NOTIONS PRÉLIMINAIRES

§ 1. Période de la stabilité du lit.

Je prends pour point de départ de celte analyse un cours d'eau à rég'ime instable, mais dans un de ses moments de tranquillité, entre deux crues, alors que le débit est constant, que Teau est claire, et que tous les matériaux sont arrêtés.

Si le lit est tapissé de pierres de diverses g'rosseurs, incomplètement recouvertes par Teau et émerg'eant plus ou moins, suivant leurs dimen^ sions, la nappe d'eau qui coule entre ces obstacles est brisée de mille manières. Autour de chaque pierre se produisent des remous, des tourbillons, des déviations, qui se heurtent réciproquement et

produisent une confusion extrême. Néanmoins, quand le débit ne varie pas, il résulte de tous ces mouvements, en apparence désordonnés, un ensemble régfulier et permanent, .accusé sur chaque point par la stabilité d'un mouvement. Quand Teau est limpide, ces chocs continuels se traduisent autour de chaque pierre par une phosphorescence, et, si on prête Foreille au bruit de Teau, on ne perçoit qu'une note claire, élevée, d'une extrême stabilité, sans variation aucune.

Dans les parties du lit où l'eau, plus profonde, couvre toutes les pierres, les tranches supérieures subissent par influence les effets de la résistance que rencontrent les tranches inférieures en frappant contre les pierres, et cette influence se traduit à la surface par des ondulations qui marquent toutes les aspérités du fond. On peut donc conclure de là que, lorsque la surface de l'eau est parfaitement unie, c'est que le fond ne présente aucune aspérité. Cette action est en sens inverse de la profondeur de l'eau. Plus l'eau est profonde, moins l'état du fond a d'influence à la surface.

Une pierre, en interceptant le passag*e de la veine fluide, reçoit une impulsion. Cette impulsion n'est pas. seulement due à l'action immédiate du faisceau de filets qui frappent la pierre, mais aussi

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à toutes les pressions qui lui sont transmises par les autres filets de la masse d'eau. Néanmoins, quand Teau conserve sa fluidité intég^rale, ces pressions indirectes n'ont qu'une action assez faible.

L'effort résistant de la pierre croît comme le carré de la vitesse. Si la vitesse aug'mente, il arrivera un moment où, la résistance de la pierre étant épuisée, celle-ci se mettra en marche. Cette vitesse minima, nécessaire pour vaincre la résistance de la pierre, a été appelée par M. Scipion Gras vitesse limite d'entraînement.

Cette vitesse limite varie suivant le poids, le volume et la forme de la pierre.

Toutes choses ég^ales d'ailleurs, cette vitesse limite est moindre pour une pierre d'un poids plus petit.

Si, de deux pierres ég'ales en poids et volume, l'une offre à la force d'impulsion une surface plus grande ou plus directement opposée à la direction de la force, elle résistera avec plus d'énerg^ie, par suite elle cédera à une vitesse limite inférieure.

Plus une pierre a une forme arrondie, plus elle

cédera facilement, par la raison,' dit M.Philippe Breton, que son centre de g^ravité n'a pas besoin de beaucoup s'élever et s'abaisser pour se déplacer, tandis que, pour une pierre aplatie, il faut que le centre de g'ravité se déplace considérablement.

La manière dont une pierre adhère au sol influe sur sa quantité de résistance. Si la pierre, au lieu d'être simplement posée sans adhérer au sol, est enfoncée ou ci elle est calée en aval par d'autres pierres, sa vitesse limite d'entraînement sera plus g»rande.

Il résulte de là que, toutes les pierres du lit se prêtant un mutuel secours en servant de cales les unes aux autres, toutes les résistances élémentaires se traduisent par une composante g'énérale résistante de l'ensemble du lit à l'action de la force motrice totale.

De là une tendance de chaque pierre à prendre la position non qui correspond à sa vitesse limite d'entraînement propre, mais celle qui conviendra le mieux à la résistance g*énérale du lit.

On a remarqué que chaque g»alet a une tendance à prendre la position suivante, il suffît d'examiner un dépôt quelconque pour s'en assurer : la plus

grande dimension, ou la longueur, est placée dans une direction perpendiculaire à celle du courant ; s'il est calé en aval par un autre g'alet, sa deuxième dimension, ou sa larg'eur, s'appuie sur cette cale, ce qui donne au g'alet une position renversée vers l'aval. La direction de la troisième dimension, ou épaisseur, se trouve par là relevée vers l'î^mont.

Cette position est celle qui conviendrait au plus facile entraînement de la pierre, si elle était indépendante, puisqu'elle offre au courant ses plus grandes dimensions et dans une direction le plus directement opposée à celle du courant; mais si cette position est la plus défectueuse à ce point de vue, elle est la plus avantageuse pour la résistance générale de tous les galets et pour la stabilité du lit. Cette stabilité dépend plus de la manière dont les pierres se prêtent un mutuel secours, en servant de cales les unes aux autres, que de la résistance propre de chaque galet. Or, comme cale, la position transversale est celle qui offre le plus de solidité. Chaque pierre représentant non-seulement sa propre résistance, mais la composante de toutes les résistances sur lesquelles elle s'appuie, plus elle présentera de surface à la force motrice, plus elle lui sera directement opposée, et plus son effort résistant sera efficace.

Toutes les pierres du lit sont donc disposées de façon à rendre le lit aussi inattaquable que possible. Ce travail est si perfectionné qu'il serait difBcile d'atteindre la même solidité par des procédés artificiels. On ferait un pavag^e ayant plus de régfularité, mais on ne parviendrait jamais au même brisement de la force résultant de tous les frottements, de tous les ralentissements de vitesse, de toutes les réactions de l'eau qui se produisent dans ce désordre apparent, obtenu naturellement,

§ 2. Période de l'entraînement des matières.

Lorsque la vitesse continue à croître, à moins que le lit ne présente une résistance insurmontable, il arrive un moment où la résistance est ^vaincue. Quelques pierres, les plus petites d'abord, d'après l'ordre naturel des choses, se détachent et sont entraînées; d'autres les suivent. La masse des matériaux entraînés aug'mentera d'autant plus rapidement qu'une fois l'arrang'ement par lequel les pierres se prêtaient un mutuel secours étant détruit, chaque pierre se trouvera subitement poussée par une force d'impulsion pourvue d'une vitesse supérieure à la vitesse limite d'entraînement.

Dès que la résistance d'une pierre est vaincue et qu'elle se met en mouvement, sa vitesse est d'abord

accélérée; mais, sa résistance à rentraînement croissant comme le carré de la vitesse, il arrivera un moment où Téquilibre sera établi. La vitesse de la pierre deviendra alors sensiblement uniforme.

