QUATRIEME PARTIE GÂPTAGE DES EAUX
Quelle que soit Teau dont on dispose, il faut la capter^ c'est-à-dire l'amener par un moyen quelconque à la portée de celui qui désire l'utiliser.
Suivant qu'on s'adresse aux eaux de surface ou aux eaux de profondeur les moyens sont très différents. Nous passerons rapidement en revue les procédés pour capter ces eaux.
Citerne. — On recherche, dans les campagnes, à se procurer des eaux aussi facilement que possible pour subvenir aux multiples besoins d'une exploitation. Sur certains plateaux, très riches et faciles à cultiver, l'eau souterraine est trop profonde. Les difficultés de puisage pour une exploitation agricole deviennent, en effet, assez grandes quand la profondeur des puits dépasse trente mètres.
La nécessité force quelquefois les cultivateurs à s'installer sur les plateaux fertiles mais pauvres en eau et à user d'expédients pour se procurer des eaux potables.
La citerne est dans ces régions le meilleur et le plus économique de ces expédients pour une exploitation ne consommant de l'eau que pour les besoins de la ferme. D'après ce que nous avons dit dans un de nos premiers
chapitres, une exploitatioD possédant 2 chevaux, 4 vache» et 100 moutons dok disposer d'un minimum de 1 200 litres d'eau par jour. La citerne devra emmagasiner cette quantité d'eau minima dans les périodes les plus sèches.
L'eau reçue dans les citernes est l'eau de pluie qui, ruisselant sur les toits, est amenée au moyen de tuyaux dans des réservoirs artificiels.
On ne récolte pas ainsi toute l'eau, une partie évaluée à 25 p. 100 de la hauteur d'eau tombée s'évapore surtout en été.
Souvent, dans les campagnes, on cherche à augmenter la quantité d'eau disponible en créant des mares. Lorsqu'on ne peut en créer,comme c'est le cas pour certains plateaux très perméables, on sera r éduit à n'élever i^ue la quantité de bétail, proportionnée à la quantité d'eau disponible. Les recherches d'eau ont donc bien pour l'agriculture ordre.
Quelle capacité faut-il donner à la citerne pour récolter le plus d'eau possible pour une étendue donnée de bâtiments.
Voici, à titre d'exemple, la méthode que MM. Debauve et Imbeaux préconisent.
« On dispose à Paris d'une surface de réception de 1 000 mètres ; quelle capacité faut-il donner à une citerne pour utiliser le mieux possible l'eau pluviale pendant une année sèche telle que 1893, et quel débit journalier peut-on espérer? ^fig. 79).
tO li iZ
Fig. 79. — Courbe tirée de l'ouvrage de Debauve et Imbeaux servant à déterminer la capacilé^ h donner à une citerne.
une importance de premier
« L'annuaire de Montsouris nous donne pour les hauteurs de pluies en millimètres de 1893 :
Dec. 1892. Janv. Fév. Mars Avril Mai Juin Juillet Août Sept. Cet. Nov. 1893 45 55 55 6 46 42 76 17 41 84 42
« Sur une surface de 1 000 mètres carrés avec le coefficient 0,7, on pouvait donc recueillir et avoir emmagasiné à la fin de chaque mois les volumes suivants en mètres cubes.
Dec. 1892. Janv. Fév. Mars Avril Mai Juin Juillet Août Sept. Cet. Nov. 1893. 31 70 108 113 113 145 174 227 239 268 327 357
« Portons sur un axe horizontal les douze mois et en ordonnée les volumes cumulés qui précédent. Nous aurons la courbe QABG, qui représente les cubes qu'on pourrait avoir en magasin si la consommation était nulle.
« Nous pouvons construire de même la courbe de consommation, il est clair qu'elle ne doit jamais s'élever audessus de la précédente, elle peut au plus la toucher, et et si cela arrive c'est que le magasin d'eau est épuisé.
« Le maximum de la consommation uniforme qu'on puisse obtenir est donc indiqué par la courbe AGD qui passe au point le plus bas de la première courbe et ce maximum correspond au point G, 113 mètres cubes en 150 jours, soit 750 litres par jour.
« Le volume a adopter pour la citerne est mesuré par la plus grande distance verticale N-A entre les deux courbes ; ce volume est de 47 mètres cubes. »
On voit donc qu'il faut, pour disposer de 150 litres par jour, une citerne d'environ 50 mètres cubes de capacité et un toit d'une superficie d'environ 1 000 mètres carrés.
Construction d'une citerne. — La citerne est un réservoir qui doit conserver l'eau aussi fraiche que possible. Nous avons vu que cette qualité de l'eau est
indispensable. D'après MM. Debauveet Imbeaux, la citerne ne doit pas être très profonde parce que sous une certaine pression les maçonneries ne sont jamais étanches. On recommande de ne pas dépasser la profondeur de trois mètres en ménageant, dans le fond de la citerne une bonde qui permettra de faire le nettoyage et d'enlever facilement les boues noirâtres qui s'y disposent.
La forme la plus simple et la plus économique est la forme circulaire surmontée d'une calotte sphérique. U est inutile d'enfoncer toute la citerne dans le sol. On peut simplement entailler celle-ci sur 2=^,50 à 3 mètres et la partie de la citerne qui surplombe le sol doit être surmontée d'une couche de terre d'environ 0™,50.
Il faut pouvoir accéder à la citerne par un regard suffisant pour laisser passer un homme. Pour prendre de l'eau on y adapte une pompe. Si on est à flanc de coteau, on peut placer sur le fond un tuyau d'évacuation.
La citerne doit être complètement étanche, sans aucune fissure, sinon elle serait susceptible de recevoir des eaux de fumier ou de purins, par conséquent de se contaminer.
Qualités des eaux de citernes. — £n théorie l'eau • de citerne est de l'eau de pluie, ne renfermant que des traces infimes de matière salines, mais exempte de toute contamination. En pratique, il n'en est pas ainsi. L'eau de pluie serait très pure si elle tombait dans une région où l'air est lui-même ,très pur, sur des toits exempts de poussières. On sait que l'air peut être vicié par les usines voisines. Cette contamination est cependant fort rare parce que les campagnes où les citernes sont établies ne peuvent généralement pas fournir l'eau nécessaire aux industries qui désireraient s'y installer.
U est presque impossible d'obtenir une propreté méticuleuse du toit qui sert à la récolter.
Si, après une pluie, l'eau a lavé ce dernier et enlevé
toutes les poussières qui s'y étaient déposées, il ne
tardera pas à se salir à nouveau. La pluie suivante entraînera ces nouvelles poussières ou des débris ojpganiques.
Si on récoltait cette eau telle quelle, on aurait très rapidement au fond de la citerne une boue assez épaisse qui entrerait bientôt en décomposition et communiquerait aux eaux une odeur et un goût très désagréables.
Ces défauts étaient connus des Romains qui, comme Pline, considéraient que les eaux des citernes étaient croupissantes.
