La ville de Paris était récemment en état d'alerte élevée aux inondations après un déluge de pluie. Les Parisiens regardaient avec une inquiétude croissante la montée de la Seine, les niveaux d'eau qui remontent les jambes de la statue du zouave sur le pont d'Alma au centre de Paris, qui a servi de jauge d'inondation non officielle depuis les inondations dévastatrices de 1910 dans la ville. Heureusement, la menace immédiate pour Paris semble s'éloigner, bien que de nombreuses autres villes le long de la Seine connaissent des inondations généralisées.

Les crues particulièrement sévères de cette année sur la Seine montrent à quel point la relation entre les précipitations et les crues est complexe. Elle renvoie aussi à une évolution critique de l'histoire de l'hydrologie des crues et du cycle de l'eau :car ce fut la montée et la descente de la Seine, en réponse à de fortes pluies, qui a inspiré l'une des grandes percées en hydrologie.

A la fin du XVIIe siècle, un érudit français appelé Pierre Perrault a estimé le débit d'eau dans un affluent de la Seine et l'a comparé aux précipitations dans le bassin versant de la rivière. Ce faisant, il démontra pour la première fois que les précipitations suffisaient à expliquer l'écoulement de l'eau dans les grandes rivières. Son ouvrage révolutionnaire "De l'origine des fontaines" a été publié en 1674. Bien qu'il n'existe aucun récit spécifique, il n'est pas difficile d'imaginer Perrault s'inspirer du spectacle de la Seine à Paris remontant les piles de ses ponts en réponse aux précipitations, comme nous l'avons vu dernièrement.

Ce lien entre les précipitations et le débit des rivières à Paris a été confirmé en 1686 par le physicien français Edme Mariotte, qui a mesuré quantitativement la vitesse dans la Seine près du Pont Royal en observant le passage des bateaux et des débris sur le courant.

La révolution hydrologique

Il est difficile d'exagérer à quel point les idées de Perrault et de Mariotte étaient révolutionnaires. Quand Perrault publie son livre, la théorie grecque antique des quatre éléments essentiels (la terre, air, le feu et l'eau) dominaient toujours. Celui-ci indiquait que tout était composé d'un mélange de ces éléments, avec les proportions relatives incluses dans un objet l'imprégnant de ses caractéristiques spécifiques.

La théorie acceptée du débit fluvial, pendant ce temps, était que l'eau de mer pénétrait dans les cavernes souterraines, où il s'évaporait avec la chaleur de la terre et alimentait des sources, alimentant à nouveau les rivières. Les précipitations étaient considérées comme insuffisantes pour fournir l'eau nécessaire au débit des grands fleuves. Les inondations étaient considérées comme quelque chose d'imprévisible comme les tremblements de terre ou les éruptions volcaniques, hors du contrôle de l'homme et non liés aux processus dans les bassins hydrographiques.

En effet, il a été soutenu qu'il n'y avait pas eu d'autres progrès substantiels en hydrologie quantitative dans le siècle après Perrault et Mariotte. En plus de découvrir le lien entre les précipitations et les inondations, Perrault a également introduit l'idée d'infiltration (précipitation imbibant le sol), débit de base (écoulement d'eau souterraine entraîné par infiltration qui maintient le débit de la rivière en l'absence de précipitations), stockage temporaire des eaux de crue sur les plaines inondables, stockage bancaire, et a jeté les bases de ce qui serait par la suite formulé comme le cycle hydrologique.

Inondations sur la Seine

Parce que nous acceptons désormais comme une évidence le lien entre les précipitations et le débit des rivières, le lien avec les inondations peut sembler d'une simplicité trompeuse. Mais la crue actuelle de la Seine illustre comment des précipitations record ne conduisent pas nécessairement à des inondations record.

Cet hiver a vu le double des précipitations normales de janvier, et les précipitations combinées de décembre et janvier ont établi un record de 50 ans.

Lorsque les précipitations se produisent sur une période prolongée, elles saturent le sol et provoquent un transfert des précipitations futures beaucoup plus rapidement dans le réseau fluvial. Les bassins hydrographiques peuvent être considérés comme ayant une sorte de « mémoire », dans lequel les effets des événements précédents modifient subtilement la façon dont le système fluvial réagira aux événements futurs. Et donc en cas d'inondation, le séquençage et l'ampleur des précipitations sont souvent plus importants que les volumes absolus.

Il semblerait que bien que cet hiver ait été très humide, et aurait fait monter très rapidement le niveau des eaux de la Seine à la suite d'orages, il n'y a pas encore eu de tempête de pluie de fin d'hiver d'une ampleur suffisante pour provoquer de grandes inondations à Paris.

La préoccupation actuelle serait une répétition du modèle des inondations record de 1910 à Paris. Au début de 1910, le bassin versant de la Seine était déjà saturé suite aux fortes pluies du mois de décembre précédent. La Seine avait monté à la suite de ces précipitations avant de redescendre, amener les gens à croire que la menace d'inondation était terminée. Mais en janvier s'ensuivit une grande, événement pluvieux prolongé dans le bassin supérieur gorgé d'eau ; cette eau s'est rapidement transférée dans le système fluvial et a entraîné des inondations généralisées à Paris. Ce n'est pas l'ampleur de l'événement pluvieux qui a conduit à cette inondation record à Paris, c'était plutôt le séquençage et le calendrier des précipitations dans le contexte d'un hiver humide.

Avec le recul immédiat du risque d'inondation cette année, il subsiste un risque que de fortes précipitations dans les prochaines semaines entraînent une réaction rapide et une montée du niveau des rivières de la Seine, aussi bien à Paris qu'ailleurs. Et donc après avoir passé les dernières semaines à regarder nerveusement la Seine, les Parisiens vont désormais jeter les yeux vers le ciel et espérer un mois de février relativement sec.

Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original.