Durand Glaye, Hydraulique agricole, t. I, p

dations et n'offre pas de fissures. Aussi construit-on souvent ces ouvrages au milieu de roches cristallines, comme le granité on le gneiss, dans lesquelles on est sûr de ne rencontrer ni délits argileux susceptibles de foisonnement, ni sables poreux.

Un exemple malheureusement trop net du danger qu'il peut y avoir à établir un de ces grands ouvrages sans étude géologique préalable a été fourni par le barrage de l'Habra (province d'Oran), construit en 1873, emporté par une crue en 1881. Dans ce cas, on n'avait pas pris garde qu'on s'établissait sur des grès schisteux, coupés par des diaclases.

Dans des proportions beaucoup plus modestes, une propriété, située à flanc de coteau, sur un terrain d'argile superposé à des calcaires fissurés, où il n'existe pas de niveau d'eau susceptible d'alimenter des puits, pourra avoir parfois intérêt à concentrer les eaux de pluie d'une cuvette naturelle, en la fermant par un barrage.

L'usage des simples mares creusées dans l'argile est très usité dans certains pays : par exemple, sur les plateaux de Normandie, pour l'alimentation en eau du bétail et même des hommes. Ces plateaux, formés d'une craie fissurée, dans laquelle les puits ne pourraient rencontrer une nappe d'eau permanente, sont recouverts d'une argile à silex, qui, généralement, est propre à retenir les eaux dans les petites dépressions superficielles ; il importe alors de ne pas enlever peu à peu, par des curages successifs (comme on le fait quelquefois), toute l'épaisseur souvent faible de l'argile, jusqu'à mettre à nu le calcaire du dessous; sinon l'on verrait la mare ou l'étang se tarir.

De semblables étangs, pour la plupart obtenus

artificiellement par un barrage, existent sur nombre de couches argileuses, par exemple sur l'argile plastique des environs de Paris, sur l'argile plus sableuse de la Sologne ou de la Sologne bourbonnaise, etc.

11 est à peine besoin d'ajouter que toutes ces mares, ces étangs superficiels, se contaminent promptement par la fermentation des matières organiques qu'on ne peut empêcher d'y tomber.

B. — Au lieu de tomber du ciel, les eaux, au moment où on les utilise, peuvent avoir été déjà concentrées par le ruissellement dans les dépressions du sol, où elles forment des ruisseaux, torrents, rivières ou fleuves.

Une telle circulation des eaux sur le sol ne peut évidemment se faire que si celui-ci est imperméable, ou bien s'il est imbibé d'eau jusqu'au lit du ruisseau : autrement, l'eau superficielle s'infiltrerait et disparaîtrait, ainsi qu'elle le fait dans certains terrains poreux, comme les sables de Fontainebleau, où toutes les vallées sont à sec. Dire que le sol est imbibé d'eau jusqu'à la surface, c'est dire que le niveau hydrostatique, dont j'ai donné plus haut la définition1, vient ici se raccorder avec cette surface, tandis qu'ailleurs il s'enfonce plus ou moins profondément dans le sol. Ce niveau hydrostatique étant sujet à se modifier avec le régime des pluies, il arrivera, pour des rivières coulant sur un sol poreux ou fissuré, qu'après une période de sécheresse elles disparaîtront au jour et

1. Page 50. Des deux côtés d'une rivière, le sol contient de l'eau en profondeur, non pas parce que la rivière s'y infiltre, mais, au contraire, parce que celte rivière reçoit l'alimentation de ces nappes profondes, qui sont toujours à un niveau plus élevé qu'elle (le niveau hydrostatique).

se réduiront à un cours d'eau souterrain. Si cette sécheresse constitue un régime permanent, le cours d'eau peut être toujours souterrain. C'est là nue observation utile à faire; car, alors, une fois sa direction profonde déterminée, on peut aller le rechercher par des sondages. Le procédé a été appliqué en grand dans le sud de l'Algérie et a permis de fertiliser des contrées entières.

Dans le cas d'une eau courante superficielle, on n'a pas, en général, à se préoccuper de la perméabilité plus ou moins grande du sol au-dessus duquel elle circule; c'est là un fait naturel, sur lequel on n'a pas d'action et qu'on se contente d'observer pour en tirer les conséquences. Il est tout à fait exceptionnel d'avoir à rendre étanche le lit d'un cours d'eau pour l'empêcher de s'infiltrer dans le sol; cela se fait pourtant parfois dans les régions minières, dont le sol est toujours disloqué par les travaux et pour les eaux duquel ceux-ci constituent un appel, un drainage : on peut être alors amené à retenir une rivière, qui traverse un tel champ minier, dans un lit imperméable en béton, afin de n'avoir pas à l'épuiser tout entière par les pompes de mines ; ce travail ne se fait jamais sans difficulté.