Cette vitesse sera évidemment d'autant plus g*rande que la pierre est plus petite. Toutes les pierres sont donc entraînées avec des vitesses inég*ales. Le g'rain de sable fuira avec une grande vitesse; le gravier le suivra de près, mais plus lentement; le galet plus lentement encore, et ainsi de suite jusqu'aux plus grosses pierres, qui rouleront péniblement.

Le résultat de cette action est une séparation des matériaux d'après leur grosseur.

Rien ne s'oppose à ce triage tant que la masse des matériaux entraînés est assez faible pour qu'ils ne se gênent pas dans leurs mouvements. Mais si la quantité des matériaux augmente dans des proportions telles qu'ils en viennent à se toucher et à se heurter, les pierres plus petites, animées d'une plus grande vitesse, poussent les plus grosses et leur communiquent une partie de leur vitesse. La vitesse des unes est accélérée, celle des autres est ralentie, de là une tendance à l'établissement d'une vitesse moyenne générale pour toutes les pierres.

Dans certains cas, lorsque Tabondance des matières entraînées est extrême, toutes les pierres finissent par atteindre une vitesse commune, sans différence sensible. On adonné à ce mode d'entraînement des matières le nom de transport en masse, par opposition au mode de transport par triag^e.

Entre les types extrêmes de ces deux modes de transport, se trouvent naturellement tous les deg^rés intermédiaires. Si on part d'un triage complet, Faction du triag^e peut aller en s'affaiblissant de plus en plus, jusqu'au moment où commence le transport en masse, lequel peut aller en croissant jusqu'à l'état qu'on appelle le courant de matière y c'est-à-dire un état où le volume total des matières est supérieur à celui de l'eau. Ce n'est plus un courant d'eau; celle-ci ne joue plus qu'un rôle subordonné en perdant sa fluidité et sa quantité de mouvement. Il y a chang'ement d'état complet.

Il faut un concours de circonstances particulières pour que le chang'ement d'état atteig'ne ce degré extrême.

En règle générale, le courant de matière s'établira d'autant plus facilement que les matériaux entraînés différeront moins entre eux en volume et qu'ils seront plus petits. Cela est évident, puisque

la vitesse commune s'établira plus facilement , et que les points de contact seront plus nombreux.

Il est difficile que la vitesse commune s'établisse entre un g*ros g'alet et un g^rain de sable, mais elle s'établira facilement si la masse des matières ne se compose que de g^rains de sable d'ég^ale g^rosseur.

Les courants de sable de. la mer en offrent un exemple remarquable. Il suffit de courants animés d'une vitesse relativement faible pour se charg'er d'une masse de sable telle que le chang'ement d'état est complet en un véritable courant de matière.

Lorsque la quantité de matières soumises à l'entraînement d'un courant est indéfinie, voici ce qui se passe :

Le courant se charge jusqu'à complète saturation, c'est-à-dire qu'il transporte tout ce qu'il a la force d'entraîner. La puissance de transport varie nécessairement avec la vitesse du courant. Plus la vitesse est g'rande , plus le courant est susceptible de porter une chargée plus forte.

Quand la vitesse diminue, le courant dépose une partie de sa chargée, mais il conserve toute celle qui correspond à la vitesse qu'il a conservée.

28 LOI DE l/ENTRAINEMENT

Quand la vitesse aug*mente, il reprend sur les dépôts une masse de matières suffisante pour compléter sa chargée et se maintenir à l'état de saturation.

Mais lorsqu'il se débarrasse d'une partie de sa chargée ou qu'il la reprend, il fait une élection et a une tendance à se débarrasser des matériaux les plus lourds, et à ne compléter toujours sa chargée qu'avec les matériaux les plus petits. Gela se comprend, le courant de matière s'établissant par là plus facilement, le courant peut porter une chargée plus forte, et la saturation peut atteindre un degré plus élevé.

On peut expliquer aussi ce fait d'une autre manière : la vitesse conservée par un cours d'eau saturé de g'raviers est à peu près ég'ale à la vitesse limite d'entraînement des pierres qui offrent le plus de résistance. Si la puissance d'entraînement vient à diminuer, la vitesse s'abaissera au-dessous de la vitesse limite correspondant aux plus gros cailloux; ceux-ci devront donc s'arrêter.

Le transport des matières est déterminé par la même cause qui produit la tendance du courant à attaquer les aspérités de son lit, et qu'on appelle puissance d'affouillement ou d'érosion. C'est tou-

jours le rapport entre la puissance et la résistance qui est exprimé parcelle formule, que le travail résistant croît comme le carré de la vitesse.

Le charroi d'une certaine masse de matières par un courant est un véritable travail mécanique. L'effet utile est d'autant plus g^rand que la vitesse, conservée par le moteur après Taction, ou la vitesse non utilisée, est moindre.

La tendance à l'érosion d'un courant n'est jamais nulle, puisqu'un cours d'eau est toujours animé d'une certaine vitesse.

La puissance d'affouillement et celle d'entraînement proviennent donc d'une même cause, mais leurs effets sont en rapport inverse l'un de l'autre.

Plus l'entraînement est considérable, plus la vitesse diminue, et plus, par conséquent, la tendance à l'affouillement est faible. Réciproquement, plus l'entraînement est faible, et plus la puissance d'érosion est gfrande.

Dès lors, lorsque la chargée est complète et qu'il y a saturation, si un affouillement se produit sur un point, il doit déterminer immédiatement un dépôt, puisque les matières enlevées par l'érosion , en se

mêlant à celles qui sont déjà entraînées, occasionnent une dirninution g^énérale de la vitesse du courant, qui obligée celui-ci à abandonner les cailloux qui résistent le plus à Tentraînement. Il s'opère donc tout simplement une substitution d'une quantité de matières à une autre quantité ég'ale.

On voit que ce travail de charroi est entièrement subordonné aux variations de la vitesse. Il est donc indispensable de se rendre bien compte des effets de ces variations.

§ 3. Des variations de la vitesse.

Le temps est un des éléments de la mesure du travail. Si une force accomplit le même travail en moitié moins de temps qu'une autre, elle sera le double de celle-ci.

II ne suffit donc pas de dire que la vitesse croît ou diminue, il faut tenir compte aussi de la manière dont s'opère cette variation. La vitesse peut croître ou diminuer plus ou moins rapidement, et les effets produits varient considérablement.

La vitesse ne peut varier d'une g*randeur à une autre qu'en passant par une variation élémentaire qu'on appelle la différentielle, dans le lang»ag*e algpé-

ET DU DEPOT DES MATIERES. 3i

brique, et, vulg^airement, accélération ou ralentissement.

La vitesse varie comme le carré de Taccélération : si celle-ci suit une progpression arithmétique, la vitesse suivra une prog'ression géométrique.

Le travail, qui varie comme le carré de la vitesse, variera à son tour comme la quatrième puissance de Faccélération .

