De Valluvion

L’alluvion est l’action opposée à l’érosion. L’alluvion est le dépôt des matériaux solides enlevés au sol par l’érosion. Le phénomène peut se résumer dans les faits suivants :

Il y a alluvion chimique lorsque les matériaux dissous dans l’eau se précipitent sous forme cristalline ou sous forme amorphe et se déposent au fond de l’eau. Nous constaterons que ce mode d’alluvion, très actif dans d’autres eaux, est d’effet presque nul dans le lac Léman. C’est à peine si nous pouvons en trouver traces dans les dépôts tufeux des algues incrustantes, dans quelques rares localités du lac.

Il y a alluvion mécanique lorsque des corps en suspension dans l’eau se déposent sur le fond. Toutes choses égales d’ailleurs, plus le corps étranger est dense, plus il est volumineux, plus sa forme se rapproche de celle de la sphère, plus sa chute est rapide, et plus vite l’alluvion se dépose sur le fond. Par conséquent, les alluvions grossières sont localisées à une faible distance de leur point de départ, les alluvions impalpables peuvent être disséminées au loin.

Dans un lac comme le nôtre, les circonstances qui occasionnent l’alluvion sont en général ;

a L’existence de poussières impalpables en suspension dans l’eau. Que ce soit l’eau trouble des affluents apportée dans le lac et diva-

(■) E. Desor. Les pulalUtes, p. 10. Paris 186-5.

guant loin de leur embouchure, que ce soit l’eau du littoral salie par les mouvements des vagues qui soulèvent la vase de la grève, qu’il s’agisse de poussières minéral es, qu’il s’agisse de débris de la vie organique, toutes les foisquedesparticulessolidespluslourdesquel’eau sont en suspension dans celle-ci, sitôt que les mouvements qui les soulevaient cessent d’agir, elles tombent, et finissent tôt ou tard par se déposer sur le sol. L’alluvion impalpable étant formée de paiticules e.xtrèmement fines, les poussières organiques qui peuvent en être rapprochées ayant une densité de très peu supérieure à celle de l’eau, les unes et les autres mettent un temps considérable pour se précipiter sur le fond. Elles peuvent être transportées à de grandes distances de leur point d’origine.

b Ualluvkm gmssière des affluents, les sables, les graviers, les galets qu’un fleuve, une rivière, un torrent transporte dans ses eaux ou fait rouler sur son lit, constituent l’alluvion /luvio-lacantre. Sitôt arrivées dans le lac, les eaux de l’affluent cessent d’être torrentielles ; elles ne tiennent [ilus on suspension lès sables fins; elles ne peuvent plus rouler les galets ; les premiers tombent sur le sol, les seconds restent immobiles. Plus ils sont gros et denses, plus près de l’embouchure se déposent-ils ; les galets reposent sur la grève, les graviers descendent quelques mètres plus bas ; les saliles seuls, quant l’affluent prolonge son courant dans le lac, peuvent être transportés à quelijue distance. Il n’y a de transport un peu élolgué que pour les sables formés de lamelles aplaties, comme les cristaux de mica, qui restent assez longtemps en suspension dans leur descente oscillante (') à travers l’eau.

c Les vagues s’emparent sur le littoral des galets et des sables désagrégés par l’érosion lacustre ou amenés par l’alluvion torrentielle;

(') Les lamelles aplaties comme celles du mica, en suspension dans un liexuide, s'orientent bientôt en une position liorizontale et tombent lentement en décrivant des mouvements rdternatil's d’oscillation latérale. Il en résulte (]u’unoean micacée, comme celle dos torrents alpins venant de lorrains riches on mica, prend, sitôt (jii’elle est en repos, une teinte grise uniforaio par la réflexion de la même région du lirmamonl sur les paillettes semblablement orientées. Si une cause disturbante agite l’eau, un remous du courant, une vague du vent, un coup porté dans l’ean parla chute d'viue pierre, etc.', l’horizontalité des lamelles est troublée par des mou^'eménts d’ensemble ; elles s’inclinent sinniltancment et par groupes dans un même sons, en réfléchissant la lumière incidente suivant des conditions nouvelles ; cela donne à l'eau dos teintes moirées très élégantes qui dessinent admirablement les mouvements intestins des ondes liquides. Je recommande l’usage d’une telle eau micacée pour les études sur l'oscillation de l’eau et sur les courants.

