CHAPITRE II
La dënudation lluviaire.
Gomme nous Favons fait pressentir il n'y a qu'un moment, la dénudation fluviaire se rattache de la façon la plus intime aux phénomènes qui viennent de nous occuper. Son étude expérimentale a une importance exceptionnelle à cause des applications directes dont elle est susceptible à l'histoire du creusement des vallées et, par conséquent, à celle du modelé de la surface terrestre.
Nous avons vu déjà comment on peut instituer commodément sur certaines plaques sableuses, durant les basses marées, des expériences très instructives. C'est ce que M. Stanislas Meunier à fait à Saint- Lunaire, en modifiant, par des excavations ou à l'aide des planchettes, les filets d'eau qui se réunissent et sont appelés par le reflux; c'est ce qu'on peut faire aussi dans le laboratoire par divers procédés et à l'aide de divers appareils que nous allons énumérer.
Pour tirer de cette étude expérimentale tout le fruit
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qu'elle est capable de donner, nous la diviserons très avantageusement en deux paragraphes, concernant l'un le travail vertical et le second le travail horizontal des cours d'eau. 11 n'y aura plus qu'à les combiner ensemble pour avoir la notion complète du travail total réalisé.
Le travail vertical des cours d'eau.
Quand un cours d'eau, par suite de la forme du terrain, est empêché de divaguer à droite et à gauche en méandres; quand, par exemple, il est dirigé par une cassure, rectiligne ou non, au fond de laquelle il est retenu, — toute son action dénudatrice se traduit par une usure verticale du sol, d'autant plus active que le courant est plus rapide et qu'il charrie plus de matériaux pierreux.
On peut assister véritablement aux progrès de ce travail spécial, comme M. Stanislas Meunier l'a fait remarquer, en portant successivement son attention sur des gorges convenablement choisies dans les pays montagneux. C'est ainsi que le Staubach, dans le canton de Berne, où la rivière tombe verticalement d'une hauteur de 300 mètres, peut être considéré comme une première étape dans le travail de sciage entrepris par le cours d'eau aux dépens de la roche sur laquelle il coule. Le filet d'eau peut être exactement comparé au fil métallique dont se sert le lapidaire pour couper un bloc en deux morceaux, et il en résulte que cette opération industrielle devient une
vraie expérience géologique. On sait que ce n'est pas plus le fil métallique que le cours d'eau qui scie directement la roche, mais bien les particules diverses qu'ils charrient l'un et l'autre : l'émeri chez l'ouvrier, les grs^viers de tous genres dans la nature. Des deux côtés on les retrouve accumulés au dehors du point travaillé : en tas sous l'établi, en cône de déjection sous la chute d'eau.
La célèbre cascade de Pissevache, dans la vallée du Rhône, peut nous procurer un degré plus avancé du travail et la Salanfe est dès maintenant parvenue à scier, sur un bon tiers de sa hauteur, l'escarpement du haut duquel elle tombait originairement, comme le Staubach le fait encore aujourd'hui.
Enfin, à peu de distance au-dessus de Pissevache et également sur la rive gauche du Rhône, à Vernayaz dans le canton du Valais, on rencontre les gorges de Trient, qui nous montrent la section complètement terminée.
L'examen des parois de ces gorges fait voir, à toutes les hauteurs, les étapes du torrent dans son travail de section, et cependant il y a eu des observateurs assez , naïfs pour émettre l'opinion que, dans le passé, les cours d'eau avaient eu le même fonds qu'aujourd'hui et, par conséquent, toute la profondeur mesurée par la distance qui sépare leur thalweg actuel des plus hautes traces laissées par eux sur les parois rocheuses. On ne saurait qualifier trop sévèrement ce procédé enfantin de raisonnement qui a fait le plus grand mal à la science en retardant la diffusion des idées justes.
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Pour étudier expérimentalement le travail de dénudation verticale des rivières, M. Stanislas Meunier a adopté souvent un dispositif qui consiste dans l'emploi d'un filet d'eau acidulée agissant sur une dalle de roche calcaire convenablement inclinée.
On s'assure que, malgré le caractère chimique de la réaction, le résultat est de tous points comparable au phénomène naturel; on emploie avec avantage un calcaire sableux; les grains quartzeux libérés et entraînés ajoutent leur action mécanique à l'action chimique de l'acide.
