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La Sorgue et la Fontaine de Vaucluse.   |
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à mon père
La Sorgue est une rivière du Vaucluse. Elle est alimentée presque exclusivement par la source de la fontaine de vaucluse. Par son débit annuel, de l'ordre de 650 millions de m3.an-1, cette source est la première de France et la cinquième au rang mondial.
Ce débit important a fourni de l'énergie à de nombreuses industries. Ce dont témoignent les roues encore visibles dans la ville de l'Isle sur la Sorgue (10).
La roue du moulin à soie présente une organisation typique (Fig1).
▲ Fig1 : Ouvrage de l'ancienne filature de soie (VL : vanne latérale, G : grille, CL : canal latéral)
L'ouvrage permet de réguler le débit de l'eau qui met la roue en mouvement. En effet la vanne latérale (VL) est réglable et son ouverture diminue le débit vers la roue. Le canal latéral (CL) permet d'évacuer un excès d'eau en période de crue. Enfin la grille (G) protège la roue des débris flottants.
Le mouvement de l'axe de la roue était la source d'énergie mécanique exploitable par l'ancienne filature de soie.
La mise en action des moulins à huile et à blé fut, dès le XIième siècle un des premiers usages de cette force motrice. Mais c'est surtout au cours du XIXième siècle que cette source d'énergie a servi au développement industriel.
La roue du moulin à blé de Milhe (Fig2), mise en service en 1828 est une roue à aubes planes. Ce type de roue a un rendement de l'ordre de 25% qui est amélioré par une vanne réglable située devant la roue (visible sur la vidéo).
Cette vanne fonctionne comme une retenue d'eau et augmente la vitesse du courant sous la roue.
La roue à aubes courbes inventée par J-V Poncelet en 1824 permet d'atteindre des rendements de l'ordre de 80% (Fig3).
Au sens hydrographique, l'île débute au partage des eaux (Fig4) avec la division du lit principal venant du gouffre de Fontaine de Vaucluse.
▲ Fig4: La Sorgue vue du partage des eaux.
(FV = falaises de Fontaine de Vaucluse, LP = Lit principal, SV = Sorgue de Velleron, GS = Grande Sorgue)
À l'arrière plan, vers l'Est on aperçoit les falaises de Fontaine de Vaucluse.
Le lit principal (LP) se divise en 2 bras :
- vers le Nord, à gauche de l'image, ce bras prend alors le nom de "Sorgue de Velleron" (SV)
- vers le Sud, à doite de l'image, ce bras prend alors le nom de "grande Sorgue" (GS).
Cette division du cours crée, entre les 2 bras, une île longue de 25 km et limitée au Nord-Ouest par l'Ouvèze (Fig5). Au cours des siècles, ce territoire a été aménagé par le creusement de nombreux canaux destinés à exploiter la puissance hydraulique ou bien à usage agricole.
▲ Fig5 : Carte du cours de la Sorgue adapté d'après (7)
La ville de l'Isle sur la Sorgue (IS sur la carte) occupe la pointe Sud-Est de la grande île.
En amont du partage des eaux, à l'Est de l'Isle sur la Sorgue, la rivière ne reçoit que trois affluents;
- l'inrajat,
- la folie,
- le ruisseau sainte Catherine.
Ces 3 cours d'eau sont davantage des fossés humides que de véritables affluents.
Le débit de l'inrajat peut cependant augmenter très brutalement en cas de pluies torrentielles.
La Sorgue ; une rivière à l'eau limpide
La qualité des eaux douces peut être évaluée par des indices biotiques comme l'indice diatomées ou l'indice macro-invertébrés ou encore par des mesures physico-chimiques.
Température et demande biochimique en oxygène
La demande biochimique en oxygène (DBO) est la quantité d'oxygène consommée par les micro-organismes pour oxyder les matières organiques de l'eau. C'est donc un indicateur de la pollution organique. Elle est calculée par 2 mesures séparées de 5 jours (DBO5, 20°C, obscurité).
Dureté calcique et pH
La dureté est une mesure des cations bivalents Ca2+ et Mg2+.
Le pH indique l'acidité (pH < 7) ou l'alcalinité (pH > 7) de l'eau.
Charge sédimentaire
La charge sédimentaire est la quantité totale de matières solides (principalement minérales) transportée par un cours d'eau. La charge sédimentaire dépend du débit (en m3.s-1) qui conditionne l'érosion des berges et la quantité d'énergie permettant de transporter la matière.
On distingue :
- la charge dissoute (Cd) est constituée d'ions.
- la charge en suspension (Cs) est constituée par des particules emportées par le courant
- la charge de fond (Cf) est constituée par des grains, des galets ou des blocs qui roulent sur le fond du lit.
Le tableau 1 résume nos mesures et les valeurs de références pour ces différentes grandeurs.
▲ Tab1: Grandeurs physico-chimiques caractéristiques (9).
[Valeurs moyennes (n = 8) ± ICf (5%)]
| Paramètre | Valeur référence (b) |
| Température (°C) | 14 ± 4 |
| Oxygène (mg.l-1) | 10,3 ± 0,8 |
| DBO5 (mg.l-1) | 1,0 ± 0,4 |
| Dureté (°TH) | 28,1 ± 2,7 |
| pH | 8,2 ± 0,08 |
| Charge sédimentaire (Cd+Cs, mg.l-1) |
7,1 ± 3,6 |
Ces valeurs caractérisent les cours d'eau de bonne à très bonne qualité. En particulier la teneur en O2 et la DBO5 montrent un faible taux de pollution organique.