L'effet utile d'une force ne dépend pas toujours de sa puissance d'action, mais aussi de la manière dont elle est employée. Par exemple, lorsqu'un courant d'eau attaque les aspérités de son lit, si une pierre est engagée et serrée entre deux autres, plusieurs petits coups répétés rapidement et donnés d'une certaine façon la dégageront plus facilement qu'un seul grand coup, quelque fort qu'il soit. Il suit de là que, de deux courants, l'un ayant une vitesse plus grande mais uniforme, et l'autre une vitesse plus faible mais rapidement accélérée, ce dernier aura une puissance d'affouillement plus considérable que le premier. Cet exemple fait bien saisir toute l'importance qui s'attache moins encore à la vitesse elle-même qu'à ses variations.

L'accélération de la vitesse peut passer par des phases diverses :

i "" Elle peut être croissante et suivre une progression soumise à une loi de variation plus ou moins rapide. La vitesse , qui croît comme le carré de l'accélération, peut atteindre des effets d'une instantanéité extrême, lorsque la progression ascendante est très -rapide.

La puissance d'affouillement et d'entraînement, qui croît comme la quatrième puissance de l'accélération, suit alors une prog'ression ascendante telle qu'à moins d'offrir une résistance insurmontable comme celle qui provient de blocs énormes, le lit devra être affouillé profondément et l'entraînement des matières s'opérer avec un triag'e des plus énergiques.

2*^ L'accélération peut être constante ; dans ce cas, la vitesse suivra une proportion géométrique en rapport avec l'accélération. La force croîtra encore rapidement et produira des effets puissants, mais bien moindres que dans le premier cas.

3** Enfin, l'accélération peut être décroissante. La vitesse ne cesse pas de croître, mais elle croît de moins en moins rapidement, et si la progression suit une loi rapide de décroissance, les effets engendrés par l'accélération s'affaibliront et s'anéantiront brusquement.

Il est cependant essentiel de retenir que, même lorsque raccélération diminue le plus rapidement, la vitesse ne cesse pas de croître.

Ce n'est que lorsque Taccélération est représentée par zéro que la vitesse devient constante.

Lorsque l'accélération descend au-dessous de zéro et devient nég'ative, alors seulement la vitesse diminue. Appelons ralentissement Taccélération nég'ative, c'est-à-dire la décroissance élémentaire de la vitesse.

Le ralentissement, étant soumis lui-même aux mêmes phases de variation que l'accélération, produira des effets analog*ues, mais diamétralement opposés.

4** Quand le ralentissement suivra une prog'ression rapidement ascendante , la puissance d'affouillement et d'entraînement décroîtra comme la quatrième puissance du ralentissement, et dès lors, non-seulement tout affouillement cessera , maiâ une proportion énorme des matières entraînées devra s'arrêter brusquement et presque instantanément, si le ralentissement est considérable et est lui-même instantané.

2" Quand le ralentissement est constant ou qu'il

34 LOIS DE L'ENTRAINKMENT

décroît, suivant une loi plus ou moins rapide, il est facile de se rendre compte des variations que suivra la puissance d'affouillement et d'entraînement. L'arrêt des matières entraînées sera en rapport avec Ténerg^ie plus ou moins g^rande du ralentissement.

Les variations de la vitesse n'agissent pas seulement sur la puissance dynamique du courant, elles ont encore sur lui une action physique de la plus haute importance, qu'il est indispensable d'étudier et qui joue un rôle capital dans le phénomène torrentiel tout entier, en influait sur l'action de la pesanteur ou l'attraction.

La vitesse d'un courant n'est due qu'à l'action de la pesanteur sur l'eau.

Toutes choses égales, la pesanteur s'exerce d'autant plus librement que la pente offerte à l'écoulement est plus forte. L'action effective de la pesanteur varie donc suivant le degré de pente. On sait que cette action a pour mesure le cosinus de l'angle que la pente fait avec la verticale. Plus cet angle est ouvert, plus la pente est faible ; moins l'action de la pesanteur est grande, plus la vitesse est faible. Toutefois, lorsque la vitesse du courant est uniforme, l'action de la pesanteur ne §ubit au-

cune variation : elle reste telle qu'elle est déterminée par la pente. Il n'en est plus ainsi lorsque la vitesse, par une cause quelconque, est soumise à des variations d'accélération ou de ralentissement. L'action de la pesanteur suit les mêmes variations, et ces inégalités de la pesanteur engendrent des phénomènes dont il faut se rendre compte, sous peine de ne rien comprendre absolument à l'action torrentielle.

Lorsqu'un rale.tis,aa,ent s^ produit sur une

pente donnée, le courant coule comme il coulerait sur une pente moins forte si la cause du ralentissement n'existait pas, ou, ce qui revient au même^ comme si, la pente restant la même, l'action de la pesanteur diminuait. D'où il résulte que l'action d'un ralentissement sur un courant équivaut à une diminution de l'action de pesanteur.

Examinons de quelle manière s'exercera cette action, et comme toujours, reportons-nous à l'action élémentaire.

La diminution de pesanteur se traxluit sur chaque molécule d'eau par une réaction de bas en haut, ou ce qu'on appelle une action soulevante. Si on considère dans la masse d'eau un filet vertical élémentaire, chacune des molécules de ce filet éprouvant

une impulsion de bas en haut , toutes ces impulsions s'ajouteront et se traduiront à la surface par une action intég^rale d'autant plus grande que le filet sera plus long*, c'est-à-dire que Faction soulevante sera proportionnelle à la profondeur de Teau.

Cette action soulevante, étant due uniquement à la diminution de vitesse, suivra exactement la loi du ralentissement. Si celui-ci suit une prog*ression rapidement ascendante, Taction soulevante croîtra de la même manière, la surface se bombera rapidement, et si le ralentissement est brusque ou produit par un choc , l'action soulevante sera d'autant plus forte que la vitesse initiale était plus grande* C'est tout simplement, comme on le voit, la théorie du mascaret.

Si le ralentissement suit une progression lente, la courbure de la surface ne sera que faiblement accentuée. Cette courbure sera continue , comme l'action qui l'engendre, et elle suivra la même loi de variation et dans le même sens que le ralentissement*

Le rayoti de courbure suivra une loi inverse à délie de l'action soulevante. Plus celle-ci est puis* santé, plus le rayon de courbure set-a faible, et réciproquement.

D'où il suit que si le ralentissement suit une progression croissante de Tamont vers Taval, le rayon de courbure ira en diminuant vers l'aval et en croissant vers Famont, l'aplatissement de la courbe ira en croissant vers Famont. Si, au contraire, le ralentissement suit une prog^ression décroissante de l'amont vers l'aval , le rayon de courbure ira en aug^mentant vers l'aval et avec lui l'aplatissement de la courbe.