La considération de la perméabilité du sol interviendra plutôt si, pour une raison quelconque, on est amené à détourner les eaux de leur lit naturel dans un lit artificiel, comme dans le cas d'une dériva tion, d'un canal d'adduction d'eau, d'une rigole d'irrigation, etc. Il va sans dire qu'il faut alors s'as surer qu'on n'établira pas ee lit artificiel sur une couche poreuse ou fissurée, dans laquelle l'eau se perdrait.

De semblables eaux, coulant à la surface, sont presque toujours souillées et impropres à la boisson; la chaleur du soleil entretient une fermentation des matières organiques, qui ue peuvent manquer d'y tomber. S'il s'agit d'une rivière traversant une grande ville, elle en emporte au départ toutes les souillures. Mais, par un phénomène heureux, la fermentation purifie peu à peu ces matières organiques, en les transformant en ammoniaque volatile, ou en nitrates. La proportion d'azote organique non encore transformé indique assez bien le degré d'impureté de l'eau. Elle est, pour la Seine, en grammes par mètre cube (analyses de 1874) de 1 gr. 51 au débouché du collecteur de Clichy, 0,81 à Marly, 0,79 à Maisons -Laf fi tte, 0,45 à Poissy, 0,40 à Meulan et tombe à zéro à Mantes. En même temps, la proportion d'oxygène dissous passe de 1 centimètre cube à 10 centimètres cubes par litre : ce qui fixe l'intensité de la fermentation déjà produite.

Mais, si impure que soit la rivière, elle peut néanmoins fournir une eau potable, quand elle coule, ainsi que cela arrive souvent, dans une vallée d'alluvions, sur des couches plus ou moins épaisses et plus ou moins régulières de sable et de graviers ; dans ce cas, en effet, ces derniers, ainsi que je le faisais remarquer tout à l'heure, ne peuvent manquer d'être entièrement imbibés d'eau, pour que la rivière continue à couler au-dessus. Il y existe donc des nappes, ou des cours d'eau souterrains, qui ont subi la filtration mécanique et bactériologique de ces sables et auxquelles on a souvent recours avec succès pour l'alimentation d'eau des villes, à la condition d'opérer le captage à une profondeur suffisante pour éviter

toute contamination possible et de no pas laisser de mélange se faire avec les eaux impures de la superficie. Quelquefois aussi, on peut y puiser l'eau nécessaire à une simple propriété, située trop haut pour avoir des puits, en la remontant par un bélier hydraulique, une turbine, ou tout autre procédé. Remarquons seulement, à ce propos, que les couches à travers lesquelles l'eau filtre ne peuvent la purifier qu'en se chargeant elles-mêmes de ses impuretés, qu'elles retiennent mécaniquement et qui peuvent, dans certains cas, obstruer peu à peu les pores, produire ce qu'on appelle un colmatage. En ce qui concerne l'action oxydante et comburante sur les matières organiques, l'expérience paraît avoir montré, au contraire, que le sable filtrant conservait presque indéfiniment sa valeur.

G. — Enfin, le meilleur moyen d'alimentation en eau que possède l'homme, ce sont les nappes souterraines, soit qu'on se contente de les recueillir sur leur émergence naturelle, où elles forment des sources, soit qu'on aille les chercher en profondeur par des travaux plus ou moins compliqués, dont nous venons d'avoir déjà incidemment un ou deux exemples : travaux , qui consistent surtout en puits et sondages, accessoirement en galeries de drainage souterraines.

Les sources naturelles peuvent être alimentées par de simples circuits irréguliers et superficiels des eaux dans un terrain meuble, éboulis, graviers, arènes granitiques. Plus souvent, elles se trouvent sur l'affleurement d'une strate poreuse, superposée à une argile impénétrable, ou, au contraire, recouverte par celle-ci. Dans les calcaires, ou, plus rarement, les grès

fissurés, les eaux souterraines peuvent former de vrais ruisseaux localisés, qui arrivent à la surface, soit en descendant par la gravité, soit en remontant par la pression sous la forme dite vauclusienne, en des points d'élection spéciaux, où elles constituent, dès leur émergence, de vraies rivières. Enfin, l'on voit des eaux sortir de terre le long de certains fiions compacts (quartz, etc.), qui ont joué pour elles le rôle de plans de drainage. Nous allons bientôt passer en revue ces divers cas.

