DISTRIBUTION DES PLUIES

Ces différences ne sonl pas à dédaiguer sans doute, mais elles seraient insuflisantes h expliquer l'opposition présentée par les années 1816 et 1865. La répartition des pluies dans les divers mois inilue bien plus que leur quantité totale sur le caractère d'une année. Février, avril et octobre ont été secs en 1816, mais les mois les plus im])orfnnts pour l'airriculture,

10 (icciiii

5 déciiii.

Fig. ■;». — bislributioii des pluies iiiciisuelleb à Pari-,

Année moyenne.

Année 1816.

Année iSiiô.

juin, juillet, août et septembre, y ont reçu beaucoup d'eau. En 1865, au contraire, février, mars, avril, mai, juin, juillet et août h^ont restés au-dessous de la moyenne ; janvier, septembre et surtout octobre se sont seuls élevés notablement audessus.

g IV. — Du régiiue des cours d'eau.

Une partie de l'eau qui tombe à la surface du sol s'écoule directement vers les rivières et les lleuves dont elle augmente accidentellement le débit ; l'autre imprègne la terre, et ce qui n'est pas enlevé par l'évaporation ou la succion des plantes se réunit peu à peu dans les nappes souterraines pour reparaître au jour sous forme de sources et alimenter régulièrement les cours d'eau. Le débit annuel d'un fleuve représente donc an-

niiellement l'excès des eaux pluviales tombées à la surface du bassin drainé par le fleuve, sur la quantité d'eau qui s'évapore annuellement, sous toutes les formes, à la surface du bassin : nous supposons ici qu'aucune nappe souterraine ne vienne s'ouvrir directement sous la mer.

Trois causes principales interviennent ainsi dans le régime d'un fleuve ou d'une rivière : l'activité de l'évaporation par l'air ou par les plantes, la facilité avec laquelle les eaux pluviales s'écoulent à la surface du sol ou pénètrent dans ses couches superficielles ou profondes, l'abondance des pluies et leur répartition dans le cours de l'année.

L'évaporation est en rapport avec la température. Généralement faible en hiver, elle acquiert des proportions considérables en été, surtout pendant les beaux temps. Le sol se dessèche alors, et, quand survient une pluie, une grande partie des eaux .sont absorbées par les terres superficielles et ne profitent ni aux sources ni aux rivières ; aussi, les cours d'eau descendent-ils dans cette saison à leur minimum de débit, malgré l'abondance des pluies estivales. Les divers terrains présentent sous ce rapport des différences bien tranchées '. Les uns, dits terrains perméables -, absorbent les eaux pluviales au moment même de leur chute et à peu près en totalité, à moins qu'elles n'aient une violence exceptionnelle ; d'autres, dits terrains imperméables ', laissent écouler à leur surface une grande partie de ces eaux, même lorsqu'elles sont peu abondantes. Les terrains perméables peuvent toutefois devenir imperméables par position, lorsque leur déclivité est trop prononcée, et les 1er--

' Étude des lois qui régissent les crues des cours d'eau, par M. Belgrand, ingénieur en chef des eaux de Paris. Ann. de la Soc. météor., t. 1", p. 40; Annales des ponts et chaussées, sept et oct. 1840, janv. et fév. 1852, etc.

* Ce sont, entre autres, les terrains oolithiques, la craie proprement dite, les plateaux tertiaires de la Beauce.

^ Tels sont les j/ranites, lo lias, les «rès verts, les terrains tertiaires les plus nccidenlés de la Brie et de la Puisave.

52G DISTKIBUTION DES PLUIES.

rains inipernnéal)les peuvent absorber de grandes quanlilés d'eau lorsqu'après une longue sécheresse ils se son! tissures ji leur surface.

Au simple aspect et sans aucune notion géologique on peut aisément distinguer ces terrains les uns des autres. Dans les terrains imperméables, les prairies naturelles sont cultivées sur les coteaux comme au fond des vallées ; les sources lorsqu'il en existe, sont, comme les prairies, disséminées sur toute la surface du sol; on y rencontre dans le moindre pli soit un ruisseau, soit un ravin où l'on trouve en toute saison des llaques d'eau entourées d'herbes aquatiques ou d'autres traces non moins certaines du passage fréquent des eaux sauvages. Dans les terrains perméables, au contraire, la culture des prairies est toujours confinée autour des cours d'eau, dans la partie plate et submersible du fond des vallées; lorsque ces vallées ne sont pas arrosées par des sources, elles restent toujours sèches ; souvent elles sont cultivées jusqu'au fond sans qu'on ait réservé aucun moyen d'écoulement aux eaux pluviales ; lorsqu'il y existe un ravin, il est tapissé dherbes qui témoignent de la rareté du passage de l'eau. Les premiers ont toujours un aspect riant et une certaine apparence de richesse, même lorsqu'ils sont médiocrement fertiles ; les autres ont toujours un aspect triste, même lorsqu'ils sont doués d'une grande fertilité. Le régime des cours d'eau est considérablement modifié par la nature des terrains qui dominent dans leurs bassins respectifs.

