Chapitre 7 sur 17 · L'eau et le temps qu'il fait
Chapitre 6. Rivières et bassins versants
Comment les eaux d'un territoire se rassemblent en un seul cours d'eau, d'où vient l'eau qui coule en plein été, et ce qu'est une ligne de partage des eaux.
Une rivière est un rendez-vous
Regardez une rivière et posez-vous la seule question qui compte : d'où vient toute cette eau ? Elle ne sort pas d'un réservoir, personne ne l'y verse, et elle coule encore trois semaines après la dernière pluie. Un cours d'eau n'est pas une chose : c'est le point de rendez-vous de tout ce qui est tombé sur un territoire.
Ce territoire porte un nom, et il est le concept central de ce chapitre. Eaufrance le définit ainsi : un bassin versant est un « territoire géographique bien défini : il correspond à l'ensemble de la surface recevant les eaux qui circulent naturellement vers un même cours d'eau ou vers une même nappe d'eau souterraine ».
Autrement dit : la rivière ne se comprend pas en regardant la rivière. Elle se comprend en regardant tout ce qui la surplombe, jusqu'aux crêtes. Ce chapitre remonte donc de l'eau au territoire, puis redescend du territoire à l'eau, et il fait apparaître au passage la pièce qui manquait au chapitre précédent : ce que devient la nappe.
Les objectifs de ce chapitre
Chacun s'observe. À la fin du chapitre, ou bien vous le faites, ou bien vous savez quelle section relire.
- Nommer les parties d'un cours d'eau, de la source à l'exutoire, en employant les mots affluent et confluent.
- Définir un bassin versant, et dire ce qui le délimite.
- Tracer, sur une description de relief, la ligne de partage des eaux entre deux bassins voisins.
- Citer les trois apports qui alimentent un cours d'eau, et dire lequel le fait couler en période sèche.
- Distinguer une crue d'un étiage à partir d'une observation de terrain.
Ce que ce chapitre suppose déjà acquis
Un seul prérequis, et il est installé par le chapitre précédent de ce volume : le ruissellement, l'infiltration, la nappe et le substratum imperméable.
De la source à l'exutoire, et les mots du chemin
Un cours d'eau commence à sa source, qui est le plus souvent l'endroit où une nappe ressort à l'air libre. Il finit à son exutoire, c'est-à-dire à l'endroit où il se jette : dans un autre cours d'eau, dans un lac, ou dans la mer. Entre les deux, il reçoit d'autres cours d'eau.
Un cours d'eau qui se jette dans un autre est son affluent, et le point de rencontre est le confluent. Les mots sont simples, mais leur emploi juste change tout : dire qu'une rivière a de nombreux affluents, c'est dire que son bassin versant est vaste, donc qu'elle rassemble la pluie de beaucoup de terrain, donc qu'elle réagit à des averses tombées loin d'elle.
Eaufrance décrit aussi le bassin versant dans un sens plus courant : c'est l'« espace qui collecte l'eau s'écoulant à travers les différents milieux aquatiques, cours d'eau, lacs, étangs, milieux humides, estuaires ou lagunes, depuis les sources jusqu'à son exutoire ». Cette formulation ajoute quelque chose d'important : un bassin versant ne contient pas qu'une rivière. Il contient des mares, des zones humides, des étangs, et ces milieux retiennent l'eau, la ralentissent et la restituent lentement.
La ligne de partage des eaux
Comment sait-on où s'arrête un bassin versant ? Eaufrance répond : « un bassin versant se délimite par des lignes de partage des eaux entre les différents bassins. Ces lignes sont des frontières naturelles dessinées par le relief : elles correspondent aux lignes de crête. »
Le même texte donne l'image qui rend la chose définitive : « les gouttes de pluie tombant d'un côté ou de l'autre de cette ligne de partage des eaux alimenteront deux bassins versants situés côte à côte ». Deux gouttes séparées de quelques centimètres au sommet d'une crête peuvent donc finir dans deux mers différentes.