LE SOL DU LAC

elles les roulent, les charrient avec des allures fort difl'érentes suivant les localités et les circonstances. Tantôt elles les accumulent sur la grève, et en font des amoncellements, tantôt elles les promènent en les faisant cheminer sin- la grève, de telle sorte qu’après une tempête on trouve, à grande distance, les matériaux qui la veille étaient entassés devant une fabrique (débris de tuiles par exemple), ou à l’embouchure d’une rivière; tantôt enfin elles les enlèvent pour les entraîner dans la direction du plein lac, tellement que la plage, hier encore ensablée, est aujourd’hui dégarnie de sable et hérissée de galets. Ces différences d’action viennent essentiellement de différences dans la direction des vagues. — Quoi qu’il en soit, nous devons reconnaître aux vagues une puissante faculté de transport et de disposition de Talluvion lacustre ; elles sont un des agents modificateurs les plus efficaces du relief et de la structure du littoral.

L’alluvion est composée des matériaux solides qui se séparent par précipitation chimique ou mécanique de l’eau du lac, et se déposent sur le sol, que ce soit sur le fond, que ce soit sur les bords. Les origines de ces matériaux peuvent être fort différentes ; nous pouvons les distinguer en :

1" Corps qui tombent directement dans le lac, à savoir ;

a L’eau météorique. L’eau de pluie, la neige, la grêle sont relativement pures ; elles contiennent en dissolution quelques substances ammoniacales, et en suspension quelques poussières collectées pendant la chute à travers l’air. C’est ainsi que, d’après les études deM. A. Lévy, à l’observatoire de Montsouris près Paris pendant Tannée 1877-78, l’eau de pluie contenait en moyenne par litre ; (Q

Ammoniaque

Acide azotique

Matières organiques révélables par le per-

manganate de potassium (-)

Les substances azotées, dissoutes dans les eaux atmosphériques, restent dissoutes dans' le lac ; elles ne participent donc en rien à la

{*) Annuaire de l'observatoire de Montsouris pour l'année 1879, p. 40'2 sq.

(-) Ces inatières'organiques nécessitaient pour leur oxydation par le permanganate de potasse un poids d’oxygène de 3..5 “s. C’étaient proiiableinent, en grande partie, des poussières atmosphériques.

HYDROGRAPHIE

formation de l’alluvion, ou du moins n’y prennent une part que lorsqu’elles ont été assimilées par des organismes, quand elles sont entrées sous forme solide dans le corps des animaux ou des plantes.

h Les poussières météoriques, assez abondantes d’après certains auteurs, Tissandier, Yung. (*) Je n’ai pas su rencontrer ces poussières dans le produit de mes dragages profonds, c Les aérolitlies ou pierres météoriques qui sont fort rares. cl Les poussières atmosphériques soulevées par les vents et entraînées jusque sur le lac : ces poussières peuvent être de nature minérale ou organique (fleur du lac, voyez plus bas). e Les animaux qui viennent se noyer dans le lac. f Les œufs des animaux qui viennent pondre dans le lac. g Les e.xcrémenls des oiseau.x et chauve-souris qui viennent voler sur le lac ou nager sur les eaux.

2° Les coi'ps en dissolution ou en suspension charriés par les affluents du lac. Ce peuvent être :

a De l’eau tenant en dissolution certains matériaux organiques et minéraux.

b Des matériaux inorganiques, sous la forme de poussières impalpables en suspension dans l’eau, ou bien de sables, de graviers et de galets, qui reposent sur le lit de la rivière, mais sont déplacés en descendant le fil de l’eau par Faction mécanique du courant. I^es matières terreuses non dissoutes par l’eau sont entraînées sous forme de poussières impalpables.

c Des débris organiques, terrestres ou fluviatiles, cadavres d’animaux, plantes ou débris de ces organismes.

(i Des plantes, et des animaux vivants entraînés par le courant jusqu’au lac.

3° Les matériaux arrachés à la grève par le choc des vagues.

4® Les débris jetés par l’homme. Je citerai entr’autres les scories de coke provenant des fournaises des chaudières des bateaux à vapeur.

5“ A ces matériaux d’origine étrangère au lac se joignent, pour former l’alluvion, les débris des animaux et des végétaux ayant vécu dans le lac.

