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L'hydrologie est la science qui étudie lecycle de l'eau dans son ensemble, c'est-à-dire les échanges d'eau entre lesol et l'atmosphère (précipitations et évaporation) mais aussi entre le sol et le sous-sol (eaux souterraines).
LaSuisse a un système hydrologique varié et complexe. Sonclimat qui donne desprécipitations sous forme de neige et de pluie est aussi responsable d'une certaine évaporation de l'eau dans l'atmosphère. L'altitude et le climat permettent la formation et le maintien de nombreuxglaciers qui alimentent descours d'eau appartenant à cinq grandsbassins versants defleuves européens, par lesquels les eaux quittent le pays et rejoignent lesmers. Lagéologie complexe du sous-sol suisse stocke de l'eau appelée « eau souterraine ».
On parle parfois de la Suisse comme du « Château d'eau de l'Europe »[1],[Zryd 1].
La moyenne des précipitations tombant annuellement enSuisse est très nettement supérieure à celle du reste du continenteuropéen[Zryd 2], 1 456 mm d'eau contre 790 mm. Cependant leclimat de la Suisse n'étant pas uniforme, de grandes variations existent d'une région à une autre, les montagnes jouant un rôle très important dans ces disparités. Ces différences se ressentent au niveau desprécipitations et des températures[Bär 1]. Ainsi, enValais, la moyenne annuelle des précipitations est deux fois plus basse que la moyenne nationale[Zryd 2]. Les régions situées sous le vent des massifs montagneux, par rapport aux vents dominants, sont plus sèches que les régions non abritées. Par exemple, la partieromande duplateau et le nord-ouest du pays sont relativement secs, abrités des vents dominants respectivement par leJura et laForêt-Noire d'une part, et lesVosges de l'autre. En Valais on trouve des régions très proches géographiquement mais avec des niveaux de précipitations très différents. LaJungfrau avec 4 140 mm est l'une des régions les plus arrosées du pays alors queStalden, situé à environ 30 kilomètres enregistre 520 mm de précipitations annuelles[Bär 2].
La température de l'air est un facteur influant sur la nature des précipitations ; ainsi avec la diminution de la température en altitude, les précipitations neigeuses sont de plus en plus prédominantes. La neige tombant l'hiver au-dessus d'une certaine altitude, elle doit attendre la fin du printemps pour fondre et s'écouler dans les rivières. Cette situation génère desrégimes hydrologiques avec influences nivales pour de nombreuses rivières.
Les eaux de surface s'écoulent par un réseau de près de 65 000 km decours d'eau[Zryd 2], répartis dans les bassins versants de cinqfleuves européens : leRhin, leRhône, lePô, leDanube et l'Adige. Le réseau hydrologique suisse arrose ainsi lamer du Nord, lamer Méditerranée, lamer Adriatique et lamer Noire. Parmi ces cinq fleuves, seuls deux prennent leur source en Suisse, le Rhin et le Rhône. Pour les trois autres fleuves, ce sont des affluents qui prennent leur source en Suisse.
| Bassin versant | Pourcentage de la superficie de la Suisse[Bär 3] | Principaux affluents en Suisse | Se jette dans |
|---|---|---|---|
| Rhin | 68 % | Aar,Reuss | mer du Nord dans un delta auxPays-Bas |
| Rhône | 18 % | Doubs | mer Méditerranée dans un delta (laCamargue) enFrance |
| Pô | 9,3 % | Tessin | mer Adriatique dans undelta au nord-est de l'Italie |
| Danube | 4,4 % | Inn | mer Noire dans le plus granddelta européen enRoumanie et enUkraine |
| Adige | 0,3 % | Rom | mer Adriatique, au nord dudelta du Pô |
Lemassif du Saint-Gothard et lesglaciers qui s'y trouvent sont le lieu de naissance de nombreux cours d'eau, dont leRhin, leRhône, leTessin, l'Aar ou encore laReuss.
Lesrégimes hydrologiques des différents cours d'eau présents en Suisse ont fait l'objet d'une étude menée par l'Institut de Géographie de l'Université de Berne. Cette étude a concerné 95bassins versants avec des surfaces de 10 à 500 km2. Seize types de régimes ont été identifiés, répartis en trois grandes classes distinctes correspondant à trois aires géographiques du pays. Ces trois classes de régimes sont le régime alpin, le régime du plateau et du Jura et le régime du sud des Alpes. Les régimes alpins sont souvent dominés par l'influenceglaciaire. Le plateau et le Jura sont marqués par des régimes de typepluvial etnival. Pour le sud des Alpes il s'agit de régimes pluviaux avec influence méridionale[2].
