VARIATIONS LIMNIMÉTRIQUES. VARIATIONS DE HAUTEUR

Les variations que l’on peut observer dans la hauteur de l’eau, soit qu’on l’étudie d’un jour à l’autre, soit que l’on compare au même instant deu.v stations dilïérentes, se rappellent à divers phénomènes qu’il est nécessaire de bien distinguer; ces variations sont désignées par les auteurs sous les noms de changements de niveau, de variations de niveau, de dénivellations. J’ai essayé d’y mettre un peu d’ordre, et pour cela j’ai fait quelques définitions. (') Les changements d’altitude absolue de la nappe de l’eau dans une station (autres que les vagues et vibrations du lac, que nous étudierons plus tard) peuvent être de deux natui’es très différentes :

a Les unes sont des modifications générales, dues aux changements de volume de la masse du lac ; toute la nappe s’élève ou s’abaisse dans son ensemble, le niveau général restant horizontal. J’appelle ces modifications des variations de hauteur, , variations en hausse ou en baisse, crues ou décrues du lac.

b Les autres sont des modifications locales, différentes dans les différentes localités du lac. La masse du lac, le volume de l’eau l’estent les mêmes; la hauteur moyenne du lac n’est pas modifiée, mais la nappe s’incline ou s’infléchit et la surface de l’eau n’est plus horizontale.

(') Limnimétrie du Léman, 1, 3G.

HYDROLOGIE

L’eau s’élève en certaines régions du lac pendant qu’elle s’abaisse dans d’autres régions. J’appelle ces changements dans le niveau de l’eau des dénivellations.

Dans cette partie de notre livre, nous ne traiterons que des variations de hauteur de l’eau.

Le lac étant un liassin où l’eau des affluents entre, et d’où l’eau sort par l’émissaire, toute différence entre le débit des affluents et celui de l’émissaire se traduit par une variation de hauteur. Le débit des rivières s’e.xprimant en mètres cubes à la seconde, nous avons le rapport suivant :

S étant la superficie du lac en mètres carrés ;

h’ la variation de hauteur du lac en mètres ;

t la durée de la variation en secondes ;

£) la difféi’ence de débit entre les affluents et l’émissaire, exprimée en mètres cubes à la seconde

h’ XS

Pour le lac Léman dont la supeificie est de 582.4^“-^, toute variation de représente une différence entre l’entrée et la sortie de 582 400'"'' ;

toute variation de 1'""’ en 24 heures représente une différence de débit de 6.74'“"*"" entre les affluents et l’émissaire; toute variation de l"’"’ par heure, une dift'érence de débit de 161.8''>" Si la variation de hauteur est en crue, c’est le débit des affluents qui l’emporte ; si elle est en décrue c’est le débit de l’émissaire qui est le plus fort.

Tout lac est soumis à des variations de hauteur de deux types différents :

Les unes sont périodiques, et sont régies par les variations périodiques du débit des affluents.

Les autres sont accidentelles ou irrégulières, et sont causées par les variations accidentelles, naturelles ou artificielles du débit des affluents et de l’émissaire

Nous avons donc à étudier sur notre lac le caractère de la courbe normale de variation périodique, l’amplitude de ces variations périodiques, et en second lieu, les variations accidentelles qui modifient cette courbe normale.

LDINIMÉTRIE

LIMNIMÉTRIE DU LÉMAxX

Sur un lac sauvage, dont l’émissaire n’a point son débit l’égié pailles barrages, et dont la puissance d’écoulement est fonction directe de la hauteur des eaux, les variations de hauteur de la nappe suivent exactement les variations du débit des aCIluents. Ceux-ci étant soumis à des crues et décrues importantes dues aux différences des saisons, le lac subit de fortes crues et décrues annuelles, qui peuvent être incommodes pour les ilverains; exagérées par des causes accidentelles, les trop hautes eaux inondent les bords du lac, les trop basses eaux gênent la navigation, ou sont insuffisantes pour la marche des moteurs hydrauliques placés sur le cours de l’émissaire. L’industrie de l’homme cherche à réduire autant que possible l’amplitude de ces variations périodiques et accidentelles, et à assurer à la hauteur du lac une stalûlité toujours plus parfaite.