Quand il n'existe pas de sources naturelles, on peut aller chercher artificiellement l'eau en profondeur. Le procédé le plus simple est de descendre jusqu'à cette surface, définie plus haut comme surface hydrostatique, au-dessous de laquelle j'ai dit que le sol était toujours imprégné d'eau. Cette surface, qu'on atteindra le plus souvent par un puits de quelques mètres, mais qui peut exceptionnellement être à une grande profondeur au-dessous de la superficie, forme, dans le premier cas, ce qu'on a appelé la nappe phréatique, tvaterplain, ou grundwasser. Quand un semblable puits ne donne pas de résultats, parce qu'il faudrait le faire trop profond, on peut encore, comme je vais l'expliquer, aller chercher l'eau d'un filon aquifère par une galerie, ou celle d'une nappe artésienne par un sondage : ce dernier procédé, s'il peut s'appliquer, ayant l'avantage que, l'eau une fois atteinte, elle monte d'elle-même au jour, sans qu'on ait besoin de la pomper.

Les études relatives au captage des eaux souterraines dans une région peuvent être simplifiées par l'existence préalable d'une carte hydrologique, analogue à celle que M. Delcsse a faite au 1 : 25.000e pour

le département de la Seine, carte donnant, par courbes de niveau de couleurs variées, les diverses nappes (Tenu profondes.

Je commencerai par examiner le cas de sources et suintements naturels, qu'on se propose seulement de capter afin d'en accroître le débit, et nous verrons ensuite comment Ton peut aller chercher en profondeur, par des puits ou sondages, des eaux dont la présence n'est pas soupçonnée à la surface. Ce dernier problème, si souvent d'une importance vitale, n'est pas, comme on le croit trop dans les campagnes, de ceux que l'on résout avec une baguette magique de coudrier ou que l'on traite simplement par la routine; quelques connaissances géologiques, faciles à acquérir, sont, en ce cas, la véritable sorcellerie.

Les sources naturelles appartiennent, suivant leur disposition topographique, à trois types principaux : suintements irréguliers et précaires, souvent susceptibles de sécher en été, dans un terrain meuble ou détritique; sources à flanc de coteau, au-dessus de l'affleurement d'une strate argileuse, ou sur un accident géologique; sources plus profondes des fonds de vallée ou des rivages !. Il y a lieu, dans ces trois cas,

1. On a quelquefois essayé de distinguer les vraies sources de ce qu'on a appelé les fausses sources, par la constance chimique qu'on a attribuée aux premières et qui fait défaut aux secondes (voir notamment, C. R., 11 mai 1896; discussion de MM. Schlœsing et A. Gautier). En réalité, la constance supposée n'existe jamais absolument, même pour les eaux minérales; cependant des courbes, représentant des'séries d'analyses, poursuivies pendant un temps prolongé sur une même source et figurant notamment la teneur en acide nitrique, pourront permettre de reconnaître les périodes où le bassin d'alimentation se modifie et d'en chercher les causes ou les conséquences..

d'augmenter le régime de la source et de déterminer géologiquement, pour essayer de les éliminer, les chances de contamination que peut présenter l'eau, en étudiant son bassin d'alimentation superficiel et son parcours souterrain. Remarquons, en effet, que la seule expérience et la seule analyse chimique ou bactériologique ne suffisent pas pour prouver qu'une source donnera toujours de l'eau pure; on a vu, en effet, des cas où la source pouvait, à certains moments, par exemple après de grandes pluies, entrer en communication souterraine avec un lavoir, un cimetière ou tout autre endroit insalubre, d'où une maladie contagieuse, à un jour donné, se répandait en épidémie dans toute une population *.

Je suppose d'abord les suintements relativement superficiels, tels qu'ils se produisent dans les arènes granitiques, les éboulis, les scories de laves, les graviers, etc.

Le granité, par lui-même, est impénétrable aux eaux, s'il ne contient pas de cassures; mais, quand il se décompose en arène granitique, il se prête, au contraire, à une circulation facile des eaux et donne naissance à de nombreuses petites sources éparpillées, comme on peut le voir dans le Plateau Central, le Morvan, les Vosges, en Irlande, etc. En raison de la dispersion même du phénomène, il est difficile

1. On ne doit pas oublier que l'eau, infiltrée dans le sol, est très loin de se transmettre instantanément à la source, et les matières impures qui peuvent s'y introduire ne se propagent pas non plus sans un délai plus ou moins long; la circulation se fait, en quelque sorte, par tranches successives, qui mettent souvent des mois, parfois des années, à arriver à leur but. Cette lenteur de transmission est favorable à l'épuration par les ferments nitriques.

l'augmenter beaucoup lo débit de ces sources parle paptage. Pures par elles-mêmes, elles sont souvent 311 communication facile les unes avec les autres et, In ns certains villages malpropres du Puy-de-Dôme ou lu Cantal, peuvent répandre ainsi des germes contagieux.

