L
'&at d'avancement des conna2esances hydrologiques au début du 178 sikcte.Les connaissances hydrologiques n'ont fait aucun progrès depuis l'Antiquité jusqu'à Bernard Palissy.C'est ce qui résulte de l'examen d'un vieux texte attribué à Démocrite,et qui date au plus tard des premiers siècles avant notre ère.On peut en consulter une traduction récente (J.Tixeront,l973).11 a été mis à contribution par Vitruve et expose des notions d'hydrologie essentielles qui permettraient de procéder à des
captages d'eau avec une efficacité dont témoignent les nombreux vestiges de travaux hydrauliques qui couvrent toute l'étendue de l'Empire romain.
les théories hasardeuses des philosophes .
grecs anciencyqui introduisirent toutes sortes d'idées erronées,reprises sans
critiques par les scolastiques du moyen âge.
De même que pour l'ensemble des sciences,un vaste déblaiement s'imposait.Pour l'hydro- logie,ce fut surtout l'oeuvre de Bernard Palissy, dont le combat s'insere dans le cadre de la querelle des Anciens et des Modernes! sur laquelle on reviendra.
Bernard Palissy fonda l'hydrologie sur l'observation et sur la pratique.Pour se rendre compte de son originalité,on compa-
Mais ces notions furent obscurcies par
-
rera ses Discours admirables avec l'oeuvre, de peu antérieure(l569),de Jacques Besson:
L'art et la science de trouver les eaux des fontaines cachées sous terre par des moyens autres que les moyens vulgaires.J.Besson a, certes,une notion relativement exacte du cycle de l'eau,mais son exposé est rendu confus par une phraséologie et des modes de raisonnement hérités des Anciens et des sco1astiques:les quatre éléments,le chaud, le froid,les exhaiaisons,etc.Bernard Palissy au contraire ,réhabilite les "moyens vulgaires".
Son exposé est présenté sous la forme d'un dialogue entre "Théorique" et ''Pratique", tout à l'avantage de cette dernière.
- I 1 avait présenté de facon claire et démonstrative l'opinion c o m u n e qui enleva au début du 17e siècle la plupart des adhésions:la mer ne pouvait pas être considérée comme l'origine des sources.
Celles-ci alimentaient les rivières, concurremment avec la pluie directe et les ruissellements superficiels.
Mais les vieilles idées renaissaient constamment.11 fallut encore les combattre tout le long du siècle avec de nouveaux arguments.
dans la science,deux pas restaient à franchir:l'expérimentation scientifique et le passage à l'évaluation quantitative des composantes du cycle de l'eau:précipitation, évaporation et écoulement.
D'ailleurs,pour faire entrer l'hydrologie
Lu quarette des Anciens et des Modernes et ta naissance de i! 'espmt scientifique moderne.
Les hydrologues devaient s'appuyer sur l'ensemble de leurs collègues qui menaie- le combat contre Aristote.Les principaux protagonistes en France furent Gassendi, Descartes et Pascal.
de son oeuvre philosophique à la lutte contre l'aristotélisme et i1,faut le dire, contre les abus de la métaphysique par DescarteS.ses préférences allaient aux conceptions physiques de Démocrite et d'Epicure.
mais la critique de Gassendi est fortement motivée.En matière d'hydrologie les
conceptions de Descartes sont pratiquement celles d1Aristote(Principia-IV-64--De origine fontium).
connu.Dans son histoire de la philosophie occidentale(l946),Bertrand Russe1,qui expose abondamment l'oeuvre de Descartes, n'a que quelques lignes pour Pascal(p.735).
I1 le considère comme un hurluberlu.
Or la pensée de Pascal est bien plus proche de l'esprit scientifique moderne que celle de Descartes.L'esprit métaphysique est rigoureusement absent de son oeuvre scientifique,ce qu'on ne pourrait dire de Descartes.
des Anciens et des Modernes,il suffira de citer l'extrait suivant de sa Préface pour un traité du vide:
Gassendi consacra la plus grande part
Le rôle de Descartes est bien connu,
Le rôle de Pascal est beaucoup moins
Pour définir sa position dins la querelle
"Dans les matières où l'on recherche seulement de savoir ce que les auteurs ont écrit, comme dans l'histoire, dans la géographie, dans la jurisprudence, dans les langues et surtout dans la théologie, et enfin dans toutes celles qui ont pour
principe,ou le fait simpleyou l'institution divine et humaine,il faut nécessairement recourir à leurs livres.
tombent sous le sens ou sous le raisonne- ment;l'autorité y est inuti1e;la raison seule a à en c0nnaître;l'une avait tantôt l'avantage,ici l'autre règne à son tour.
Mais comme les sujets de telle sort: sont proportionnés 5 la portée de l'esprit, il trouve une liberté entière de s'y étendre;
sa fécondité inépuisable produit conti- nuellement et ses inventions peuvent être tout ensemble sans fin et sans interruption (Pléiade,p. 530) .I'
Pascal ne se contente donc pas d'expur- ger la science de l'aristotélisme et de la scolastique,mais il se montre précurseur de l'esprit scientifique et progressiste qui règne encore de nos jourS.Une autre cita- tion,bien qu'elle concerne plus particu- lièrement les mathématiques,fera éclater son enthousiasme pour le progrès scientifi- que.11 s'agit des termes dans lesquels Pascal rendit compte de ses découvertes sur
les probabilités à l'Académie parisienne des sciences en 1654,et dont voici une traduction du latin en français:
"Les résultats du sort ambigu sont justement attribués à la contingence
fortuite plutôt qu'à la nécessité naturelle.
C'est pourquoi ia question a été incertaine jusqu'à ce jour.Mais maintenant,demeurée rebelle à l'expérience,elle n'a pu échapper à l'empire de la raison;nous l'avons réduite avec tant de sûreté à un art exact,qu'elle participe de sa certitude et déjà progresse audacieusement.Ainsi,joignant les rigueurs des démonstrations de la science à
l'incertitude du hasard,et conciliant des choses en apparence contradictoires,elle peut,tirant son nom des deux,s'arroger à bon droit ce titre stupéfiant:la géométrie du hasard"(Pléiade,p. 74 pour le texte latin,p.1403 pour le texte français).
isolés dans leur lutte contre la scolas- tique,et pour ie progrès scientifique.
"I1 n'en est pas de même des sujets qui
En somme les hydrologues n'étaient pas
L 'essor de ta science expérimentate En fait,les progrès de l'hydrologie après Bernard Palissy dépendaient de ceux de la mécanique et de la physique.
Les connaissances acquises par l'explo- ration du globe terrestre à la suite des navigations depuis le 15e siècle ouvrirent la voie à la géodésie et à la géophysique.
Le départ de la géodésie fut donné par la mesure de l'arc de méridien par Picard en
1670,entre Paris et AmienS.cette mesure atteignait un degré de précision qui
laissait loin derrière elle les évaluations des nombreux auteurs qui s'y étaient
exercés auparavant.Et dès 1651,Pascal avait publié un des premiers calculs de géophysique à l'échelle du globe en donnant une estima- tion de la masse de l'atmosphère,naturelle- ment avec l'imprécision qui tenait à son antériorité par rapport à la mesure de Picard(Trait6 de la- pesanteur de l'airy pléiade,^. 455 et 456) .L'impact de l'explo- ration du globe sur les sciences laisse présager ce que sera celui de l'exploration de l'espace.
La question préalable pour l'hydrologie était la compréhension des lois de l'équi- libre des fluides et des lois de leur écoulement.Là encore les Anciens avaient accumulé les explications antiscientifiques.
