28/04/2014

La science de l’eau

31572685-cement-aqua-duct-in-mae-suay-reservoir-in-chiang-rai-thailand.jpgSi l’on s’en tient à la stricte définition d’un dictionnaire, l’hydrologie est la science qui traite des propriétés mécaniques, physiques et chimiques des eaux marines et continentales. D’un point de vue étymologique, l’hydrologie vient du grec Hudòr qui signifie eau et logos qui peut être perçu comme le discours ou plus simplement science.






Définition et étendue de l'hydrologie

Au sens étymologique, l’hydrologie est la science de l’eau ou plus précisément l’étude de l’eau dans la nature ou dans un milieu (Hubert et Réménérias, 2013). Si l’objet de l’hydrologie est donc clairement défini, la difficulté due à la présence de l’eau dans une importante majorité de phénomènes ou de processus terrestres a conduit à son fractionnement en une multitude de disciplines conduisant bien souvent à parler de sciences hydrologiques en lieu et place d’hydrologie. Par conséquent, il existe une multitude de définitions de l’hydrologie qui ont toutes en commun de chercher à préciser, du mieux que cela soit possible, l’objet de cette science. On relèvera par exemple qu’Anctil (2005) rappelle la définition de l’US Federal Council for Sciences and Technology : « L’hydrologie est la science qui étudie les eaux terrestres, leur origine, leur mouvement et leur répartition sur notre planète, leurs propriétés physiques et chimiques, leurs interactions avec l’environnement physique et biologique et leur influence sur les activités humaines. »

Pour sa part, le glossaire international d’hydrologie (OMM, 1992) définit cette science comme : « 1) Science qui traite des eaux que l’on trouve à la surface de la Terre, ainsi qu’au-dessus et au-dessous de leur formation, de leur circulation et de leur distribution dans le temps et dans l’espace, de leurs propriétés biologiques, physiques et chimiques et de leur interaction avec leur environnement, y compris avec les êtres vivants. 2) Science qui étudie les processus qui régissent les fluctuations des ressources en eau des terres émergées et traite des différentes phases du cycle hydrologique.»

andré musy,christophe higy,crues,cycle de l’eau,eaux continentales,eaux marines,évapotranspiration,gestion de l’eau,higy,hudòr,hydrologie,inondations,livre hydrologie,musy,science de l’eauLes sciences hydrologiques sont donc situées au carrefour de plusieurs disciplines et ont pour but de comprendre les mécanismes régissant la distribution de l’eau à la surface de la terre ainsi que les propriétés bio-géo-chimiques de l’eau. L’hydrologie étudie d’une part les flux d’eau et, d’autre part, les réserves hydriques, qu’elles soient de surface, souterraines ou atmosphérique. A ceci s’ajoute encore l’ensemble des processus permettant les échanges entre les réservoirs. Ainsi, de manière similaire à la définition de l’Organisation des Nations Unies, on retiendra dans ce qui suit que l’hydrologie est la science de l’eau et de son cycle sur la terre.





L’hydrologie, une science et un outil

L’hydrologie est non seulement une science géophysique ayant pour objet l’étude scientifique des processus du cycle hydrologique mais aussi un outil permettant de résoudre des proble mes pratiques urgents, comme le souligne l’OMM (2005). Ainsi, et cela peut sembler paradoxal1, l’hydrologie est non seulement une science mais aussi un corpus d’applications ou d’outils pour résoudre divers problèmes induits par la gestion de l’eau.

Interactions et divisions de l’hydrologie

L’hydrologie incluant l’ensemble de l’histoire de l’eau sur notre planète et comportant de nombreuses interactions avec d’autres domaines, a été subdivisée de manière tout à fait logique en plusieurs disciplines. Au même titre qu’il est difficile, comme nous venons de le voir, de définir avec la plus grande exhaustivité le champ couvert par l’hydrologie, ces subdivisions ont fait l’objet de vastes débats. Selon Gray (1972), l’hydrologie peut se subdiviser en cinq domaines scientifiques à savoir :

• l’hydrométéorologie, qui étudie les phases atmosphérique et terrestre du cycle de l’eau et en particulier leurs interactions ;
• la limnologie, qui étudie les lacs ;
• la cryologie, science qui étudie la neige et la glace, soit l’eau sous sa forme solide ;
• la géohydrologie ou l’hydrogéologie qui étudie les eaux souterraines ;
• la potamologie qui est l’étude des cours d’eau.