Les éboulis, qui recouvrent les flancs des coteaux, produisent parfois un effet du même genre et peuvent présenter des sources à leur base. Ceux qui occupent le fond des vallées y déterminent souvent l'existence de réservoirs d'eau souterraine, emmagasinés dans le thalweg et particulièrement à la naissance de celui-ci, fjue l'on peut aller chercher par une tranchée perpendiculaire à ce thalweg. Ces eaux des éboulis sont, on le remarquera, pour la plupart, dans de mauvaises conditions hygiéniques.

Il peut en être encore de même pour les infiltrations qui se produisent à travers les scories des coulées de laves volcaniques et qui alimentent des sources à leur extrémité; celles-ci cependant ont bien des chances de se filtrer à travers les couches de cendres et de lapilli ni accompagnent souvent les laves et, en fait, nombre de belles sources d'Auvergne n'ont pas d'autre origine.

La plupart des sources permanentes à flanc de coteau se produisent à la base d'une strate poreuse ou fissurée, qui a emmagasiné l'eau, au-dessus d'une nappe d'argile, qui l'a empêché de descendre dans le sol.

On peut remarquer que les plus abondantes sont celles à la base des calcaires, où la circulation des eaux est plus aisée que dans des sables. C'est, notamment, à la base de la craie que l'on a capté, pour alimenter Paris, les eaux de la Vanne. De telles sources

peuvent être très bien purifiées, si leur eau a filtré par porosité dans la craie : il y a lieu toutefois de prendre garde aux fissures, qui peuvent amener directement vers la source des eaux contaminées.

Il peut également arriver, plus rarement, qu'une source d'origine profonde se trouve sur un accident géologique, faille ou filon, le long duquel les eaux souterraines sont venues s'accumuler comme devant un mur.

Dans les deux cas, mais spécialement dans le premier, le plus ordinaire (celui d'une strate poreuse), les sources ne sont pas répandues sur toute la longueur de la nappe profonde qui les produit à son affleurement : elles choisissent, pour sortir, des points particulièrement favorables, déterminés par la forme de cette nappe aquifère d'une part, par la forme de la superficie de l'autre . En étudiant ces conditions d'émergence, dans lesquelles il ne faut pas faire la part trop large au hasard, on pourra souvent se rendre compte de la façon dont la source s'alimente et, par suite, augmenter plus aisément son débit * par des travaux, en même temps qu'on sera mieux renseigné sur ses chances de contamination, qui dépendent en partie de son périmètre d'alimentation.

Je rappelle, d'abord, que, dans l'épaisseur de la strate perméable, l'eau circulera très différemment, suivant qu'il s'agit d'un sable, où elle se filtre par d'innombrables interstices, ou d'un calcaire, qui

1. Il est à remarquer, au sujet de l'augmentation du débit, que celle-ci peut être seulement provisoire, si le captage a pour effet de vider des réservoirs souterrains, où l'eau s'était entièrement accumulée. Cela dépend encore de l'étena. e et du caractère géologique du bassin d'alimentation.

pont lui offrir de larges fissures localisées. De toutes manières, elle viendra, tôt ou tard, se concentrer à la base et former une nappe aquifère, plus ou moins coiitiu ne, dont nous avons à considérer la forme.

Supposons, en premier lieu, celle-ci absolument horizontale (cas bien exceptionnel), l'eau pourra sortir aussi bien en un point qu'en un autre de ses affleurements et tout au plus le fera-t-elle de préférence dans les dépressions de la surface, produites par les thalwegs.

Mais, en général, cette surface aura une certaine inclinaison, et ce sont alors les points bas de ce plan qui seront les plus riches en sources ; si la surface est plissée en forme de synclinal ou de thalweg, les eaux auront tendance à se concentrer dans ce thalweg souterrain, comme dans une rivière au jour et à venir sortir en son extrémité la plus basse; si elle est, au contraire, plissée en anticlinal, les eaux se déverseront sur les deux flancs de la voûte et donneront deux lignes de sources.

Dans le cas ordinaire, où l'eau n'est pas sous pression dans le sol, et ne remonte pas de la profondeur (comme cela se produit pour les sources vauclusiennes, les sources en rapport avec une faille, un filon, un pli brusque des couches, ou, plus spécialement, les sources thermales), on peut admettre que la source est seulement alimentée par les portions de la strate poreuse situées au-dessus d'elle; il faut donc, pour étudier la contamination possible, porter son attention sur les affleurements de cette strate dans cette zone surélevée, ou, quand elle est surmontée de terrains fissurés ou poreux ayant pu concourir à l'alimentation, sur les affleurements de ceux-ci.

