CHAPITRE PREMIER

DE l'art des sondages.

Vers la fin du seizième siècle, un des hommes qui ont eu Thonneur d'inaugurer le mouvement scientifique et industriel des temps modernes, exposait Tart des sondages dans le dialogue suivant :

PiUTiQUE. « Si je voulais trouver de la marne en quelque pro- « vince où l'invention ne fût encore connue, je voudrais chercher a toutes les terrières desquelles les potiers, briquetiers, et tuiliere a se servent en leurs œuvres, et de chacune terrière, j'en voudrais « fumer une portion de mon champ ; puis je voudrais avoir une <i tarière bien longue, laquelle tarière aurait au bout de derrière « une douille creuse, en laquelle je planterais un bâton, auquel il a y aurait par l'autre bout un manche au travers, eu forme de « tarière , et ce fait, j'irais par tous les fossés de mon héritage, (( auxquels je planterais ma tarière jusques à la longueur de tout « le manche, et Tayaut tirée dehors du trou, je regarderais dans c< la concavité , de quelle sorte de terre elle aurait apporté , et a rayant nettoyée, j'ôterais le premier manche et en mettrais un « beaucoup plus long , et remettrais la tarière dans le trou que « j'aurais fait premièrement, et percerais la terre plus profond ; « et par tel moyen ayant plusieurs manches de diverees lonc< gueure, l'on pourrait savoir quelles sont les teires profondes,

« et non seulement voudrais-je fouiller dans les fossés de raes hé- « ritages, mais aussi par toutes les parties de mes champs, jusce qu'à ce que j'eusse apporté au bout de ma tarière quelque té- « moignage de ladite marne, et ayant trouvé quelque apparence, « lors je voudrais faire, en icelui endroit, une fosse telle comme « qui voudrait faire un puits.

<( Théorique. Voire, mais s'il y avait du roc au-dessous de ces « terres, comme l'on voit en plusieurs contrées que toutes les «terres sont foncées de rochers?

«Pratique. A la vérité cela serait fâcheux; toutefois en plu- « sieurs lieux les pierres sont fort tendres, et singulièrement « quand elles sont encore en la terre : pourquoi me semble qu'une « torsière les percerait aisément, et après la torsière on pourrait « mettre l'autre tarière , et par tel moyen on pourrait trouver « des terres de marne, voire des eaux pour faire puits, lesquelles « bien souvent pourraient monter plus haut que le lieu où la « pointe de la tarière les aura trouvées : et cela se pourra faire « moyennant qu'elles viennent de plus haut que le fond du trou « que tu auras fait.

« Théorique. Je trouve fort étrange ce que tu me dis, que si le « roc m'empêche de percer la terre, qu'il faut aussi percer le roc; « et si c'est du roc, qu'ai-je faire de le percer, vu que je cherche « de la marne.

Pratique. « Tu as mal entendu, car nous savons qu'en plusieurs « lieux les terres sont faites par divers bancs, et en les fossoyant « on trouve quelquefois un banc de terre, un autre de sable, un « antre de pierre et un autre déterre argileuse. »

Dans ce dialogue, où se révèle le génie naif et lumineux de Bernard Palissy, sont exposés pour la première fois d'une manière rationnelle les usages de la sonde, et, comme il convenait à celte épociue, c'est Pratique qui parle et donne des leçons à Théorique.

En effet, c'est la pratique qui, dès l'antiquité la plus reculée, a suggéré aux hommes l'idée de cet outil si remarquable, à l'aide

duquel ils peuvent percer l'écorce terrestre, ramener à la surface du sol des éohantillons des minéraux enfouis dans ses profondeurs, et mettre en rapport les couches géologiques des divers étages. C'est la pratique qui a fait naître et a conservé jusqu'à nous chez plusieurs peuples Tart singulier des sondages artésiens; c'est elle qui a creusé en Chine, en Syrie, en Egypte, dans la haute Italie et dans notre ancienne province de l'Artois, ces fontaines artificielles qui n'ont pas cessé de couler depuis plusieurs siècles; c'est à elle que rendaient hommage les citoyens de Modène, lorsqu'ils plaçaient sur Téousson de leur viUe ces deux tariéres de fontainier que nous y voyons encore ; c'est elle enfin qui dictait & Palissy les lignes que l'on vient de lire.

Hais si l'illustre ingénieur revenait aujourd'hui, et qu'il mtt de nouveau en présence les deux interlocuteurs qu'il faisait conférer autrefois, c*est à TMarique assurément qu'il donnerait d'abord la parole. En eflét, si la théorie s'est laissée devancer par la pratique dans l'invention de la sonde, elle a su depuis reprendre le premier rang, et notre siècle lui doit l'honneur d'avoir inventé une seconde fois, ou pour mieux dire, créé véritablement l'art des sondages. C'est elle qui, en décrétant les lois de l'hydraulique, en constituant la météorologie , en découvrant les formes caractéristiques de l'écorce terrestre, a expliqué des phénomènes qu'on produisait au hasard, a généralisé des procédés qui restaient confinés dans des cantons isolés, a fait succéder une activité prévoyante à de timides tâtonnements, a fait passer la sonde des mains des ouvriers à celles des ingénieurs, et a élevé ainsi une routine locale, aveugle, incertaine, à la dignité d'un art véritable, d'un art universel, rationnel, si^r de lui-même.

Cette transformation s'est accomplie sous nos yeux avec une rapidité singulière, et c'est à notre pays qu'en revient tout l't^onneur. Il y a trente ans à peine, la sonde était encore ce que l'avaient faite, par une longue pratique, les fontainiers de l'Artois et de l'Italie, et son usage, loin de se propager dans les autres pays,

M GCIDE DU SONDEUR.

semblait plutôt tomber en oubli dans ceux où il avait pris naissance, lorsque des sociétés, instituées à Paris pour encourager Tagriculture et Tiridustrie, entreprirent de développer un art si utile et si négligé. La question fut mise au concours, d'illustres savants s'associèrent à cette idée en rédigeant des programmes et des instructions théoriques, des ingénieurs habiles se mirent à l'œuvre et bientôt Tusage de la sonde était répandu en France, (îheztous les peuples de TEurope, jusqu'en Afrique, et même dans le Nouveau-Monde.

Cette vive impulsion donnée par la théorie à l art du sondage a réagi d'une manière puissante sur la pratique : dans ces forages exécutés sur tant de points éloignés et dans des circonstances si diverses, des conditions nouvelles ont apparu, des accidents imprévus se sont produits qui ont conduit à varier la forme des instruments ainsi que leurs manœuvres; chaque fois que la sonde, après avoir percé un nouveau point de Técorce terrestre, remontait à la surface, c'était pour subir quelque perfectionnement nouveau : ainsi l'humble tarière, que Palissy se proposait de pla7itei* dans les fossés de son héritage^ s'est convertie peu à peu en un instrument admirable, approprié aux conditions les plus diverses ; sa tige a pris des dimensions gigantesques ; et, au bout de ce manche long de plusieurs centaines de mètres, on a pu couper des tubes, tourner des vis, saisir des outils perdus, accomplir enfin des travaux aussi compliqués que ceux que le forgeron et le chaudronnier exécutent sur leur enclume.

Au moment de résumer, pour la première fois, dans un manuel complet et méthodique, l'ensemble de ces perfectionnements, avant de décrire l'outillage et les engins dont les sondeurs se servent aujourd'hui et les procédés qu'ils doivent suivre , il convient sans doute de réserver à la théorie les premières pages de ce livre. Tel est l'objet de ce premier chapitre , dans lequel nous exposerons les principes qui servent de base à l'art du sondeur, et nous retracerons à grands traits l'histoire des sys-

PRÉCIS msroKiouE et théorique. i%

lAmes par lesquels a passé Tesprit humain pour prendre possession de ces principes.

La circulation des eaux à la surface de la terre, ce vaste roulement par lequel les sources , incessamment renouvelées , versent dans les fleuves des masses énormes qui s'écoulent avec tant de régularité et retournent incessamment à la mer , est un des phénomènes les plus grandioses que la nature offre à notre admiration et à notre étude. Devant cet imposant spectacle , les hommes ont été d'abord saisis d'une admiration craintive , et d'une sorte d'horreur religieuse. C'est ce sentiment qui a peuplé le bord des fleuves et des fontaines de cette foule de divinités auxquelles sacrifiait la superstition , et le poëte des Géorgiques s'en est fait l'interprète dans ces beaux vers où il nous montre le pâtre , fils d'Apollon et de Cyrène , admis à visiter le séjour souterrain de sa mère :

Jamque domum miraiift genitricis et humida régna, SpeluneUqae lactis dausos , lucosque sonantes , Ibat, et. ingenti molu •tupefactus aquanim, Omnia sub oiagnà labenlia flumiiia terra Spectabal divei'sa loeis*

Ainsi le double culte de la poésie et de la religion a été le premier hommage rendu par les hommes à ce grand ouvrage de la nature; mais ce premier sentiment satisfait, un autre s'est éveillé , et l'on a cherché à expliquer ce qu'on admirait tout à l'heure. L'imagination s'est d'abord mise en quête de systèmes plus ou moins ingénieux ou extravagants; puis l'observation a apporté des modifications de plus en plus précises, et l'on a vu se dérouler cette longue suite d'hypothèses qui nous ont con-

^ 11 s'étonne, il admire

« Le palais de sa mère et son liquide empire;

« Il éeoute le bruit des flots retentissants.

« Contemple le berceau de cent fleuves naissants,

« Qui, sortant en grondant de leurs grottes profondes,

• Promènent en cent liuux leur course vagabonde.

a GUIDE DU SOXDKUR.

duits à la théorie ratioanelle que nous possédons aujourd'hui.

D*où provient Teau qui circule à la surface des continents et dans rintérieur du sol? Par quel mode d'approvisionnement Teau vienirelle sans cesse alimenter les réservoirs souterrains? Enfin , par quelle force est-elle poussée vers la surface dans le bassin des fontaines et dans le lit des fleuves? Telles sopt les questions qui rentrent dans le problème général de Faménagement naturel des eaux douces, et qui se rapportent, comme on voit, à trois points principaux :

Le premier est relatif à Torigine des eaux, le second à la disposition des voies souterraines, où, pour ainsi parler, des récipients solides dans lesquels elles sont versées , et le troisième aux forces en vertu desquelles les eaux, amenées dans ces récipients, s'y meuvent et s'y distribuent.

Sans s'arrêter à ces divisions naturelles du problème, les premiers auteurs de systèmes, l'embrassant dans son ensemble, l'ont résolu d'un seul coup, et, en quelque sorte, par un seul bond de leur imagination en travail.

Ainsi Platon, résumant l'opinion de la plupart des philosophes grecs, nous apprend que le réservoir commun des sources est.... le gouffre du Tartare. Voilà pour l'approvisionnement» et quant à la distribution il nous assure que c'est pctr cascades que les eaux arrivent à la surface du sol.

Aristote professe une autre doctrine, et saint Thomas, avec toute la philosophie scholastique , se range à l'opinion du mattre de l'école : dans ce système on n'a que faire du Tartare ni d'aucun autre réservoir; l'eau se forme dans l'intérieur même du sol en vertu du fameux principe de la transmutation des corps, dont l'alchimie a fait un si grand usage. C'est l'air qui , en séjournant dans la terre, s'y épaissit et se change en eau. Pour mettre cette eau en mouvement , on avait recours à une autre hypothèse également familière à l'ancienne physique , celle des causes occultes. Pour les uns c'est Vascendanf des affres ^ pour d'autres c'est /a

PRÉCIS IlISTOaiOLE ET THÉORIQUE. 15

propriété rivifianie du sable pvr, d*où résulte la circulaliou de la mer vmble dans vne nier invmàle^ que Vaa-Helmont s'efforce de prouver par des textes de la Bible ; c'est encore la force de projection la force expansive la force vitale de la plante : en

résumé Teau monte parce qu'elle a une vertu ascensionnelle qui la porte à monter *.

