PRESSION ATMOSPHÉRIQUE

se remarque également sur les eaux sulfureuses. On l'a déjà signalée au mot Embouteillage. Les premières observations sont dues à M. Filhol. (Je savant professeur, opérant sur les sulfurées sodiques de LUchoir, avait observé des relations manifestes, des variations, dans le même sens, entre le titre sulfbydrométrique et la hauteur du baromètre. M. J. François, poursuivant les observations de M. Filhol, en collaboration de ce dernier, remarqua que l'influence des vents et de l'état du ciel s'exerçait aussi sur le litre sulfbydrométrique des sources de Luchon.

Ces deux observateurs organisèrent un système d'expériences quotidiennes à des heures déterminées du jour et quelquefois de la nuit. Les expériences se prolongèrent pendant trois années. Elles ont fourni les indications suivantes sur le régime des sources de Luchon.

1° Dans les variations et les oscillations régulières, non tourmentées, du baromètre, le litre sulfbydrométrique varie dans le sens de la pression. Les oscillations du titre sulfbydrométrique sont consécutives de celles du baromètre.

2° Les vents du nord, nord-est et est élèvent le titre. Ceux du sud-est, sud, sud-ouest et ouest l'abaissent. Ce dernier effet est également produit par les bourrasques et les ouragans, qui, dans les Pyrénées du moins, concordent le plus souvent avec les minima de la période barométrique diurne. Un temps orageux déprime également le titre sulfhydrométrique; quelquefois fait blanchir l'eau (Luchon, Allevard).

3° Un ciel serein élève le titre, qui s'abaisse par un ciel nuageux, par l'apparition d'un brouillard. L'effet sur le litre est consécutif; il se manifeste environ une heure à une heure et quart après la cause, et atteint rapidement son maximum qui, pour certaines sources (Bayen, la Reine), s'élève jusqu'à 12 à 15 pour lOOdu titre le plus élevé.

k" Les sources les plus élevées en température, celles qui sont le9 plus altérables au contact de l'air, toutes circonstances de température égales d'ailleurs, sont aussi celles qui éprouvent le plus rapidement et de la manière la plus marquée l'effet des phénomènes extérieurs.

Bientôt, rapprochant les faits observés avant eux et avec eux, MM. Filhol et François purent se rendre compte des variations dans la conservation des sulfureuses de Luchon, dans le blanchiment de certaines d'entre elles, variations déjà remarquées, mais non expliquées. Ils arrivèrent, comme cela a lieu pour la mise en bouteilles des vins, à indiquer qu'il ne fallait pas puiser les eaux sulfureuses pour expédition par un ciel brumeux, par un temps orageux, par les vents du sud-ouest, sud, sud-eslet ouest ; qu'il fallait choisir un ciel serein et calme, un vent d'est à nordest; eu un mot, éviter de puiser sous l'influence des circonstances météorologiques qui font descendre le titre sulfbydrométrique.

DlCT. DES F.AUX M I m-.i;. — T. II. 57

Des phénomènes du même ordre, à Ailevard, à Caulerels el aux Eaux- Bonnes, ont corroboré ces résultais, d'un caractère aussi nouveau que remarquable. A quel ordre de faits se rattachent- ils? Quelles conséquences en déduire, à l'égard du régime souterrain des eaux minérales? Nous pensons, avec les auteurs des observations relatées ci-dessus, que le moment de généraliser les faits n'est pas encore venu, et qu'il est plus prudent et plus rationnel à la fois de multiplier les expériences. Ainsi, ne serait-il pas intéressant de rechercher les variations des gaz natifs, et notamment de l'oxygène, qui correspondent à celles de l'élément sulfureux? On pourrait peut-être arriver à rattacher ces variations aux mouvements de l'air atmosphérique dans les couches du globe, indiqués par Saigey [Revue scientifique et industrielle, t. V, p. 178 à 182).

Il n'en reste pas moins acquis que le régime souterrain de certaines eaux thermo-minérales subit l'influence de la pression barométrique, de l'état du ciel et des vents. Les eaux minérales simples paraissent rester en dehors de celte action.

pression hydrostatique. Nous avons indiqué, aux mats Captage et Infiltrations, la pression hydrostatique comme un moyen très propre à l'isolement et aucaptage des griffons émergeant de terrains perméables et noyés par des sources froides, ou par des infiltrations de surface. Ce moyen, employé pour la première fois à Ussat(Ariége) par A!. .î. François, a reçu de cet ingénieur de fréquentes applications, et notamment, à Ludion el à La Malou le haut. Voilà en quoi il consiste.

