LE DEBIT DES COURS D'EAU
LE DEBIT DES COURS D'EAU
Chaque année, 520 000 kilomètres cubes d'eau (ou 520 mille milliards de mètres cubes), s'évaporent de la surface de la terre. Les mers et océans contribuent pour 450 000 kilomètres cubes et les continents pour 70 000 kilomètres cubes. Parallèlement les précipitations restituent à la terre un volume de 410 000 kilomètres cubes sur les océans et 110 000 kilomètres cubes sur les reliefs. Globalement, par le jeu des transferts secondaires, le bilan reste toujours constant.
Les cours d'eau en général (fleuves, rivières, torrents, ...) et les lacs sont alimentés en partie par les sources, et en partie par les eaux de pluie qui tombent sur les bassins versants. Le débit des sources est plus ou moins régulier et constant, bien que diminuant lors des sécheresses prolongées, alors que celui des précipitations varie fortement en fonction des saisons. Cela est dû à deux facteurs : le premier concerne l'importance des précipitations et leur répartition dans le temps, le second est lié à l'étendue du bassin et à son degré de pénétration. Le bassin de l'Amazone par exemple, occupe une superficie d'environ 7 millions de kilomètres carrés bien arrosés, qui font de ce fleuve, le plus gros débit de la planète (120 000 mètres cubes d'eau à la seconde, en moyenne). Le Missouri-Mississipi possède aussi des surfaces drainantes d'une étendue à peu près similaire, mais dont le débit est moins considérable.
Les bassins versants se répartissent en trois catégories. La plus grande partie est constituée par les bassins exoréiques, dont les eaux récupérées par les cours d'eau, s'écoulent vers les mers et océans. Les bassins endoréiques occupent 10 pour cent des surfaces et drainent les précipitations vers les lacs et les dépressions continentales, alors que les bassins dits aréiques sont de peu d'intérêt, en raison de l'absence d'écoulement (manque de pluie, grande évaporation, etc.). Les cours d'eau des régions tempérées sont moins sujets aux changements climatiques que ceux des zones tropicales où les variations des régimes saisonniers sont très accentuées. Ainsi, le débit de la rivière Bénoué, en Afrique peut varier dans un rapport de un à cent, entre l'hiver et l'été.
Dans les pays tempérés où la pluie est bien répartie, l'accroissement du débit des fleuves, n'était pas vu comme une conséquence logique des précipitations qui s'abattent sur les bassins versants. Les savants anciens n'avaient pu établir de corrélation entre la tombée de la pluie et les variations de débit. Mieux encore, certains fleuves, à l’instar du Nil, voient leurs eaux gonfler et les crues se dérouler en pleine saison sèche, contribuant à rejeter toute interdépendance entre ces phénomènes. Le paradoxe réside dans le fait que c’est en été que le Nil annonce ses eaux, abondantes et limoneuses qui fertiliseront les terres, alors qu’en hiver, le débit diminue fortement.
Durant ses voyages célèbres, le géographe et historien arabe, Ibn Battuta (1304-1377) n'a pas manqué de relater dans son journal, ce phénomène. « Une des particularités merveilleuses qu'il présente, c'est que le commencement de sa crue a lieu pendant les grandes chaleurs, alors que les rivières décroissent et se dessèchent; et le commencement de la diminution de ses eaux coïncide avec la crue et le débordement des autres fleuves. » Le contraste du fleuve en crue avec son environnement désertique était tel que la mythologie égyptienne en arriva à le vénérer. Le Nil devint pour la circonstance un fleuve céleste, un océan du ciel ou le dieu Osiris aurait ressuscité après avoir été plongé dans ses eaux.
Cette particularité démontre à quel point les hommes méconnaissaient les liens existant entre les précipitations et la modification du débit des cours d'eau. Mais comment établir une correspondance alors que les crues d’Egypte étaient séparées par 5 000 kilomètres des pluies qui s'abattaient au sud ? Le Nil serpente en effet sur une longueur de 6 700 kilomètres avant d'arriver au Delta. Son bassin draine une surface de 2 850 000 kilomètres carrés, s’étendant à travers la Tanzanie, le Kenya, le Ruanda, le Burundi, le Zaïre, l'Ouganda, l'Ethiopie, le Soudan et l'Egypte.
La plupart de ces pays sont plus ou moins soumis au climat tropical où la pluviométrie atteint son maximum en été. Quand l'Égypte traverse les fortes chaleurs, le cours du Nil se met à enfler plusieurs milliers de kilomètres plus au sud, grâce à l'apport des pluies tropicales. Aussi, les hommes n'avaient pu établir un parallèle entre les deux événements. Ce qui explique en partie, qu'en Europe, même si le phénomène était moins tranché,« On croyait jusqu'à la fin du 17ème siècle, que les précipitations ne pouvaient suffire à alimenter les fleuves et qu'une grande quantité d'eau provenait des entrailles de la terre. » (« Fabuleuse histoire de l’eau. » Casterman)
L'Encyclopédie Scientifique de l'Univers abonde dans le même sens en rappelant qu’à l'époque : « On s'imaginait encore il y a à peine moins de 300 ans que l'eau des fleuves et rivières venait de façon quelque peu mystérieuse du centre de la terre. C'est au Français Pierre Perrault que revient le mérite d'avoir établi les premières relations connues entre précipitations et débits. D'observations faites en 1668 et 1670 sur les débits de la Seine et les précipitations recueillies sur le Bassin Parisien, il avait déduit en effet que l'écoulement de la Seine représentait environ le 1/6ème des précipitations ; résultats confirmés un peu plus tard par un autre Français, Edme Mariotte. Egalement vers la même époque, l'astronome anglais Edmund Halley découvrait, en évaluant les apports des cours d'eau se jetant clans la Méditerranée, que leur total était en étroite corrélation avec la quantité de pluie ou de neige recueillie sur les bassins drainant ces cours d'eau. Le travail de ces trois pionniers, conclut l'Encyclopédie Scientifique de l'Univers, mettait ainsi un terme à une longue période de croyances erronées. Mais leurs idées, très nouvelles pour l'époque, eurent du mal à s'imposer et ce n'est, en fait qu'au début du 19ème siècle que l'hydrologie commença véritablement à faire figure. » (Fin de citation).
L'ouvrage en question, par ailleurs remarquable, relate les croyances erronées des Occidentaux qui s'imaginaient il y a à moins de 300 ans que l'eau des fleuves et rivières provenait mystérieusement du centre de la terre. Il met en exergue les travaux méritoires de spécialistes français et anglais, et la découverte de l'étroite corrélation entre les précipitations et la variation de débit des cours d'eau. Cependant, note-t-il, ces idées, très nouvelles pour l'époque eurent du mal à s'imposer avant le début du 19ème siècle. L'auteur de l'article est certainement bien placé, pour décrire l'état d'esprit qui régnait dans les contrées dont il est originaire et les résultats auxquels étaient parvenus les savants d’alors. Néanmoins, la vérité impose de reconnaître que l'inventeur de cette théorie n'est ni Perrault, ni Mariotte, ni Halley, mais le Coran Sacré qui, onze siècles auparavant, avait décrit les mécanismes et expliqué le rapport entre l'importance des précipitations et la modification du débit des cours d'eau. Le Livre Sacré n’a jamais fait sienne, la théorie de l'origine mystérieuse, tenue encore pour sûre beaucoup plus tard par ses partisans. Il avait en outre retracé le cycle réel de l'eau, qui est beaucoup plus complexe, que l'idée que s'en faisait la communauté scientifique.
Le Coran dit :« Il (Dieu) fait descendre l'eau du ciel. Puis, cette eau ruisselle vers les cours d'eau qui coulent selon le débit (qu'ils reçoivent spécifiquement des précipitations). Le courant impétueux charrie une écume qui surnage... » (Coran 13.17). Ce verset décrit les précipitations qui tombent sur les bassins versants qui s'écoulent ensuite vers les cours d'eau (fleuves, rivières, etc.), dont le débit varie en fonction des apports qu'ils reçoivent, conformément à la réalité. Après des années d’observations, les chercheurs ont pu effectivement calculer que les précipitations contribuent à alimenter le débit de la Seine, et celui des cours d'eau se jetant dans la Méditerranée. Parfois, les choses étaient inversées, à l'instar du Nil qui diminuait en hiver, et provoquait des inondations durant la saison sèche. Ces apparentes contradictions, et l’opinion généralisée qui soutenait des mécanismes erronés, n'ont pas empêché le Coran de s'opposer à l'ignorance des gens pour rétablir la réalité. Une réalité qui ne sera découverte qu'au 17ème siècle. Aussi, il serait présomptueux de soutenir que de telles idées étaient nouvelles pour l'époque. Au contraire, elles commençaient à dater. Seuls les méconnaissaient, ceux qui n'avaient pas eu accès au Livre Sacré des Musulmans.