Lebassin versant duRhin est le plus vaste deSuisse, couvrant 68 % de la superficie du territoire. Ce bassin versant est dominé par la présence de l'Aar, principal affluent du Rhin en Suisse.
LeRhin prend sa source en Suisse dans lemassif du Saint-Gothard dans lecanton des Grisons. Il ne prend le nom de Rhin qu'à la confluence de deux rivières nommées « Rhin antérieur » et « Rhin postérieur » même si le cours du Rhin antérieur est considéré comme le Rhin. Il suit un parcours du sud-est vers le nord-ouest en passant parIlanz puisCoire où il bifurque vers le nord. Peu après, il récupère les eaux duLandquart sur sa rive droite. Ensuite, il marque lafrontière avec le Liechtenstein puis avec l'Autriche. Il se jette alors dans lelac de Constance et marque lafrontière avec l'Allemagne. ÀSchaffhouse, il passe leschutes du Rhin. Il quitte la Suisse àBâle et marque dès lors lafrontière entre l'Allemagne et la France. Délimitant une bonne partie de la frontière entre la Suisse et ses voisins orientaux et septentrionaux, la majorité du bassin versant du Rhin en rive droite et en amont de Bâle n'est pas situé en Suisse.
À sa sortie deSuisse, àBâle, le débit moyen annuel du Rhin est d'environ 1 000 m3/s (1 079 m3/s mesuré en2007 à la station deRheinhalle[OFEV 1]). À son embouchure dans lamer du Nord, le débit moyen annuel est de 2 200 m3/s mesuré àLobith, Lobith étant la dernière station de mesure avant que le Rhin ne se sépare en différents bras pour former un delta[3].
La surface totale du bassin versant du Rhin est de 185 000 km2, bassin versant réparti entre laHollande, l'Allemagne, laBelgique, leLuxembourg, laFrance, laSuisse, l'Autriche, leLiechtenstein et l'Italie[4]. Sur ce bassin versant, 35 897 km2 se situent en amont deBâle[OFEV 1], dont 24 300 km2 situés en Suisse[5].
| Totalité du fleuve | Amont de Bâle | |
|---|---|---|
| Surface du bassin versant | 185 000 km2 | 35 897 km2 soit environ 20 % |
| Débit | 2 200 m3/s | 1 079 m3/s soit environ 45 % |
Le tableau précédent montre les débits et les surfaces de bassin versant comparés entre la totalité du fleuve et sa partie en amont de Bâle. Bien que le bassin versant ne représente que 20 % en amont de Bâle, le fleuve a déjà acquis près de la moitié de son débit à cet endroit. Cela montre l'influence des zones montagneuses, principalement situées en Suisse mais aussi en Allemagne, en Autriche et au Liechtenstein. Ces zones montagneuses confèrent au Rhin, ainsi qu'à ses affluents montagneux, un débit très variable. Ainsi, en 2006, le débit est de 473 m3/s en janvier et 1 877 m3/s en avril[OFEV 2]. Cette situation est due au fait que lesprécipitations tombent essentiellement sous forme deneige en hiver. Le fort débit du mois d'avril est quant à lui la conséquence de la fonte de ces neiges hivernales.
Le Rhin reçoit des affluents importants en Suisse, notamment laThur en Suisse orientale et l'Aar, principal bassin versant de Suisse centrale. La Thur se jette dans le Rhin peu après les Chutes du Rhin de Schaffhouse.
Le réseau hydrologique de l'Aar est notamment composé de l'Emme, laLimmat, laReuss ou laSarine ainsi que de nombreuxlacs : lelac de Zurich, lelac de Thoune, lelac des Quatre Cantons ou lelac de Neuchâtel. Parmi les affluents de l'Aar, comme laKander et laSarine sur la rive gauche, l'Emme, laReuss et laLimmat sur la rive droite. L'Aar et plusieurs de ses affluents, comme laLinth et la Kander, ont subi des travaux de correction, leurs cours respectifs ont été déplacés ou aménagés.
