ALIMENTATION DES RIVIÈRES

Haute-Loire, nord de la Lozère, Creuse, Haute-Vienne, Corrèze, Cantal, nord de i'Àveyron. Le caractère dominant du sol du plateau central est, au point de vue qui nous occupe ici, l'imperméabilité : son altitude moyenne est, à titre d'aperçu de 700 m ; celle de ses sommets les plus élevés, de 1256 à 1886 mètres.

Au sud, se trouve en premier lieu, la région des Alpes, dont le point culminant, sommet du mont Pelvoux, a une altitude de 4105", et dont les autres cimes ne s'abaissent que jusqu'à 191 l m , altitude du mont Yentoux. Cette région comprend les départements des Hautes et Basses-Alpes, de la Drôme, et Test de celui de l'Isère : lesol en est formé par des schistes presque imperméables, des calcaires médiocrement perméables, et quelques hautes protubérances de terrains primitifs, lesquels sont imperméables. Au sud se trouve encore le Languedoc, comprenant l'Hérault et Test du Gard ; c'est un plateau dont l'altitude est d'environ 700° au nord-est, et se réduit à 200" au sud-ouest : le sol en est formé principalement par des calcaires tertiaires peu perméables. Le département du Lot et la partie sud de la Lozère et de l'Aveyron présentent des plateaux de calcaire jurassique perméable. Enfin, au sud du département du Var, se trouve un massif de terrain primitif.

La Provence, comprenant les départements de la Yaucluse et des Bouchesdu-Rhône, l'ouest des Basses-Alpes et le nord-ouest du Yar, est, dans sa plus grande partie, un plateau formé de calcaires perméables, dont l'altitude atteint 700* au nord, et s'abaisse vers le sud jusqu'à 400".

A l'est du plateau central s'étend la Bresse, comprenant Test de la Côted'Or et de Saône-et-Loire, l'ouest de l'Ain et le nord-ouest de l'Isère; cette région, qui s'élève de 200" au nord, à 800 m au sud, est formée par un dépôt argilo-sableux presque imperméable. Un peu plus au nord, est celle du Jura comprenant les départements du Doubs, du Jura, et la partie est de l'Ain : les chaînons montagneux dont cette région se compose, s'élèvent jusqu'à 1724° à l'est, et en allant vers la limite occidentale, ils s'abaissent progressivement jusqu'à 611* près de Bourg. A l'exception du lias, les terrains jurassiques sont perméables, mais à des degrés très différents.

A l'ouest du Jura, se trouve une région comprenant les départements de la Haute-Marne, de la Haute-Saône, l'ouest de la Côte-d'Or, le sud-est de l'Yonne, et l'est de la Nièvre : cette région présente des plateaux qui atteignent une altitude de 608" près de Dijon, et qui s'abaissent vers l'ouest

134 HOTIOllf H0UVILLR8 D'HYMâULIQCI.

jusqu'à 350 m . Le sol est principalement en calcaires jurassiques perméables et en argiles imperméables.

Au nord-est de la France, sont les régions des Vosges et de la Lorraine, comprenant les départements des Vosges, de la Meuse, et celui de Meurtheet-Moselle formé en 1871 de la Meurthe et de la partie nord-ouest de la Moselle. La Lorraine est un pays de plaines et de collines à sol argilosableux en partie imperméable, de 300 m environ d'altitude moyenne. La chaîne des Vosges contient plusieurs sommets de 1000 à 142t* d'altitude : les terrains sont imperméables dans les parties hautes, et demi* perméables dans la plupart des vallées.

Au nord-ouest de la Lorraine, est la région des Ardennes, département de ce nom : plateau très ondulé, atteignant B04 m d'altitude à Test et 200* à l'ouest. Sol formé principalement de schistes de transition imperméables.

