LA STATION TELLURIQUE DU PARC SAINT-MAUR
Th. MourEAux a donné une description assez complète de l’installation dont il dirigea l’exécution sous la haute autorité scientifique de E. Mascarr (*). Comme je l’ai brièvement exposé au chapitre précédent, la qualité des observations de courants telluriques est en quelque sorte liée à la fois au choix du dispositif expérimental et des conditions locales. Aussi à la lumière des connaissances modernes il me paraît intéressant d'examiner des principales caractéristiques du cireuit utilisé ainsi que la situation géographique de la station.
Dispositif expérimental. 19 Prises de terre : Un soin particulier a été apporté à la confection de cette partie fondamentale du circuit de mesure afin de réduire le plus possible les effets parasites dénoncés plus haut. Quatre couronnes de 30 mètres de fil de fer galvanisé de 4 millimètres de diamètre, espacées d’un demi-mètre et enterrées entre 1 m. et 2 m. 60 de profondeur, constituaient chacune des électrodes. La gaine de zinc recouvrant le fil de fer, métal actuellement recommandé avec le plomb et le cadmium, diminuait les possibilités d’altération au contact du sol plus ou moins humide. D’après les dimensions du fil j’évalue à 1 m°,5 environ la surface offerte par chaque électrode. L’étendue et la disposition des couronnes étagées suffisaient certainement à assurer un contact convenable avec le sol environnant. Les intervalles laissés entre les couronnes métalliques furent comblés avec des couches alternées de terre et de charbon de bois pulvérisé. L’incorporation de cette substance diminuait les effets de polarisation au voisinage des électrodes tout en augmentant la conductibilité de cette partie du sol. Th. Moureaux ne fournit aucune indication au sujet de l’idenüté de composition des terres aux extrémités de chaque ligne, mais il semble bien qu’il ait mis en œuvre toutes les ressources techniques de l’époque pour réaliser une excellente symétrie physique des deux groupes de prises de terre. L'influence de la variation diurne de la température à la surface du sol sur les électrodes devait être pratiquement négligeable, car dans nos régions l’amplitude des oscillations thermiques est insensible à partir d’une profondeur peu supérieure à 1 mètre.
20 Laignes : Construites presque entièrement en fil de fer de 3 ou 4 millimètres de diamètre, les lignes aériennes réunissant les prises de terre distantes de 14,8 kms. suivaient des voies ferrées sur la plus grande partie de leur parcours. Afin d’éviter l’action perturbatrice des vents et surtout des précipitations atmosphériques, il eût été préférable d'employer un fil métallique recouvert d’une gaine isolante. La résistance électrique de la ligne nord-sud s'élevait à 223,1 ohms, celle de la ligne est-ouest à 346,2 ohms.
39 Enregistreur : Deux galvanomètres shuntés Deprez-d’Arsonval et un enregistreur photographique Mascart assuraient l’inscription continue et simultanée des fluctuations électriques dans chacune des lignes. Ce type de galvanomètres est particulièrement bien adapté à ce genre de mesure en raison de sa grande sensibilité et de sa forte apériodicité. Des résistances réglables placées en dérivation aux bornes des galvanomètres ne laissaient passer dans ceux-ci que la centième partie environ du courant des lignes.
Un élément de pile-étalon Damniell, de faible résistance interne servait à déterminer les valeurs en millivolts des déviations enregistrées. A cet effet, les galvanomètres shuntés, préalablement isolés des lignes, étaient groupés en série avec un troisième appareil du même type et une résistance fixe de 1.000 ohms. Ce mode opératoire offre évidemment l’avantage d’éliminer complètement au cours de la graduation l'influence des conditions météorologiques extérieures sur la résistance des contacts électrodes-sol, qui intervient dans la résistance totale du cireuit de mesure.
Facteurs géophysiques de la Station. — Le développement des lignes de part et d’autre de l’Observatoire du Parc Saint-Maur, et par suite le choix d’emplacements convenables pour les prises de terre furent nécessairement limités par la proximité de l’agglomération parisienne. Les lignes s’étendaient sur la banlieue est de Paris, embrassant une faible fraction du bassin tertiaire parisien de structure géologique bien connue, schématiquement réductible à quatre plateformes calcaires séparées par des marnes et des sables. Ces couches sédimentaires d’une épaisseur globale moyenne de 150 mètres environ, légèrement inchinées vers la capitale et faiblement plissées, ont subi en maints endroits l’action destructrice des eaux courantes. Cette érosion se mamifeste visiblement par un découpement ou un arasement plus ou moins prononcé des plateaux calcaires aboutissant souvent à la formation de buttes-témoins isolées. L’examen de la carte géologique de la région parisienne montre que les électrodes occupaient des situations topographiques différentes sur les assises géologiques suivantes :
Electrode.
Nord : à Rosny-sous-Bois, dans le gypse, sur le calcaire de Saint-Ouen, au flanc d’une buttetémoin. Altitude : 70 mètres.
Sud : à Limeil, dans la meulière de Brie recouverte d’une faible couche de limon des plateaux, en bordure du plateau de Brie. Altitude ::85 mètres.
