MOBILITÉ DU LIT

tSH. Généralités. — IjOS considérations qui précèdent seraient applicables aux cours d'eau naturels présentant une section transversale régulière, une pente constante et un lit non afFouillable et sensiblement rectiligne. Ces conditions sont, on le sait, très rarement réalisées, mais alors les résultats de l'étude qui vient d'être faite peuvent donner des indications utiles, souvent d'accord avec les faits, et d'autant plus exactes que les cours d'eau auxquels on les applique s'éloi* gnent moins de cette régularité.

En particulier, ce que nous avons dit plus haut (n« 117) sur la distinction entre les cours d'eau à faible et à forte pente s'applique assez bien aux rivières et aux torrents naturels. Dans les rivières, un exhaussement ou un abaissement de la surface libre produit par une cause locale se propage indéfiniment, en s'atténuanl, du côté de l'amont. Dans les torrents, au contraire, ces causes locales de la variation du niveau ne se font sentir qu'à

une très petite distance : les molécules fluides sont animées d'une force vive suffisante pour franchir ces obstacles sans modifier sensiblement leur mouvement ni la vitesse de celles qui les suivent, et les inégalités locales du fond se reflètent, pour ainsi dire, sur la surface libre, alors qu'elles disparaissent, dans les rivières, sous une masse épaisse animée d'une faible vitesse et dont la profondeur ne se règle que par les accidents généraux que le lit peut présenter.

Ainsi que nous l'avons constaté, un torrent peut, sur une pe- • tite étendue, se présenter à l'état d'un cours d'eau tranquille, et de môme une rivière peut localement afl'ecter l'état torrentueux. Cela arrive par exemple, pour un torrent, à l'amont d'un barrage, entre celui-ci et le ressaut quMI produit, et pour une rivière à l'aval d'une vanne située à l'entrée d'un chenal.

i se. Effets de la mobilité du lit. — Los cours d'eau naturels ont rarement un lit do forme invariable, et c'est là une des difficultés les plus grandes de leur étude. Ils se creusent un lit plus ou moins profond, dans la partie supérieure de leur cours', ftu.K endroits où la pente est asses grande, suivant que le terrain qu'ils sillonnent est plus ou moins susceptible d'être ' délayé, entraîné ou emporté par les eaux. Le plus habituellement, au moitis dans les grands cours d'eau, raffouiilement H*a lieu qu'autant que la vitesse des filets fluides contigus aux parois atteint une certaine valeur sensiblement constante pour une nature déterminée des matières qui composent ce fond, variable au contraire avec leur grosseur, leur densité, leur degré de tassement et leur mode d'insertion. Par conséquent, dans les régions sujettes aux afl'ouillements, la vitesse au fond doit tendre, aux époques de ci*ucs où se prod^iisenl les grandes érosiQns, vers une limite sensiblement constante pour les cours d'eau qui coulent sur un sol mobile d'une nature déterminée. Il en est de mênie, par suite, de la vitesse moyenne U dans une section, et par suite aussi du produit Ri ou ^f qui est sensiblement proportionnel au carré de U. Ainsi, le produit

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de la petite du fond par la profondeur est, en moyenne, une quantité assez peu variable pour les cours d'eau dont le lîl, constitué à peu près de la même manière, est parvenu à une stabilité relative aprfes s'être suffisamment creusé ou comblé. Les torrents, caractérisés par de fortes pentes de fond, ncsont donc en général que de petits cours d'eau ou dos cours d'eau moyens, et les rivières qui ont de faibles pentes peuvent être au contraire de grandîi cours d*eau.

Il arrive d'ailleurs presque toujours que la pente des cours d'èaudirtîinue plus fàpidemcrtl que la profondeur n'augmente, à mesure qu'on s'éloigne dé leur source et que leur débit s'acCroît de celui de leurs afifluents. parce que les matériaux dont le lit est formé se composent de graviers de moins en moins gros (puisqu'ils onl pu être traînés plus loin), do sables et de limons de plus en plus fins pour lesquels la vitesse d'en* tfâîûement à laquelle est proportionnelle la vîtesèe moyenne U et le coefficient de résislance b sont de plus en plus faible».

Tant qu'un cours d'eau n'est pas arrivé à sa ponle d'éqlii- Hbré, il opère toujours^ la réduction de sa trop grande ponte en déployant la moindre action possible. Si le sol sur lequel il coule est moins résistant à sa partie supérieure qu'au fond, ce qui est fréquent, il arrive à la stabilité en allongeant son lit par des sinuosités, sans le creuser beaucoup ; dans le cas contraire, et en supposant que les berges ne s'écroulent pas sans cesse, c'est en creusant profondément son lit sans l'allonger.

Lorsqu'après ce travail le fond de la rivière est parvenu à acquérir la ponle qui cortvîont à ëà stabilité, l'établissement du régime est encore bien souvent retardé par le défaut de résistance des rives. Le lit ne peut se fixer que lorsque sa forme, sensiblement prismatique, ne présente irainfeversalemcnt que d'assez faibles pontes, ou encore quand le cours d'oau ost con* tenu entre deux berges fortement résistantes en tous Içs points où elles reçoivent le choc des courants.

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Lorsqu'une rivière se jelle contre une de ses rives, elle creuse au pied de cette rive un sillon qui se relève en contrepente à mesure que le courant, s'écartant peu à peu de la digue qu'il vient de heurter, se dilate et se ralentit ; et le produit du creusement poussé en avant va se déposer sur le revers de la contre-pente et y former, en l'élevant couche par couche, une portion de cône du haut de laquelle la rivière se jette plus ou moins directement contre l'autre rive pour reproduire au-delà les mêmes phénomènes, et cela avec une variété infinie, suivant les accidents locaux, sui. vant la hauteur et le volume des eaux, etc. Il résulte de ces effets généralement observés qu'un cours d'eau est formé d'une suite alternative de parties où la pente du fond est moindre et où il se rencontre même fréquemment des contrepentes et d'autres parties qui sont de véritables cAnes de déjections plus ou moins tronqués où la pente est plus grande.

Cet état du cours d'eau s'établit, par exemple, sous l'action des eaux ordinaires. Si une crue survient, les conditions vont se trouver modifiées : quelques-unes de ces sinuosités du profil longitudinal disparaîtront ; certaines saillies seront écrètées, quelques creux seront comblés ; les grandes eaux donneront à l'ensemble du lit un nouveau profil en rapport avec leur volume et avec leur vitesse, et ce profil sera, comme celui des eaux ordinaires, une succession de parties à faible pente ou à contre-pente précédant les cônes de déjections, et de parties plus déclives sur le talus même de ces cônes. Le profil ainsi formé à la suite d'une crue se trouvera lui-même modifié par l'action subséquente d'eaux moins abondantes qui vont, sur les cônes de déjections où la pente est forte, se creuser des lits peu profonds en entraînant des matériaux avec lesquels elles viendront combler en partie les creux précédant les contrepentes.

Dans cetétat constamment variable de la forme dufond, on peut observer deux particularités distinctes. Ou bien, après