Ce mode d'explication a paru longtemps satisfaisant, et nous avons vu même des écrivains contemporains le renouveler en le revêtant de formes scientifiques ou métaphysiques. Dans un livre publié en 1826 sur les sondages artésiens, et où se trouvent des renseignements utiles, un ingénieur américain, M. Dickson, a proposé une nouvelle théorie de twcension des eaur^ d'après la-> quelle les eaux souterraines sont rejetées & la surface par une force expansive résultant de la chaleur centrale et indépendante de toute action gravitante. Quelques années plus tard un philoso* phe, M. Âzaïs, ressuscitant à la fois le principe de la transmutation et celui de Texpansion, s'en servait pour expliquer le jaillissement des eaux artésiennes : a Tout corps , disait-il , qui recèle dans ses parties centrales un foyer d'expansion, cerné par des enveloppes plus ou moins épaisses, est un corps en état de ressort, ce qui veut dire en état d'effort contiim contre la résistance de ses en» veioppes. U travaille sans cesse à les écarter, i les briser, i les dissoudre, et ne pouvant y parvenir, il exerce du moins son action expansive 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 enveloppes extérieures; cette action de ressort et de

* Cette formule est celte qut se représente si souvent dans les spéculations de Taneienne physique ; e'est elle que Pascal oe dédaignait pas de disenter, lorsque le pèi^ .Noël l'appliquait à la définition de la luiniîTC, en disant que la lumière en tmmo«vemeut luminaire de rayom lumineux ; c'est elle enfin que Molière ne faisall que lran»|iortcr du livre le plus grave sur la scène, lorsqu'H expliquait pourquoi Topium hit dormir.

iranspiralion est daiis la nature l'action première et essentielle. » -^ Après avoir distingué trois espèces de transpiration : la transpiration vitale, qui émane des régions centrales de notre planète et lance par voie de rayonnement les fluides subtils tels que le calorique, le magnétisme et rélectricité ; la transpiration moy^nTi^, qui émane des régions intermédiaires, et projette sous forme vague et demi-impétueuse les gaz dont se compose Tatmosphère ; la trans- "pxvdXxovL faible ou indolente^ qui émane des couches superficielles en produisant une molle transsvdation sous forme aqueuse, H . Azaï s assurait que , semblable à notre sang qui s'exhale en sueur ou jaillit sous le coup de lancette, Teau intérieure jaillit sous le coup de sonde, en obéissant au principe universel de ^expansion. A la suite de ces deux systèmes s'en présente un troisième auquel se rattache le grand nom de Descartes. Cette fois la mer est le réservoir où s'alimentent directement les sources : les eaux de rOcéan pénètrent dans l'intérieur des terres par des cavernes qui leur offrent des aqueducs naturels; elles s'insinuent par infiltration et viennent remplir de grandes cavités placées sous les montagnes pour servir & la dépense des fontaines. Ce premier point admis, reste à expliquer d'abord comment les eaux parviennent sous les montagnes et s'y élèvent beaucoup au-dessus du niveau de l'Océan, ensuite comment dans le trajet souterrain elles perdent leur salure et se convertissent en eaux douces. Pour rendre compte de ces deux faits à la fois , on a le choix entre deux hypothèses. Dans la première les eaux marines subissent dans les cavernes souterraines l'action du feu central qui les réduit en vapeur et les fait monter dans le corps de la montagne comme dans le chapiteau d'un alambic; ainsi distillée, l'eau dépose ses sels au fond de ces grandes chaudières, et la vapeur, parvenue à une certaine hauteur, se condense par le refroidissement et surgit à la surface du sol : a Les eaux, dit Des-. a cartes, pénètrent par des conduits souterrains jusques au desik sous des montagnes, d'où la chaleur qui est dans la terre, les

PRÉCIS HFSTORÎOUE ET THÉOrifoyiJ^ ^ 7 TT J) gf T T «élevant, comme en vapeur, jusqu'à leur sîS|jm(|H,^eliefi y «remplir les sources des fontaines et des ^ivie^è^^>>'i\Ki^R^ première hypothèse la tej-re est considérée comme tm aiamCTc, dans la seconde, développée par l'académicien La Hire en 1705, elle est conçue comme un filtre qui retient le sel marin et fait monter Teau douce par Taction capillaire, comme dans un morceau de sucre qui trempe par un seul point dans un verre d'eau.

Cet échafaudage compliqué, à la construction duquel l'imagination encore mal disciplinée des physiciens avait eu trop de part, offrait cependant quelque accès à l'esprit d'analyse et d'observation ; aussi la critique du dix-huitième siècle ne tarda pas à y pénétrer, le battit en brèche et le renversa de fond en comble.

« La supposition par laquelle la mer est amenée sous toute la surface des continents est purement gratuite, dirent les adversaires de ce système. De plus, elle est démentie par les faits : on connaît des puits sans eau et dont le fond est cependant plus bas que la prétendue nappe d'eau souterraine ; il y a même des plaines dont la surface est inférieure au niveau de la mer, et qui ne sont pas inondées, comme cela devrait être si la mer, par une infiltration séculaire, pénétrait indéfiniment dans l'intérieur des terres. Cette supposition ne rend pas compte des variations considérables qu'on remarque dans le débit des sources. La chaleur nécessaire pour distiller l'énorme quantité d'eau douce, qui surgit du sol, n'est nullement en rapport avec celle qu'on observe dans les souterrains où cette opération est censée se faire. Une aussi grande masse de vapeurs ne saurait trouver place dans les cavités souterraines, quelque vastes qu'on les suppose, et devrait produire dans le sol des agitations qui ne se font point sentir. Les sources devraient être plus abondantes sur le bord de la mer que dans l'intérieur des terres, dans la plaine que sur les montagnes, et l'observation nous montre précisément le contraire. La capillarité peut bien, dans des terres poreuses, élever l'eau à une hauteur de quelques pieds, mais elle ne hii fera jamais franchir des diffé-

rences de niveau très considérables. La quantité prodigieuse de sels que la mer a dû déposer, soit par distillation, soit par filtration dans le. sol, aurait dû, en modifiant sensiblement sa salure, obstruer et combler depuis longtemps les canaux, les filtres et les alambics souterrains. Veut-on avoir une idée de ce résultat, calculons, et Farithmétique consultée nous dispensera de discuter davantage. L'eau de la mer contient une proportion de sel égale au trente-deuxième de son poids, soit, pour compter au plus bas, â livres de sel pour 1 pied cube d'eau marine ; or il passe sous le Pont-Royal 9188,000,000 de pieds cubes d'eau en vingt-quatre heures ; ce volume d'eau aura donc déposé sous terre 576,000,000 de livres de sels ; en réduisant ce produit de la moitié pour tenir compte de Teau pluviale qui entre dans la Seine , nous trouvons que Teau qui passe de Tûcéan dans le lit de la Seine dépose chaque jour dans les entrailles de la terre 388 millions de livres de sel, et plus de cent milliards de livres dans Tannée ; mais qu'est-ce que la jSeiue comparée à toutes les rivières de l'Europe et enfin du monde entier? quel amas de sel aura donc laissé dans les canaux soqterrains la masse d'eau douce, qui se décharge dans la mer depuis tant de siècles 1 n — A cela il n'y avait rien à répondre, et personne n'essaya dq le faire. Dëjàla pensée du physicien s'était transportée sur un autre terrain ; mûrie par Tobservatiou, instruite par ses erreurs mêmes, elle saisissait la vérité et l'enfermait dans un quatrième et dernier système.

Dans cette théorie définitive , les eaux puisées dans la mer et distillées par la chaleur solaire, se répandent en vapeur dans l'atmosphùre, retombent en pluie, en neige, en brouillard ou en rosée sur toute l'étendue des continents, restent en partie à leur surface dans les dépôts des glaciers, coulent en partie dans les couches perméables qui viennent en s'infléchissant, aflleurer à la surface du sol, et là, poussées par leur propre poids, descendent, se meuvent et remontent comme dans lios siphons; ainsi, comme un seul agent, la chaleur pourvoit à l'approvisionni^meut des eaux

douées, une seule force, la pesanteur, suffit aussi à leur distribua tion, et nous conoaissons encore ici la majestueuse simplicité de \a nature., toujours économe dans remploi des moyens et inépuisable dans la variété des résultats.

^ Conunent une idée si simple, qui s'ofArait naturellement à Tesprit des anciens, que plusieurs, Vitruve entre autres, ont énoncée d'une manière formelle, n'a-t-elle pas été accueillie tout d*abord, c'est ce qu'il est facile d'expliquer avant d'aller plus loin. Si Ton considère successivement les trois éléments du problème, relatifs à la météorologie, à la géologie et à Thydrostatique, on reconnaît que sur chacun de ces points les premiers observateurs manquaient des données les plus essentielles et devaient être rejetés vers d'autres explications par des difficultés insurmontables.

L'-évaporatioD est un phénomène qui se dérobe à nos sens et qui ne peut être mesuré que par les procédés les plus délicats de la physique pneumatique : Comment donc les premiers physiriens auraient-ils pu attribuer à cette cause, dont ils soupçonnaient si peine l'existence, ce prodigieux travail qui consiste & puiser dans la mer et i charrier sur les montagnes les masses d'eau qu'ils en voyaient descendre ? Il est vrai qu'en laissant de côté la question de Torigine première des eaux douces, et en se bornant & mesurer la quantité des eaux pluviales, ils auraient pu voir qu'elle suflit largement i, Tentr^tien des sources ; ipais ceite opération udométrique ne pouvait guère se présenter à ces esprits peu observateurs, et d'ailleurs, Teussent-ils exécutée, une seconde difliculté relative à la partie géologique du problème devait encore les détourner de la solution véritable.

En effet, il leur restait à comprendre comment les eaux phn viales, retenues à la surface du sol par les couches très peu perméables qui la couvrent souvent sur de grandes étendues, peuvent former par dessous des nappes larges et profondes. Cette énigme devait rester insoluble, tant qu'on n'aurait pas remarqué que l'écoree terrestre est formée d'assises continues, superposées, et

dont quelques-unes vont, en s'infléchissant, rencontrer la surface, y boivent les eaux pluviales et les font couler ainsi à de grandes distances sous des couches imperméables. Or cette notion géologique, qui ne pouvait résulter que d'une longue suite d'observations, était entièrement étrangère aux anciens.

Enfin, il fallait encore comprendre comment les eaux descendues sous le sol , remontaient d'elles-mêmes à la surface , et cette interversion apparente' des lois de la pesanteur ne pouvait être expliquée que par des principes hydrostatiques dont la démonstration remonte au dix-septième siècle seulement.

Ainsi , ridée la plus naturelle a dû longtemps sembler la plus invraisemblable, et toutes les ressources de la science la plus avancée ont été nécessaires pour placer la théorie de Taménagement des eaux douces sur sa triple base physique, géologique et mécapique. Comment ce résultat a-t-il été définitivement atteint, c'est ce qu'il convient d'exposer maintenant.

