De la cosmogonie au cycle de l’eau : une histoire des idées

Michel Detay, Gaujous Didier

Description

À travers un rappel des théories scientifiques ou mythiques expliquant la formation de l’univers et de la Terre, nous proposons une reconstitution de l’évolution historique des idées, concepts et outils qui se sont développés depuis l’Antiquité jusqu’à nos jours. Nous distinguons quatre périodes :
. de l’Antiquité au Moyen Âge : du mythe à la mécanique aristotélicienne.
. du XVe à la fin du XVIIe siècle : un nouveau monde. Premiers développements dans la compréhension de l’origine des sources avec Léonard de Vinci, Bernard Palissy et Agricola, et de la mécanique des fluides avec les travaux de Pascal.
. de la fin du XVIIe au XVIIIe au siècle : émergence des sciences de l’hydrologie. C’est avec la contribution de Pierre Perrault sur le bilan hydrologique et d’Edmund Halley sur l’évaporation, que la science de l’hydrologie est née.
. depuis le XIXe siècle : vers le modèle actuel.
Les nombreuses controverses doctrinales qui ont animé la scène hydrologique internationale depuis le XVIIIe siècle mettent en perspective l’évolution des idées. De nos jours, si l’on ne discute plus les traits généraux fondateurs de l’hydrologie moderne, il ne subsiste pas moins des divergences aux interfaces des différentes disciplines (hydrologie, hydrogéologie, hydraulique, limnologie, sciences de l’atmosphère et de l’espace, chimie, physique, biologie…). Bien que le cycle de l’eau soit appréhendé dans son ensemble, au-delà des écoles de pensée, il reste mal maîtrisé. Les étapes de la domestication de l’eau sont loin d’être achevées. Notre compréhension de phénomènes globaux, comme El Niño, demeure partielle. Par ailleurs, à une échelle plus locale, l’impact sur le milieu naturel et le devenir des pollutions dans l’hydrosystème constituent un enjeu majeur pour le vivant.
Publié lors du Colloque International OH2 « Origines et Histoire de l’Hydrologie », Dijon, 9-11 mai 2001.

Sujets

• Hydrogeology
• Hydrogéologie
• EAU
• Water
• Geology
• Cosmogonie
• Cosmogony
• Detay

Informations

• Publié par: mdetay
• Publié le: 16 février 2013
• Nombre de lectures: 64
• Langue: Français

Extrait

Colloque International OH 2 « Origines et Histoire de l’Hydrologie », Dijon, 9-11 mai 2001 International Symposium OH 2  ‘Origins and History of Hydrology’, Dijon, May, 9-11, 2001         

De la cosmogonie au cycle de l’eau : une histoire des idées   From cosmogony to the water cycle:   a history of ideas      Michel DETAY Ondeo, 18 Square Edouard VII - 75316 Paris Cedex 09 (France) [e-mail]  Didier GAUJOUS Eau et Force, 300 Rue Paul Vaillant Couturier - 92000 Nanterre (France) [e-mail]  