Par exemple,pour expliquer l'ascension des liquides dans les syphons,on disait que la nature avait horreur du vide,explication analogue à celle du médecin de Molière:
"Cur opium facit dormire?-Quia est in eo virtus dormitiva quae facit dormire."
A la base de la mécanique et de l'hydraulique,on trouve Galilée et Torricelli.L'influence de ces savants en France fut rapide et profonde.Les déccu- vertes italiennes étaient aussitôt connues en France,gr%e à des agents de liaison aussi avertis que l'était P. Mersenne.
Galilée avait appris des puisatiers
florentins que la hauteur d'aspiration des pompes était limitée.11 fit lui-même l'expérience et précisa cette "altessa altissima",mais il semble qu'il ait plutôt attribué le phénomène à la cohésion de l'eau, par analogie avec sa découverte de la
longueur limitée à partir de laquelle une corde ou une tige se rompaient sous leur poids(P. Mersenney1639).C'est son élève Torricelli qui semble,le premier,avoir attribué ce fait à la pesanteur de l'air.
Torricelli fit faire à l'hydraulique,et par voie de conséquence à l'hydrologie,des progrès décisifs par ses travaux sur les instruments de mesure(thermomètre, hygro-
mètres,etc.)et sur le débit des orifices et des déversoirs.
Son expérience sur le baromètre à mercure fut divulguée en France dès l'année OU elle fut faite(l644)et parvint à la connaissance de Pascal dans les deux années qui suivirent.
Pascal était alors plongé dans ses études sur l'équilibre des liqueurs.11 rejetait les opinions scolastiques sur l'horreur du vide et soupçonnait l'intervention de la pesan- teur de 1'air.Dès qu'il eut Connaissance de l'expérience de Torricelli,il considéra le tube à mercure c o m e l'instrument de
recherche idéal et commença par refaire les expériences de Torricelli de toutes les manières possibles,mais ce ne fut qu'après avoir réalisé deux expériences cruciales dont la plus connue est celle du transport du baromètre entre Clermont-Ferrand et le sommet du Puy-de-DÔme,qu'il affirma le rôle déterminant de la pesanteur de l'air.11 paracheva alors son traité sur l'équilibre des liqueurs et sur la pesanteur de l'air.
Parmi les conséquences qu'il tira de ses expériences,il suffit de citer les suivantes:
-l'utilisation du baromètre pour les mesures -la découverte des variations de la pression
altimétriques (Pléiade ,p. 453)
atmosphérique en un même lieu et son utilisation à la prévision météorologique
(Pléiade,p. 463 et 467)
-la presse hydraulique "nouvelle machine à multiplier les forces" et son explication par le principe des travaux virtuels, explication d'ailleurs reprise par P. François(Pléiade,p. 414)
-le calcul de la masse de l'atmosphère.
science géophysique.11 avait ouvert la voie aux évaluations quantitatives dans cette science,voie qui fut suivie en hydrologie par Perrault et par Mariotte.
Pascal est donc un des précurseurs de la
L'oeuvre
de
P. François'L'oeuvre du père J. François représente une étape intermédiaire entre l'hydrologie qualitative et l'hydrologie quantitative.
François professait les sciences physiques et mathématiques au collège des Jésuites de la Flèche,oÙ il eut pour élève R.Descartes. Son oeuvre hydrologique se
trouve dans deux traités,parus en 1653 et 1665,traités qui peuvent être consultés à la Bibliothèque nationale à Paris.On trouvera
en annexe les tables des matières de ces deux ouvrages,ce qui permettra à ceux qui le désirent de se procurer facilement des photocopies des articles qui les intéresse- raient auprès de cet organisme.Dans la préface du traité de 1653,il commence par remarquer:
"Les savants sans pratique se rendent ridi- cules par leurs erreurs;les artisans sans science sont pris de court dans les circons- tances qui les obligent à changer leur manière d'agir.11 faut donc joindre les sciences spéculatives aux arts pratiques.''
De fait,François se révèle comme un excellent technicien.11 fait oeuvre d'ingé- nieur.En hydrologie,il est le véritable continuateur de Bernard Palissy.11 est au courant des progrès réalisés par Torricelli et par Pascal en mécanique des fluideS.c'est un esprit ouvert au progrès,comme le montre la comparaison du traité de 1653 avec le traité de 1665,qui en constitue une nouvelle édition considérablement améliorée.
Le traité de 1653 est encore encombré de considérations assez théoriques sur la chaleur souterraine.Cel1es-ci ont toutefois le mérite de mettre en évidence les relations entre l'hydrologie et la thermodynamique:"La mer ne pouvant remonter aux sources,il est de nécessité qu'elle y vienne changée en vapeur Cela ne peut se faire que par la chaleur
(1653,2e partie, ch. II,§I).Les considérations plus hasardeuses sur la communication des feux(1653,ch. 1II)sont par contre absentes du traité de 1665.
François donne une très bonne analyse du cycle de l'eau(1653,ch. 1-8).L'argumentation est celle de Palissy,mais François n'hésite pas à étendre cette argumentation à l'échelle p1anétaire:climats torrides,froids e t
tempérés,échanges d'eau et de vapeur d'eau d'une zone à l'autre.11 réfute les théories qui mettaient la mer à l'origine des sources sans passer par la phase vapeur atmosphérique,celles qui invoquent la conversion de l'air en eau.11 sait que les sources ne peuvent jaillir au sommet des montagnes si elles ne sont pas dominées par des bassins versants plus élevés,que les pluies aliment les sources,par infiltration, et les cours d'eau.
Le traité annexe sur l'art de la conduite des eaux et des fontaines arti- ficielles présente un grand intérêt technique et intéresse l'hydrologie par l'exposé de la méthode à suivre pour la
découverte des sources(l653,Traité annexe, 1-1) .François est sceptique sur "les mouve- ments sympathiques" de la baguette des
sourciers.11 énumère les indices de présence d'eau souterraine déjà connus et ,en partant de ces indices,il préconise la recherche par sondages à la tarrière,avec détermination des quantités d'eau extraites des puits et sondages et du temps qui s'écoule pour que ces quantités soient remplacées.11 mentionne
(1-3) la possibilité de faire remonter le niveau d'eau aux émergences des sources par endiguement des exutoires,en signalant les risques de perte d'eau qui peuvent en résulter.Le paragraphe 4 est consacré à la mesure des débits des sources et des ruisseaux.François connaît les difficultés de la mesure par orifices et déversoirs,les débits dépendant non seulement des sections d'écoulement,mais de la charge:"l'eau SOUS
une charge de deux pieds est deux fois moins abondante que sous une charge de quatre pieds".En conséquence,il recommande de procéder de préférence à des mesures
volumétriques
Dans le traité de 1653,les ressources en eau étaient analysées en terme de
"communications", terne vague qui concerne l'les mouvements et mélanges d'eau'' dans les divers circuits hydrologiqueS.Dans celui de
1665 intervient la notion de "réservoirs"
si féconde en hydrologie.
Le premier réservoir est constitué par les nuages;le deuxième par la neige et les glaces(l665,11-3).En fondant peu à peu,elles alimentent les sources par percolation et les rivières,avec un décalage dans le temps entre précipitation et écoulement.Le
troisième réservoir est constitué par les eaux superficielles (11-4) et le quatrième par les eaux souterraines (II-S).François expose la méthode à utiliser pour évaluer
"la quantité et la grandeur'' de la réserve souterraine utilisable.11 recommande
l'observation et la mesure des fluctuations des niveaux des nappes,ce qui est remarquable pour l'époqce.11 ne donne pas d'évaluations quantitatives,mais a une notion assez exacte de la porosité et de son influence sur les volumes utilisab1es:"Dans un étang,l'eau est pure;dans un marais,i? y a plus d'eau que de terre;mais dans un terrain(aquifère)il y a plus de terre que d'eau,à cause que,la terre étant pressée,ne laisse que de petits pores traversant pour l'eau,d'où s'ensuit que peu
d'eau est capable de remplir beaucoup d'espace jusqu'à une grande hauteur".
