Un cours d'eau est un écoulement terrestre d'eau liquide entre une source et une embouchure ou une confluence avec un débit à module supérieur à zéro. Ce flux d'eau est souvent continu mais il peut être temporaire sur une assez longue durée. Le lieu de cet écoulement est un chenal, généralement naturel. S'il est artificiel, on emploie plutôt le terme « canal ». Un cours d'eau peut être souterrain, et — là où le lit du cours d'eau est un substrat percolant — il peut être lié à des compartiments sous-fluviaux. Il existe quelques cours d'eau sans source.
Il a été montré que la surface cumulée des cours d'eau de la planète avait jusqu'ici été très sous-estimée, ainsi que leur contribution aux émissions de gaz à effet de serre.
Un grand nombre de mots, dans diverses langues dont le français, désigne les différents types de cours d'eau. Certains étant parfois ambigus, l'appellation générique « cours d'eau » est souvent préférée, sauf quand le contexte justifie un terme plus précis, apportant des informations supplémentaires nécessaires.
Histoire Au , les cours d'eau étaient qualifiés par les francophones d'eaux courantes, par opposition aux « eaux stagnantes » jugées moins saines (sources de miasmes…). Depuis plusieurs millénaires, l'Homme cherche à domestiquer, endiguer, contrôler, exploiter certains cours d'eau (notamment comme moyen de déplacement et comme source d'énergie hydraulique via les moulins à eau, puis via les barrages hydroélectriques ou des turbines au fil de l'eau). À la fin du , les cours d'eau trouvent place dans le patrimoine écologique à protéger ou réhabiliter (via le concept de trame bleue en particulier, au sein du réseau écologique et de l'écologie du paysage).
Dans le contexte croisé du réchauffement climatique et des besoins croissants en eau de l'humanité (dont pour l'irrigation agricole et l'industrie), la fréquence et l'intensité des phénomènes d'assèchement augmentent dans de nombreuses régions du monde, de même paradoxalement que la fréquence et gravité des inondations dans certaines régions (en raison de changement d'usages de sols notamment).
Typologie Rigole : peut désigner un filet d'eau s'écoulant en surface ou un sillon où s'écoulent les eaux de ruissellement ou de drainage ; peut aussi désigner un cours d'eau artificiel plus ou moins important destiné à alimenter un canal. Ru, ruisselet : tout petit ruisseau, de faible largeur (inférieure à un mètre), souvent au démarrage d'un écoulement. Ruisseau : petit cours d'eau, ni très large ni très long, alimenté par des sources naturelles d'eau, souvent affluent d'un étang, d'un lac ou d'une rivière. C'est la taille plus que le débit qui fait la différence entre un ruisseau et une rivière. Torrent : cours d'eau au débit rapide et irrégulier, situé sur une pente plus ou moins prononcée, sur des terrains accidentés ou en montagne. Lors d'orages ou de pluies violentes, les torrents peuvent connaître des crues très brutales (rapides dans le temps) et très importantes (en volume). Principalement, on applique ce terme aux cours d'eau de montagne, au lit rocheux et encaissé, et ayant un débit rapide et pérenne. Dans les Pyrénées, ces cours d'eau portent le nom de gaves (Gave de Pau). Dans les Alpes, le mot « nant » est parfois utilisé (Nant Noir, Bon Nant). Dans le Massif des Vosges on parle souvent de « goutte » pour désigner les torrents. Oued (synonymes wadi, arroyo) : terme d'origine arabe désignant un cours d'eau temporaire dans les régions arides ou semi-arides. Son écoulement dépend des précipitations et il peut rester à sec pendant de très longues périodes. Ravine : désigne les cours d'eau des îles tropicales, se jetant dans la mer, et pouvant connaître des débits extrêmement importants à la suite de fortes pluies (principalement durant les cyclones tropicaux). Leur lit peut être très large et profond. Rivière : en hydrologie, ce terme désigne un cours d'eau moyennement important, à l'écoulement continu ou