Un canal est un cours d'eau artificiel, de section ouverte, navigable ou non. Il en existe trois grands types : lit de rivière canalisée, construction d'un canal latéral ensuite rempli avec l'eau de la rivière, ou construction de toutes pièces là où il n’existait pas de cours d'eau. L'eau d'un canal a deux destinations : la circulation de bateaux ou un usage domestique.

Étymologie En français, le mot « chenal », de même origine étymologique que le mot « canal » — du latin canalis dérivé de canna, considéré souvent comme un synonyme, fait référence au lit d'un fleuve, ou à un passage ouvert à la navigationÉtymologie du mot « chenal » sur CNRTLÉtymologie du mot « canal » sur CNRTL. Selon la définition qui suit, on peut distinguer canal artificiel et canal naturel : . Les propriétés géométriques d'un canal artificiel (construit de main d'homme) sont assez régulières, pour un canal naturel, irrégulières.

Généralités On doit distinguer : le canal d'alimentation (aqueduc) ou d'irrigation en zone montagneuse (bief), qui sert à transporter de l'eau, pour lequel il faut assurer un débit optimal. le canal usinier construit principalement pour alimenter des centrales hydroélectriques. le canal de navigation, où l'eau sert à porter des engins de transport (péniches) ou de plaisance, pour lequel on cherche à obtenir la circulation la plus simple de ces bâtiments avec le minimum de débit hydraulique.

Dans les deux cas, le canal sert de conduite canalisant l'eau dont on doit définir la section mouillée permettant le débit nominal ou le passage d'un ou plusieurs engins dont on a défini le gabarit en charge.

Un canal est une machine hydraulique aménagée par l'homme dont le concepteur doit assurer la permanence d'une alimentation en eau suffisante à sa fonction (voie navigable, voie d'alimentation en eau…) au milieu d'un environnement plus ou moins difficile.

Il peut s’agir d’un ouvrage : entièrement artificiel ; partiellement artificiel : le canal relie des étendues d'eau existantes (lacs ou étangs), comme le canal du Rhône à Sète ou le canal de Suez ; d’un fleuve ou d’une rivière canalisé sur tout ou partie de son cours. L’Homme modifie alors les caractéristiques géométriques et hydrauliques d’un cours d’eau, par curages, creusements, rectifications, élargissement (ex : pour « mise à grand gabarit »). La canalisation des grands fleuves (Rhin, Rhône) a été accompagnée de comblements de méandres ou de chevelus pour « canaliser l’eau » dans un cours principal contraint. On a généralement cherché à rendre ce dernier plus rectiligne pour faciliter la navigation, au détriment de la naturalité et richesse écologique et fonctionnelle des zones humides antérieurement présentes ; mixte avec des portions artificielles et des rivières canalisées, comme sur le canal de Nantes à Brest.

Un canal peut être : à niveau, comme le canal de Suez ou le canal de Corinthe ; à pente peu variable, comme le canal latéral à la Loire ou le canal latéral à la Garonne ; à bief de partage, dont le plus ancien construit en France est le canal de Briare et le plus célèbre le canal du Midi.

Les canaux sont généralement d’eau douce, mais le canal de Corinthe ou le canal de Suez, qui ne quittent pas le niveau de la mer, sont salés.

Selon René Musset, dans lesquels étaient aménagés des « pertuis », , qui ont pu remplacer les portes marinières et les pertuis fermés par des poutres ou aiguilles, afin de permettre le passage de radeaux, bateaux et bois flottéMusset R (1938) La canalisation des rivières en France. In Annales de géographie ; Septembre 1938 (pp. 500-504). Armand Colin..

centré|vignette|Sur cette photo un barrage sépare un lac de son canal de décharge, une porte (écluse simple) y est aménagée pour le passage des bateaux ; l'ajout d'une deuxième porte aurait permis de créer un sas d'écluse.

Histoire vignette|redresse=1|Carte du canal des pharaons. En pointillé, on remarque le niveau des eaux du golfe de Suez à l'époque de .

Dès l’Antiquité, puis au Moyen Âge, des berges et des fonds de cours d'eau ont été rectifiés, stabilisés et aménagés, pour empêcher les inondations en cas de crue et pour faciliter la traction (halage) et l’accostage. Des gués étaient aménagés pour permettre aux hommes, au bétail et parfois à des charrois de traverser les cours d'eau.

Le Canal des pharaons, le premier grand canal d'une telle taille, est initié par les égyptiens et mis en service par Darius.

Les canaux à point de partage ou canaux à bief de partage réunissent des bassins et versants différents, voire deux mers différentes, à travers des massifs montagneux ; entre ces deux bassins est situé un , alimenté, nous dit De Rive (en 1835) .

Des barrages munis de pertuis (toujours ouverts, ou bien fermés par des portes ou des « aiguilles » mobiles) permettaient de réguler les crues et de conserver de l'eau en période d'étiage. Ces aménagements étaient complétés par la construction d'embarcadères, quais et chemins de halage, puis à partir du et surtout au par la création d’écluses, parfois d’ascenseurs à bateaux, de ponts-canaux ou de passages en tunnels permettant de diminuer le nombre de biefs, tout en augmentant leur hauteur. Plus , on a aménagé des gares d’eau, des aires de retournement des bateaux (afin qu'une péniche puisse faire demi-tour) et des ports fluviaux.

En Amérique du Nord, la construction de canaux est historiquement plus récente, mais elle fut intense au surtout aux États-Unis et moindrement au CanadaHeisler, J. P. (1980). Les canaux du Canada (Vol. 8). Ottawa, Approvisionnements et services Canada..

En Europe, l'histoire des canaux et de leur maîtrise interfère avec celle de l'agriculture (notamment drainée et irriguée), de l'urbanisation, de l'industrie et des guerres (dont les deux guerres mondiales).

En Allemagne Au haut Moyen Âge, il y avait encore très peu de ponts, mais de nombreux seuils et gués.

Selon Mercator et d'autres sources, l'empereur Charlemagne a tenté de relier le Rhin au Danube par un canal. Selon divers documents et des fouilles archéologiques récentes, la Fosse Caroline a été terminée, puis partiellement comblée ou abandonnée après l'effondrement des berges dès le début du chantier.

En tout état de cause, il doit être considéré comme le premier canal à bief de partage d'Europe et comme le précurseur des canaux du Main au Danube de Louis II de Bavière (1836), puis de sa plus récente version inaugurée en 1992. gauche|vignette|200x200px|Palmschleuse vignette|148x148px|Delvenau canalisée Le premier canal à bief de partage d'Europe opérationnel durablement, a été le Stecknitzkanal (1343). Sur , il empruntait divers petits cours d'eau pour le transport du sel de Lüneburg à Lübeck, à bord de prames, puis au-delà sur la Baltique. Une dizaine de pertuis, mais aussi une écluse circulaire et, surtout, une échelle d'écluse permettaient de « racheter » le bief de partage à seulement au-dessus du niveau de la mer (chute moyenne : ± ). Ces ancêtres de celles à vantaux, d'abord en bois, contribuaient à maintenir le niveau des biefs qui servaient aussi aux meuniers. Ils ont été progressivement remplacés par des ouvrages en maçonnerie.

Le canal lui-même a été rectifié et raccourci à en 1900 (Elbe-Lübeck Kanal). Ce dernier est toujours opérationnel. Après l'élargissement de l'écluse de Lauenburg à une classe supérieure, le programme de modernisation des 8 autres a été abandonné. Comme certains autres canaux « historiques », il est aujourd'hui surtout emprunté par la plaisance.

