DU JAILLISSEMENT DES EAUX DES PUITS FOBÉS - OU FONTAINES ARTÉSIENNES
§ 33i. Suivant quelques physiciens, la théorie des eaux jaillissantes des fontaines artésiennes a été rapportée, tantôt à celle des jets d’eau , et tantôt à celle des siphons, un puits foré n’étant, dit-on , que la seconde branche d’un grand siphon , dont la première branche est le cours souterrain que suivent, entre des couches imperméables, des eaux comprimées, provenant de pays plus élevés que celui dans lequel est établi le ’ puits foré. (PI. I, fig. I et 2 .)
§ 3^3a. Suivant d’autres, ce puits ne peut et ne doit être considéré que comme un tube qui montre la pression de l’eau sur une couche terreuse oii pierreuse, à laquelle le puits foré aboutit.
§ 333. M. Dickson de New-Brunswick, après avoir établi qu’au moyen des puits forés on peut
se procurer de l’eau en quelque lieu que ce soit, et qu’elle s’élèvera à la surface de la terre, indépendamment de toute pression gravitante, dit que des masses d’eau précipitées dans les abîmes de l’intérieur de la terre en sont rejetées à sa surface par une force expansive innée, par l’action dû feu central; et plus loin il admet, pour seconde cause de l’ascension des eaux, l’effet de la capillarité, ne faisant point attention que, si cette action peut ramener des eaux souterraines à la surface, elle ne peut déterminer leur jaillissement (i). '
§ 334. Suivant M. Azaïs, le jaillissement des eaux des puits forés semble déroger à toutes les lois communes, et l’explication ne peut s’en trouver que dans le principe universel , V expansion. « Car, dit*-il, tout corps qui recèle dans ses parie très centrales un foyer d’expansion cerné par « des enveloppes plus ou moins épaisses, plus ou « moins condensées , est un corps en état de « ressort, ce qui veut dire en état d’effort con- « tinu contre la résistance de ces enveloppes « mêmes. Tl travaille sans cesse à les écarter,' à « les briser, à les dissoudre, et ne pouvant y par- « venir, il exerce du moins son action expansive
(i) Voyez dans l’article des Puits for^s des fttats-Unis, p, 66, l’opinioo de Dickson.
Dh
« sur les substances intérieures : il les agite, les « divise, les atténue et les projette autant qu’il « lui est possible à travers les pores des enve- « loppes extérieures; cette action de ressort et de « transpiration est dans la nature X action vitale « première et essentielle». Après avoir distingué trois espèces de transpirations, savoir, i° la transpiration vitale y qui émane desrégioi traies de notre planète , et lance au dehof voie de rayonnement , les. fluides subtils, que le calorique , le fluide magnétique^ ^électricité y etc.; 2 ° la trànspiration mofenne qui émane des régions intermédiaires et lance, sous forme vague et demi-impétueuse, les divers gaz dont se compose la masse atmosphérique; et 3° la transpiration faible ou indolente qui émane des couches les plus rapprochées de l’enveloppe, une molle transsudation sous forme de sueur, et sous. forme aqueuse. M. Âzaïs dit que, semblable à notre sang qui, par ^impulsion du foyer central, fait constamment effort pour s’exhaler, en fournissant à notre transpiration habituelle, et* qui jaillit sous le coup de lancette au moment qu’elle rompt l’enveloppe qui le retenait, l’eau centrale jaillit sous le coup de sonde en obéissant au principe univer.sej i\e. X expansion\\').