Parmi les régions naturelles dont le caractère est inhérent à la structure du sol, la plus vaste est celle qui s'étend de la frontière nord de la France à la Loire, et que la plupart des géologues nomment bassin de Paris. C'est un pays de plaines : la partie située au nord-est de la Seine constitue un plateau qui atteint de 150 m à 200" d'altitude; la partie centrale est une plaine faiblement ondulée, moins élevée de 50" environ; au sud-est et au nord-ouest de celle-ci, les terrains s'élèvent au contraire à 200 m et même à 300 a . Le sol de cette région présente un mélange d'argiles imperméables, de sables, de craie blanche très perméable, et de craie marneuse moins perméable.

La Bretagne comprend le département de la Mayenne, l'ouest de l'Orne et de Maine-et-Loire, le nord des Deux-Sèvres, l'Ille-et-Vilainc, la Loire- Inférieure, la Vendée, les Côtes-du-Nord, le Morbihan et le Finistère. Altitude moyenne de 100 à 150", non compris des collines de 300 à 400 m . Terrains imperméables, en partie primitifs. A cette région, on peut joindre le Haut-Poitou comprenant le sud de la Vienne, le nord de la Charente, et une partie des Deux-Sèvres.

Au sud-ouest, nous avons une grande région de plaines connue sous le nom de bassin de Bordeaux, qui comprend les parties suivantes : sud de la Charente, Gironde, Dordogne, l'ouest du Tarn et de l'Aude, Tarn-et- Garonne, nord de la Haute-Garonne et de l'Ariège, Gers, Landes, nordest des Basses-Pyrénées, nord des Hautes-Pyrénées. Les altitudes sont, près du rivage de la mer, d'environ 40", et s'élèvent jusqu'à 3ùt m k l'est,

ALUinrrATioif des irritais. 135

terrains argilo-sableux tertiaires, peu perméables, ayant, dans l'ouest, un sous-sol en argile imperméable.

La région des Pyrénées comprend les parties suivantes : sud-est de l'Aude, sud de l'Ariège et de la Haute-Garonne, sud-ouest des Basses- Pyrénées, sud des Hautes-Pyrénées, et le département des Pyrénées- Orientales ; la partie inférieure présente une zone composée, vers le milieu et sur le tiers environ de la distance de l'Océan à la Méditerranée, de terrains jurassiques, et sur les deux autres tiers, de terrains crétacés, les uns et les autres demi-perméables. Les parties hautes sont, en majorité, composées de roches primitives.

20. Observation relative à V influence de la culture. — Dans les contrées cultivées, il se trouve généralement une couche peu épaisse de terre végétale très perméable sur les massifs imperméables tels que le granit, le porphyre, les grès compacts des terrains primitifs, les schistes, le lias inférieur des terrains jurassiques, les calcaires argilo-sableux de l'étage inférieur des terrains crétacés, et ceux de l'étage supérieur des terrains tertiaires : quand aux sols argileux, le travail du labour les divise assez à la surface pour que, sur une profondeur de quelques décimètres, l'infiltration des eaux soit possible.

La culture rend donc perméables la plupart des surfaces recouvrant des massifs qui ne le sont pas; mais il faut remarquer que cette perméabilité superficielle s'arrête à une petite profondeur, de sorte qu'elle influe très peu sur le volume liquide qui arrive dans les rivières ; son principal effet est d'augmenter la durée ( du trajet des eaux. Celles-ci, obéissant aux moindres déclivités des terrains dans tous les sens, sont rassemblées et conduites à ciel ouvert, par les sillons, par les plis naturels et par les ruisseaux.

Relativement aux valeurs du coefficient de perméabilité p, il faudrait en acquérir la connaissance au moyen d'expériences spéciales qui pourraient être faites en dimensions restreintes, et qui seraient très utiles, nonseulement au point de vue de l'hydraulique fluviale, mais à celui des théories pratiques de l'agriculture.

ai. Notions concernant févaporation naturelle. — Dans les climats moyens, les vaporisations dues à l'action solaire et à l'absorption par les couches inférieures de l'atmosphère, augmentent ordinairement de janvier à la fin de juillet, et décroissent ensuite jusqu'à la fin de Tannée : l'air