Les crues d'un cours d'eau à versants imperméables d'une étendue médiocre se composent d'une première partie courte et élevée due à l'écoulement des eaux torrentielles qui ont glissé à la surface du .sol, puis d'une longue crue moyenne qui décroît lentement et régulièrement, et qui provient de Végoiitture des terres ou des sources. Le flot torrenti(»l de chaque affluent le j)arcourt d'une vitesse variable avec l'inclinaison du bassin où

il s'alimenle ; il arrive au cours d'eau principal après un temps qui dépend et de cette inclinaison et de la longueur du bassin. Comme d'ailleurs ces affluents débouchent à des hauteurs différentes du cours d'eau principal, la crue de ce dernier se compose de flots successifs se suivant de plus ou moins près et se fondant graduellement dans un flot unique mais beaucoup plus prolongé : cette fusion, toutefois, ne s'opère souvent qu'à une grande distance des lieux d'origine des divers flots.

Dans les cours d'eau à versants perméables, les crues s'élèvent lentement et régulièrement, et décroissent de même; elles sont donc toujours de longue durée, rarement de moins de trois semaines ou d'un mois. Cette durée même a pour effet de diminuer d'une manière très-notable la hauteur maximum des crues dans ces cours iVeau tranquilles.

D'ordinaire, chaque fleuve un peu important reçoit des cours d'eau à versants en partie perméables, en partie imperméables; le régime du fleuve est alors complexe et dépend des proportions existant entre les deux ordres de terrains. Lorsqu'un cours d'eau tranquille rencontre un cours d'eau torrentiel dont les versants sont au plus égaux aux siens en superficie, la crue torrentielle passe toujours la première au confluent : la crue tranquille s'ajoute à la crue moyenne du torrent. Lorsque le torrent a des versants beaucoup plus étendus, la crue torrentielle peut arriver au confluent en même temps que la crue tranquille qui présente alors des maximums courts plus ou moins prononcés. Dans le cas inverse, les pointes torrentielles s'effacent souvent et ne sont plus représentées que par (pielques irrégularités au début de la crue.

Les figures 76, 77, 78, 79 et 80, empruntées au mémoire de M. Belgrand, nous fournissent un exemple des faits précédents correspondant à la grande crue de janvier et février 1840. Les rivières du Bouchât, de Baulhes et de la Cure sont trois affluents de l'Yonne ; leurs crues ont éprouvé une série de va-

r,28 DISTRIBUTION DKS PLUIES.

nations brusques doni on retrouve encore l'influence dans la

Craie inf'^iieure.

Fifî. 77. Ruisseau de Baulhes.

Janvier. 1 ", 10 V, 20 2:i 30 i 9 11 VJ 21 Février 1810. Fi". 80. — Seine à Paris.

cru

e de la Seine à Paris. Dans lOurce, au contraire, la crue

ni RÉGIMI': DES COURS D'EAU 329

produite presque exclusivement par le gonflement des sources a duré presque aussi longtemps que celle de la Seine et n'a exercé sur celle-ci qu'une influence très-faible.

La Saône est comme la Seine une rivière tranquille, ses crues montent lentement et décroissent plus lentement encore. La Meuse est une rivière mixte; toutes ses crues ont à peu près la même forme et se composent d'une longue crue tranquille surmontée de deux flots torrentiels qui f)assent successivement à Sedan à trois ou quatre jours de distance. Ce fait s'explique par la nature des versants de la rivière, qui sont composés de terrains oolithiques perméables, sauf sur deux points oii il existe de grandes surfaces recouvertes de marnes supra-liasiques. La Loire est au contraire un fleuve essentiellement torrentiel dans toute sa partie supérieure où les terrains imperméables par nature ou par position l'emportent beaucoup sur les terrains perméables.