I ) A ce» égard , M. Azaïs , après avoir fait observer que dans
^ 335. Dans son Recueil industriel manui'aclurier, M. de Moléon a inséré un article sur l’Essai publié à New-Brunswick par Dickson qui lui a été communiqué par un de ses correspondans <le Londres. Ce correspondant dit que, sans discuter le fond de la question , il se hasardera à dire que, dans son opinion, les eaux qui jaillussent d’une profondeur de 4o« ou 5oo pieds
rpnsem)>le du globe, chacun des trois modes de transpiration conservant toujours -in même mesure , il émane toujours de son sein les mêmes quantités de fluide subtil, de gaz et d’eau, il s’ensuit que partout où l’on précipite la transpiration aqueuse, à l’aide d’un puits fore, ou d’une saignée, on lui donne une intensité locale, on ne fait que dévier au profit de cet écoulement particulier, une masse plus oU moins étendue de la transpiration aqueuse qui allait s’efTectuer lentement , péniblement, et sous forme très-divisée par les pores de l’enveloppe. Ainsi on substitue un torrent étroit, mais rapide et soutenu, à une fumigation vague et confuse qui devait prendre beaucoup plus de tenis et d’espace ; or, il est de toute vraisemblance que cette fumigation, à travers les pores de l’enVcloppe, est l’aliment principal des plantes; les grands arbres sii|^toiit, les forêts pompeuses qu’aucune sécheresse extérieure ne^ peut flétrir, ont sans doute les bouches de leurs racines ouvertes vers la transpiration aqueuse qui du sein du globe monte vers elles. C’est à les priver de cette source vitale, c’est du ',moinsB en diminuer fortement l’abondance que l’on s’exposerait, si dans leur voisinage et sur le sol qui les porte , on établissait un trop grand nombre de fontaines vertieales. Mémoire inédit sur les puits artésiens, par U. *. ' '
(comme il y en a des exemples en Angleterre, sur des points extrêmement éloignés de tontes les chaînes de montagnes ayant cette. élévation) ne sont point le produit des infiltrations supérieures qui alimentent les puits et les petites fontaines, mais que ces'^je/s admirables et inépuisables sont lancés par de grandes artères souterraines, sur lesquelles agissent de grands réservoiç|. d’air que la terre recèle, et que les sondeurs reconnaissent' souvent dans les percei^ns. L’auteur de, cet article appuie son opinion, 1° sur le dégagement de gaz hydrogène qui eut lieu dans un sondage 'fait en Amérique (i); 2° sur
(i) Ce sondage fut fait ao fond d’un puiU sans eau dans la
brasserie de MM. Bord et Coltok à Albany Ce puits avait de
profondeur 3 o pieds.
Au-dessous la sonde traversa des graviers et terre
à poterie. Il
Schiste^ et ardoises noires . ; . 4 <
A cette profondeur de 8a pieds, on trouva -de ’t'eau; mais comme elle dtait peu abondante, on
continua le sondage. Schiste noir l68
A aSo pieds il y eut un fort dégagement de gaz hydrogène dans le schiste noir 3 a
A la profondeur de 282 pieds les eaux ont jailli à quatre pieds au-dessus de là surface de la terre.
les vides qu’on rencontre souvent dans les percemens de puits ; et 3" sur ce que l’abondance du jet des eaux surgissantes n’a pas diminué, lorsque, dans des espaces trés-rapprochés ou distans de quelques mètres seulement , on a percé plusieurs puits, ce qui lui donne lien de croire que la pression de l’air doit être là le moteur.
335. Les travaux d’exploitation des mines et .des carrières nous ont appris que, dans certaines espèces de terrains, les eaux s’épanchent souterrainement en veines, filets, ruisseaux, et même quelquefois en torrens plus ou moins forts, par les fentes, fissures et perforations naturelles de l’intérieur des couches de pierres (i ), tandis que dans d’autres espèces de terrains les eaux forment des nappes ou niveaux, pins ou moins abondans, dans des couches de sable, de terre, ou de pierres perméables , qui sont entre des couches imperméables , et qu’aussitôt que la couche supérieure est percée, les eaux s’élèvent et finissent plus ou moins rapidement jusqu’à
(i) Les carrières de Paris, et en général toutes les «Exploitations de grandes carrières, offrent de fréquents exemples de vestiges de ruisseaux ou courans souterrains aujourd'hui à sec, qui ont dû autrefois parcourir la masse calcaire à différentes hauteurs, au moyen des fentes et lézardes qui la coupent dans tous les sens.
ce qu’elles aient atteint le niveau dont elles proviennent.
§ 336. Telle est la base de notre théorie du jaillissement des eaux souterraines, elle n’est que le résultat de ce que nous voyous journellement dans les travaux des mines. Elle est l’application de la théorie des jets d’eau et des siphons. Elle est enfin si simple et si naturelle quenous doutons qu’on puisse en présenter une plus satisfaisante.