L'accélération produira, par rapport à l'action de la pesanteur, des effets diamétralement opposés, c'est-à-dire que, sur une pente donnée, la vitesse croissant par une cause quelconque, c'est absolument comme si Faction de la pesanteur allait croissant et que la cause de l'accélération n'existât pas. D'où résulte, au lieu de Faction soulevante que produit le ralentissement, une augmentation de la pression de haut en bas. Par les mêmes raisons, la pression élémentaire sera proportionnelle à la long*ueur du filet vertical élémentaire, et par conséquent à la profondeur de l'eau. La surface de Feau aura dès lors une tendance à créer une courbe concave, bien moins prononcée cependant que la convexité que produit le ralentissement, en raison de Finég'alité de résistance dans un cas et dans l'autre.

Tout ceci, on le voit, est absolument indépen-

dant du degré de vitesse, et dépend uniquement des variations de la vitesse. Toutes les ondulations de la surface de Teau, soit dans les cours d'eau, soit dans les mers, sont donc ramenées à des variations dans l'action de la pesanteur, quelle qu'en soit la cause.

Les variations de la pesanteur étant toujours mesurées par un cosinus, et cette transcendante trig^onométrique, qui est comme le rég^ulateur de tous les mouvements de l'univers, oscillant sans cesse dans des limites très-étroites autour de l'unité, il en résulte des actions et réactions incessantes toujours ég^ales entre elles. Lorsque l'amplitude des oscillations est, comme dans l'Océan et suivant l'expression consacrée, rhythmique, les vag'ues sont d'une rég^ularité parfaite en étendue et en durée ; sur les mers intérieures, elles sont plus courtes et plus saccadées, mais néanmoins toujours égales en durée, quelle que soit l'inten- ' site de la variation de pesanteur, la réaction étant toujours ég'ale à l'action. Dans les cours d'eau en général , cette perturbation est en rapport avec toutes les causes générales ou accidentelles qui produisent des variations dans la vitesse. On voit tout de suite quelle influence doivent avoir sQps ce rapport les brusques variations du débit. Mais c'est dans les torrents surtout que cette action est

énorme. Nous l'analyserons plus tard, mais il était nécessaire de poser tout d'abord ces notions préliminaires.

Les corps plongés dans Teau et entraînés par le courant subissent par influence les mêmes variations dans l'action de la pesanteur; ils reçoivent tous une impulsion soulevante de bas en haut, proportionnelle à leur masse et à la surface qu'ils offrent par en bas- à l'action soulevante. Une pierre plate sera plus facilement soulevée qu'une pierre arrondie.

§ 4. Lois du dép6t des matières.

Nous verrons plus loin les conséquences importantes que nous tirerons de tous ces principes élémentaires. Je me borne pour le moment à les poser, un peu trop succinctement peut-être; mais il me semble que tout cela est si évident, que de plus long*ues explications seraient superflues.

De même qu'il y a deux modes de transport des matières, le transport par triag'e et le transport en masse, il y a deux modes de dépôt distincts, du moins dans leurs types extrêmes , car lorsque les deux actions sont plus ou moins confondues, leurs effets subissent les mêmes influences.

Lorsque le triag^e a lieu , les matières sont entraînées avec des vitesses inég^ales ; il n'existe entre elles aucune solidarité. Chaque pierre résiste isolément au courant, et son arrêt a lieu lorsque sa propre résistance à l'entraînement atteint la limite.

Toutes les matières entraînées se- classent d'après leur poids et leur volume. Toutes les pierres d'une même résistance, et ayant par conséquent une même vitesse limite d'entraînement, tendront donc à former une pente correspondante à cette vitesse limite. Le dépôt de toutes les matières tendra, à son tour, à former une série de pentes, celles-ci allant en croissant vers l'amont.

Ces pentes iront en croissant de plus en plus rapidement vers l'amont, par la raison que, si les dimensions des pierres suivent une loi arithmétique, leur résistance suit une loi géométrique qui est celle du carré de la vitesse. Dès lors , les pentes croîtront de plus en plus rapidement.

Si l'on suppose que les matières passent d'une manière continue par tous les deg^rés de grandeur, le profil en long dii dépôt prendra une courbure dont la concavité sera tournée vers le ciel, en se relevant de plus en plus vers l'amont.

ET DU DÉPÔT DES MATIÈRES. Ai

La long^ueur de chaque pente sera proportionnelle à Tabondance des matériaux qui correspondent à cette pente. Lorsque la quantité de matières d'une même classe tend à s'augmenter, la pente correspondante tend à s'allonger. Si les quantités de matières de toutes les classes tendent à augmenter ensemble, il en résultera une tendance à l'allongement de toutes les pentes, et par conséquent de toute la longueur du lit.

Dans ces conditions, un cours d'eau aura une tendance à allonger son parcours. Gomme sa source est fixe , il tendra à porter son embouchure aussi loia que possible ; et si cela ne suffît pas, il tendra à multiplier et à allonger les sinuosités du parcours. C'est là la cause principale des contours sur les cours d'eau.

Lorsqu'un cours d'eau débite en aval par son embouchure une quantité de matériaux égale à celle qu'il reçoit d'amont, la stabilité du lit est atteinte. Mais si l'apport est supérieur au débit, si les rives sont fixes et ne permettent pas un déplacement du lit dans le sens horizontal, il y aura nécessairement un exhaussement du lit par suite d'un encombrement des matières. La courbe normale d'écoulement de l'eau est faussée.

Cette perturbation n'est pas seulement en rap-

port avec la quantité totale des matières, mais aussi avec leur volume relatif et la proportion de chaque classe de matériaux. Les plus gros matériaux ne peuvent jamais franchir certaines limites, quelles que soient les variations de la vitesse ; la perturbation qui résulte de leur excès se fera sentir seulement dans une rég^ion restreinte.

Le résultat final de cet exhaussement g^énéral, c'est une tendance à rétablir sur toute la long'ueur , mais à un niveau supérieur, le profil normal du lit.

Lorsque le courant a la même larg'eur sur tous les points de sa long^ueur, les variations de la vitesse ne sont dues qu'aux variations des pentes; mais, dans la réalité, un cours d'eau, dont les rives sont partout ég'alement espacées, est un 'cas rare. Le plus souvent, tantôt le courant est resserré dans un g'oulot étroit, tantôt la section du lit s'élarg'it considérablement. On remarque même, sur la plupart des cours d'eau, une alternance constante entre les étrang*lements du lit et son épanouissement. Ordinairement une g'rande larg^eur du lit est comprise entre deux étrang^lements.

Or, c'est un fait d'expérience que les variations de la section exercent sur la vitesse une influence plus considérable que les variations de la pente.