A Venise, avant la rencontre d'une eau fraîche et profonde, on s'alimentait au moyen de citernes. On évitait une partie des inconvénients de ces eaux en les faisant filtrer à travers du sable avant qu'elles n'arrivent dans le réservoir central où elles étaient puisées (fig. 80). On récoltait des eaux à peu près propres, en laissant perdre les premières portions de la pluie qui lavent les toits et entraînent la majorité des poussières du toit. Des appareils automatiques accomplissent cette besogne avec beaucoup de régularité.
Comme le sable ne filtre guère quand il est noyé, à notre avis, il vaudrait mieux prendre un autre dispositif qui est le suivant :
En A se trouve un réservoir métallique de capacité suffisante pour pouvoir récolter le volume d'eau maxima qui tombe sur le toit en vingt-quatre heures. Sa capacité peut être calculée dans le bassin parisien en se basant «ur une pluie maxima de 35 millimètres. La base de ce réservoir est fermée par une plaque filtrante, en mortier maigre, en usage dans les filtres à sables. Au-dessous de cet aggloméré se trouve une plaque de tôle percée de nombreux trous, de façon à résoudre l'eau en pluie. Celle-ci est recueillie sur un filtre à sable fin de 1 mètre <ie profondeur. A la base de celui-ci se trouve la conduite qui dirige ces eaux vers le réservoir (fig. 81).
Tin tel dispositif est dispendieux. 11 faut, en outre, le mettre à l'abri des gelées d'hiver. Dans une exploitation on obviera en partie à ces inconvénients en ayant deux <îiternes, l'une pour les eaux potables destinées à l'ali-
GAPTAGE DES EAUX.
mentation des personnes, l'autre pour les eaux servant à l'alimentation des animaux. On se contenterait de filtrer ces dernières à travers une dalle filtrante.
Le soin qu'on prend pour bien filtrer l'eau avant qu'elle
n'arrive à la ci-
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terne, permet de diminuer le nombre des curages de la citerne elle-même.
Cette opération présente de graves inconvénients quand on ne dispose d'aucune autre eau pour assurer l'alimentation. Certains auteurs recommandent alors l'emploi de plusieurs citernes de façon à ne faire le curage que successivement, mais cette solution n'est pas très économique. Les filtres, au contraire, doivent
Fig. 81. — Purification des eaux de pluie alimen- être placés defaÇOn tant une citerne. à, pOUVOir être très
facilement nettoyés. On n'a pas ici l'inconvénient signalé plus haut, ce nettoyage pouvant être fait en toute saison san& être obligé de vider la citerne.
Mares. — La mare n'est autre qu'un réservoir à l'air fibre, installé sur un sol peu perméable, capable de recueiUir les eaux des toits et des chemins. Au sens propre du mot elle ressemble donc beaucoup à la citerne»
roiidiif-te
dsitflllti
Si la surface de récolte des eaux d'une citerne est sale, celle d'une mare Test encore plus puisqu'elle est constituée par le sol lui-même qui reçoit tous les déchets de la vie.
Une mare est obtenue en creusant un trou dans la partie déclive d'un terrain très argileux. Si on ne dispose pas d'un terrain suffisamment imperméable, on en bétonne le fond.
On construit des mares dont la capacité est fort va-^ riable. Pour l'évaluer approximativement avant la construction, on délimite au pied levé la surface drainante possible dont les eaux peuvent arriver à l'endroit choisi par simple gravitation. On estime que la moitié des eaux tombées s'évapore, l'autre moitié profite seule à la mare^
On trouve, en employant la même méthode indiquée précédemment pour les citernes, la capacité qu'il faudra donner à la mare.
La qualité des eaux, avons-nous dit, laisse à désirer. Ces eaux boueuses une fois arrivées à la mare deviennent stagnantes et se décantent. Les matières organiques e» suspension se déposent. Les mares sont donc formées d'un fond de boues, lesquelles se décomposent en été, et donnent naissance à des bulles de gaz.
Ces eaux sont croupissantes et ont ainsi un goût très désagréable. La lumière, le soleil, la concurrence vitalecontribuent à l'épuration de ces eaux.
La mare sert d'abreuvoir comme au lavage du linge ► Ces eaux se contaminent tous les jours. Pour remédier en partie à cette situation il serait utile de créer dans le&^ villages des mares spéciales pour l'alimentation des animaux et d'autres pour y installer les lavoirs. C'est une mesure simple qu'on a commencé à prendre dans quelques villages et dont on s'est fort bien trouvé.
Il est nécessaire également de défendre l'accès d'unemare contaminée par des animaux malades qui sont venus s'y abreuver.
DiÉNERT. — Hydrologie agricole. 18
De nombreuses épidémies épizootiques se propagent très souvent par leur intermédiaire. Ainsi près de Chigy (Yonne) plusieurs cas d'entérite aiguë se sont déclarés •chez des chevaux qui allaient boire à une mare où précédemment un animal malade s'était rendu.
En règle générale l'homme ne devrait jamais boire cette eau croupissante. Dans les pays pauvres, où les toits sont en chaumes et par conséquent où il ne peut être construit des citernes, ou des puits, l'eau de mare reste la seule eau d'alimentation pour toutes les exploitations agricoles.
Étangs. Lacs. — L'alimentation des lacs et des étangs 5e fait soit par un petit cours d'eau, issu de sources Yéritables, soit encore par des eaux de ruissellement. On -connaît les grands étangs de la plaine de Trappes qui fournissent des eaux potables à la ville de Versailles. Ils sont alimentés par des tranchées récoltant les eaux rsuperficielles ruisselant sur ce plateau. Au contraire les lacs suisses récoltent des eaux venant des glaciers, Yéritables réservoirs solides pour les eaux des pluies.
L'eau des étangs et des lacs est donc soumise aux mêmes causes d'infection que les mares. Elle reçoit les -contaminations entraînées par les eaux de ruissellement. Elle en récolte d'autres sur ses bords venant des habitations installées en ces endroits.
Le phénomène d'épuration est essentiellement fonction du temps. Les eaux d'étangs ont un séjour moindre que celles des lacs, et par conséquent sont moins pures. Ainsi les eaux des étangs de Versailles sont toujours louches, parce qu'elles n'ont pas eu le temps d'abandonner les dépôts très fins et argileux récoltés sur leur parcours ; elles sont aussi très chargées en microbes.
Dans les lacs de très grande étendue, constituant un vaste réservoir, il se fait au bout d'un certain temps un dépôt qui clarifie les eaux. En certains endroits l'épuration devient telle que l'eau y est excessivement pure.
Ainsi dans le lac de Genève, au centre et à 15 mètres de^ profondeur, on ne trouve guère que 20 à 40 germes au centimètre cube (Dunant) et la température y est très^ uniforme.
En ayant soin de bien connaître le point où la prise d'eau doit être faite pour obtenir une eau fraîche, exempte de contamination, l'eau des lacs présente un caractère de potabilité suffisant.
En principe, la prise d'eau doit être fçtite le plus loin possible des rives. Cette précaution n'est guère possible que pour l'alimentation des grandes villes telles que Zurich, Genève, Chicago, Cleveland, etc., parce que les dépenses de premier établissement ne sont pas uo obstacle. On va chercher l'eau au moyen d'une conduite dans l'endroit où les analyses ont montré que l'eau était la plus fraîche et la plus pure.
11 faut toutefois agir avec prudence. Quand on fait une prise d'eau au milieu d'un lac la circulation de ses eaux est changée. Une eau, très pure avant la prise, peut de la sorte devenir contaminée une fois les travaux faits. En. outre, dans les lacs des régions tempérées, la circulation des courants n'y est pas la même en été qu'en hiver. Aux: époques de transition, il y a des périodes où la pureté des eaux est troublée.
M. Léon Massol a trouvé que la vase du fond peut être remuée par les vagues provoquées par le vent venant de certaines directions.
C'est pourquoi on épure l'eau des lacs peu profonds.
Dans les exploitations agricoles, ces eaux sont surtout recherchées pour leur fraîcheur et leur faible minéralisation.
Barrages-réservoirs. — En Amérique surtout on a, en barrant les rivières, créé de grands lacs artificiels constituant de vastes réservoirs. Dans les terrains argileux, certaines rivières ne coulent que pendant la saison humide. En barrant la vallée on retient un cube d'eau
suffisant qu'on lâche progressivement pour satisfaire aux besoins de l'exploitation.
L'emploi de barrages-réservoirs pour l'alimentation est peu répandu en France. On peut citer comme exemple celui de Roanne, emmagasinnant 4500000 mètres cubes.
Au contraire, à l'étranger, là où les sources sont trop peu abondantes pour pouvoir être captées, on a construit d'immenses réservoirs comme, par exemple, ceux servant à l'alimentation de la ville de Boston. Le nouveau réservoir de Jersey peut emmagasiner 33 000 000 mètres cubes d'eau, le réservoir de Crystal Springs, pour l'alimentation de San Francisco, peut contenir 117 335 000 mètres •cubes; enfin les grands réservoirs du Croton et des digues supérieures doivent contenir la quantité d'eau «uffîsanle pour alimenter 6 000 000 d'habitants.
Au point de vue de l'alimentation des exploitations agricoles, le barrage-réservoir pourrait servir aux irrigations ou à accumuler des eaux pour créer des forces hydrauliques tout le long d'une rivière torrentielle.
Pour établir un barrage-réservoir il faut généralement disposer d'un épanouissement de la vallée suivi d'un rétrécissement. Le terrain de base doit être imperméable «de façon à ne pas perdre le bénéfice du barrage. Ces conditions sont assez difficiles à réaliser car certains plateaux, peu perméables, ont des vallées relativement perméables.
La partie la plus délicate dans la construction du barrage-réservoir est la digue qui doit pouvoir résister ^'une façon parfaite, d'une part à la pression de l'eau et d'autre part aux influences de la température .
Un certain nombre de profils de digues a été présenté comme satisfaisant aux lois de la résistance des parois; on trouvera dans le livre de MM. Debauve et Imbeaux des exemples nombreux de digues construites dans différents pays, avec les détails des efforts qu'elles doivent et peuvent supporter.
En réalité, une exploitation agricole ne'peut disposer de moyens suffisants pour construire les vastes réservoirs dans lesquels les conditions d'épuration et de fraîcheur des eaux se trouvent réalisées, car ils sont d'un prix de revient assez élevé.
Avec les petits réservoirs on retombe dans le cas des étangs ou des grandes mares. Ces eaux sont loin d'être parfaites comme qualité. Elles sont très sujettes aux contaminations et doivent être épurées pour les besoins d'une industrie agricole ou d'une alimentation en eau potable.
Il faut également veiller à ce que les eaux résiduaires des usines situées à l'amont ne viennent pas contaminer les eaux. Ceci augmente encore les frais de premier établissement de tels réservoirs parce que cette condition n'est efficace qu'en indemnisant les intérêts industriels lésés.
On préconise, pour améliorer la qualité de ces eaux, de ci'éer des prairies qu'on irriguera et dont les eaux, récoltées au moyen de drains collecteurs, seront conduites au barrage-réservoir. On ferait ainsi un premier filtrage à peu près Identique à celui qu'on préconise pour la citerne.
Très souvent encore on irrigue avec elles les prairies -en aval du réservoir et on les récolte ensuite par drainage.
On obtient ainsi une deuxième filtration qui améliore beaucoup leur qualité.
Pour terminer nous signalerons que d'après Kruse la prise d'eau dans le réservoir doit être faite aussi loin que possible du point d'entrée des affluents et non loin du fond.
518 GAPTAGE DES EAUX.
Les eaux souterraines sont très recherchées à cause de leur limpidité et de leur fraîcheur.
Leur captage est donc une question très importante pour une exploitation agricole.
Nous avons vu comment on peut fixer l'emplacement d'un puits pour obtenir une eau abondante et pure. Il faut maintenant chercher à la capter aussi économiquement que possible.
On distingue le captage à faible profondeur et le captage profond. Au premier se rattache :; le captage des sources, les puits ordinaires et tubulaires, les drainagesavec ou sans infiltrations artificielles, les galeries et puit& ûltrants le long des cours d'eau.
Au second se rattache les puits ou forages artésiens^ descendus très bas, les galeries captantes ou galeries de mines.
Captage des sources. — Depuis qiieiques années 90OS l'influence des progrès réalisés en hydrologie et en hygiène, le captage rationnel d'une source est entouré de nombreuses précautions.
Autrefois on se contentait, après avoir bien nettoyé le fond de la source et régularisé se,s contours, de placer sur l'émergence une cloche en maçonnerie qui, d'un côté se prolongeait par une canalisation de dimension plus ou moins longue jusqu'au point d'utilisation de ceseaux.
Depuis, on a reiîonnu qu'en captant les eaux ainsi, on arrivait à prendre, non seulement les eaux de la nappe souterraine, mais encore les eaux superficielles entraînant les contaminations voisines.
Dans une conférence faite à la Société géologique de France, M. Léon Janet développa les idées suivantes :
« Le captage d'une source d'eau potable a pour but essentiel de la mettre à l'abri de toutes les contaminations pouvant se produire au voisinage du point d'émergence, et spécialement dans le trajet que l'eau effectue entre le gisement géologique de la nappe et la surface du sol. Il faut donc obtenir de l'eau provenant uniquement de la nappe souterraine, sans la laisser se mélanger, ni avec les eaux de ruissellement, en cas de grande pluie, ni avec les eaux suspectes de nappes plus rapprochées de la surface.
« C'est une question qui est presque toujours laissée de côté ; lorsqu'il s'agit d'utiliser une source, on se borne à prendre l'eau telle qu'elle sort du sol ; lorsqu'on a bien» nettoyé le bassin de la source et lorsqu'on l'a entourée d'un pavillon fermé, on croit avoir pris toutes les précautions possibles. En réalité l'eau ainsi pure est recueillie, elle n'est pas captée.
« Ces principes surannés ont eu pour eux, il est vrai, la haute autorité de Belgrand qui estimait qu'il était mauvais de toucher aux sources, et qu'il suffisait, pour éviter toute contamination, de tenir, autant que possible, le niveau des sources au-dessus de celui des eaux voisines..
« La précaution est certainement excellente, mais en admettant qu'elle puisse être observée dans les périodes pluvieuses ; elle ne donne d'ailleurs, à elle seule, que des garanties tout à fait insuffisantes.