§ 337 . Pour les eaux thermales qui surgissent à la surface de la terre, de l’intérieur des terrains primitifs, elles doivent leur jaillissement au <légagement des gaz comprimés qui pres.sent et réagissent su r la surface de ces eaux , comme la vapeur agit sur l’eau dans l’Eolypile.
§ 338. Quant aux eaux gazeuses minérales froides, leur jaillissement peut être assimilé au jet d’eau de la fontaine de compression.
§ 339 . La manière d’étre des sources qui s’épanchent sur les pentes des coteaux , à une hauteur à peu près constante dans les pays à couches, et particulièrement dans ceux de formation alternative de sable et de glaise ou d’argile, établit et caractérise cette disposition de l’eau que nous avons dit être par nappe , et dont l’origine est due, ou à des épanchemens .souterrains provenant de pays plus élevés , ou aux
infiltrations des eaux de neige et de pluie, arrêtées sur ces couches d’argile.
§ 34o- Cette nappe d’eau a été assimilée, par le professeur Hachette (i), à une couche de glace d’une forme semblable à une couche tl’argile , de sable ou de craie. Si l’eau est considérée comme s’y trouvant entre deux surfaces courbes, telles que deux coupes ou bassins de diamètres différens , dont les bords supérieurs seraient dans un plan , ou dentelés irrégulièrement, ou en partie fermés, la liquidité de l’eaii est la cause de la pression que le tube du puits foré mesure; mais si oh supposait qu’au lieu d’une nappe d’eaù liquide ce fut une couche de glace, la pression résisterait et ne serait pas indiquée par le tube, elle serait changée en force de cohésion. ' i
§ 34 1 - Quelle que soit la manière dont les eaux s’épanchent souterrainement , en descendant des terrains supérieurs vers les inférieurs, soit en nappes, soit en veines, filets ou torrens, lorsqu’elles viennent à rencontrer une issue quelconque dans les terres, elles s’y insinuent et s’y élèvent a une hauteur proportionnée au niveau point de leur départ^ ou bien à
(i^ M. Hachette. Considérations sur récoulement des liquides.
une hauteur qui balance la pression que l’eau exerce contre les parois des canaux qui la contiennent (i).
§ 34a- De là, les fontaines jaillissantes ou jets d’eàu naturels, que nous avons vus dans les terrains de formation secondaire.
§ 343 . D’où il suit que, pour obtenir une fontaine jaillissante, ou mieux, remontant de fond, il faut I® chercher, suivant la nature du terrain, à sa plus ou moins grande profondeur, à atteindre un épanchement d’eau provenant de baissins supérieurs,' et s’écoulant dans le sein de la terre entre des terrains compactes et imperméables ;
donner à cette eau, par le. percement d’un puits foré à l’aide de la sonde , la possibilité de s’élever à une hauteur proportionnée à celle du niveau dont elle provient; et 3® prévenir, par des tubes descendus dans le puits foré, l’épanchement de l’eau remontante, dans les sables ou dans les fentes et fissures du terrain traversé 'par ce puits.
§ 344- D’après cela , on voit que l’on peut obtenir des eaux jaillissantes à l’aide de la sonde, à peu près dans tout pays présentant, dans la constitution de son sol , des nappes d’eau sou-
i) Mémoire de M. ISarrois, sur les |>ui(s forés; Société des Sciences de Lille. i8a j.
terrâmes, entre les superpositions alternative» et continues de terrains perméables et imperméables, s’étendant jusqu’aux pays ou montagnes qui recèlent les réservoirs de ces nappes d’eau , et dont les bases ou les pentes sont recouvertes par ces superpositions.
§ 345. Mais il est essentiel de le répéter, on ne doit pas cependant se flatter de trouver partout des eaux jaillissantes , ainsi qu'on ta trop légèrement avancé; car, d’une part, la nature du terrain s’y oppose quelquefois absolument, comme dans les granits; et, d’autre part, il serait possible qu’un sondage fait, même à une très -petite distance d’un puits foré aquifère, ne donnât pas d’eau, si , par exemple , ce dernier était alimenté par un courant souterrain , au lieu de l’étre par une nappe d’eau , ou si le sondage était fait sur l’extrémité d’un bassin à couches relevées, appuyées contre un terrain d’une autre nature.