L'Aar prend sa source non loin duFinsteraarhorn, sommet de 4 274 m d'altitude situé dans le massif de l'Aar-Gothard. Elle contourne ce massif par le nord-est puis alimente successivement lelac de Brienz et lelac de Thoune,Interlaken étant située entre ces deux lacs sur les rives de l'Aar. À la sortie du lac de Thoune, son cours se dirige vers le nord.Berne, la capitale de la confédération, s'est développée dans unméandre de la rivière. Pendant les travaux decorrection des eaux du Jura, son cours a été modifié pour passer dans lelac de Bienne. Elle traverse ensuite leMoyen Pays d'ouest en est pour rejoindre leRhin près deKoblenz enArgovie.
LaKander est un torrent de montagne qui prend sa source dans lesAlpes bernoises. Elle se jette dans lelac de Thoune où elle devient un affluent de l'Aar. Avant lestravaux de déviation duXVIIIe siècle, la confluence se situait plusieurs kilomètres en aval de l'exutoire du lac. En 2007, le débit moyen annuel de la Kander peu avant de rejoindre l'Aar dans le lac de Thoune est de 21,2 m3/s, mesurés à Hondrich (localité deSpiez)[OFEV 3].
LaSarine prend sa source dans lesAlpes bernoises aucol du Sanetsch. Sur le cours de la rivière s'écoulant dans le Moyen Pays s'étend leRöstigraben, littéralement « fossé desröstis ». Cette expression symbolise lafrontière linguistique et culturelle entreSuisse romande etSuisse alémanique. La Sarine se jette dans l'Aar àMühleberg, avant que l'Aar ne rejoigne lelac de Bienne, peu après avoir reçu les eaux de laSingine àLaupen. En 2007, le débit moyen annuel de la Sarine à Laupen est de 58,5 m3/s[OFEV 4].
L'Emme prend sa source au nord dulac de Brienz, elle suit un cours du sud vers le nord à travers l'Emmental et leplateau suisse. Elle se jette dans l'Aar en aval deSoleure, àLuterbach. Avant les différents travaux réalisés sur l'Aar, la confluence de ces deux cours d'eau générait d'importantes inondations dans la région de Soleure et en amont. En1651, une inondation aurait formé un « grand lac de Soleure » entre Soleure et le lac de Bienne. Depuis ces travaux et notamment lacorrection des eaux du Jura, lacondition de Murgenthal fixe un débit limite de l'Aar à ne pas dépasser en aval de la confluence de l'Emme, soit 850 m3/s. En cas de crue, l'Aar est partiellement retenue dans les trois lacs (Neuchâtel,Bienne etMorat) pour décaler dans le temps les deux pics de crues des rivières et éviter que la superposition des pics des crues n'engendre des inondations. En 2007, le débit moyen annuel de l'Emme àWiler est de 13,7 m3/s[OFEV 5].
LaReuss prend sa source à proximité des cols de laFurka et duSaint-Gothard dans le massif de l'Aar-Gothard. Elle forme la vallée d'Urseren, en sort aprèsAndermatt puis rejoint lelac des Quatre Cantons dont elle est l'émissaire. AprèsLucerne, elle se dirige vers le nord et se jette dans l'Aar àBrugg, peu avant la confluence avec laLimmat. En 2007, le débit moyen annuel de la Reuss àMellingen est de 137 m3/s[OFEV 6].
LaLimmat est le dernier gros affluent de l'Aar en direction de la confluence avec le Rhin. Elle nait dans lelac de Zurich, dans lequel se jette notamment laLinth. En 2007, le débit moyen annuel de la Limmat àBaden, enArgovie, est de 96,8 m3/s[OFEV 7].
| Année | Rhin Station de Rekingen | Aar Stattion de Untersiggenthal, Stilli |
|---|---|---|
| 2004 | 402 m3/s | 493 m3/s |
| 2005 | 384 m3/s | 499 m3/s |
| 2006 | 402 m3/s | 599 m3/s |
| 2007 | 413 m3/s | 610 m3/s |
Le tableau ci-dessus montre l'importance de l'apport de l'Aar dans le débit du Rhin. Ces débits sont aussi à rapprocher de celui du fleuve proche de son embouchure, 2 200 m3/s.