Cette frontière a trois propriétés qu'il faut avoir en tête. Elle est naturelle : personne ne l'a décidée, c'est le relief qui la trace. Elle ne coïncide pratiquement jamais avec une frontière administrative : un bassin versant traverse allègrement des communes, des régions et des pays. Et elle est stable : un relief change à l'échelle des millions d'années, pas des saisons.
C'est pour ces trois raisons que la gestion de l'eau se fait par bassin, et non par découpage administratif. Un polluant déversé en amont ne s'arrête pas à une limite de commune ; il descend jusqu'à l'exutoire, en passant chez tous les voisins d'aval.
Les mots à retenir
Cinq mots, dont trois décrivent un chemin et deux décrivent un territoire.
- La source
- L'endroit où un cours d'eau commence, le plus souvent parce qu'une nappe souterraine y ressort à l'air libre.
- L'affluent et le confluent
- Un affluent est un cours d'eau qui se jette dans un autre. Le confluent est le point exact où les deux se rejoignent.
- L'exutoire
- L'endroit où un cours d'eau, ou un bassin versant tout entier, évacue ses eaux : un autre cours d'eau, un lac, ou la mer.
- Le bassin versant
- Le territoire correspondant à l'ensemble de la surface recevant les eaux qui circulent naturellement vers un même cours d'eau ou vers une même nappe souterraine.
- La ligne de partage des eaux
- La frontière naturelle entre deux bassins versants voisins, dessinée par le relief et correspondant aux lignes de crête.
Ce qui fait couler une rivière en plein été
Voici la pièce que le chapitre précédent laissait en suspens. Eaufrance donne la liste complète en une phrase : « De la source à l'exutoire, un cours d'eau est alimenté par d'autres cours d'eau (qui sont ses affluents), des eaux de ruissellement provenant des précipitations, ainsi que par des nappes souterraines. » Trois apports, donc, et il faut les distinguer parce qu'ils n'ont ni le même rythme ni le même rôle.
Le premier apport est le ruissellement. Il est immédiat : quelques heures après une averse, l'eau de surface est arrivée. Il est aussi le plus brutal, et c'est lui qui fait monter le niveau brusquement.
Le deuxième apport, ce sont les affluents. Un cours d'eau reçoit ce que ses affluents ont eux-mêmes reçu, avec le décalage que leur trajet impose. Une averse tombée à cinquante kilomètres en amont peut faire monter une rivière un jour plus tard, alors qu'il n'a pas plu une goutte sur place.
Le troisième apport est le plus discret et le plus décisif : les nappes souterraines. L'eau infiltrée des semaines ou des mois plus tôt ressort lentement dans le lit du cours d'eau. C'est elle qui explique qu'une rivière coule encore après un mois sans pluie, et c'est elle qui disparaît en dernier quand la sécheresse s'installe.
Retenez la conséquence, parce qu'elle relie tout ce volume : ce que le sol a absorbé en hiver est ce qui coulera en été. Un territoire qui ruisselle beaucoup et s'infiltre peu a des crues plus fortes ET des étiages plus sévères, c'est-à-dire les deux inconvénients à la fois. La quantité d'eau reçue n'a pas changé ; c'est sa répartition dans le temps qui s'est dégradée.
| Apport | Délai après la pluie | Ce qu'il provoque | Ce qui l'augmente |
|---|---|---|---|
| Ruissellement direct | De quelques minutes à quelques heures | La montée rapide du niveau, et l'eau qui devient brune parce qu'elle se charge de particules arrachées aux sols. | Les pentes, les sols imperméables, les surfaces bâties, un sol déjà saturé. |
| Apport des affluents | De quelques heures à plusieurs jours | Une montée décalée, parfois sans qu'il ait plu sur place. | L'étendue du bassin versant en amont et le nombre d'affluents. |
| Restitution des nappes | De quelques semaines à plusieurs mois | Le débit de base, celui qui subsiste hors période de pluie. | L'infiltration des saisons précédentes et la capacité de l'aquifère. |
Crue et étiage : les deux extrêmes d'un même cours d'eau
Une crue est une augmentation importante du débit et de la hauteur d'un cours d'eau. Elle se reconnaît sans instrument : l'eau est haute, elle est brune parce qu'elle transporte des particules arrachées aux sols, elle coule vite, et elle charrie des branches. Une crue est un phénomène naturel et régulier ; les plaines fertiles de la plupart des vallées ont été construites par des crues successives.