136 NOTIONS NOUVELLES d'bYDIAUUQCE.

n'agit pas seulement par sa chaleur; ses courants enlèvent d'autant plus d'eau aux surfaces liquides ou simplement humides, qu'ils sont plus rapides : en outre, toutes choses étant égales d'ailleurs, la puissance de vaporisation de l'atmosphère varie inversement à la proportion des vapeurs qu'il contient ; à titre d'aperçu moyen, on peut admettre que la quantité ordinaire de ces vapeurs est, en France, aux altitudes peu élevées, de -J- à -i- de celle qui saturerait les couches d'air inférieures. Pour les hautes altitudes, la proportion de -^-est un maximum, d'après les observations faites sur les Alpes par Saussure.

Relativement à l'influence des climats, on en peut avoir un aperçu au moyen des valeurs suivantes des hauteurs d'eau vaporisées pendant une année entière dans un réservoir situé à l'ombre.

Localités . Copenhague. — Paria. — Turin. — Marseille. — Rome,

Hauteurs vaporimétriques. 0™209 m 698 1-102 2-289 2 m 462

Enfin, les résultats suivants indiquent l'influence des saisons, par les hauteurs d'eau vaporisées mensuellement à Paris et à Turin ; ces hauteurs sont en millimètres, des moyennes prises sur plusieurs années qui ne présentaient rien d'exceptionnel dans les températures et l'humidité.

Janvier. — Février. — Mars. — Avril. — Mai. — Juin. A Paris. 18 25 47 66 84 90

A Turin. 47 61 82 91 116 130

Juillet. — Août. — Septembre. — Octobre. — Novembre. — Décembre. A Paris. 111 108 68 43 21 17

A Turin. 144 137 112 77 56 49

22. De V effet des sources. — Les équations et les expressious établies précédemment se rapportent à l'alimentation et aux pertes qui ont lieu, tant pendant une pluie ou une fonte de neiges, qu'à leur suite sans interruption. Après un intervalle de temps que la longueur des cheminements souterrains, et les résistances qui s'y produisent, peuvent élever jusqu'à plusieurs mois, une partie de l'eau absorbée par les terrains perméables arrive dans les rivières sous forme de sources; mais, comme on va le voir, ce tribut tardif est, pour les cours d'eau importants, très faible par rapport à celui qu'ils reçoivent à ciel ouvert, et, d'ailleurs, tout ce qui le concerne est inconnu, de sorte qu'il serait impossible de le soumettre au

ALIMENTATION DBS RIVIÈRES. 137

calcul : enfin, lorsque la partie conduite sous le sol, du produit d'une pluie ou d'une fonte de neige, débouche dans une rivière, l'effet principal de cette pluie ou de cette fonte de neige, n'a plus lieu, c'est-à-dire que la crue qu'il est utile de considérer, a été remplacée par un autre état du cours d'eau. Les sources dont il s'agit ont, dans beaucoup de cas, l'utilité d'empêcher une trop grande diminution de l'eau des rivières, dans le temps qui s'écoule entre deux crues. L'une des causes du faible volume liquide fourni par ces sources, est qu'il s'en produit d'autres qui, après un trajet souterrain, coulent à la surface du sol ; l'eau de celles-ci, qu'il est facile de jauger, se rend à la rivière par un ruissellement à ciel ouvert, et l'on pourrait en tenir compte, dans les équations précitées, par une addition aux surfaces S et s.

De r hydraulique souterraine.

23. — On peut nommer ainsi, l'ensemble des connaissances relatives aux courants et aux amas d'eau qui existent sous le sol et en sont entièrement recouverts. Dans cet ensemble se trouvent les cheminements d'une partie des sources qui contribuent à l'alimentation des rivières : à en juger par le faible jaillissement de celles qui, formant l'autre partie, aboutissent à là surface du sol, la vitesse du cheminement des sources est faible ; elle doit être en outre diminuée au débouché de celles de la première catégorie, dont les orifices supportent la contre-pression due à la hauteur de la surface de la rivière au dessus d'eux.