A bien des égards,François a des vues plus justes que Perrault,ce qui apparaît de façon évidente à la lecture des critiques que
Perrault lui adresse dans son ouvrage de 1674.
Mariotte devra rétablir un certain nombre de faits en adoptant souvent les opinions de François,contre Perrault.
La lecture des ouvrages de François donne une idée très favorable de ses connaissances, et comme technicien et comme hydrologue.11~
sont remarquables par la clarté des expqsés, par la manière méthodique et ordonnée dont ils
sont conduitS.Nu1 doute que François ait exercé une grande influence sur ses contem- porains et en particulier sur Mariotte.
et sur le plan scientifique reste bien
au-dessous de Mariotte.11 ne s'est pas encore engagé dans l'hydrologie quantitative,mais en prépare l'avènement.0n doit le considérer comme l'un des trois meilleurs hydrologues français du 17e siècle.
François n'a pas l'originalité de Perrault,
Les bilans d'eau de Perrautt et
de
MamotteI1 appartenait à Perrault et à Mariotte d'engager l'hydrologie dans la voie quantita- tive(Biswas, 1970) ,avec leurs calculs de bilans d'eau.11~ figurent dans le traité de Perrault sur l'origine des sources(A. la roc que,^. 95 à 97,original p. 198 à 205)et dans le traité du mouvement des eaux de Mariotte(origina1, p. 30 à 34).
La priorité appartient à Perrault.Le bassin qu'il étudie se trouve situé dans le bassin supérieur de la Seinesprès d'Aignay-le-Duc,village situé non pa.s sur la Seine,mais sur un de ses petits
aff1uents:la Coquille.Les indications qu'il donne pour l'identifier sont peu claires.
La figure i ci-jointe donne la disposition des cours d'eau et de leurs bassins versants.
Perrault évalue les dimensions de son bassin à 2 lieues sur 3,soit 6 lieues cúrrées.Avec la lieue(norma1isée par
Picard)qu'il utilise,2282 toises à la lieue, soit 4,45 km à la lieue,le bassin aurait 8,9 x 13,35
=
118,8 km2.11 peut être identifiéYsoit avec celui de la Seine à l'amont du confluent avec la Coquille (92 km2),soit avec celui de la Coquille 3 l'amont du confluent (93 km2).Le bassin qu'étudie Mariotte est parfaitement identifié.11 coïncide presque exactement avec celui de la Seine à la station de Paris de la Décennie hydrolo- gique internationale (Uneccoyl969)(voir figure 2).
Le tableau ci-dessous donne la
comparaison entre les évaluations des deux auteurs et les données résultant des connaissances actuelleS.Mariotte a arrondi la surface de son bassin à 3.000 lieues carrées,puisqu'il compte 60 lieues en longueur et 45 lieues en 1argeur.Les unités ont été transposées dans le système métrique avec les facteurs de conversion suivants:
i ligne=2,25 mm 1 pouce=27 mm 1 pied=0,325 mm 1 toise=i,95 m
Le climat au i7e siècle était suffisam- ment voisin du climat actuel pour qu'une comparaison soit significative entre les chiffres des deux auteurs et les données connues pour l'époque actuelle:
Les deux auteurs ne se font pas d'illusions sur la précision de leurs évaluations.Un de leurs principaux objectifs est de réfuter l'opinion d'Aristote(Météoro1ogiques I-13,trad.
Tricot,l955)suivant laquelle le débit des fleuves était si grand que les pluies seules ne pouvaient pas en être l'origine.
précipitations parce que leurs pluviomètres, installés de façon défectueuse,sous-éva- iuent la pluie,et parce que n'ayant pas fait de mesures à des altitudes nettement différentes,ils n'ont pas pu se rendre compte que la hauteur de pluie sur leurs bassins était bien plus élevée qu'à Paris et à Dijon;Mariotte en outre table sur des valeurs minimales pour rendre son calcul plus démonstratif.
Le calcul d'écoulement de Perrault est excessivement grossier:ii utilise une unité de.mesure de débit mal définie:le pouce de fontainier;son évaluation résulte d'une comparaison à vue qui lui fait attribuer à sa rivière un débit 25 fois plus élevé que celui d'un canal situé à Versailles,évalué lui-même à une quinzaine de litres par seconde.8~ lieu de se baser sur le débit qui s'écoule,à l'ava1,iltable sur un débit moyen entre celui de la source,qui est inférieur,et celui d'ava1,qui est supérieur.
Les deux auteurs sous-évaluent les
Le débit de son bassin est d'autant plus difficile à connaître qu'il se trouve dans des calcaires très perméableS.Cela enlève toute valeur scientifique à son évaluation.
I1 aurait pu tout aussi bienYsans commettre d'erreurs plus grossières,trouver un débit d'écoulement supérieur à la hauteur de pluie.
Mariotte,qui a pris en considération les mesures de pluie de Perrault,n'a pas utilisé son calcul de bilan d'eau.11 s'est certainement rendu compte de son peu de valeur,et c'est certainement une des raisons qui l'ont conduit à faire ses propres évaluations sur la base de mesures de débit réelles.
Le calcul de Mariotte résulte effecti- vement d'une véritable mesure de débit dont les principes sont justes.0n en trouvera le détail dans le livre de Biswas(p. 217 à 219).11 est facile de se rendre compte maintenant cornent Mariotte a pu trouver un débit très inférieur au débit de la Seine.Indépendamment des erreurs qu'il a commises,ia sous-évaluation peut être attribuée partiellement au fait que les années 1681 et suivantes ont été
exceptionnellement sèches,comme il l'a remarqué lui-même(p. 24 de son traité).
Les déficits d'écoulement trouvés par les deux auteurs sont assez voisins de la réa1ité.h peut en être surpris puisqu'iis sont la différence entre hauteurs d'eau évaluées avec une énorme marge d'erreur.
Le fait que les erreurs se soient
compensées doit,peut-etreyetre attribué à l'intuition et au flair des hydrologues.
Mais cela présente un intérêt plutôt anecdotique.L'essentie1 était que l'hydro- logie se trouvait dès lors engagée de façon irréversible dans la voie quantita- tive.L'imprécision même des calculs,dont les auteurs se rendaient parfaitement compte,devait inciter à procéder à des mesures pluviométriques et hydrométriques exactes et régulières.Les méthodes de mesure ont fait de grands progrès surtout grâce à Torricelli et à Mariotte.
L'oeuvre
de
PerraultL'oeuvre de Perrault est bien connue par l'excellente traduction en langue anglaise qu'en a donné avec d'abondants commentaires
A.
Larocque(l967).Cette oeuvre,pour êtreI I
0
f -/
\ le-Duc I
I \
\
\ \\
\ \
\
'I / l
'\
I /
1/1
I q 2 k m '/ /
'Y
\//
/\ I
\
\
\ .\
I O 2 4 k m
\I L-- L- ~ 3
Fip. 1: La Seine et la Coquille à Aipnay-le-Duc
1
La HancheANGERS
Marais
t ;
10 kmFig.3: La vallée de la Loire et de 1'Authion 5 Angers
ORLEANS Plateau calcaire de Beauce
>,y
Vallée de la LoireI n _ _ _ _ l
Soukce du Loiret
Fie. 4: La vallée de la Loire à Orléans
Processus François Pluie I
Percolation Nappe aquifère
Thalweg
Processus Perrault Pluie I
1 I
/
Couche d'argile générale Thalweg so1
_----_
-'y/ "-
Source
' .
Couche d'argile générale Thalweg
Fig. 2: le Bassin Parisien
Fig. 5 l'écoulement vers les cours d'eau et les sources
appréciée complètement,demande quelques informations sur les conditions géogra- phiques et hydrologiques de la région qui servait de cadre à Perrault et à Mariotte.
qui,dans son sens largeyenglobe le bassin de la Seine,celui des cours d'eau normands et celui de la Loire moyenne.On en trouvera toutes les caractéristiques dans une mono- graphie en cours de publication(Agence Seine Normandie 1973-1974).D1une façon générale,mise à part la Loire,l,e réseau hydrographique converge vers Paris et vers
la Manche.Les fleuves sont établis dans des vallées alluviales à fonds plats, encaissées généralement d'une centaine de mètres par rapport à un pays de plaines, plateaux et collines à relief peu accidenté.
I1 s'agit des hautes plaines ("high plains"), qui ont intrigué A. Larocque(sa note no 174c) Les vallées comportent souvent des bourrelets de berge,et des thalwegs parallèles au cours des fleuves vers les limites des champs d'inondation.
Un exemple de cette disposition est fourni par la vallée de la Loire.Cette vallée s'élargit à l'aval de Tours
(fig.3)et à l'amont d'Orléans(fig.4).
A
l'aval de Tours les eaux du versant nord ne parviennent pas directement 5 la Loire, mais sont drainées à l'aval de Bourgueil par l'Authion,implanté dans un thalweg qui suit la rive droite de la vallée parallèlement à la Loire pendant une soixantaine de kilomètres(voir noted'A. Larocque no 215 a).Au droit d'Orléans, une partie des eaux de la Loire se perd sur sa rive gauche et ressurgit aux sources du Loiret,après un parcours souterrain d'une vingtaine de kilomètres
(voir note d'A. Larocque no 309 a).
Les cours d'eau ont un régime régulier.
Les formations géologiques sont recouver- tes sur de vastes espaces de sols limoneux.
Les phénomènes de ruissellement superfi- ciels sont très rareS.Les cours d'eau sont alimentés pour probablement plus de 95%
par voie souterraine.Pour toutes ces raisons l'érosion des sols est un problème mineur dans le bassin.Le problème hydro- logique fondamental était de comprendre comment les eaux provenant des pluies parvenaient aux rivières.
Perrault avait un tour d'esprit critique et volontiers paradoxa1:"Avec
Il s'agit du bassin de Paris(voir fig.2)
les expériences des auteurs de nouvelles découvertes,on ne saurait être trop prudent."Le paradoxe apparaît dans son opposition à "1 'opinion commune". "Les sources,dit-i1,ne sont pas la cause des rivières,mais ce sont les rivières qui sont la cause des sources."L'esprit de contradiction apparaît dans son opposition à Pascal et à François.
La critique de Pascal est l'objet de la lettre à Huygens,annexée au traité de l'origine des fontaineS.Perrault entre- prend de démontrer que pour expliquer l'ascension des liquides il y a bien d'autres façons que la pesanteur de l'air.
I1 ne semble pas avoir réalisé le caractère crucial des expériences de Pascal et s'en méfie.En fait,il est loin d'avoir tort:
l'ascension des liquides peut être
provoquée par bien d'autres causes que la pesanteur de l'air:osmose,capillarité,etc.
La lettre mériterait une analyse détaillée qui sort de notre sujet.0n serait curieux de savoir quelle a pu être la réponsed'Huygens
Beaucoup plus intéressante est la critique des idées de François,qu'il prend comme représentant de "1 'opinion commune".
"Perrault entreprend ses plus belles expériences pour vérifier et démolir cette opinion.Elle consistait à affirmer que les pluies par percolation alimentent les nappes souterraines et que les exutoires de celles-ci sont les sources qui alimen- tent elles-mêmes les cours d'eau.
Perrault commence par étudier expéri- mentalement sur tube de sable ce que devient dans le sol l'eau de pluie qui y a pénétré.11 faut lire à ce sujet les pages
78 à 80 d'A. Larocque(origina1,p. 154 à 159).Perrault met en évidence le pocvoir de rétention des sols,le rôle de la succion et de la capillarité.11 mesure la capacité de rétention de son sable,de l'ordre de 30 %.I1 suit la reconstitution du pouvoir de rétention par évaporation.
En un mot,il explique le fonctionnement hydrologique du sol dans des termes qui, même actuellement,pourraient servir
d'introduction à la méthode de comptabili- sation des bilans d'eau de Thornthwaite.
Perrault conclut que le processus décrit par François est impossible,mais pour assurer cette conciusion,il faut passer à l'application sur le terrain réel et à l'échelle d'un bassin.
Perrault n'hésite pas 2 extrapoler au terrain réel.11 observe des coupes qui montrent le sous-sol sec sous le sol humide
(A. la roc que,^. 83;original,p. 167).Cela soulève le problème du transfert d'humidité entre le sol et les nappes souterraineS.La principale région où Perrault faisait ses observations était l'île de France,région sèche,à sols souvent profondS.Les années OU la capscité de rétention n'a pu etre remplie pendant l'hiver n'y sont pas très exceptionnelles.Perrault ne s'était pas rendu compte que les sols réels, même dans des conditions aussi favorables à sa thèse, ont une capacité très inférieure à celle qu'il a mesurée sur son sable et que la tranche de sol où s'exercent les mouvements d'humidité est limitée par la profondeur des racines.Mais c'est le passage à l'échelle du bassin qui est l'aspect le plus intéres- sant de la controverse sur le problème fondamental d'hydrologie évoqué plus haut.
Polir bien comprendre la controverse,nous allons citer un large extrait de Perrault
(p. 102 et 103 d'A. la roc que;^. 216 à 221 de 1'original):Perrault explique que les collines se comportent comme un toit:l'eau de pluie ne peut pénétrer dans leur !nasse, contrairement à ce que pense François,mals s'écoule en surface ou dans la couché supérieure du sol.La raison en est que,danc les régions où il y a beaucoup de col.lines, comme en quelques endroits de la Boiirgogne et de la Champagne et autres pays rmntueux,
"L'on voit qu'aux lieux bas où ces collines se joignent ensemble(1ec thalw,egs) il y a toujours des ruisseaux qui coulent plus ou moins selon que les pluies ont été grandes ou modiques et qui se fortifient toujours en coulant.L'on ne peut dire précisément d'où leur viennent ces eaux, puisqu'on ne les voit pas couler visiblement du haut en bas de ces col1ines;aussi ne
feraient-elles que des torrents qui dureraient peu. "
de ce qu'on observe en Champagne.Passons à 1
'
exp 1 i ca t ion :"Mais ces eaux,étant entrées dans la terre de dessus la colline et ne pouvant entrer dedans à plomb,comme le veut le père François,par la raison que nous venons de remarquer,elles coulent entre deux terres en se poussant et en s'attirant l'une l'autre jusqu'en bas où,trouvant quelque limon ou
Nous avons 12 la description très exacte
terre grôsse,elles sont arrêtées ou rendues visibles,faisant les ruisseaux que je dis qui coulent longtemps,à cause que ces eaux, ainsi mglées dans les terres sont longtemps à les quitter et à descendre;et enfin ces ruisseaux trouvent moyen de s'échapper entre le pied des collines et se joignant à
d'autres font quelque petite riviere qui va se perdre dans une plus grande dont elle augmente 1.e cours.