Admeltons un grand nombre de griffons thermaux solidaires, épars et noyés par des infiltrations ou par des sources froides, sortant par émission ascensionnelle de roches ou de terrains très perméables. La réunion de ces griffons et leur isolement des infiltrations pourront s'opérer de la manière suivante.

On recherchera, sur l'étendue du terrain occupé par ces griffons, les points de moindre résistance à leur mouvement ascensionnel, c'est-àdire, de plus facile émergence. On dégagera ces points, selon le relief el la nature du sol, par des travaux d'approfondissement, ou par des travaux de niveau souterrains, ou à ciel ouvert. Ensuite on enveloppera ces points réunis, ou séparés, au moyen d'enceintes fermées en bélon ou en maçonnerie hydraulique, de cuvelages en bois ou en lôle; ou bien on établira sur ces points, soil des colonnes de prise en brique et ciment, en poterie, soit des lubes de lôle, de fonte ou de cuivre, consolidés par des massifs de béton. La paroi de ces enceintes, cuvelages, colonnes ou tubes, sera percée et recevra une conduite bien isolée, munie soit d'un robinet de remou, soit d'un coude articulé, destiné à faire varier le niveau de l'eau à l'intérieur et sur les points de plus facile émergence. Enfin à l'aval

des travaux on opérera la retenue des eaux froides, et l'on se ménagera le moyen d'en faire varier le niveau par une vanne à déversoir mobile.

Ces dispositions prises, et après avoir convenablement réglé l'orifice des conduites d'évacuation de l'intérieur des enceintes, tubes ou cu\elages, si l'on vient à relever graduellement le niveau de l'eau froide destinée à noyer le terrain à l'extérieur, bientôt on voit l'eau minérale apparaître à l'intérieur des ouvrages. La température, le volume et la minéralisation augmentent progressivement jusqu'à une certaine limite, au delà de laquelle la température diminue, le volume continuant à croître. Cette limite correspond à un état d'équilibre entre l'eau minérale intérieure aux ouvrages d'une part, et d'autre part l'eau froide extérieure, ou de pression. Au delà, il y a mélange d'eau froide accusé par la diminution de la température.

Le maintien de l'eau de pression à son niveau normal a pour résultat d'accroître progressivement le débit de l'eau minérale parle refoulement des griffons épais de l'extérieur à l'intérieur des ouvrages. Ce travail de concentration exige plus ou moins de temps, selon la nature du sol.

Les ouvrages d'enceinte, de cuvelage, ue sont généralement approfondis que de 0m,80 à lm,U au-dessous du plan de niveau normal, c'està-dire du niveau de pression extérieure qui correspond au maximum de température de l'eau minérale, ainsi qu'au maximum d'agrégat minéral.

Ce qui est indiqué ci-dessus admet que l'on peut disposer sur place d'une quantité suffisante d'eau de pression. Au cas d'insuffisance de cette eau, on fait un emprunt par dérivation aux sources ou aux cours d'eau les plus voisins, comme cela a été pratiqué à Lucbon et à Ussat.

A Luchon, on a procédé par enceintes fermées et par tubages. L'eau de pression a ramené à l'intérieur de ces ouvrages des griffons épais sur une grande surface occupée par des micascbistes très perméables. Les enceintes comprennent des dykes de pegmatile et de granit à mica palmé (ici roches congénères des sulfureuses), au sein et aux limites desquels sont les cheminées naturelles des sources minérales.

A\aut les travaux (1837 à 1840), les variations de la température des sources, à la suite de pluie ou de fonte des neiges, s'élevaient jusqu'à 9°, 40, 12°, 60 et même 22 degrés. Le débit et la sulfurât ion présentaient les oscillations les plus anormales. Depuis le captage par pression hydrostatique, les limites supérieures des variationsde la température des mêmes sources ont été de 0°,20, 0",40, 1°,40. La sulfuration est restée sensiblement fixe. Le débit s'est montré constamment supérieur, toutes circonstances égales d'ailleurs. Il est en effet d'observation générale qu'une source bien captée, aménagée de manière à ne pas être noyée après les pluies, ou après la fonte des neiges, présente, à l'époque des grandes

eaux, un débit supérieur, la température et l'agrégat minéral restant les mêmes, ou se montrant supérieur;:. Ce phénomène se remarque même sur des sources non aménagées. C'est ainsi qu'à Brig-Baden (en Valais), les eaux qui pendant les saisons d'automne et d'hiver ont 3/t° à 35°, s'élèvent jusqu'à /i5° à 50° quand les pâturages qui les surmontent sont arrosés par suite de la fonte des glaciers de la Yung frau (Filhol, Eaux des Pyrénées, p. 82,83). Des faits analogues se passent sur plusieurs des sources de Lu chou, de Cauterels, d'Ax, de Carcantères, etc., les unes captées, les autres non aménagées.

