RUISSELLEMENT

thalwegs en suivant partout les lignes de plus grande pente. Aussi Timperméàbililé d'un terrain, quand l'écoulement des eaux y est facile, se révèle-t-elle au premier abord par sa surface ondulée et le grand nombre de ravinements secondaires, le plus souvent à sec, qui le parcourent en tous sens. A chaque grande pluie, Feau ruisselle dans ces ravinements, avec une vitesse suffisante pour en dégrader le lit, emportant de la vase et des cailloux et donnant naissance, toutes les fois qu'un élargissement survient qui amortit sa vitesse, à un petit cône de débris. Les thalwegs principaux se remplissent rapidement de ces eaux limoneuses et ainsi les rivières des pays imperméables sont caractérisées à la fois par la rapidité de leurs crues, par la hauteur à laquelle les grandes eaux s'y élèvent et par les troubles dont elles sont chargées. Leurs inondations sont d'ailleurs aussi courtes qu'elles sont violentes, à cause de la rapidité avec laquelle s opère la concentration des ruissellements partiels. Enfin, les cours d'eau n'étant guère alimentés qu'en temps de pluies, la plupart d'entre eux ne sont qu'éphémères et tarissent du moins dans la saison chaude. Comme exemples de cours d'eau de cette catégorie, on peut citer ceux qui alimentent l'Yonne en descendant des pentes du Morvan, dont le sol granitique est imperméable aussi bien que celui des marnes jurassiques qui s'appuient sur ses flancs. Mais le Morvan est une région montagneuse, où la valeur des pentes est assez forte et peut suffire pour donner aux cours d'eau un certain caractère torrentiel. 11 n'en est pas de même sur les plateaux si uniformes de la Normandie, notamment dans le pays de Caux ; et pourtant grâce à l'imperméabilité de l'argile à silex qui, sur une épaisseur capable d'aller parfois à 55 mètres, constitue le sous-sol du plateau, le terrain, jusqu'à la jonction de l'argile avec la craie, offre une multitude de thalwegs sinueux, à la rencontre desquels les silex, transportés lors des grandes pluies, forment de petits amas coniques. Souvent aussi, des traînées de silex, aux angles à peine émoussés, occupent le fond de ces ravinements secondaires.

L'inspection d'une carte topographique permet de reconnaître à coup sûr les pays où le ruissellement se produit en raison de l'imperméabilité du sol. Le nombre considérable des cours d'eau, leur faible importance, l'allure capricieuse des ravinements, circulant en tous sens, sont des indices certains que le sol ne se laisse pas pénétrer par les infiltrations. Au contraire, dans les régions perméables, l'eau se réunissant en nappes profondes ne circule pas à la surface, mais s'échappe par les sources en des points privilégiés et se concentre, dans les grandes coupures du terrain, sous la forme de cours d'eau importants et espacés. C'est ainsi que Belgrand a fait voir comment les diverses zones concentriques, qui encadrent si régulièrement le bassin de Paris, étant alternativement perméables et imperméables, se révèlent sur une carte, par la disposition de leurs cours d'eau, avec autant de sûreté que par l'application des teintes géologiques correspondantes.

Effets ■néeaatiives dm rvlssellcaieiit. JRmmx. sauvai^es. — Les elTets méca-

182 DYNAMIQUE EXTE31NE.

niques du ruissellement dépendent de la masse de Feau et de sa vitesse, cette dernière étant surtout déterminée par la pente. Ils varient beaucoup suivant que la disposition du terrain favorise ou non la concentration des eaux pluviales. Supposons d*abord que cette concentration n*ait pas lieu sur une échelle appréciable. Les eaux des grandes pluies cheminent à la surface du sol suivant toutes sortes de directions,. méritant ainsi le nom d*eaux sauvages qui leur estsouTent attribué. Dans leur parcours elles dégradent plus ou moins le sol sous-jaeent et peuvent en changer beaucoup la configuration extérieure.

Toutes les fois que le ruissellement s'exerce sur une pente modérée, formée par un grès ou un conglomérat, offrant de gros blocs solides noyés dans une matière facile à désagréger, telle que du sable, l'action des eaux sauvages tend à isoler les blocs et à les laisser en saillie à la surface du sol. Tantôt cet isolement place les blocs dans un état d'équilibre instable et un moment arrive où ils roulent en bas de la pente ; tantôt ils demeurent entassés les uns sur les autres, dans la position où l'enlèvement progressif du sable les a fait peu à peu descendre. Ainsi se produisent des blocs perchés, des pierres branlantes, et des accumulations souvent irès pittoresques, dont les pays granitiques offrent de nombreui exemples. En effet, le granité a une tendance marquée à se désagréger en une arène meuble au milieu de laquelle cei'taines parties plus compactes demeurent sous la forme de gros nodules* A peine visibles sur le sommet des plateaux, ces nodules restent en pleine saillie sur les pentes parce qu'ils ont été débarrassés du sable environnant. Dans certains cas, les parties solides de la roche, au lieu de former des nodules arrondis et isolés, constituent plutôt des amas lenticulaires, et le ravinement loi*s des grandes pluies finit par les isoler sous la forme de chapiteaux naturels couronnant des colonnes de roche plus friable.