On arrive ainsi à reproduire toutes les particularités de formes offertes par les parois des gorges ou canions. Avec des roches hétérogènes comme des calcaires bréchoïdes ou des grès et poudingues à ciment calcaire abondants on a souvent des parois flexueuses, comme sont celles de la célèbre gorge de la Tamina dans le canton des Grisons.
Rappelons d'ailleurs que les expériences sur les filets ruisselants des plages marines sableuses, viennent compléter de la façon la plus décisive les expériencesfpar corrosion, et nous allons avoir à y revenir pour plusieurs points d'un intérêt considérable.
Nous venons de voir que les cours d'eau de toutes dimensions, pourvu qu'ils soient assez rapides pour charrier des débris rocheux même très finsy sont au propre des agents de section verticale du sol qui les supporte, et qu'ils arrivent avec le temps à creuser des sillons beaucoup plus profonds qu'eux-mêmes : un vrai sciage de montagnes entières. Il faut ajouter
que, comme contre-coup^ Fusure verticale du sol par les cours d'eau détermine, entre autres accidents, et comme résidus nécessaires, la production de débris de différentes grosseurs.
On en distingue trois types principaux sous les noms de galets^ de sables et de limons,
La formation des galets, des sables et des limons peut- être citée comme un exemple particulièrement net des services que la méthode expérimentale est de nature à rendre aux études géologiques.
Partout on foule ces matériaux et on assiste aisément à leur production dans le lit des torrents et des rivières, comme sur le littoral de la mer. Et cependant^ comme M. Daubrée l'avait remarqué, les conditions intimes et vraiment intéressantes du phénomène nous échappent nécessairement.
On ne peut constater comment et avec quelle rapidité les fragments rocheux changent de forme et diminuent de volume sous l'influence des frottements et des chocs.
Il est d'ailleurs souvent impossible de les distinguer de ceux que l'eau n'a fait que déplacer et qui avaient été triturés à une époque antérieure.
L'appareil le plus commode et le plus simple, employé par plusieurs auteurs déjà, est représenté fig. 8. Il consiste en pots de grès disposés autour d'un axe de rotation et contenant, avec de l'eau, des fragments de roches à l'étude. Un volant recevant une courroie de transmission permet de produire une vitesse variant de m. 80 à 1 mètre par seconde.
«4 LA HENL'UATHIN PLIJVIAIRE
On constate qu'après un trajet de 25 kilomètres, les fragments anguleux de toutes les roches sont réduits «n galets impossibles à distinguer de ceux de la nature.
Dans les 25 premiers kilomètre» de parcours, les
fragments anguleux de granit devenus galets ont perdu les jt: de leur poids. Ce qui correspond à m par kilomètre (ou 0.010).
Une l'ois arrondis par les 25 premiers kilomètres <le trajet, les galets de granit n'ont plus diminué de poids que très lentement. Les nouveaux kilomètres
ne leur ont fait perdre que ïtjît i* rnn "^^ '*'"''' P^'^^s. Soit j^ à jjj^ par kilomètre, ou de O.O004 à 0.0001 .
kJi m . - ' L -
La quantité de limon produite par différentes roches conduit aux coefficients d'usure suivants * :
Feldspath anguleux 0. 003
Feldspath arrondi. 0. 002
Obsidienne 0. 003
Serpentine * 0. 003
Silex de la craie 0. 0002
L'étude expérimentale de ce genre de dénudation comporte une partie historique qui n'est pas dépourvue d'intérêt. Déjà en 1774 Frisi * décrit des expériences sur la formation artificielle des sables par le choc des pierres. Ses résultats sont remarquablement négatifs et l'auteur constate son désaccord avec Guglielmini. On avait cependant des preuves de l'usure dans les rivières des matériaux charriés et, à cet égard, on pouvait déjà citer des expériences spontanées. Plus tard, vers 1850, on retira du Rhin un éclat d'obus qui était probablement tombé dans le fleuve lors du siège de Huningue en 1815; il ayait les angles de ses cassures arrondis et polis. Un boulet de fonte, dont la presque totalité était enchâssée dans un gravier que l'oxyde de fer avait agglutiné autour de lui, était fortement aplati et poli dans sa partie libre. '
A cet égard il est tout à fait utile de citer ici une expérience d'Edouard Collomb ' :
50 galets striés de roche schisteuse bleue assez dure, de la moraine de Wesserling, ont été placés dans
1. D'après M. Daubrée; Annales des mines, 5" série, t. XII, p. 551, 1857.