intermittent, suivant un tracé défini et se jetant dans un autre cours d'eau, un lac, une dépression ou un marais. En géographie physique, ce terme désigne un cours d'eau faiblement ou moyennement important, recevant de l'eau d'autres cours d'eau tributaires (les affluents), et se jetant dans un cours d'eau de plus grande importance. Fleuve : cours d'eau important, long et au débit élevé, comptant de nombreux affluents et se jetant dans la mer (ou parfois dans une mer intérieure). Les fleuves côtiers sont de petits cours d'eau se jetant directement dans la mer. Endoréique : qualifie le drainage d'une dépression fermée (aboutissant à une étendue d’eau continentale). Exoréique : qualifie le drainage d’une dépression ouverte (aboutissant à la mer ou un océan). Cours d'eau non permanent (« intermittent ») : dans certaines régions (vallées sèches, zones arides, régions très froides, zones de nappes fluctuantes, zones karstiques avec systèmes de siphons naturels) ou dans certaines circonstances (sécheresses, drainage, pompages excessifs), des cours d'eau peuvent n'être actifs que quelques jours, semaines ou mois par an. Cours d'eau souterrains : certains cours d'eau coulent en souterrain à travers des roches calcaires (karsts). En système karstique, un cours d'eau peut posséder des sections souterraines et d'autres en surface. Quand le flot émerge depuis l'intérieur vers la surface, c'est une résurgence ; quand il disparaît de la surface et s'enfonce vers un réseau souterrain, c'est une perte. Cours d'eau supraglaciaires (par opposition au cours d'eau sous-glaciaire) : Ce sont les rivières ou fleuves qui se forment et s'écoulent directement en été sur les calottes glaciaires et la banquise. Ils rejoignent directement la mer ou, souvent, ils perforent la couche de glace et rejoignent le dessous de glaciers qu'ils peuvent lubrifier dans leur déplacement vers la mer. Les cours d'eau supraglaciaires transfèrent de l'eau froide ou chaude, reliant le climat à l'hydrologie sous-glaciaire, laquelle influe sur le glissements de glaciers, le vêlage d'icebergs, la montée de la mer les flux de méthane sous-glaciaire émis en périphérie de la calotte polaire..
On parle aussi de systèmes « lotiques » (caractérisé par du courant) par opposition aux systèmes « lentiques » (faible courant ou eaux stagnantes ; mares, étangs, lac, réservoirs, bras-morts).
Éléments et géomorphologie
Amont et aval La partie plus élevée du cours d'eau par rapport à l’observateur s'appelle l’amont, la partie moins élevée s'appelle l'avalCes deux mots sont attestés en ancien français vers 1080 dans la Chanson de Roland. A mont et a val, selon la prime écriture de ces locutions, signifient respectivement "en haut, vers les haut(eur)s ou vers le mont" et "en bas, vers le val ou la vallée". Dans le cas d'aval, il existait une variante avau, qui subsiste dans l'expression rabelaisienne "à vau l'eau"..
Il faut se tourner dans le sens de l'écoulement du cours d'eau (de l'amont vers l'aval) pour définir la rive droite et la rive gauche d'un cours d'eau.
Bras
Un bras est une partie d'un cours d'eau reliant souvent deux entités hydrographiques. On distingue : le « bras principal », le « bras secondaire », le « bras-mort » (où l'eau ne circule plus)..
Confluent
Cours supérieur, moyen et inférieur
vignette|center|redresse=2|Représentation schématique du système fluvial constitué par le cours supérieur (1), moyen (2) et inférieur (3).
Embouchure
Les fleuves se terminent par un estuaire, où l'eau salée et l'eau douce se mélangent. Quand ils charrient des volumes importants de sédiments, ils se divisent auparavant en formant un delta (Amazone, Yangtsé, Nil, Rhône, Danube, Rhin-Meuse).
Lit
Le lit désigne tout l'espace occupé, en permanence ou temporairement, par un cours d'eau. On distingue le lit majeur du lit mineur, ce dernier étant la zone limitée par les berges. Le lit majeur est l'espace occupé par le cours d'eau lors de ses plus grandes crues.