Le bassin versant duRhône couvre 18 % de la superficie de laSuisse. Il est composé de deux parties distinctes en Suisse : leDoubs et le cours principal du Rhône. Le Doubs est un affluent de laSaône qui rejoint le Rhône àLyon, enFrance.
Le Doubs est un sous-affluent du Rhône, c'est-à-dire qu'il est un affluent de laSaône elle-même affluent du Rhône. Le Doubs prend sa source en France àMouthe, dans lemassif du Jura. Dans lecanton de Neuchâtel à proximité desVerrières, quelques rivières sont des affluents du Doubs puis, à partir desBrenets, il marque lafrontière entre les deux pays. Dans lecanton du Jura, il forme une boucle dans la région deSaint-Ursanne puis franchit la frontière. Le débit annuel moyen du Doubs àOcourt, avant de rejoindre la France, est de 38 m3/s[OFEV 8].
Le Rhône prend sa source non loin duRhin dans lemassif du Saint-Gothard. Le cours du Rhône débute par leglacier du Rhône dans lecanton du Valais ; il coule ensuite de l'est vers l'ouest à travers ce canton, bifurque vers le nord-ouest àMartigny et rejoint lelac Léman. Entre le glacier et le lac, le Rhône reçoit quantité d'affluents sur ses deux rives sous la forme de torrents de montagne. Cette portion du cours du Rhône a subi demultiples aménagements auXIXe siècle et auXXe siècle.
Le niveau du lac Léman est aujourd'hui régulé par un barrage sur le Rhône situé en ville deGenève à proximité de l'exutoire du lac. Il traverse la ville et lecanton de Genève et entre enFrance àChancy. Entre le lac Léman et Chancy, il reçoit les eaux de l'Arve sur sa rive gauche. Le débit moyen annuel du Rhône à Genève est de 261 m3/s en 2007[OFEV 9].
À sa sortie du territoire suisse, le débit du fleuve est de 358 m3/s[OFEV 10]. Proche de son embouchure dans lamer Méditerranée, ce débit est de 1 700 m3/s[note 1].
LePô ne s'écoule pas lui-même enSuisse mais plusieurs de ses affluents, tous situés sur la rive gauche du Pô, prennent leurs sources dans lesAlpes suisses. EnValais, dans la région deSimplon et deGondo, se trouve laDiveria. Cette rivière est un affluent duToce qui se jette dans lelac Majeur. LeTessin,Ticino en italien, est le cours d'eau émissaire dulac Majeur. Le bassin versant formé par le Tessin et ses affluents couvre une grande partie ducanton du Tessin. La partie aval du lac Majeur est située en Italie. De là, le Tessin part vers le sud et rejoint lePô dans laplaine du même nom, à quelques kilomètres au sud-est dePavie enLombardie. Au sud du canton du Tessin, quelques rivières se jettent dans lelac de Lugano qui se déverse lui-même dans le lac Majeur par l'intermédiaire de laTresa.
Au sud-ouest ducanton des Grisons, leVal Bregaglia est une vallée dans laquelle coule laMera. Après être rentrée enItalie, cette rivière rejoint lelac de Côme. Toujours dans le sud ducanton des Grisons, lePoschiavino passant parPoschiavo est un affluent de l'Adda qui rejoint le lac de Côme puis descend vers le sud et devient un affluent duPô à hauteur deCrémone.
Le Pô coule d'ouest en est dans la partie Nord de l'Italie, laplaine du Pô. Il draine les eaux de la vallée de Simplon et du canton du Tessin par l'intermédiaire du Tessin puis les eaux des vallées sud des Grisons par l'intermédiaire de l'Adda. Il rejoint lamer Adriatique par undelta au sud deVenise.
LeDanube prend sa source enAllemagne enForêt-Noire. Il parcourt l'Europe d'ouest en est et se jette dans lamer Noire par undelta principalement situé enRoumanie. L'Inn ouEn enromanche, un de ses affluents de rive droite, prend sa source aucol de la Maloja au sud-est deSaint-Moritz enEngadine. Son cours est axé du sud-ouest vers le nord-est avant de rejoindre lafrontière austro-suisse à proximité deTschlin. L'Inn passe parInnsbruck à laquelle il donne son nom et rejoint le Danube àPassau en Allemagne. Divers affluents de l'Inn, principalement des torrents de montagnes, forment avec l'Inn un bassin versant d'environ 2 500 km2. En 2007, le débit moyen annuel de l'Inn à Martina, localité deTschlin, est de 39,7 m3/s[OFEV 11].