L'eau absorbée par les terrains perméables trouve, outre les petits canaux qui conduisent les sources fluviales, des récipients dont la plupart sont beaucoup plus considérables. À une profondeur généralement plus grande que celle des cheminements des sources, existent des veines liquides telles que celles qui alimentent les puits ordinaires. 11 y a aussi des nappes d'eau très étendues, de sorte que, partout où, dans la contrée située audessus d'elles, on creuse jusqu'à une certaine profondeur, on trouve de l'eau : la plupart de ces nappes reposent sur des massifs imperméables, ordinairement sur une couche épaisse d'argile plastique ; quelques-unes existent dans des fissures des roches ; quand ces fissures sont verticales ou à peu près, il peut en résulter, si l'on creuse un puits de mines, une invasion d'eau qui se prolonge sur des hauteurs assez grandes pour géncr beau-

138 ROTIONS NOUVELLES D'HYDBjUJUQUB.

coup les travaux et nécessiter l'emploi d'un cuvelage étanche. L'origine des nappes peut être à une assez grande altitude pour que, même à une grande distance de cette origine, l'eau monte dans les puits que Ton fore dans certaines contrées, jusqu'au sol et même plus haut ; c'est le cas des puits dits artésiens. 11 y en a pour lesquels on a été obligé de creuser jusqu'à 750 mètres au dessous du sol.

Outre les sources de tout genre et les nappes, il y a lieu d'admettre que Fécorce solide de la Terre renferme de vastes réservoirs souterrains qui sont en communication avec l'Océan ; je vais présenter quelques considérations à cet égard.

Les résultats de diverses explorations géologiques, et les sillons que l'on a trouvés sur des roches dures, traces qui ne paraissent pouvoir être expliquées que par une sorte de gravure due à des débris pierreux entraînés pendant de longues périodes d'années, par des courants rapides, indiquent un état de nos rivières, où elles avaient des largeurs, des profondeurs et des rapidités beaucoup plus grandes que celles qu'elles possèdent dans les temps modernes, ou que leur assignent les plus anciens documents historiques.

A ces indices, j'ajouterai que les pentes des versants des bassins, pentes qui, dans la partie supérieure, sont au talus naturel des terres exposées à l'air, présentent souvent, dans la partie inférieure, à partir d'un niveau plus élevé que celui des plus grandes crues actuelles des rivières, les inclinaisons beaucoup plus douces des talus du lit de celles-ci sous l'eau, lors même qu'il n'existe pas de différences notables entre la composition des terrains supérieurs et celle des terrains inférieurs : or, les pluies ne peuvent être la cause de ce contraste des pentes, car leur action se serait répartie sur l'ensemble des terres de chaque versant, et, d'un autre côté, parmi les crues modernes, les plus hautes et les plus persistances n'ont pas produit dans les pentes des changements à la fois considérables et durables : enfin, à la suite de grands éboulements, toutes les terres exposées à l'air auraient pris, comme celles de la région supérieure, leur talus naturel, talus qui est moyennement à 7 de hauteur sur 10 de base, et s'en écarte peu. .

En ne s'appuyant même que sur les indices géologiques, comme on l'a fait jusqu'à présent, plusieurs ingénieurs éminents, et notamment M. Belgrand, n'ont pas douté de l'excès de section et de rapidité des cours d'eau primitifs, et ils en ont fait remonter l'existence à la fin de l'époque quaternaire où s'est produite la dernière des grandes convulsions de 1 écorce du