Pyramides de terre. — Si le terrain est meuble, étant formé d'argile, de grès tendre, de sable ou de gravier, les eaux sauvages y tracent une infmité de rigoles» qui finissent par découper le sol en longues aiguilles pyramidales, destinées à s'écrouler bientôt. Les mieux caractérisées de ces pyramides de terre sont celles qu'on obser\'e quand les eaux ruissellent sur d'anciennes boues glaciaires avec blocs disséminés, comme aux environs de Botzen en Tyrol. Soit abc (fig. 28)

Fig. 28. — Formation des Pyramides de terre (d'après Credner).

une dépression comblée par un dépôt de ce genre deb. Chaque bloc de pierre protège contre le ruissellement immédiat la portion du dépôt qu'il recouvre.

ËÂUX SAUVAGES.

L'érosion s accomplit à droite et à gauche par le creusement de deux rigoles, isolant ainsi» dans Tespace gfh, une série d*aiguilles coniques, dont chacune est couronnée par un bloc perché. Telles sont aussi les pyramides des fées qu*on peut voir auprès de Saint-Gervais en Savoie.

Les plus beaux exemples de ce genre d'érosion paraissent être ceux que présente la région du Colorado, dans le bassin du Rio Grande. La figure 29, em-

Fig. 29. — Arcade natarelle et Pyramides d'érosion dans le bassin do Rio Grande (d'après Hayden).

pruntée à M. Hayden, montre une série de ces pyramides avec blocs perchés, précédant une arcade naturelle que les eaux torrentielles ont creusée dans la roche meuble. Cette roche est un conglomérat trachytique dont les blocs demeurent en saillie sur les pyramides à diverses hauteurs (ûg. 30). La plupart de ces aiguilles ont de 20 à 25 métrés; exceptionnellement, quelques-unes atteignent iOO mètres.

PtUers et cémoins. — Lorsque le terrain exposé à Taction des eaux sauvages est formé de roches consistantes, mais divisées par des systèmes de fissures ver ticales, Teau des fortes pluies profite de ces fissures et découpe la roche en prismes ou en colonnes, tout à fait semblables aux aiguilles que la mer isole en avant de certaines falaises escarpées. La figure 31 représente trois piliers de grès, dont le plus haut a 25 mètres, détachés par érosion, à la faveur de nombreuses fentes verticales, dans les parois du torrent de la Rivière Blanche, au Colorado.

Comme les précédents, ce dessin est emprunté à M. Hayden(l). Au loin s'aperçoivent des escarpements naturels absolument comparables aux ruines de ces vieux châteaux qui couronnent, en Europe, la crêle de tant de vallées. On peut voir aussi dans la Suisse saxonne, notamment à Tescarpement de la

Fig. 30. — Pyi-araides et Blocs perchés du Rio Grande (d'après Hayden).

Fig. 31. — Piliers de grès dans le caûon de la Hiviére DIanche (d'après Hajden).

Bastei, sur les bords de l'Elbe et à Tarcade naturelle connue sous le nom de Prebisch Thor, de beaux exemples des effets produits par les eaux sauvages sur une roche arénacée, en couches horizontales, découpées par plusieurs systèmes de fissures verticales. L'érosion finit par décomposer la masse du grès en colonnes, sur lesquelles la stratification reste parfaitement visible et dont chaque tronçon s'arrondit à l'extérieur, de telle sorte que les piliers naturels de la Bastei, avec leur teinte d'un (blanc-jaunâtre, simulent de gigantesques entassements de miches de pain.

Le travail des eaux torrentielles offre donc d'assez grandes analogies avec celui des vagues sur les falaises, ce qui se comprend sans peine, puisque, de part et d'autre, c'est la force vive de l'eau, aidée par les matériaux transportés, qui constitue l'agent d'érosion. Aussi la figure des escarpements produits ne peut-elle, à aucun degré, indiquer à elle seule si leur formation est l'œuvre de la mer ou celle des torrents. C'est ainsi que bien des falaises intérieures, avec aiguilles détachées et arcades naturelles, ont été autrefois attribuées à tort à l'action ma-

(1) Geol. Survey of the territoriet, W^. annual Report, 1878, p. 85.

. EAUX SâUYâGES. iSb

rine, jusqu'à ce que Tobservation eût fait découvrir des exemples du même genre dans des pays où il était absolument certain que la mer n'avait pas pénétré. .Nulle part ces analogies ne sont plus manifestes que dans les territoires de l'ouest des Etats-Unis, notamment dans le Colorado et les Mauvaises terres du Nebraska. Les dessins qui accompagnent les belles publications des Commissions géologiques américaines représentent toutes les variétés de formes que l'érosion a fait naître dans ces pays, composés de roches faciles à désagréger, à une époque où le phénomène des pluies y devait atteindre une intensité extraordinaire. Falaises rectilignes rongées au pied, aiguilles et piliers isolés comme les témoins d un ouvrage de terrassement, roches percées et découpées, rien n'y manque, et tout cela est l'œuvre exclusive des eaux sauvages, aidées par la constitution d'un terrain dont les strates, presque partout horizontales, s'éboulaient avec facilité dès que la base en était suffisamment minée. Il est toutefois à remarquer que ni les témoins isolés ou bluffs de la région des Montagnes Rocheuses, qui jonchent certains districts comme autant de ruines gigantesques, ressemblant, par la stratifîcation régulière de leurs éléments, à des piliei*s de maçonnerie, ni les ghours du Sahara, qui, sur une échelle moindre, affectent le même caractère, ne peuvent être attribués à l'action, môme longtemps prolongée, de pluies semblables à celles de la période actuelle. Si le travail des eaux sauvages y est manifeste, il n'est pas moins incontestable que le régime pluvial, aujourd'hui si pauvre, de ces deux contrées, n'a pas pu suffire à une pareille tâche. L'action du ruissellement n'y est donc plus, de nos jours, qu'un écho très affaibli de ce qu'elle a été une autre époque. C'est en vain qu'on voudrait racheter son insuffisance en lui accordant, pour accomplir son œuvre, une suite indéfinie de siècles. L'énergie mécanique qu'accusent les formes du terrain réclame à la fois de la masse et de la vitesse et ce sont là des éléments auxquels la longueur du temps ne saurait en aucune façon suppléer.

liép^ts nenbles «or les pentes. — Les eaux pluviales qui ruissellent le long de pentes où leur concentration ne peut avoir lieu entraînent au pied de ces pentes de nombreux matériaux, mélanges de pierres et de boue, arrachés au sol sur lequel elles coulent. A ces éléments s'ajoutent les produits des avalanches de neige et ceux des éboulements qui surviennent quand la base d'un escarpement a été minée par les eaux. Ces matériaux s'accumulent au pied du talus et y constituent, lorsqu'aucun cours d'eau ne vient les enlever, des dépôts particuliers, appelés dépôts meubles sur les pentes. Leurs caractères principaux sont la foile inclinaison des couches successives, d'ailleurs fort irrégulières, dont ils se composent, et l'état anguleux des fragments de pierres, toutes les fois qu'il ne s'agit pas de blocs originairement arrondis avant leur entraînement ou susceptibles de s'arrondir par une longue exposition à l'air, comme c'est le cas pour beaucoup de roches granitiques ou arénacées. On conçoit que, suivant la part prise par la pesanteur ou les eaux pluviales à la formation de ces dépôts, ils puissent passer, par des transitions insensibles, à de véritables cônes de dé-

jection torrentiels. Dans le cas le plus général, ils devront s en distinguer par Tabsence des graviers, qui ne peuvent se former qu'à la suite d'une trituration et d'un transport effectués dans une rigole de concentration où circulent des eaux courantes.

Béfliiition des torrenCM. — Examinons maintenant ce qui se passe lorsque, à la faveur de la pente et de la disposition convergente du terrain, les eaux pluviales doivent, non seulement ruisseler à la surface, mais s'y réunir en masses notables. Dans ce cas, presque toujours réalisé dans les pays de montagnes, la concentration des eaux produit des torrents, c'est-à-dire des cours d'eau, aussi violents qu'éphémères, capables d'exercer, sur les terrains qu'ils traversent, des actions mécaniques d'une grande puissance, dont l'étude va nous occuper. Commençons par bien définir les torrents, en nous appuyant sur les beaux travaux de HM. Surell et Cézanne (1).

Un torrent est un cours d'eau temporaire, dans lequel l'eau se concentre à la suite de grandes pluies et acquiert, en raison de sa masse et de la pente du lit, une force vive considérable. Le trait caractéristique des torrents est la faculté qu'ils possèdent de réunir en un seul flot toute Veau tombée pendant un certain temps sur un espace assez étendu. Cette faculté réside dans la configuration du sol, et ainsi la partie principale d'un torrent, celle qui lui donne sa raison d'être, est le bassin de réception à la faveur duquel s'opère la concentration des eaux pluviales.

Bassin de réception. — Le bassin de réception d'un torrent, appelé aussi entonnoir, est un cirque plus ou moins complet, sur les pentes abruptes duquel ruisselle l'eau des fortes pluies. Dans quelques cas, les parois du cirque sont des falaises à peu près verticales, le long desquelles l'eau tombe en cascades, sans entamer sensiblement les roches solides qui les composent et dont la disposition en amphithéâtre est sans doute le résultat de mouvements du sol, indépendants de l'action propre des eaux. Le cirque de Gavarnie, dans les Ppénées, en est un bel exemple. Mais la plupart du temps l'entonnoir est lui-même le produit d'un creusement opéré par les eaux pluviales, d'une part en raison de la pente, de l'autre à la faveur de la constitution du ten^ain. Aussi peut-il offrir tous les phénomènes d'érosion qui viennent d'être décrits à l'occasion du travail des eaux sauvages. Ses parois, quand elles sont meubles, s'éboulent constamment, et ainsi l'entonnoir va sans cesse en s'agrandissant jusqu'à ce que ses limites atteignent des roches capables de présenter à l'érosion une résistance suffisante. Tel est le cas des torrents pyrénéens, dont les bassins de réception ont été affouillés, pour la plupart, jusqu'aux roches dures de la chaîne centrale. Aussi les eaux

(1) Êludet Jfw le* totrenlt des Hautes- Alpes.

de ces torrents sont-elles à peine troubles dans leurs crues et elles ne commencent à se charger de matières en suspension que quand elles ont reçu des affluents dont le lit entame les formations meubles des vallées.

