CHAPITRE XIV

LES EAUX DE FLEUVE ET DE RIVIÈRE. — COMI'OSITIO CHIMIQUE DES EAUX DE FLEUVE ET DE RIVIÈRE. VARIATION DE LEURS ÉLÉMENTS.

Les eaux de fleuve et de. rivière sont for mées par la réunion des ruisseiux, lesquel proviennent eux-mêmes des eaux de pluie des eaux de source ou de la fonte des gla ciers. Les ruisseaux qui forment dans le I montagnes des torrents plus ou moins im

INDUSTRIE DE L'EAU. 129

Fig. 04

Le Rhin, à HridoliMM-

pétueux , vont, après un trajet plus ou moins long, sur un sol plus ou moins incliné et plus ou moins pur, former les rivières et les fleuves, qui les portent à la mer, le grand réservoir des eaux du globe. La composition et les qualités des eaux douces et courantes doivent donc varier beaucoup suivant la nature et l'étendue du sol parcouru, la végétation qui se développe au fond de ces différentes espèces de cours d'eau, et les animaux divers qui peuvent y naître et y mourir. Elles doivent également varier par les crues que provoquent les pluies.

Ainsi, l'eau delà Tamise, qui parcourt en grande partie un terrain d'alluvion, c'està-dire composé de matières meubles et altérables par l'eau, contient 0sr,26 de principes solubles par litre, tandis que celle de la Dée, à Aberdeen, qui traverse un terrain

T. III

granitique, ne contient que 0sr,04 de matières solubles par litre.

On peut donc considérer les eaux de fleuves et de rivières comme de l'eau de pluie qui tient en dissolution des principes provenant à la fois de l'atmosphère et du sol qu'elles parcourent.

Lorsque les eaux proviennent de la fusion des glaciers, elles ne sont pas chargées de principes fixes solubles dans le commencement de leur cours. L'eau de l'Ane, qui, sortant des glaciers du Mont-Blanc, traverse la vallée de Chamonix et entre dans le Rhône, près de Genève, ne donne à son origine, c'est-à-dire dans la vallée de Chamonix, aucun précipité avec les azotates de baryte et d'argent, l'oxalate d'ammoniaque ni d'autres réactifs; tandis qu'à son point de jonction avec le Rhône, après un cours de 100 kilomètres, ces mêmes réactifs la précipitent.

M E H VEILLES DE L'INDUSTRIE

Si, dans l'origine, les eaux de sources qui, en se rassemblant plus tard, donneront naissance aux ruisseaux, n'ont traversé que des roches cristallines (granit ou mica), elles sont peu chargées de matières salines; elles renferment seulement de l'acide carbonique, peu de chlorures et de sulfates, et sont claires, limpides et fraîches.

Cependant les eaux des ruisseaux ne proviennent pas toutes des sources. Elles doivent aussi leur origine aux eaux pluviales. Ces eaux, en coulant sur des terrains meubles et calcaires, se chargent de sels de chaux et de magnésie. 11 se passe là une véritable réaction chimique. Une partie du gaz acide carbonique dissous dans ces eaux, se combine aux carbonates neutres de chaux et de magnésie, et forme des bicarbonates solubles. Mais plus tard le choc de l'eau contre les aspérités du fond produit l'effet inverse, c'est-à-dire fait dégager le gaz acide carbonique, et précipite les carbonates neutres à l'état insoluble.

Le bicarbonate de chaux est, de tous les sels dissous dans les eaux courantes, celui qui se précipite et disparaît le plus rapidement par l'action des secousses réitérées que les particules d'eau reçoivent par leur choc contre le fond de leur lit. 11 se décompose alors en gaz acide carbonique, qui retourne à l'atmosphère, et en carbonate de chaux neutre, qui se précipite et va, avec les matières organiques solubles et minérales tenues en suspension, former ce que l'on nomme !e limon des rivières.

Il résulte de là que la proportion de carbonate de chaux soluble, ou bicarbonate de chaux, assez forte dans. l'eau des ruisseaux, diminue dans l'eau des rivières, et d'avantage encore dans l'eau des fleuves ; en d'autres termes; que plus une eau douce parcourt un espace étendu de terrain, moins elle contient de carbonate de chaux dissous.