      Résumé Le cycle de l’eau tente de rendre comptedu fonctionnement de l’hydrosphère au sein d’un objet unique et compliqué, la Terre, où les milieux de l’atmosphère, dela surface du sol et du sous-sol entretiennent des relations complexes avec d’autres cycles physiques, géochimiques et biologiques. Depuissa formatio n, il y a quatre milliards et demi d’années, la Terre a évolué vers son état actuel. Les océans existaient déjà il y a trois milliards huit cent millions d’années et leur volume avait atteint plus de 90 % du volume actuel à la fin de l’Archéen. Ainsi le cycle de l’eau a, lui-même, une histoire, d’autant plus digne d’intérêt  que, sous sa forme actuelle, c’est une science très jeune. De nombreuses branches des sciences naturelles sont donc intimement liées au cycle de l’eau. À travers un rappel des théories scientifiques ou mythiques expliquant la formation de l’univers et de la Terre, nous proposons une reconstitution de l’évolution historique des idées, concepts et outils qui se sont développés depuis l’Antiquité jusqu’à nos jours. Nous distinguons quatre périodes : de l’Antiquité au Moyen Âge : du mythe à la mécanique aristotélicienne. du XV e à la fin du XVII esiècle: un nouveau monde. Premiers développements dans la compréhension de l’origine des sources avecLéonard de Vinci, Bernard Palissy et Agricola, et de la mécanique des fluides avec les travaux de Pascal. de la fin du XVII e au XVIII e au siècle: émergence des sciences de l’hydrologie. C’est avec la contribution de Pierre Perrault sur le bilan hydrologique et d’E dmund Halley sur l’évaporation, que la science de l’hydrologie est née. depuis le XIX e siècle : vers le modèle actuel. Les nombreuses controverses doctrinales qui ont animé la scène hydrologique internationale depuis le XVIII e siècle mettent en perspective l’évolution des idées. De nos jours, si l’on ne discute plus les traits généraux fondateurs de l’hydrologie moderne, il ne subsiste pas moins des divergences aux interfaces des différentes disciplines (hydrologie,  hydrogéologie, hydraulique, limnologie, sciences de l’atmosphère et de l’espace, chimie, physique, biologie…). Bien que le cycle de l’eau soit appréhendé dans son ensemble, au-

1   © Université de Bourgogne  

Colloque International OH 2 « Origines et Histoire de l’Hydrologie », Dijon, 9-11 mai 2001 International Symposium OH 2  ‘Origins and History of Hydrology’, Dijon, May, 9-11, 2001    delà des écoles de pensée, il reste mal maîtrsié. Les étapes de la domestication de l’eau sont loin d’être achevées. Notre compréhension de phénomènes globaux, comme El Niño, demeure partielle. Par ailleurs, à une échelle pluslocale, l’impact sur le milieu naturel et le devenir des pollutions dans l’hydrosystème constituent un enjeu majeur pour le vivant. Enfin, l’eau fait partie de l’histoire du cosmos. L’étude des glaces extraterrestres fournit un moyen de mieux appréhender l’histoire du système solaire. L’histoire du cycle de l’eau n’est pas terminée. La connaissance et la quantification du cycle de l’eau représentent une des grandes aventures de l’esprit humain.   Abstract The water cycle tries to explain the functi oning of hydrosphere at the heart of a single and complicated object, the Earth, where the atmosphere, sub-surface and underground have complex relations with other physical, geochemical and biological cycles. Since the formation of the Earth, 4.5 Gy ago, it has evolved to its present state. The oceans already existed 3.8Gy ago and with a volume reaching more than 90 % of their present volume at the end of the Archeozoic period. The water cycle therefore has itself a history, all the more interesting in its present form that it is a very young science. Various branches of natural sciences are therefore closely linked to the water cycle. Calling to mind all of the mythical or scientific theories which explain how the Earth and the universe were formed, we proposeto reconstitute the historical evolution of the ideas, concepts and tools which havebeen developed since theAntiquity period to the present. We have divided it up into four periods: from Antiquity to Middle Age: from myth to Aristotelian mechanics. from the Middle Age to the end of the XVII th century: a new world. First developments in understanding the origin of sources with Leonardo da Vinci, Bernard Palissy and Agricola, and hydraulic thanks to the work of Pascal. from XVIII th to the last century: emergence of hydrology. Thanks to the contributions of Pierre Perrault (1611- 1680) on the hydrology appraisal and Edmund Halley (1656-1742) on evaporation, the science of hydrology was born. from the last century: to the present model. Various doctrinal controversies which brou ght the international hydrologic scene to life since XVIII th  century put the evolution of ideas into perspective. Nowadays, if the founding general features of modern hydrology are no longer discussed, divergence to the various discipline interfaces still exist (hydrology, hydro-geology, hydraulics, limnology, atmospheric and spatial atmosphere sciences, chemistry, physics, biology…). Although the water cycle is generally understood beyond the various schools of thought, it has not yet been fully mastered. The domestication stages of water are far from finished. Our understanding of the global ph enomena, such as El Niño, remains partial. Moreover, on a more local scale, the impact on the natural environm ent and the future of pollution in the hydro-system repres ent a major stake for life forms. Finally, water is part of the history of the cosmos. Studying extraterrestrial ice provides a means to better understand the hi story of the solar system. The history of water cycle is not finished. Understanding and quantifying the water cycle is one of the great adventures of the human mind.     1. Théori es mythiques   Les Égyptiens pensaient que le monde était sorti d’une grande masse liquide appelée Noun. « Au commencement le monde était un désert océanique.  Le dieu de lumière apparut sous la forme d’un œuf brilant, qui flotait sur la 