Une partie de ces matériaux ne reste pas dans le lac, et en sort

C) E. Yung. Etude sur les poussières cosmiques. Bull. S. V. S. N. XIV, 493, Lausanne 1871.

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comme nous le verrons dans un paragraphe suivant. Une antre partie se précipite sur le fond et y forme Falluvion.

Les matériaux de l’alluvion se divisent tout d’abord suivant leur densité, en matériaux plus légers que l’eau, qui flottent à la surface, et en matériaux plus lourds que l’eau, qui sombrent au fond.

1» Parmi les corps qui flottent à la surface, je citerai :

a En fait de matériaux inorganiques :

,Les sables. Des grains de sables secs posés sur l’eau, dans le cas surtout où l’eau est recouverte d’une couche graisseuse, flottent retenus par des attractions capillaires, comme une aiguille d’acier qu’on place délicatement à la surface d’un baquet d’eau. Par un temps calme, j’ai vu parfois le sable être soulevé en plaques larges comme la main, ou plus, de l’épaisseur d’une seule rangée de grains, ces placpies flotter à la surface de l’eau, et être entraînées par des courants (‘).

Les cendres de coke des bateaux à vapeur, les scories bulleuses, analogues à la pierre ponce que le Challenger a con.statée en si grande abondance dans les dragages de l’Océan Pacifique, flottent plus ou moins longtemps et se dispersent à la surface du lac ; une partie est jetée à la côte, l’autre partie sombre dans les grands fonds lorsque les vacuoles de la substance poreuse sont, l’une après l’autre, envahies par l’eau.

b En fait de matériaux organiques, la plupart des débris végétaux et une partie des débris animaux. La plupart des bois et des débris végétaux sont plus léger’s que l’eau et flottent à la surface, pour un temps du moins. Mais les pores et cellules de la substance ligneuse ne tardent pas à se remplir d’eau, la densité augmente, et bois, feuilles et racines finissent au bout d’un temps plus ou moins long par couler au fond de l’eau.

Les cadavres animaux sont, les uns plus lourds, les autres plus légers que l’eau, et suivant leur densité ils flottent ou s’enfoncent. Pour' ceux qui sont descendus à une faible profondeur, la putréfaction tend bientôt à les faire remonter à la surface. Je traiterai cette question dans un paragraphe spécial.

Tous ces corps plus légers que l’eau sont promenés par les vents et les courants à la sur'face du lac, jusqu’à ce qu’ils s’enfoncent, qu’ils se dissocient ou qu’ils soient jetés à la côte. Entassés par les

(') Voir aussi : G. Ritter. Bull. S. S. N. NeucluUel. XII, 119, 1880.

vagues, ils forment ces amas de débris qui salissent par places la plupart de nos côtes.

Quelques-uns de ces matériaux légers ont à peu près la densité de l’eau ; lorsque leur densité est intermédiaire à celle de l’eau de la surface plus légère et à celle de l’eau du fond plus lourde, ces corps flottent entre deux eaux. Ce fait ne peut avoir lieu qu’au printemps et en été, lorsque l’eau est stratifiée en couches de température et de densité différentes. On voit parfois des bois, des roseaux flotter entre deux eaux, à un ou deux mètres de profondeur, sans s’élever, sans descendre. Nous utiliserons ce fait pour l’explication de certaines variations de la transparence de l’eau.

2» Les matériaux plus lourds que l’eau sont essentiellement les corps inorganiques, exceptionnellement les corps organiques. Us descendent au fond et forment l’alluvion. Cette alluvion tombe sur le fond suivant une loi l.iien simple : A volume égal les corps les plus denses, à densité égale les corps les plus volumineux, à densité et à volume égaux les corps les plus rapprochés de la forme sphérique tombent le plus-vite dans l’eau.

Comme c’est surtout par le transport des rivières que les matériaux de l’alluvion sont amenés au lac, ils sont distribués autour de l’embouchure des cours d’eau en rayonnant et en divergeant. Les galets sont amenés par le courant du torrent jusqu’au lac, mais sitôt qu’ils arrivent dans une eau calme, ils s’arrêtent à l’embouchure même de la rivière ; ils sont repris ensuite par les vagues du lac et disséminés sur la grève. Le gravier et le sable sont entraînés un peu plus en avant, et le violent courant que les eaux d’un torrent débordé tracent dans le lac peut charrier encore assez loin ces matériaux solides, qui- tombent les uns après les autres sur les flancs sous-lacustres du talus d’alluvion.

