KA

où K est un coefficient variable suivant la nature du colorant; en l’espèce, K — 2,5 X 10 —* pour la fluorescéine.

Au cas où le débit a < 5 litres/seconde, on doit 9.000 multiplier À par ——.

2. La projection du colorant doit être entourée de certaines précautions suivant les points où on opère.

1° S'il s’agit d’un cours d’eau superficiel à débit suffisant et continu, il n’y a pas de difficultés, il suffit de choisir un endroit propre, sans trop de végétation, et d’incorporer à l’eau courante le colorant dissous dans une quantité convenable et minima (par exemple, 1 kilog. dans 1 Lit. 1/2 ou 2 d’eau bouillante) (1).

2° Si l’on a affaire à un cours d’eau temporaire, on se place dans des conditions telles qu’on puisse encore escompter une absorption d’un -volume de 1 litre/seconde pendant les premières heures qui suivent la projection, on choisit une période de dégel, ou de fortes pluies.

3° Si la projection doit être faite dans un ruisseau disparaissant progressivement sans gouffre apparent, il faut se rendre compte que ce tarissement est bien dû à la porosité du lit, et faire l’expérience en amont de la perte, là où le courant d’eau est encore bien net.

4° Si, au moment de la projection, le ruisseau est encore capable de franchir son lit poreux, et de réapparaître plus loin, quoique diminué, il faut en isoler une portion en amont du cours poreux par un bâtardeau et y faire la projection.

(1) Comme il en reste un dépôt de fond moins soluble, on

peut s’en servir en le reprenant par l’ammoniaque ou lalcool dénaturé.

5° En cas de puits ou puisard, également en cas de gouffre ou bétoire (ainsi que de forages, ce qui ne nous intéresse pas), le succès de l’opération dépend de la quantité d’eau dont on dispose pour entraîner la matière colorante : plus le cours souterrain supposé est important, plus il faut d’eau de chasse ; aussi est-il nécessaire que l’orifice soit en état d’absorption depuis plusieurs jours et que l’on compte avoir devant soi plusieurs jours d’alimentation, car on pourrait perdre la coloration dans les fissures où l’eau s’arrêterait avant de reparaître au jour; en cas d’accès d’eaux folles, on protège le bétoire par un bâtardeau afin que le colorant ne soit pas disséminé en surface.

Lorsque la projection a été effectuée, l’aide qui en a été chargé ne doit plus prendre aucune part aux manipulations, car la fluorescéine susceptible de lavoir souillé se retrouvera ensuite continuellement par erreur.

Vitesse de translation de la coloration

Bien que la propagation de la fluorescéine mette un certain temps à parvenir aux points d’émergence, on commence les observations dans les heures qui suivent la projection eu égard à la distance qui sépare les points d’observation du point d’émission.

Cette propagation n’est d’ailleurs pas animée d’une vitesse uniforme, elle ne se fait pas d’un bloc, et elle subit dans les diaclases une sortie d’étirement, où les filets formant le centre de la veine liquide colorée progressent plus vite que les filets périphériques que retardent le frottement contre les parois, le remplissage de diverticules et de culs-de-sacs des cavités souterraines, l’inégalité de certains points des

dilutions.

L'ordre de grandeur des vitesses de propagation est très variable; on s’en rend compte en notant avec précision la distance séparant les points d’observation du point de coloration, et le temps que la fluorescéine a mis à parcourir cette distance, c’est-à-dire le temps écoulé entre le moment du début de la pré-

cipitation et celui où apparaissent les premiers filets

IMBEAUx donne une explication théorique qui permet « priori de se rendre compte de l’importance de ces retards : soil une tranche de terrain (figure) comprise entre deux sections transversales ad et be au poste A; ce bloc coloré se déforme en s’écoulant vers l’aval; d’une part, le glissement des filets les uns sur les autres va | <emboutir » et en faire un cornet limité par la surface a’bf'e’d’e’a convexe vers l’aval. D’autre part, les composantes obliques des vitesses faisant passer des molécules colorées dans l’eau pure et réciproquement, ce mélange a pour effet de gonfler la masse colorée et inégalise l’état de dilution. Aussi le passage de la vague colorée au point d'observation B peut durer assez longtemps, et l’intensité de la coloration sera variable dans une même section, et de celle-ci à la voisine, ce que montre l’établissement en B d’une couche d’intensité des colorations en B d’après le temps, le début de la coloration correspondant à la vitesse maxima, et le maximum de celle-ci au plus grand afflux du liquide. On en déduit que la fluorescéine doit être déversée dans toute la tranche intéressante, de façon continue et assez lente.

liquides colorés; on obtient ainsi, en joignant les différents points où la coloration est arrivée au même temps, des courbes que Léon JANET appelle « isochronochromatiques », qui donnent une idée de la répartition dans le sous-sol de l’eau absorbée en un point limité de la surface. De telles courbes sont construites pour des durées variables, par exemple 10, 20, 30 heures, si on manque de renseignements (absences de puits ou d’émissaires), on est obligé de se rapporter à la carte géologique et de procéder par interpolations, mais ces cartes n’ont vraiment de valeur que si elles s’appuient sur un grand nombre d’observations.