Tel est le cas du lac Léman qui, depuis l’année 1713, est transformé de plus en plus en un lac artificiel, dont la hauteur est réglée par les digues et barrages de Genève. La digue de la Machine des fontaines a eu d’abord pour fonction d’empêcher la chute excessive des basses eaux et de permettre la navigation à l’entrée du port de Genève, tout en assurant la sécurité de la ville contre un ennemi qui aurait pu profiter des eaux guéables pour l’envahir ; en même temps ces digues, emmagasinant l’eau du lac, réservaient une chute suffisante pour les roues hydrauliques, nécessaire.s à l’alimentation d’eau de la ville. A partir de 1713 — et probablement môme avant, car les nombreux moulins du Rhône établis de temps immémorial dans la traversée de Genève, avaient certainement des barrages de fonction analogue, — le lac Léman n’est plus un lac naturel, et ses variations sont en partie altérées, ou réglées, suivant le point dé vue auquel on les considère, en tous cas diminuées d’amplitude par le jeu des digues de Genève.

Mais ces digues et barrages, bien primitifs et impuissants dans le siècle dernier, ont été perfectionnés et complétés à mesure que les besoins de la ville réclamaient un plus grand volume d’eau pour l’alimentation, et une plus grande profondeur d’eau pour la navigation. Les machines hydrauliques de Genève de 1820, 1840, 1856,1863,1871

HYDROLOGIE

ont de plus en plus et de mieux en mieux fermé le lac en hiver et relevé le niveau des basses eaux. En même temps, rétrécissant toujours plus le lit du fleuve, elles obstruaient le débit de l’émissaire pendant l’été, tellement, que dans les années humides, le lac refluait et inondait ses rives. Les réclamations suscitées par cet état imparfait des choses provoquèrent le Procès du Léman, dont nous parlerons plus loin, et amenèrent la convention du 17 décembre 1884 qui formule les bases de la régularisation du Léman. Aidée par une subvention importante de la Confédération suisse et des états de Vaud et du Valais, la ville de Genève a déplacé sa machine hydraulique, autrefois en tête de l’Ile, et l’a établie à la Coulouvrenière ; elle a dragué, élargi et débarrassé le cours du fleuve ; elle s’est assurée ainsi la disposition d’une force motrice superbe, évaluée à 6000 chevaux ou 450 000 Idlogrammètres par seconde, ïtout en organisant une régularisation, très parfaite semble-t-il, du régime du lac ; les basses eaux ont été relevées, et, aux hautes eaux, un débit assez libre a été réservé au fleuve pour qu’il n’y ait plus de crainte d’inondations sur les bords du lac ; l’amplitude des variations de hauteur du lac a été considérablement réduite. Les constructions et dragages ont été exécutés dans les années 1884 à 1889, et le nouveau régime du lac date définitivement de l’automne 1889, époque à laquelle tout a été terminé. Dorénavant le tac Léman est un lac civilisé, dont les variations et les débordements sont réduits à des dhnensions très innocentes.

Pour connaître le régime naturel du lac, nous devrions donc nous adresser aux .siècles passés, avant la construction de toute digue à Genève; mais les observations nous manquent pour ces époques lointaines, et sauf quelques dates et faits isolés, nous en sommes l’éduits aux observations limnimétriques du siècle actuel. Plus les observations sont anciennes, mieux elles se rapportent à l’état dénaturé, plus par conséquent elles ont de l’intérêt pour nous, dans cette étude d’histoire naturelle. Ajoutons cependant que leur repérage est plus difficile et souvent incertain.

Nous avons dit que les machines de l’ile de Genève, construites primitivement en 1713 ont été reconstruites ou agrandies vers 1820, 1840, 1863 et 1871, et transportée en 1885 à la Coulouvrenière, au-dessous de la ville. Chacune de ces dates sera donc une étape dans la transformation du lac sauvage en lac civilisé.

LIMNIMÉTRIE

Première période, antérieure aux «lignes «le Cienève. Malheureusement nous ne possédons aucune observation positive antérieure à l’année 1713.

Nous savons seulement que les hautes eaux ne dépassaient pas ordinairement les cotes ZL -|- 2.4 à 2.5™, car, sans cela, les villes riveraines construites dans le moyen âge auraient été inondées. C’est ce (jui résulte d’une étude attentive faite en 1882, par les ordres du gouvernement vaudois, dans les villes et bourgs de Villeneuve, Montreux, Vevey, Lutry, Gully et Morges; on a compté les locaux, eu sous-sol, ou rez-de-chaussée, envahis par les inondations des années précédentes et l’on a, par un nivellement, mdsuré la hauteur du sol de ces locaux. D’après les documents conservés aux archives des Ponts et Chaussées de Lausanne, le total s’élève à :

132 caves et sous-sols à la cote ZL -1- 2.6‘"