. .
"Cette façon d'écoulement que je donne aux eaux entre deux terres sur le penchant des colli-nes n'est pas comme cet écoulement qui m'a fté objecté pour soutenir la péne- tration sur les plaines hautes,pour ce que je ne suppose point une pénétration
profonde jusqu'à la glaise du dedans, laquelle ,j'ai fait voir impossible et actuellement nulle et inconnue;mais bien une pénétration visible d'un pied ou deux et dont on ne peut douter,qui peut
condiii.re les eaux avec Ggalité jusqu'en bas par toute l'&tendue de la colline et non pas comme l.'autre par amas.''
Avec ce texte, on entre dans le vif de la controverse.D'un cÔté,on a le processus François,impliquant une percolation
verticale jusqu'à une nappe,de l'autre le processus Perrault,impliquant le chemine- ment de l'eau ou de l'humidité dans le sol par écoulement iatéral.Perrault nie le premier,et découvre en fait le second.
Pour fixer les i.dées on se reportera à la figure 5.
Perrault a certainement. tort q u m d il
conteste l'efficacité du processus François.
La Champagne est "une plaine haute ondulée de collines'' dont le substratum géol.ogique est constitué par la craie du Crétacé moyen et supérieur.11 existe dans la craie une véritable nappe avec surface piézomé-
trique dont les fluctuations suivent celles de la pluie,ou plutôt celles de l'excès de la précipitation par rapport à l'gvaporation.
Elle est réellement alimentée par perco- lation profonde.Les rivières naissant 12 où la surface piézométrique recoupe les thalwegS.c'est exactement le processus François.11 explique pour la plus grande part le débit relativement peu variable des rivières des régions des formations géologiques perméables telles que la Champagne crayeuse,le bassin de l'Oise, ou ou la Normandie.
A la lumière des connaissances actuelles,
Mais que se passe-t-il dans les régions à substratum géologique imperrnéable,telle que la région des grès de Khroumirie en Tunisie,ou la région granitique du Morvan.
L'écoulement des rivières y tarit
naturellement plus vite que dans les zones imperméables,mais cependant il dure
longtemps après les pluies et la saison humide. La régularisation par les réserves souterraines n'a pas disparu, mais c'est le tarissement des réserves du sol qui entre- tient 1'écoulement.C'est exactement le processus Perrault.
Les deux processus sont à l'oeuvre et on pourra en voir des exemples à l'appui dans la monographie de la Seine en cours de publication.11~ sont à l'oeuvre simultanément et, suivant les conditions géologiques et pédologiques, l'un est plus important que l'autre.
L'importance du processus Perrault ne se limite pas au bassin de la Seine et à la zone tempérée humide dont elle est le type.Nous avons remarqué plus haut son application à la zone méditerranéenne.
On pourrait citer à son appui les constatations assez inattendues qu'on a pu faire en Afrique du Nord il y a quelques décennies sur le régime hydro-
logique des dunes des ergs sahariens.
Quoi qu'il en soit,le processus François a régné sur l'hydrologie classi- que jusqu'à la fin du 19e siècle,mais le processus Perrault n'a été redécouvert qu'au cours des dernières décennieS.Le problème fondamental évoqué plus haut est revenu à l'ordre du jour,après trois siècles au cours desquels l'importance du processus Perrault avait échappé à l'attention des hydrologues.
une profonde originalité.C'est un mélange d'idées géniales,d'expériences ingénieuses et bien conduites,d'observations soigneuses, de découvertes qui en font un précurseur en matière d'hydrologie quantitative,un fondateur de l'hydrologie du sol.Mais on y trouve aussi,il faut le dire, des erreurs grossières et des arguments scolastiques.
Ses erreurs sont dues essentiellement à l'insuffisance des observations dont il pouvait disposer et à sa méfianceYs vrai dire souvent justifiée,à l'égard des observations et des thèses des autres auteurs.
L'oeuvre de Perrault est marquée par
L'oeuvpe de Mariotte
Perrault opérait en franc tireur.Avec Mariotte on rejoint l'armée des savants
classiques du 17e siècle.De La Hire commence la préface de son traité posthume en ces termes:
hydroliques,ont donné en particulier des remarques très curieuses sur la pesanteur,la vitesse et plusieurs autres propriétés des eaux.Le traité de l'équilibre des liqueurs de M. Paschal est un des plus considérables,
tant pour les belles découvertes qu'il a faites,que pour les propriétés singulières qu'il a démontrées d'une manière si claire et si convaincante que nous ne pouvons douter que ce grand génie n'eût entièrement épuisé cette matière,s'ii avait examiné toutes les parties qui ia composent.
"11 y avait plusieurs années que M. Mariotte s'appliquait avec un soin extraordinaire à faire les expériences qui sont dans le traité de M. Pascha1,pour voir s'il n'aurait point négligé des
circonstances particulières qui lui puissent donner lieu à remarquer quelque chose de nouveau.En effet, dans ses expériences,il a fait plusieurs observations que l'on ne trouve point dans le livre de M. Pascha1,ni dans les autres qui l'ont précédé,et il se trouve ensuite insensiblement engagé
dans la partie de cet ouvrage qui a la plus grande utilité, comme la mesure et ce que l'on appelle la dépense des eaux suivant les différentes hauteurs des réservoirs et les différents ajutages et il passe ensuite aux précautions qu'on doit prendre pour conduire les eaux ...I'
Ainsi donc, Mariotte se présente comme le continuateur de Pascal.En hydrologie,il a médité les ouvrages de François et de Perrault. I1 réfute les objections que. fait Perrault à François,sans contester ses observations.
"On objecte encore(dit Mariotte) que les pluies d'été,quoique très grandes, n'entrent dans la terre que d'environ un demi pied,ce qu'on peut remarquer dans les jardins et les terres 1abourées;je demeure d'accord de l'expérience,mais je soutiens que dans les terres non cultivées et dans les bois,il y a plusieurs petits canaux qui sont fort près de la surface et dans lesquels l'eau de pluie entre et que ces
"Ceux qui,jusqu'à présent,ont écrit des
canaux sont continués jusqu'à une grande profondeur"
.
grossières erreurs héritées des Anciens;
et qui,avons-nous remarqué,avaient la vie dure.En particulier,il avait admis la possibilité de l'émergence de sources au sommet des montagnes,et le rôle'de la distillation souterraine et des conden- sations de vapeur dans l'alimentation des sources.Ces idées étaient si ancrées qu'on les retrouvait abondamment exposées dans les cahiers d'un hydraulicien aussi avancé que Léonard de Vinci.Palissy et François en avaient déjà fait justice, mais Perrault avait été obligé d'y avoir recours pour expliquer l'origine des sources élevées,qui contredisaient sa théorie de formation des sources par les infiltrations des rivières.Mariotte,en rectifiant ces erreurs établit avec de solides arguments l'explication dü cycle de l'eau qui sera classique après lui.
11 ne conteste pas d'ailleurs la possibilité d'action du processus de condensation mais dans des circonstances très limitées.
La distinction qu'il fait entre les terres labourées,d'une part,les bois et les terres non cultivées,d'autre part, avait échappé à Perrault.Elle est
conforme aux observations qu'on peut faire dans le bassin de la Seine.Elle a une grande importance hydrologique.
de Perrault ne pouvait le satisfaire.11 n'était pas non plus très satisfait de son propre calcul qu'il recoupa par des calculs plus précis faits sur de petits bassins versants alimentant des sources dans les environs de Paris.
