Les cours d'eau français : approche quantitative

Que l'eau disparaisse de la surface terrestre et toute existence s'éteindrait : l'eau, c'est la vie... Les fleuves, quant à eux, ont joué un rôle historique : voies de communications et d'échanges, ils ont attiré les hommes et bien des métropoles leur sont assujetties. Toutefois, la médiatisation des graves inondations récentes ont rappelé un risque que les basses eaux du milieu du XXe siècle avaient fait oublier. Ainsi l'eau conditionne la vie des hommes. Pourtant, que savons-nous vraiment sur l'eau ? Quelles sont nos ressources ? Que nous apprend l'analyse des débits fluviaux ? Qu'en est-il des crues et des étiages ? Quelle influence l'activité humaine exerce-t-elle sur les fleuves ?. L'auteur aborde en premier lieu le problème des ressources dont l'apparence inépuisable n'est qu'illusoire : en effet, le cycle de l'eau comporte des précipitations (pluie ou neige) et des réserves (souterraines ou glaciaires) à l'actif, et une évaporation, un écoulement et une reconstitution des réserves au passif. Il s'intéresse ensuite aux précipitations en montrant que les terres émergées ne sont pas arrosées équitablement. Grâce à ces bilans, il met en évidence la répartition saisonnière des hautes et basses eaux qui accidentent les variations saisonnières de l'écoulement. Il s'attarde à analyser les régimes fluviaux ; il nous explique comment le bassin-versant et son réseau hydrographique conservent la mémoire des écoulements. De la France aux Etats-Unis, de l'Alaska à Hawaï, nous découvrons les variations des crues et des étiages. Nous comprenons aussi comment les fluctuations du climat peuvent influer sur le cycle de l'eau. Enfin, nous prenons conscience des retombées entraînées par nos diverses interventions : si les plans d'eau artificiels parviennent à régulariser les cours d'eau et à produire de l'énergie, barrages et irrigations peuvent aussi perturber dangereusement les hydrosystèmes.

Le Système Solaire n'est qu'un élément de l'Univers et de la Voie lactée, mais il possède une planète habitée, la Terre. Les conditions qui ont conduit des êtres primitifs aux écosystèmes actuels sont parfaitement connues. La question est de savoir si les mêmes processus ont pu se produire "ailleurs". A cette fin, nous avons pris en considération les facteurs incontournables à l'occurrence et à l'entretien de la vie (notamment la répartition des exoplanètes dans leurs systèmes stellaires), ainsi que l'avancement de la recherche d'une vie extraterrestre.

Au cours du Quaternaire, la succession d'ambiances climatiques alternativement périglaciaires et tempérées favorisa tantôt l'incision des réseaux hydrographiques, tantôt la constitution d'une plaine alluviale. Aujourd'hui, la régularité des versants des vallées se retrouve interrompue par l'étagement de replats, ou terrasses, couverts d'alluvions anciennes. En Roussillon, les fleuves côtiers - Tech, Réart, Têt et Agly - ont construit un système de cinq terrasses alluviales. Sur le terrain, leur datation relative relève de cet étagement, mais elle a été grandement favorisée par l'altération des galets de quartz. Sur les niveaux les plus anciens, ils sont recouverts par une patine plus épaisse et plus colorée, associée à une éolisation très marquée ; simultanément, l'hydrolyse a détruit la cohérence des galets cristallins. A l'inverse, ces altérations n'apparaissent pas sur les terrasses les plus récentes. Enfin, la présence d'habitat préhistorique a permis d'affiner cette datation. Mais, à l'écart des variations climatiques, le Quaternaire des Pyrénées Orientales a subi la poursuite des mouvements tectoniques engagés depuis la fin du Crétacé. Il peut en résulter une incohérence apparente de la juxtaposition des niveaux alluviaux. Ainsi, la terrasse du Pléistocène moyen, unique sur la plupart des cours d'eau, se démultiplie en trois niveaux sur la Têt. Pour trancher, les observations effectuées sur le terrain ont été comparées aux profils longitudinaux des thalwegs et des terrasses associées des quatre cours d'eau. Des perturbations néotectoniques apparaissent clairement dans le profil de terrasses, qu'elles aient été syn-alluviales ou post-alluviales. Il a alors été possible de raccorder, ou de dissocier, des niveaux dont, jusque-là, la synchronisation paraissait incertaine.

L'eau écoulée par un petit bassin versant se divise entre l'écoulement rapide de crue ou ruissellement, et l'écoulement souterrain ou vidange des nappes. La méthode analytique utilisée a permis de quantifier ces processus sur 91 cours d'eau métropolitains, et les résultats rendent compte "d'une France qui s'écoule et d'une France qui ruisselle", où l'erratisme des précipitations est confronté aux contraintes géomorphologiques. Après 1977, l'accroissement généralisé des précipitations ne généra que l'écoulement rapide de crue sur les massifs anciens (aquicludes) et dans les montagnes méditerranéennes, où il fut exacerbé. A l'inverse, les cours d'eau des bassins sédimentaires (partagés entre roches aquicludes et aquitares) connaissent la progression simultanée des deux écoulements. Enfin, en montagne, les débâcles nivales accentuent l'écoulement rapide de crue, alors que la fonte des glaces soutient l'écoulement souterrain. Ces comportements hydrologiques locaux expliquent ensuite l'occurrence des inondations (et des étiages) sur les grands bassins versants.