A Ussat, l'application de In pression hydrostatique, pour captage des sources, a été réalisée, en 18^0, sur une grande échelle, les eaux sulfatées, qui y sont exploitées, émergent du pied d'une montagne calcaire. L'ensemble des sources a été compris dans une enceinte fermée de 287 mètres de développement, solidement fixée par les extrémités au pied de la montagne, dans des galeries de roche.

On s'est procuré l'eau de pression extérieure au moyen d'une dérivation de l'Ariége pratiquée à 2 kilomètres à l'amont des sources à conserver. L'enceinte y est formée par une maçonnerie reposant sur une semelle de béton. Cedernierne descend qu'à 0m,85 en moyenne au-dessous du niveau normal des sources, et vers lm,2() au-dessous du sol des bains. Il porte sur des alluvions très perméables (sables et graviers) qui descendent jusqu'à 17 mètres de profondeur.

Avant les travaux, et d'après les observations de Figuier, Magnes, Fontan, J. François, de 1808 à 1838, la limite supérieure de la température des sources s'est successivement abaissée de 37°, 5 à 35" : la limite inférieure a varié de 33°, 75 à 29°, 10. L'agrégat minéral par litre était de 0gr,899 à 0gr,S62. On disposait d'un volume journalier total de 135 mètres cubes, qui, à l'époque des basses eaux, descendait à 3h mètres cubes. Après les pluies, ou par les crues de l'Ariége, les bains étaient envahis par les infiltrations froides. Mais à l'invasion, on remarquait un remous de l'eau minérale, accompagné d'une augmentation de température et de volume. La température s'élevait en certains points à 38°,. et le débit atteignait jusqu'à 370 mètres cubes. Cette remarque fut pour M. l'ingénieur J. François le point de départ de l'application du captage par pression extérieure.

Depuis la recherche, l'aménagement et l'isolement des eaux d'Ussat, on y dispose de 820 mètres cubes, dont 520 à la température de Zh", 50 à 36°, 25 aux bains, et 33° à ft0° aux sources, plus 300 mètres cubes à 33°.

L'agrégat minéral est aujourd'hui de lgr,276 par litre, soit 0sr,MÛ de plus qu'avant les travaux. Ce résultat est indépendant de la température de l'eau de pression qui varie de 9° à 18°, selon les saisons (Dieulafoy,

PRESSION HYDROSTATIQUE. :>8l

Rapport à l'Académie des sciences de Toulouse, 1853 ; ■ — ■ b'ilhol, Eaux des Pyrénées, 1853; Analyse des eaux d'Ussat, 1856). Dans ces deux, derniers ouvrages, M. Filhol s'exprime ainsi :

« Il n'esl pas exact de dire que les travaux d'Ussat ont produit des in- » liltralions permanentes .. (ferles, ce n'est pas avec des infiltrations » froides (9° à 18°) que l'on produit de tels résultats d'accroissement de ;; température...

» Les résultats de l'analyse prouvent jusqu'à l'évidence que ces tra- » vaux ont amélioré la qualité de l'eau minérale en éloignant les infillra- » tions superficielles qui se mêlaient autrefois à l'eau des bains.

» Il est incontestable que l'eau des sources d'Ussat est aujourd'hui » plus chaude, plus riche en acide carbonique et en matières salines, et » par conséquent plus pure qu'à l'époque où Figuier en fit l'analyse. »

A La iMalou le haut, les bains sont à cheval sur le thalweg d'un ruisseau dont l'eau a été dérivée. Ils sont assis sur un massif de micaschiste recoupé par des filons de quartz, desquels émergent les eaux (bicarbonatées ferrugineuses). Les griffons d'amont, destinés à alimenter les bains, ne pouvaient se relever ; ils se déplaçaient bientôt et paraissaient épars à l'aval de l'établissement.