Il est donc essentiel de se rendre conf)pte de ce qui se passe, quant au dépôt des matières, par suite de ces variations.

L'élarg'issement de la section est une cause de ralentissement de la vitesse; le resserrement une cause d'accélération. Si Télar glissement suit une loi très-rapide, le ralentissement suivra lui-même la même loi. Il en est de même de l'accélération par rapport au rétrécissement.

Quelles que soient ces lois, Taction est toujours continue, c'est-à-dire que la vitesse, au sortir d'un g'oulot, passe d'abord à l'état de ralentissement. Ce ralentissement suit la loi déterminée par l'écartement des rives ; après avoir atteint son maximum, il décroît, et au point où se fait sentir d'une manière suffisante l'appel de la vitesse accélérée du g^oulot inférieur, le ralentissement changée de sig'ne et devient de l'accélération. Mais toutes ces variations, dans la vitesse et le passage du ralentissement à l'accélération, s'opèrent d'une manière continue.

Ce point de passage a une importance capitale. En effetj c'est de la vitesse conservée à ce point par le courant que dépend là quantité de matières déposées. Toutes les matières dont la vitesse limite d'entraînement est inférieure à cette vitesse passe-

ront ; toutes celles dont la vitesse limite est supérieure s'arrêteront en amont de ce point.

Si un g^rand écart existe entre la vitesse à la sortie du g^oulot supérieur et la vitesse conservée au point de passage, une grande quantité de matières se déposera. Et plus Tespace sera court, c'est-à-dire plus le point de passage sera rapproché de la sortie du goulot, plus l'encombrement des matières sera grand.

Il existe un autre point, en amont du point de passage du ralentissement à l'accélération , qui mérite de fixer l'attention : c'est le point où le ralentissement cesse de croître pour décroître, et que j'appellerai le point maximum^ pour l'intelligence de l'explication. A partir de ce point, le ralentissement suit une loi de décroissance à la fois vers l'aval et vers l'amont.

Examinons maintenant de quelle manière le dépôt se formera.

Aucun dépôt ne peut se former en aval du point de passage, puisque les matières, qui sont parvenues à ce point par une vitesse ralentie, seront entraînées à partir de là par une vitesse accélérée. Elles iront donc se déposer plu§ loin. II y a donc là un point fixe

qui ne peut s'élever. L'exhaussement se produit en amont du point. Cet exhaussement sera d'abord faible, il ira en croissant vers le point maximum ; puis, à partir de ce point, il ira en décroissant. Et comme l'action est continue , il se produira une courbure, dont le rayon de courbure sera le plus faible au point maximum, c'est-à-dire qu'à partir de ce point, la courbe ira en s'aplatissant à la fois vers l'amont et vers l'aval. Car il est évident que l'exhaussement devra êlr.e d'autant plus grand que le ralentissement est le plus fort. La courbure du lit suivra donc une loi analogue à celle que l'action soulevante exerce sur la surface de l'eau.

Lorsque l'action est énerg'ique, une protubérance se forme.

Au point de passag*e, la courbe changée de sens: de concave en aval, elle devient convexe en amont ; à partir de ce point, sans discontinuité, la courbure va en augmentant jusqu'au point maximum et en diminuant à partir de ce point.

Telle est la loi géométrique de la courbe de tous les dépôts dus à l'action du ralentissement.

Tant que la quantité de matières arrivant par amont est supérieure à celle qui est débitée par

Taval, le dépôt aug'inente et l'exhaussement continue. Cet exhaussement a pour effet de roidir les pentes d'amont, et par conséquent de faciliter Tentraînement des matières. L'écart entre l'apport et le débit des matières va sans cesse en diminuant, et quand la compensation s'établit, c'est-à-dire qu'il part par l'aval autant de matières qu'il en arrive d'amont, l'exhaussement s'arrête, le profil devient stable.

Pendant toute la durée de l'exhaussement, le point de passag^e et le point maximum ne restent pas fixes ; ils ont une tendance l'un et l'autre à remonter vers l'amont. En effet, à mesure que les pentes se roidissent, le ralentissement diminue; par suite, le point maximum du ralentissement et le point de passag^e du ralentissement à l'accélération sont plus vite atteints. La courbe conserve toujours son type invariable; seulement la concavité d'aval se propagée vers l'amont, et fait remonter en même temps la convexité. Une bag^ùette flexible, ployée de manière à former une double sinuosité, et dont on rapprocherait ou on éloignerait les deux extrémités, donne assez bien l'idée de cette courbe et de sa flexibilité à se prêter à tous les mouvements qui l'eng-endrent.

Si l'apport des matériaux devient inférieur au

débit, l'accélération se propagée de plus en plus vers Tamont, le courant reprend de plus en plus sa puissance d'affouiilemenl et d'entraînement; il cesse de déposer, commence à affouiller son dépôt et finit par s'y encaisser.

Cette loi du dépôt est g'énérale, mais on voit que ses effets sont entièrement subordonnés aux lois de l'apport des matières.

Lorsque les matières sont relativement peu abondantes, qu'elles arrivent d'un mode uniforme , le dépôt mettra très-longtemps à se former, et ses variations seront peu sensibles. Au contraire, lorsque les matières sont transportées en masse et par g'randes quantités, le dépôt se forme rapidement et atteint souvent presque instantanément son profil limite, toujours d'après la même loi g*éométrique.

Dans la réalité, l'apport des matières ne se fait pas d'une manière continue ni uniforme. Suivant les crues et les phases d'une crue, un courant tantôt est plus ou moins saturé, tantôt il ne charrie rien. A un état d'exhaussement succède un état . d'affouillement pendant lequel le dépôt est remanié et trié; les matériaux les plus petits sont donc successivement remplacés par de plus g*ros. La résistance du dépôt à raffouillement aug^mente, les

pentes tendent à se roidir de plus en plus, le profil devient de p]us en plus stable.

Lorsque la puissance d'afibuillement et d'entraînement domine, le courant a une tendance à allonger son parcours, afin d'adoucir les pentes et de classer les matériaux. C'est le contraire lorsque la puissance colmatante domine. Le courant a alors une tendance à roidir ses pentes afin de faire franchir aux matériaux, le plus vite et avec le moins de résistance possible, l'espace qui sépare le point où commence le ralentissement de celui où il finit. Le profil culminant devra donc tendre à suivre une direction rectiligne entre ces deux points.

Ce profil est celui qui convient le moins à la stabilité du courant^ mais c'est celui qui convient le mieux au transport des matières, soit parce que les pentes sont plus fortes, soit parce que les frottements sont moindres que dans une concavité.

§ 5. Lois de la viscosité et de la densité.

Dans tout ce qui a été dit^ on ne s'est pas occupé de l'état du liquide ; on lui a supposé la fluidité et la densité naturelle de l'état ordinaire de l'eau. Mais il est aisé de comprendre que des variations dans la constitutioti physique du liquide, à ce double

point de vue, doivent exercer une influence considérable sur ses mouvements.