PtOttlÉTÉS ET THÉORIE DU MOUVEMENT DES RIVIÈRES. 139

globe. Gela posé, je ferai remarquer que la diminution considérable des dimensions transversales des cours d'eau, peut être attribuée, soit à une grande diminution permanente des pluies, soit à des dislocations de la croûte terrestre, dislocations qui y auraient ouvert, à diverses profondeurs, des fissures et de vastes réservoirs. Or, la présence antérieure de la race humaine, sa persistance et ses progrès ultérieurs, les changements qui se sont produits dans la faune et la flore des régions les plus explorées, telles que plusieurs parties du sol maintenant français, ne paraissent pas favorables à la première hypothèse, car ils indiquent, au moins pour notre pays, un adoucissement plutôt qu'un refroidissement de la température moyenne, c'està-dire une cause d'augmentation plutôt que de diminution des évaporations océanniennes auxquelles les grandes pluies ont été certainement dues dans les âges préhistoriques comme aux époques suivantes. En résumé, d'après des considérations et des résultats d'observation qui paraissent concluants, l'appauvrissement considérable de nos fleuves, appauvrissement qui, d'après des indications précises, aurait été d'abord rapide, fut probablement une conséquence de la formation par une grande convulsion terrestre, de vastes réservoirs souterrains.

Je ferai remarquer d'ailleurs que, en admettant cette explication, il faut admettre en même temps que les réservoirs précités communiquent avec les mers, car si de semblables communications n'existaient pas, les récipients souterrains seraient remplis depuis des siècles, et l'ancien état des rivières se serait plus ou moins rétabli, les eaux de pluie et de neige n'ayant pas d'autre voie pour retourner à l'Océan, que le lit des fleuves et les vallées. Dans l'état actuel des choses, la différence entre le volume liquide reçu par le sol de la France, et celui que nos fleuves conduisent aux mers, paraît être d'environ 150 milliards de mètres cubes par an, de sorte que, si les récipients souterrains étaient remplis, l'état d'inondation serait habituel dans des régions- où il ne se produit que passagèrement.

Deuxième chapitre. — Propriétés naturelles, et équations théoriques

des rivières.

24. Système fluvial: mesure de son effet utile. — Je nommerai système fluvial, l'ensemble d'un fleuve, de ses affluents, et des petits cours d'eau permanents qui alimentent ces affluents. La destination d'un semblable

140 NOTIONS NOUVELLES D'HYDftAUUQCS.

appareil hydraulique, dans l'économie générale des forces terrestres, étant évidemment de rassembler et de ramener à la mer, une partie des eaux que l'évaporation en extrait pour l'arrosage naturel des terres» l'effet utile d'un système fluvial peut être mesuré, au point de vue de la physique du globe, par la moitié de la force vive de translation que. possède, aux embouchures du fleuve collecteur, la masse liquide que ce fleuve y amène dans un temps déterminé, force vive qui sert à vaincre l'inertie et la résistance à la pénétration, des eaux relativement stagnantes de la mer.

25. Observation relative aux embouchures. — On connaît la division qui s'opère dans beaucoup de fleuves, à une certaine distance de la mer, en bras qui, en approchant du rivage, se subdivisent eux-mêmes dans quelques cas, phénomène dont les embouchures de la Vistule offrent un remarquable exemple; mais je crois utile d'appeler l'attention sur l'observation suivante, que je n'ai rencontrée dans aucun ouvrage. Le fractionnement dont il s'agit, même quand il se réduit à deux bras donnant lieu à un delta, existe rarement pour les fleuves qui se jettent directement dans l'Océan, tandis qu'il est, au contraire, très fréquent pour ceux qui ont leurs embouchures, soit dans une mer intérieure, soit dans un golfe en communication avec l'Océan par des détroits. Cette observation peut mettre sur la voie de quelque propriété utile.

26. Notions sur les caractères distinctifs des divers cours deau naturels. — Les torrents sont, parmi les cours d'eau, les plus variables, les plus rapides et les moins allongés. Ils naissent à de hautes altitudes, souvent dans la région des glaciers : ceux des Hautes-Alpes ont été, vers l'année 1837, l'objet d'une étude remarquable de l'ingénieur des ponts-et-chaussées Surell, étude qui, publiée en 1841, a été augmentée postérieurement de celles de l'ingénieur Cézanne \

D'après ces recherches, les torrents présentent des pentes beaucoup plus grandes que celles des rivières, et qui peuvent varier rapidement; les pentes que M. Surell a observées ne s'abaissaient pas au dessous de deux centimètres par mètre, et, à certaines époques, s'élevaient à six centimètres.