Dans ces conjonctures (18^5), un barrage fut établi à cet aval, en même temps que l'on ménageait des venelles latérales entre la construction thermale et les berges de l'ancien lit, de manière à former ceinture de pression à l'aval et sur les côtés. On refoula les griffons d'eau minérale et les dégagements d'acide carbonique, et l'on put relever les sources d'amont. La température, par suite de cette application, s'éleva de 29° à 31°, 20, et le débit de 110 à 280 mètres cubes. H y a plus, un trou de sonde de 29 mètres de profondeur ayant été percé, en 1858, en recoupement de filons aquifères, et ayant fourni une source jaillissante débitant 395 mètres cubes à 3/i°,50, la suppression temporaire de la ceinture dépression provoqua l'intermittence ; chaque reprise d'écoulement de dix-sept à dix-neuf minutes était suivie d'un temps mort de douze à quatorze minutes. La température n'avait pas varié, mais le débit s'était affaibli des deux cinquièmes environ. Le rétablissement de la ceinture de pression fit reparaître l'écoulement constant et le débit antérieur.

Nous nous sommes étendus sur les résultats des trois applications qui précèdent, faites, la première sur des sources sulfureuses, la seconde sur dessulfatées, et la troisième sur des bicarbonatées, afin d'accuser plus complètement l'efficacité du procédé en dehors duquel le caplage des eaux éparsesdansdes terrains perméables, et noyées parles froides, présenterait souvent des impossibilités. Ces applications ont quinze à vingt années de fonctionnement: le procédé, ou le principe des pressions hydrostatiques

réciproques, à donc fait ses preuves. Il nous reste à en examiner le mod

d'action.

Deux eaux différentes, soit par la densité, soit par l'agrégat minéral, soit seulement par la température, tendent à se séparer. Qu'un griffon d'eau thermale surgisse au fond d'une tranchée noyée par-des froides, l'action des rayons solaires y détermine des effets de lumière qui permettent d'en suivre la marche. Il sirupe au travers des froides, s'étale à la surface, ou bien reste au fond, selon sa densité relative. Le mélange ne se produit que très lentement. Plusieurs sources minérales s'élèvent du fond de la mer sur les côtes d'Italie, dans les îles Ioniennes, dans la Malaisie,etc. L'eau de ces sources se mêle difficilement à celle de la mer, qui leur fait gaîne. On cite la source du golfe de la Spezia qui, à plusieurs hrasses de profondeur, accuse la même température qu'à la surface. Sur les côtes des Bouches-du-Rhône et du Var, des sources sous-marines d'eau douce, provenant du littoral, ne se mêlent à l'eau de mer qu'à de grandes distances. Le Gulfstream, selon le capitaine Maury, se sépare nettement des eaux de l'Océan qui lui forment un véritable lit. Près des bords du courant, dont la vitesse s'élève jusqu'à 8 kilomètres à l'heure, la diminution de la température du Gulfstream n'est que d'un demi-degré pour un parcours de cent lieues marines, malgré un écart de 12° à 17° entre l'Océan et le courant.

La difficulté du mélange entre les deux eaux que nous considérons devient plus grande encore si, au lieu d'être libres, elles gisent dans les vides d'un terrain ou d'une roche perméable, l'une s'élevant par émission ascensionnelle, l'autre coulant de haut en bas.

Cela posé, mettons-nous en présence d'une eau minérale isolée par pression hydrostatique dans une enceinte fermée et maintenue à son niveau normal. Si le terrain est très perméable, comme à Ussat, l'enceinte se comporte très sensiblement comme le diaphragme qui sépare deux liquides de densités différentes; les hauteurs des eaux à l'intérieur et à l'extérieur de l'enceinte sont à peu près en raison inverse de ces densités. A mesure que le coefficient de perméabilité du terrain diminue, le niveau normal correspond à une surélévation de l'eau de pression extérieure. Cette circonstance explique les résultats favorables signalés cidessus, et dus à l'action spontanée des grandes infiltrations sur les sources captées et Sûr d'autres non aménagées.

Mais l'obstacle, ou le diaphragme de l'enceinte, nous l'avons dit, pour fonctionner régulièrement, n'a pas besoin de descendre à plus deO'",SO à 1 m,"20 de profondeur au-dessous du niveau normal. D'ailleurs le résultat est d'autant plus accusé que le terrain sur lequel repose l'enceinte est plus perméable. Dès lors l'action des pressions réciproques ne s'ar-