QUATRIÈME LEÇON

Importance prépondérante des eaux courantes. — Tous les agents qui s'emploient à la modification du relief terrestre sont loin d avoir la même importance. ^Vinsi l'action des glaces et celle du vent ne s'exercent d'une façon intense que sur des portions limitées de la surface du globe. L'érosion chimique n'agit sur les formes extérieures que dans certains pays où le sous-sol offre une composition très spéciale. Quant à l'érosion marine, elle est loin d'être aussi efficace qu'elle est bruyante. Elle n'a de prise que sur les rivages, et se borne à les faire reculer, sans influer beaucoup sur le modelé proprement dit des continents. Le véritable facteur de ce modelé, c'est l'eau courante. Aussi la considération de cet agent s'impose-t-elle, avant toute autre, à quiconque veut acquérir l'intelligence des formes du paysage.

Avant d'en aborder l'étude, il est intéressant de remarquer que la puissance, dont l'intervention facilite si fort à propos Faction de la pesanteur, a sa source dans l'évaporation, qui enlève aux roers la vapeur d'eau destinée à se répandre en pluie sur les continents. La vapeur elle-même est engendrée par la chaleur solaire, et c'est à la même chaleur que sont dus les mouvements de 'atmosphère, cause principale des pluies. Ainsi cette influence essentiellement centrifuge^ qui semble en antagonisme direct avec 'influence centripète de la gravité, en devient au contraire le principal auxiliaire. Et c'est de l'Océan, lieu de repos pour les particules solides, que part, constamment renouvelé, l'instrument d attaque destiné à les y conduire.

Cas d*nn territoire homogène. Effets du ruissellement. — Supposons un territoire que l'action des puissances extérieures

n'ait pas encore touché et, pour plus de simplicité, admettons qu'il soit composé de matériaux meubles, homogènes et peu accessibles à rinfîltration.

En dehors de cas tout exceptionnels, ce territoire doit offrir des directions de pente dominantes, c'est-à-dire des versants, fixant la direction que suivront les eaux pluviales. Mais celles-ci ne ruisselleraient uniformément sur la surface que si elle était plane, et si de plus la pluie était partout également distribuée. Les inégalités originelles du terrain, jointes à la localisation des averses, déterminent la concentration des eaux dans des rigoles ou thalwegs, où elles commencent à acquérir une vitesse et une masse appréciables, ce qui, avec l'aide des particules entraînées, met immédiatement en jeu leur faculté d'érosion. Chaque cours d'eau ainsi engendré est donc obligé de déblayer son lit et de l'approfondir peu à peu. Mais, à mesure que l'eau descend, la force toujours agissante de la pesanteur en doit accélérer le mouvement. D'ailleurs la masse <le cette eau, et par conséquent sa force vive, augmentent par le fait des affluents qui viennent se verser dans la môme rigole, et dont chacun résulte d'une concentration analogue des ruissellements voisins.

Cependant cet accroissement de pouvoir mécanique a un terme forcé. C'est le point où l'eau courante aboutit et voit sa vitesse s'amortir, parce qu'elle ne peut plus descendre davantage. Ce terme est la mer, ou bien une dépression qui, interrompant la pente d'un versant, sert de réservoir à un lac, pourvu ou non d'écoulement.

Or au moment où l'eau courante perd sa vitesse, elle était chargée de matériaux solides en suspension. Il faut qu'elle les dépose à son embouchure, formant un amas destiné à gagner de proche en proche en remontant. Ainsi le cours d'eau, qui creuse son lit en amont, doit le remblayer en aval.

Notion du niveau de base. Profil d'équilibre. — Cela posé, parmi les différents points du lit initial, un seul est fixe, à savoir l'embouchure (dont nous supposons le niveau invariable). Mais en amont de ce point, le terrain qui n'est pas encore modelé aura presque toujours, à l'origine, une pente trop forte; car une masse d'eau comme celle d'un fleuve normal ne perd la faculté de tenir en suspension du limon que quand sa pente tombe au-dessous de un pour cinquante mille, c'est-à-dire quand elle devient absolument négligeable; et une pente de deux pour mille suffit pour qu'une rivière soit capable de creuser son lit. Le creusement doit donc,

au début, se prononcer dès rembouchure, qui détermine de toute nécessité le niveau de base de Térosion *. C'est là que commencera la régularisation du profil de la rivière, régularisation absolument nécessaire pour que le cours d'eau atteigne Tétat d'équilibre stable, dont la conquête est le but constant de toutes les puissances de la nature. La définition de cet état est facile à donner : il faut que partout la résistance au mouvement, c'est-à-dire le frottement du lit, exercé par le fond et par les parois, fasse équilibre à la force de Teau courante. Une telle condition ne sera remplie que si la pente décroît constamment de Tamont à l'aval, en proportion de l'augmentation qui survient dans le volume débité. iVinsi le travail de creusement se régularisera de proche en proche, par un mouvement continu de régression *.