Quant à la poussière impalpable et aux matériaux terreux qui restent en suspension dans l’eau, ils peuvent être transportés fort loin dans le lac ; les eaux ainsi salies mettent très longtemps à se clarifier ; elles peuvent avant de déposer leur limon, faire un très long trajet, soit à la surface du lac lorsqu’elles sont plus chaudes que lui (au printemps), soit entre deux eaux ou en rampant sur le talus lorsqu’elles sont plus froides que la surface. Petit à petit cependant, elles laissent tomber la poussière impalpable qu’elles renferment, et l’alluvion descend lentement jusque dans les plus grands fonds du lac.

Pour apprécier la vitesse avec laquelle se fait la précipitation de l’al-

LE SOL DU LAC

luvion, j’ai institué l’expérience suivante, mars 1874. J’ai un photomètre de Rumford, consistant en un vase de 1"' de longueur sur lO*^^™ de largeur et 10''"' de profondeur. Les parois latérales et le fond sont en zinc verni en noir; les deux parois extrêmes sont en glaces de verre blanc. Un stylet est placé vei'ticalement en deliors du vase, à l’une des extrémités, et son ombre vient se former sur un écran de papier huilé. Je compare les ombi-es de ce stylet produites par deux bougies de même intensité et dont les rayons traversent l’un .4 le bassin plein d’eau, l’autre B l’air de la chambre ; en plaçant les bougies à une distance convenable j’arrive à égaliser l’intensité des ombres. J’apporte à ces comparaisons une correction nécessaire, l'eprésentant la quantité de lumière absorbée par le passage à travers les glaces du bassin vide d’eau. La distance entre la bougie A et le stylet est toujours ta même 1.16”, la distance d du stylet de la bougie B est variable, je la mesure directement. Avec de l’eau pure du lac, l’absorption à travers un mètre d’eau est très faible, et la distance à laquelle je dois placer la bougie mobile B pour obtenir une ombre égale à celle de la bougie fixe dont . le rayon a traversé l’eau varie de 1.2 à 1.3"'.

Cela établi, je prends, le 26 mars, à midi, de l’eau pui-e du lac et je délaie, dans les 10 litres d’eau qui remplissent le bassin du photomètre, un morceau de 8 grammes de limon du lac desséché, dragué à 50'" de fond devant Morges. Je fais des essais photométriques pour déterminer le moment auquel le dépôt du limon sera achevé.

26 mars, midi, opacité absolue

— — 10'' s. — — ; cependant sur une épaisseur

de 1'"' à partir de la surface je commence à apercevoir la ' lumière de la bougie, rouge comme un soleil couchant.

7'' s. lumière rouge

Ier avril.

Je n’ai pas poursuivi plus loin cette expérience, mais les résultats obtenus au 6" jour monti'ent la lenteur prodigieuse du dépôt de l’alluvion. Combien de temps aurait-il fallu pour ramener la trans-

HYDROGRAPHIE

parence de l’eau à un degré tel que d fût égal à 1.2 ou 1.3“ ?

Une autre expérience montrera encore le temps énorme que dure la précipitation des poussières impalpables. Le 20 avril 1876 je place dans deux flacons de verre transparent de l’eau trouble provenant d’un dragage fait devant Morges par 45"' de fond ; le 24 avril à la même heure, soit après quatre jours entiers, l’eau est clarifiée dans l’un des flacons sur une épaisseur de G.S""’, dans l’autre sur une épaisseur de 9 L’eau trouble forme au fond des vases un nuage parfaitement bien limité; on dirait un précipité de gélatine.

Ces expériences monti’ent la lenteur prodigieuse avec laquelle l’alluvion impalpable descend dans l’eau. On en déduira la notion que cette alluvion impalpable peut être transportée dans le lac à de très grandes distances avant que, dans sa chute, elle arrive sur le sol.