Les contributions de Mariotte à l'hydrologie scientifique sont fondamen- tales et sont beaucoup mieux connues que celles de Perrault.11 est inutile de les présenter et de les commenter après l'excellent exposé de Biswas(l970,p. 213 à 22i).Toutefois il me semble qu'on n'a pas assez remarqué l'intérêt que présente son exposé sur la formation des préci- pitations et c'est pourqoui j'ai pensé qu'il n'était pas inutile de le placer sous les veux du lecteur:
de la vapeur d'eau dans la moyenne région Perrault avait pris à son compte de
Nous avons vu que le calcul de bilan
"Les nuages se forment par condensation
de 1'atmosphère.Ces vapeurs,agitées par le vent,se rencontrent les unes les autres et s'attachent ensemble et de plusieurs petites gouttes imperceptibles s'en fait d'assez grosses qui commencent à presser plus que l'air qui est dessous;et en descendant peu à peu,elles en rencontrent d'autres plus petites,d'oÙ il arrive qu'elles se grossissent successivement;et par ce moyen deviennent enfin des gouttes de pluie.Celles qui viennent de nuées fort hautes sont les plus grosses,parce qu'elles ont plus d'espace pour se grossir.Aristote s'est trompé quand il a soutenu le
contraire;la raison qu'il en donne est que,si on jette un seau d'eau par une fenêtre fort élevée,elle se divise en de plus petites gouttes que si l'on ne l'avait pas jeté de si haut;mais cette comparaison est trompeuse,car il est bien vrai qu'une goutte grosse comme le pouce,tombant plus
" l L C p d L L ~ L L L qu'une fort petite,se sépare facilement en deux ou trois parties par le choc de l'air,principalement quand
il fait grand vent,et ainsi les plus grosses gouttes ne sont ordinairement que de trois lignes de largeur et,lorsque deux ou trois de ces gouttes se joignent
ensemble elles se séparent incontinent après,mais elles ne peuvent arriver à cette grosseur de trois lignes de diamètre
qu'après s'être jointes plusieurs ensemble."
On reconnaîtra dans cet exposé la description du processus de formation des précipitations par coalescence et le souci de présenter des données quantitativeS.Le diamètre limite évaluê à 3 lignes,soit 6,75 mm,est vraiment assez voisin de celui qu'on admet actuellement.Vient ensuite un exposé sur la distribution des gouttes en fonction de l'altitude:
"Puis donc que la pluie en son
commencement est très menue,il est évident qu'il faut qu'elle tombe de fort haut pour
se grossir et,pour cette raison,que les pluies d'hiver sont ordinairement fort menues parce que les nuées ne s'élèvent que d'une petite hauteur.J'ai observé que l'air étant couvert de grosses nuées et faisant une pluie fort épaisse au bas d'une
montagne fort haute,les gouttes étaient moindres au fur et à mesure que je montais au haut de la montagne et quand je fus presqu'au plus haut la pluie était fort menue;j'étais alors dans un brouillard qui ...C ^ -^- 1 I-:--
Surface du bassin (km2) P
=
pluie annuelle (mm) R=
écoulement annilel :millions de ni3 mm par an Déficit : P
-
R (mm)1
Perrault
-
Aignay-le-Duc D 'après1 'auteur 118,8 5 18
995 80 4 38
Données réel les actuelles
93 900
31,5 340 5 60
m'avait paru une nuée quand j'étais au bas de la montagne"(origina1 ,p. 19).
Mariotte décrit ainsi des phénomènes que connaissent bien maintenant ceux qui veulent évaluer les intensités de
précipitation d'après les échos radar.
C'est de plus un des premiers textes où soit signalé un fait bien vérifié par les statistiques des pluviographes,à savoir qu'en France les fortes intensités de précipitation ne s'observent pas pendant les mois d'hiver.Et voici pour terminer une autre indication quantitative:
"Une seule nuée poussée par les vents impétueux peut donner de la pluie
successivement par un espace de 50 lieux (220 km),ce qu'on remarque souvent par les dégâts que fait la grêle qui se forme dans une seule nuée.
L 'hydrologie quantitative
On savait donc à la fin du 17e siècle ce qu'on avait à faire.L'hydrologie avait été créée sur ses bases fondamentales:
lois de l'équilibre et du mouvement des fluides,instruments de mesure.Les progrès ultérieurs dépendaient dès lors de ceux de la topographie et des observations systématiques.
les erreurs qu'on pouvait commettre faute de données topographiques exactes.
L'initiateur en géodésie avait été Picard en 1670.En topographie,les progrès furent l'oeuvre de la dynastie des Cassini, famille française d'origine italienne.Le
On a remarqué dans le tableau ci-dessus
Mariotte
-
Paris D'après1
'
auteur 5350045 9
3574 67 3 92
Données réelles ac tue1 les
44320 750
8600 194 556
premier:Jean Dominique(1625-1712)organisa l'Observatoire de Paris.11 fut en rapports étroits avec Mariotte et La Hire.Son fils Jacques(1677-1758) s'intéressa à ia figure de la terre.Son petit-fils, César François, entreprit la carte de la France qui porte son nom.Son arrière-petit-fils,Dominique, comte de Cassini(1748-1845)termina cette carte monumentale.
Pascal avait reconnu l'intérêt des observations régulières et continues pour la pression atmosphérique.C'est ce qu'il appe- lait "l'expérience continuelle"(P1éiade page 463).Ce ne fut pas le moindre mérite des calculs de Perrault et de Mariotte de faire éclater cette nécessité pour
l'observation des facteurs hydrologiques.
l'Observatoire de Paris en 1664 le premier thermomètre et en 1689 le premier pluvio- mètre observé régulièrement (Dettwiller
1970).Ces instruments étaient installés de façon défectueuse:le thermomètre était dans un local abrité de l'extérieur,le pluvio- mètre,placé sur la terrasse de l'observatoire,
sous-évaluait d'environ i5
Z
les hauteurs de précipitations par rapport aux mesures faites suivant les normes actuelles(Renou 1887).
Dès 1640 on disposait de mesures
relativement exactes sur les hauteurs d'eau atteintes par la Seine à Paris lors des crues extraordinaires(G0ubet 1971),mais il faudra attendre 1732 pour la première échelle où on ait procédé à des relevés journalierS.c'est l'échelle de la Tournelle.
On trouvera un exposé des résultats acquis et de leur critique dans la monographie de la Seine déjà citée.
La Hire,l'éditeur de Mariotte,installa à
Ainsi donc les savants du 17e siècle avaient fait des progrès gigantesques et vraiment fondé l'hydrologie scientifique.
Tous les progrès ultérieurs dépendront du développement,du perfectionnement eP de l'exploitation des réseaux d'observation.
Hais il faudra attendre le milieu du 19e siècle paur un nouveau départ sur la base des données accumulées (Darcy y
Paramelle,Belgrand).
Bib liographis
Agence Seine Normandie Les bassins de la Seine et des cours d'eau r,ormads.
Volume I: Ressources d'eau. hsc.5:
Les e a u superficielles.
Paris, Berger Lerrault, 1974.
Aristote.Les me'téorolopiqueu. Trad.fr.
de J.Tricot,Vrin,l955.
Besson,J. L'art et la science de trouver les fontaines cachées sous terre par les moyens autres que les moyens vulgaires
... -
Orléans,1569.North Holland et Londres,l970.
Pars quarta et LXIV:De origlne fontium, Paris 1644.
Biswas ,A.K. History of Eydrology.
Deseartes,R.P&n&pia phitosophiae.