De façon générale, l’eau circule plus vite en terrain calcaire fissuré que dans les formations plus cohérentes, le chiffre moyen des vitesses enregistré est de 500 à 3.000 mètres par 24 heures (1).

L'observation de la coloration

On établit les postes d’observations avant la projection du colorant, et ceux-ci sont alertés dès qu’elle

est faite; en commençant à partir de la troisième

(1) GUILLERT à noté 40 mètres/24 heures dans les calcaires lutéciens de la vallée du Durteint, la coloration s'étant maintenue pendant une année, et par contre 10 kilomètres en 24 heures dans la vallée de la Voulzie (Bassin Parisien): enfin, dans les alluvions, la vitesse peut ne pas dépasser 1 mètre/jour. — DIENERT et GUILLERT études des sources de la Région de Provins, Annales de Montsouris, tome XII, 1912-13.

heure, on peut, suivant les vitesses supposées de propagation, faire des prélèvements qui sont faits : toutes les 3 h. pour des vitesses de 6 à 4 km. p. 24 h.

—. 2h. — 4à2km — — 3 h. — 262105 == — 6 ou 12 — SAS —

En cas d’expérience à courte distance, les observations sont faites :

toutes les heures pendant le premier jour;

toutes les 3 heures pendant le deuxième jour;

toutes les 6 heures pendant le troisième jour;

une fois par jour à partir du quatrième jour.

Enfin, si l’on veut éviter des prélèvements nocturnes, il suffit de faire deux jets de matière colo-

rante à douze heures d’intervalle.

Quelques causes de difficultés

Avant de passer à l’examen des échantillons prélevés et étiquetés, il faut se méfier de quelques causes d'erreur :

1° la coloration diluée est difficilement décelable dans l’eau trouble; aussi sera-t-il utile de la filtrer;

2° l’acide carbonique libre (fréquent dans les eaux des terrains granitiques ou siliceux) détruit assez rapidement la fluorescéine qu’on peut régénérer en ajoutant quelques gouttes d’ammoniaque qui fixe le

gaz carbonique et précipite le carbonate de chaux;

3° la tourbe (par ses acides humiques) et certaines argiles détruisent aussi la fluorescéine;

4° la lumière du soleil enfin décompose rapidement la coloration, et une exposition de trois heures au soleil suffit pour détruire une solution à

1/100.000.000, non décelable au fluorescope; aussi

faut-il conserver les flacons à l’ombre.

Mise en évidence de la fluorescéine

L’œil nu permet encore de déceler une dilution au 1/10.000.000, tant est grande la sensibilité de la fluorescence. Mais au delà, on peut user des appareils dus à TRILLAT et SCHARDT permettant de mettre en évidence des dilutions encore plus faibles (1) :

1. Difficultés de l’examen au fluorescope. — On doit comparer à chaque échantillon d’eau supposée colorée un échantillon témoin d’eau prélevée

1. Le Fluorescope de TRiLLAT permet d’aller jusqu’à 1/1.000.000.000, en cas d’eaux très claires, mais le plus souvent on ne peut dépasser 1/500.000.000; cet instrument se compose essentiellement d’un tube en verre blanc ou en cristal, d’une longueur de 1 mètre sur 2 centimètres de diamètre, fermé d’un côté par un bouchon noirci à la plombagine et contenant 300 cm3 d’eau; par l’autre extrémité, on peut déceler la présence de fluorescéine (sous réserve de certaines fluorescences naturelles des eaux).

On peut perfectionner l’appareil en lui ajoutant un second tube comparateur, contenant de l’eau naturelle connue, ou même en en réunissant une batterie (*), dont on élimine le plus souvent 50 %, qui donnent des colorations propres très différentes, ne conservant que ceux qui donnent une teinte comparable.

avant l'expérience à chaque poste d’observation, et le fluorescope témoin est constamment comparé aux haut (voir pp. 82 et suiv.) : de la présence d’infiltrations riches en matières organiques ou chlorures qui donnent aux eaux une teinte verdâtre.