La rapidité avec laquelle s'accomplit la concentration des eaux torrentielles est telle que souvent le voyageur qui chemine à pied sec dans le canal d'écoulement trouve à peine le temps de se sauver en montant sur les berges. Dans les contrées tropicales, où les pluies sont diluviennes, par exemple en Abyssinie, il arrive parfois, à ce que rapporte M. d'Âbbadie, que, par un ciel pur, on perçoive un bruit lointain dont la signification n'échappe pas aux indigènes; moins d'une minute après, le vallon disparait sous une large et profonde nappe d'eau qui entraîne des arbres, des pierres et même des animaux sauvages, surpris par rirruption du fléau. C'est un orage local, survenu au loin dans la montagne et dont tout le produit s'écoule en un seul flot.

€?«aal d'écovlemeot. — Les bassins de réception des torrents peuvent avoir des dimensions très diverses ; car leur étendue dépend de celle des matériaux meubles que le ruissellement est capable d'entamer. Mais d'ordinaire la surface occupée par l'entonnoir est assez limitée et cette région vient aboutir, par une 9orte de goulet^ à ce qu'on appelle le canal d'écoulement ou cotiloir.

Ce canal est le lit du torrent proprement dit. Il doit généralement son origine à Texistence d'une bande de roches plus dures que celles de l'entonnoir et où les eaux courantes doivent se frayer un passage étroit. Mais le canal peut également être creusé dans des roches assez tendres, si leur pente générale n'offre pas de ces convergences qui facilitent la concentration des eaux. En tout cas, ce qui caractérise ce canal, c'est à la fois sa forte pente, son peu de largeur et la raideur de ses parois.

PhéBooiéiiefi d'alViHiiilenient. — Par suite de ces divei^es circonstances,, le canal d'écoulement est la partie où l'action mécanique du torrent acquiert le plus de puissance. Tandis que, dans l'entonnoir, l'érosion était surtout l'œuvre des eaux plu\iales, divisées en un grand nombre de filets, le travail qui s'accomplit dans le canal est produit par une véritable chute d'eau, dont la puissance s'augmente de tous les matériaux solides qu'elle charrie. En supposant, ce qui est un cas très ordinaire, une pente de 0"»,06 par mètre el une section ayant 8 mètres de largeur sur 2 mètres de hauteur, ce qui donne 12 mètres de périmètre mouillé, on peut calculer que la vitesse de l'eau atteint 14'", 28 par seconde, c'est-à-dire celle des vents violents. Dans de telles conditions, un torrent peut débiter en une seconde 228 mètres cubes, alors qu'en temps normal la Garonne à Toulouse en débite i50, et la Seine à Paris, 130. Par conséquent, en vertu de la concentration opérée par l'entonnoir, un torrent de quelques kilomètres de longueur peut atteindre momentanément l'importance des plus grands fleuves.

D'ailleurs le lit du canal n'est régulier ni dans son profil ni dans sa direction. A cliaque instant la pente se brise, produisant une cascade el les parois se cou-

dent de telle sorte que le flot les attaque directement, tant par sa niasse que par celle des cailloux transportés. L'air mis en mouvement par la chute de Teau suffit d'ailleurs, dans les étranglements, pour entraîner jusqu'à des quartier de rocher et c'est ainsi que, dans les crues de certains torrents, on a pu voir des ponts emportés sans qu'ils eussent môme subi le contact de l'eau. De tels efforis provoquent dans les parois de nombreux éboulements; il en résulte des barrages momentanés, en arrière desquels l'eau s'accumule et, quand elle a acquis assez de puissance pour triompher de l'obstacle, la débâcle qui se produit dépasse encore en intensité l'effet des eaux les plus violentes. Une véritable lave (\) froide, fleuve de boue capable de laisser flotter de gros blocs, se met en mouvement avec une force irrésistible, détruisant tout sur le terrain qu'elle envahit. C'est ainsi qu'en Suisse le lit d'un torrent ayant été momentanément barré, MM. Alphonse Favre et Studer ont vu la boue, d'un noir d'encre, couler comme une matière plastique, emportant pendant plus de 300 pas des milliers de blocs qui semblaient suspendus à sa surface .