Toute la région Nord et Ouest de la France présente une iiomogénéité de climat très-remarquable ; le bassin de la Seine en particulier est soumis tout entier aux mêmes influences atmosphériques sous le rapport de la pluie. Les quantités d'eaux pluviales n'y sont pas égales partout ; elles diminuent gêné-, ralement à mesure qu'on s'éloigne des côtes, pour commencer à croître de nouveau en s'avançant vers les rebords élevés; mais généralement, lorsque la sécheresse s'établit en un point, elle règne partout à la fois ; lorsque le temps est pluvieux, il l'est dans toute l'étendue du bassin. Il en résulte que le niveau de tous les cours d'eau monte et baisse aux mêmes époques, et qu'on peut « prévoir une crue d'un ruisseau du Morvan au moyen d'observations faites sur un ruisseau de Normandie'. » La Loire, la Saône, la Meuse et la Seine entrent toujours en

< Belgrand, Annuaire de la Société méléorologiqne, t. II, bulletin de h st-anco An 11 juillet 1864. et t. XIII, bnllclin do la séance du 10 janvier 1865.

530 DISTIIIBITION DES l'I.UlKS.

crue (Ml niriiu' temps pendanl la saison liumide ; pendaiil la saison sèt'hc, les phiies sont beaucoup ])lns loàiles et les crues qu'elles produisent sur un bassin peuvent manquer entièrement sur un autre : ces crues sont d'ailleurs très-peu importantes ou du moins très-circonscrites. La Garonne, la Dordognc et particulièrement le Kbône sont soumis à d'autres influences météorologiques'.

Mais si l'observation régulière des hauteurs du plus faible affluent d'un cours d'eau dont on a étudié le régime permet de déterminer jiour chaque point du cours d'eau l'heure du maximum d'une crue et même sa hauteur très-approchée, la mesure des quantités de pluie journellement recueillies conduirait beaucoup plus difficilement au même résultat, parce que les conditions du problème sont beaucoup plus complexes. L'abondance des eaux courantes est en effet très-loin de varier dans le cours d'une année proportionnellement à la quantité des pluies. Jl faut encore tenir compte du degré de sécheresse ou d'humidité du sol, de la saison et même des années précédentes. L'année 1862 a été extraordinairement sèche jusqu'en mai. Les mois de juin, juillet, août, septembre furent, au contraire, trèspluvieux, et la quantité d'eau recueillie pendant ces cinq mois fut supérieure à la moitié totale de l'année, et cependant la Seine et ses affluents sont restés presque invariables; deux faibles crues se manifestèrent seulement en juillet et septembre. Sous l'influence de pluies beaucoup moins grandes de décembre 1862 et de janvier 1865, les cours d'eau se relèvent et se soutiennent pendant tout le mois de janvier. La rareté des eaux courantes observée depuis 1857, et telle qu'on n'en trouve pas de pareille pendant les deux derniers siècles, tient donc beaucoup plus à une mauvaise répartition qu'à une

' Nous reviendrons avec do |dus amples détails sur ces différences, dans le grand Iraité de méléorolojiic auquel nous travaillons, mes collègues Fron, Sonrel et moi. et auquel ce présent ouvrage est une espèce d'introduction.

diminiilion des pluies sur la France; elle se trouve encore aggravée par une succession presque continue d'années sèches.

Rien n'indique, en effet, dans les observations udomélriques que les pluies aient diminué d'une manière sensible sur le nord de la France en dehors des variations périodiques observées dans leur quantité. La pluie tombée sur la terrasse de l'Observatoire, de 1817 à 1827, est de 0"',485 en moyenne; de 1827 à 1857, elle est de 0"\517; elle est de 0'",494, en moyenne, de 1859 à 1865. Tandis que le centre et le nord de la France soufirent d'une disette d'eau dans les rivières, rien de pareil n'a lieu dans le Midi. Cette opposition se présente assez fréquemment dans un sens ou dans l'autre, entre les versants de l'Océan et de la Méditerranée.