LeVal Müstair est une vallée située au sud-est de l'Engadine dans lecanton des Grisons. LeRom y prend sa source puis devient un affluent de l'Adige sur sa rive droite. L'Adige prend sa source aucol de Resia non loin dutripoint entre l'Autriche, l'Italie et laSuisse. L'Adige passe parBolzano et descend vers le sud en direction de laplaine du Pô. Il rejoint lamer Adriatique au nord dudelta du Pô.
Le caractère accidenté du relief de laSuisse se prête aisément à la formation delacs. Ainsi le territoire suisse est marqué parla présence de nombreux lacs. La superficie totale occupée par des lacs est de 1 422,4 km2, soit 3,4 % des 41 285 km2 du territoire national[6]. Les plus grands lacs de Suisse sont lelac Léman, lelac de Constance et lelac Majeur, cependant ces lacs sont bi-nationaux donc partagés avec respectivement laFrance, l'Allemagne et l'Italie. Le plus grand lac entièrement suisse est lelac de Neuchâtel.
La Suisse compte quinze lacs d'une superficie supérieure à 10 km2. Parmi ces lacs, seul lelac Léman se trouve sur le bassin versant duRhône, les lacsMajeur et deLugano étant sur le bassin versant duPô. Lelac de Constance est le seul directement sur le cours duRhin, les onze autres lacs sont tous sur le bassin versant de l'Aar, sous-bassin versant du Rhin (lacs deNeuchâtel,Bienne,Morat,Brienz,Thoune,Sempach,Hallwil,Quatre Cantons,Zoug,Walenstadt etZurich).
De nombreux lacs ont uneorigine glaciaire, c'est-à-dire que la formation du lac résulte de l'érosion réalisée par unglacier. Après son recul, le glacier laisse libre une zone accidentée, l'eau remplit les dépressions afin de continuer à s'écouler vers l'aval. Lelac Léman en partie, lelac de Constance, ceux deZurich, desQuatre Cantons, deThoune sont des exemples de lacs glaciaires en Suisse. Il en résulte des lacs généralement assez étroit situés dans des vallées encaissées ; ces lacs sont très profonds. Le lac Léman situé à une altitude de 372 m a une profondeur maximale de 310 m.
Ces lacs se sont formés naturellement, cependant aujourd'hui le niveau de nombre d'entre eux est contrôlé par l'homme. Il est régularisé en aval, soit pour maintenir un niveau relativement constant (lac Léman), soit pour contrôler le débit de certaines rivières (lac de Neuchâtel). Parmi les quinze lacs d'une taille supérieure à 10 km2, seuls quatre ne sont pas régularisés. Il s'agit des lacs deConstance, deWalenstadt, deSempach et deHallwil[Vischer 1].
Des lacs artificiels ont aussi été créés pour la production d'hydroélectricité. Il existe des lacs en plaine, construits dans des vallées fluviales alors très encaissées comme les lacs de laGruyère et deSchiffenen sur le cours de laSarine. Cependant, la plupart des lacs artificiels sont des lacs d'accumulation situés en altitude. Ces lacs sont principalement situés dans lesAlpes, dans les cantons desGrisons et duValais, comme lelac des Dix, avec le barrage poids le plus haut du monde.
Lesglaciers sont des masses de glaces naturelles subsistant d'une année sur l'autre. Ils sont en mouvement descendant dans des vallées,a contrario des calottes glaciaires qui sont positionnées sur un point et s'écoulent dans toutes les directions autour de ce point[Zryd 3]. On trouve de nombreux glaciers dans lesAlpes, notamment en Suisse, principalement situés dans lecanton du Valais.
Depuis1850 et la fin dupetit âge glaciaire, lesglaciers reculent sur l'ensemble de la planète. Ce phénomène de perte de masse est présent en Suisse. Ainsi selon Zryd, « les réserves glaciaires ont littéralement fondu », passant de90 milliards de mètres cubes en 1901 à75 milliards de mètres cubes en 1980 puis45 milliards de mètres cubes en 2003[Zryd 2].