Les fortes crues de ces courants ont souvent lieu deux fois dans l'année; celles de la fin Au printemps proviennent des liquéfactions qui. s'opèrent

1 Voir l'ouvrage intitulé : Etudes sur les torrents des Hautes-Alpes, 2 e édition, Paris, 1872.

PROPRIÉTÉS n THÉORIE DO MOCVBMXNT D» RIVIÈRES. 14 1

dans les glaciers, et celles de la fin de l'été sont dues aux pluies d'orages ; ces crues durent peu ; elles sont souvent subites et impétueuses ; « dans ce cas, elles s'annoncent, suivant les expressions de M. Surell, par un mugissement sourd dans l'intérieur de la montagne, en même temps, un vent furieux s'échappe de la gorge : peu d'instants après, parait le torrent, sous la forme d'une avalanche d'eau précipitant devant elle un amas de blocs et de broussailles» » Les torrents arrachent par lambeaux la terre cultivable des hautes vallées ; leur cours inférieur se déplace beaucoup, laissant des encombrements stériles ; ce sont des causes de ruine pour les populations des montagnes. Entre deux crues, certains torrents laissent souvent leur lit à sec.

On conçoit que de semblables courants ne peuvent être l'objet de théories précises ; aussi, celles que nous exposons plus loin ne concernent que les rivières. Nous allons donner un aperçu des caractères principaux de celles-ci, ou plutôt de leurs parties, car il est rare qu'un cours d'eau important présente les mêmes caractères distinctifs sur toute sa longueur.

À l'exception des chûtes brusques, des cataractes, les pentes superficielles des rivières sont très faibles: celles de trois à quatre millimètres par mèlre de longueur mesurée dans la direction du courant sont au nombre des plus grandes, hors le temps des fortes crues. En considérant l'ensemble de la surface d'une rivière, on a reconnu que, dans Taxe de cette surface, abstraction faite de petites variations locales très multipliées, la pente générale diminue depuis l'origine d'un cours d'eau jusqu'à son embouchure. Quant aux chûtes brusques, la théorie que nous exposerons peut être appliquée aux parties de rivière entre lesquelles elles ont lieu. La plus célèbre de ces chûtes est celle du Niagara, située entre le lac Erié et le lac Ontario ; elle a forcée établir, pour la navigation entre ces deux lacs, un canal de 25 mètres de largeur, rachetant par 27 écluses réparties sur une longueur de 45 kilomètres, une différence de niveau de 100 mètres. Les Alpes et les Pyrénées renferment de nombreuses chûtes : celle du grave de Pau est de 405 mètres ; l'eau glisse et rebondit le long de rochers presque verticaux, puis, vers la partie inférieure, elle est tellement divisée en gouttelettes blanchâtres, qu'elle semble flotter dans l'air. En Dauphiné, la cascade des Fréaux (Isère) a 75 mètres ; en Franche-Comté, on connaît le saut du Doubs, dont la hauteur est de 26 mètres. 32 autres chûtes ont été remarquées en France.

Certaines rivières présentent quelques-uns des caractères des torrents,

142 NOTIONS NOUVELLES D'bYDRÀCLIQUB.

mais avec une intensité plus faible ; ainsi, plusieurs parties de la Loire, aux époques de sécheresses, se réduisent assez pour n'occuper que le tiers environ de la largeur du fond de leur lit, et, au contraire, les grandes pluies y occasionnent des crues rapides avec débordement ; la Durance, dans le département des Hautes-Alpes, divague sur un lit plat et très large dont elle n'occupe, la plupart du temps, qu'une faible partie ; la masse liquide toute entière se déplace latéralement. La rapidité et la grandeur des variations de volume, les grands déplacements latéraux, et les pentes plus fortes, caractérisent les rivières torrentueuses.