L'eau torrentielle agit donc dans le canal d'écoulement avec le maximum de sa puissance. Sous l'action de ce bélier hydraulique, que chaque averse sur\enue dans la montagne remet en marche, les parois du canal s'écroulent par portions, se détachant, suivant les lignes de moindre résistance et jonchent le lit du torrent de blocs qui rebondissent de cascade en cascade, comme autant de projectiles au senice de l'eau courante. Aussi, dans ces couloirs généralement creusés au milieu de rocbcs dures, le lit et les parois, partout où un écroulement récent n'a pas mis ù nu de nouvelles surfaces, sont-ils polis par le frottement incessant qu'ils subissent de la part des matériaux transportés.

marmiteii de géants torrentielles. — De même que les galets marins creusent au pied des falaises des marmites de géants^ de môme les eaux torrentielles exécutent, dans le canal d'écoulement, à la faveur des cailloux transportés, un travail exactement semblable. On peut dire que la formation de ces marmites est encore plus facile dans le lit des torrents que sur les plates-formes maritimes, car la composante verticale est plus puissante pour les eaux torrentielles que pour les vagues et les tourbillonnements ont beaucoup plus de chances de s'y produire.

Les marmites de géants abondent sur les parois des gorges torrentielles du Colorado (2) ; c'est surtout dans le granité qu'elles sont bien développées. Leur ^''^l'^-]'i^^^^^ marmites de diamètre dépasse rarement 0«»,50 à 0"»,40; mais elles

géants dans le grand cafion ^ > t »

du Colorado (d'api ùs G. K. Gii- sont quelquefois disposées en très grand nombre les unes à côté des autres. Tantôt leur forme est simplement cylindrique, avec un fond concave; tantôt le fond offre au milieu une

(1) C'est le nom qu'on lui donne, d'après M. Cézanne, dans les Basses- Alpes.

(2) Gilbert in Wheeler's Heport, 1875, p. 73.

saillie, entourée par une dépression annulaire (fig. 52). D'après M. Gilbert, le premier cas est réalisé quand la composante verticale l'emporte dans Taction qui détermine le creusement de la cavité par un galet; si au contraire le mouvement giratoire est prépondérant, la force centrifuge pousse le galet contre les parois et lui fait creuser une rainure circulaire.

11 ewste, dans certaines vallées torrentielles de Tlnde, des marmites de géants qui ont été creusées dans une roche basaltique compacte. M. Feistmantel (l) en a observé qui avaient. Tune 0'»,96 de diamètre sur 1"*,20 de profondeur, l'autre O^.ôS sur 0'",66 et il ne met pas en doute qu'elles ne doivent leur origine au mouvement tourbillonnant de l'eau, aidé par les galets, le sable et les graviers tenus en suspension à l'époque des crues. Telle est aussi l'explication admise par M. Desor (2) pour les marmites de géants de la Suisse, où le tourbillonnement aurait été déterminé par le passage des eaux torrentielles au milieu des amas de blocs glaciaires.

CôBc de déjection. — Le canal d'écoulement d'un torrent vient, en général, déboudier dans une vallée d'une largeur suffisante pour que la vitesse de l'eau s'y amortisse immédiatement. Dès lors cette eau perd la faculté d'entraîner des matériaux de quelque volume et tous ceux qu'elle transportait se déposent à la sortie de la gorge, sous la forme d'un amas conique, auquel on donne le nom de cône de déjection. Les deux premières parties du torrent, bassin de réception et canal d'écoulement, étaient des régions d'affouillement et de destruction ; la troisième est une région de dépôt et, par conséquent, de construction.

A mesure que le cône se constitue et chemine en avant vers le thalweg de la vallée principale, le torrent est obligé d'allonger son cours en s'épanchant à la surfoce du cône ; il finit donc par couler, pendant une certainç étendue, au sommet d'une sorte de digue, à l'issue de laquelle il descend vers la vallée par une série de rigoles, variables de position et de forme, entamant la pente extérieure de l'amas de matériaux.

Les cônes de déjection offrent en général, notanunent dans les vallées du Rhône et de l'Adige, une grande régularité. Leur pente est comprise entre 2 et 12 degrés; mais elle atteint très rarement celte dernière limite et les grands torrents des Alpes ne dépassent pas 8^ 4* est déjà une pente forte pour un torrent de quelque puissance et M. Surell cite des cônes des Hautes-Alpes qui n'ont que TO™ de hauteur pour 3000"» de base, ce qui donne une inclinaison de 2*48'. Tantôt le torrent coule à leur surface dans une sorte de sillon peu profond ; tantôt son lit s'y trouve encaissé conune entre deux hautes digues latérales.

Scractare d'an cAne de déjeetion. — L'arrangement des blocs dans le cône de déjection est irrégulier, en raison des changements qui ne cessent de se produire dans le régime du torrent. Il y a bien, comme dans l'appareil littoral maritime, ime sorte de stratification des matériaux en ordre inverse de leur gros-

(i) Neue$ Jahrbuck, 1877, p. 509.

(2) Remie géologique suisse, VII, p. 48.

seur; car les plus gros débris, cessant d'être transportables dès la sortie de la gorge d'écoulement, se déposent les premiers, à la cime du cône, en formant des amas de blocs dont la pente moyenne est de 5 à 8 Vo. Plus bas se trouvent les galets, que Teau, débordant sur le cône, a eu la force d'entraîner jusque-là, «ous une inclinaison de 5 à 2,5 Vo- Enfin cette zone est suivie par celle des graviers, au delà de laquelle les boues seules peuvent s'étaler à la base du cône.