Évaluer d'une part la quantité d'eau qui est puisée dans la mer par l'évaporation, de l'autre celle qui y entre par l'embouchure des fleuves, puis comparer les résultats de cette double mesure , voilà à quoi se réduit la discussion météorologique du problème. Si le premier nombre surpasse, assez le second, pour que rexc('*s suffise à représenter la quantité de pluie qui retombe directement dans la mer, celle qui retourne dans l'atmosphère sans entrer dans les fleuves et celle qui est consommée par les êtres organisés, il est clair qu'on ne devra plus chercher le moyen d'approvisionnement des fontaines ailleurs que dans les eaux pluviales, et qu'il restera seulement à trouver les lois de leur distribution. Le jaugeage de quelques grands cours d'eau, des opérations udométriques exécutées en différents pays, et la mesure directe de l'évaporation marine fournissent les éléments de ce simple calcul que Ton peut instituer de diverses manières, soit qu'on embrasse la surface totale du globe, soit qu'on limite la question à une portion plus ou moins étendue de cette sur-

Précis historique et théorique. 21

face. Quelques exemples, empruntés à riiistoirede la physique» donneront une idée de la marche suivie dans cette discussion.

«Admettons, dit Fauteur d'une de ces thèses ', que la mer couvre une moitié de la surface terrestre, Tautre moitié étant occupée par les continents et les îles, et partons de cette donnée expérimentale, établie par Halley, que Teau de la mer abandonne, par jour, à Tévaporation un pouce cubique d'eau pour une surface de dix pouces carrés. Cela donne trente-trois millions de tonnes d'eau pour un degré carré, et pour la surface totale de la mer quarante-sept mille milliards de tonnes par jour. Maintenant quel est le débit quotidien des fleuves ? pour le supputer partons de celui du Pô, qui est, d'après des jaugeages exacts, quatre niillious huit cent mille perches cubes. Pour passer de ce chiffre à celui qui convient à l'ensemble de tous les fleuves, admettons, ce qui est assez vraisemblable, que le débit de chaque grand cours d'eau est proportionnel à la surface de son bassin ; le bassin du Pô est de 45,G00 milles carrés d'Italie, étendue qui, comparée à la surface totale de la terre ferme, assigne au débit de tous les fleuves une valeur dix-huit cent quatorze fois plus considérable que celle que nous venons de donner au Pô ; la mer recevrait donc en un jour, de tous les fleuves de la terre, à peu près neuf milliards de perches cubiques, résultat extrêmement inférieur à celui qui exprimait l'évaporation marine.

Un calcul du même genre fut exécuté par Halley en considérant seulement le bassin de la Méditerranée. « Cette mer, dit-il, reçoit cinq rivières considérables, l'Èbre, le Rhône, le Tibre, le Pô et le Nil. Admettons, pour tenir compte de tous les autres cours d'eau qui se déversent dans le même réservoir, que chacun de ces cinq fleuves principaux roule dix fois plus d'eau que la Tamise, le débit quotidien de ce fleuve est de vingt millions de tonnes; la quantité d'eau douce versée chaque jour dans la

• Kncjclo|»cUiu.

22 GUIDE DU SONDEUH.

Méditerranée sera donc de un milliard de tonnes. Or, cette .quantité n'est que le cinquième de ce que la Méditerranée perd dans le même temps par Tévaporation. Ce grand réservoir marin serait donc bientôt à sec, si une grande partie des vapeurs qui s'en exhalent n'y retombaient directement, et si la mer Noire et rOcéan n'y versaient le surplus de leurs eaux, en produisant 1^ courants observés dans les détroits de Gibraltar et des Dardanelles , et si des eaux infiltrées souterraineraent sur les continents n'y avaient pas aussi leur embouchure. L'arithmétique, confirmant encore une fois la nouvelle théorie , venait donc en même temps rendre raison des observations de la géographie. Ce n'est pas que les nombreux calculs de ce genre exécutés à diverses reprises et souvent avec trop de précipitation n'aient quelquefois donné des résultats contradictoires. C'est ce qui arriva, par exemple, à Gualtieri lorsqu'il compara la quantité de pluie qui tombe en Italie avec le débit de ses fleuves. Réduisant la surface totale de la péninsule en un rectangle long de 600 railles et large de 120, il portait à 2,700 milliards de pieds cubes l'eau pluviale et il égalait le produit des fleuves à celui d'un canal unique, large de 1,250 pieds sur 15 de profondeur, débitant annuellement 522 milliards de pieds cubes, ou plus du double de ce que fournirait la pjuie dans le même temps. Mais on contesta justement à Gualtieri son évaluation udométrique qui ne montait qu'à 19 pouces, tandis que des mesures exactes donnaient plus de 40 pouces aux météorologistes de Pise et de Padoue; on lui demanda sur quel fondement il avait construit ce canal hypothétique , équivalant à la section totale des fleuves italiens ; enfin le résulta^auormal de son calcul servit seulement à établir, qu'on n'arriverait à des chiflres concluants qu'à la condition d'opérer sur des données positives en élaguant les hypothèses et en restreignant le calcul à des localités peu étendues. C'est ce que fit Mariolte en limitant la question, ainsi que l'avait proposé Perrault, au bassin de la Seine, et en comparant la

quantité de pluie qui tomlie annuellement sur la surface supérieure de ce bassin jusqu'à Paris avec la. quantité d'eau qui passe sou$ le Pont-Royal, il trouva que le débit de la Seine ne donnait que la sixième partie de l'eau pluviale qui arrose la partie supérieure du bassin. Le calcul de Mariotte a été refait sur des données plus exactes par un ingénieur contemporain , M. Dausse^ et en voici le résultat : le bassin de la Seine (en le terminant à Paris) a 4,327,000 hectares de superficie; l'eau qui tombe dans ce bassin, si elle ne s'évaporait pas, si elle ne pénétrait pas dans le sol , si le terrain était partout horizontal , y formerait au bout de l'anmée une couche liquide de 53 centimètres de hauteur; il est facile de voir qu'une pareille couche composerait en volume 23,933 raillions de mètres cubes d'eau. Or, au Pont-Royal le débit annuel de la Seine est de 64O42 millions de mètres cubes. Ce dernier nombre est donc à peu près le tiers du premier. Ainsi le volume d'eau qui passe annuellement entre les quais de Paris n'est guère que le tiers de celui qui tombe en pluie dans le bassin supérieur. Deux tiers de cette pluie, ou retournent dans l'atmosphère par voie d'évaporation , ou se décomposent pour fournir à la vie organique les éléments qu'elle consomme , ou s'écoulent dans la mer par des communications souterraines. Le calcul, dont Mariotte avait donné l'exemple, est applicable aux plus humbles fontaines comme aux plus grands fleuves; il n'exige, comme on le voit, que trois opérations fort simples, une mesure udométrique, un arpentage, un jaugeage, et il permet de comparer des nombres très exacts ; aussi a-t-il été repris plusieurs fois et toujours il a confirmé notre théorie en faisant évanouir bs anomalies apparentes que des appréciations vagues avaient fait naître; c'est ce qui est arrivé, par exemple, toutes les fois qu'on a discuté avec précision une olyection souvent avancée par les partisans de la théorie de Descartes et fondée sur l'existence de sources abondantes, placées, disait-on, au jsommel même de queUjues montagnes. Notre butte Montmartre

a figuré dans cette polémique et voici comment : il,existait, sur cette colline, une fontaine qui n'était qu'à 16 mètres au dessous du point culminant. L'eau pluviale, disait-on, ne peut alimenter constamment une source ainsi placée et il faut recourir à des vapeurs s'élevant du sein de la terre. Toute vérification faite il se trouva, cependant, que la portion de la butte supérieure à la fontaine, et qui pouvait conséquemment lui transmettre ses eaux, par voie de simple écoulement intérieur, avait environ 585 mètres de long sur 195 de large. Or, le volume moyen de pluie qui tombe à Paris sur une pareille étendue de terrain, entre le premier janvier et le trente-un décembre, surpasse de beaucoup la quantité d'eau que débitait annuellement la petite source en question. La même difiiculté se présenta et disparut aussi devant la mesure exacte à Toccasion d'une fontaine des environs de Dijon ; là également, malgré les apparences, les eaux pluviales reçues sur la portion de terrain qui dominait la source*, pouvaient amplement suffire à son alimentation. Les derniers partisans de l'ancienne théorie ont cité encore le mont Ventoux, dans le département de Vaucluse, où il existe une source à 1 754 mètres d'élévation. Mais le sommet de la montagne est de 200 Djètres plus élevé, et l'on expliquerait encore l'alimentation directe de cette source, si l'on comparait son débit à la quantité de pluie , de rosée et de neige qui tombe sur la partie supérieure de la montagne. Citons encore, pour clore ce chapitre, une source située près de la cour de France, sur la route de Fontainebleau, et dont les eaux sont amenées à Paris par l'aqueduc d'Arcueil. La Hire portait à 50 pouces de fontainier le produit habituel de cette source, et suivant lui a l'espace de terre d'où l'eau peut venir n'est pas assez grand pour aliihenter une semblable source en ramassant l'eau de la pluie, quand il ne s'en dissiperait point. » Cette assertion n'étant accompagnée d'aucun calcul précis sur respace de terre et sur la pluie annuelle, rentre dans la classe des aperçus vagues dont la science ne doit tenir aucun compte. Au

surplus un fait semblable à celui que signalait La Hire pourrait se présenter sans que la nouvelle théorie, fondée sur Taménagenient des eaux pluviales, en reçût aucune atteinte. En effet, rien n'empêcherait alors de concevoir, en recourant aux principes que nous allons exposer tout-à-rheure , qu'une telle fontaine serait alimentée à la manière des puits artésiens, par des canaux souterrains ayant leur point de départ plus ou moins éloigné.

En résumé, la quantité d'eau qui, élevée par Févaporation dans latniosphère, retombe, sous la forme de pluie, de neige, de grêle, de rosée et de brouillard , sur les continents , est plus que suflisanté pouralimenter les cours d'eau qui circulent à leur surface ou dans les cavités intérieures. Cette conclusion si simple et si féconde, rapprochée des systèmes pénibles et compliqués qu'a successivement produits l'ancienne physique , présente une Je ces leçons par lesquelles l'histoire des sciences humilie si souvent l'orgueil de notre esprit , et lui apprend qu'il ne peut rien savoir par lui-même des plans de la création, que, livré à ses seules ressources, il n'a nul accès vei*s la réalité, qu'enfin, pour connaître la nature, il doit se résoudre à l'interroger en recueillant, par l'observation, ce qu'elle-même veut bien nous laisser voir à travers ses voiles. Cet enseignement nous est donné ici d'une manière frappante : la solution du problème, que Ton a cherchée si longtemps en vain, dépendait de deux éléments relatifs l'un à Tévaporation atmosphérique, l'autre à l'écoulement fluvial. De ces deux faits, le premier était regardé par les anciens comme tout-à-fait insignifiant, le second apparaissait au contraire à leur imagination sous des proportions si monstrueuses qu'ils ne trouvaient pas de mécanisme assez compliqué pour le produire. Or, c'est justement le contrepied qu'il faut prendre, et l'observation a fait voir que l'on se trompait doublement, et que le phénomène, dont on ne daignait seulement pas tenir compte, surpassait de beaucoup celui dont ou exagérait l'importance. Deux citations feront ressortir complètement cette double erreur. La première, empruntée à Leslie, rend

m GUIDE DU SONDEUR.

sensible la force vraiment prodigieuse qui est mise en jeu dans la formation des nuages. Concevez, dit ce physicien, que Teau qui s évapore annuellement, au lieu de se disséminer dans l'atmosphère i toutes les hauteurs, s'élève et s'arrête tout entière à une certaine hauteur moyenne. L'évaporation annuelle se trouvera ainsi représentée, dans ses effets mécaniques, par une masse d'eau connue, élevée à une hauteur verticale également connue. Mais le travail de ce genre qu'un homme peut faire dans l'année a été déterminé ; eh bien ! la comparaison des deux résultats montre que révaporation représente le travail de 80 millions de millions d'hommes. Supposez que 800 millions d'hommes soit la population du globe; que la moitié seulement de ce nombre d'individus puisse travailler ; la force, employée par la nature dans la formation des nuages , sera égale à deux cent mille fois le travail dont l'espèce humaine tout entière est capable. Voilà la force que déploie silencieusement la nature , tandis que la science humaine s'épuisait à chercher le chemin que suit l'eau de la mer pour remplir le bassin des fontaines. Et au moment où l'esprit de système passait à côté d'un si grand phénomène sans s'en apercevoir, veut-on savoir quelles proportions fantastiques ils attribuaient gratuitement A un phénomène bien plus modeste ; qu'on ouvre la géographie de Bernard Varenius, ouvrage qui a eu Newton pour éditeur et qui, à la fin du dix-septième siècle, servait de guide aux étudiants de l'université de Cambridge, ony lira: « Les rivières « du premier ordre produisent une si grande quantité d'eau que « ce que chacune d'elles emporte à la mer en un an excède la

« grosseur de iovie la teire ! telle est l'eau que le Volga jette

« dans la merCaspienne ; de sorte qu'il est absolument nécessaire « que l'eau passe incessamment de la mer dans la terre, etc. » Ces deux erreurs commises en sens inverse et que l'observation des faits est venue tardfvement rectifier, montrent bien à la fois et la faiblesse de nos propres conceptions et la puissance réparatrice de la méthode expérimentale.