Cependant, les variations d'extension des glaciers ne sont pas un phénomène nouveau. Les glaciers et leurs déplacements ont contribué à la formation de nombreux paysages en Suisse. Lors de la dernièreglaciation, laglaciation de Würm, la Suisse a été en grande partie recouverte par une grandecalotte glaciaire. Au cours de cette période, le dernier maximum glaciaire débute entre 27 000 et 30 000 ansavant le présent[note 2] et s'achève entre 21 000 et 19 000 ans avant le présent[Zryd 4]. Pendant cette période, le glacier du Rhin est descendu jusqu'àSchaffhouse. Leglacier du Rhône mesurait plus de 300 km de long, il était alimenté par quatre centres principaux : l'actuel glacier du Rhône, un second dans la région d'Aletsch, le troisième dans le sud du Valais (Mont Rose), et au niveau de l'actuelle ville deMartigny il recevait une langue glaciaire émanant dumassif du Mont-Blanc. Ainsi, la zone où se situe Martigny était recouverte de 1 500 à 2 000 m de glace[Zryd 4]. Après cette période, les glaciers ont globalement reculé, avec quelques courtes périodes de petites avancées, les maxima d'avancées des glaciers formant desmoraines. On trouve de nombreuses traces de ces moraines dans le paysage suisse.
Lepetit âge glaciaire, de1550-1580 à1850-1860, constitue la dernière période au cours de laquelle les glaciers ont avancé. Depuis la fin de cette période, le climat s'est réchauffé et les glaciers ont perdu en surface et en volume. En 1850, ils occupent une surface totale de 1 800 km2, en 1973 1 300 km2, en2002, il reste 1 050 km2 soit 58 % de la surface de 1850, en 2008, environ 2,5 % de la surface du territoire suisse est recouvert de glace. Quant au volume de glace, il a diminué d'un tiers entre 1850 et 1973 puis de 20 à 30 % les trente années suivantes[Atlas 1].
Au début duXXIe siècle, il reste environ 2 000 glaciers dans lesAlpes suisses. Ils sont principalement situés dans lesAlpes valaisannes (Mont Rose,Dent Blanche, etc), lesAlpes bernoises (Finsteraarhorn,Jungfrau,Aletschhorn, etc), les Alpes de la Suisse centrale et lesAlpes rhétiques (Chaîne de la Bernina,Val Bregaglia). Le plus grand nombre de glaciers se trouve dans des secteurs d'exposition nord-ouest, nord, nord-est ; orientés au nord ils sont plus protégés du rayonnement solaire. Dans des zones à topographie semblable, les glaciers des versants sud sont plus petits que les autres[Atlas 1].
Une forte quantité de l'eau de surface s'évapore sous l'action dusoleil, ainsi près de la moitié desprécipitations s'évapore dans certains endroits duplateau suisse[Zryd 2]. L'altitude est un facteur important pour l'évaporation. Malgré l'augmentation du rayonnement solaire avec l'altitude, la baisse detempérature et la plus longue durée de couverturenuageuse font plus que compenser cette augmentation de rayonnement. L'évaporation est donc plus importante en plaine que sur les sommets[Atlas 2].
Selon la nature dusol, l'évaporation est sensiblement différente. Annuellement, elle est de 616 mm pour laforêt, 436 mm pour lescultures de plaine et de montagne, 434 mm pour les zones construites, 234 mm pour les affleurementsrocheux, 199 mm pour les surfaces consacrées aux transports, 156 mm pour lesglaciers et lesnévés. La moyenne générale, correspondant au territoire de la Suisse est de 484 mm[Atlas 2].
L'eau souterraine désigne l'eau se situant sous la surface dusol, en opposition à l'eau de surface qui formelacs etrivières. On parle alors d'hydrogéologie. La nature, la situation et l'écoulement des eaux souterraines sont définis par la nature géologique des sols considérés[7]. Au milieu duXXe siècle, la connaissance du sous-sol suisse souffrait de lacunes importantes. Elles ont été en partie comblées dans les années 1980 et 1990, notamment par un programme national de recherche[Atlas 3].
Lastructure géologique de la Suisse s'est formée par collision de deuxplaques tectoniques, laplaque eurasienne au nord et laplaque adriatique au sud. Géologiquement, le sous-sol est très complexe et varié avec lesAlpes au sud, leJura au nord-ouest et leplateau entre les deux et au nord[Atlas 3]. D'importantes quantités d'eau sont présentes dans le sous-sol suisse, dans un vaste réseau lié à cette structure géologique. Lelac souterrain de Saint-Léonard, situé enValais, avec ses 300 m de longueur et 25 m de largeur en est un bon exemple.
