Le Rhône et la Saône : pourquoi ils ne se mélangent pas tout de suite

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Le Rhône et la Saône ne se mélangent pas dès leur confluence, à Lyon. Leurs eaux coulent parfois côte à côte et ne se mêlent que lentement, par les tourbillons nés à leur frontière. Parfois, l'une passe sous l'autre et l'eau reste en couches, selon une étude de l'INSA Lyon et d'INRAE (2020). Tout dépend des débits et des écarts de température ou de turbidité (trouble de l'eau).

Pourquoi le Rhône et la Saône ne se mélangent-ils pas tout de suite ?

À la confluence, les deux eaux arrivent côte à côte, séparées par une frontière. Dans certains cas, elles se mêlent par les tourbillons qui naissent le long de cette frontière, là où les deux écoulements glissent l'un contre l'autre : les chercheurs parlent de cisaillement. La frontière reste alors verticale et s'épaissit peu à peu vers l'aval, décrit une thèse soutenue en 2025 et présentée par INRAE. L'étude publiée en 2020 a observé ce cas à Lyon : le mélange y est lent.

Deux eaux qui se rencontrent n'ont pas toujours la même densité. Une différence de densité « due à la température ou à la turbidité » (le caractère plus ou moins trouble de l'eau) est « courante dans les confluences naturelles de rivières », relève la même thèse. Dans ce cas, la frontière peut s'incliner jusqu'à devenir horizontale : l'eau la moins dense passe au-dessus de la plus dense. L'étude de 2020 a aussi observé cette situation à Lyon, où l'eau de l'un des deux cours d'eau passe sous celle de l'autre. Le mélange progresse alors plus vite en largeur, mais pas en profondeur : l'eau reste en couches. Les auteurs de l'étude préviennent que cette superposition peut échapper à une simple observation d'images prises en surface ou par satellite.

Le Rhône et la Saône n'ont pas la même origine. Le Rhône arrive des Alpes suisses après avoir traversé le lac Léman. La Saône, née dans les Vosges, est une rivière de plaine venue de régions arrosées par des pluies océaniques. Les résumés publiés des études ne disent pas laquelle des deux eaux passe sous l'autre à Lyon, ni dans quelles conditions précises.

Qu'ont mesuré les chercheurs à la confluence ?

Deux équipes de Villeurbanne ont étudié le mélange des eaux à la confluence Rhône-Saône : le Laboratoire de mécanique des fluides et d'acoustique (LMFA), rattaché notamment à l'INSA Lyon, et l'équipe d'hydraulique des rivières d'INRAE. L'enjeu est pratique : mieux prévoir comment une pollution se disperse en aval d'une confluence. C'est le sujet de la thèse de Sébastien Pouchoulin, soutenue à l'INSA Lyon le 2 décembre 2019.

Avec quatre coauteurs, il signe un article publié en ligne le 19 octobre 2020 dans la revue Water Resources Research. L'article repose sur trois campagnes de mesure à la confluence : relevés géolocalisés de la conductivité de l'eau et mesures acoustiques. Ce qui ressort de l'article et de la thèse :

  • quand les deux eaux coulent côte à côte, les formules classiques calculent correctement le mélange ;
  • une « brusque stratification verticale » peut survenir sous certaines conditions ; on peut la prévoir en comparant deux durées, celle du mélange par cisaillement et celle de l'ajustement dû à la différence de densité ;
  • le mélange en apparence rapide entraîné par les écarts de densité reste à mieux comprendre et à quantifier, écrivent les auteurs de l'article.

La thèse de 2019 explique aussi pourquoi la distance nécessaire au mélange varie autant d'une confluence à l'autre. Trois paramètres comptent surtout : la force respective des deux courants (les chercheurs parlent de quantité de mouvement), l'angle de leur jonction et le rapport entre la largeur et la profondeur du lit.

Une seconde thèse a prolongé ces travaux. Étienne Dureuil l'a soutenue le 13 octobre 2025 ; menée en collaboration par l'IRSN, INRAE et le LMFA, elle porte sur le mélange de deux écoulements de densité différente. Elle s'appuie notamment sur 17 campagnes de terrain menées sur 4 sites du Rhône, deux confluences avec un affluent majeur et deux rejets d'eau chaude de centrales nucléaires, complétées par des essais en canal de laboratoire. Sur le terrain, un bateau traverse les deux écoulements en amont de leur jonction, puis le Rhône en aval, avec des sondes de conductivité et de température et un appareil acoustique qui mesure les courants.

