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Ponts et aménagements

Eugène Belgrand (1810-1878)

René Coulomb
p. 15-19

Notes de l'auteur

NOTA : Cet hommage rendu à Eugène Belgrand évoque surtout ses études hydrologiques.

Texte intégral

1L’année 2010 était celle du deuxième centenaire de la naissance d’Eugène Belgrand, un ingénieur, un organisateur et un savant, à qui les Parisiens sont redevables d’une amélioration considérable de leurs conditions de vie. Ils ont d’ailleurs donné son nom à une rue du XXe arrondissement.

Eugène Belgrand

Eugène Belgrand

in École polytechnique, Le Livre du centenaire, 1794-1894

2Mais au-delà des travaux entrepris sous le Second Empire et sous l’autorité du baron Haussmann, préfet de la Seine de 1853 à 1870, travaux qui ont assuré sa notoriété, il faut souligner que si Eugène Belgrand s’est consacré à d’importantes réalisations, il a, en même temps, effectué des recherches appuyées sur les expériences vécues et les observations faites lors de ses postes successifs dans l’administration française, ce qui lui a permis d’être élu en 1871 à l’Académie des sciences.

3Après la classe de mathématiques spéciales au lycée Louis-le-Grand, avec le futur mathématicien Evariste Galois (1811-1832), Eugène Belgrand entre en 1829 à l’Ecole polytechnique. Son condisciple à Louis-le-Grand et à l’Ecole polytechnique, Lalanne, précise dans sa notice sur Belgrand (Annales des Ponts et Chaussées, 1881) qu’ils avaient reçus

 « d’un excellent professeur feu M. Richard une instruction qui ne se bornait pas au programme restreint dont on se contentait alors pour l’admission à l’Ecole ».

4Entré comme Lalanne dans le Corps des Ponts et Chaussées, Eugène Belgrand est affecté à sa sortie dans le Puy-de-Dôme, puis dans la Côte d’Or, avant d’être nommé dans l’Yonne à Avallon en 1845.

5Sa vie d’ingénieur de terrain l’a amené à étudier la relation entre la constitution géologique du sol et le régime des eaux, et dès 1846 il présentait à l’Académie des sciences ses études sur la partie supérieure du bassin de la Seine, mémoire dans lequel se trouve le germe de ses travaux scientifiques ultérieurs.

6En 1849, Eugène Belgrand publie la description de la distribution d’eau d’Avallon et en 1851 la carte géologique de l’arrondissement d’Avallon.

7C’est dans l’Yonne que Belgrand fait la connaissance de Georges Haussmann, alors préfet du département. Dans ses Mémoires, ce dernier écrit à propos de Belgrand :

Si je fus étonné de rencontrer dans cet homme grand, chauve dont l’extérieur campagnard n’annonçait pas l’intelligence supérieure, un géologue et un hydrologue des plus forts, il me parut l’être tout autant d’avoir dans son Préfet un adepte ou tout au moins un curieux des deux sciences auxquelles il consacrait ses loisirs. Une sympathie mutuelle s’établit entre nous.

8Nommé en 1852 Ingénieur en chef, Belgrand est affecté à la Navigation de la Seine de Paris à Rouen avant de passer dans les services de la Ville de Paris, dirigés alors par le préfet Haussmann. Il est d’abord chargé du service des eaux, puis de la direction des eaux et des égouts, où il réalise notamment des adductions de sources lointaines du bassin de la Seine, celle de la Dhuis, affluent de la Marne et celle de la Vanne, affluent de l’Yonne ainsi que le réservoir de Montsouris pour l’alimentation en eau de Paris. Il lance également la construction du réseau d’égouts de Paris. Son Mémoire sur les eaux de Paris représente cinq tomes publiés de1872 à 1887.

9Malgré ses importantes responsabilités, il continue ses études et recherches sur le régime des eaux et ce jusqu’à sa mort, par apoplexie, dans son bureau en 1878. Il était d’ailleurs depuis 1854 directeur du service hydrométrique du bassin de la Seine, fonction qu’il cumulait depuis 1867 avec celle de directeur du service des eaux et des égouts de Paris.

10Les études de Belgrand en ont fait le premier ou l’un des premiers hydrologues et hydrogéologues au sens actuel de ces termes. Il faut dire que ses réflexions et ses recherches avaient débuté dès 1832, alors que simple élève-ingénieur en mission à Vitteaux-en-Auxois (Côte d’Or) il fut témoin d’un phénomène météorologique qui lui resta toujours en mémoire :

A la suite d’une forte pluie d’orage, qui dura moins d’une heure, je vis les eaux pluviales ruisseler de toute part, à la surface des coteaux qui bordent la vallée. En un instant, la Brenne éprouva une crue énorme, qui s’éleva au dessus des parapets du pont que nous construisions. Ce pont en remplaçait un autre beaucoup plus petit, qui avait été emporté par une crue... [La Seine, extrait de la Préface]

11Belgrand comprit alors l’insuffisance des règles en vigueur pour le calcul des débouchés des ponts qui ne tenaient pas compte de la nature même des sols. Dès lors il ne cessa pas, durant toute sa vie, de s’intéresser au régime des eaux, aux crues et aux basses eaux des rivières du bassin de la Seine, en cherchant à en définir les lois.