En France Dans le nord du pays, le canal de Neufossé, creusé il y a mille ans par le comte de Flandre Baudouin V, était originellement une fortification (canal et mur), gardée par trois garnisons. Elle avait mission de prévenir une invasion par l’empereur Henri III du Saint-Empire vers l'Artois, l'Artois étant à l'époque la partie la plus méridionale et la plus à l’abri du comté de Flandre. Ce canal n'a servi à la navigation qu'à partir du . Le premier cours d'eau à avoir fait l'objet d'une transformation en canal aurait été le Lot (équipé de nombreux barrages à partir du et d'écluse à partir du ). Des institutions communautaires et une législation parfois complexe ont été peu à peu élaborées pour le partage des droits d'eau et l'entretien des berges et aménagements, par exemple pour la gestion communautaire des watringues (Nord-Pas-de-Calais) ou celle des canaux de Prades (Pyrénées-Orientales)Ruf T (2002) Sept siècles d'histoire des droits d'eau et des institutions communautaires dans les canaux de Prades (Pyrénées orientales). Histoires d’une eau partagée. Provence, Alpes, Pyrénées, Aix, Presses de l’Université de Provence, 79-100.. Alors que le Rhône faisait encore l'objet d'intenses aménagementsBoutonnet G (1961) Histoire des canaux du Rhône. Ed. Sodirep., en 1938, le Loir était encore (sur ; du « Moulin de la Pointe » à son confluent) , mais à cette époque .

Au , les travaux des ingénieurs Henry Darcy (cf. Loi de Darcy) et Jules Étienne Juvénal Dupuit A. Jules Etienne Juvenal Dupuit et Jules Dupuit (1863) "Études théoriques et pratiques sur le mouvement des eaux dans les canaux découverts et à travers les terrains perméables : avec des considérations relatives au régime des grandes eaux, au débouché à leur donner, et à la marche des alluvions dans les rivières à fond mobile". Dunod (exemplaire numérisé par Google Livres permettent de mieux comprendre les relations qu'un cours d'eau, éventuellement canalisé peut entretenir avec une nappe sous-jacente ou proche (et inversement).

Avec l'invention de la motorisation et pour lutter contre la dégradation des berges par le « batillage » causé par la vitesse des péniches et bateaux à moteurs, de nombreux canaux ont maintenant des berges de béton ou palplanches métalliques.

Finalités autre que la navigation Notamment dans les zones arides du Moyen-Orient (ancienne Mésopotamie et du pourtour de la MéditerranéeBencheikh A & Marié M (1994) Grands appareillages hydrauliques et sociétés locales en Méditerranée : actes du séminaire de Marrakech (octobre 1993). Presses de l’école nationale des ponts et chaussées.), certains canaux étaient prioritairement ou uniquement destinés à l’irrigation (canal d'irrigation ou conjointement à la navigation, comme le canal du Languedocde Lalande J (1996) Des canaux de navigation, et spécialement du canal de Languedoc. APAMP.), au drainage et à la régulation des crues (canal de dérivation). Plus tard des canaux et réseaux complexes de canaux ont aussi été créés pour le transport sur de longues distances d'eau potable ou industrielle, ou pour l'évacuation d'eaux d'exhaure (par exemple en zone d'affaissement minier, de remontée de nappe, ou poldérisées dans le Nord-Pas-de-Calais, en Belgique et aux Pays-Bas).

Plus rarement, ils peuvent servir à la production d’énergie hydroélectrique (canal EDF dans les Alpes-de-Haute-Provence et les Bouches-du-Rhône).

Dans un cas au moins un canal a été originellement construit comme ligne stratégique de défense militaire (le canal de Neufossé, dans le Nord de la France).

À la fin du , un tourisme de plaisance a pris de l'importance sur certains canaux, en grande partie désaffectés par le transport fluvial du fait de leur gabarit devenu insuffisant.

Enjeux et atouts

Les enjeux et atouts liés aux canaux s'expliquent par leur histoire.

Outils de gestion de l'eau : les premiers canaux ont souvent aussi été des canaux de drainage et/ou canaux d'irrigation, en plus de leur vocation de transport de biens, animaux et/ou personnes (ex : canal de Neufossé qui là où il est constitué de l'Aa canalisée draine le réseau des watringues). Les antiques canaux mésopotamiens ou cambodgiens, canal du Midi en France étaient d'abord ou aussi des canaux d'irrigation. En Italie, le grand réseau de canaux de la plaine du Pô qui relient les grands centres entre eux et la mer Adriatique.