Mais tandis que, dans l'appareil littoral, le retour incessant de la lame opère une véritable préparation mécanique qui ne laisse, dans chaque zone, que des éléments à peu près identiques, l'inverse a lieu dans les torrents. A une crue rapide, qui a transporté des blocs et les a déposés dans l'ordre qui vient d'être indiqué, succède un régime plus tranquille, où l'eau ne roule plus que des graviers et des boues, qu'elle intercale au milieu des blocs récemment abandonnés par elle. D'ailleurs l'édifice du cône manque essentiellement de stabilité. Le torrent y change fréquemment de place, détruisant une partie de ses digues de blocs, dont les matériaux, roulant sur les flancs du talus, viennent se mélanger avec les éléments plus fins. De là, dans les cônes de déjection, un arrangement essentiellement confus, mais qui n'exclut pas des veines stratifiées de sable et de gravier, dont chacune est le [produit d'un apport momentanément violent.

La plupart des blocs et des galets du cône sont roulés, à cause du frottement qu'ils ont subi dans le canal. Mais ce canal étant souvent très court et le transport des fragments détachés de ses parois pouvant s'accomplir en très peu de temps, bon nombre de blocs conservent leurs arêtes vives. De la sorte, dans un amas confus de cailloux, anguleux ou roulés, de graviers et de boues fines, rien n'indique avec certitude la nature torrentielle du dépôt, sinon la forme régulièrement conique de la surface, étalée sur une large base et l'absence des cailloux striés, caractéristiques des formations glaciaires. Cependant, comme un cône de déjection ne peut se produire qu'au débouché d'un torrent dans une vallée plus large, tandis qu'une moraine glaciaire se dépose dans toutes les positions possibles, il arrivera souvent qu'à défaut de signes plus manifestes la situation topographique d'un tel amas permettra d^écarter à coup sûr la supposition d'une origine torrentielle, lors môme que les cailloux seraient arronéM et que les blocs striés feraient défaut.

Caractère t«m|ioralre des t€Hrreiits. — Il importe de remarquer qu'un torrent n'est pas un appareil permanent et stable. C'est un instrument temporaire d'érosion et de dépôt, tendant, par le travail même qu'il exécute, vers un état d'équilibre relatif où son action destructive ne s'exercerait plus que dans des limites très restreintes. On peut, avec M. Surell, distinguer trois phases dans la formation des torrents.

La première est caractérisée par la création de la courbe du lit, qui, très raide dans le bassin de réception, se brise une première fois à l'entrée de la gorge et une seconde fois à la jonction du canal d'écoulement avec le cône de déjection.

Le canal s*approfondissant toujours tandis que le cône s'agrandit, les deux dernières parties tendent à faire entre elles un angle de plus en plus ouvert.

Dans la seconde phase, la pente du lit irrégulier que le torrent s'est creusé à la surface du cône va s'adoucissant, grâce au dépôt des matériaux transportés, jusqu*à ce qu'elle soit devenue assez faible pour que le cours d'eau ne puisse plus entraîner ses alluvions. A ce moment, la courbe du lit est continue et cette courbe est concave vers le ciel. La pente du canal d'écoulement étant, par exemple, comme dans le torrent de Sainte-Marthe, dans les Hautes-Alpes, de 0*,080 à 0"»,082 par mètre, celle du lit du torrent sur le cône de déjection varie de 0«,074 à 0»,069.

Alors intervient la troisième phase, c'est-à-dire celle de la stabilité. Le torrent ne creuse plus son lit, dont le profil vertical est désormais fixé. 11 peut débiter le produit des grandes pluies ou des fontes de neiges, sans dégrader notablement ses parois. Ces dernières se couvrent de végétation ; l'herbe et quelquefois les forêts ont déjà pris possession du bassin de réception et cet état est destiné à se prolonger aussi longtemps que le régime des précipitations atmosphériques ne changera pas d'une manière notable.

lalIveBce de l'homme svr le réipime des torrentii. — Telle était, au début, la situation de la plupart des torrents dans nos contrées, et spécialement dans les Hautes-Alpes, lorsque l'homme est venu détruire l'équilibre acquis. Par leur situation dominante sur les bords de larges vallées, ainsi que par la fertilité particulière des éléments détritiques qui les composent, les cônes de déjection étaient tout spécialement indiqués pour l'établissement des villages. L'eau courante et limpide n'y faisait jamais défaut; les premières pentes du canal fournissaient du bois en abondance et les bestiaux trouvaient leur pâture dans les prairies de l'ancien bassin de réception. En détruisant les forêts, en livrant les herbes à la dent des moutons et des chèvres, l'homme a rendu le sol de nouveau mobile et resUtué au ruissellement toute sa puissance première. De là tant de ravages, qu'il faut aujourd'hui combattre, si l'on ne veut voir ces contrées devenir absolument désertes. De 1471 à 1776, les divers districts des Alpes méridionales ont perdu près des trois quarts de leur^cultures et la dépopulation y a suivi une progression analogue. En 50 ans, de 1836 à 1866, les deux départements des Hautes et des Basses-Alpes ont subi une peile de plus de 25000 habitants. Actuellement, sur les 10000 kilomètres carrés qui s'étendent entre le massif du MontThaboret les Alpes de Nice, on ne compte pas un seul groupe de population qui comprenne plus de deux mille âmes (1). Aussi a-t-on fini par comprendre la nécessité de porter remède à un tel état de choses et divers travaux ont été entrepris pour défendre le sol contre les eaux torrentielles, en attendant qu'on puisse espérer de reconquérir une partie du terrain perdu.