PUÈCIS IIISTOKIQUE ET THÉORIQUE. Î7

Mais ce n'était pas tout d'avoir compris le mécainsme qui produit ce grand phénomène de l'échange perpétuel de Teau douce et de Teaii de mer, et d'avoir restitué à la chaleur atmosphérique la fonction d'approvisionner les fontaines , il fallait encore découvrir la loi de distribution des eaux pluviales. La géologie nous fournit, à cet égard, des renseignements positifs^ en nous faisant eonnattre la constitution de Téoorce terrestre.

Réduits en termes généraux , les principes que fournit cette science au problème que nous discutons, se réduisent à deux, relatifs, Tun i la stratification des terrains sédimentaires, Tautre à leur soulèvement. Le premier nous montre Técorce terrestre, composée de couches parallèles et continues, séparées à la manière d'un mur par des joints bien tranchés, et formées par les dépôts successifs des eaux qui ont recouvert à diverses époques la surface des continents. Le second nous apprend que les terrains ainsi régulièrement stratifiés en couches horizontales ont éprouvé des ébranlements successifs qui les ont disloqués , fendus en certains points, et infléchis sous forme de bassins ou de cônes plus ou moins étendus. Comme un épais carton qui , formé d'abord de feuillets plans et superposés , aurait été gauchi et crevassé sous l'action de causes extérieures, l'ensemble des terrains sédimentaires a joué en quelque sorte , a perdu son niveau , et présente çà et là des creux et des bosses, en imposant à toutes les couches des formes onduléeSi Ce double fait de la continuité des couches et de leur inflexion est la clef du problème qui nous occupe. En effet » en se redressant sous l'action des forces de soulèvement i les couches superficielles se sont déchirées, ont livré aux eaux torrentielles une partie de leurs dépouilles, et ont misa nu les couches inférieures qui se montrent au jour et affleurent , comme on dit{ soit sur les flancs, soit dans les dépressions des vallées. Or^ parmi ces couches, il s'eti trouve à divers étages qui sont perméables, et qui « présentant leur tranche A la surface du sol« boivent les eaux pluviales et courantes. Ces eaux doivent

donc descendre par leur propre poids , pénétrer à diverses profondeurs entre deux bancs imperméables, et circuler ainsi, en vertu de la continuité des couches, sous la surface du bassin. Cet aperçu général donne déjà Texplication géologique du phénomène , et nous pourrons passer immédiatement à Texposition des lois suivant lesquelles la pesanteur distribue les eaux souterraines en les élevant, dans les puits naturels ou artificiels, à la hauteur d'où elles descendent. Mais, pour compléter, autant qu'il convient ici, la théorie générale des sondages, il ne sera pas inutile d'ajouter quelques mots à ces notions élémentaires, renvoyant au chapitre suivant pour les détails géologiques.

Si après avoir enlevé la couche toujours très mince de terre végétale qui recouvre le sol, nous pénétrons plus avant, nous trouvons d'abord un terrain formé de couches ou d'amas peu réguliers de sables, de limons argileux, de cailloux roulés, de tufs calcaires et de débris organiques. La composition de ces matériaux, leur disposition, leur emplacement sur les bords des fleuves, des lacs ou de la mer, tout annonce une formation récente due aux déplacements torrentiels que les eaux ont éprouvés depuis que la terre est devenue habitable. Ces terrains, arrachés aux flancs des montagnes, ont été évidemment charriés par les eaux, et déposés pèle-mèle avec les paillettes d'or et de platine, les diamants, les coquilles et les ossements fossiles qu'on y trouve, dans les vallées où ils présentent quelquefois une épaisseur de plus de 200 mètres. Ce sont les ienains d'alluvions. Dans cette classification l'on comprend aussi les tourbières , quoique leur origine ne provienne d'aucun charriage et soit au contraire une excroissance pour ainsi dire journalière du sol, et dont l'étendue et la puissance donnent lieu à des exploitations importantes.

Sous ces terrains de transport nous rencontrons une grande formation, désignée sous le nom de terrain tertiaire. Cet étage géologique se reconnaît à des caractères bien tranchés, à la stratification régulière de ses couches disposées en bassins ou en lits,

à la composition des terrains d'origine lacustre ou marine, enfin aux débris fossiles qu'ils renferment. Voici, en prenant le bassin de Paris pour exemple, comment se succèdent les différentes couches qui composent ce terrain, sauf les lacunes partielles que présentent les unes ou les autres en différents points. A la surface on trouve d'abord un dépôt de terre argileuse, d'un brun verdàtre, contenant du sable, du silex et des pierres meulières ; puis des bancs où le calcaire d'eau douce domine de plus en plus et dont l'épaisseur variable s'élève quelquefois à près de cent mètres ; sous cette masse pierreuse, il s'en présente une autre de quarante ou cinquante mètres, qui repose elle-même sur de grands bancs de grès généralement peu puissants. En creusant toujours, on rencontre, après avoir traversé un grand dépôt de marnes, une formation bien caractérisée, et présentant une épaisseur de quinze à trente mètres au plus, c'est le gypse. Au-dessus s'étendent des bancs de calcaire lacustre et des argiles marneuses coupées par des plaquettes de ce calcaire. Après ces marnes l'on arrive au calcaire grossier, dont les fossiles appartiennent à l'eau marine, et dont l'ensemble peut avoir de quinze à trente mètres de puissance, et se termine souvent par des sables chlorités , qui contiennent des eaux jaillissantes abondantes. Une couche plus ou moins épaisse d'argile et de lignites ; puis enfin l'argile plastique, souvent divisée par des bancs de sables quarzeux , et posée sur la craie , forme la base des terrains tertiaires. C'est dans ces couches que la plupart des fontaines artésiennes du bassin de Paris ont été obtenues. Après avoir percé cette série de couches provenant évidemment de la dissolution des terrains de date antérieure, on entre dans une formation également stratifiée ; mais dont les couches, caractérisées par des fossiles plus anciens, affectent d'autres allures, se continuent sur de larges surfaces, et ne se redressent qu'après avoir circonscrit des bassins d'une grande étendue. C'est d'abord la craie fendillée en tous sens , blanche et grise à sa partie supérieure, et passant ensuite au vert et aux grès et sables verts de

30 GUIDE DU âONDEUH

la glauconie; puis, au-dessous, au caluaire à astartes , au oora-^ rag, à Toxfort-clay, au calcaire portland, à la grande oolite, l'oolite inférieure, et aux différentes variétés de calcaire jurassique, traversé par d* immenses cavernes , ei reposant souvent sur les marnes du lias, sur le calcaire ferrugineux, le calcaire sableux , ou le lias inférieur et quelquefois sur les marnes irrisées qui, dans nos départements de Test, renferment de grands gisements de gypse et de sel gemme. Par fois un grand nombre de formations de rétage secondaire manquent, et la craie, comme en Belgique, repose directement sur les grés et schistes houillers, et môme sur les terrains de transition. Telles sont, en résumé, les trois grandes formations qui constituent les terrains secondaires.

Sous ces puissantes couches qui sont encore ToBuvre des eaux, on rencontre un terrain d'espèce nouvelle, portant les traces visibles du feu qui lui a donné naissance. Ce sont des masses com^ pactes, vitreuses, cristallines, d'une composition uniforme et bien définie , n'offrant au lieu de la stratiflcation observée plus haut ((u'un bloc solide, & peine traversé par des Qssures irrégulièree et recouveil seulement à sa surface par des feuilleta que les eaux ont détachés pour former un terrain inteimidiair^ ou de /nu»silion. Nous sommes parvenus à la solide carcasse du globe, à cette formation la plus ancienne de toutes que Ton appelle le terrain primitif, et connue sous les noms de granit, de gneiss, de porphyre, de calcaire, de gypse ou de schistes primitifs.

Voilà, eu y comprenant ces épanchements éruptifs que le feu cen* tral a lancés çà et là sous la forme de filons, d'amas et de laves à travers les terrains sédimentaires, voilà, disons-nous, la disposition ^t'uéralede ces couches qui, en se modelant sur les formes concaves ou convexes des bassins terrestres, y forment comme autant de cuvettes emboîtées, entre lesquelles s étendent les nappes d'eaux souterraines. Hais comment, par quelle force, suivant quelles lois, les eaux descendues dans les profondeui*s du sol surgissent-elles plus loin à la surface? C'est là ce «lui nous reste à dire en peu de mots.

La solution du problème du jaillissement des eaux repose tout (jotiëre sur le principe, aussi simple que fécond, qui sert de base à rhydro3tatique.

La distinction si naturelle, établie entre les corps solides et les corps fluides correspond en méoanique à une différence bien tranchée dans la manière dont les uns et les autres se comportent sousTaction des forces. Dans les premiers, les molécules, attachées ensemble et groupées d^une manière fixe, se meuvent parallèlement sous rimpulsion des forces extérieures; dans les seconds , au contraire , les molécules indépendantes et libres de glisser les unes contre les autres, se refoulent, développent des poussées latérales et transmettent dans toutes les directions la pression appliquée en un point de leur surface. Frappez par exemple une masse de métal sur une enclume, les coups de marteau assénés verticalement se transmettront verticalement au support, sans exercer une poussée sensible sur les corps placés à c6té du lingot ou sur sa face supérieure. Essayez, au contraire, d'enfoncer un bouchon dans le col d*un flacon plein d*un liquide, est-ce sur le fond du vase seulement que se transmettra Teffort vertical imprimé au liquide? Nullement; la surface entière du vase subira la pression , et le liquide , réagissant en tous sens , tendra & jaillir dans toutes les directions , sur touj^s les faces à la fois, par côté, de bas en haut, aussi bien que dans le sens ofi le bouchon s^avance.

Ce qu'une force extérieure produit dans toute la masse d'un liiiuide , la pesanteur de ce liquide même le produit avec une intensité croissante dans les couches de plus en plus profondes qui composent sa masse; de sorte que celles-ci, pressées par celles qu'elles supportent, reçoivent de cet effort vertical une poussée en tous sens qui les fait jaillir par toutes les issues, et remonter à la hauteur môme du niveau supérieur. De-là des phénomènes extrêmement variés, et dont la parfaite simplicité, dissimulée sous des apparences paradoxales, a échappé aux anciens

r»2 GUIDE DU SONDEUR.

et a vivement surpris Tesprit des modernes, lorsque Pascal, dans cette immortelle brochure qui porte pour titre : Traité de Vequi^ libre d£s liquevrs, la dégagea de ses voiles, et posa sur ses véritables b^ses la théorie complète de Thydrostatique.