Il est essentiel cependant de distinguer les effets dus à la densité de ceux qui dépendent de la fluidité.

La densité, c'est le poids de Teau sous un volume donné.

La fluidité d'un corps tient à l'indépendance de ses molécules élémentaires les unes par rapport aux autres, à Tétat de leur attraction mutuelle. Plus l'adhérence est faible, plus le frottement d'une molécule avec celles qui la touchent est faible, plus la mobilité de chacune de ces molécules est grande: par conséquent, plus la fluidité sera considérable. La quantité de mouvement d^une masse liquide n'est que l'intégrale de la quantité de mouvement de toutes ses molécules élémentaires. C'est ce qui explique pourquoi plus l'eau est concentrée, plus elle forme masse, plus sa quantité de mouvement est grande.

Lorsqu'une substance étrangère est délayée dans Teau et que cette substance, par son extrême divisibilité, parvient à former une couche autour de chaque molécule, l'attraction et tous les frottements

moléculaires augmentant, la fluidité diminue nécessairement. La viscosité, c'est cet état de diminution de la fluidité.

La fluidité et par contre la viscosité de Feau sont donc soumises à des variations, suivant la nature et l'abondance des matières infusées.

La substance qui possède au plus haut degré la propriété d'aug'menter la viscosité de l'eau, c'est l'argile qui est si abondamment répandue dans la nature.

L'attraction qu'elle exerce sur l'eau est telle que la saturation n'a pas de limite. Si on ajoute incessamnïent de l'argile à une masse d'eau en l'entretenant dans un état d'agitation, la fluidité va sans cesse en décroissant ; on obtient un composé semiliquide auquel on donne le nom de lave; et enfin, en ajoutant toujours de l'argile, on arrive à l'état pâteux, c'est-à-dire que toute fluidité finit par disparaître.

La diminution de fluidité diminue nécessairement la quantité de mouvement et par suite la vitesse.

Ufii courant dans cet état, considéré comme mo-

teur^ ag'ira donc moins par la vitesse, mais il ag*ira davantag^e par sa masse, par suite delà solidarité plus g-rande des molécules entre elles. Le faisceau de filets liquides qui frappe l'obstacle subira plus difficilement des déviations tendant à le contourner.

L'effet dynamique général de la viscosité est donc d'affaiblir l'influence de la vitesse en augmentant celle de la masse. La force entière, agissant à la fois par la vitesse et d'autant plus par la mctsse que la viscosité est plus grande, aura une puissance d'afibuillement affaiblie, mais une puissance d'entraînement qui pourra devenir énorme avec l'action de la masse ; la résistance croissant comme le carré de la vitesse et ne croissant simplement que comme la masse.

C'est par là que s'explique la force d'un courant boueux qui déplace les blocs les plus volumineux, tandis qu'un courant d eau^ quelle que soit sa vitesse, serait impuissant à les ébranler.

Dans le charroi des matières^ qui est uii véri^ table travail mécanique, l'eau joue un double rôle : celui de moteur et celui de véhicule. Nous venons de voir comment la viscosité influe sur l'action motricCi La densité agit sur l'action véhiculaire>

52 LOIS DE L EiNTRAlNEMEM

Plus la densité du liquide aug^mente, plus les corps immergées, perdant de leur poids, deviennent lég*ers et faciles à transporter. Cette action se traduit aussi, comme celle qui est due à l'état de ralentissement de la vitesse, par une réaction de bas en haut ou soulevante. Les limons les plus fins s élèvent facilement jusqu'à la surface de l'eau ; toutes les matières, tenues en suspens, tendent à s'échelonner de bas en haut d'après leur poids. Lorsqu'un courant très-visqueux est saturé de matières, le mélange du tout forme une masse d'une extrême densité, et la puissance véhiculaire peut atteindre les proportions les plus considérables.

Nous avons vu que le transport en masse était possible dans un courant d'eau à l'état ordinaire, par suite de la surabondance des matières entraînées se gênant réciproquement dans leurs mouvements. En réalité, dans des torrents, sur des pentes rapides, avec des matériaux composés d'éléments présentant de grands écarts dans leur volume, depuis le grain de sable jusqu'aux gros blocs, il est difficile et presque impossible que ce transport en masse, qui exige une vitesse commune entre tous les corps entraînés, puisse s'établir. Mais la viscosité du liquide favorise cette action.

Dans ce milieu épais et visqueux, les matières se

meuvent avec moins de liberté, elles tendent toutes à prendre la vitesse du courant qui devient la vitesse commune. Dans un courant d'eau au contraire, la vitesse des matières est toujours inférieure à celle du courant, et elles se meuvent avec des vitesses très-inég'ales.

Voilà donc le véritable courant de matière formé sous la puissante influence de la viscosité. Il s'ag^it d'examiner l'action exercée sur cet état du courant par les variations de la vitesse et de la comparer à celle exercée sur un courant parfaitement fluide.

La fluidité peut être considérée comme l'effet d'une force directement opposée à celle de l'attraction. D'où cette conséquence que, lorsque par suite de la viscosité la fluidité diminue, l'action de l'attraction aug'mente. Lorsque celle-ci devient supérieure à la force opposée, que j'appellerai la répulsion pour mieux rendre ma pensée, la fluidité disparaît, l'attraction l'emporte, le corps devient solide; la fluidité n'étant en quelque sorte que la résultante de deux forces ag^issant en sens contraire l'une de l'autre.

Ces deux forces n'ont pas une action absolue, elles sont subordonnées aux variations de la vitesse,

en ce sens que, pendant l'état d'accélération de la vitesse, raccroîssement élémentaire ajoute son action à celle de la répulsion moléculaire pour combattre l'attraction : d'où cette conséquence, que plus la loi d'accélération est rapide, plus grande sera la fluidité. Au contraire, pendant l'état de ralentissement de la vitesse, qui n'est qu'une accélération de signe contraire, la diminution élémentaire de vitesse ajoute son action à l'attraction et diminue par conséquent la fluidité. Si le ralentissement suit une loi de progression rapide, la puissance de l'attraction suivra la même loi d'accroissement. Dès lors, si on suppose un courant dont la viscosité est telle que la fluidité est devenue trèsfaible, si ce courant est soumis à une loi énergique de ralentissement croissant, l'attraction fera des progrès rapides et le courant ne tardera pas à s'arrêter solidifié.

Lorsqu'un courant fluide pénètre dans un goulot étroit, il y a accélération de la vitesse ; mais pour un courant de matière parvenu à un certain degré de viscosité , le résultat peut être inverse , si la compression du courant, qui a pour résultat d'augmenter l'attraction moléculaire , fait prédominer celle-ci sur la fluidité. Le resserrement de la section, au lieu de procurer une accélération de la vitesse, engendrera un ralentissement et

quelquefois même un arrêt dans des circonstances données.