§ 346. Nous n’entrerons dans aucun détail sur l’art de forer ou percer les puits artésiens , tel n’était pas notre but : le Manuel du fonteniersondenr de M. Garnier ne laisse rien à désirer à cet égard; nous n’avoqs d’ailleurs déjà traité que trop longuement la question que nous nous étions proposée.
§ 347. En résumant tout ce que nous venons d’exposer nous en déduirons les conséquences
suivantes, que nous croyons avoir suffisamment démontrées.
§ 348 . Il existe de grandes nappes d’eau souterraines à diverses profondeurs.
§ 349 . Ces nappes d’eau se trouvent le plus communément dans la superposition des terrains de différentes formations. '
§ 35o. Cependant il en existe souvent à diverses hauteurs dans les^grandes masses, telles que celles d’argile, de craie et même de calcaire marin à cérites, lorsque ces masses sont entières et d’une grande épaisseur.
§ 35i. Suivant la pente, les ondulations ou la déclivité que présente le plan de la superpo> sition des terrains perméables dans lesquels s’écoulent les eaux entre des terrains imperméables, ces grandes nappes d’eau se trouvent à toutes profondeurs; il est impossible de déterminer aucune règle constante à leur égard.
§ 35a. Pour que ces eaux puissent être ascendantes , il faut que les formations entre lesquelles elles se trouvent soient dans leur intégrité , telles qu’elles ont été primitivement déposées , et qu’elles ne soient pas coupées par de grandes vallées, de grandes déchirures, -ou de profondes ravines dans lesquelles ces eaux trouveraient un libre et facile épanchement; ^
§ 353. (]e serait en vain qu’on chercherait des
eaux jaillissantes dans des terrains qui, à peu de distance de l’endroit du percement, seraient coupés par de profondes vallées, ou si les formations qui les constituent étaient intérieurement fendues, lézardées et boideversées , soit par le fait du retrait opéré par la dessication de la masse, soit par des secousses intérieures, des boursoufflements ou des tremblements de terre, ou enfin si ces formations aquifères, telles que les argiles plastiques, la craie, le calcaire oolitiqueetles lumachelles, étaient relevées et se montraient en escarpement à la surface de la terre, ainsique, par exemple, se présentent les argiles plastiques à Issy, Vanvres, Autenil et Passy, ou la craie à Meudon, à Sèvres, à Auteuil, à Bougival , etc. etc.
§ 354. Dans ces diverses localités, on ne pourrait se flatter de faire avec succès des puits forés à eaux jaillissantes, qu’autant qu’on percerait profondément dans la masse de craie pour y chercher les nappes d’eau de sa partie inférieure, ou même qu’on la traverserait entièrement pour avoir celles qui sont dans les argiles des calcaires oolitiques et lumachelles, oif enfin , qu’autant que l’on percerait ces derniers, s’ils étaient relevés à la surface de la terre et se présentaient en escarpement ou coupés |)ar des vallées plus ou moins profondes.
§ 355. A ce sujet il convient, il est même essentiel de faire observer : i ° que si dans un pays de hautes plaines, telles que celles de la Champagne, de la Normandie, de la Picardie et de la Beauce ou toutes «autres de même nature ou de semblable formation, au lieu de descendre les sondages aux profondeurs nécessaires pour atteindre les diverses nappes d’eau qui sont communément les plus abondantes et en même temps celles qui s’élèvent le plus, on s’arrêtait à des niveaux supérieurs moins éloignés du sol , il est plus que probable qu’alors les eaux retnontantes, se maintiendraient plus ou moins au-dessous de la surface de la terre, suivant les profondeurs des sondages.
Alors aussi , loin de considérer les opérations comme manquées, parce que dans cette circonstance les eaux ne jailliraient pas au-dessus du sol, nous pensons que suivant les localités et la nature du terrain, on pourrait encore en tirer un parti plus ou moins avantageux.