Beaucoup de rivières produisent, par voie d'érosion, des modifications notables dans leur lit ; on peut dire alors, avec M. Dausse l , qu'elles sont instables : ces rivières ont un des caractères du genre précédent, mais les déplacements latéraux y sont plus lents, et le courant ne revient jamais à un emplacement qu'il a abandonné : elles rongent incessamment, soit l'une, soit l'autre de leurs rives, et déposent sur la rive opposée, dont elles s'éloignent peu à peu, soit des alluvions cultivables, soit des sables ou des cailloux. 11 n'est pas rare de voir des ponts construits depuis deux siècles ou plus, qui se trouvent actuellement à un kilomètre ou à une plus grande distance, de la rivière qu'ils ont servi à franchir : d'autres, comparativement modernes, ont déjà une ou deux arches encombrées.

Quelques cours d'eau, comme la Seine et la plupart de ses affluents, ne déplacent pas leur lit, au moins de quantités sensibles dans un siècle ; on peut dire qu'ils sont stables.

Les rivières instables présentent, beaucoup plus que celles-ci, une suite alternative de biefs relativement resserrés, et de parties élargies où l'eau s'étale, au moins d'un côté, sur des dépôts que l'on nomme cônes de déjection. Dans les parties resserrées, les profondeurs sont ordinairement plus grandes.

Le lit des rivières parvenues à l'état de stabilité est souvent modifié pendant les grandes crues, mais ces rivières travaillent, pendant et après les décrues, à rétablir l'état ordinaire par des dépôts dans certains endroits, par des érosions dans d'autres.

Les endignements latéraux très longs peuvent être un moyen de diminuer l'instabilité de certaines rivières, même au delà des biefs où ils sont établis,

1 Voir l'ouvrage intitulé : Etudes relatives aux inondations et à l'endiguement des rivières, Paris, 1872.

PBOMinMB ET THtOMI DU MOUVEMENT DBS RIVIÈRES.

mais l'art de les disposer sans occasionner des inconvénients en amont ou en aval, n'arrivera à un degré suffisant de perfectionnement que lorsqu'on aura acquis une connaissance plus intime des phénomènes qui s'accomplissent à l'intérieur des cours d'eau.

87. Langueurs des grands cours <feau. — La longueur des fleuves et celle de leurs principaux affluents, est un caractère très important pour l'agriculture et pour le commerce par la navigation intérieure : en effet, un système fluvial (24) constitue un grand réseau qui met en communication les populations réparties sur toute l'étendue de son bassin ; il entretient dans les terres riveraines une humidité nécessaire pour la végétation, ou amène l'eau dont on se sert pour remplir les canaux d'irrigation : on peut même dire que les cours d'eau sont des agents d'assainissement, au moins quand leur mouvement n'est pas très lent, car alors ils opèrent une sorte de drainage d'autant plus actif qu'ils sont plus rapides, en vertu des diminutions de pression qui se produisent le long de leurs parois, diminutions dont j'ai constaté le principe par des expériences spéciales rapportées page 13. Le tableau suivant donne d'après Y Annuaire du bureau des longitudes, les longueurs, en kilomètres, des principaux fleuves.

Tamise 300

Garonne 605

Seine 776

Rhône 812

Loire 980

Dnieper 1700

Don 1500

Danube 2800

Pô 660

Ebre '.... 700

Escaut 400 Guadiana 800

Rhin

1220 Guadalquivir 600

Elbe 1000 Tage 900

Oder # 900 Nil (avec le fleuve

Vistule 1000 blanc) 4400

Volga 3100 Niger 3400

Oural 1500 Sénégal 1600

Gange 2400

Euphrate 2500

Indus 2600

Mississipi 3200

Saint-Laurent (avec

le Saint-Louis) . 9 . 3300

Orénoque ,. 2400

Orégon ,.. 1600

Amazone ,.. 5400

La Plata (avec le

Parana) 3400

San Francisco 2100

2*. De la rapidité; mesure précise de ce caractère. *— On dit que tel cours d'eau est rapide, ou que tel autre est lent, sans rattacher ces expressions à des définitions précises; je prendrai, en général, pour mesure du caractère dont il s'agit, ta plus grande des vitesses par seconde, qui ont lieu à la surface dans de longs briefs, et à l'époque des eaux moyennes. On peut distinguer entre elles les rivières, au point de vue de ce caractère, selon que