« Ce qui fait que cette question de captage des eaux potables a été tellement négligée jusqu'à ce jour, c'est qu'on n'a presque jamais, pour la résoudre, fait appel à la science géologique.
« On comprend cependant qu'elle seule peut fournir la solution du problème, en indiquant la position des^ terrains contenant la nappe souterraine qui alimente la source. »
En réalité, jusqu'à ce jour, la question du captage n'a été étudiée que pour les eaux minérales.
Déjà en 1899 M. de Launay, dans son livre sur La
Onest
i: O ri
Fig. 82. — 1,1, sources très chaudes ; 2, 2, sources chaudes; 3, 3, sources froides ; 4, 4, sources foides par déversement aux affleurements ; 4, source froide par déversement d'une cassure, figure tirée de Debauve et Imbeaux, t. II, p. 191.
recherche, le captage et V aménagement des sources thermominérales, avait réclamé pour capter les eaux potables les mêmes procédés employés pour les eaux minérales. Pour ces dernières, en captant dans le gisement géologique, on avait bien constaté des différences très sensibles de composition chimique qui s 'expliquent très facilement
<dans le schéma ci-dessus tiré du livre de MM. Debauve •et Imbeaux sur les sources de Plombières (fîg. 82).
Les eaux souterraines et minéralisées chaudes se trouvent mélangées avec des eaux superficielles et froides provenant des gneiss de la surface. En allant capter ces •eaux en profondeur on augmente leur température et leur degré de minéralisation.
Mais, comme le dit M. de Launay :
« Sans doute, pour une eau potable, les variations seront plus difficiles à saisir. La nappe alimentant la •source à capter se trouve à une profondeur généralement faible, et la composition chimique de l'eau qu'elle fournit peut se rapprocher beaucoup de celle des eaux tout à fait superficielles avec lesquelles elle se mélange. Oe plus, ces eaux superficielles n'entrent, la plupart du temps, sauf à la suite de fortes averses, que pour une très faible proportion dans le débit total de la source. Il en résulte que, en ne faisant que des analyses chimiques, on trouvera des compositions très analogues, avant et après le captage d'une source potable. Mais, par contre, l'analyse bactériologique doit fournir des résultats très différents.
« Il est vrai que lorsqu'il s'agit de l'utilisation d'une •eau potable, le but n'est plus d'obtenir une eau ayant constamment la même composition chimique, mais de fournir une eau fraîche, ayant une proportion modérée de sels minéraux, contenant peu de matières organiques et exempte de microbes pathogènes. Mais on comprend «ans peine que, si l'on ne prend pas des mesures pour empêcher les eaux de ruissellement d'arriver dans le bassin de la source, soit directement, soit après un très faible parcours souterrain, on sera exposé à avoir des contaminations graves.
« Dès lors, toutes les fois qu'on se trouve en présence d'une source d'eau potable, le captage doit avoir pour but de supprimer toute possibilité de contamination dans
la partie du circuit souterrain, comprise entre la nappe géologique et le point d'émergence, c'est-à-dire d'aller chercher l'eau à une profondeur telle que le mélange avec
des eaux plus su-
PoUtt
,lyP0^\riT^
perficielles devienne impossible, ce qu'on obtiendra généralement en prenant l'eau dan& son gisement géologique et l'amenant au jour par un con-
Fig. 83. — Caplage d'une source d'affleurement duit imperméable. (Debauve et Imbeaux). « ConsidérOUS ,
par exemple, une source d'affleurement émergeant à flanc de coteau (fig. 83). La plupart
oaurouoe de capturo
• Cheminée rtahirelle
daicenston
du temps le sous-sol géologique est recouvert, sur les pentes , d'éboulis meubles à travers lesquels l'eau de la source circule avant d'arriver au jour, en sorte que le point d'émergence est sensiblement plus bas que la surface supérieure de. l'assise imperméable qui retient la nappe alimentant la source. Les éboulis sont formés souvent de couches parallèles à la pente du terrain, et il peut y circuler, surtout après le& averses, des eaux qui viendront se mélanger avec celles de la nappe souterraine^ en les contaminant gravement.
Fig. 84. — Captage par forage d'une source de thalweg.
Dès lors, un ouvrage rationnel de captage doit simplement comprendre une galerie horizontale dont la base se trouve à la partie supérieure de la couche imperméable retenant la nappe.
a Si nous prenons une source de thalweg (fig. 84), l'eau se fera jour généralement à travers une couche d'alluvion, garnissant le thalweg, et il faudra aller la chercher par un forage tube, ou un puits vertical cimenté jusqu'à son gisement géologique.
« Les nappes qui alimentent ces sources de thalweg se trouvent très fréquemment dans des calcaires fissurés* Il existe alors, dans ces calcaires, une zone de parcours principal des eaux souterraines, où celles-ci, dissolvant le calcaire, ont fini par former de grandes cavernes. Si une de ces cavernes vient à s'effondrer dans le thalweg, il s'établit, par la cheminée, une communication entre la nappe souterraine et la surface du sol, et comme la nappe souterraine libre, sous les plateaux, est captive sous la vallée, l'eau jaillit à la surface du sol en donnant une source.
« 11 peut arriver toutefois que le puits entrepris pour opérer le captage ne rencontre pas de Assure ; en ce cas on doit le compléter par une galerie partant de la base du puits et poussée perpendiculairement à la direction des principales fissures.
« On comprend de suite, d'après les deux figures schématiques ci-dessus, qu'on peut généralement capter une source d'affleurement plus haut que son point d'émergence, mais qu'on ne peut augmenter son débit, tandis que pour une source de thalweg, à la seule condition qu'elle ne constitue pas l'unique exutoire d'une nappe souterraine, le débit peut être beaucoup augmenté en abaissant le plan d'eau dans l'ouvrage de captage.
« Il est vrai que cet abaissement ne doit être effectué qu'avec les plus grandes précautions, car si le niveau dans l'ouvrage de captage est inférieur à celui des eaux
superficielles voisines, il est à craindre que celles-ci nes'infiltrent à travers les alluvions jusqu'au gisement Idéologique de la nappe et gagnent Touvrage de captage, après un parcours insuffisant pour les épurer d'une^ manière complète. Dans tous les cas, même lorsque le plan d'eau, dans louvrage de captage, est tenu au-dessusdu niveau des eaux voisines, il est bon d'obturer les canaux naturels d'émergence au moyen d'un corroi d'argile.
« La simple application de ces principes a permis, tout récemment, d'utiliser pour l'alimentation publique certaines sources jaillissant au milieu de marais tourbeux, à travers une épaisseur considérable d'alluvions et se trouvant dans des conditions si défavorables que le comitéconsultatif d'hygiène avait cru devoir proposer de les écarter.
« On pourrait objecter que cette méthode occasionnant des dépenses considérables conduira certaines municipalités à renoncer à l'adduction des sources, et à continuer à utiliser les eaux de rivière d'une qualité inférieure^ à celle d'eaux de sources, même mal captées.