Parmi les expériences invoquées par Pascal , il en existe une qui résume tous les phénomènes statiques et dynamiques dont nous avons à nous occuper ici : concevez des vases en nombre quelconque et des formes les plus diverses plongeant dans un réservoir qui les fait tous communiquer par le fond ; si dans un ou plusieurs de ces vases vous versez une certaine quantité de liquide , ce liquide remonte dans les autres vases , et ne s'arrête que lorsqu'il a atteint dans tous le même niveau. L'équilibré ainsi établi peut être rompu de deux manières, soit en versant dans un de ces vases une nouvelle quantité de liquide , soit en coupant Tun d'eux de telle sorte que son orifice soit inférieure au niveau commun. Dans le premier cas le liquide surajouté descend et se distribue dans tout l'appareil, dans le second cas le liquide jaillit par l'orifice inférieur, et la diminution qui en résulte dans la masse totale se répartit aussi sur l'ensemble des vases. Que la masse liquide , alimentée par un réservoir supérieur, soit très considérable par rapport à la quantité qui entre dans le premier tube et qui sort par le second , le niveau ainsi établi se maintiendra sans modifier sensiblement le niveau général, et le premier tube, buvant toujours ce qu'on y verse, fonctionnera comme un puits absorbant, tandis que le second, continuant à couler, représentera une fontaine jaillissante.

Des appareils de ce genre ont été construits par la nature dans l'épaisseur des terrains stratifiés; toute couche perméable qui, après avoir affleuré sur le bord supérieur d'un bassin géologique, s'enfonce sous des couches imperméables, fait l'office du réservoir dont nous parlions tout à l'heure, et les points d'affleurement de cette couche, ainsi que les puits naturels ou artificiels qui la mettent en rapport avec la surfiice du bassin , sont autant de vases

communiquants dont la bouche absorbe ou lance les eaux intérieures, selon qu'elle s'ouvre au-dessus ou au-dessous du niveau qu affecte le liquide.

Ainsi se trouve complétée cette grande théorie qui, après avoir reconnu dans Uévaporation atmosphérique le mode d'alimentation des eaux douces, a découvert dans les formes caractéristiques de récorce terrestre les récipients oIj elles sont versées , et voit dans la pesanteur la force qui les distribue.

L'explication complète de tous les phénomènes hydrauliques que nous offre la nature, la réalisation assurée de ceux que Tart se propose de produire, telles sont les deux conséquences pratiques de cette théorie. Rassemblons ici quelques exemples des principaux phénomènes que l'observation des géographes a recueillis.

A commencer par les sources qui surgissent à la surface des continents, deux fontaines célèbres, celle de Vaucluse et celle de Xîmes , ont occupé à juste titre l'attention des hydrographes. A sa sortie des rochers souterrains qui lui ont donné passage, la fontaine de Vaucluse forme le cours d'eau de la Sorgue , qui est une véritable rivière. Quand elle est le moins abondante , elle fournit encore 444 mètres cubes d'eau par minute. A l'époque des plus fortes crues ce produit est triplé et s'élève à 1330 mètres cubes. Dans son état moyen , l'observation donne 890 mètres cubes par minute, près de 1,300 mille mètres cubes par jour, et 468 millions de mètres cubes en une année. Ce dernier nombre est à peu près égal à la quantité totale de pluie qui, dans cette région de la France, tombe chaque année sur une étendue de 480 kilomètres «arrés. D'où vient ce puissant cours d'eau souterrain? Est-ce du lit de la Durance, comme l'ont supposé plusieurs ingénieurs? C'est ce qu'il reste encore i décider ; mais l'influence des eaux pluviales sur le débit de la source est attestée par la crue subite et le trouble que ces eaux éprouvent après les grandes averses. La môme influence se fait sentir d'une manière encore phis frappante sur la fontaine

34 GUIDK DU SONDEUK

de Nîmes. Dans les g ranJes sécheresses le produit de cette source se réduit quelquefois à 1,330 litres par minute; mais qu'il pleuve fortement dans le nord-ouest de la ville , jusqu'à 10 ou 12 kilomètres de distance , et presque aussitôt une crue se manifeste et poile à 10,000 litres le débit de la fontaine.

Dans les départements de la Côte -d'Or et de la Haute -Saône des sources énormes sourdent des fissures du calcaire jurassique, font marcher des usines , et , suivant les pluies qui tombent dans le pays haut, forment des bouillons de plusieurs mètres carrés, dont le débit est de plus de 500 mètres cubes par minute. Dans les années de grandes sécheresses , des rivières importantes sont, après un parcours plus on moins long, entièrement absorbées dans les fissures du calcaire jurassique , et ne reparaissent , à quelques kilomètres de distance, que sous la forme d'une multitude de petites sources.

Dans le département des Deux- Sèvres, près de l'ancienne abbaye de Bonneuille, un petit étang de 50 ares superficiels déborde chaque année, et couvre, sur une largeur de plus d'un kilomètre , toute la vallée qui s'étend jusqu'à Couhé. Après quelques jours, cette quantité d'eau de plusieurs millions de mètres cubes est absorbée dans des trous de 1 ou 2 décimètres. Mais alors on recueille une quantité considérable de poissons , et notamment d'anguilles et de brochets. L'ancienne abbaye dont dépend le Brimbaro (c'est le nom du gouflre) affermait cette pOche 2,400 francs par an, outre sa réserve.

Si, dans un grand nombre de cas, on peut constater que les eaux pluviales reçues sur une vaste étendue de pays, se sont rassemblées pour former des rivières souterraines, on voit aussi, bien souvent, des rivières qui, après avoir coulé à ciel ouvert, pénètrent dans le sol en s'engoufl'rant dans des puisards naturels , ou en s'infiltrant peu à peu dans des terrains perméables.

Ce phénomène avait vivement frappé les anciens ; Sénèque le décrit dans ses Questions natvvplles, et Pline cite parmi les ri-

PRÉCIS HISTORIQUE ET THÉORIQUE. 5f5

vières qui disparaissaient sous terre l'Alphée, le Tigre, le Nil , le Timavus , etc. Il n'y a pas de pays où cette circonstance ne se présente. En Espagne, le Guadiana se perd dans un pays plat, au milieu d'une immense prairie. En France, le Rhône disparaît un moment dans les cavernes du Jura ; la Meuse disparait à Bazoilles et reparait à Nonoourt , après un trajet souterrain de près d'un myriamètre. La Drôme se perd complètement au milieu d'une prairie dans un trou de 10 à 12 mètres de diamètre, connu des habitants sous le nom de fosse de Soucy, mais elle n'y arrive qu'après s'être beaucoup affaiblie, en passant sur un certain nombre de gouffres qui boivent ses eaux, suivant l'expression locale. La Normandie compte encore plusieurs rivières, la Rille, riton et l'Aure, qui disparaissent de la même manière. 11 y a de distance en distance, dans le lit de ces rivières, des trous nommés bêioirs, qui absorbent les eaux. L'Aros nous offre encore le spectacle d'une rivière qui passe sous une des montagnes de la chaîne des Pyrénées et reparaît de l'autre côté ; mais que sont ces divers exemples auprès de celui que présente la magnifique Rock" Bridge , en Virginie, cette voûte naturelle sous laquelle plonge , à 90 mètres de profondeur, un ravin où s'engloutit le Ceder-Creek.

Au milieu de ce réseau de courants qui composent notre hydrographie souterraine , on doit s'attendre à voir figurer de vastes réservoirs enfermés dans les cavernes intérieures ; on connaît , en effet, dans diverses contrées, des lacs souterrains plus ou moins étendus, et qui sont sujets quelquefois à déborder en faisant remonter leurs eaux jusqu'à la surface de la terre. Les eaux du Cépbissus, en Béotie, se perdent dans des marais tourbeux, qui occupent la place assignée par Strabon à l'ancien lac Copaïc. Le lac de rOat'Frise , qui existait dans le douzième siècle , est aujourd'hui recouvert par une croûte limoneuse qui s'est peu à peu convertie en terre végétale ; lorsqu'on perce cette voûte , on retrouve au dessous l'ancien lac. Dans le territoire de Livière, près

Narbonne, on voit cinq gouffres nommés OEliols, d'niie profondeur énorme, et qui communiquent avec une grande nappe d'eau très poissonneuse. La terre tremble sous les pas des paysans que la pêche y attire. Dans les pays dont le sol recèle du sel gemme et des sources salées , on voit quelquefois se produire de grands effondrements de terrains sur des cavités remplies d'eau. En 1792, un lac se forma subitement dans un faubourg de la ville de Lons-le-Saulnier; plusieurs maisons s'y abîmèrent, ainsi qu'une partie de la route de Lyon à Strasbourg, et l'affaissement du sol découvrit un lac souterrain dont l'existence était ignorée.

Enfin Buffon rapporte qu'une montagne calcaire des Pyrénées s'abîma en 1678, et qu'un lac qu'elle recelait dans ses cavités, causa une forte inondation dans une partie de la Gascogne.

Les relations si remarquables qu'on observe entre les lacs et les rivières qui existent à la surface du sol , se représentent avec des caractères particuliers dans les cavités souterraines , et rendent raison de plusieurs singularités hydrauliques qu'on a longtemps considérées comme des anomalies inexplicables. Les sèches du lac de Genève nous offrent un phénomène de ce genre : à certaines époques de l'année le niveau de l'eau s'élève brusquement de près d'un mètre, sans que les cours d'eau affluents aient subi une crue sensible; puis, au bout de quelques heures, le lac s'affaisse avec la môme rapidité , et reprend son niveau. On ne peut douter que l'immense quantité d'eau qui produit ce brusque et éphémère exhaussement du lac n'y ait été amenée par des conduits souterrains, qui communiquent du fond avec de vastes réservoirs creusés sous les montagnes voisines ; mais quelle est la cause qui , après avoir ainsi brusquement projeté cette masse d'eau souterraine dans le lac, l'en retire tout à coup? Voilà ôe qu'il paraît très difficile de décider. Un de nos ingénieurs , M. Vallée , a proposé une explication très satisfaisante : il suppose que les réservoirs souterrains qui communiquent avec le lac sont mis d'un autre côté en rapport avec les glaciers alpestres , par des

fissures ou de longs couloirs verticaux creusés dans les montagnes. Au moment de la fonte des neiges, de grandes masses d'eau, des avalanches, des quartiers de glace tombent dans ces galeries poussent devant eux Tair qui y est contenu et le précipitent dans les réservoirs inférieurs. Cet air, ainsi comprimé audessus de Teau souterraine , Tentraîne brusquement dans le lac dont le niveau s'élève soudain. Cette première période ressemblerait exactement, comme on voit, à ce qui se passe dans la fontaine de Héron , et dans la machine à colonne d'eau employée pour Tépuisement des mines. Quant au reste, il est maintenant facile de s'en rendre compte. L'avalanche, engagée dans les couloirs, s'écoule bientôt et rend le passage libre à l'air intérieur, qui s'échappe aussitôt dans l'atmosphère et permet à l'eau du lac do reprendre son niveau, en se déchargeant dans les cavernes d'où elle avait été chassée d'abord.