.le diviserai fallu vion qui se dépose dans le lac en deux types différents par leur origine: suivant que c’est de l’alluvion fluviatile (') apportée par les affluents ou de falluvion lacustre provenant du lac lui-même. Ces deux types se subdivisent eux-mêmes d’après la gro.sseur ou plutôt la masse des matériaux ; quand c’est de l’alluvion grossière elle se dépose sur le littoral et ne s’avance dans le lac qu’en s’éboulant en talus; quand c’est de l’alluvion impalpable (ou peu dense) elle est charriée au loin et se dépose à de grandes distances jusque sur le plafond du lac. Nous avons ainsi quatre formes d’alluvion.

1. Alluvion lacusire imprt(paf)/e composée de poussières organiques, débris de la vie animale et végétale dans le lac, de poussières organiques apportées par les affluents, de poussières inorganiques arrachées à la rive par les mouvements des vagues, de poussières inorganiques apportées par les affluents et mélangées avec l’eau du lac. Cette alluvion lacustre, assez légère pour rester fort longtemps en suspension dans l’eau, est charriée au loin par les courants et se dépose partout dans le lac, sur le littoral, sur les talus et sui‘ le plafond du lac. Celle qui s’arrête sur le littoral est reprise par les vagues, et son dépôt n’est définitif que lorsqu’il a lieu dans une couche assez profonde pour que les vagues n’y agissent plus. L’alluvion lacustre impalpable est de

("h C’est ce que j’ai désigné plus haut, page 103, sous le nom plus compliqué d’alluvion Iluvio-lacustre. Comme il s’agit ici, sans ancnn doute, d’alluvions déposées dans le lac, et qu’il ne peut y avoir confusion, je crois pouvoir abréger et l’appeler simplement alluvion /luvialile.

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dépôt très général sur toute l’étendue du lac ; elle se mêle à toutes les autres Ibi'ines d’alluvion.

II. Alhivion fluviatUe impalpable. Quand un affluent est en crue, ses eaux sont aloui'dies par une telle abondance d'alluvion minérale impalpable qu’elles augmentent assez de densité pour ne plus s’étaler à la surface du lac, et pour descendre dans les grands fonds en suivant la ligne de plus grande pente du cône torrentiel immergé. Elles déposent alors leur alluvion sur le plafond du lac et tendent à le combler en le transformant en une plaine horizontale.

J’insisterai sur celte caractéristique de l’alluvion fluviatile impalpable, qui me paraît fort bien déterminée, mais demande à être précisée. Elle est formée par les poussières minérales en suspension dans l’eau des afiluents, mais celles-ci ne produisent pas toujours des couches distinctes d’alluvion dans le lac. Quand les rivières sont à l’étiage et charrient peu, quand leur température est égale ou supérieure à celle des eaux de surface du lac, quand, à l’embouchure d’un torrent débordé, les vagues du lac mélangent les eaux Iluviatiles avec les eaux du lac, dans une foule de circonstances, les poussières minérales provenant des affluents peuvent être mises en suspension dans l’eau du lac, être promenées avec elle par les vagues et les courants ; dans ce cas elles se confondent avec l’alluvion lacustre et se déposent avec elle. Il n’y a dépôt d’alluvion fluviatile impalpable, fournissant une couche spéciale dans le sol, fjue lorsque les eaux torrentielles forment dans le lac une masse distincte, de grande densité, qui s’écoule dans les grands fonds et va s’y accumuler sans se disperser dans l’étendue indéfinie du lac. Ce cas est représenté normalement pai' les eaux des rivières glaciaires pendant l’été, accidentellement par les torrents de la plaine lorsqu’ils sont débordés. Nous développerons celte question intéressante quand nous traiterons du ravin sous-lacustre du Rhône, dans un chapitre subséquent.'Je citerai comme exemples de couches constituées essentiellement par l’alluvion fluviatile im()alpaljle : la plaine centrale du Léman formée par l’alluvion impalpable du Rhône et celle de tous les affluents du Grand-lac ; le fond des cuvettes du Petit-lac formé de la même manière parles affluents qui y aboutissent.

III. Alluvion Incuslve grosaière, formée des sables arrachés à la grève par les vagues et emportés en avant par le courant de retour profond. Exemple ; formation de la beine et du mont. A mesure que le talus d’éboulemeut du mont avance dans le lac, il efl'ace sous sa décli-

vite régulière toutes les inégalités primitives des terrasses et accidents du talus général du lac.