La fiche de projet de cette seconde thèse (2022-2025) partait d'un constat : « Actuellement il est difficile de prédire le mélange en aval d'une confluence selon les conditions hydrologiques. » Le résumé de la thèse, publié par INRAE pour la soutenance d'octobre 2025, annonce deux nombres sans dimension qui permettent de prédire le mode de mélange dominant selon les vitesses, les profondeurs et les densités des deux écoulements. Leurs valeurs seuils ont été précisées grâce aux campagnes de terrain.

Pourquoi la Saône n'est-elle pas un fleuve ?

Parce qu'elle ne se jette pas dans la mer. Le glossaire de l'eau animé par l'Office international de l'eau (OiEau), avec l'appui de l'Office français de la biodiversité (OFB), définit le fleuve comme un « cours d'eau se jetant directement dans la mer, quelle que soit son importance ». La Saône finit dans le Rhône, à Lyon. C'est un affluent : un cours d'eau qui en rejoint un autre, « généralement plus important », en un lieu appelé confluence. La Métropole de Lyon présente ainsi le Rhône comme « un fleuve » et la Saône comme « une rivière », « principal affluent du Rhône ».

La taille n'y change rien. La Saône est « la première rivière de France par la superficie de son bassin versant », près de 30 000 km², selon « Le Rhône en 100 questions », l'ouvrage collectif de la Zone Atelier Bassin du Rhône (ZABR). Son débit moyen, de 410 à 475 m³/s selon les documents de la Métropole, est du même ordre que celui de la Seine, que la ZABR chiffre à 400 m³/s. La Seine est un fleuve parce qu'elle atteint la mer, la Saône une rivière parce qu'elle s'arrête à Lyon.

Le Rhône et la Saône en chiffres
Repère Le Rhône La Saône
Statut Fleuve Rivière, principal affluent du Rhône
Source Glacier du Rhône, ou de la Furka (Valais, Suisse) Vioménil (Vosges)
Longueur Un peu plus de 800 km 480 km
Bassin versant 96 500 à 97 800 km² Près de 30 000 km²
Débit moyen à Lyon Environ 600 m³/s avant la confluence, 1 030 m³/s après 410 à 475 m³/s
Se jette dans La Méditerranée, par un delta Le Rhône, à Lyon

Sources du tableau : Métropole de Lyon (guide de 2017, livret de 2018) ; ZABR, « Le Rhône en 100 questions » (2008), d'après la Compagnie nationale du Rhône (CNR) pour les débits du Rhône. La longueur et le bassin du Rhône varient selon les documents : 810 km et 96 500 km² pour la ZABR, 812 km et 97 800 km² pour la Métropole.

Dans la langue courante, la limite est moins nette. Le Trésor de la langue française (CNRS) décrit le fleuve comme un cours d'eau important qui se jette « le plus souvent » dans la mer, et admet que « rivière » s'emploie parfois comme synonyme de « fleuve ». La distinction stricte vient des définitions techniques, comme celle du glossaire de l'eau.

La confluence a-t-elle toujours été au même endroit ?

Non. En 43 avant J.-C., la colonie romaine qui deviendra Lyon est fondée sur la colline de Fourvière, « au confluent des voies navigables du Rhône et de la Saône », selon le musée Gadagne. Le point de rencontre des deux cours d'eau, lui, a changé de place au fil des siècles.

Où se rejoignent le Rhône et la Saône, selon les époques
Époque Emplacement de la confluence
Antiquité Plusieurs hypothèses, dont l'actuelle place des Terreaux, au pied de la Croix-Rousse
Du XVe siècle au moins à 1772 À hauteur d'Ainay, au pied des remparts de l'abbaye, face à l'île Mognat
À partir de 1772 Repoussée vers le sud jusqu'à La Mulatière par les travaux de Perrache
Depuis les années 1850 La pointe actuelle, aménagée en « digue séparative »

Sources du tableau : Grand Lyon, Millénaire 3 (Bruno Benoît, 2001 ; Maison du fleuve Rhône, 2007), SEM Lyon Confluence (2002), Ville de Lyon.

Dès 1738, l'architecte Guillaume-Marie Delorme présente au Consulat un projet de « reculement à La Mulatière ». Antoine-Michel Perrache (1726-1779), sculpteur et ingénieur qui a donné son nom au quartier de Perrache, porte à son tour un projet : reporter le confluent d'Ainay à La Mulatière pour créer un quartier neuf. D'abord refusé, ce projet est accepté par le Consulat en 1771, à condition que Perrache le finance entièrement lui-même, selon le musée Gadagne. Les travaux commencent en 1772, d'après la Ville de Lyon et la SEM Lyon Confluence (2002).

Le chantier comprend le recul du confluent et le redressement du cours du Rhône, par un quai, une chaussée et le remblaiement de l'ancien lit. S'y ajoutent une gare d'eau, reliée au nouveau confluent par un canal, et un pont au débouché de la chaussée, détaille la SEM Lyon Confluence. Perrache meurt en 1779 et sa sœur reprend la compagnie. Le pont de La Mulatière, achevé en 1782, est emporté par une crue en 1783, puis reconstruit en 1792.

Le port de la gare d'eau « est un échec » : il est vite ensablé par la Saône, rappelle le musée Gadagne. Le quartier industriel prévu plus au sud ne peut pas être viabilisé, à cause des crues de la Saône qui le submergent. On parle alors des « marais Perrache ». Il faut « sept décennies (1772-1841) » pour achever cette « conquête de la ville sur les eaux », selon la SEM Lyon Confluence.

La pointe actuelle n'est pas celle de Perrache. Elle date des années 1850 : les ingénieurs chargés du domaine fluvial l'ont aménagée en « digue séparative », ce qui a modifié le contour du confluent tracé au XVIIIe siècle, selon la SEM Lyon Confluence. Dans les années 1960, le barrage de Pierre-Bénite, mis en service après la suppression de ceux de La Mulatière et de l'île Barbe, régule le plan d'eau lyonnais.

Les deux cours d'eau n'ont pas eu le même rôle dans l'histoire de Lyon. Pour l'historien Bruno Benoît, « la Saône a été le premier marqueur de l'espace lyonnais ». Le Rhône, lui, « a pendant longtemps été un fleuve frontière » : entre le royaume et le Saint Empire au Moyen Âge, puis entre le Lyonnais et le Dauphiné. Il n'est « pleinement intégré à l'espace urbain lyonnais » qu'en 1852, quand Lyon annexe la Guillotière, sur la rive gauche.

Le Rhône et la Saône ont aussi leurs statues. Les frères Coustou ont sculpté Le Rhône et La Saône, deux bronzes datés de 1719, pour orner le piédestal de la statue équestre de Louis XIV, place Bellecour. Ils ont rejoint en 2021 le musée des Beaux-Arts de Lyon, qui les a intégrés à ses collections. La fontaine Bartholdi de la place des Terreaux, elle, figure la Garonne et ses affluents, selon la Ville de Lyon.

Le Rhône et la Saône montent-ils de la même façon ?

Non, et d'abord pas à la même saison. En amont de Lyon, le Rhône a ses basses eaux en hiver et ses hautes eaux au printemps et en été, nourries par la fonte des neiges et des glaces. La Saône, rivière de plaine, a un régime « exactement inverse » : hautes eaux en automne et en hiver, maigres en été, selon la Métropole de Lyon. Ses eaux d'été sont « extrêmement basses », entretenues pour la navigation par des barrages, note la DREAL Auvergne-Rhône-Alpes. Après la confluence, le Rhône a un régime « équilibré », avec un léger maximum à la fin de l'hiver.

Le rapport entre les débits des deux cours d'eau change donc au fil des saisons. Or la force respective des deux courants est l'un des paramètres qui règlent le mélange, selon la thèse de 2019, et l'étude de 2020 a observé à Lyon des mélanges très différents selon les conditions hydrologiques.

Les grandes crues, elles, naissent des pluies. Les crues dites océaniques, dues aux pluies qu'apportent les vents d'ouest, surviennent en saison froide, surtout d'octobre à mars, et touchent à la fois le Haut-Rhône et la Saône, selon la ZABR. Au pont Morand, à Lyon, les trois plus fortes crues du Rhône relevées de 1900 à 2001 datent de novembre 1944, de février 1928 et de décembre 1918, selon la DREAL (2019).

Leurs crues n'ont pas le même rythme. Sur le Rhône en aval du Léman, une crue se forme en une demi-journée après les pluies. Elle atteint le confluent de l'Ain dans les 24 heures, puis Lyon en moins de 12 heures, et sa phase la plus critique n'y dure en général pas plus de 2 jours, selon la DREAL. La Saône est d'une « remarquable lenteur » : l'eau monte de 2 à 5 centimètres par heure, 10 au plus, et n'atteint des niveaux importants qu'après 5 à 7 jours. Ses hautes eaux peuvent durer de nombreuses semaines.