« Je répondrai que, dans le cas d'une source d'affleurement, où il n'y a pas d'épuisement à assurer, la dépenseest toujours faible, et que, dans le cas d'une source de^ thalweg, le captage peut souvent s'effectuer à peu de frais au moyen de forages tubes. C'est seulement dans le cas où l'emploi de forages venant à échouer, par suite du trop grand écartement des fissures de la roche aquifère, il faut recourir à des puits et à des galeries, que la nécessité d'un épuisement important, ou de l'emploi soit de l'air comprimé, soit de la congélation entraine des^ dépenses pouvant atteindre un chiffre très élevé. »
Nous donnons, à la suite, quelques exemples de^ captage faits aux sources captées par la Ville de Paris, dans les régions du Loing, de la Vanne. Ce sont dessources de thalweg. Celles-ci sont, pour la plupart,
captées dans la craie, c'est-à-dire dans un terrain fissuré.
La figure 85 est un captage fait par forage, la
1, , TunD.dfnizS^
Fig. 85. — Chambre de captage de la source du sel (d'après AIM. Debauve et Imbeaux),
figure 86 est un captage par galerie dans le gisement géologique.
Dans un terrain sablonneux il faut éviter l'ensablement de la source. Pour cela, nous empruntons encore au livre
Fig. 86. — Pavillon de captage de la source d'Armentiéres (Vanne) (d'après MM. Debauve et Imbeaux).
de MM. Debauve et Imbeaux le dispositif employé pour le captage d'une source de la vallée de l'Eyb (Wurtemberg). Dans la partie la plus reculée de la chambre on a disposé un massif de pierres sèches et de cailloux de façon à arrêter le sable. D'autre part la chambre elle- DiÉNERT. — Hydrologie agricole. 10
«même est disposée en trois compartiments, séparés les uns les autres au moyen de petits murs. L'eau passe à •travers chaque compartiment et y dépose le sable qu'elle -entraîne. Ce sont donc des bassins de décantation. La conduite d'amenée de ces eaux ne part qu'à partir du troisième compartiment.
La figure 87 représente le captage d'une source d'affleurement, mais quand on doit réunir le débit de plusieurs sourcettes, le mieux est de construire une
galerie drainante -/" > > au ni veau de Taffleurement du terrain imperméable.
Puits. — Pour
creuser un puits
il faut distinguer:
i° Les terrains
argileux;
2® Les terrains sablonneux ;
3® Les terrains fissurés et rocheux.
Terrains argileux. — Généralement, quand on creuse dans un terrain argileux, il se produit des hernies qui amènent des éboulements. Ceux-ci viennent combler le trou fait de main d'homme pour atteindre la nappe, il y a donc danger à travailler dans de telles conditions. Il est nécessaire de blinder le puits et d'élever une maçonnerie dans son intérieur. Toutefois M. Imbeaux signale avoir vu dans le pays de Bray les puisatiers descendre profondément dans les argiles en se contentant de garnir les parois avec des branchages contournés 4»n hélice.
Terrains sablonneux , — Il est généralement préfé-
Fig. 87. — Captage d'une source à flanc de coteau.
EAUX S0U.TERBA1^E^
table de creuser un ] uits de petit diaiXîètre dans les sables. Le procédé de construction est économique^ et rapide.
Si on veut creuser un puits ordinaire, c'est-à-dire ayant de 0°»,80àl»,50de diamètre on se trouve en présence de quelques difiicultés. A chaque instant il se produit des éboulements qui viennent combler le travail d'affouillement.
On recommande dans ce cas l'emploi d'un rouet possédant à sa base une lame circulaire.
11 suffît de creuser ou de draguer à l'intérieur du rouet en dégageant le sable sous le couteau. La masse entière s'en* fonce progressivement par son propre poids. Si ce dernier n'est pas suffîsant, on met une surchagè sur le rouet. Quant à la
maçonnerie, on a soin de la faire au fur et à mesure que le rouet descend. On évite ainsi les éboulements.
Si on veut simplement faire un puits par forage, on peut s'adresser à deux moyens. Lorsque la nappe n'est pas très profonde et si le terrain est très meuble, il suffit de descendre une série de petits tubes (de 5 à 10 centimètres de diamètre) qu'on visse ou rive les uns au-dessus des autres et qu'on enfonce au moyen d'un mouton (fig. 88) (c'est le puits abyssin).
Pour avoir de plus grands débits, on se sert de tubes de diamètre plus fort, allant jusqu'à 30 ou 40 centimètres, qu'on enfonce au fur et à mesure qu'un trépan descend dans le sol et dégage la base du tube.
Aux États-Unis, de nombreux puits ont été creusés dans le boulder-clay renfermant des graviers très durs.
On a été obligé d'employer les tove pipe well (puits en tuyau de poêle). Ce sont des tubes tronconiques pouvant s'emboîter les uns dans les autres sans pas de vis. Ces tubes sont descendus au moyen de deux crics hydrauliques très puissants, et une pompe est chargée de ramener à la surface, au fur et à mesure du fonçage, les sables et les graviers. Quand les tubes sont en place, on pratique avec un appareil spécial, de longues entailles verticales qui, étant faites du dedans au dehors, vont en s'élargissant de l'extérieur vers 1 intérieur et empêchent ainsi l'arrivée du sable.
Les puits, dans ces terrains, se comblent facilement par suite de l'arrivée progressive et continue d'eau
Fig. 89.
contenant du sable en suspension. Avec les puits abyssins, percés de trous plus ou moins fins suivant la grosseur des sables, on arrive assez facilement à empêcher les entraînements de sable ou mieux à les diminuer considérablement. Car, comme le font justement remarquer MM. Debauve et Imbeaux, il se fait généralement un vide (fig. 89), par suite de Tentraînement du sable et c'est dans ce vide qu'a lieu l'aspiration.
Différents dispositifs ont été inventés pour remédier à l'entraînement des sables. Il y a d'abord le panier filtrant amovible de Sonne et Simons.
C'est un panier formé de treillis en cuivre rouge avec mailles variant suivant les cas entre 0""*,2 et 2 millimètres. Il est descendu dans le fond du puits et l'eau doit le traverser avant d'être aspirée (fig. 90).
Un autre dispositif de Sonne et Simons est constitué par deux tubes concentriques entre lesquels on introduit une couche de graviers allant en augmentant de grosseur depuis l'extérieur jusqu'à l'intérieur (fig. 91).
L'eau chargée de sable est obligée de passer à travers ces graviers, y dépose son sable. Elle est absolument pure et le puits ne se bouche pas par les sables. On peut même enlever le tube extérieur a après le remplissage, le filtre fonctionne parfaitement.
C'est ainsi que sont établis les puits tubulaires de Spire, des chemins de fer du Palatinat ou de Francfort-
fc*3
Fig. 90. — Puits lubulaire avec panier filtrant amovible, système Sonne.
Fig. 91. — Premier puits Sonne et Simons.
suMe-Mein. On peut employer également le cuvelage filtrant que Ed. Lippmann a utilisé à Rambouillet. C'est un tube de forme polygonale (fig. 92 et 93), dont la face extérieure est totalement faite de sortes d'alvéoles rectangulaires dont le fond est percé de trous. Dans ces alvéoles se logent des plaques poreuses ou filtrantes. La compositiort de ces plaques doit varier suivant la nature des sables contenus dans l'eau qu'on veut utiliser. Le cuvelage filtrant est fermé à sa base par
un fond hermétique.