Chez Lambert (1996), la classification des sous-domaines de l’hydrologie se fait selon les trois phases élémentaires du cycle de l’eau, à savoir la phase atmosphérique (climatologie, météorologie), la phase marine (océanographie ou hydrologie marine) et la phase terrestre (hydrologie continentale). Cette dernière est celle qui nous intéressera pour l’essentiel dans cet ouvrage. Elle se subdivise encore et pour sa part en six domaines, soit :

• l’hydrologie fluviale ou la potamologie qui étudie les fleuves et les cours d’eau ;
• l’hydrologie lacustre ou la limnologie qui étudie les lacs ;
• l’hydrologie nivale ou la nivologie qui étudie la neige ;
• l’hydrologie glaciaire ou la glaciologie qui étudie la glace ;
• l’hydrologie souterraine ou l’hydrogéologie ;
• l’hydrologie superficielle et de subsurface qui comprend l’étude des mouvements d’eau et associés à la surface du sol et dans les premiers horizons du sous sol.


Ces deux exemples montrent, au-delà des divergences de leurs auteurs, un point commun essentiel, à savoir celui de la subdivision des domaines scientifiques à partir de l’observation des phénomènes. On cherche en effet à diviser la discipline en sous-groupes en fonction d’un référentiel essentiellement géographique plutôt que thématique en ce sens que des notions telles que l’hydrologie statistique ou encore l’hydrométrie sont absentes à ce stade de réflexion. Scarpati (2007) pour sa part énumère les sciences relatives à l’hydrologie en prenant en compte le très vaste champ de cette discipline. L’auteur divise ainsi le champ d’investigations selon quatre milieux :

• L’atmosphère : hydrométéorologie, météorologie, climatologie.
• L’hydrosphère : potamologie, limnologie, cryologie, glaciologie, océanologie.
• La lithosphère : agrohydrologie, hydrogéologie, géohydrologie, géomorphologie.
• La faune et la flore : écologie, sylviculture, écohydrologie.

Cette typologie est certes très vaste mais elle ne rend pas encore complètement compte du champ couvert par les sciences hydrologiques. Il nous apparaît important de distinguer – afin de subdiviser l’hydrologie – le milieu dans lequel on se situe ainsi que l’objet spécifiquement étudié. En regard de ce qui a été précédemment évoqué, nous retiendrons deux domaines en vue de subdiviser les sciences hydrologiques. D’une part, l’hydrologie scientifique ou de la nature – en tant que discipline scientifique – qui cherche à comprendre les mécanismes et à expliquer la phénoménologie et les processus.

D’autre part, l’hydrologie opérationnelle ou encore de l’ingénieur, qui conduit à résoudre des problèmes posés par la gestion des eaux au sens le plus large.

Le tableau 1.1 présente une typologie de l’hydrologie en distinguant d’une part ses divers domaines d’étude ainsi que quelques thématiques spécifiques. Par rapport aux classifications introduites auparavant, la paléohydrologie dédiée à l’étude de l’hydrologie au cours du temps a été ajoutée comme nouveau champ d’étude de l’hydrologie.

La paléohydrologie peut être appréhendée comme l’étude des mouvements des eaux anciennes ainsi que de leur distribution spatiale et temporelle. Elle étudie donc les cours d’eau anciens, les lacs ainsi que les interactions entre le climat et l’hydrologie à des époques reculées. Résumée de façon succincte, la paléohydrologie cherche à restituer les paramètres hydrologiques des systèmes fluviatiles du passé (Baker, 2008).

Extrait du titre Hydrologie 1
De André Musy, Christophe Higy et Emmanuel Reynard
Publié aux Presses polytechniques et universitaires romandes

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