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Naissance d’une science : la Géomorphologie à travers la question des formes du

Naissance d’une science : la Géomorphologie à travers la question des formes du relief Auteur : Rodolphe Dehard, licencié et agrégé de géographie. Janvier 2012 Introduction Aujourd’hui, il semble évident, à la lumière de nos connaissances scientifiques, que les formes de relief résultent d’un ensemble de mouvements tectoniques et de divers processus érosifs influencés par le climat, la nature géologique, la biologie et l’homme. Ces formes de relief prennent place sur une échelle de temps aussi bien courte et rapide que longue et lente. Si cette conception est aujourd’hui partagée par tous au point que la géomorphologie semble ne plus rien avoir à découvrir, le chemin fut long pour y arriver. Nous allons nous efforcer dans ce petit essai de retracer les grandes évolutions et révolutions de la science géographique ayant trait aux formes du relief, à savoir la géomorphologie. Ce parcours s’effectuera de l’âge moderne à nos jours, à travers les grands hommes qui ont marqué la géomorphologie et leurs faits d’armes les plus marquants. Il s’agit donc bien d’une discussion sur une branche spécifique de la géographie physique et non d’autres sciences telle que la géologie. Nous emprunterons néanmoins parfois cette voie de la géologie puisque celle‐ci a, comme nous allons le voir, déterminé de façon non seulement directe mais aussi indirecte l’histoire de la géomorphologie. L’importance du contexte historico‐scientifique des époques que la discipline a traversé est indéniable, puisque comme nous allons pouvoir le vérifier, la science géomorphologique a évolué et s’est construite en fonction des autres sciences dites « naturelles » mais aussi en fonction des innovations techniques et des grands courants philosophiques de la Science en général. 1697 : Les premiers pas de la géomorphologie sous l’angle des processus de Gugliemini & des ingénieurs lombards Nous prenons, volontairement, la Science Moderne comme point de départ à notre discussion. Nous aurions, bien sûr, pu démarrer notre discussion avec la géographie d’Hérodote, d’Homère et de Strabon. Nous aurions pu également prendre comme point de départ les conceptions grecques Neptunisme et Vulcaniste ayant esquissé l’origine de la terre. Toutefois, nous avons choisi de débuter notre exposé en 1697 après la remarquable période d’expérimentation des ingénieurs artisans de la Renaissance tels que par exemple, Leonardo de Vinci (1452‐1519) et Evangelista Torricelli (1608‐1647). Guglielmini est un ingénieur italien qui fut l’un des premiers à faire de la géomorphologie par l’étude des processus d’écoulement des eaux. Gugliemini marque les premiers pas de la géomorphologie. Guglielmini est un mathématicien expérimentateur de l’Université de Bologne. Il s’intéresse à l’hydraulique, la chimie, la cristallographie, la médecine, l’astronomie et la physique. Mais comme une grande majorité des ingénieurs lombards et bolonais, ses recherches sur les cours d’eau viennent de son intérêt de la mécanique des fluides et du constat qu’il fait suite aux inondations récurrentes qu’il observe en Lombardie. Guglielmini publie son livre intitulé « Della Natura de’Fiumi ». Plus qu’un expérimentateur, Guglielmini utilise la science pour l’appliquer aux processus naturel qu’il observe. Il a été par exemple le premier scientifique a montrer l’existence d’un état d’équilibre uniforme entre le cours d’eau sur un plan incliné (qui augmente sa vitesse) et la résistance active de son lit (Corradi 2003). 1754 : Le système de Philippe Buache En 1754, le géographie français Philippe Buache(1700‐1773) 1er Géographe du Roi, élabore le système des montagnes, selon lequel ces dernières constitueraient l’armature du globe terrestre. Entre ces montagnes, les terrains s’affaissent pour former des bassins. Du point de vue géomorphologique, sa vision est particulièrement intéressante puisqu’il divise le territoire par bassins hydrographiques séparés par des lignes de crêtes. Cette façon d’appréhender le terrain lui permet de faire le lien entre largeur des rivières, taille des vallées et volume montagneux. Philippe Buache est en outre connu pour avoir dressé la carte de l’Antarctique avant même que celle‐ci ne soit découverte. Ce qui lui fit une réputation quelque peu obscure, voir mystique alors qu’il s’est surtout appuyé sur les observations et récits de marine pour imaginer un continent glacé qui libèrerait des icebergs en fonction de sa superficie propre. From the «Architecture hydraulique» to the «5Óence des ingénieurs» 641 }I>, <> Figure 8 Belictor: L 'Architecture Hydraulique (1737-39) As the Ita]ian Schoo] of experimenta] hydrau]ics we remember a great number of scientists and among them we mention Ottaviano Cametti (1711-] 789) (Cametti ]777) and Nicco]o Carletti (II ha]f of 17th) (Carletti ]780)< In this scientific context, it' s very important to remember the researches of Jacopo Riccati (1676-1754) on the prablem «to determine the force caused by tluid bodies crashing into solid bodies» (Riccati 