Le débit d'une source suintant à l'affleurement d'une strate poreuse peut généralement être accru en perçant, dans cette strate, une courte galerie partant de la source, ou même, en cas de besoin, un système de galeries à angle droit, de manière à recueillir le plus possible des filets d'eau disséminés dans le terrain. Dans un calcaire fissuré, ces galeries devront être dirigées en suivant les fissures principales de la roche1.

Enfin, des sources abondantes se produisent dans le fond des vallées, au pied des escarpements, ou sur les rivages de la mer, toutes les fois qu'il y affleure des terrains meubles ou fissurés, par lesquels les eaux peuvent remonter de la profondeur au jour. C'est l'application du principe général des pressions hydrostatiques, qui se traduit par le phénomène connu des vases communiquants. L'eau souterraine tend toujours à sortir au point où elle trouve la moindre résistance à vaincre ; les dépressions topographiques sont tout particulièrement désignées à cet égard et quand, dans le fond de la dépression même, il existe, comme c'est le cas fréquent, une nappe d'eali douce ou salée, cette nappe d'eau refoule, par sa charge, les filets d'eau souterrains vers les points libres les plus bas, c'est à dire vers ses rivages. De là tant de sources au bord de la mer qui ne sont nullement, comme on le croit parfois, des produits d'infiltration des eaux de la mer. Les mêmes conditions d'émergence se présentent pour les sources thermales, qui, ainsi que je le dirai, sont des eaux remontant d'une grande profondeur.

1. Voir des détails sur la caplation des sources dans Durand Glaye, Hydraulique agricole, t. I, p. 304, et dans mon Traite des sources thermominérales.

Parmi ces sources des fonds de vallées, il convient de donner une mention spéciale à ces naissances de véritables rivières, qui se produisent au pied des escarpements calcaires, souvent dans des grottes, quelquefois, par un phénomène vauclusien, eu remontant de la profondeur, dans les Gausses, dans le Jura, en Istric, Bosnie, Monténégro, etc. C'est là le véritable débouché de rivières souterraines, qu'on peut parfois suivre sur toute l'étendue de leur parcours et dont, ailleurs, on reconnaît l'origine en colorant les eaux par de la fïuorescéine. Les explorations de M. Martel ont bien élucidé le régime de ce genre de rivières, qui peuvent parfois subir une filtration accidentelle, mais qui, dans beaucoup de cas, ressortentau jour presque aussi chargées de matières organiques et de microbes qu'à leur entrée, et ce géologue a vivement attiré l'attention sur le danger que présente, dès lors, l'empoisonnement trop fréquent des abîmes, avens et puits naturels, par lesquels ont pénétré ces eaux. Il serait bien à désirer que cette notion si simple se répandît dans le public et qu'une surveillance toute spéciale fût exercée sur ces points de contamination, par lesquels peuvent se répandre tant de maladies infectieuses.

L'existence de nombreuses sources au fond des vallées qui recoupent des plateaux calcaires, sur une strate plus argileuse située à leur base, amène souvent un contraste frappant entre l'aridité du plateau et la fertilité de la vallée. On peut le constater, sous la forme la plus pittoresque, dans les Gausses, en Champagne ou dans les vallées de la Syrie, autour de Baalbek et de Damas.

Je passe maintenant au cas où, l'eau n'apparais-

saut pas à la surface, on se propose d'aller la chercher en profondeur. C'est là un problème, qui est résolu couramment par le fonçage des puits à eau, mais au sujet duquel il y a quelques remarques générales à faire, dans l'ordre d'idées géologique, qui nous occupe ici.

Je suppose, d'abord, le cas de terrains sédimentaires, tout au moins à la superficie. Presque toujours, si l'on est situé au fond d'une vallée ou à peu de hauteur à flanc de coteau; souvent aussi, quand on se trouve dans des conditions plus défavorables, sur une colline ou un plateau, il suffit de creuser un puits d'une faible profondeur, 10 à 12 mètres au maximum, pour trouver de l'eau au fond1. Cette eau constitue ce que Daubrée a appelé la nappe phréatique (de phreas, puits), en la définissant par cette condition qu'elle était atteinte par un puits ordinaire, ne traversant pas de couche imperméable. Dans ces puits, le niveau de l'eau est exposé à varier avec le régime des pluies; mais il présente une certaine moyenne, qui n'est autre que ce que nous avons désigné précédemment du nom de niveau hydrostatique, ou piézométrique.