2. Fluorescope électrique de Diénert. — Ce procédé consiste à utiliser le faisceau lumineux d’une lampe à arc, placé au foyer d’une lentille convergente; les rayons parallèles sont reçus par une seconde lentille qui concentre les rayons en son foyer où on place l’eau à examiner dans un petit flacon

de 45 cm° qui s’illumine d’un rayon vert dès que l’eau contient 1/200.000.600 de fluorescéine.

Ce procédé, beaucoup plus sensible, permet l’étude de la fluorescence naturelle des eaux, mais les flacons doivent reposer quelques heures pour permettre le dépôt des particules en suspension, qui produisent cette fluorescence naturelle et masquent l’action de la

florescéine qui s’en distingue par l’atténuation de la

Le Fluorescope de ScHARDT est un tube à essai de modèle courant, long de 20 cm., sur lequel a été collée une gaine de papier noir n’offrant le long d’une génératrice qu’une mince lumière d'un millimètre de large; lorsqu'on regarde l’instrument, ainsi très portatif et ne nécessitant qué peu d’eau, par en dessus, la fluorescéine s’y révèle sous forme d’un pinceau lumineux vert: ce fluorescope est aussi sensible que celui de TRiLLAT, si on dispose d’un bon éclairage.

* TrRiLat. Essai sur l’emploi de matières colorantes pour les recherches des Eaux d'infiltration. Annales Institut Pasteur,

MarBoUTIN emploie 12 tubes de façon à avoir réunis les prélèvements des 12 premières heures.

teinte quand on interpose un verre rouge dans le trajet du faisceau lumineux. On peut aussi observer le faisceau à l’aide d’un prisme biréfringent placé à on voit alors deux images du foyer : l’une, l’image 20 cm. du foyer et perpendiculairement au rayon : ordinaire, est un mélange des rayons de lumière diffusée par les particules et par des rayons omis par la substance fluorescente; l’autre, l’image extraordinaire, est surtout formée par les rayons fluorescents, car la lumière diffusée par les particules est en ma-

jeure partie polarisée et arrêtée par le prisme.

A l’avantage de cette sensibilité, le fluorescope électrique ajoute la rapidité d'examen, le faible volume d’eau demandé et la possibilité d’examen à la lumière artificielle.

3. Concentration de la fluorescéine. — En cas de solutions extrêmement diluées, et qui n’ont donné aucune fluorescence à l’arc, on emploie des procédés d’enrichissement qui ont été indiqués par Dié-

NERT (3); on arrive ainsi à caractériser l gramme

(1) DIENERT prépare du sable de Fontainebleau en le lavant à Phypochlorite de soude, puis par lacide chlorhydrique, puis à l’ammoniaque et de nouveau à l’acide afin que les eaux de lavage ne donnent plus à l’arc la moindre trace de fluorescence: le sable est calciné, 150 gramines sont disposés sur un entonnoir où on filtre 2 litres d’eau suspecte acidulée par 5 cm3 HCI (2,5 %.). Le coefficient de vide du sable étant de 1/3, l’entonnoir retient 50 cm3 d’eau acidulée; le sable est traité après filtration parfaite par de l’eau ammoniacale à 10 %, et le premier tiers de l’eau d’imbibition recueillie est examiné à l’are, contenant la totalité de la fluorescéine contenue dans les 2 litres d’eau.

de fluorescéine dans 100.000 tonnes d’eau, soit 1/100.000.000.000.

Les postes d'observation

On plaça sur chacune des vallées considérées comme les émissaires de la couche du terrain étudié un poste d'observation (qui, pour le cas, fut confié à des gardes forestiers), qui reçut le flaconnage nécessaire pour faire un prélèvement quotidien pendant vingt jours (ce qui permet l’observation d’une vitesse de propagation de la couleur de 0 km. 4 par jour. vement quotidien pendant vingt jours (ce qui permet l’observation d’une vitesse de propagation de la couleur de O km. 4 par jour).

Comme ces observations étaient faites au moment du maximum des débits des sources, c’est-à-dire à la fonte des neiges, il était probable que les postes d’observation recueilleraient de l’eau de rivière en crue trouble et où la fluorescéine, même observée à l’arc électrique, aurait été fort peu décelable; aussi chaque poste doit être muni d’un dispositif permettant d’obtenir de l’eau clarifiée, basée sur l’emploi de carafes en grès filtrant (type de Mallié), qu’il suffit de plonger dans un seau rempli de l’eau à observer.

Lomgarp, Recherche de la fluorescéine dans les solutions très étendues. Bull. Soc. Chim., 30-9-1921, 4° série, tome XAXIX