La sécheresse actuelle dans le Nord-Ouest de la France n'est pas un phénomène particulier à notre époque. En ne tenant compte que du temps où des observations régulières ont été faites, on voit dans le régime de la Seine, à Paris, des périodes très-remarquables d'abondance et de rareté des eaux. Ainsi, de 1777 à 1800, la Seine ne descend qu'une fois en vingt-trois ans au-dessous de l'étiage ; de 1800 à 1827, elle y descend une année sur trois; de 1827 à 1857, en faisant abstraction des années 1845, 1854, 1856, qui ne peuvent cependant pas être considérées comme années sèches, la Seine ne descend que tous les dix ans au-dessous de l'étiage; mais, depuis 1857, elle y descend tous les ans, et, en remontant jusqu'au commencement du dix-septième siècle, on ne trouve aucun exemple d'une aussi basse tenue des eaux.

En examinant les grands débordements de la Seine, on reconnaît aussi qu'ils sont devenus beaucoup plus rares dans ce siècle qu'ils ne l'étaient dans les siècles précédents; et si l'on pouvait en conclure qu'il pleut moins abondamment qu'autrefois, on ne pourrait, par contre, en inférer que le déboisement de la France est une circonstance favorable aux inondations. Voici

33S KISTRIBUTION DES PLUIES.

Félal des crues extraordinaires de la Seine, à partir de 1649, en ne tenant compte que de celles qui on dépassé la cote de 7 mètres à l'échelle du pont de la Tournelle' :

1649, février, liaulcur inaximiiin, d'après DepnrciLMi\, 7" (iC

1 651 , janvier, — — 7°" 8ù

1658, lévrier, — — 8" 81

1711, mars, — — 7™ 62

1740, 26 décembre, — d'après IJonamy, 7"" 90

1764, 9 février — d'après Pasumot, 7'" 09

— — — d'après Buacho, 7"" 55

1802, 5 janvier, registres de la préfeclure, suivant Bralle, 7"" 45

Depuis celte dernière crue, la Seine n'a pas atteint la cote de 7 mètres.

Deux causes interviennent dans la diminution graduelle des grandes, inondations do la Seine; l'une de ces causes, purement mécanique, doit tout d'abord être écartée. Le fleuve est aujourd'hui beaucoup mieux tenu qu'autrefois; les débris qui l'encombraient en quelques points ont disparu. D'un autre côté, les arches des anciens ponts étaient très-étroites, et, dans les fortes gelées, les glaces s'accumulaient facilement en amont et y formaient de véritables barrages. Chacun de ces barrages déterminait une retenue d'eau plus ou moins grande, et, au moment de la débâcle, cette retenue brusquement lâchée augmentait la hauteur de la crue d'aval qui croissait ainsi, de pont en pont, d'une manière extra-naturelle. Ainsi, en janvier 1795, la rivière, prise déglace depuis le 25 décembre 1794, était tombée à un niveau voisin du zéro de l'échelle. Le dégel et la débâcle survenus le 27 janvier font monter en deux jours le niveau de l'eau à la cote énorme de 5™, 50 : deux jours après il tombait à 5"", 75. Une pareille os-

' Des grands débordemenls de In Seine à Paris, par M. l'.olprand. Anvuaire de la Société météorologique, t. Ml, p. 264 (1864).

cillalion ne peut s'expliquer que par la rupture des barrages artificiels produits par les glaces. Jusqu'en 1850, les débâcles étaient considérées comme des phénomènes très-redoulables; des mesures étaient prises à chaque pont pour en empêcher la rupture. L'élargissement des arches pour les besoins de la navigation a diminué la hauteur des crues des grandes débâcles et l'a fait tomber graduellement de 5'"56 (février 1784) à 5 mètres (janvier 1850).

La seconde cause tient au mécanisme de la [)roduction des crues de la Seine , elles sont dues à la superposition plus ou moins complète des crues des affluents. Si ces crues sont nombreuses et qu'elles passent à la fois, la hauteur des eaux devient énorme; si elles sont peu nombreuses ou qu'elles passent l'une après l'autre, à des intervalles suffisants, le niveau de l'eau se maintient longtemps élevé, mais sans atteindre à des proportions très-exagérées.

Dès le commencement d'octobre 1740, une grande quantité de neige couvrait tous les pays traversés par le fleuve et ses affluents ; le mois de décembre fut extraordinairement pluvieux pendant tout le temps du dégel. L'eau tombée dans les onze premiers mois, de janvier à novembre, nes'élevait qu'à 0'",440, quantité très-ordinaire; en décembre seul elle monta à 0'°157. L'inondation fut générale en France. Celle du bassin de la Seine a été produite par cinq crues des affluents. Chacun de ces phénomènes a été très-ordinaire et peut se reproduire presque tous les hivers; il n'y a eu d'extraordinaire que l'ordre entièrement fortuit dans lequel ils se sont manifestés.