Nous avons vu, en effet, que le sol, au-dessous d'un certain niveau, était complètement imprégné d'eau. Cette profondeur dépend, d'abord, du relief topographique : la surface hydrostatique en question

1. Pour construire un puits, on creuse d'abord jusqu'à l'eau; puis on établit, sur le fond de la fouille, un bâti en charpente rectangulaire de 15 centimètres de haut, appelé rouet, posé sur un massif de pierres sèches pour laisser passage à l'eau. On élève, sur ce rouet, 1 mètre de maçonnerie hydraulique et l'on fait descendre le tout en fouillant soigneusement sous le rouet. Un puits ordinaire coûte 200 à 400 francs.

RECHERCHE DES EAUX 15i

allant se raccorder avec le fond des vallées, pour s'éloigner de plus en plus de la superficie sous les montagnes et reproduisant en petit les ondulations du sol. Mais, en outre, il est aisé de voir que la forme de la surface hydrostatique est grandement influencée par la constitution géologique du sol.

Si l'on part d'un cas extrême : à l'air libre, la surface de l'eau, contenue dans un lac ou un étang, forme un plan horizontal (ou du moins une surface concentrique à celle de la terre). Dans un terrain à très larges fissures, à circulation très aisée, comme cela arrive dans certains calcaires, la surface hydrostatique aura de même tendance à se rapprocher de ce plan horizontal; elle s'en éloignera, au contraire, de plus en plus et prendra un profil de plus en plus incurvé entre ses points d'infiltration et ses débouchés au jour, à mesure que les orifices, les pores, par lesquels sa circulation doit s'établir, deviendront plus restreints, que l'équilibre théorique mettra plus de temps à s'établir et, par suite, sera plus influencé par le retour périodique des pluies. Le phénomène se compliquera encore dans le cas très ordinaire, où le sol, traversé par les eaux, sera inhomogène et renfermera des parties perméables à côté d'autres imperméables : différences que la géologie pourra nous apprendre à prévoir.

Notamment, c'est un fait très fréquent dans nos terrains sédimentaires que l'alternance d'argiles et de sables, ou de calcaires et craies fissurées. Au-dessus de la strate d'argile 1 (fig. 12), la surface de l'eau XY aura une hauteur variable, avec tendance à la formation de sources aux affleurements 1. Au-dessous, il pourra très bien y avoir une partie entièrement asséchée,

l'imprégnation d'eau ne reprenant que sous une certaine surface ST. Ce cas particulier rentre aisément dans le cas général; mathématiquement, les deux éléments de surface XY, ST ne sont que des tronçons d'une surface unique, définie par les mêmes conditions hydrauliques.

En pratique, il se joint à cette observation pre mière que même un terrain situé au-dessous du niveau hydrostatique et complètement imprégné d'eau en théorie peut être néanmoins impropre à

Fig. 15. — Coupe verticale théorique d'un terrain présentant des alternances de couches perméables et de strates d'argile imperméables, 1. •>. — Les parties couvertes de hachures sont celles qu'imprègnent les eaux souterraines; les parties blanches, celles ordinairement asséchées. XY, ST, niveau hydrostatique.

fournir de l'eau dans un puits, s'il s'agit d'une roche cristalline non fissurée, d'une partie compacte dans un calcaire, d'un lit d'argile, et si l'eau est incorporée seulement à l'état d'eau de carrière sans offrir de veines, ou filets libres1. Un puits, pour donner de l'eau, doit, non seulement pénétrer au-dessous du niveau hydrostatique, mais encore y rencontrer une strate poreuse (comme des graviers ou des sables non argileux), dans laquelle cette eau a pu s'emmagasiner. On voit de suite combien cette profondeur des puits à eau peut être variable suivant les cas et com-