Chaque année, unhectare du plateau suisse filtre en moyenne quatre millions de litres d'eau souterraine propre[8]. Selon l'Office fédéral de l'environnement, le sous-sol suisse renferme environ cinquante milliards de mètres cubes d'eau[9]. Les eaux souterraines sont, de loin, la principale ressource eneau potable de la Suisse, couvrant 80 % des besoins. En considérant tous les prélèvements (eau potable et industrie), les eaux souterraines couvrent 58 % des besoins[10]. Néanmoins, l’urbanisation et l’extension des infrastructures de transport accentuent la pression sur les zones de protection des eaux souterraines. Les surfaces à proximité des captages d’eau potable étant de plus en plus souvent utilisées ou bâties, elles ne peuvent plus remplir leur fonction protectrice[11]. Selon la société suisse de l'industrie du gaz et des eaux, depuis la fin des années 90, un captage d'eau potable sur trois a dû être fermé[12],[13].
Les populations humaines prélèvent d'importantes quantités d'eau, que ce soit pour les besoins domestiques ou industriels. Chaque année,200 millions de mètres cubes d'eau potable sont prélevés dans les lacs et plus d'un milliard de mètres cubes dans les eaux souterraines. L'industrie en capte500 millions de mètres cubes dans les cours d'eau et lacs, ainsi que100 millions de mètres cubes dans les eaux souterraines[10]. En comparaison, le volume dulac Léman est de89 milliards de mètres cubes.
EnSuisse, les populations se sont installées principalement sur leplateau. Les populations des nombreuses villes créées au bord d'unlac (Genève,Lausanne,Locarno,Lucerne,Zurich, etc) ou d'un cours d'eau (Bâle,Berne,Fribourg, etc.) ont souffert, au cours des siècles, de nombreuses inondations provoquées par la montée des eaux. De plus, différentes maladies telles que lamalaria dont la présence est attestée enSuisse dès leXVIIIe siècle et dont l'origine est alors imputée à des vapeurs empoisonnées provenant des marais ou d'eaux croupissantes, sont propagées dans les zonesmarécageuses induites par les zones inondables[Vischer 2].
Différents travaux degénie civil sont réalisés dans le pays dès le début duXVIIIe siècle à la fois pour lutter contre lescrues, pour éliminer les marécages et protéger ainsi les populations de la malaria mais également pour gagner de nouvelles terres cultivables. Selon Vischer, la fin duXVIIIe siècle marque un tournant dans la conception et dans la réalisation de ces travaux. En effet, l'invasion française de1799 et l'occupation qui s'ensuit apportent au pays de nouvelles structures politiques, telle que laRépublique helvétique, qui permettent d'appréhender plus facilement les problèmes hydrologiques à plus large échelle et de dépasser ainsi les limites desÉtats-cantons de laConfédération des XIII cantons[Vischer 3].
Parmi les grands travaux d'aménagements réalisés, ladéviation de la Kander, réalisée entre 1711 et 1714, a consisté à détourner laKander dans lelac de Thoune pour protéger une zone des inondations de la rivière. Ces travaux ont nécessité de nombreuses corrections par la suite mais ont servi de modèle pour des réalisations comme lacorrection de la Linth ou lacorrection des eaux du Jura. Le cours duRhône a aussi étécorrigé dans sa partie située en amont du lac Léman, deux corrections ont été réalisées entre 1863 et 1894 et entre 1930 et 1960. En 2008, la Confédération annonce le financement d'une troisième correction devant durer entre 25 et30 ans[14].
Au début duXXIe siècle, la protection contre les crues est toujours d'actualité en Suisse. Des inondations, en et, ont provoqué d'importants dégâts dans le pays, principalement sur leplateau. Les crues, des 8 et, ont dépassé les records de débits de nombreux cours d'eau comme l'Aar ou l'Emme. Lelac de Bienne a aussi dépassé son niveau record. Le, leConseil fédéral a estimé que « des interventions d'envergure devront être prises dans les années à venir pour garantir la protection contre les crues » (sic), les conditions météorologiques, au début, ayant démontré que la capacité d'écoulement et de stockage des lacs et cours d'eau était dépassée en de telles circonstances[15].