12La véritable « somme »que constitue son livre La Seine publié en 1872, œuvre de toute une vie, a pour sous-titre « études hydrologiques ». Eugène Belgrand justifie dans sa préface le choix de ce sous-titre « qui introduit dans la science le mot nouveau « Hydrologie » en ajoutant :

Je crois que ceux qui liront ce livre reconnaîtront qu’il a un caractère, je n’ose pas dire d’originalité, mais au moins de nouveauté, qui justifie l’emploi d’un mot nouveau.

13Certes, le mot avait déjà été employé. Ainsi, par exemple, dans l’Annuaire des Eaux de la France pour 1851 publié par ordre du Ministre de l’Agriculture et du Commerce et rédigé par une Commission Spéciale constituée de membres de l’Institut et de membres de l’Académie de médecine et de la Société Centrale d’agriculture, on définit (page XVII) le mot hydrologie, en revenant à son étymologie et en lui donnant un sens extrêmement général :

l’hydrologie ou la science qui embrasserait l’eau dans toutes ses propriétés comme dans toutes ses applications, serait une des plus vastes que l’on pût imaginer, et…. elle toucherait à la presque totalité des connaissances humaines : elle exigerait, à la fois, l’art du chimiste et celui de l’ingénieur, la science du cultivateur et celle du physicien, les connaissances du médecin et celles du navigateur.

14Mais l’usage que fait Eugène Belgrand du mot « hydrologie » correspond seul à l’acception actuelle de ce terme. Dans ses études hydrologiques, Belgrand aborde tous les aspects de l’action de l’eau dans le bassin de la Seine, faisant appel à la géologie, à l’étude des sols, à la topographie, à la pluviométrie… Il classe les cours d’eau en deux catégories, donnant le nom de « torrents » aux cours d’eaux des terrains imperméables et celui de cours d’eaux « tranquilles » à ceux des terrains perméables dont les eaux montent et descendent lentement. Il traite des nappes d’eau souterraines, des sources, et de la qualité de leurs eaux. Dans son étude des sources pouvant être amenées à Paris, il n’envisage par contre, comme les Romains (dont il a étudié les réalisations), que des adductions gravitaires même pour desservir les quartiers hauts de Paris, avec néanmoins la construction de siphons pour franchir les vallées – il avait d’ailleurs réalisé pour l’adduction d’Avallon un siphon traversant la vallée du Cousin qui constituait à l’époque avec une dénivelée de 88 mètres un record mondial.

15Belgrand a étudié les étiages du bassin de la Seine, comparant les débits et la pluviométrie, en utilisant des observations remontant à 1719 et celles qu’il avait pu faire à partir de 1854. Il a ainsi constaté que la sécheresse est « loin de tenir seulement à la hauteur de pluie tombée dans l’année » et confirmé ce qu’il appelle la loi de Dausse à savoir que « les pluies de la saison chaude ne profitent pour ainsi dire point aux cours d’eau », en en donnant des exemples. Mais s’il souligne le rôle de l’état de saturation du sol, il ne mentionne pas celui pourtant très important de la végétation.

16Étudiant l’action des forêts sur le régime des eaux, il relève leur effet limité tant sur les crues que sur les étiages. Tout en notant le rôle bénéfique de la végétation (prés, bois et vignes) pour lutter contre le ravinement, il ne semble pas avoir compris le rôle de la végétation dans l’évapotranspiraton, écrivant seulement (La Seine, page 404) :

En été la vaste surface évaporante que forme le feuillage des bois retient la plus grande partie des eaux pluviales.

17Le phénomène de l’évapotranspiration était pourtant connu à cette époque, même si l’on employait un autre terme. Dans l’Annuaire des eaux de la France pour 1851, déjà cité, il est écrit en ce qui concerne l’effet de la pluie à la page XXIII

Une portion pénètre dans le sol ; et celle-ci se décompose encore : 1° en eau évaporée à la surface et rendue directement à l’atmosphère ; 2° en eau absorbée par la végétation et rendue, en partie, à l’atmosphère par la voie indirecte de la perspiration ;

18Ce dernier mot de perspiration est plutôt utilisé en physiologie pour désigner l’eau évaporée par la peau.