On attribue à Brunetto Latini., encyclopédiste médiéval, la première utilisation du terme lit pour désigner l'espace occupé par un cours d'eau : « La rivière semble dormir, mais il lui arrive de sortir de son lit »Vazken Andréassian. Pourquoi les rivières débordent-elles ? Les Petites Pommes du Savoir, . Éditions Le Pommier, 2005..
Méandres
Un méandre est une boucle formée par le cours d'eau.
Il peut être l'expression d'un cours (parfois provisoirement) plus paresseux au passage d'une pente moyenne à une pente faible, soit que le lit traverse un plateau de faible dénivellation, soit que le lit s'approche du littoral. Le méandre est alors pour le cours d'eau une zone de dissipation d'énergie hydraulique, et de dépôt de sédiment là où le courant ralentit quand le lit allonge et/ou élargit son parcours. Dans une telle configuration (on parle généralement de « style fluvial » de type « méandre »), le cours d'eau forme des méandres successifs qui acquièrent des caractéristiques ondulatoires (longueur d'onde, amplitude, sinuosité notamment) dont les paramètres dépendent de l'énergie hydraulique de l'écoulement morphogène et de la nature des sols traversés.
Dans des terrains « érodables », les méandres formés peuvent sur creuser le substrat (sédimentaire en général) et/ou rapidement migrer transversalement ou longitudinalement, ou encore les deux à la fois. En région de plateau, une succession de méandres peut s'inscrire dans les roches dures ( méandres de la Seine).
Le rescindement des méandres (quand les deux parties amont et aval se rejoignent) provoque la création de bras-morts appelés « délaissés » dans le contexte des cours d'eau navigables. À l'endroit précis où le « court-circuit » a lieu, l'écoulement d'eau après se fait perpendiculairement au sens originel, ce qui accentue la migration du méandre immédiatement en aval. Une rivière où observer ce phénomène est la rivière de l'Aigle, en Outaouais, au Québec46°22'N 76°O. Si on compare la carte topographique de 1990 aux photos aériennes récentes, on observe au moins quatre nouveaux méandres délaissés, dans les 20 derniers kilomètres de la rivière.
Rives
Source
Profil En fonction de l'altitude des principaux points d'un cours d'eau (de sa source à son embouchure) et en fonction des distances qui séparent ces différents points, il est possible de représenter le profil d'un cours d'eau. Ce tracé permet de représenter la « pente du fleuve » et d'éventuelles ruptures de dénivellation (seuils, sauts, cascades…). Un modèle numérique de terrain permet maintenant de représenter et numériser un bassin versant entier.
Partage des eaux
Hydrologie
L'étude des cours d'eau est généralement nommée hydrologie, bien qu'il faille en fait distinguer : l'hydrométéorologie qui étudie le cycle de l'eau et notamment la transformation des pluies en débits ; l'hydraulique qui étudie plus spécifiquement les écoulements, et notamment la transformation des débits en hauteurs et vitesses de courant dans un lit ou une vallée ; l'hydrogéologie qui étudie les écoulements souterrains.
Écologie Un cours d’eau fait partie d’un écosystème aquatique, le plus souvent lotique, parfois fragile. Selon ses caractéristiques géographiques, géomorphologiques, hydrologiques, il abrite une flore et une faune spécifique, souvent très diversifiée s'il est resté relativement naturel et peu pollué.
Tout cours d'eau du fait de sa morphologie, ses variations saisonnières de hauteur et de courant, ses connexions avec divers habitats naturels (connexes ou non) et via sa faune associée est un facteur important de distribution des plantes et de la faune dans le paysage Illichevsky, S. (1933). The river as a factor of plant distribution. The Journal of Ecology, 436-441..
Au sein de la géomorphologie, l'hydromorphologie est donc un domaine important de l'écologie du paysage.
Il existe trois types de courants : lentique (courant faible), lotique (courant rapide) et hyporhéique (courant souterrain, sol saturé en eau).