Pour rétablir, on creuse un puits foré qu'on garnit comme d'ordinaire d'un tube en tôle pleine. Ceci permet de pénétrer dans les sables aquifères jusqu'à la profondeur nécessaire pour obtenirune hauteur de charge en rapport avec le \o-
Fig. 92. — Coupe transversale du cuvelage i ,, ,
filtrant de Lippmann. ^ ^U^e d Cau qu on
veut avoir et qui est naturellement aussi fonction du diamètre du cuvelage
filtrant. Puis on descend ce dernier dans le forage, en le^
Fig. 93. — Cuvelage filtrant de Lippmann.
prolongeant à sa partie supérieure, c'est-à-dire pour
toute la portion qui doit émerger, par une longueur convenable de tuyaux absolument étanches.
On procède ensuite à l'extraction totale du tube en tôle pleine qui a servi à Texécution du forage. Les sables aquifères se trouvent alors au contact des plaques de
filtration ; l'eau '*^ de la nappe pé-
nètre claire et limpide dans l'intérieur de l'appareil où elle est aspirée par une pompe. Le procédé de M. Putzeys diffère de celui de M. Lippmann par ce fait que le passage de l'eau a lieu à travers des lames de verre juxtaposées en paquet au lieu de plaques poreuses.
En Hollande
on a l'habitude
de creuser de nombreux puits dans les sables. Voici le
dispositif imaginé par l'ingénieur V^an Hanselt tel que le
décrivent MM. Debauve et Imbeaux.
« Un cylindre en tôle de 0",30 de diamètre (fig. 94), monté sur une base en bois B, est rempli de gravier coquillier destiné à former filtre, et au centre on trouve un tuyau d'aspiration C. Le cylindre est fermé par un
7 t\iM
Hb
Fig. 94. — Puits hollandais d'après Van Hanselt.
couvercle en bois de diamètre supérieur à celui de la base ; une tige en fer ef vissée dans la base du fond, est serrée par un boulon sur le couvercle supérieur. On voit, suivant deux génératrices du cylindre, deux tuyaux perforés M, réunis en haut et en bas par deux tuyaux annulaires, également perforés. Ce système de tuyaux est destiné à renfoncement de l'appareil; on y lance de Teau sous pression qui fait bouillonner le sable fin et permet la descente progressive de l'appareil entier. (C'est le système appliqué au battage des pieux dans le sable lin.) Quand l'appareil a atteint la profondeur voulue, on dévisse la tige c/, on l'enlève, ainsi que le couvercle en bois et le cylindre extérieur avec son tuyau, et il ne reste dans le sol que le filtre avec son tuyau intérieur perforé. »
Enfin, en dehors de ces filtres spéciaux on a, inventé des systèmes particuliers de crépines en fonte ou en cuivre pour arrêter le sable pendant le pompage.
Drainages. — Sous ce titre il faut entendre la captation d'eaux souterraines circulant à une faible profondeur. CiCS eaux, captées au moyen de puits, ne donnent qu'un débit insuffisant. Récoltées au moyen de drains collecteurs, elles arrivent à former un volume suffisant pour satisfaire aux besoins de l'industrie agricole. D'autre part, il est évident que le drainage est souvent nécessaire à la culture, de telle sorte que ce travail est utile à la culture comme à l'exploitation.
Malheureusement, l'utilisation des eaux de drainage n'est pas plus pratiquée en France que la conservation rationnelle du fumier. On laisse perdre ainsi dans certains pays une partie des eaux qu'une simple tuyauterie établie à peu de frais permettrait de dériver par la gravité jusqu'à l'exploitation.
On trouvera dans le livre de MM. Risler et Wéry {Drainage et irrigation) ^ des renseignements détaillés sur la façon de faire des drainages. Nous ne traiterons donc cette question que sommairement.
En Hollande, on a coutume de faire des canaux découyerts dont les eaux viennent se réunir en un point pour être dirigées sur le réservoir. Elles ne servent à Talimentation qu'après avoir été purifiées.
11 est cependant préférable de faire les drains couverts qui préservent mieux les eaux contre les contaminations immédiates.
M. Imbeaux a eu l'occasion d'appliquer ce système de captage à Toulet à Bressuire. Voici comment il le décrit : « Aqueducs drainants. En principe, la tranchée étant ouverte, si possible, jusqu'à la couche imperméable, on établit l'aqueduc drainant sur cette couche, avec des ouvertures pour l'entrée de l'eau (barbacane) dans les parois (des deux côtés si l'eau vient de part et d'autre, du côte ouvjert si elle ne vient que de ce côté-là) ; lorsqu'on n'a pas atteint la couche imperméable, le radier lui-même peut être captant.
« Plusieurs types de drains ont été adoptés par nous, et ont bien réussi : on remarquera en avant des barbacanes un petit filtre en sable et galets pour empêcher les entraînements, et par-dessus la fouille un corroi en argile pour écarter les eaux de surface. Le type visitable est surtout à recommander, car on pourra toujours voir ce qui se passe, déboucher les barbacanes engorgées, nettoyer le radier, etc. Il vient d'être appliqué par l'un de nous à Toul, avec cette particularité intéressante que le produit d'aval a été exhaussé de 1"^,50 à 2 mètres audessus de la voûte, de manière à faire barrage et surélever le niveau de la nappe ; l'extrémité aval de l'aqueduc est prise dans un fort mur de retour qui fait l'office de serrement et par un robinet vanne on règle la prise d'eau suivant les besoins. »
Les terrains granitiques fournissent de l'eau dans les vallées, là où la roche compacte et presque imperméable est recouverte d'une couche d'éléments détritiques constituant le terrain perméable.
En drainant ces valions transversalement, on peut se procurer Teau potable nécessaire pour une forte agglomération.
Certaines villes de Bretagne comme Rennes ou Lorient se sont ainsi procuré leurs eaux d'alimentation.
M. Poche t, dans son ouvrage sur les sources, a montré les types de drains employés par ces villes bretonnes.
La Ville de Paris, dans la région de la Vanne, a récolté des eaux assez pures dans la craie, au moyen d'unegalerie drainante.
A Flacy, par exemple, elle a pu obtenir 120 litres à lai seconde, au moyen d'un aqueduc drainant de 4 kilomètres.
Ce captage par drains est également employé lorsqu'on renforce au moyen de l'irrigation certaines nappes souterraines insuffisantes aux besoins de la consommation,, ainsi que nous le verrons par la suite.
Galeries et puits filtrants dans les alluvions: d'une grande rivière. — L'eau des alluvions est captée par puits toutes les fois que la circulation à travers ces terrains est facile ; dans le cas contraire on creuse une galerie parallèle à la direction de la vallée. Cette galerie est en pierre sèche perméable aux eaux, ou bien est en maçonnerie avec, de distance en distance, des ouvertures appelées barbacanes (fîg. 95). Quand on pompe un faible volume d'eau dans un de ces ouvrages de captage,. on n'aspire, le plus souvent, que les eaux de la nappe souterraine venant du coteau. Quelquefois cependant ce sont les eaux infiltrées de la rivière, plus ou moins bien, épurées, que l'on recueille.