Cette ingénieuse hypothèse est confirmée par plusieurs phénomènes, parmi lesquels nous citerons celui que présente le lac Zirknitz en Cai^niole, en empruntant ces détails à la notice scientifique de M. Arago^ a Ce lac a environ 8 kilomètres de long sur 4 kilomètres de large. Vers le milieu de l'été, si la saison est sèche, son niveau baisse rapidement, et en peu de semaines il est complètement à sec. Alors on aperçoit distinctement les ouvertures par lesquelles les eaux se sont retirées sous le sol, ici verticalement, ailleurs dans une direction latérale vers les cavernes dont se trouvent criblées les montagnes environnantes. Imnjédiatement après la retraite des eaux, toute l'étendue des terrains qu'elles couvraient est mise en culture, et au bout d'une couple de mois, les habitants du pays fauchent du foin ou moissonnent du seigle, là où quelque temps auparavant ils péchaient des tanches et des brochets. Vers la fin de l'automne, après les pluies de cette saison, les eaux reviennent par ces mOmes canaux qui leur avaient

' Annîiairc du Bureau des Ion gi lut! e?. f8:]f>.

ouvert un passage au moment de leur disparition. On a remarqué parmi ces diverses ouvertures du sol des différences singulières; les unes fournissent seulement de Teau, d'autres donnent passage à l'eau et à des poissons ; il en est enfin d'une troisième espèce par lesquels il sort d'abord quelques canards du lac souterrain. Ces canards, au moment où le flux liquide les fait pour ainsi dire jaillir à la surface de la terre, nagent bien. Ils sont complètement aveugles et presque entièrement nus. La faculté de voir leur vient en peu de temps, mais ce n'est guère qu'au bout de deux ou trois semaines que leurs plumes ont assez poussé pour qu'ils puissent s'envoler. Valvasor visita le lac de Zirknitz en 1687; il y prit lui-même un grand nombre de ces canards, et vit les paysans pécher des anguilles qui pesaient 2 ou 3 livres , des tanches de 6 à 7 livres , enfin des brochets de 20, de 50 et même de 40 livres, i» Nous avons ici, comme on voit, non seulement une immense nappe d'eau souterraine , mais un lac véritable avec les poissons et les canards qui peuplent les lacs de la surface , et ce que nous avons cité plus haut de ce que nous avions nous-mêmes remarqué dans le département des Deux-Sèvres , est confirmé par le savant secrétaire perpétuel de l'Académie des sciences.

Il serait d'ailleurs facile de multiplier les exemples de ce genre. 11 existe près de Sablé (Sarthe), un gouffre de 6 à 8 mètres de diamètre, dont on n'a* pu déterminer la profondeur. Ce gouffre , connu dans le pays sous le nom de fontaine sans fond, déborde quelquefois ; il en sort alors une quantité prodigieuse de poissons, et surtout de brochets truites d'une espèce particulière. Le puits du village de Frotté, près de Vesoul, est aussi un entonnoir naturel , remarquable par ses débordements qui inondent la campagne et laissent, en se retirant, des brochets au milieu des prairies. Le puits (TOrnans, le puits noir et le puits blanc^ près des ruines de l'ancienne ville d'Antre, dans le Jura, sont encore des espèces de gouffres très profonds, par lesquels l'eau sort par torrents après les grandes pluies et les fontes de neige.

vv: :•,> ww: ):'ori: i:: tii.:():;:(j''::. : )

Lo^ grands lîioiivcnieiîls d'eau oou'crnune, d( Kt nciis \rno:.s(î.' ci'er des exemples, r.e laissent aucun doute sur le modo (raliinentalion des fontaines, dont le bassin s'ouvre , soit au milieu d'iuimenses plaines, comme celles de TArtois, soit au milieu de montagnes très élevées ; il suffit alors de concevoir que le courant souterrain, qui surgit dans ces plaines ou sur ces montagnes, a son point de départ à 80, ^20, et même 400 kilomètres de distance, sur une hauteur dont le niveau dépasse celui de la source. Rien n'empêche d'admettre que les- eaux qui surgissent dans une ile de l'Océan ne soient entretenues par des courants venus du continent , en circulant sous le fond de la mer. Cette circonstance doit même se présenter souvent, puisque Ton connaît des sources d*eau douce qui s'ouvrent en pleine mer et jaillissent du fond jusqu'à la surface de l'Océan. Il y a une source de cette espèce dans le port de la Ciotat.

M. de Humboldt rapporte que, sur la côte méridionale de Cuba, dans la baie de Xagna, à deux ou trois milles de terre, des sources d'eau douce jaillissent avec tant de force du milieu de la raer, que les petites barques n'en approchent pas sans danger. Une des plus belles sources d'eau jaillissante dans la mer est celle du golfe de la Spezzia, décrite par Spallanzani. Cette source, éloignée de 50 mètres de la terre, forme à la surface de la mer un mamelon de 25 mètres de diamètre , sur 3 ou 4 décimètres de hauteur au point central. Elle est composée d'un grand nombre de jets verticaux, très distincts quand la mer est calme. Ces jets ont une telle impétuosité qu'il est difficile à un bateau de s'arrêter au centre du mamelon. La profondeur de l'entonnoir d'où ils sortent est de i4 à 15 mètres. Lorsque j'ai visité la petite principauté de Monaco, j'ai vu, au cap Martin, puiser de l'eau douce an milieu de la mer; le bouillon, s' élevant verticalement, avait près d'un mètre de diamètre ; l'eau était d'excellente qualité, et provenait des fissures existant dans les formations de poudingue, sur lesquelles est tracée la roule de la Corniche. Citons

encore Tobservation faite, il y a peu d'années, par des officiers anglais, qui trouvèrent par un calnr.e plat, dans les mers de Tlnde, une abondante source d'eau douce, éloignée d'environ 150 kilomètres du point de la côte la plus voisine.

Cette relation souterraine eatre Teau douce et Teau marine explique comment le flux et le reflux cle la mer font sentir leur influence sur le niveau et sur la dépense de certaines fontaines placées à quelque distance des côtes. On a reconnu par exemple que la fontaine jaillissante de Noyelle-sur-Mer, et toutes celles qui ont été forées dans les environs d'Abbeville montent et baissent avec la marée. A Fulham, près de la Tamise, dans une propriété de révéque de Londres, une fontaine forée à 97 mètres de profondeur donne 363 ou 273 litres par minute suivant que la marée est haute ou basse. Ce phénomène a son explication (laus un principe général de l'hydrodynamique, et nous ne pouvons mieux faire que de reproduire textuellement la théorie qu'en a donnée M. Arago :

a Si Ton pratique, dans la paroi d'un vase de forme quelconque rempli de liquide, une ouverture dont les dimensions comparées à celle du vase soit très petite, l'écoulement qui s'opérera par cette ouverture n'altérera pas sensiblement l'état initial des pressions; deux, trois, dix ouvertures, pourvu qu'en somme elles satisfassent toujours à la condition d'être très petites, laisseront, de même, les pressions exercées sur chaque point du vase un peu éloigné de ces ouvertures, ce qu'elles étaient dans l'état d'équilibre, ce qu'elles étaient quand le liquide n'avait aucun mouvement. »

Supposez maintenant l'ouverture ou les ouvertures un peu grandes ; tout sera changé et les dimensions qu'on leur donnera régleront les pressions en chaque point; et si Tune des ouvertures diminue de grandeur, la vitesse d'écoulement augmentera aussitôt dans les autres.

Admettons que la rivière souterraine où s'alimente une fontaine artésienne se décharge partiellement dans la mer ou dans

un fleuve sujet au flux et au reflux , et cela par une ouverture un peu grande, coniparée à ses propres dimensions ; si cette ouverture diminuait, la pression, comme nous venons de le dire, s'accroîtrait aussitôt dans tous les points des canaux naturels ou artificiels, que les eaux de la rivière remplissent; l'écoulement de la fontaine deviendrait donc plus rapide , ou bien le niveau de Teau s'élèverait dans les buses. Or, amener la haute mer sur Touverture par laquelle une rivière souterraine se décharge, c'est dimiluier, par une augmentation de la pression extérieure , la quantité d'eau de cette rivière qui pourra s'écouler dans un temps donné. L'eflet est précisément celui qu'une diminution d'ouverture eût produit ; ainsi la conséquence doit être la même : le flux et le reflux de la mer détermineront donc un flux et un reflux correspondant dans les fontaines placées dans le voisinage des côtes : il se fait même sentir à de grandes distances. Ayant rendu compte à M. Arago des variations du puits artésien que j'avais exécuté à l'Hôpital militaire de Lille pour le compte du ministre de la guerre, l'Académie des sciences chargea ie capitaine du génie Bailly de bien constater les interrôittenoes d'augmentation et de variation , et un chronomètre réglé à Dunkerque et à Lille établit, après plus d'un mois d'observations minutieuses et mille fois répétées , les concordances du puits et de là marée ; les eaux jaillissantes provenaient de fissures dans le calcaire carbonifère. Le puits a 120 mètres de profondeur et la surface du sol n'est qu'à 28 mètres au dessus de la mer.

On rencontre dans l'intérieur des continents un grand nombre de fontaines qui présentent dans leur écoulement des alternatives de crue et de décroissance beaucoup plus remarquables que celles que nous venons de signaler. Les unes dites intermittentes sont celles dont l'écoulement cesse et reparaît à différentes reprises en un certain temps. Les autres dites intercalaires , sont celles dont l'écoulement, sans cesser tout à fait, présente des périodes d'augmentation et de diminution qui se succèdent dans un temps plus

2 f;ri:.i: nr :()M)Iuh.

011 ijjoins coiisitlérahl.'. Knliii plusieurs Innlaiiies siiluss.Mit ilans leur cours des modificalions qui les font passer de runilbnnilc à rintermitleuce, de riutermittenceà rintercalation, et revenir ensuite à l'uniformité par des nuances aussi marquées.

Ces phénomènes singuliers étaient faits pour attirer Taltention des anciens ; et tandis que Héron d'Alexandrie et Pline le naturaliste en ébauchaient la théorie avec une remarquable sagacité , la curiosité populaire s'en emparait pour y rattacher des idées superstitieuses. Aussi Pline nous dit-il que les Cantabres tiraient des augures de l'état où ils trouvaient les sources du Tanariscus. Le père Dechalles rapporte que l'on croit en Savoie que la fontaine de Haute-Combe ne coule point en présence de certaines pei^sonnes ; et M. Atwell a trouvé les mêmes idées parmi les habitants de Brixam au sujet de la source périodique de LaunjelL Sehenchzer assure, de même, que les habitants du mont Eng-Shen tiennent pour certain, que la fontaine périodique qui y prend s<i source cesse de couler lorsqu'on y lave quelque chose de sale , et ce voyageur, après avoir combattu cette opinion populaire , Huit par paraître ébranlé par le témoignage constant des habitants qu'il a consultés. Enfin une autre espèce de propriété qu'on a le plus constamment attribuée aux fontaines est celle de prédire l'abondance ou la stérilité. Jean Fabvre, médecin de Castelnaudary, prétend que les habitants de Belesta en Languedoc pouvaient juger des années par le cours de Fontestorbes , et l'on pourrait peut-être essayer d'appuyer cette affirmation sur quelques raisons plausibles, si Fabvre n'ajoutait que le cours uniforme de celte fontaine, pendant les années 1624 et 4 6:25, annonçait la conversion des réformés.

Quoi qu'il en soit, voici quelques exemples de fontaines périodiques : la source de Fontestorl)es, dont nous venons de parler, est intermittente pendant la séclieresse , depuis juin jusqu'en septeuibre. Le temps de son intermittence est ordinairement de 5-2 minutes et demie et l'écoulement dure 36 ou 37 minutes.

PRÉCIS HISTORIQUI- ET THÈOUigrK. 45

Cette seconde période s'allonge lorsque la saison est pluvieuse. Avant que Teau commence à couler dans le bassin extérieur de la fontaine , on entend un bruit sourd qui précède Técoulement d'environ 12 minutes.