Dans tout courant soumis à une action de ralen^ tissement de la vitesse, il se produit, nous l'avons démontré plus haut, une action soulevante ; mais cette action ne peut être que très-faible dans un courant d'eau possédant la fluidité normale et sur lequel la pesanteur exerce sa toute-puissance. Dans un courant de matière, au contraire, plus la viscosité est g'rande, plus Faction soulevante combattra avec efficacité celle de la pesanteur. Elle pourra devenir extrême dans un courant de lave, où. la fluidité est presque anéantie. C'est ce qui explique un fait qui paraît extraordinaire et qui étonne tous ceux qui ne connaissent pas les torrents. On voit souvent des blocs énormes entraînés par un pareil courant et surnag^er. Après la crue, quand on considère ces blocs colossaux et qu'on voit couler à côté un mince filet d'eau qui mouille à peine leur base, on se demande avec stupéfaction comment un si faible courant a pu déplacer et entraîner des poids pareils. Et pourtant, quand on se rend compte du phénomène, on constate que si le volume d'eau était plus considérable, l'effet n'aurait pas pu se produire. En effet, le courant aurait alors une plus g'rande fluidité, sa force consisterait plus dans sa vitesse que dans sa ma^se ; or la vitesse est impuis-

santé contre de pareils obstacles. Il n'y a point de vitesse qui puisse les vaincre , tandis qu'ils cèdent à l'action de la masse d'un courant de lave. L'action soulevante est telle, pendant un énerg^ique état de ralentissement exercé sur un liquide d'une viscosité et d'une densité extrêmes, que les plus g'ros blocs surnag*ent. La force motrice et la force véhiculaire sont l'une et l'c^utre portées à leur extrême limite et combinent leur action pour produire ces effets vraiment étonnants.

Si cette action peut être telle sur les blocs les plus volumineux, on peut se fig^urer facilement ce qu'elle doit être sur des pierres plus petites.

Cet état extrême d'un courant, qui est le véritable transport en masse, se produit rarement. Dans le chapitre spécial des torrents, nous verrons quelles sont les circonstances et les accidents qui le favorisent. Quand il se produit, il ne peut durer long*temps. Le courant ne tarde pas ou à s'arrêter en plein, ou à se débarrasser des corps les plus volumineux et à reprendre une fluidité suffisante pour couler.

On comprend que, depuis le courant d'eau claire et parfaitement fluide jusqu'au courant de lave, se

ET bu DÉPÔT DES MATIÈRES. o7

classent tous les élats intermédiaires par lesquels peut passer la fluidité.

L'état moyen, et qui se produit le plus communément dans tous les torrents boueux, est celui où le courant conserve une fluidité suffisante pour atteindre une g*rande vitesse sur des pentes rapides, et qui lui permet néanmoins de former facilement le courant des matières, lorsque celles-ci sont surabondantes.

Dans un courant de lave, les matières soulevées et immerg*ées font corps avec la masse et perdent la liberté de mouvement propre; elles sont transportées en conservant la position stable qui convient à leur équilibre, mais elles ne roulent pas. Le frottement entre elles est presque nul, et elles conservent leurs ang*les et toutes leurs aspérités intactes.

Lorsque le courant, au contraire, conserve une fluidité suffisante, chaque corps, indépendamment de son mouvement de translation, prend un mouvement propre tendant à une rotation d'autant plus énerg*ique que le ralentissement est plus prononcé, et, ce qui peut paraître étrangle, que les corps sont plus volumineux. En effet, dans un courant de matière, où tous les corps immergées ont une vitesse

5ft LOIS DE L'ENTRAINEMENT

sensiblement égale, si ce ralentissement se produit, la quantité de mouvement étant en rapport de la

masse de chaque corps, les plus g^ros blocs tendront

à devancer les plus petits avec un mouvement de rotation plus g^rand.

C'est par suite de la vitesse acquise, combinée avec la force soulevante, qu*on voit souvent des pierres volumineuses se détacher de la masse et être lancées soit en avant, soit de côté, comme des projectiles, et franchissant des obstacles tels que des ponts ou des digues.

Cette théorie me paraît expliquer beaucoup mieux les faits observés par M. Cunit et rapportés dans les termes suivants par M. Breton à la page 13 de son mémoire :

« M. Cunit m'a fait part d'une observation cu- « rieuse et facile à vérifier, et qui ne peut s'expli- « quer que par une grande inégalité de vitesse suicc vant les grosseurs : c'est que, sur chaque partie « des plages d'un torrent, les gros cailloux sont « les plus arrondis ; sur ceux de moyenne gros- « seur, on commence à discerner les parties les « moins courbes de leur surface, restes des faces « quasi planes du fragment polyédrique qui s'est « émoussé en galet. Sur les graviers, à mesure

« qu'on descend dans Tordre de g^randeur, les a arêtes et les angles de ces polyèdres sont de moins « en moins effacés, les faces sont de plus en plus « apparentes ; et enfin, si on regarde à la loupe le « sable des torrents, on le trouve nettement anguleux. Gela vient, selon M. Gunit, de ce qu'un gros a galet qu'on observe dans un torrent a subi un « travail d'usure de toutes les pierres moins grosses « que lui, qui ont passé sur lui et l'ont devancé, et a cela pendant un temps très-long, en raison de la « lenteur et de la rareté des déplacements des plus ft gros blocs ; les plus petits fragments ne font que « passer, presque sans s'arrêter, sur tous ceux plus « gros qu'eux-mêmes, et leurs arêtes les plus ai- « guës sont à peine entamées. Les exemples de a cette observation sont aussi nombreux que les « torrents eux-mêmes; mais on trouve rarement de « très-gros blocs ; quand on en rencontre, on re- « marque leur forme singulière, presque parfaite- « ment lisse et sphérique. G'est ce qu'on voit dans « l'alluvion ancienne sur laquelle est établi le vilce lage de Séchilienne : on y trouve des blocs grâce nitiques de la grosseur de 60 à 80 centimètres, et « même de plus d'un mètre de diamètre, ronds ce comme des boules ; les galets de 30 à 40 centimècc très de diamètre commencent à s'écarter de la « forme sphérique; ce sont à peu près des ellipa soldes à trois axes sensiblement inégaux; ceux

fiO LOIS DE L'ENTRAINEMENT

« de 20 à 30 centimètres ont des méplats sensibles, « un gros bout et un petit bout; ceux qui sont g*ros ce comme le poings sont presque anguleux ; les me- « nus graviers gros comme des noisettes ont leurs « arêtes à peine émoussées, et le tout est mêlé sans 9 ordre avec du sable tout à fait anguleux. Les tor- « rents en partie éteints qui descendent de la chaîne « du Beldone et débouchent sur la rive gauche de V risère, dans la vallée de Graisivaudan , offrent « des exemples de cette observation plus complets « que dans beaucoup d'autres torrents, à cause de « la présence de blocs très-gros et très-bien arrondis « en proportion de leur grosseur. Gela se voit sur- « tout facilement dans le torrent de Bréda, en amont « de Pontcharra. »