1. Je renvoie, pour les détails, aux Eaux souterraines de Daubrée, t. I, p. 21.

bien elle dépend directement de la coupe géologique du sol, qui permet d'établir des prévisions à cet égard, surtout quand la surface hydrostatique a été d'abord définie par quelques forages antérieurs. Si, par exemple, la coupe montre, au point considéré, une épaisseur de calcaire de 100 mètres avec couche argileuse à la base, c'est 100 mètres qu'il faudra s'attendre à percer pour avoir de l'eau : d'où l'impossibilité pratique d'avoir des puits sur bien des plateaux calcaires, en Normandie, dans les Causses, etc. ; d'où aussi l'existence, sur certains plateaux, où l'on s'est obstiné jadis à forer des puits pour les besoins d'une forteresse ou d'un château, de ces grands puits monumentaux, profonds comme des puits de mines et sur lesquels il a fallu établir, pour l'extraction de l'eau, les systèmes de charpentes et de treuils les plus savants (ïroô, en Loiret-Cher; le Bosc-Bénard, dans l'Eure, etc.). Ailleurs, l'on aura, immédiatement au-dessous de la surface, des conditions en apparence favorables, c'est-à-dire des sables sur une argile); mais on sera, là encore, au-dessus du niveau hydrostatique; on n'obtiendra donc que des venues d'eau momentanées après les pluies et non une alimentation permanente, etc. Dans ce cas, on pourra s'approfondir d'avantage et descendre, en traversant même parfois un ou deux niveaux d'eau secondaires, jusqu'à la nappe, qui, d'après l'examen géologique, doit être la plus importante.

En général, dans les centres habités, la profondeur à laquelle on trouve l'eau par des puits est bien connue, cette eau formant des nappes qui, sans être continues, comme on l'a trop supposé autrefois, et tout en pouvant enserrer des îlots stériles, se pré-

sentent néanmoins à un niveau assez constant; on peut môme ajouter que les grandes agglomérations humaines se sont formées souvent de préférence sur les nappes d'alluvions anciennes, le long de quelque importante vallée, où elles étaient sûres de trouver de l'eau abondamment et à peu de profondeur : ainsi Londres et Paris. A Londres, il y a de 3 à 6 mètres de graviers sur une argile, produisant un niveau d'eau général. A Paris, on comptait jadis 30 000 puits à eau, que l'on a recensés pendant le siège de 1870.

Quand il existe une semblable nappe, on peut prévoir que tous les puits qu'elle alimente communiquent les uns avec les autres, sans que l'intervalle entre eux soit, en général, suffisant pour amener une purification des germes morbides. C'est ainsi que la marche des épidémies, etnotammentde la fièvre typhoïde, suit fréquemment le cours de ces sortes de rivières souterraines.

Le captage des eaux constituant cette nappe phréatique se fait couramment par de simples puits, auxquels on ajoute, en cas de besoin, une ou plusieurs galeries partant du bas du puits, dans la couche perméable.

Quand un puits atteint une profondeur telle qu'il devient à peu près impossible d'y puiser de l'eau, on peut avoir intérêt, dans certains cas particuliers, à descendre encore plus loin, pour trouver une nappe d'eau artésienne, c'est-à-dire une nappe emmagasinée en profondeur sous une pression telle que, lorsqu'on lui ouvre une issue factice par un sondage, elle remonte aussitôt vers le sol.

Il est facile de comprendre comment peuvent exister de semblables nappes artésiennes (fig. 13).

Soit, en effet, une nappe d'argile imperméable AA' et, au-dessous, une strate poreuse BB', qui reçoit de l'eau à ses affleurements, la surface du sol étant B' A' D. Cette eau remplit toute la longueur de la strate de B en B'. Le filet élémentaire BB', compris dans le plan du tableau, se comporte, par suite de la présence du toit imperméable AA', comme un tuyau incliné et plein d'eau, dans lequel la base B supporte la charge de toute la colonne - BA' : charge représentée par la hauteur BG. Il y aurait, en B, un tuyau vertical que l'eau, en vertu du principe des vases communiquants, devrait y remonter en C à la même hauteur que A'. Si elle ne le fait pas, c'est que le toit d'argile l'en empêche et, généralement alors, elle va chercher un circuit souterrain plus ou moins i compliqué, une autre issue. Mais un sondage placé en D produira le même effet que ce tuyau, et l'eau s'y élèvera en jaillissant au-dessus de la surface D.

C'est ce qu'on a réalisé dans les divers puits artésiens de Paris, dans ceux qui ont fertilisé les oasis de l'Oued-Rir, et dans nombre d'autres cas ; c'est ce qu'on peut faire toutes les fois qu'une coupe géologique à grande distance, menée par le point considéré, montrera une disposition analogue à celle de la figure 13 : toutes les fois, par exemple, qu'on sera dans un point

Fig. 13. — Coupe verticale théorique montrant comment une nappe artésienne BB' peut, exister sous une strate imperméable AA' et comment, si on va la chercher par un sondage DAB, l'eau a tendance à remonter en C.

bas de la topographie, entouré par une enceinte de collines, formées de couches alternativement imperméables et compactes, plongeant vers leur centre.

Il est à remarquer qu'une eau artésienne, ayant accompli sous terre un circuit, qui dure parfois plusieurs mois, par des canaux généralement microscopiques, présente, en moyenne, des garanties de pureté, qui ne sont dépassées que par les sources thermales proprement dites.