Pline parle d'une fontaine qui était à Dodono , dont refoulement cessait tous les jours à midi et reparaissait avec abondance à minuit. Il rapporte aussi que, dans File de Ténédos , une fontaine débordait tous les jours après le solstice d'été depuis neuf heures du soir jusqu'à minuit. Suivant lui, trois des sources du Tanariscus sont à sec pendant douze , ou même vingt jours , tandis qu'une autre coule près de là avec abondance et sans interruption. Josèphe rapporte qu'en Syrie, entre la ville d'Arc et Raphanées, une rivière appelée Sabbatique était à sec pendant six jours et coulait le septième. Brynolphe Suénon dit avoir vu en Islande, près de Skalholt, une fontaine périodique d'eau chaude qui coule en bouillonnant pendant une heure et laisse son bassin à sec pendant 23 heures. Childrey fait mention, dans son traité dos Curiosités d'Angleterre, de plusieurs fontaines intermittentes, et il en place une près de Buxton , dans la province de Derby, qui coule de quart d'heure en quart d'heure. La source de Lawyell , en Devonshire , est intercalaire composée. Il y a un courant d'eau qui se décharge continuellement dans le bassin principal , et lorsque l'accès s'y fait sentir, de petites sources voisines éprouvent un écoulement qui dure autant que l'accès; on remarque dans ces instants, à différentes reprises, une augmentation et une diminution considérables dans le bassin. Ces flux et ces repos intercalaires se répètent seize fois en une demi-heure ; mais sur la fin de l'accès le flux produit moins d'eau et dure moins qu'au commencement. Ces révolutions périodiques éprouvent d'ailleurs des variations qui dépendent de la pluie ou de la sécheresse. Près de Paterbom , en Westphalie , une fontaine appelée Bolder'-Bœm , c'est-à-dire bruyante, coule et est à sec deux fois par jour : ses accès s'annoncent par un grand bruit. Dans le royaume de Cache-

mire, on voit une fontaine, qui, pendant la fonte des neiges du mois de mai, coule et s'arrête régulièrement trois fois ea 24 heures : son écoulement est ordinairement de trois quarts d'heure et son produit très abondant. Après les 15 premiers jours, son cours diminue et devient moins régulier, elle tarit enfin et •est à sec le reste de Tannée.

Près de La Rochelle , M. Floriau de Bellevue , correspondant de l'Académie des sciences , a fait exécuter un forage de \ 74", 53 ; il m'appela pour le tuber, afin de garantir son forage des eaux de mer; le tubage terminé, je conseillai la continuation du forage, et il m'écrivit peu de temps après une lettre que je transcris entièrement, et que l'on trouvera au chapitre traitant des différentes applications de la sonde, dans lequel je me suis plus étendu sur certains points que je ne pouvais le faire dans ce précis.

Prés du lac de Côme est une fontaine que Pline a décrite le premier et qui hausse et baisse trois fois le jour. La fontaine des Merveilles, près du lac Bourget, coule et tarit deux fois par heure ; son débit est assez considérable pour faire tourner un moulin. Piganîol de la Force parle dans sa Deacnption de la France d'une fontaine périodique, située sur le chemin de Touillon àPontarlier, en Franche-Comté. Quand le flux va commencer, on entend un bouillonnement et l'eau sort aussitôt de trois côtés en formant plusieurs jets qui s'élèvent peu à peu jusqu'à la hauteur d'un pied, et diminuent ensuite dans le même temps qu'ils.ont mis à s'élever. Tout ce jeu dure environ un quart d'heure : le temps de l'intermission est de deux minutes. On trouve près de Colmars, en Provence, une fontaine qui coule huit fois dans une heure et qui s'arrête autant de fois. Gassendi assure que sa période est assez constante pendant tout le cours de Tanné». I^ source de Fonsanche , en Languedoc, coule deux fois dans 24 heures, pendant 7 heures 25 minutes, et ces deux périodes sont séparées par un intervalle de 5 heures, les écoulements et les intermissions

PHÈCIS HlSTOUiyUE ET THEORIQUE. Ati

retardent environ de 60 minutes par jour, par rapport aux nfi^mes effets du jour précédent.

Tous ces phénomènes et ceux dont nous pourrions encore grossir cette liste, quelque bizarre qu'ils paraissent au premier abord, ne sont que des effets de quelques combinaisons fort simples de réservoir et de siphon, qu'affectent naturellement les couches géologiques, et que les physiciens reproduisent dans les jeux hydrduliques de leurs laboratoires. Pour réaliser, par exemple, un écoulement intermittent, il suffît d'adopter ladisposition suivante. Prenez un vase alimenté par un courant d'eau continu, et placez dans ce vase un siphon dont la petite branche y plonge à une certaine profondeur, tandis que la plus longue sort du vase par un trou pratiqué dans une de ses parois, en ayant soin (jue la courbure du siphon ne monte pas aussi haut que les bords du vase : tant que l'eau affluente n'a pas atteint la hauteur de la courbure du siphon, le réservoir se remplit sans se vider; mais dès que l'eau qui s'accunmle a rempli la petite branche du siphon , elle tombe par son propre poids dans la grande, le siphon est amorcé et commence à débiter du liquide. Si le diamètre de ce tube est assez grand pour que la quantité d'eau qu'il verse au dehors surpasse celle du courant qui l'alimente, le réservoir se vide peu à peu, et le niveau de l'eau qu'il contient finit par descendre au-dessous de l'ouverture du siphon; celui-ci ne plongeant plus dans le liquide, se vide, et cesse de couler. A partir de ce moment , le réservoir se remplit de nouveau jusqu'à ce que le siphon soit encore une fois amorcé et recommence à couler, présentant ainsi cette succession de phénomènes qui caractérisent les fontaines intermittentes. Rien de plus simple que ce mécanisme, et il est très vraisemblable qu'une telle disposition se présente dans l'intérieur du sol : il suffit de concevoir une de ces larges cuvettes formées par les couches imperméables dans la concavité d'un bassin, et d'admettre qu'en un point de ce réservoir, continuellement alimtMité par les eaux pluviales, la direction des couches ait été changée par

46 GUIDE DU SONDFX-R.

un ébouleroeiit , qui les ait fait communiquer comme par un siphon avec des cavités inférieures communiquant elles-mêmes avec le bassin d'une fontaine. Pour peu que les dimensions des orifices d'admission et de sortie satisfassent aux conditions énoncées plus haut , la source ainsi alimentée présentera tous les caractères d'une fontaine intermittente.

Après avoir tracé ce tableau des principaux phénomènes hydrauliques que nous offre la nature, il convient de parler de ceux que Tart sait produire en pratiquant, à Taide de la sonde, des ouvertures à travers les couches où circulent les eaux. Énoncé dans ses termes les plus généraux, l'effet d'un sondage consiste à mettre en rapport des couches appartenant aux divers étages géologiques. Suivant que les eaux retenues dans les terrains inférieurs ont une pression plus forte ou plus faible que les eaux supérieures, elles remontent ou descendent, et donnent naissance à une fontaine jaillissante ou à un puits absorbant. Pour prévoir avec assurance lequel de ces deux effets inverses devra se produire, il suffit de déterminer par une exploration, ordinairement assez facile, Tinclinaison, l'allure et la disposition générale des terrains dans le bassin où l'on opère. Une série de coups de sonde aura bientôt fait reconnaître par la comparaison des hauteurs de chaque couche en ses différents points , dans quel sens elles s'inclinent, ou quel est, comme on dit, leur pendage. Ce premier renseignement indique la direction dans laquelle on doit marcher pour trouver, sur les hauteurs qui enceignent le bassin, les points d'affleurement de ses différentes couches ; la hauteur relative de ces points donne précisément la pression hydraulique dans les couches correspondantes. Ajoutons qu'on a soin de reconnaître par une inspection du pays, si, entre ces points d'affleurement qui donnent entrée aux eaux, et le lieu du sondage, le sol ne présente aucune fissure importante, aucune dislocation qui, en rompant la continuité des couches, donnerait issue aux eaux souterraines. Remarquons encore qu'en calculant la pression hydrau-

PRÉCIS HISTOKiyUlî KT THKOKIQUE. 47

lique des nappes ascendantes, d'après la hauteur du point d'où elles descendent , on doit tenir compte de la distance horizontale de ce point au lieu du sondage, et réduire la force ascensionnelle, à raison des pertes de vitesse dues au frottement des eaux, dans les longues galeries qu'elles ont eu à parcourir. Il faut tenir compte également de la distance du point où les eaux infiltrées soQterrainement reparaissent à la surface du sol , soit par une grande échancrure des formations supérieures, soit par le relèvement des formations inférieures. Les coupes des vallées de la Seine et de la Marne, que nous décrirons dans le cours de Touvrage, sont des spécimens complets. Faisons enfin observer que cet examen des lieux, indispensable dans un pays nouveau, devient beaucoup plus facile et souvent tout à fait superflu dans les localités où des sondages déjà exécutés fournissent à Tavance des renseignements complets et décisifs.

Les terrains d'alluvion, en raison de leur épaisseur souvent très faible et de leur stratification imparfaite, semblent présenter peu de ressources à Tart du sondeur. Cependant il est des points où cette formation atteint une grande puissance et où les couches d'argiles, de sables et de graviers affectent dans leurs alternances assez de régularité. Dans ces circonstances, les sondages doivent être tentés et ils ont souvent donné de bons résultats ; mais on peut s'attendre à recueillir parfois des eaux chargées de sels calcaires qu'elles ont dissouts dans leur passage ; c'est ce qui est arrivé souvent en Afrique dans le creusement des puits ordinaires.

Les terrains tertiaires offrent déjà des bassins plus étendus, des couches mieux déterminées et des eaux plus pures; mais c'est dans les terrains secondaires que les phénomènes , dont l'art du sondeur tire parti, se présentent sur une plus vaste échelle, à raison de la grande épaisseur des couches, de leurs alternances de moins en moins fréquentes, de leur continuité qui s'étend sur des cirques immenses, et aussi de la force des cours d'eau inférieurs ; toutes ces causes rendent les sources naturelles de terrains secon-

daires' plus rares et plus abondantes, et assurent aussi le succès de Topération, qui consiste à les rechercher à de grandes profondeui-s.

Les forages y sont plus profonds et par conséquent plus coûteux que dans les formations précédentes, mais le résultat est plus probable. Nous entrerons dans des détails appuyés de coupes géologiques dans le chapitre traitant des différentes applications de la sonde.

Les connaissances géologiques se sont tellement généralisées depuis quelques années, et les progrès de cette science ont été si rapides depuis vingt ans, que je croirais grossir inutilement ce volume en entrant dans les développements nécessaires pour donner des notions suffisantes au peu de personnes qui y sont encore étrangères aujourd'hui. Je préfère indiquer les traités qui les initieront complètement aux connaissances indispensables de cette branche si intéressante des sciences naturelles, qui nous fait suivre progressivement les développements des différentes couches formant le globe que nous habitons , et nous montre sans interruption le progrès constant. Ainsi, dans les terrains primitifs, aucune trace d'êtres ou de végétaux ; dans la partie supérieure des terrains de transition, quelques vestiges d'êtres organiques ; dans les formations secondaires des plus anciennes, des animaux et des plantes simples; dans des formations secondaires plus récentes, d'abord les coquilles bivalves et les végétaux à ramifica- . tions, et, en suivant récheUe ascendante, une plus grande variété d'êtres organiques, jusqu'à la végétation gigantesque et aux animaux vertébrés. Les terrains récents renferment des fossiles analogues aux êtres qui habitent notre globe, moins les espèces les plus perfectionnées vivantes aujourd'hui et qui sont le dernier degré du progrès atteint par la nature.