Or les ravages des ton^ents ont leur principe dans la facilité avec laquelle, sur

4) Redas : Tai Terre, I, p. 410.

i92 DYNAMIQUE EXTERNE.

un sol dénudé, Teau se concentre en veines puissantes et dans raccroissemenî de masse que communiquent à l'eau courante les matériaux solides entraînés par son mouvement. Pour lutter contre les torrents, il fauidonc, d'une part, empêcher la concentration de l'eau et, d'autre part, rendre la désagrégation du sol aussi difficile que possible. On obtient ce double résultat par le boisement ou le gazonnemenl des pentes exposées à l'action des grandes pluies ; tandis que les racines fixent le sol, les brins d'herbe divisent les eaux en une multitude de filets qui n'ont plus la puissance nécessaire pourtransporter des matières solide* et le produit des pluies, au lieu d'atteindre immédiatement le canal d'écoulemcn( , s'y rend peu à peu, sous un volume moindre et avec une moindre vitesse.

Mais cette précaution, suffisante pour le bassin de réception, ne le serait pas pour le canal, où l'action de la pente s'ajouti» à celle de la masse de l'eau. H faut donc briser cette pente et diviser le lit d'un torrent en une série de biefs , dont chacun est limité par un déversoir empierré. En fixant par des étalonnages les parois ébouleuses du canal, jusqu'à ce que la végétation ait pu s'y établir; en ayant soin, en outre, que les eaux ne séjournent pas prés des crêtes des talus, où elles augmenteraient par leurs infiltrations le danger des glissements en masse, on peut espérer de vainciepeu à feu le mal ou du moins d'en atténuer les effets, revenant ainsi, progressivement, à l'état d'équilibre naturel que l'imprévoyance des hommes avait détruit.

Torrents persistants. — 11 y a des torrents dont le lit est presque toujours à sec, excepté en hiver et lors des grandes pluies d'oi'age. D'autres sont constamment parcourus par de l'eau courante, dont la quantité varie avec les sai>on!=. De ce nombre sont ceux qui descendent des montagnes dont la cime est couverle de neiges persistantes. Bien que ces derniers soient susceptibles d'éprouver des crues violentes, leur action, comme instrument de dégradation et de transport^ est généralement moins intense que celle des torrents intermittents. D'ordinaii*e ils se réunissent plusieurs ensemble pour former des rivières à cours rapide, qui méritent encore la qualification de torrents. Tel est le cours d'eau de la Tallée du Lys, qui vient se joindre à la Pique en amont de Luchon, après s'être constitué par la réunion de plusieurs torrents à pente raide, coupés par des cascades, et descendant des divers points du beau cirque dont le glacier de Crabioules occupe le centre. Mais on peut aussi considérer ce cirque comme un bassin de réception, aujourd'hui ûxé, où le ruissellement se localise dans un petit nombre de ravins. Les eaux de ces ravins viennent se réunir au pied du cirque en un seul flot pour former le torrent de la Lys, dont le régime actuel, grâce à la pente à laquelle il s'est réduit, est très voisin de la stabilité absolue ; stabilité qu'il perdrait bien vite, du reste, si les forêts qui garnissent son bassin éprouvaient le sort que tant d'autres ont déjà subi.

Beltas torrentiels. — Lorsqu'un cours d'eau torrentiel vient déboucher dans un lac, il doit donner naissance à un cône de déjection immergé. Mais comme

le dépôt des matériaux transportés, au lieu de se faire à Tair libre, tantôt sur un point, tantôt sur un autre, suivant les divagations du torrent, s*opère au sein d un liquide généralement en repos ; comme, de plus, des éboulements ultérieurs ne peuvent pas en déranger Tassiette, l'arrangement des matières est infiniment plus régulier que dans un cône de déjection ordinaire.