En perdant ainsi un excès de sels calcaires,

l'eau subit une véritable dépuration, dont le résultat varie suivant que l'on examine cette eau près ou loin de son lieu d'émergence. Il est certain, en effet, que plus on s'éloigne des petits cours d'eau, moins les eaux sont chargées de sels solubles. Les eaux des fleuves ! sont moins chargées de matières salines dissoutes que celles des rivières, et les eaux des rivières sont elles-mêmes moins chargées de sels que celles des ruisseaux.

Les eaux des fleuves et des rivières subissent dans leur trajet de graves modifications.

Pour se rendre compte des changements que les eaux des rivières et des fleuves subissent dans leur cours, il faut considérer l'influence qu'exerce sur elles le sol sur lequel elles coulent, et l'action qu'elles exercent réciproquement sur ce même sol.

Les eaux exercent sur les terrains à travers lesquels elles se frayent un passage, une ac- ! tion destructive constante, dont l'énergie j est augmentée par la richesse des eaux en carbonate et en azotate d'ammoniaque.

Outre cette attaque par la voie chimique, il y a une action mécanique des eaux, qui amène la désagrégation des roches ; surtout par les alternatives de chaleur et de froid. Les roches ainsi divisées sont en partie dissoutes, en partie entraînées par le courant des montagnes vers les plaines.

La corrosion des rives des points élevés d'un cours d'eau entraînant les débris vers des parties plus basses, se fait sans jamais s'interrompre. Les matières ainsi enlevées se déposent plus ou moins loin, selon la pente de l'eau et la résistance des roches. Les parties les plus denses des roches, qui se trouvent au fond du cours d'eau, se séparent les premières, et forment les galets, les cailloux roulés, le gravier et le sable. Les parties plus fines et plus ténues restent en suspension dans l'eau, et sont entraînées jusqu'à l'embouchure des fleuves. Dans ces points,

l'eau perdant sa force vive et le courant diminuant, cesmatièressedéposent, etdonnent naissance aux dépôts connus sous le nom A'alhtvions des fleuves^ ou terrains de transport.

Quelques chiffres donneront une idée exacte de l'importance de ce travail des eaux courantes. D'après les observations faites par le colonel Everest, à qui Ton doit la mesure géodésique de l'Inde, faite en 1831 et 1832, le Gange roulerait :

Pendant les Pendant les Pendant les 4 mois de pluie, o mois d 'hiver. 3 mois d'été.

Commë masse d'eau,

par seconde 14120"" 2034me 1038me

Comme matières en

suspension, par

mètre cube J v»i3^r 44G«r 217«r

Le courant entraîne donc, à l'état de matières en suspension :

Par seconde. Par mois

(millions de kilug.)

Dans la saison des pluies. 2743 kil. 7132

lin hiver 906 2356

Kn été 22 j 585

Ce qui, en tenant compte de la durée indiquée plus haut, pour chacune des périodes, correspond, par an, à une quantité totale de 43,063 millions de kilogrammes de matières entraînées. Cette quantité de terres suffirait pour former un dépôt de 172 milles carrés anglais ayant 0m,30 d'épaisseur.

On a calculé que l'eau du Mississipi, fleuve d'Amérique, contient 803 grammes par mètre cube d'eau, d'éléments dissous ou en suspension, et emporte, chaque année, à la mer 222 millions de mètres cubes de ces matières.

Le fleuve Jaune, en Chine, tient en suspension 5 kilogrammes de matières solides par mètre cube d'eau, et entraîne chaque année près d'un milliard de mètres cubes de ces matières.

Le Nil contient (au Caire) lk,58 de matiè-

res en suspension par litre d'eau, et en roule 377,000 mètres euhes par jour. L'alluvion déposée par les eaux du Nil forme la 120° ■ partie de son volume, et représente une masse de S0 à 68 mètres cubes roulée par heure.

Les matières terreuses suspendues dans les eaux sont prodigieusement ténues, et leur précipitation est excessivement difficile. Dans les eaux du Rhin, à Bonn, par exemple, la filtration ne peut les séparer : il faut quatre mois pour clarifier le liquide.

Ce sont ces matières qui donnent aux eaux de fleuves leur nuance verdàtre ou jaunâtre, quand cette couleur ne dépend pas de produits organiques.

La quantité des matières en suspension augmente au moment des crues et des pluies, et varie pendant le reste de l'année. C'est ce que l'on a vu par les chiffres que nous avons cités à propos du Gange. A Bonn, le Rhin, au mois de mars 1851, contenait patlitre 205 grammes de matières, au moment d'une forte crue; en mars 1852, après une : longue sécheresse, il ne conservait plus que 17 gr. de matières en suspension.