1742) or, also, his studies «on the ]aws of tluid resistance to delay the motion of so]id bodies» (Riccati ]722)< The Guglielmini' s works and his «Epistola hydrostatica» (Guglie]mini ]731) written by Domenico Guglie]mini (1655-1710) in 173] ha ve to be remembered. And we also remind Anton-Maria Lorgna (1735-1796) and his researches on running waters (Lorgna ]777), Antonio Rocchi (1724-1780) and his studies on measurement of bodies velocity and strength in motion and his application to hydrostatic prob]ems (Rocchi 1775), Gregorio Fontana (1735-1805) and his dissertation upon hydrodynamics, on the motion of a body in a resistant medium, on the waterproof of channels (Fontana 1802), on the water pressure in motion into vessels, tubes and pipes, on the effect of centrifuge force on tluid motion (Fontana] 803), and the mature studies carried out by Louis Lagrange at the early eighties of 18th century (Lagrange 1781; Lagrange ]781-85). Finally, we have to mention the translation of Hydrodynamics treatise of abbé Charles Bossut (1730-]814) by Gregorio Fontana (Fontana 1785) in ]785. In France, after the important studies begun by Mariotte and le Chevalier Samuel Morland (1625-1695) (Mor]and 1685), we remember the scientific work of C]aude Antoine Couplet (1642-] 722) on the resistance of pipes subject to great pressure, and then the very editorial effort of Bernard Forest de Belidor (1693-] 761), who published an important encyclopaedic treatise on Architecture hydraulique (2 volumes in 4 tomes) where he thouroughly investigate on subjects related to hydraulic engineering and construction machinery (hydrauJic whee], watermill, windmin, suction pump, water pump, hydrauJic pump, vessels, tubes, pipes, and others topics as mari time construction as weirs, dams, channels, river ports, and others). The difficult field of mechanica] science was a challange for many other scientists who obtained a ]arge number of interesting resuJts. Henri de Pitot (1695-1771) invented an instrument to measure running water; Antoine Chézy (17] 8-] 798) expressed a mathematica] formula for the evaluation of water ve]ocity in a channel under constant running water. This formula is still in use in applied hydraulics< John Smeaton (1724-1792), a famous English engineer, was invo]ved in experimental hydraulics; Charles Borda (1733-1799) carried out severa] laboratory tests on tluid resistance and on liquids' eftlux fram one or more orifices in a vessel. Charles Bossut (1730-] 814) conducted extensive studies on hydrodynamics (Bossut ]775) and on experimental hydraulics (Bossut 1795); Pierre Louis Georges Du Buat (1734-1809) studied various phenomena re]ated to tluid motion through pipes and channe]s and so he described veIocity of water eftlux fram an orifice, pipes resistance under constant pressure and then he deve]oped a semi-empirical method to evaluate channe]s' cross section in accordance with Chézy' theory< Finally, we mention the contributions of Giovanni Battista Venturi Figure 1 : Dispositif expérimental de Belidor "L'architecture Hydraulique" (1737-39) source : http://www.sedhc.es/biblioteca/actas/CIHC1_061_Corradi%20M.pdf Figure 2 : Carte de l'Antarctique dressée par Buache 1780 : L’Abbé Giraud Soulavie et le seuil de positivité Dans son « Histoire naturelle de la France Méridionale » (1780‐1784), l’Abbé ingénieur Géographe Soulavie pratique une première « géographie physique ». Soulavie est précurseur du "transformisme" de Lamarck («Philosophie zoologique» 1809) et des actualistes, puisqu’il pense, après avoir observé les volcans éteints du Masif Central, que le relief n’est pas un élément fixe dans le temps et que ces formes de terrains évoluent comme les vallées se creusent suite à l’action de l’érosion fluviale. Soulavie, arrêtera subitement ses publications scientifiques en 1885, après avoir fait face à l’opposition de son collègue l’Abbé Barruel. Même si, comme nous le constatons, l’évolution des connaissances en géomorphologie est encore lente, nous remarquons l’apparition d’une vision nouvelle de l’origine des formes du relief qui n’est plus immuable et fixé dans le temps. C’est ce que Calvet, Giusti & Gunnel (2007) considèrent comme étant le franchissement du seuil de positivité de la géomorphologie qui prend son autonomie vis‐à‐vis des processus qui, jusqu’à présent, représentaient des questions techniques de terrain telles que les inondations pour les ingénieurs lombards. 1792‐1795 : Les Neptunistes et les Vulcanistes Conrad Malte‐Brun constate que seules deux opinions géologiques prédominent à cette époque, les Neptunien avec le géographe allemand Abraham Werner (1792) et les vulcanistes avec le géographe anglais James Hutton (1795). Les Neptuniens avec Werner sont tenant d’une explication des formes du relief très ancienne, déjà avancée par les Egyptiens et les Hébreux sous la forme du déluge universel, venant d’une formation aqueuse de la terre. Selon eux, la terre était à l’origine couverte d’eau. Les terres se seraient formées suite à une sorte de dessèchement (précipitation, uploads/Geographie/ histoire-de-la-geomorphologie.pdf