  © Université de Bourgogne  

   * * *

2

Colloque International OH 2 « Origines et Histoire de l’Hydrologie », Dijon, 9-11 mai 2001 International Symposium OH 2  ‘Origins and History of Hydrology’, Dijon, May, 9-11, 2001    nappe aquatique ». En Inde, Brahmânda, l’Œuf du monde, est couvé à la surface  des Eaux. Dans certaines allégories tantriques, l’eau figure prâna, le souffle vital. Chez les Grecs, les eaux primordiales (Oceanos) limitent l’univers. « L’univers  était dans l’obscurité, avec de l’eau partout, sans aurore, sans clarté, sans  lumière », dit un texte maori (Nouvelle-Zélande). Selon les Rig Veda (Inde) : « Il y  avait au début l’obscurité. Tout était en eau ». L’Asie tient l’eau pour le « chaos »  originaire, « la source de toute chose et de toute existence ». La cosmologie  babylonienne représente l’eau sous deux aspects: océan d’eau douce (apsû) sur lequel, plus tard, flottera la terre et la mer salée. Selon une version huronne (Canada) : « Au début, il n’y avait que l’eau : un vaste océan peuplé d’animaux  aquatiques ». « Au début, quand il n’y avait que de l’eau, Dieu et le « premier  homme » se mouvaient sous la forme de deux oies noires au-dessus de l’océan  primordial », dit une légende sibérienne. Dans la tradition judéo-chrétienne, on  trouve dans la Genèse : « La terre était sans forme et vide. L’obscurité s’étendait  à la surface des profondeurs et l’esprit de Dieu se mouvait sur l’étendue des  eaux ».  À ces cosmogonies correspondent les qualités fabuleuses qu’onattribue à l’eau. L’eau est une composante essentielle de la vie et, en tant que telle, cristallise toutes les passions. Source de vie, moyende purification, centre de régénérescence, l’eau hante les cultures humaines.L ao-Tseu ( IV e ou V e siècle avant J.-C.), maître du Tao enseigne que l’eau est l’emblème de la vertusuprême. Dans la Bible, de nombreux passages relatent son importancepour les tribus d’Israël. Abraham et Isaac étaient avant tout célèbres pour leur faculté de trouver de l’eau en creusant un puits. Mais, en marge de ce rôle vital, l’eau est intimement associée à des phénomènes mystiques et inexplicables. Dans tel passage de la Bible, c’est Jésus- Christ qui crée une fontaine pour laver sa tunique près du sycomore de Matarea ; dans tel autre, c’est Saint Pierre qui fait jaillir une source à travers les murs de la prison de Mamertine afin de baptiser deux soldats romains. Parmi les penseurs ioniens du VI e siècle av. J.-C., Thalès de Milet (v. 625-547 av. J.-C.), imagine que l’eau de mer poussée par les vents monte dans le sol et les montagnes pour créer les sources, le dessalement provenant de la filtration. Il supposait que la Terre flottait sur l’eau et expliquait ainsi les tremblements de terre par l’agitation de cet océan souterrain. Il considérait que « l’eau est la cause  matériele de toutes choses » et ambitionnait de métamorphoser les  connaissances dispersées en un savoir rationnel et cohérent, débarrassé de la tutelle des magies. Démocrite (v. 460-370 av. J.-C.) pense également que les tremblements de terre sont dus à l’eau. « Une partie de la Terre est concave, et il  s’y accumule une importante masse d’eau. De cete partie de la Terre sort une  substance subtile et plus liquide que tout le reste, qui, lorsqu’ele est repoussée   par la pression d’une masse d’eau qui s’abat par-dessus, exerce une pression sur la  Terre et la fait   trembler ».  C’est dans le Tartare [Platon (428-348 av. J.-C.)], le plus profond des abîmes de la troisième terre, rempli d’eau et descendant jusqu’aucentre de la terre, que convergent toutes les eaux, celles del’Océan et celles des fleuves. Du