11 n'y a qu'un mouvement de rotation qui puisse expliquer cette forme d'autant plus sphérique des pierres qu'elles sont plus grosses. Dans ce mouvement rotatoire, et avec les chocs continuels des blocs les uns contre les autres, tous les angles s'émoussent et la forme sphérique s'explique, comme aussi la conservation parfaite des aspérités anguleuses des plus menus graviers qui sont entraînés nageant dans le liquide visqueux et à l'abri de tout frottement. Gomme le fait observer M. Breton, le fait ne s'explique que par une grande inégalité de vilesse, sinvant les grosseurs; mais il aurait dû ajouter :

par un mouvement de rotation d'autant plus grand que les corps sont plus g'ros. Car Texplication de M. Gunit, fondée sur le travail d'usure des pierres passant les unes sur les autres, ne peut donner raison de la sphéricité. C'est au contraire un plus g*rand aplatissement que devraient présenter les plus g^ros corps, puisqu'ils ont à supporter, quand ils sont arrêtés, tous les frottements des corps plus petits qui passent par dessus, souvent pendant un temps très-long*.

Il est facile de se rendre compte de l'influence exercée sur la force colmatante dans ces cas divers. La théorie est d'une extrême simplicité. Tout est ramené à des variations de la vitesse équivalant à des variations de la pesanteur. Tout ce qui tend à exag^érer ces variations tend par cela même à aug»menter la perturbation dans le courant.

Lorsqu'un courant est pourvu de la fluidité ordinaire de l'eau, sur des pentes rapides, quelle que soit l'abondance momentanée des matières charriées^ il est difficile que le dépôt se produise dans des proportions considérables. Les effets d'un ralentissement accidentel seront promptement effacés par la puissance d'affouillement qui ne tarde pas à se développer avec une g'rande énerg-ie. Mais lorsque la viscosité intervient, l'action du ralentisse-

ment prend des proportions telles que le dépôt des matières se produit pour ainsi dire instantanément avec une grande puissance; le point du maximum du ralentissement et le point de passag^e du rcJentissement à Taccélération se rapprochent l'un de l'autre, l'action soulevante est extrême, ce qui tend à accentuer d'autant plus la convexité du profil du dépôt.

Ce qui caractérise les dépôts produits par ce mode de transport et cet état du courant, c'est une confusion extrême des matériaux de toute grosseur. Les sables, les galets et les blocs, arrêtés subitement, restent dans l'état de pêle-mêle où ils se trouvent dans le courant. C'est faute de connaître ce mode particulier de transport par les torrents, et ne connaissant du transport par les eaux que le triage qui classe les matériaux d'après leur grosseur, que les géologues ont été portés à voir des moraines glacières là où il n'y avait que des dépôts torrentiels.

L'état de confusion des matériaux n'est pa^ toujours extrême, il dépend de l'état du courant. Lorsque le courant de matière n'atteint pas ses dernières limites et passe par tous les degrés intermédiaires, les matériaux immergés ont une tendance à s'échelonner de bas en haut d'après l'ordre de leur gros-

seur : les blocs occupent la partie inférieure et roulent sur le lit, les sables les plus fins s'élèvent jusqu'à la surfa<5e de Teau. Lorsqu'un dépôt se forme dans ces conditions, il affecte une disposition analogique à celle que les matériaux avaient dans le courant, mais cependant sans que la stratification soit régulière. On remarque souvent que les g*ros matériaux sont plus abondants à la partie inférieure du dépôt , et les plus petits plus abondants dans les couches supérieures. Quand le liquide est à Tétat de lave, le dépôt tout entier est recouvert d'une couche arg^ileuse qui dessine avec une g^rande netteté la surface convexe du dépôt. Les inég^alités de la surface sont d'autant plus prononcées que les matériaux qui le forment sont plus g^ros. La nature des dépôts est donc soumise à la plus extrême variabilité. Depuis Tordre parfait qui classe et rangée tous les matériaux d'après leur g^rosseur jusqu'au désordre complet où ils sont tous confondus pêle-mêle, on trouve tous les états intermédiaires. Un œil exercé discerne facilement, d'après le travail accompli, sous quelles influences la force a ag'i et le degré de la perturbation qu'elle a subie avec ses phases diverses. A ce point de vue, les lois du phénomène torrentiel ne peuvent que jeter le plus grand jour sur des phénomènes géologiques restés obscurs jusqu'ici.

14 LOIS DE L'ENTRALNEMENT

En résumé, on le voit, il s'agpit simplement d'une perturbation dans récoulement. Cette perturbation tient à la fois au mouvement et a la forme de la matière du courant. L'action perturbatrice se traduit par une action soulevante, équivalente à une diminution de la pesanteur, par conséquent la même qui est la cause de toutes les grandes perturbations de la nature constatées jusqu'à ce jour, les marées de rOcéan aussi bien que les perturbations astronomiques. L'Océan ne se soulève et s'abaisse, les astres ne faussent leur marche que par suite des variations de l'attraction et de la vitesse. Ce rapprochement est vraiment curieux ; il tend à établir l'unité de cause pour toutes les perturbations ainsi que Tunité de plan de la création.

Ce rapprochement remarquable entre la perturbation torrentielle et toutes les autres perturbations de la nature est une sérieuse présomption en faveur de la théorie que j'ai développée. J'ai pu errer dans l'analyse des fonctions si compliquées et si variées de la force et du travail, mais le fond est vrai. Je n'ai fait d'ailleurs qu'effleurer ce sujet, qui touche aux plus hautes questions de la physique et de la mécanique. Je reconnais tout ce que cette étude a d'incomplet. Des savants plus autorisés pourront la reprendre et y ajouter ce qui lui manque. C'est ainsi que toutes les sciences ont pro-

gressé; elles constituent, dans leur ensemble, un édifice où chacun apporte sa pierre. Mais ce dont je suis convaincu, c'est que la méthode que j'ai suivie est la seule rationnelle et qui puisse faire de la question des tprrents une véritable science.

Je réclame donc l'indulgence du lecteur en m'abritant derrière ces paroles de Newton, parlant de ses propres travaux :

« Dans une matière si abstruse , le lecteur est « prié de ne pas tant songer à blâmer les erreurs « qu'à faire des efforts ultérieurs pour arriver à la « connaissance de la vérité. »