Un étiage est l'inverse : la période de l'année où le débit d'un cours d'eau est le plus bas. Il se reconnaît aussi : l'eau est claire parce qu'elle vient surtout des nappes, le niveau découvre des bancs de galets, et le lit se réduit à un chenal étroit.
Les deux se mesurent au même endroit et avec les mêmes instruments : une station de mesure enregistre en continu la hauteur d'eau, et cette hauteur se convertit en débit. Eaufrance indique que les hauteurs d'eau et les débits sont relevés sur environ 5 000 stations de mesure, et publie par ailleurs les données d'étiage des cours d'eau de la métropole dans un observatoire dédié. C'est ce réseau qui permet de dire, chiffres à l'appui, qu'une rivière est plus basse cette année que les années précédentes, au lieu de le dire à l'impression.
Ce volume s'arrête ici sur ce sujet, et il faut dire pourquoi. Une crue peut devenir dangereuse, et la conduite à tenir dans ce cas ne s'apprend pas dans un manuel : elle est publiée par les autorités compétentes au moment où le danger existe, en fonction de l'endroit et de l'heure. Ce livre explique ce qu'est une crue et d'où elle vient. Il ne dit à personne quoi faire pendant.
Le piège de ce chapitre : croire qu'un bassin versant se lit sur une carte administrative. Il ne s'y lit jamais. Une commune peut appartenir à deux bassins versants, et un bassin versant peut couvrir plusieurs pays. La seule chose qui trace la limite est le relief, donc les lignes de crête. Conséquence concrète et souvent ignorée : la qualité de l'eau d'une rivière ne dépend pas de ce que fait la commune où on la regarde, mais de ce que font toutes les communes situées en amont dans le même bassin. C'est exactement pour cela que la gestion de l'eau s'organise par bassin, et non par territoire administratif.
Exemple travaillé. Suivre deux gouttes séparées par une crête
Énoncé : « Deux gouttes tombent à un mètre l'une de l'autre au sommet d'une crête. Au nord de cette crête, les pentes descendent vers une vallée dont la rivière rejoint un fleuve qui va vers l'ouest. Au sud, les pentes descendent vers un ruisseau qui rejoint un fleuve allant vers le sud. » Où finissent les deux gouttes ? Exemple entièrement guidé.
- Repérer la ligne de partage des eaux
L'énoncé décrit un sommet de crête avec des pentes de part et d'autre. Or les lignes de partage des eaux correspondent aux lignes de crête. Le sommet décrit EST la ligne de partage : les deux gouttes sont donc de part et d'autre d'une frontière naturelle. - Suivre la première goutte
La goutte tombée du côté nord suit la pente nord. Elle ruisselle vers la vallée, rejoint la rivière de cette vallée, qui est un affluent du fleuve allant vers l'ouest. Elle finira à l'exutoire de ce fleuve. - Suivre la seconde goutte
La goutte tombée du côté sud suit la pente sud. Elle ruisselle vers le ruisseau, qui est un affluent du fleuve allant vers le sud. Elle finira à l'exutoire de cet autre fleuve. - Nommer les deux territoires
Chacune des deux gouttes appartient à un bassin versant différent. Les deux bassins sont côte à côte et ils se touchent exactement sur la crête, sans se recouvrir nulle part. - Nuancer sur le trajet réel
Une partie de chaque goutte ne ruisselle pas : elle s'infiltre, rejoint une nappe, et ressort plus tard dans le lit de la rivière de son bassin. Le trajet est alors bien plus lent, mais l'arrivée est la même, parce qu'une nappe s'écoule elle aussi vers l'exutoire de son bassin. - Le résultat
Deux gouttes séparées d'un mètre finissent dans deux fleuves différents, l'une à l'ouest et l'autre au sud. La distance entre elles à l'arrivée peut se compter en centaines de kilomètres, et rien d'autre qu'un mètre de relief n'en a décidé.