  © Université de Bourgogne  

3

Colloque International OH 2 « Origines et Histoire de l’Hydrologie », Dijon, 9-11 mai 2001 International Symposium OH 2  ‘Origins and History of Hydrology’, Dijon, May, 9-11, 2001    Tartare ressortent trois courants : le Pyriphlégéton d’où sortent les manifestations volcaniques chargées de vapeur, le Cocyte qui se jette dans le lac du Styx et l’Achéron qui donne naissance aux sources et aux fleuves. Parmi les Présocratiques, Héraclite (v. 550-480 av. J.-C.), pensait que l’eau provenait du feu : « En se condensant, le feu s’humidifie ; et, en se resserrant plus  encore, il engendre l’eau ; et quand l’eau se cristalise, ele se change en terre.  Tele est la route descendante. À rebours, la terre se liquéfie, d’ele naît l’eau et de  cele-ci les autres éléments ». Il ramène presque toutes choses à l’évaporation à  partir de la mer. C’est la route montante. Des exhalaisons naissent de la terre et de la mer, les unes claires et pures, les autres obscures. Le feu se trouve alimenté par les exhalaisons claires et pures, l’humide par les autres.   Ainsi, l’eau, comme tous les symboles, peut être envisagée sur deux plans rigoureusement opposés, mais nullement irréductibles, et cette ambivalence se situe à tous les niveaux. L’eau est sourcede vie et source de mort, créatrice et destructrice.     2. Théories scientifiques   2.1. Du mythe à la mécanique aristotélicienne     L’Antiquité est marquée par une intense créativité dans le domaine des idées, aussi bien sur les plans philosophique, mathématique, astronomique que géographique. Sur le plan de la connaissance scientifique générale, toute l’époque est profondément marquée par la pensée d’Aristote (v. 384-322 av. J.-C.). La vision générale du Monde est dépendante de la mécanique aristotélicienne, qui affirme la subdivision entre le monde supralunaire (domaine des astres et de l’éternité) et le monde sublunaire (domaine de la génération et de la corruption), et qui repose sur la théorie des lieux et des mouvements naturels des quatre éléments : la terre, l’eau, l’air et le feu. La première trace de l’origine atmosphérique de l’eau souterraine est attribuée à Homère, aux alentours du premier millénaire avant J.-C., dans l’Iliade (livre 21). Bien plus tard, Thalès (v . 625-547 av. J.-C.), Anaxagoras (500-428 av. J.-C.), Hérodote (484-425 av. J.-C.) et surtout Platon (350 av. J.-C.) soulignèrent l’importance de l’évaporation et des pluies comme étant probablement àl’origine des fleuves et des sources, mais ces philosophes étaient surpris par la taille des rivières en comparaison du faible volume des précipitations. Aristote fut le premier à subodorer les modalités du cycle de l’eau entre l’air et la Terre, sans pour autant appréhender la nature même du phénomène et du stockage souterrain. Aussi, malgré quelques avancées réelles dans ce domaine,deux hypothèses prévalaient quant à l’origine des eaux de sources. La première supposait que l’eau de mer était amenée par l’intermédiaire de fleuves souterrains jusqu’aux montagnes pour y être purifiée avant de ressortir au niveau des sources : « Cete eau amère se filtre, perd son sel, 

  © Université de Bourgogne  

4