La plus forte crue connue de la Saône est celle de novembre 1840, selon la préfecture du Rhône. Après des pluies océaniques diluviennes à la fin d'octobre, la rivière monte à 7,50 m au pont de la Feuillée. Ses eaux traversent la Presqu'île de part en part pour se jeter dans le Rhône, et Vaise est noyée sous 3 m d'eau : plus de 240 maisons s'y écroulent, racontent les Archives de Lyon. Le Rhône, monté à 5,25 m au pont Morand selon la préfecture, est alors en décrue, précisent les Archives.

Fin mai 1856, après des pluies de printemps, c'est surtout le Rhône qui déborde. La digue de la Tête d'Or cède, les Brotteaux et la Guillotière sont submergés, et l'on compte 18 morts dans la commune de la Guillotière, selon les Archives de Lyon. Le débit atteint 6 100 m³/s à la confluence Rhône-Saône, selon la DREAL. La Saône monte aussi, à 6,78 m au pont de la Feuillée, selon la préfecture : sa crue, « beaucoup moins importante que celle du Rhône », dure « plus longtemps, près d'un mois », notent les Archives. Le 24 août 1856, les travaux de protection contre les inondations sont déclarés d'utilité publique.

En 1852, une crue de la Saône fait reporter du 8 septembre au 8 décembre l'inauguration de la statue de la Vierge de Fourvière. Selon la Bibliothèque municipale de Lyon, cette crue « semble avoir été peu importante par rapport aux crues dites historiques de 1840 et 1856 ».

Questions fréquentes sur le Rhône et la Saône

Où se rejoignent le Rhône et la Saône à Lyon ?

À la pointe sud de la Presqu'île, au pied du musée des Confluences : selon le musée, les eaux des deux cours d'eau se rejoignent « immédiatement en aval » du bâtiment. Avant les travaux lancés en 1772 par Antoine-Michel Perrache, la confluence se trouvait à hauteur d'Ainay.

Au bout de combien de kilomètres le Rhône et la Saône sont-ils mélangés ?

Les résumés publiés des études menées à la confluence ne donnent pas de distance. Le musée des Confluences parle de « plusieurs kilomètres ». Un document de la Maison du fleuve Rhône, publié par le Grand Lyon en 2007, parle de « plusieurs centaines de mètres ». Aucun des deux textes ne cite de mesure. La distance varie beaucoup d'une confluence à l'autre, explique la thèse soutenue en 2019 à l'INSA Lyon. À Lyon même, l'étude de 2020 a observé des mélanges très différents selon les conditions hydrologiques.

Le Rhône et la Saône débordent-ils en même temps ?

Souvent lors du même épisode, rarement au même moment. La préfecture du Rhône (2008) liste 22 inondations de 1840 à 2001, sans prétendre être exhaustive : 12 touchent à la fois le Rhône et la Saône, dont celles de novembre 1840, de mai-juin 1856 et de novembre 1944. Mais la « stricte concomitance des pointes de crue » des deux cours d'eau est une situation « dont la probabilité est très faible », selon la DREAL Auvergne-Rhône-Alpes (2019). Les crues du Haut-Rhône et de l'Ain arrivent à Lyon cinq jours avant celle de la Saône, selon la ZABR. En crue, le niveau du Rhône à la confluence influence aussi celui de la Saône dans Lyon, note la DREAL.

Le Rhône est-il le plus grand fleuve de France ?

Par le débit, oui : avec 1 700 m³/s en moyenne à l'embouchure, il est « le fleuve français le plus puissant », selon la ZABR. Quatre affluents, l'Ain, la Saône, l'Isère et la Durance, fournissent 55 % de cette abondance. Par ses dimensions, il est en revanche « le deuxième fleuve du pays derrière la Loire », longue de 1 000 km pour un bassin de 117 000 km², selon le même ouvrage.

Lyon a-t-elle trois fleuves ?

Non. Le Rhône est un fleuve, la Saône une rivière. Le « troisième » vient d'un dicton que rapporte l'office du tourisme : « À Lyon, on a coutume de dire que 3 fleuves coulent ici : Le Rhône, la Saône et… le Beaujolais ! »

Sources

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