Pour donner une idée succincte de l'ordre de superposition et de puissance des couches qui forment l'ècorce terrestre, je ferai quelques emprunts aux publications de MM. D'Aubuisson de Voisin , Héricart de Thury, de la Bêche, d'Ormalius d'AUoy, ainsi

FRÊCiS HISTORIQUE ET THÉOKIQLE. 4f»

qu'aux récentes publications de plusieurs ingénieurs des mines; je m'efforcerai d'en faire un résumé clair, je me bornerai à énoncer les formations en leur donnant les noms les plus généralement adoptés, et éviterai autant que possible les nombreuses subdivisions qui embarrasseraient les personnes étrangères aux études géologiques, qui ne rechercheront ici que les notions nécessaires pour savoir si un puits artésien peut ou non être tenté avec probabilité de succès , si un sondage plus ou moins profond peut amener la découverte d'un gisement minéral susceptible de donner lieu aune exploitation profitable.

J'établirai ce que l'on doit entendre par minéraux, roches, fossiles , par terrains stratifiés et non stratifiés et en donnerai la nomenclature d'après les auteurs de la carte géologique de France, MH. Élie de Beaumont et Dufresnoy.

J'indiquerai ce que l'on entend par bassins géologiques et donnerai des indications pour les gisements de combustibles et de sels gemmes.

L'importance des connaissances élémentaires de la géologie pour tenter rationnellement un sondage, me détermine à former de ce résumé un chapitre spécial, et à le placer à la suite de ce précis terminé par une notice sur les anciens travaux de sondage.

Après avoir retracé les principes généraux de l'hydrostatique, sur lesquels est fondé l'art des sondages, il ne me reste plus qu'à en retracer brièvement l'histoire.

L'usage de la sonde pour la recherche des eaux artésiennes remonte aux temps les plus reculés. La Syrie et l'Egypte possèdent un grand nombre de fontaines obtenues par ce procédé, et la plupart des oasis de l'ancienne chaîne lybique doivent leur origine à des puits forés. J'ai livré, il y a quelques années, à Âyme- Bey, directeur des établissements dn pacha d'Egypte, les outils nécessaires pour désensabler quelques-unes de ces sources artificielles, dont la construction remonte à près de 4,000 ans, et les travaux exécutés ont fait reconnaître que ces pnits étaient tubes

50 (iUlDfi DU SONDEUR.

en briques ou en bois. On ne sait pas encore par quels procédés ces travaux ont été exécutés i.

Polybe rapporte que les Perses, après voir conquis TAsie, accordèrent des terres à ceux qui faisaient surgir des sources et que, par cette mesure, ils parvinrent à réparer les désastres, suites inséparables de la conquête.

Les déserts de la Syrie et de T Arabie possèdent des fontaines antiques qui ont conservé les noms de leui*s fondateurs ; ainsi les fontaines d'IsmaëU de Bedsabée, de rAboudance, du Jurement, de rinjustice, sont coniiues encore aujourd'hui sous ces noms mentionnés dans la Bible.

Olympiodore, qui vivait dans le sixième siècle à Alexandrie, se borne à dire que, dans les oasis, il existe des puits creusés à 500 et même 500 aunes (48 et 80 mètres) , qui lancent k la surface du sol des rivières dont les agriculteurs se servent pour Tarrosement des campagnes. Ce qu'il y a de certain, c'est que Texistence des eaux souterraines jaillissantes a été connue des anciens Égyptiens , et que des procédés appliqués à leur recherche ont été conservés en Afrique, où nous les voyons encore aujourd'hui pratiquer par les Arabes du désert : « Le Wad-Reay, dit le voya- (c geur Shaw, est un amas de villages situés fort avant dans le « Sahara. Ces villages n'ont ni sources, ni fontaines, les habitants a se procurent de l'eau d'une façon fort singulière. Ils creusent des « puits à 100 et quelquefois à 200 brasses de profondeur, et ne (( manquent jamais d'y trouver de l'eau en grande abondance. Ils tt enlèvent pour cet effet diverses couches de sables et de graviers, « jusqu'à ce qu'ils trouvent une espèce de pierre qui ressemble à

* Les nombreux travaux due à 1a penévérance intelligente de notre coin{Mitriote Ajme-Bey, directeur général des établissemenls métallurgiques du pacha d'Egypte, ont changé la situation du pays dont Méhémet-Ali lui a donné l'admlnislraUon , et 0 it fait honorer le nom français parles nombreuses tribus arabes qui sont venues se grouper autour des fontaines artésiennes qu'il a créées ou ressuscitées au milieu de sea beaux établissement*.

*de rardoise, et que Ton sait être précisément au-dessus de ce ft qu'ils appellent baJiar iaJU el erd, ou la nier au-dessous de la lenr. tt Celte pierre se perce aisément, après quoi l'eau sort si soudaine- <i ment et en si grande abondance, que ceux qu on a fait desa cendre pour cette opération, en sont quelquefois suffoqués (1 quoiqu'on les retire aussi promptement que possible. »

La Chine connaît aussi les puits forés. On trouve dans les Lettres Édifiantes une lettre de Tévèque de Tabrasca , missionnaire en Chine, qui parle ainsi des puits forés de Ou-Tong-Kiao : « Ces puits sont percés à plusieurs centaines de pieds de profontt deur, très étroits et polis comme une glace ; mais je ne vous «i dirai pas par quel art ils ont été creusés; ils servent pour Texa ploitation des eaux salées. » Un autre missionnaire, Tabbé Imbert, a donné depuis sur les sondages chinois des renseignements plus étendus , rédigés avec plus de bonne foi que de discernement; en voici la substance :

c< 11 existe dans le canton de Ou-Tong-Kiao plusieurs milliers « de puits dans un espace de dix lieues de long sur cinq de t< large. Chaque puits coûte mille et quelques cents taëls ( le « taël vaut 7 fr. 50 c). Ces puits ont de 15 à 1,800 pieds de « profondeur sur un diamètre de 5 à 6 pouces.

«( Pour les forer , on commence par placer en terre un tube « en bois de 5 à 4 pouces de diamètre, surmonté d'une pierre « de taille percée d'un orifice de 5 ou 6 pouces.Ensuite, dans ce « tube, on fait jouer un trépan pesant 5 ou 400 livres. Un homme, « monté sur un échafaud, fait basculer un levier qui soulève le « trépan à 2 pieds de hauteur, et le laisse retomber par son propre « poids ; le trépan est lié à la bascule par une corde de rotin ; on « y attache un triangle de bois; un homme, assis près de la corde, « à chaque levée de bascule, saisit le triangle et lui fait faire un « demi-tour, afin que le trépan prenne en tombant une autre direc- « tion. De six heures en six heures on relève les ouvriers, et Ton « travaille jour et nuit. On met quelquefois trois ans à creuser

r,± GUIDE DU SONDEUR.

<c le puits jusqu'à la profondeur des eaux que l'on veut atteindre, d Ces puits dégagent presque tous beaucoup d'air inflammable ; il y en a même qui ne fournissent rien autre chose que ce gaz ; ou les appelle puits de feu. Il parait que les Chinois emploient comme combustible ce gaz , qui n'est sans doute autre chose que Thydrogène carboné, provenant de mines de houille en combustion. S'il fallait en croire M. Imbert, qui s'est probablement trompé dans son calcul, quelques-uns de ces puits auraient jusqu'à 5,000 pieds de profondeur.

Si nous passons en Europe nous trouvons l'usage des puits artésiens répandu dès le commencement des temps modernes dans le nord de l'Italie, comme l'attestent les armes de la ville de Modène, deux tarières de fontainier avec cette épigraphe : Aria pervia. Un professeur au lycée de médecine de cette ville publia, en 1691, un traité de physique dans lequel on trouve des renseignements intéressants sur la nature des terrains, sur les cours d'eau , sur l'origine des fontaines jaillissantes , sur la manière de percer les puits à Taide de la sonde, ierebratio^ enfin sur l'excellente qualité des eaux que rencontre le perceur de ces puits, terebrator puteorum. Avant son arrivée en France, c'est-à-dire vers le milieu du dix-septième siècle, Dominique Cassini avait fait construire au fort Urbain un puits foré dont l'eau jaillissait jusqu'à 15 pieds au dessus du sol. Quand cette eau se trouvait maintenue dans un tube , elle montait au sommet des maisons. Cassini s*efforça de faire connaître en France les procédés dont il avait appris à faire usage dans sa première patrie. « Dans quelques endroits du « territoire de Modène et de Bologne , dit-il , pour avoir des jets « d'eau même des puits les plus profonds , on creuse la terre jus- « qu'à ce qu'elle paraisse gonflée par la force de l'eau qui coule « et qui presse par dessous. Alors on construit un double revêtis- « sèment dont on remplit l'entre-deux d'un corroi de glaise bien a pétrie. On continue ensuite à percer plus bas, en suivant le (k revétissement , jusqu'au moment de percer la source. Alors on

PRÉ<:iS HISTORIQUE ET THÉORIOtK. »3

« perce le fond avec une longue tarière qui donne issue à l'eau. « La tarière étant retirée , Teau sort avec impétuosité ; elle rem- « plit le puits en entier, et par son écoulement continu elle sert « & arroser toutes les campagnes voisines : peut-être ces eaux « viennent-elles par des canaux souterrains du haut du mont tt Apennin qui n'est qu'A dix milles de ce territoire. »

Cassini ajoute que dans la basse Autriche, qui est environnée des montagnes de la Styrie , les habitants se procurent de Teau & peu près de la même manière.

La première mention imprimée qui ait été faite des puits forés en France , se trouve dans le traité de Belidor, sur la science de r ingénieur, livre qui parut en 1729 : « Il se fait, dit Belidor, une « autre sorte de puits appelés //wzV^/om, qui ont cela de partici culier que Teau monte d'elle-même à une certaine hauteur, de « sorte qu'il ne se faut donner aucun mouvement pour l'avoir, a que la peine de puiser dans un bassin qui la reçoit. Il serait A a souhaiter que l'on en pût faire de semblables en toutes sortes « d'endroits, ce qui ne paraît pas possible, parce qu'il faut des «c circonstances du côté du terrain qui ne se rencontrent pas « toujours. »

Hais à défaut de textes , les anciens puits forés de l'Artois qui subsistent encore aujourd'hui témoignent que l'emploi de la sonde est connu chez nous depuis longtemps. Le plus ancien puits connu en France est, dit-on, de 1126; il existe à Lillers, en Artois, dans l'ancien couvent des Chartreux. Les sondages se font dans ce pays avec une grande facilité et peu de dépense ; aussi , du côté de Carvin et dans touie la plaine, en trouve-t-on un ou plusieurs devant chaque maison de paysan ; cette grande facilité d'exécution a été en partie cause de la routine dans laquelle les sondeurs du pays ont persévéré. Ils n'ont rencontré quelques difficultés que lorsqu'ils ont commencé à être appelés à travailler dans les départements du Nord et de la Somme.

En 1824, M. Péligot lit exécuter à Engliien le premier puits

artésien dans le département de la Seine. En 1838 , MM. Flachat frères obtinrent les premières eaux jaillissantes de la base des terrains tertiaires dans leurs percements de Saint-Ouen. Ce résultat obtenu à 67 mètres de profondeur eut un grand retentissement. En 1830, j'avais le bonheur, à Tours, de traverser le premier la craie et de trouver dans les sables verts de la glauconie des eaux jaillissantes de 140 mètres de profondeur. Depuis, les sondages se sont multipliés et ont pris un grand développement basé sur une théorie rationnelle, et l'application de moyens mécaniques variés suivant les terrains à forer et les difficultés & surmonter.