Amsterdam
De twiller, J. EvoZution du climat de Paris.
(Memorial no .52) Paris ,Météorologie Nationale,l970.
Françoi8,J.h science des eaux
...
Rennes,1653.
François, J. L 'art des fontaines.
2e éd.Rennes,1665.
Gassendi ,P .Animadversiones in décimwn libnun Diogeni Laertii. 1649.
Mariotte,E.Tpaité
du
mouvement des eaux et des fluides par feu Magotte.Publié par les soins de W.de la Hire, Paris,1686.
Palissy, B .voir D.iscours admirables de la nature des e a u et de fontaines tant naturelles qu'artificielles. 1580. Edition récente des Oeavres. Paris,chez Blanchard.
Paseal,B.Oeuvres conple'tes éditées par J.Chevaliex avec commentaires et notes.
Paria,Bibliothèque de la Pleiade,1955.
Perrault ,P .De l 'orzgzne des fontaines.
16?4.0n peut se référer aussi 2 Ira traduction en anglais,avec commentaires et notes,due à A.Larocque (Or, the origin of springs b y P.Perrault,Hafnes,New York arid London,1967).
Renou,E.Etudes sur le climat de Paris.
B.C.Méteo. Paris,1887, p.259 5 277.
Tixeront
,
J .Sur un vieux texte hydrologique a t t m b u éa'
Démocrite.Tunis,Service géologique de Tunisie,1973.
Caractéris t-iques ge'nnéra les et caractéz-is t i y & m du régime des stations choisies. Paris,i969.
Paris,
Ann.du
Jubile Marcel Solignac, Unesco,Débit de certain cours d'eau du monde.Vo1.ï:
35
Hydrology in France in the seventeeth century, by J. Tixeront
The aim of this paper is to present the development of the hydrological sciences in France in the seventeenth century.This development can only be understood in the context of general progress of science.
of science.The dispute between the Ancients and Moderns liberated science from the stagnation which had reigned in Europe since antiquity.The conclusions of the dispute were drawn in France especially by Gassendi and Pascal.This is the epoque of enthusiasm for progresS.The modern scientific mind reached maturity with Pascal.To quote his commentator (J. Chevalier,Pléiade,p. 361),"an extreme prudence in the establishment of facts and a prodigious audacity in the conclusions which he draws from those facts distinguish the work of Pascal from all others."
The state of advancement of hydrology at the beginning of the
century is described first.The evolution of the general scientific outlook, of the basic sciences,and the development of hydrology in particular are outlined.
by Bernard Palissy ar the end of the preceding century.His work was continued by J. François,a distinguished engineer and man of common sense,a good professor,technician,and observer,who nevertheless did not reach the quantitative stage,in spite of several praiseworthy attempts.
But the theses of these two scientists were controversed throughout the century,even by Perrault.Mariotte provided the final word to this debate for a long time to come.
and an inspired forerunner.He published the first attempt at evaluating the water balance of a basin,but it is particularly as the creator of soil hydrology that he left his name tq posterity.
Hydrology progressed in the midst of heated discussions.The process of recharge of ground water and of river flow,upheld by François,resisted Perrault's attacks.But the discussion had led Perrault to the discovery of the process of subsurface flow,giving equal importance to reserves of soil water and groundwater.In fact the discussion has continued up to the present,as a major portion of current research is oriented to the
differentiation between what is attributable to the François process and what to the Perrault process.
Much more classical is the work of Mariotte,an excellent physician along the line of Galileo,Torricelli and Pascal.Evident in his work is the team spirit which animated the Paris Observatory and,in a general way,the entire European scientific community.He introduced to hydrology the precision of the physical sciences.His contribution to methods of measurement is remarkable and of interest to the whole of hydrology, particularly the physics of precipitation.
formed.The fundamental bases for future development were firmly estab1ished:understanding of hydrodynamics,methods of measurement, topographical bases, regular and continuous observations.Certain advances took,however,several centuries to germinate.
The 17th century is one of the most fruitful periods in the history Abstract
In terms of quality,the principal facts had already been established
Perrault behaved like a free lance,but he was an able experimenter
It was at the end of the 17th century that scientific hydrology was
L'hydrologie en France au XVIIe siècle, par J. Tixeront
La présente note a pour objet de présenter l'évolution des connaissances hydrologiques en France au 17e siècle. Cette évolution ne peut être bien comprise que si elle est située dans le mouvement scientifique général.
Le 17e siècle est une des périodes les plus fécondes de l'histoire des scienceS.La querelle d e s Anciens et des Modernes a libéré la science de la stagnation qui régnait en Europe depuis 1'Antiquité.Les conclusions de la querelle ont été tirées en France surtout par Gassendi et Pascal.C'est l'époque de l'enthousiasme pour le progrès.L'esprit scientifique moderne acquiert sa maturité avec Pascal.Comme le dit son commentateur
(J. Chevalier,Pléiade, p. 361),"une extrême prudence dans Résumé
36
l'établissement des faits,une prodigieuse audace dans les conclusions qu'il en tire distinguent entre toutes l'oeuvre de Pascal".
On définit d'abord l'état d'avancement de l'hydrologie au début du siècle.Puis on esquisse l'évolution de l'esprit scientifique et celle des sciences de base et enfin les progrès de l'hydrologie.
été établis par Bernard Palissy à la fin du siècle précédent.
Son oeuvre fut continuée par J. François,remarquable ingénieur et homme de bon sens,bon professeur,bon technicien et bon observateur,qui ne franchit cependant pas l'étape quantitative malgré quelques velléités méritoires.Mais les thèses de ces deux savants furent encore discutées tout au long du siècle, même par Perrault.Mariotte mit pour longtemps un point final à cette discussion.
tateur habile et un précurseur génial.11 publia la première tentative d'évaluation d'un bassin de bilan d'eau,mais c'est surtout comme créateur de l'hydrologie du sol qu'il laissera son souvenir à la postérité.
L'hydrologie progressa au milieu de discussions passionnées.
Le processus d'alimentation des eaux souterraines et des rivières défendu par François résista aux attaques de Perrault.Mais la discussion avait amené Perrault à la découverte de son processus d'écoulement hypodermique,faisant intervenir les réserves d'eau des sols au même titre que les réserves des nappes souterraines.
En fait la discussion rebondit à l'époque actuelle OU une bonne part des recherches sont orientées sur la discrimination de ce qu'on doit attribuer au processus François et au processus Perrault.
Beaucoup plus classique est l'oeuvre de Mariotte,excellent physicien,de la lignée de Galilée,Torricelli et Pascal.On reconnaît dans son oeuvre l'esprit d'équipe qui animait l'observatoire de Paris et,d'une façon générale,toute la communauté scientifique européenne.
I1 introduisit dans l'hydrologie la précision des sciences physiques.
Sa contribution aux méthodes de mesure est remarquable,comme dans l'ensemble de l'hydrologie,y compris la physique des précipitations, pour laquelle elle présente un certain intérêt.
l'hydrologie scientifique;les bases de son développement ult'érieur étaient solidement étab1ies:compréhension de l'hydrodynamique,méthodes de mesure,bases topographiques,observations régulières et continues.
Certaines anticipations mirent pourtant plusieurs siècles à germer.
Sur le plan qualitatif les faits principaux avaient déjà
Perrault se comporta en franc-tireur,mais il fut un expérimen-
C'est à la fin du 17e siècle que s'est constituée essentiellement
La hidrología en Francia en el siglo XVII,
En esta nota se presenta la evolución de los conocimientos hidrológicos en Francia en el siglo XVII.No se puede comprender bien esa evolución a menos de situarla en el movimiento cientcfico general.
de las ciencias.la disputa de los Antiguos y los Modernos liberó la ciencia del estancamiento que prevalecía en Europa desde la Antigüedad.