IV. Allnvion jlmnalile iji’ossière, graviers et galets apportés par les affluents et versés dans le lac à leur embouchure ; elle forme les cônes torrentiels immergés dans le lac. Exemples ; cônes de la Dranse, de la Veveyse, etc.

Ainsi, par leur nature, par leur origine aussi bien que par le lieu de leur dépôt, les ulluvions d’un lac se divisent très naturellement en quatre formes dont je représenterai la situation par un schéma (fig. 29).

a a sera l’alluvion lacustre impalpable qui se dépose sur toute l’étendue du lac.

h l’alluvion fluviatile impalpable localisée dans la plaine centrale.

c l’alluvion lacustre grossière qui foime la beine devant les côtes d’érosion.

d l’alluvion fluviatile grossière qui forme les cônes torrentiels immergés et émergés aux .embouchures des affluents.

Cette classification naturelle me semble parfaitement valable. Le relief primitif du lac n’est pas sensiblement altéré dans toute l’étendue où se dépose seulement l’alluvion lacustre impalpalile ; il est au contraire méconnaissable sous les couches plus épaisses de l’alluvion fluviatile impalpable qui sont horizontales dans la plaine centrale du lac, et sous les couches des alluvions grossières, soit lacustres soit fluviatiles, qui sont fortement inclinées sur les talus d’ôboulement du mont, et des cônes immergés des deltas torrentiels.

En éclairant par ces notions sur les alluvions fluvio-Jacustres et lacustres la description générale que nous avons donnée du bassin du lac, nous en tirei'ons des conclusions intéressantes.

1“ Le bassin du Léman représente une profonde vallée actuellement remplie d’eau, comblée par places par les allusuons fluviatiles grossières et impalpables et par les alluvions lacu.stres grossières, mais qui, sur de

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grandes étendues, là où l’alluvion lacustre impalpable existe seule, laisse voir le relief primitif du sol.

2“ les parties où domine l’allindon lacustre grossière sont :

« Les régions littorales des côtes d’érosion, là où existent la beine et le mont.

b Les talus d’ébouloment sur les replats des terrasses, là où le talus rocheux montre des inégalités de pentes (talus latéraux du Haut-lac).

3° Les parties où domine l’alluviou fluviatile grossière sont les cônes torrentiels immergés des divers affluents. Le plus important est le cône du Rhône qui rempht de son alluvion tout le plafond du Hautlac et se prolonge jusqu’à la plaine centrale.

4° Les parties où domine l’alluvion fluviatile impalpable sont la plaine centrale du Grand-lac et le fond des fosses ou cuvettes du Petitlac.

5“ En dehors de ces parties qui sont constituées par une couche plus ou moins épaisse d’alluvion et où le relief originaire des murailles du lac est absolument masqué, le reste du lac n’est revêtu que par une couche uniforme d’alluvion lacustre impalpable. Nous n’en connaissons pas l’épaisseur, mais jç présume (ju’elle n’est pas très forte ; car, malgré un dépôt continu depuis que le Léman est un lac, malgré son accumulation par les courants dans les dépressions, elle n’est pas arrivée à recouvrir assez les inégalités primitives du sol jusc(u’à les dissimuler entièrement. Nous retrouvons les indices évidents de ces inégalités sur la carte du lac; je citerai comme rentrant dans cette catégorie les parties suivantes ;

a Les talus latéraux du Haut-lac, entre les cônes toi'rentiels des affluents ; on y reconnaît des parois rocheuses avec des terrasses irrégulières, des éperons saillants, des replats, des monticules sous-lacustres, etc.

h Les talus latéraux de la région centrale et occidentale du Grandlac, avec la rampe occidentale du plafond, de même en dehors des cônes des affluents, et en avant de la beine et du mont. On y reconnaît une grand» et large vallée, aux talus peu incünés et quelque peu irrégularisés, présentant dans son plafond un monticule médian, reste probable d’une île entourée par les deux bras du fleuve qui coulait autrefois dans cette vallée.

c Le Petit-lac dans son ensemble, à l’exception de la beine littorale, des cônes torrentiels et du fond des cuvettes.

hydrographie

Si je ne fais pas erreur, nous retrouvons donc en maint endroit sur . la carte hydrographique les accidents primitifs du sol, avant qu’il ait été envahi par les eaux, légèrement émoussés et eflacés par le dépôt général de l’alluvion lacustre impalpable.