« Nous devrions parvenir un jour à ce qu'aucun ruisseau ne descende des montagnes sans profiter au bien-être national. »
— 1902,Carl Koechlin[16]
Les cours d'eau suisses sont exploités pour fournir de l'énergie. Pendant plusieurs siècles, des installations au fil de l'eau ont fourni de l'énergie mécanique. Au début duXXe siècle, dans de nombreux endroits du pays, les installations hydrauliques fournissaient encore directement de l'énergie mécanique, ainsi les infrastructures demandeuses étaient très peu éloignés des cours d'eau, tout au plus de quelques centaines de mètres[17].
À partir de1910, la possibilité de transporter l'électricité sur de longues distances a conduit à la construction de lacs d'accumulation dans les Alpes. À cette époque, on a commencé à envisager le pompage turbinage dans les Alpes suisses[18]. De l'eau est pompée en basse altitude puis réinjectée dans des lacs d'accumulation en haute altitude afin de produire de l'électricité aux périodes de pointes de consommation. Par la suite, la Suisse s'est équipée de nombreusesinstallations hydroélectriques, qu'elles soient au fil de l'eau ou en pompage-turbinage. La période pendant laquelle les travaux d'équipement ont été les plus intenses se situe dans les années 1950 - 1970[18]. Au cours de cette période ont notamment été construits lebarrage de la Grande-Dixence et lebarrage d'Émosson.
En2007, la production d'énergie hydraulique est de 130 940 térajoules, soit 57,8 % de la production indigène d'agents énergétiques primaires. Le reste est réparti entre lebois de chauffage, les ordures etdéchets industriels ainsi que d'autres énergies renouvelables (éolien, solaire)[19]. En 2007, les installations hydroélectriques ont produit 36 373 GWh d'électricité soit 55,2 % de la production totale d'électricité en Suisse. Cette production est répartie entre les centrales au fil d'eau (45,5 %) et les centrales à accumulation (54,5 %)[20].
L'Office fédéral de l'environnement (OFEV) est l'office fédéral chargé de la gestion des réseaux d'observations. Cet office dépend duDépartement fédéral de l'environnement, des transports, de l'énergie et de la communication (DETEC). Il met notamment à disposition différentes données (niveau d'eau, température, débit, etc) des stations de mesures sur les cours d'eau et les lacs.
En1863, laSociété helvétique des sciences naturelles créé le Service suisse des eaux sur la demande du conseiller fédéralGiovanni Battista Pioda. Un réseau de stationslimnimétriques et pluviométriques est créé. En 1866, le Bureau central suisse d'hydrométrie est fondé à Berne. Dans les années qui suivent, de nombreuses études hydrométriques sont menées. La Société helvétique des sciences naturelles ne pouvant plus assumer la charge de toutes ces études, les attributions du Bureau central sont placées sous la direction du Bureau fédéral des travaux publics en 1871[21]
En 1891, la société Frei Land adresse à l'assemblée fédérale une pétition pour introduire dans laconstitution fédérale un article relatif à un monopole de l'énergie hydraulique[21] :
« Toutes les forces hydrauliques de la Suisse non encore utilisées sont propriété de la Confédération. Leur exploitation et leur transmission par l'électricité, l'ai comprimé, etc., appartiennent à la confédération. Une loi fédérale règlera tout ce qui concerne l'application de ce monopole et la répartition du bénéfice net qu'il pourra produire. »
L'assemblée fédérale ne donne pas suite à cette pétition mais demande au Conseil fédéral de lui soumettre un projet d'« Étude des connaissances hydrauliques de la Suisse, comme base pour déterminer les forces hydrauliques encore utilisables. » Auparavant le Bureau fédéral des travaux publics avait été remanié et remplacé par l'Inspectorat des travaux publics avec notamment une section hydrométrique. Le le conseil fédéral charge, par arrêté fédéral, cette section des études nécessaires pour juger des potentiels hydrauliques de la Suisse[21].
Dans les années qui suivent la section hydrométrique se développe grandement. En 1908, leDépartement fédéral de l'intérieur est réorganisé, à cette occasion l'Assemblée fédérale décrète la création d'unService de l'hydrographie nationale dont les compétences sont plus étendues que l'ancienne section hydrométrique de l'Inspectorat des travaux publics. Le le Service de l'hydrographie nationale est transformé enService suisse des eaux[21].
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