Expérience 7. Le bassin versant en papier froissé
Ce qu'il faut : une grande feuille de papier, des feutres lavables de deux couleurs, un vaporisateur d'eau ou une bouteille percée d'un trou fin, une bassine. SÉCURITÉ : cette expérience se fait avec l'accord d'un adulte, et l'adulte est présent. Elle se fait au-dessus d'une bassine ou d'un évier pour ne rien mouiller autour, et les feutres doivent être lavables : c'est l'adulte qui les vérifie avant de commencer.
- Fabriquer un relief
Froissez la feuille de papier en boule, puis dépliez-la sans l'aplatir. Les plis forment des crêtes et des vallées : vous avez un relief miniature. Posez-le dans la bassine. - Repérer les crêtes
Avec le premier feutre, tracez un trait sur les arêtes les plus hautes, celles qui séparent visiblement deux creux. Vous venez de tracer des lignes de partage des eaux, en vous fondant uniquement sur le relief, exactement comme le fait un hydrologue. - Prévoir avant d'arroser
Avec le second feutre, dessinez les trajets que l'eau devrait suivre selon vous, et entourez le creux le plus bas. Écrire une prévision AVANT de mesurer est ce qui sépare une expérience d'une démonstration. - Faire pleuvoir
Vaporisez de l'eau doucement et régulièrement sur tout le relief, sans viser un endroit particulier. L'encre lavable se dilue et suit l'eau : les trajets réels apparaissent en couleur. - Comparer la prévision et le résultat
Comparez les traits que vous aviez dessinés et les traînées colorées. Les écarts sont les endroits où le relief était plus subtil que votre lecture, et ce sont eux qui apprennent quelque chose. - Repérer les exutoires
Cherchez les points bas où l'eau s'accumule. Chacun est l'exutoire d'un bassin versant. Comptez-les, puis délimitez au feutre le territoire qui alimente chacun. - Poser une pièce et recommencer
Posez une pièce de monnaie ou un morceau de plastique quelque part sur une pente, puis arrosez de nouveau. La surface imperméable détourne l'eau et accélère son arrivée en bas : c'est l'effet d'un parking, réduit à trois centimètres.
Ce qu'il faut retenir de ce chapitre
- Un bassin versant est l'ensemble de la surface recevant les eaux qui circulent naturellement vers un même cours d'eau ou une même nappe.
- Sa limite est la ligne de partage des eaux : une frontière naturelle dessinée par le relief, qui suit les lignes de crête.
- Un cours d'eau va de sa source à son exutoire, en recevant des affluents à des confluents.
- Trois apports l'alimentent : le ruissellement en quelques heures, les affluents en quelques jours, les nappes en quelques semaines ou mois.
- C'est la restitution des nappes qui fait couler une rivière hors période de pluie : ce que le sol a absorbé en hiver coule en été.
- Un territoire qui ruisselle beaucoup et s'infiltre peu a des crues plus fortes et des étiages plus sévères, sans avoir reçu moins d'eau.
Auto-évaluation du chapitre 6
Répondez par écrit, avec les seules connaissances données par ce volume jusqu'ici. Le corrigé est regroupé en fin de volume.
- Définissez un bassin versant, puis dites ce qui trace sa limite et pourquoi cette limite ne suit pas les frontières administratives.
- Une rivière monte brutalement alors qu'il n'a pas plu sur la commune. Proposez deux explications compatibles avec ce chapitre.
- En août, après six semaines sans pluie, une rivière coule encore. Quel apport la fait couler, et d'où vient précisément cette eau ? Dites aussi à quoi l'on reconnaît sur le terrain qu'une rivière est en étiage plutôt qu'en crue.
- Un même bassin versant est urbanisé sur un tiers de sa surface. Expliquez pourquoi cela aggrave à la fois les crues et les étiages, alors que la quantité de pluie reçue n'a pas changé.
- Deux gouttes tombent à un mètre l'une de l'autre sur une crête. Peuvent-elles finir dans deux mers différentes ? Justifiez avec le vocabulaire du chapitre.