Au début de la formation d'un pareil dépôt, les galets et les graviers commencent par tapisser la pente du lac à l'endroit où vient déboucher le torrent, en la garnissant d'un amas de débris dont l'inclinaison vers l'extérieur est celle qui convient à l'éboulement de ces débris dans une eau tranquille. Bientôt, comme la force du courant se concentre suivant un chenal déterminé, le cône immergé forme en avant du talus de débris et dans la direction du chenal un promontoire conique, capable de garder une inclinaison beaucoup plus raide que celle des cônes à l'air libre, l'équilibre des cailloux étant mieux assuré dans l'eau. Ce promontoire s'accroît par couches successives appliquées les unes sur les autres suivant la même inclinaison, qui peut aller jusqu'à 35 degrés. Les couches alternatives sont surtout constituées par des sables et des graviers, dont la dimension varie suivant la vitesse du cours d'eau au moment où le dépôt s'effectue. Il y a donc des zones de sable fin, correspondant au débit d'étiage et des zones de gravier, correspondant aux périodes de grandes crues. Quant aux plus gros galets, il est à remarquer qu'à partir du moment où le cône immergé a commencé à se constituer avec sa pente normale, ils ne peuvent plusse déposer qu'à sa surface; car c'est là que lé premier ralentissement de la vitesse a lieu et que le courant devient insuffisant pour remuer de gros matériaux. De cette manière, à mesure que le cône de déjection se prolonge et s'étale dans le lac, sa surface tend à se recouvrir de cailloux roulés qui, peu à peu, augmentent le domaine de la terre ferme par l'appui qu'ils fournissent aux alluvions latérales et ainsi se constituent des formations auxquelles M. Desor a justement appliqué le nom de delUu torrentiels (1).

Le trait caractéristique de ces deltas est la superposition d'une couche horizontale de gros galets à un ensemble d* assises très inclinées de sable et de gravier (fig. 53). Sur les rives de certains lacs, dont le niveau s'est abaissé dans le cours

F%.S5. — Coape d'un delta torrentiel: 1. limons; 2. sablet fins; 3. sables et graviers; 4. galets.

des âges, comme ceux de Genève, de Brienz et de Lugano, des formations de ce genre apparaissent aujourd'hui à l'air libre et peuvent être étudiées dans tous leurs détails. Ainsi, sur le lac de Lugano, à l'embouchure du Dundelsbach, la

(1) Lettre à ï. Falsao, Nice, 1880. — iVeue* Jahrbuch, 1880; II, p. 337.

K UPPAREST, TBAITi DE «iOLOGIS. 15

couche horizontale de galets a de 2 à 5 mètres de puissance et repose sur un système, épais de i3 mètres, d'assises ahematives de sable fin et de sable grossier, déposées sous une inclinaison de 35 degrés. Mais cette inclinaison va en diminuant à mesure qu'on approche de Textrèmité du dépôt, où les sables deviennent de plus en plus fins; au pied du cône, les assises de sable sont tout à fait horizontales et finissent par être recouvertes d'un limon vaseux. D'après Bravais et Martins, la pente des couches du delta torrentiel de TAar, dans le lac de Brienz, est de 30^ près de la crête, de 20^ à 200 mètres de distance horizontale, enfin de 0* à 1100 mètres. L'ancien delta de l'Arve, qui forme aujourd'hui le sol du quartier des Tranchées, à Genève, offre, d'après M. Colladon (1), une inclinaison de 32 à 35°. Les couches obliques viennent buter brusquement contre le couronnement horizontal de galets, épais de 2 ou 3 mètres et qu'on peut suivre sur une longueur de 600 mètres sans observer de changement dans sa disposition. Ce delta torrentiel atteste un abaissement de 29 ou 30 mètres, survenu depuis son dépôt dans le niveau du lac de Genève.

De pareils deltas peuvent se former sous la mer quand un torrent d'une puissance suffisante y débouche directement. Tel est le cas du Var, dont le débit par seconde est capable de varier de 28 mètres cubes à 4000 et qui verse à la mer des masses de gros galets que la vague est impuissante à disperser ; seulement, si faible que soit l'agitation des flots, elle suffit à maintenir les sables en suspension et à empêcher le talus d'acquérir la même régularité que dans un lac; un delta torrentiel marin devra donc se distinguer à la fois par la grosseur des matériaux et par leur arrangement beaucoup plus confus.

CONDITIONS aÉNÉRALBS DU TRAVAIL l^MM COURS D*BAU

Friii«i|pe de l'action mécanique des eanx conrantea. — Que les eaui pluviales ruissellent directement, par mille petits filets, à la surface d'un sol aux pentes modérées ou qu'elles se concentrent, à la faveur de la pente, dans le lit des torrents, leur produit finit toujours par arriver dans les thalv^egs, où il donne naissance à des rivières. Le régime des cours d'eau et, par suite, la puissance mécanique qu'ils sont capables de déployer, varie dans des limites très étendues, suivant la nature de leur bassin et les conditions de leur alimentation. On peut ainsi observer toutes les variétés possibles, depuis les rivières torrentielles, passant par transitions insensibles aux véritables torrents, jusqu'à ces rivières tranquilles^ presque uniquement alimentées par les sources, c'est-à-dire par le résultat des infiltrations et qui, à ce titre, n'appartiennent pas au chapitre que nous développons en ce. moment. Il convient donc, après avoir étudié les produits immédiats du ruissellement sous la forme essentiellement temporaire

(i) Bulletin de la Société géologique de France, Z* série, UI, p. 661.