§ 356. Ainsi par exemple, si les eaux d’un sondage ne s’élevaient qu’à deux ou trois mètres au-dessous de la surface du sol , mais en assez grande abondance, ( supposons cent cinquante mètres cubes d’eau par vingt -quatre heures, comme dans la plupart des puits forés); on pourrait alors, eu les conduisant du point de
leur arrivée , par ime petite galerie, dans quelque puits voisin, ou creusé exprès, ou pourrait, dis-je, produire alors une espèce de chute artificielle que l’on emploierait à faire monter l’eau jusqu’à la surface du sol et même au-dessus, en se servant à cet effet soit d’un bélier hydraulique qui donnerait toujours un tiers du volume d’eau, soit d’une roue qu’on placerait au point de la chute et qui faisant jouer une pompe convenableméht disposée, pourrait encore élever le tiers ou peut-être même la moitié du .volume d’eau, soit enfin de tout autre machine hydrauliqne de ce genre; mais ces moyens ne seraient praticables qu’autant que les puits dans lesquels on précipiterait les eaux, pourraient les perdre dans quelques couches de terrains perméables.
, § 357. En terminant ces Considérations et les conséquences que nous en avons déduites , nous rappellerons les conditions que, dans nos Recherches sur l’origine de la sonde, nous avons dit devoir être examinées et approfondies avant de se déterminer à percer un puits foré ; savoir :
§ 358. I® La nécessité de bien étudier la constitution physique ou la nature du sol , et la manière d’être , ou la disposition de la surface du pays, relativement aux montagnes qui le dominent, aux vallées dont il est coupé et.
aux sources surgissantes de ces vallées ( i).
S 359. Et a° le choix du sondeur, qui doit élre^ fait avec discernement; l’art du fonteniersondeur n étant pas un art purement mécanique et que puisse pratiquer tout sondeur (2).
(0 Les sources surgissantes dites fontaines sans fond, gouffres, plombs, sont, pour la plupart, de vrais puits naturels qu’il est bien important d’étudier, avant de se décider à forer un puits. '
fa) Un sondeur sans expérience peut manquer entièrement l’opération qui lui est confiée; et il n’eu faut pas davantage pour dégoûter aussitôt tout un pays des puits forés, si c’est le premier sondage qu’on y fait. Trop souvent les sondeurs ne sont que de simples ouvriers, qui n’ont qu’une aveugle routine; aussi, la plupart du temps échouent-ils lorsqu’ils sont hors de leur pays, et qu’ils ne voient plus leursonde rapporter les seules espèces de terre ou de pierre, qu’ils lui ont vu rapporter cher eux. Les niveaux d’eau, et la manière de déterminer leur sur-
gissement, leur sont souvent inconnus; quelquefois par leur précipitation à enfoncer les tubes ou buses d’isolement, ils empêchent les nappes d’eau de remonter à la surface de la terre ; souvent ils se découragent, parce qu’ils ne trouvent pas de suite , les terrains dans lesquels ils sont habitués à voir l’eau
jaillir. Enfin on en a vu, 'n’ayant aucune connaissance de l’art, exposer, sans aucune précaution, leurs ouvriers dans des puits profonds, qù ils courent les plus grands dangera, lorsqu’ils approchent des couches imperméables, qui recouvrent les nappes «l’eau comprimée. Ces eaux provenant quelquefois de réservoirs
éloignés et très -élevés, surgissent souvent à l’instant même du
percement, avec une telle abondance et une telle impétuosité.
§ 36o. Enfin, ^ ces conditions, nous en avons ajouté une non moins importante, celle d’être animé de la ferme volonté de faire et d'obtenir, autrement de la qualité essentielle,
pour ue pas se laisser décourager par les longueurs et les difficultés souvent inévitables du sondage. ; ,
que les ouvriers ont à peine le temps de se faire remonter à la surface de la terre, et qu’on en a même vu périr, avant d’avoir pu donner aucun signal de détresse, tant est subite l’irruption des eaux comprimées ! Souvent cette irruption est accompagnée d’un dégagement d’air plus ou moins considérable, qui s'échappe par fois avec un tel bruit et une telle impétuosité que des ouvriers en ont été renversés, et que d’autres ont comparé l’effet de ce dégagement d’air, à un violent coup qu’ils auraient reçu sur la figure ou sur 1rs bras. C’est ce dégagement d’air qui a fait penser à quelques personnes que l’ascension ou le jaillissement des eaux des puits forés était dû à la pression de l’air atmosphérique dans de grandes cavités souterraines. En
admettant cette cause pour le surgissement de l’eau au moment
même du percement de la couche imperméable, il resterait à examiner pourquoi l’air une fois dégagé, l’eau continue à jailljr, u’éprouvant plus de pression de la part de l’air atmosphérique.
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