Le Rhône, dont le débit annuel est de 54,236 millions de mètres cubes, charrie, ; en moyenne, dans une année, 21 millions de mètres cubes de limon.

Le Danube emporte plus de 60 millions de mètres cubes de matières terreuses, et dans les époques d'inondations la proportion de ces matières est quarante fois plus grande que dans la saison sèche.

Il y a souvent dans la Loire 225 à 250 grammes de limon, par chaque mètre cube d'eau.

La proportion des matières terreuses tenues en suspension dans la Seine, s'élève

! quelquefois jusqu'à^. Celui qui boirait dans sa journée 3 litres d'eau de Seine non filtrée, à l'époque des plus fortes crue?,

I chargerait son estomac d'un gramme et demi de substances terreuses.

On a calculé que la Durance, dans le moment des grandes crues, charrie 4 kilogrammes 18, de substances terreuses, et que la quantité moyenne de substances terreuses qu'elle tient en suspension dans tout le courant de Tannée, est de 280 grammes par litre. L'eau du Rhin en contient, en moyenne, 20 grammes ; la Saône contient en maximum 100 gr., en minimum 8 grammes, en moyenne 40 grammes.

Outre les substances solides enlevées à leur lit, les eaux de fleuves et de rivières sont troublées par les pluies et les averses. A chaque averse, les eaux des ruisseaux ou des torrents se chargent de terre végétale, d'argile, de graviers, et de toutes sortes de détritus qu'elles arrachent au sol. L'ensemble de ces matières est entraîné, pêlemêle, jusque dans le lit des rivières.

11 n'est pas surprenant, d'après cela, que les eaux des rivières et des fleuves soient presque constamment troubles.

Ce n'est pas seulement à l'action de l'eau contre les rives qui la renferment ou à la présence du limon terreux apporté par les eaux torrentielles à la suite des grandes pluies, qu'est due l'altération des eaux des fleuves et rivières. Il y a une troisième action s'exerçant sur les terres végétales des rives. On a reconnu que les terres, cultivées ou non, qui sont un mélange de produits minéraux désagrégés et de détritus organiques, enlèvent à l'eau qui les baigne quelques-uns des sels en dissolution dans cette eau. Les terres absorbent très-faiblement la soude, mais énergïquement l'ammoniaque et la potasse. Parmi les acides, les terres s'emparent surtout d'acide phosphorique ; elles s'assimilent moins facilement la silice, encore moins l'acide sulfurique, et ne paraissent pas agir sur les chlorures.

Les silicates et azotates de soude sont décomposés en partie: environ ^ de leur base est retenu. L'ammoniaque et la potasse

sont absorbées par le sol, lorsqu'elles existent à l'état de sulfates, d'azotates, de silicates ou de chlorures : le chlore passe à l'état de chlorure de calcium. La silice des sels de potasse est enlevée à l'eau, tantôt en proportion très-faible, tantôt intégralement. Pour le phosphate de chaux et le phosphate ammoniaco-magnésien , l'acide phosphorique est complètement absorbé :

l'ammoniaque du phosphate ammoniacomagnésien, ainsi que la chaux, restent en dissolution.

En résumé, les eaux des rivières et des fleuves sont soumises, en coulant sur le sol, à deux influences : l'une qui tend à les dépouiller des substances dissoutes, l'autre qui tend à leur en ajouter. Comme la dernière influence est la plus importante, les eaux fluviales sont toujours plus riches en éléments dissous, notamment en sels, que les eaux de pluie.

Si l'on tient compte de l'influence du sol sur les eaux des rivières et des fleuves, et des différences qu'amènent les pluies dans leur débit, on comprendra que la composition chimique de ces eaux doive être très-variable, non-seulement pour les différents fleuves, mais pour le même cours d'eau pris à différents points de son cours.

Cette question, c'est-à-dire la composition chimique des eaux des fleuves et des rivières (quand elles sont débarrassées de toute matière en suspension), doit maintenant nous occuper.

Il ressort des considérations que l'on vient de lire, qu'après les eaux de pluie et de source, les eaux de rivière et de fleuve sont les plus pures. Dans les eaux les plus chargées, la quantité d'éléments dissous est tou jours assez faible pour que leur densité diffère à peine de celle de l'eau distillée.

Voici les quantités de principes dissous dans un litre d'eau de différents fleuves et rivières.