La Sorgue reçoit peu d'affluents. La charge sédimentaire est donc faible et l'eau, filtrée à travers les monts de vaucluse est donc limpide.
Le gouffre de Fontaine de Vaucluse
Cette eau limpide s'écoule d'une source : la fontaine de Vaucluse. En saison sèche l'eau remplit une vasque dans une cavité au pied de la falaise. Cette vasque présente un seuil de débordement à 96,07 m d'altitude. Le débit de la Sorgue est alors de 22 m3.s-1 (Fig7).
▲ Fig7 : Structure et explorations du gouffre de Fontaine de Vaucluse d'après (2)
L'eau provient d'un conduit profond de 315 m dont l'approvisionement est encore inconnu mais suffisant pour assurer des débits régulièrement supérieurs à 22 m3.s-1 (Fig8-a, Fig8-b).
Début mars 2024 le seuil de débordement est dépassé et le débit instantané de la source est d'approximativement 26 m3.s-1. Alors qu'il atteint 50 m3.s-1 à la mi-avril 2025 et 59 m3.s-1 à la mi-février 2026 (4).
Ces variations semblent importantes. Néanmoins le débit moyen est régulier, sans aspect torrentiel et correspond aux précipitations saisonnières typiques d'un climat méditerranéen (Fig9).
En moyenne annuelle, le débit est de 17 m3.s-1
▲ Fig9 : Débits moyens mensuels de la source (Fontaine de Vaucluse) adapté d'après (4)
Même pendant les mois d'été, qui sont les plus secs, la Sorgue maintien un débit de l'ordre de 4 à 7 m3.S-1.
Ceci s'explique par la grande superficie de l'impluvium (*) et par l'origine karstique de la masse d'eau qui alimente la source.
L'impluvium de la Fontaine de Vaucluse couvre une superficie de 1240 km2 et inclut les eaux de pluie et de fonte des neiges du Mont Ventoux, des Monts de Vaucluse et de la Montagne de Lure. Mais le ruisselement est modéré. La plus grande partie de l'eau s'infiltre dans les cavités du karst des monts de Vaucluse.
La circulation de l'eau se fait donc principalement dans les roches du sous-sol.
Le Karst ennoyé des monts de Vaucluse
Un karst est une structure géomorphologique qui résulte de l'érosion, des infiltrations d'eau et du drainage souterrain (3) . Les karsts se développent le plus souvent dans des massifs calcaires comme c'est le cas du massif des monts de Vaucluse (Fig10).
▲ Fig10 : Stratigraphie des monts de Vaucluse d'après (6). La légende a été traduite.
Le bloc Gargasien a été décalé car il n'affleure que sur le flanc Nord du synclinal du Calavon à une altitude inférieure (250 m) au plateau des monts de Vaucluse (650 m).
Le faciès urgonien est défini par la présence de rudistes (8).
La plus grande partie des monts de Vaucluse présente à l'affleurement des roches datant de l'Aptien (-125 à -113 Ma, Crétacé inférieur). De l'Hauterivien (- 130 Ma) à l'Aptien toutes les séries sont en calcaire de perméabilité variable. L'ensemble représente une épaisseur de plus de 1000 m et repose sur l'épaisse (200 m) série valanginienne qui est marneuse et donc peu perméable.
La karstification d'un massif calcaire crée des structures typiques; lapiaz, avens et grottes... résultat de l'érosion.
Mais l'eau qui s'infiltre en profondeur dissout aussi le calcaire et forme des conduits collecteurs qui draînent l'ensemble du massif (Fig11). La couche basale marneuse étant imperméable le massif est saturé en eau et les conduits ennoyés trouvent pour exutoire (**) le gouffre de Fontaine de Vaucluse.
▲ Fig11 : Bloc diagramme des monts de Vaucluse modifié d'après (6)
Ainsi les monts de Vaucluse constituent à la fois un filtre et un réservoir.
Bilan:
Le système formé par le réseau karstique, la Sorgue et la plaine alluviale de Vaucluse est un ensemble qui rend divers services écosystémiques (Costanza et al . ,1997)
En effet;
- La plaine est un domaine irrigable dont le sol riche permet un forte productivité agricole en particulier en matière de fruits et légumes.
- Par le passé la Sorgue a constitué une source d'énergie renouvelable et non polluante. Cette énergie est toujours exploitée par une petite installation hydro-électrique située en amont du pont de Galas.
- Aujourd'hui encore l'impluvium fournit en moyenne et par le seul exutoire de la fontaine de Vaucluse 17 m3.s-1 d'eau potable. C'est une ressource extrêmement précieuse.
- Enfin les nouvelles activités économiques que sont la pêche de loisir et le tourisme bénéficient de la qualité d'un écosystème préservé.
Remarques:
▲ (*) Un impluvium est un système captant et pouvant stocker les eaux de pluie.
▲ (**) En hydrographie, un exutoire naturel ou artificiel est un système d'évacuation de l'eau situé au point de contact entre un réservoir et un cours d'eau
Références: