CHAPITRE II
Le Lac Léman
Limnimètrie
Le lac Léman ou lac de Genève [)lacé dans le bassin du Rhône entre les Alpes et le Jura ,est alimenté en première ligne par le Rhône dont le régime est principalement réglé par la fonte des grands glaciers du Valais où le Rhône prend sa source.
Il en résulte que le moment des hautes eaux du lac coïncide avec Tépoque des chaleurs, et que les eaux sont d'autant plus hautes qu'il y a coïncidence de chaleur et de pluie.
La superficie actuelle du lac Léman est de 577,84 kilomètres carrés. Une différence de 66,88 mètres cubes par seconde, entre les entrées d'eau et les sorties, correspond à une élévation ou un abaissement d'un centimètre en vingt-quatre heures.
On peut diviser le bassin du Rhône en amont du lac en deux régions * :
La région occupée par les glaciers est de 1041.44 kil. carrés
La région sans glacier est de 4341.22 i>
Le bassin du Léman est de 2611.85 »
Total du bassin de réception .... 7994.51 »
De grands travaux ont été exécutés à diverses époques pour déterminer la hauteur audessus du niveau de la mer d'un point fixe situé à Genève même.
Ce repère qui a servi à la mesure de toutes les hauteurs en Suisse est une plaque en bronze scellée au sommet de l'une des pierres du Niton. Ce repère s'indique par les lettres PN. — Les pierres du Niton sont deux blocs erratiques d'un cube considérable qui se trouvent dans le port de Genève. On prétend que le nom de Niton indique que Tune de ces pierres a été un autel à Neptune. La plaque de bronze est fixée sur le bloc le plus éloigné du rivage.
Pour arriver à en connaître exactement la hauteur au-dessus de l'Océan, l'on s'est servi d'une triangulation commencée en 1829 sur les bords de la Manche, sous la direction du colonel Filhon. Ce travail avait pour base le niveau de l'eau dans dix-neuf ports de l'Océan, et il a eu pour résultat de montrer que le repère de la pierre de Niton est au-dessus de l'Océan de
Plus tard, le général Dufour adopta pour ce repère la cote de. . 376'" 60
et plus récemment encore, le Bureau topographique fédéral a admis celle de 376"* 86
* Alph. Favre. Description géologique du canton de Genève. i880y Tome 11, p. 127.
Le niveau moyen des eaux du lac, obtenu en prenant la moyenne entre les hautes et les basses eaux était, d'après le général Dufour à . . 1" 61 au-dessous du repère de la pierre du Niton, ce qui en prenant PN. = 376,64.
assignait aux eaux moyennes du lac une élévation de 375*" 03
ou en chiffres ronds 375"^ —
au-dessus de TOcéan.
Le Prof. E. Plantamour, en calculant les hauteur moyennes annuelles
des eaux de 1838 à 1873 a trouvé qu'elles étaient à !«» 60
au-dessous de PN , soit à un centimètre près le chiffre trouvé par le général Dufour.
Le colonel Burnier a obtenu ce niveau moyen par une autre méthode, en prenant les niveaux moyens des eaux pendant les divers mois de Tannée et il a démontré que ce niveau était à l"" 60 sous PN.
Toutes ces questions se sont beaucoup compliquées depuis 1862, époque vers laquelle les ingénieurs français firent un nivellement général de la France sous la direction de M. Bourdaloue. La base de ces mesures était le niveau de la mer Méditerrannée pris dans le port de Marseille. Par ce travail, le repère de la pierre du Niton a été coté à 374°",052
En comparant la hauteur du repère de la pierre du Niton obtenue par
le colonel Filhon 376™, 64
à celle obtenue par Bourdaloue 374^052
on trouve que la première est de 2"*,588
plus forte que la seconde.
Mais on voit, dans la seconde livraison du Nivellement de précision de la Suisse (p. 147) que la hauteur donnée par Bourdaloue devait être probablement de . . . 374™,070 en sorte que li différence serait de 2™, 57
Pour toutes les études reUHives d la régularisation du lac et d Vutilisation des forces motrices du Rhône, le repère PN. a été admis à la cote de 376"", 64
Pour simplifier les lectures du limnimèlre Von a adopté un plan de comparaison ZL. (zéro Léman) passant à trois mètres au-dessous du repère de la pierre à Niton PN.^ auquel on a rapporté toutes les mesures relatives aux limnimètres.
Les chang»MTients dans le niveau du lac, si toutefois il y en a eu dans les vingt derniers siècles, ont été assez faibles pour que M. le D^ F.-A. Forel ait avancé, en 1870, que ce niveau a été constant depuis le commencement de l'époque lacustre ^
Il est hors de doute que le niveau du lac Léman a été jadis beaucoup plus élevé que maintenant*.
Sans vouloir remonter jusqu'à l'époque tertiaire il est aisé de constater que les anciennes plages étaient bien plus reculées et plus élevées que celles d*aujourd'hui.
Dans les temps préhistoriques et pendant de longues périodes, le lac s'est maintenu à des hauteurs de 30™, puis de 11"^ au-dessus de son niveau actuel (Alph. Favre 1867, Recherches géologiques, Tome I, page 32-35).
Dans sa notice sur les dépôts de la rivière d'Arve (Archives des Sciences, 1874), M. le Prof. Colladon, démontre de la manière la plus concluante que, à l'époque où l'Arve baignait le versant S.-O. de la colline de Genève, le niveau du lac était d'au moins 2™ plus élevé que de nos jours.
^ Bulletin Société vaudoise des sciences naLurelleSy iS70, T X. p. 573.
* Tribunal fédéral. Héponse de VEiat de Genève <ians le procès du nivea*i du L'*man '
Une autre preuve manifeste du même fait nous est fournie par les restes de constructions lacustres de Tàge de la pierre qui se trouvent assez éloignés de la grève actuelle. Les constructions lacustres de Tâge de bronze suivirent forcément le retrait des eaux, en sorle que quelquesunes se retrouvent à proximité de la grève actuelle, et le plus grand nombre en plein lac.
A l'époque romaine, c'est-à-dire à une époque bien plus rapprochée de la nôtre, le niveau, quoique plus bas que celui de Tàge lacustre, dépassait cependant n^ême celui de nos jours. Sur la rive droite, la grève pénétrait en plein quartier des Pàquis, à 200°^ du rivage actuel. Sur la rive gauche, elle atteignait l'emplacement du Pré-l'Evêque et du quartier de l'Ile, c'est-à-dire à une plus grande distance encore.
Ce phénomène d'abaissement progressif s'est opéré pendant une période géologique d'une très longue durée; et a dû par conséquent s'accomplir avec une très grande lenteur, au point d'être entièremement masqué aux yeux de l'homme par les fluctuations accidentelles que le niveau subissait.
Deux particularités méritent d'être signalées parmi les circonstances dont l'écoulement du lac Léman dépend.
L'une est la présence du banc de Travers nom donné à un plateau sous-lacustre qui s'étend d'une rive à l'autre, à très peu de distance de la ville de Genève, et qui constitue à proprement parler, le bord méridional de la cuvette formée par le lac.
Il est formé d'une argile très compacte, sur laquelle on ne remarque absolument point de matériaux déposés, si ce n'est une couche mince de sable fin que les eaux déplacent en divers sens, lorsque le vent les agite. C'est à peine si, dans les eaux exceptionnellement basses, il reste au banc de Travers une profondeur d'eau suffisante pour la navigation des barques.
L'autre particularité à mentionner est le confluent de l'Arve, rivière qui après avoir à une époque très ancienne, passé au pied de la colline de Genève, s'est peu à peu déplacée jusqu'au pied du versant N.-E. de la colline de la Bâtie et rejoint aujourd'hui le Rhône à environ 2 kilomètres de la sortie du lac.
En raison des matériaux abondants qu'elle charrie et des atterrissements qu'elle forme à son confluent, du volume d'eau considérable qu'elle débite en temps de crue, et enfin du peu de largeur du lit que Tinlerv^lle entre des collines escarpées laisse sur un assez long parcours aux rivières réunies, l'Arve exerce sur l'écoulement du Rhône une grande influence.
Lors des fortes crues de cette rivière, le cours du Rhône se transformait en amont du confluent en une nappe d'eau presque dépourvue de vitesse, sur laquelle les roues hydrauliques qui y étaient échelonnées ne tournaient plus qu'avec une extrême lenteur.
L'histoire de Genève cite plusieurs phénomènes de ce genre dont l'intensité a été assez remarquable pour faire croire à des témoins que le courant du Rhône changeait de sens et retournait dans le lac.
Suivant les saisons ce phénomène eût pu se réaliser. Lors de la crue extraordinaire du 20 octobre 1888, le niveau de l'Arve a dépassé de 0"°50 le niveau des anciennes basses eaux du lac.
Pour éviter les inconvénients résultant de ces crues exceptionnelles, le gouvernement dé Genève fit faire, à grands frais, en 4818, un travail considérable à la jonction de l'Arve et du Rhône.
Comme on le verra plus loin, la ville de Genève fait déplacer actuellement le point de confluent de l'Arve et du Rhône par une digue de 100 mètres de longueur.
Les travaux de limnimétrie du lac dataient de loin. Le premier limnimètre connu comme installé date de 1787. Le Journal de Genève du l®*" septembre 1787, dit que dans le but de se
procurer une série d'observations de la hauteur du lac, la Société des Arts fit placer au printemps de cette année, dans l'un des murs latéraux de l'escalier du bassin, derrière la Grenette, une barre de bronze divisée en pieds et pouc»s. L'extrémité inférieure de la barre était placée à un pied au-dessous des basses eaux. Les observations ainsi que celle de la température de l'eau se faisaient à 2 heures après midi, toutes les 24 heures
Ce limnimèlre servit aux observations jusqu'en 1806, où fut établi un limnimètre à flotteur dans l'ancienne machine hydraulique (machine Abeille).
En 1838, commencèrent les observations au limnimètre à flotteur du Grand-Quai ; ce limnimètre avait été établi par le général Dufour à l'extrémité de ce quai et a été décrit par ce dernier au tome VIII des mémoires de la Société de Physique et d'Histoire naturelle.
Au printemps de 1862, furent commencés les travaux qui avaient pour but la construction du pont du Mont-Blanc, la rectification de la partie orientale du quai et l'établissement de la promenade du lac, dit Jardin Anglais. Ces travaux entraînaient la translation du limnimètre, qui fut rétabli à l'extrémité du Jardin Anglais; mais dms l'intervalle on plaça une échelle provisoire à l'île Rousseau où l'on effectua les lectures quotidiennes du niveau de l'eau depuis le i^^ juin 1862 à la fin de l'année 1867.
Le nouveau limnimètre établi à l'extrémité du Jardin Anglais, fonctionna du 1®** juin 1864 à ce jour et la lecture de cet instrument fut faite également tous les jours.
Le prof. Emile Plantamour, dans son mémoire lu à la Société de Physique le 5 mars 1874, et intitulé : Notice sur la hauteur des eaux dtt lac de 1838 à i813, établit le rapport exact du zéro de ces trois derniers lininimètres, ainsi qu'avec le plan de comparaison ZL.
A partir de 1877 jusqu'à aujourd'hui, M. Ph. Plantamour a relevé chaque jour le niveau moyen du lac ^ au moyen d'un limnimètre enregistreur qu'il avait fait placer dans sa propriété à Sécheron, à un kilomètre environ en dehors des jetées sur la rive droite du lac.
Tels sont les divers appareils qui ont servi de base à la limnimétrie genevoise.
La limnimétrie vaudoise, par contre, est basée, suivant les indications de M. le prof. F.-A. Forel, sur les limnimètres suivants que M. Forel a coordonnés entre eux, tout en cherchant à établir leur rapport avec la limnimétrie genevoise.
1806 Echelle limnimétrique de Mestrezat à Vevey.
1818 Limnimètre à flotteur Nicod-Delane à Vevey.
1844 Limnimètre d'Ouchy.
1850 Echelle de Burnier à Morges.
1855 Limnimètre de Vevey.
1875 Limnimètre enregistreur de M. Forel, à Morges.
Malheureusement la coordination des limnimètres vaudois avec les limnimètres genevois n'a jamais été parfaite et la discussion des résultats obtenus a fait l'objet de deux mémoires : l'un de M. Forel du 27 mai 1881 et l'autre de M. le prof. E. Plantamour de décembre 1881.
Il résulte de ces travaux que de 1806 à 1854 la différence entre les deux séries d'observations est en sens inverse de la pente naturelle du lac, tandis que de 1855 à 1880 le parallélisme est suffisant entre les deux séries ; car la différence entre les chiffres cori*espond assez bien avec la pente observée entre le lac et le port de Genève où se faisaient les observations genevoises, pente qui variait de O"' 01 à 0,09 suivant le débit du Rhône, avant les travaux de régularisation du lac.
* Les observations du limnimètre Séchèroa ont été publiées dans les Archives des Sciences 188*2, Tome Vil, p. 465 et 1888, Tome XIX, p. 267.
L'ancien régime du Lao Léman
Comme on Ta vu, le régime du lac Léman dépend de deux facteurs : 4^ De la pluie tombée dans le bassin de réception. 2° De la fonte des grands glaciers du Valais au moment des chaleurs.
Il peut arriver que les pluies tombent par un temps froid, même en été. Elles s'accumulent alors en neige sur les hauteurs, et les crues du Rhône et par conséquent du lac sont faibles malgré de grandes quantités d'eau tombée.
Parfois, au contraire, Tété est chaud, mais sec ; Talimentation du lac par les seuls glaciers ne suffit pas ù amener de grandes crues du Rhône.
II arrive enfin dans certaines années que des pluies chaudes tombent dans les parties élevées du bas^^in. On a alors la concomittance des deux phénomènes et les crues atteignent des hauteurs exceptionnelles, rares heureusement, mais qui portent un préjudice considérable aux riverains .
Les basses eaux du lac Léman correspondent à Tépoque des grands froids, alors que le glacier ne fond pas et que la neige couvre la vallée.
La moyenne du niveau des eaux du lac de 4838 à 4873 est représentée pour chaque mois par les chifi'res suivants :
Janvier ZL.4- 0,998
Février 0,995
Mars . . . ' 4,016
Avril 4,107
Mai 4,275
Juin 4,674
Juillet 2,032
Août 2,409
Septembre 4,834
Octobre 4,464
Novembre 4,230
Décembre 4,107
La moyenne annuelle des hautes eaux de 4838 à 1873 a été de . . . . 2,290
L'époque moyenne où elle a lieu est le 3 août, MM. Pestalozzi et Legler, experts de l'Etat de Vaud dans le procès du niveau du Léman la calculèrent sur 72 ans et le fixèrent à 2" 25.
Ils estimaient que cette moyenne n'avait pas changé, mais que la période des hautes eaux tendait à s'allonger aux dépens de celle des basses eaux.
M. E. Planlamour a étabh que cette moyenne a été :
de 1838 à 1846 de 2«» 43
de 4865 à 4873 de 2°> 42
La moyenne annuelle des basses eaux de 4838 à 1873 a été de. . . . 0,847
La date moyenne est le 22 février.
MM. Pestalozzi et Legler croient la moyenne annuelle des basses eaux de. 0°^ 70 chiffre établi sur une moyenne de 66 ans.
M. Planlamour a trouvé que cette moyenne a été, de 4838 à 4846 de . . 0,704 et de 4865 à 1873 de 4,044
Ce relèvement de la moyenne des basses eaux résultait évidemment des meilleures conditions d'établissement du barrage mobile du pont de la Machine.
La différence entre les hautes et basses eaux moyennes était donc de 4"* 44.
Sur cette base le volume d'eau correspondant à cette diflférence de niveau représente 834 millions de mètres cubes d'eau.
Les niveaux de quelques-unes des plus hautes et des plus basses eaux depuis cent ans sont les suivants :
Basses eaux
Années
Mètres
Hautes eaux