Est : à Croissy, au bord d’une échancrure de la plateforme de Brie (marnes vertes). Altitude : 100 mètres.
Ouest : à Joinville-le-Pont, dans les sables de Beauchamp. Altitude : 5o mètres.
Les deux coupes géologiques (fig. 1) représentant la topographie et la structure géologique des terrains rencontrés suivant les axes géographiques passant respectivement par les deux groupes de prises de terre définissent d’une manière plus frappante les conditions locales au voisinage de la Station d'étude. Examinons la répercussion possible de ces facteurs locaux sur les courants telluriques.
Thèse P. Rougerie.
10 Caractères morphologiques : On se rend compte tout d’abord, qu'une dénivellation existait entre les électrodes communes à une même ligne. Mais ces différences de cotes, 15 mètres pour la ligne Nord-Sud et 5o mètres pour la ligne Est-Ouest, étaient certainement trop petites par rapport à la distance rectiligne des prises de terre (14,8 kms) pour exercer sur les courants l'effet directeur si fréquemment constaté dans les régions montagneuses (*), (”).
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Fig. 1. — Coupes géologiques suivant les deux groupes de prises de terre.
Les profils Nord-Sud et Est-Ouest ont des aspects assez différents. Ce dernier est indiscutablement beaucoup plus régulier. Le plateau de Brie dont l’humidité est uniformément assurée par la présence d’une couche de marnes vertes s’étale partiellement sur les trois quarts de la distance qui sépare Croissy de Joinville-le-Pont. Le reste du profil accuse la pente douce qui part du sommet du plateau de Brie vers la vallée de la Marne. Le profil Nord-Sud indique un parcours relativement plus accidenté dont la partie centrale est occupée par un bas-fond très humide formé de calcaire grossier recouvert d’alluvions sur lequel la Marne étale ses méandres. Les accidents topographiques les plus saillants sont les buttes-témoins de Rosny et du fort de Nogent. De faible altitude ces éminences de terrains ne me paraissent pas susceptibles de déformer considérablement les surfaces équipotentelles et de modifier notablement la densité de courant près de l’électrode Nord.
Une cause d’anomalie possible dans la station pourrait résulter de sa situation relative par rapport aux vallées de la Seine et de la Marne. Les cours d’eau sont capables d’exercer aussi une action directrice sur les courants superficiels, car comparativement aux roches les eaux courantes constituent des conducteurs naturels peu résistants dans lesquels les lignes de force des courants naturels doivent avoir tendance à pénétrer de préférence. Sur la surface englobée par les deux lignes la Marne contourne le plateau de Brie, coule d’abord de l'Est vers l'Ouest, puis assez brusquement s’incurve vers le Sud en déployant de larges méandres. L’un de ceux-ci forme une boucle presque fermée qui ceinture les environs immédiats de l'Observatoire. En outre, les électrodes de chacune des deux
lignes se trouvent de part et d’autre des rives. Comme nous le constaterons plus loin le courant tellurique résultant ne présente pas au Parc Saint-Maur une direction systématiquement privilégiée. Aussi, je pense qu'il n’y a pas lieu de retenir une influence effective de ce facteur hydrographique.
D’après les considérations ci-dessus, les effets perturbateurs dus aux formes sculpturales devaient être probablement très réduits, sinon inexistants.
20 Structure géologique : La région environnant la station est géologiquement très homogène et caractérisée par des couches tertiaires régulièrement stratifiées, très faiblement relevées et ondulées, d’une épaisseur de 150 mètres environ, aussi doit-elle certainement présenter du point de vue électrique une anisotropie se traduisant globalement par une plus grande conductibilité dans le sens des strates. L'ensemble des divers terrains (calcaire, gypse, marne, sables) se comportait donc comme une pile de conducteurs couplés en parallèle dont les conductibilités respectives s’additionnaient. Très schématiquement, la cireulation générale des courants terrestres locaux se réduisait donc à des nappes de courant sensiblement horizontales.
En dehors de toute expérience, il est évidemment imprudent d’apprécier l’influence de cette anisotropie sur le trajet des courants naturels captés par l’électrode Nord supportée par la buttetémoin de Rosny-sous-Bois. Cette dernière reposant sur la partie supérieure du socle commun (calcaire grossier) constituait en quelque sorte une prise de terre naturelle dans laquelle les lignes de courant avaient tendance à s’épanouir dans une direction plus voisine de la normale aux strates. Auquel cas, la résistance apparente des terrains entourant l’électrode Nord devenait fonction de la somme des résistivités spécifiques des diverses couches traversées. Pour la même raison précédemment invoquée, Je ne crois pas que cette remarque uniquement basée sur la simple considération théorique de l’anisotropie électrique en terrains stratifiés (**) mérite d’être prise en considération. D'ailleurs le calcaire grossier repose sur les termes inférieurs de l’éocène et sur une masse de craie ayant une épaisseur moyenne de 350 mètres environ, formation sédimentaire superficielle qui doit jouer un rôle important dans la répartition régionale des courants telluriques car on la retrouve sur la plus grande