Une fois le creusement achevé, le profil vertical du lit devra être une courbe continue, tangente par un bout à Yhorizontale du niveau de base (puisque nous venons de voir qu'une pente insensible peut seule interrompre le travail mécanique de l'eau), tandis que de l'autre coté elle se redressera de plus en plus. Même on peut dire qu'elle doit tendre à devenir verticale au point de départ; attendu qu'en cet endroit, où la masse de l'eau finit par se réduire à zéro, il ne peut y avoir d'entraînement qu'à la condition d'une chute sollicitant la première goutte suivant une direction très voisine de celle du fil à plomb. En résumé, si tous les éléments du thalweg sont reportés, avec leur longueur, dans un même plan vertical, l'ensemble du profil d'équilibre ' formera une courbe à peu près parabolique, et nettement concave vers le cieL On comprend d'ailleurs que, même avec un terrain parfaitement homogène, dételle courbe ne pourrait présenter une régularité absolue que *i la distribution et l'ampleur des affluents obéissaient à une loi de répartition uniforme. D'autre part, le débit d'une rivière variant ^vec les saisons, il ne peut pas être ici question d'un équilibre permanent, mais l'égalité entre la force et la résistance doit se 'apporter au débit moyen.

Vitesse de raffonillement. — La vitesse avec laquelle s'effectue le travail de creusement du lit peut se conclure des observations suivantes : Lorsqu'en 1714 les échevins de Thoune dérivèrent la

*• De la Noi^ et de Margerie, les Formes du tei^ain, p. i U.

-• C'est l'un des mérites de M. Morris Davis, d'avoir mis en pleine lumière cette allure régressive du creusement.

3. Ccst l'expression employée par M. Hausse, et à laquelle M. Philippson a subslildé le terme d'Erosionsterminante,

Kander pour la jeter dans le lac, par un canal artificiel dont la pente était de 6, 5 0/0, la rivière se mit à afFouiller les matériaux meubles et morainiques de son canal avec une rapidité telle, qu'en quelques années le lit descendit de 45 mètres à Tendroit même de la dérivation *. Depuis lors raffouillement s'est propagé jusqu'à 9 kilomètres en amont et le confluent de la Kander avec la Simme s'est abaissé de 21 mètres. Dans les trois premières années, plu* de 10 millions de mètres cubes de matériaux solides ont été ainsi amenés dans le lac, où ils ont construit un delta qui, depuis lors, a continué à s'accroître au taux moven de 300 000 mètres cubespar an *.

La rectification de l'Isar a provoqué, entre le 23 octobre 1878 et le 14 février 188S, un abaissement du lit de 1 m. 443 sur

5 kilomètres de long, avec enlèvement de 22 775 mètres cubes de gravier ^. La correction du Rhin, dans la plaine allemande au sortir de l'Alsace, ayant raccourci le parcours de 23 0/0 (81 kilomètres), le lit s'est abaissé de plus de 2 mètres entre Rheinweiler et Neuenburg, et de plus d'un mètre entre Weissweil et Maxau. D'après M. Dausse, des causes semblables ont fait baisser l'Arve de 2 m. 40, l'Isère de 2 mètres et l'Arc de 3 m. 25. De toutes façons, l'action produite est rapide et progresse, au début, incomparable-^ ment plus vite que par la suite.

Partie torrentielle. — Il est aisé de voir qu'en général, pour un cours d'eau suffisamment avancé dans son œuvre, la concavité du profil ne commencera à se prononcer nettement que dans la partie haute du lit. M. Penck a calculé* ce qui devrait arriver si une pyramide quadrangulaire, formée de matériaux homogènes et meubles, recevait une quantité de pluie annuelle capable déformer une couche d'un mètre, et comportant quelques averses qui donneraient un centimètre d'eau par heure. En supposant que toute l'eau tombée sur un versant se réunît en une rigole, le lit de cette dernière ne cesserait d'être attaqué par l'érosion que quand il aurait pris un profil défini comme il suit : chute verticale de

6 mètres dans les dix premiers mètres du parcours, de 1 mètre pour les 90 mètres suivants, enfin de 1 centimètre pour les 900 mètres qui viennent après. Ainsi, dans ce cas hypothétique, au bout d'un kilomètre de parcours, la pente doit déjàdevenir insensible-