Mais lorsqu'on pompe plus d'eau que la nappe dir coteau ne peut en fournir, on obtient en même temps de Peau infiltrée de la rivière, mélangée à la première. A travers les alluvions suffisamment fines, l'épuratio» de ces dernières eaux est satisfaisante, il n'en sera pas de même pour les alluvions grossières.
336 GAPTAGE DES EAUX.
Avant de les utiliser pour ralimentation, il faut étudier de très près Je pouvoir épurant de ces terrains.
Puits Lefort. — Ces puits furent établis dans la Loire, à File de Beaulieu et étaient destinés à Talimentation de la ville de Nantes.
Ils étaient creusés dans le sable, avaient 2 mètres de diamètre et 7 mètres de profondeur.
Fig. 95. — Captage par galerie.
Sur toute leur hauteur, on disposait des barbacanes pouvant s'ouvrir où se fermer à volonté.
Les résultats obtenus furent assez médiocres.
Capture des eaux profondes. — On peut difficilement, au moyen d'un puits, aller chercher les eaux d'une nappe profonde. 11 faut faire un forage au moyen d'appareils de plus en plus perfectionnés et dont on trouvera les détails dans le Guide du Sondeur de MM. Degousée et Laurent. Au moyen de trépans spéciaux, on pratique des forages dont le diamètre atteint jusqu'à 1"^,50, c'est-à-dire égalant celui de véritables puits.
MM. Debauve et Im beaux classent les méthodes desortdage de la façon suivante :
/Avec tiges i en mêlai. | 1. Méthode ordinaire.
rigides J en koIs î ^- ^^^^^^^^ cana-
/ a. Par V et pleines. ' ( dienne.
l perçus- < Avec tige non rigide. | S.Sondageàlacorde.
Méthodes I sion. j Avec tiges rigides c 4. Procédé Fauvelle
^^ { [ mais creuses et < perfectionné par
sondage./ \ par injection d'eau. ( Raki.
lin * *• (5. Sondage au dia-
\ 6. Par rotation J ^^^^/
1° la méthode ordinaire au moyen d'une tige lourde en fer appelée trépan consiste à frapper le sol à coups répétés. Chaque fois on tourne légèrement le trépan de façon à dégager les morceaux de la roche que le choc a désagrégés et pour faire un sondage rond. On retire ceux-ci au moyen d'un autre instrument appelé cuiller.
2° La méthode canadienne ne se différencie guère de la précédente que par la constitution des tiges qui sont en bois au lieu d'être en métal.
3° Le sondage à la corde. — Était connu des Chinois depuis très longtemps ; on s'en sert beaucoup en Pensylvanie, pour forer les puits à pétrole. On ne le préconise guère que pour des profondeurs ne dépassant pas 200 mètres. Il a l'avantage d'être très rapide et de pouvoir être exécuté avec un appareil très rustique nécessitant très peu de personnel pour le manœuvrer. Malheureusement, il a aussi certains inconvénients.
11 est difficile de tourner facilement le trépan pour faire un sondage rond et dans les couches très inclinées, très souvent on n'arrive pas à le maintenir vertical.
11 est alors nécessaire de guider le trépan au moyen d'un tube conducteur. On peut aussi faire le battage à la corde et obtenir la rotation du trépan au moyen du tube conducteur.
Le procédé américain est un perfectionnement du sondage à la corde, grâce à l'emploi d'un tube métallique étanche qui évite les éboulis ou l'arrivée d'eaux latérales
et par remploi de la coulisse d'OEynhauser qui permet le dégagement facile du trépan.
Procédés Fauvelle et Raky, — 11 est souvent très difficile d'éliminer rapidement les débris de roches qui s*accumulent au fond d'un forage. Us arrivent à se tasser et à empêcher les effets du trépan.
C'est pourquoi Fauvelle a pensé utiliser l'eau pour chasser tous ces débris en la faisant arriver, sous une certaine pression, dans le fond du forage, par l'intermédiaire de la tige creuse qui surmonte le trépan.
Le procédé a été perfectionné par Raky qui est arrivé à faire un forage continu, tout en évitant les ruptures toujours si fréquentes de la tige.
Malheureusement on n'a pas toujours à sa disposition des gix)sses quantités d'eau à utiliser. Dans le cas de pénurie d'eau, ce procédé très rapide est inapplicable.
Procédé au diamant, — C'est un procédé qui utilise la rotation rapide d un trépan en diamant, rotation combinée avec les injections continues d'eau comme dans le procédé Fauvelle.
Ce procédé est très rapide et permet d'atteindre de très grandes profondeurs.
Le sondage de Pai*uschowitz en Silésie, a pu, par ce procédé, être descendu à 2003°»,34 de profondeur.
Pour certaines roches relativement tendres, la couronne en diamant peut être remplacée par une couronne d'acier.
Forages et puits artésiens. — Historique (1). Les célèbres écrivains et historiens grecs, Polybe, né à Mégalopolis; Diodore d'Antioche, le philosophe Olympiodore, qui écrivit sur les Météores d'Aristote, le savant et érainent théologien Photius, rapportent que des puits creusés dans l'oasis, à des profondeur variables de 200 à 500 coudées (iOO à 250 mètres), lançaient par leurs orifices des rivières
(1> Partie empruntée complètement au livre de MM. Debauve et Imbeaux, lesquels l'avaient empruntée h M. G. Demetriadès.
dont les agriculteurs profitaient pour arroser les campagnes.
Selon le célèbre géographe grec Slrabon, né en Cappadoce, il y avait trois oasis dans l'Egypte centrale qui constituaient de vastes terrains fertiles, - D'après un rapport sur les eaux artésiennes du Bas- Sahara algérien de M. Rolland, présenté le 10 juin au Congrès sur l'utilisation des eaux fluviales, à l'exposition universelle de 1889, on distingue plusieurs sortes d'oasis. Ce sont les oasis de rivière, les oasis à puits ordinaires, les oasis d'excavations, les oasis à sources naturelles et les oasis à puits jaillissants.
Les écrivains arabes lien Kaldoum (1332-1406), El Aïâchi (1633), les voyageurs anglais Shaw (1692-1751) et Griffith, et l'allemand Niebuhr, racontent que les habitants du Sahara et d'Ouargla, ont fait jaillir de l'eau à la surface de la terre comme une rivière, en creusant des puits maçonnés à environ 50 ou 200 kama (82,5-330 mètres) de profondeur et jusqu'à la rencontre d'une pierre plate, que l'on a frappée avec un morceau de fer attaché à une poulie jusqu'à ce qu'elle se brise en livrant passage à l'eau. Les indigènes construisaient aussi des drainages souvent très longs appelés foggare.
Suivant le français M. Aymé (1860), les oasis de Thèbes et de Gharb étaient criblés d'anciens puits artésiens, nivelés en briques ou en bois, construits depuis près de 4000 ans, et qu'on a pu faire revivre en les désensablant : « j'ai nettoyé une fontaine à la profondeur de 325 pieds, qui me donne du poisson pour ma table », dit-il.