Dans tout ce qui précède, j'ai supposé que l'on était dans les terrains sédimentaires. En de pareils terrains, le cas le plus défavorable pour trouver de l'eau est (en laissant de côté, bien entendu, celui des régions désertiques à précipitations pluvieuses insuffisantes), le cas d'un plateau calcaire ou sableux de très grande épaisseur, à travers lequel les eaux se perdent sans former de nappes utilisables. Quand, au contraire, l'argile vient si près du sol qu'elle arrête l'infiltration des eaux, on n'en a pas moins des chances de rencontrer, au-dessous, plus ou moins bas, des sables imprégnés d'une eau, qui ne subit pas nécessairement l'influence des eaux croupissantes au-dessus de l'argile, l'alimentation de ces sables pouvant être d'origine très lointaine.

En dehors des miasmes organiques, qu'une eau de puits peut contenir par une influence superficielle quelconque, et des nitrates qui en résultent, il faut également tenir compte des sels minéraux que la nappe d'eau a pu dissoudre sur son trajet. Ces sels sont réduits à leur minimum au milieu d'un sable siliceux; mais il est bien rare que l'eau, chargée à la surface d'oxygène et d'acide carbonique, n'ait pas trouvé à dissoudre un peu de chaux et de fer, sous

RECHERCHE DES EAUX loT

forme de carbonates. La teneur en chaux, qui rond les eaux lourdes, n'a pas grand inconvénient, quand elle ne dépasse pas certaines limites; le défaut devient beaucoup plus grave, quand l'eau trouve des terrains renfermant des dépôts solubles de sel marin, ou de gypse, comme il y en a dans ie tertiaire des environs de Paris, dans le trias de la Lorraine ou du Plateau Central, etc. ; il en résulte, en effet, des eaux salées ou séléniteuses, et, dans certaines régions à formations salines abondantes, comme les déserts du Chili, du Turkestan, du Sahara, etc., les eaux obtenues par les puits ou les sondages peuvent arriver à être chargées de sels au point de devenir imbuvables, si l'on ne les soumet, au préalable, à une distillation. L'étude géologique du pays fera prévoir l'existence de ces dépôts de gypse et de sel sur le passage des eaux et pourra alors conduire à chercher un autre moyen d'alimentation, en forant à partir d'un autre point ou vers un autre niveau.

Dans les roches cristallines, que j'ai laissées de côté jusqu'ici, le problème des puits se pose différemment.

Quand ces roches sont décomposées à la surface et donnent des arènes granitiques, on a déjà vu qu'on pouvait y trouver des sources abondantes et presque toujours bien purifiées par ce filtre naturel. Si la roche est inaltérée, on ne peut compter, pour trouver de l'eau, que sur ses fissures : soit ces cassures restreintes et souvent ouvertes, qu'on appelle des diaclases; soit les cassures profondes et plus anciennes, qui constituent des filons.

Les diaclases d'un granité pu d'un gneiss donnent souvent des venues d'eau abondantes, comme on peut le constater dans divers travaux de mines et comme

on l'a observé également par des sondages faits dans des îlots norvégiens, ou par de simples puits en de nombreux villages du Plateau Central. Mais, si l'on a affaire à une roche déjà très fissurée à la surface, il est difficile de compter sur la rencontre dans un puits de semblables cassures, qui ne peuvent guère être trouvées que par hasard.

On est un peu plus sûr du résultat quand un grand massif rocheux est traversé par un filon compact, de quartz par exemple. Ces filons jouent souvent, pour les eaux souterraines, le rôle de plans directeurs, comme on peut aisément s'en assurer en voyant combien la roche est profondément décomposée, kaolinisée par les eaux le long de leur affleurement.

Une galerie de mine en travers-bancs, menée de la surface vers un de ces filons, perpendiculairement à sa direction, aura donc bien des chances de rencontrer une venue d'eau en atteignant ce filon. C'est un procédé de recherche qui est très employé pour le captage des eaux thermales, mais que l'on emploie également parfois pour les eaux naturelles, par exemple dans les Cévennes.

2° Irrigation. — Le problème de recueillir les eaux superficielles se présente dans des conditions d'amplitude et souvent d'importance spéciales, quand il s'agit d'en obtenir les grandes quantités nécessaires à l'irrigation.

On sait que l'irrigation agit sur le développement végétal de diverses manières : elle fournit aux plantes la fraîcheur et l'humidité nécessaires à leur dévelop peinent; elle subvient aux besoins de la transpiration et de la circulation de la sève; enfin elle sert de véhicule aux matières minérales, qui, pour a plupart, ne