En Francia fueron principalmente Gassendi y Pascal quienes sacaron conclusiones de esa disputa.Es la época del entusiasmo por el progreso.
El espíritu científico moderno alcanza su madurez con Pascal.Como dice su comentador (J. Chevalier,Pléiade,p.361),"La obra de Pascal se distingue de todas las demás por una extrema prudencia en el establecimiento de los hechos,por una audacia prodigiosa en las conclusiones que deduce".
En primer lugar se define el estado de adelanto de la hidrología a principios del siglo.Luego se esboce la evolución del espíritu
científico y ia de ias ciencias fundamental es,^ por Último los progresos de la hidrología.
En el plano cualitativo ,Bernard Palissy habfa establecido los hechos principales a finales del siglo anterior.ProsiguiÓ su obra J. François,
por J. Tixeront
Resumeri El siglo XVII es uno de los períodos más fecundos de la historia
ingeniero notable y hombre de burn sentido,buen profesor,buen técnico y buen observador,aunque no llegó a superar la etapa cuantitativa a pesar de algunas veleidades de mérito.Pero las tesis de esos dos sabios se siguieron discutiendo durante todo el siglo interviniendo en la discusión el propio Perrault.Mariotte puso por mucho tiempo un punto final a esa discusión.
Perrault actuaba como francotirador,pero fue un experimentador diestro y un precursor genial.Public8 el primer ensayo de evaluación de una cuenca de balance hídrico,pero su nombre pasará a la posteridad sobre todo como creador de la hidrología del suelo.
La hidrología progresó entre discusiones vehementes.El proceso de alimentación de las aguas subterrsneas y de los ríos,defendido por François, resisti6 a los ataques de Perrault.Pero la discusión había llevado a
Perrault a descubrir su proceso de caudal hipodérmico,en el que hacía intervenir las reservas de agua de los suelos al igual que las reservas de las capas subterráneas.En realidad,la discusión vuelve a cobrar
actualidad ahora cuando gran parte de las investigaciones se orienta hacia la discriminacich de lo que debe atribuirse al proceso de François y al proceso de Perrault.
de Galileo,Torricelli y Pascal.Se advierte en su obra el espíritu de grupo que animaba al Observatorio de Paris y,en genera1,a toda la comunidad científica europea. Introdujo en la hidrología la precisión de las ciencias físicas.su contribución a los métodos de medición es notable,como en el conjunto de la hidroiogía,comprendida la física de las precipitaciones, para la que ofrece cierto interés.
A fines del siglo XVII nace la hidrología científica.Las bases de sil
desarrollo ulterior estaban sólidamente establecidas: comprensión de la hidrodinámica,métodos de mediciÓn,bases topográficas,observaciones regulares y continuas.sin embargo,algunas anticipaciones tardaron siglos en plasmarse.
Mucho más clásica es la obra de Mariotte,fi/sico excelente,de la estirpe
r x a p o n o r m B O @ p a H u m B
A X . T H K C e p O H 6bITb IIOHRTO TOJibKO B C B R J M C 064m p â 3 B M T M e M HayicM.
UeJIbIO HaCTOffQerO 2tOKJiaAâ RBJiffeTCff n O K â 3 â T b p â 3 B M T M e r M A p O a 0 - C e M H a A U î T O M B e K e , r m , ZCBK H a y m i B XYII B e K e B O Q p a H q m . TO p a 3 ~ n ~ ~ e M o x e T
D I 1 B e K
-
O A M H M 3 a a ~ ó o n e e IIJiOAOTBOpHblX n e p M 0 A O B B pa3- B M T M M H a Y K M . ClTOpM M e X A y C T O P O H H M K a M M â H T M 9 H O C T M i4 C O B p e M e H - H O C T M CIIOCO6CTBOBûJIM O C B O 6 0 X A e H M B H a Y K M OT 3 a C T O R , KOTOpbIfi rOCiiOACTBOBâJi B Espone C aHTMrIHOr0 B p e M R . B O @pâHUMM, rJIaBHHM 0 6 p a 3 0 M 1 r a C C e H A M M naCKaJIeM O ~ J I M 0 6 0 6 4 e ~ n pe3yJIbTaThl 3 ~ 0 1 - 0 C O B p e M e H H a R H a f l H a X MbiCHb AOCTMrJXa C T a A M M 3 p e a O C T M . "qpe3BbI- qâfiHOe ó a a r o p a s y ~ ~ e B YCTaHOBJIeHMM @ â K T O B M YAMBùITeJIbHaR CMe- JIOCTb B BâKJiB)q€?HMRX, K O T O p X e OH p a 3 p a 6 0 T a ~ 1 , OTJiMrIaeT p a ó o ~ n P e a l o ~ ecnopa. TO snoxa s ~ ~ y 3 ~ a 3 m a AJIR nporpecca. C m e H e M iiacKami
nacIcaaR OT B c e x A p y m x " (J. Chevalier, ~ïeipde, p. 361).
B H a s a a e ~ 3 a a r a e ~ c ~ C o c T o R H M e P ~ O B M T M R rIrApoaorMn c na- PaJia XYII B e K a . Aaaee IIPMBOAMTCR 0630p M p a 3 B M T M e HüyrIHOW M M C Z M B o 6 n a c ~ ~ @yHAaMeHTaJIbHblX H a w M B O C O 6 e H H O C T M
-
rMA-p o a o r m .
B K a P e C T B e H H O M OTHOlüeHMM F e p M â p A P M nâJI!4CM ~ M J I M pa3- pâ60TaHbI OCHOBHbIe 3JIeMeHTbI B K O H q e iipeAJìleCTByBQer0 CTOJIBTMR.
@pâHCya, M3BeCTHHfi M H X e H e P , n p O @ e C C O p M MCCJIe~OBâTeJíb iipOAOJi- XMJI er0 p â 6 O T M , H O T B M H e M e H e e H e M O r I I p d T M K KOJIMqeCTBeH- HOfi OUeHKe, H e C M O T P R H a H e K O T O p M e 6 ~ 1 a r O p a 3 y M H M e llOAXOAb1. OC- H O B H M e nOJiOXeHMR 3 T H X A B y X YqeHbIX IiOCJI~MJiùI O C H O B O W AJIR no- a e m m B TeiaeHMe c T o a e T m , B K O T O P U X y q a c m o a a r LI nepo. no- caenriee CJIOBO 6nao C K ~ ~ W a p M o T o M ~ H O B TOM cnope H a noaroe BpeMff.
IiepMMeHTaTOpOM M BAOXHOBeHHbIM nepBOOTKp?dBaTeJIeM. B ony6am.o- B a H H O E M M p a 6 O T e OH BnepBbIe CAeJiaJi IiOiibiTKy OJJeHïCM B O A H O r O 6 a ~ 1 a H C a 6&1CCefiHa, H O er0 K M R , B O C 0 6 e H H O C T M J M 3 B e C T H O iiOTOM- K a M , KBK O C H O B â T e S R YtIeHMR O rMApOJIOrMM 30Hhi a 3 p û U M M .
U H R O IIHTaHMM n O A 3 e M H M X B O A B p e q H O M CTOKe, B TQJïKOBâHMM
nepe B e n c e 6 ~ K a K " a p a H - T M p e p " , H O OH 6nn CnOCO6HaiM KC-
P ~ ~ B M T M ~ r m p o a o m n n p o x o n ~ n o B x a p K M x cnopax. H o H u e n -
39