19En ce qui concerne les crues, les études de Belgrand se sont appuyées sur les années postérieures à 1854 pour les quelles il disposait d’observations, d’autant qu’il n’a jamais hésité à se déplacer lui-même sur le terrain. Il a ainsi établi que les grandes crues d’été (entre juin et octobre) sont des phénomènes très rares. Il a néanmoins connu une crue en septembre 1866 (la plus importante crue d’été depuis1732) qui s’est élevée à 5,21 m à l’échelle du pont de la Tournelle à Paris, soit plusieurs mètres en dessous des grandes crues d’hiver. Le débit à Paris n’a pas dépassé 1250 mètres-cubes par seconde (soit la moitié seulement de celui de la crue de janvier 1910) à cause des cours d’eau « tranquilles du bassin », alors que l’Yonne et ses affluents (Cure, Serein et Armançon) ont atteint des débits très élevés dont il a lui-même observé les conséquences.

20En ce qui concerne les crues d’hiver, Belgrand n’a connu à Paris qu’une grande crue, celle du 4 janvier 1861, mais il n’a connu aucune crue exceptionnelle et n’a pu étudier ces dernières que grâce à la documentation dont il a pu disposer.

Ouvrage d’art du réservoir de La Vanne, à Montsouris (aujourd’hui Paris XIV°), construit par Belgrand entre 1868 et 1873

Ouvrage d’art du réservoir de La Vanne, à Montsouris (aujourd’hui Paris XIV°), construit par Belgrand entre 1868 et 1873

Photo Association Les promenades urbaines

21En 2010, il a été commémoré la crue catastrophique de la Seine de janvier 1910, survenue quelques décennies seulement après la mort d’Eugène Belgrand, qui avait consacré une importante partie de ses études aux crues dans le bassin de la Seine, en écrivant notamment dans La Seine (page 315) :

par des calculs qu’il me paraît inutile de reproduire ici, on démontrerait que le retour de la crue de 1658 dans les mêmes conditions, c’est à dire par l’effet de deux crues seulement des affluents, exigerait des milliers d’années.

22On a déduit d’une partie de cette phrase que Belgrand n’avait pas attiré l’attention sur le risque de crues exceptionnelles à Paris, ce qui aurait pu alerter les hommes politiques sur les risques d’une crue comme celle survenue en 1910. On n’a malheureusement ni les calculs de Belgrand, ni les hypothèses sur lesquels ils sont basés, mais il avait bien étudié la genèse des crues des différents affluents de la Seine et analysé ses plus grandes crues connues : celle de février 1658, la plus importante ; celle mieux décrite de décembre 1740 ; celle de nivôse an X (janvier 1802) étudiée par Bralle, ingénieur hydraulique en Chef du département de la Seine. Cette crue a été aussi bien observée que celle de 1910, où la documentation (photos, reportages, récits...) est pourtant extrêmement abondante, mais où la plupart des données et relevés, notamment en banlieue, ne sont pas toujours datés et où parfois seuls les maximas ont été relevés.

23Ce qu’il faut surtout souligner c’est qu’en 1910, on n’avait aucun souvenir des crues exceptionnelles de la Seine, dont la dernière remontait alors à plus d’un siècle. Bien que la crue de 1658 ait probablement correspondu à un débit à Paris supérieur à celui de 1910, la Commission présidée par Alfred Picard (X1862, ingénieur général des Ponts et Chaussées, membre de l’Académie des sciences et ancien ministre) et chargée, juste après la crue de 1910, d’en analyser les causes et les conséquences l’a considérée comme la plus grande crue historique de la Seine !

24Il me paraît nécessaire en conclusion, de citer une autre phrase de Belgrand (La Seine, page 319) :

Paris est donc sous la menace incessante d’une inondation, pareille à celles des dix-septième et dix-huitième siècles ; le danger est peu imminent sans doute ; le souvenir des derniers désastres est même si éloigné de nous, que ceux qui parlent de précautions à prendre pour en empêcher le retour risquent fort d’être traités comme des rêveurs et des visionnaires

25Et Belgrand d’indique à la suite les travaux qu’il conseille d’entreprendre pour éviter ces désastres…

26Le lecteur qui s’intéresse aux autres aspects de la vie et de la carrière d’Eugène Belgrand pourra consulter notamment :

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Table des illustrations

Titre Eugène Belgrand
Crédits in École polytechnique, Le Livre du centenaire, 1794-1894
URL http://sabix.revues.org/docannexe/image/992/img-1.jpg
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Titre Ouvrage d’art du réservoir de La Vanne, à Montsouris (aujourd’hui Paris XIV°), construit par Belgrand entre 1868 et 1873
Légende Photo Association Les promenades urbaines
URL http://sabix.revues.org/docannexe/image/992/img-2.jpg
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Pour citer cet article

Référence électronique

René Coulomb, « Eugène Belgrand (1810-1878) », Bulletin de la Sabix [En ligne], 48 | 2011, mis en ligne le 13 mai 2013, consulté le 25 mars 2017. URL : http://sabix.revues.org/992

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Auteur

René Coulomb

Président d’Honneur de la Société Hydrotechnique de France

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Droits d'auteur

© SABIX

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