J44 NOTIONS NOUVELLES D'flYDBAULIQUB.

leur rapidité est faible, moyenne, ou relativement grande ; dans la première catégorie, nous mettrons les rapidités de 0" 40 à m 70 ; dans la seconde, celles de 0"80 à 1" 10. Quand à la troisième catégorie, il y a lieu de remarquer que, aux époques précitées, les plus grandes vitesses superficielles ne dépassent pas 4",00, limite qu'elles atteignent très rarement. Dans le Mississipi qui est regardé, après l'Amazone, comme un des fleuves les plus rapides, d'après les observations de la Commission déjà plusieurs fois citée, sur une longueur de 1500 kilomètres, la vitesse dont il s'agit est de 1" 40 à 3" 00 ; celle du Rhône, de Lyon à Viviers, croît entre 1" 30 et 2" 50, avant de décroître jusqu'à la mer; la rapidité de la Loire, en eaux moyennes, est moins grande. Vers l'époque des étiages, la vitesse des rivières est ordinairement ralentie ; pendant les crues, au contraire, elle est plus grande qu'en eaux moyennes.

Tous les fleuves qui se jettent dans l'Océan subissent, jusqu'à de grandes dislances de ses rivages, l'influence des marées; dans cette partie de leur cours, leur vitesse s'accélère, puis se ralentit, deux fois en 24 heures, selon que la mer descend ou s'élève. La distance à laquelle ce phénomène cessé d'être sensible, augmente avec la hauteur des oscillations verticales de la surface de la mer aux lieux des embouchures; les barres d'alluvion, en présentant un certain obstacle à l'invasion des eaux marines pendant le flot, sont des causes de diminution de cette distance.

Variations des rivières.

29. — On considère généralement les variations des hauteurs de la surface liquide, hauteurs dont dépendent le volume d'eau débité dans l'unité de temps et les pentes. Les hauteurs que l'on mesure sont celles de la surface d'une rivière à l'endroit oii elle rencontre un pont, au dessus du zéro de l'échelle graduée fixée ou gravée sur lune des piles, zéro qui correspond ordinairement au plus bas des niveaux superficiels connus à l'époque où celte échelle a été établie. Je présenterai à cet égard deux observations : parmi les échelles, il en est plusieurs dont les indications ont été faussées par rétablissement d'un barrage de retenue en aval, par exemple celle du pont de la Tournelle à Paris ; il faudrait donc les modifier. En outre, il serait très utile de fixer à la partie supérieure des ponts, une inscription sur plaque en fonte, indiquant l'altitude du zéro de l'échelle correspondante.

PROPRIÉTÉS ET THÉORIE DU MOUVEMENT D£g RIVIÈRES. 145

Pour donner un aperçu des variations qui se produisent ordinairement dans la hauteur des rivières, abstraction faite des grandes crues etdes étiages exceptionnels, je crois utile de présenter le tableau suivant dont les données ont été prises principalement dans l'ouvrage déjà cité de Mil. Surell et Cézanne qui les avaient extraites eux-mêmes des mémoires ou des recueils estimés de MM. Baumgarten 1 , Bravais 3 , Dausse s , Descombes *, Kœmtz * et Raulin '.

Les hauteurs indiquées pour les rivières au-dessus du zéro de l'échelle locale, sont des moyennes prises, pour chaque mois, sur plusieurs années : les hauteurs pluviométriques sont des sommes mensuelles moyennes; on peut les regarder comme exprimant la fraction d'un mètre cube d'eau, qui est tombée pendant le mois, sur le mètre carré de la surface variable qui a reçu les pluies.

1 Annales des Ponts-et-C 'haussées, 1847 et 1848.

2 Patria, tome I er .

3 Annales des Ponts-et-Chaussées, 1842.

4 Note manuscrite.

6 Lehrbuch der Meteologie.

6 Observations pluviométriques.

Les initiales B, Br, D, De, K et R placées à la fin du titre de chaque colonne, indiquent respectivement les noms des auteurs.

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