La grande crue de 1801-180'2 est remarquable à ce point de vue; elle n'est due à aucun gi'and phénomène météorologique, mais à une continuité extraordinaire de pluies dont les dernières seules ont dû avoir une assez grande intensité. Quinze petites crues des affluents ont eu lieu successivement, séparées eu quatre groupes par des intervalles de huit, onze et di.x-huit

354 DISTUIRl TIUN DES PLUIES.

jours coiTCspondanl à trois décrues du fleuve. Si ces intervalles avaient été réduits àciuq ou six jours, la crue du fleuve aurait atteint une hauteur de beaucou}) supérieure à celle du 27 février 1658. Evidemment ce n'est pas dans des circonstances locales de culture ou de boisement (|u'il faut rechercher les causes de cet arrangement des crues partielles. Nos })luies sont le résultat de mouvement généraux de l'atmosphère. Ces courants naissent et se propagent loin de nous, les oscillalions qui se produisent dans leur lignes de parcours tienn<'nl à des influences réparties sur toute la surface de notre hémisphère, et une région d'une aussi fiiible étendue que la France ne peut avoir qu'une part d'action presque imperceptible sur elles.

Les courants généraux étant donnés, l'état hygrométrique des masses d'air qui traversent la France étant déterminé, on peut se demander si les forets ne favorisent pas la condensation des vapeurs et la chute des pluies, et si, d'autre part, le boisement du sol n'exerce pas une action marquée sur l'écoulement des eaux pluviales.

Sur le premier point, rien ne montre qu'il tombe moins d'eau en France dans le siècle présent que dans les siècles passés. Depuis quelques années, il est vrai, la somme annuelle de pluie a diminué ; mais, aux époques antérieures, on trouve des périodes de sécheresse pareille toujours suivies de périodes humides. Remarquons d'ailleurs que ce sont les neiges et les pluies d'hiver qui font surtout défaut aux sources; or, en hiver, la plupart des arbres de nos forêts ont perdu leurs feuilles, et l'époque où leur influence devrait être la moins prononcée est justenunit celle où le changement attribué à leur disparition est, au contraire, le plus grand.

Sur le second point, il existe encore en France assez de forets pour que l'on puisse comparer l'écoulement des eaux pluviales sur les terrains boisés à cet écoulement sur les terrains non

boisés. Cette comparaison a été faite par M. Bclgraïul ' à un point de vue qui nous paraît d'une grande justesse. Sur toutes les rivières de France non alimentées par les glaciers, le régime des grandes eaux se présente toujours en hiver, et celui des plus basses eaux en été. La plus grande crue et la plus grande tenue d'eau moyenne ont toujours lieu du 15 octobre au 15 mai, les plus basses eaux et la plus faible tenue d'eau du J5 mai au 15 octobre. Les exceptions à cette règle sont extrêmement rares.

Pour régulariser le régime d'un cours d'eau, il tant donc :

1" Egaliser entre l'hiver et l'été le tribut que les eaux pluviales donnent aux thalwegs et aux sources;

'2° Diminuer la hauteur des crues et augmenter celle des basses eaux, ou retarder le ruissellement de la partie des eaux pluviales qui doit atteindre directement les thalwegs.

L'augmentation de la portion totale des eaux d'hiver ne peut être, dans aucun cas, considérée comme une régularisation du régime d'un cours d'eau. De plus, cette modification ne doit presque jamais être utile, et, dans beaucoup de cas, elle peut avoir de graves inconvénients, puisque c'est presque toujours dans cette saison qu'ont lieu les grandes crues; l'accroissement de la tenue d'eau d'été serait au contraire avantageuse, car les eaux d'été sont aussi précieuses que celles d'hiver le sont peu.

Les observations faites par M. Belgrand sur deux rivières torrentielles, le Cousin, dont le bassin est boisé au tiers, et le Ru de la Grenetière, dont le bassin est entièrement boisé, ont fourni des résultats semblables. Du 17 novembre 1850 au 1"' mai 1855, les plus basses eaux du ruisseau de la Grenetière ont été de 9 litres par seconde en hiver, et 0 en été; les plus liantes eaux ont été de 750 litres en hiver et de 149 en été. Or,

' Influence des forais sur iccoulemenl des eaux pluviales, par M. lielgrimd, Annuaire de la Sodé lé météorologique , 1853, 1. 1", p. 170.