En ce qui concerne les petits poissons, les coquillages et les crabes, qui sortent vivants de plusieurs des puits artésiens du Sahara, M. Rolland fait venir ces êtres de Behour et Chria (eau dormante) voisins des forages, avec lesquels ceux-ci se mettent en communication par des voies profondes et souterraines. « Ces poissons sont des
cyprinodontes ; les premiers qu'on recueillit Font été au puits de Tamerna, en 1858, c'est-à-dire deux ans après achèvement; alors, comme dit M. Jus, ingénieur, envoyé en 1856, par la maison française Degousée, pour prendre la direction des travaux de forage de l'Oued-Rio, le canal souterrain avait pu s'élargir et se dégager par l'entraînement du sable. Plus tard, à Nerbana, la nappe rencontrée à 72 mètres fournit beaucoup dès le jaillissement. De 1868 à 1872, on recueillit des poissons chromites, des coquillages et en 1878 des crabes. Le premier crabe fut fourni par le puits de Mazeretenite en 1875; il était de la grosseur du petit doigt et sa présence avait été parfaitement constatée à la sortie de la colonne d'ascension. On mit en doute son origine, et pour la démontrer on coiffa le haut du tube du forage d'un filet dans lequel on recueillit une quantité de crabes, de chromis, d'hémichromis et de coquilles. »
M. Lippmann pense qu'elles proviennent des hautes montagnes du Sud, du massif centi*al de l'Ahaggar, dont le sommet s'élève à plus de 2 500 mètres dans les régions des neiges d'hiver. M. Rolland rapporte que les eaux artésiennes du Bas-Sahara algérien et tunisien, viennent du Nord et descendent des massifs de l'Atlas. Leur alimentation s'opère de deux manières principales : par les eaux météoriques qu'absorbent les terrains dits l'atterrissement du Bas-Sahara, et par les eaux déjà artésiennes qui proviennent des terrains crétacés de l'Atlas.
M. Lippmann hésite à donner le nord comme origine à ces eaux, parce que les forages tentés au nord du Chott Melrir et poussés à de grandes profondeurs n'ont pas donné d'eau jaillissante ; au contraire, jusqu'à présent, en descendant vers le nord, on en a toujours trouvé.
Suivant M. P. Debette, ingénieur des mines, les Chinois connaissent les fontaines jaillissantes depuis des milliers d'années.
Si l'on peut dire que les puits jaillissants remontent à
l'époque de Moïse, nos connaissances sur les méthodes de calcul de ces puits sont beaucoup plus récentes.
La théorie et les idées du philosophe grec Aristole (né à Stagire et mort à Chalcis en Eubée, 384-322 av. J.-C.) et de ses disciples, sur l'origine de l'eau des sources et des fontaines, ont joué un rôle important jusqu'au xvn^ siècle, alors que les progrès de l'art moderne du sondeur permirent d'expliquer dans ses moindres détails le phénomène des eaux jaillissantes ». '
^ Le premier puits artésien, foré en France, fut celui de l'ancien couvent des Chartreux, à LiJlers, dans le Pas-de- Calais et il date de l'année 1126. Depuis, dans toute cette région, on a creusé un certain nombre d'autres puits artésiens, la plupart dans la craie.
Le premier puits artésien de Paris fut commencé en 1833 et fini en 1841, il atteignit les sables verts.
La géologie est nécessaire pour soupçonner et expliquer la présence d'eaux artésiennes. File ne donne gtfère que des probabilités, parce qu'il lui est impossible de prévoir les frottements que les eaux souterraines éprouvent dans le sol, frottements qui peuvent aller jusqu'à empêcher leur jaillissement.
Forage des puits artésiens. — , MM. Kuss et Fure, dans leur traité de l'exploitation des mines, citent les règles nécessaires à l'établissement d'un puits artésien.
« 1° Le niveau piézométrique en un point donné, c'està-dire le niveau statique auquel se tient l'eau dans le puits supposé prolongé par un tube d'une longueur suffisante pour que l'écoulement n'ait pas lieu, est indépendant du diamètre.
« 2° Le débit d'un puits artésien augmente avec le diamètre, mais dans un rapport moindre que celui des sections et d'ailleurs impossible à calculer à l'avance.
« 3° Le débit augmente également à mesure que l'on abaisse l'orifice d'écoulement, mais sans que l'on puisse non plus calculer cette augmentation.
342 GilPTAGE DES EAUX.
« 4<> Le niveau piézométrique ainsi que le débit s'élèvent quand on vient à tuber un puits qui ne Tétait pas .
« 5<» Deux puits voisins s'influencent, et chacun d'eux ne donne qu'une partie du débit qu'il aurait s'il était seul. La somme de leurs débits tend, à mesure qu'ils sont plus rapprochés, à se réduire à ce que fournirait un puits unique ayant une section égale à la somme de leurs sections.
« 6^ Le débit des puits voisins de la mer peut varier selon le cours des marées, la nappe ayant généralement son débouché sur la mer. »
Une fois le tube du forage introduit dans le puits artésien, il est quelquefois nécessaire d'empêcher absolument les eaux supérieures de se mélanger avec celles plus profondes qu'on désire capter. Pour faire cette séparation on emploie souvent deux tubes. Le premier tube est introduit jusqu'à la première nappe. On verse dans le fond une couche de mortier de ciment et avant que sa prise soit complète on introduit un tube de diamètre inférieur au premier. Du ciment est coulé entre ces deux tubes pour assurer l'étanchéité même du forage jusqu'audessous de cette première nappe artésienne (fîg, 96 et 97).
Dans le cas où un seul tube est employé, on fore jusqu'à la nappe dont les eaux doivent être écartées. On obture la partie inférieure au moyen d'un bouchon de ciment et le tube est enfoncé à travers ce bouchon jusqu'à la rencontre de la nappe à capter. On introduit aussi à l'extérieur du tube, au-dessous de la première nappe, un bouchon au ciment qui permet de séparer les deux nappes (fig. 98).
M. T. C. Ghamberlin signale comme principales causes de la diminution progressive du débit des puits artésiens :
1° La diminution de la pression des gaz qui, surtout dans les régions du pétrole et du gaz naturel, agissent sur la nappe.
2° La diminution de la charge résultant des épuise-
!iimc^\
Fig. 96. — Captage d'une nappe artésienne profonde (d'après MM. Debauve et Imbeaux).
Fig. 97. — Mauvais captage d'une eau artésienne profonde. Les eaux viennent se perdre dans une partie perméable et ne peuvent remonter k la surface du soi (d'après MM. Debauve et linbeaux).
ments et du fait que Féquilibre étant rompu entre les apports et l'écoulement souterrain, le niveau de la nappe
JTivwu detano^peA
jfùeau deÙM. n4XffeB
Hofjpe artésienne
^pe nepotinanb tindré la swfaice
Fig. 98. — Exemple de trois puits artésiens I et II mauvais, III réussi. La nappe A peut seule remonter jusqu'à la surface. Le puits I permet aux eaux de A de s'écouler par B, le puits II ne permet pas aux e&ux de A de passer par le tube, seul le puits III, grâce à l'obturation 0'", permet le jaillissement par le tube (tirée du livre de MM. Debauve et Imbeaux).
aux affleurements doit s'abaisser et suivre davantage les variations de la pluie.
30 L'augmentation des fuites ; 40 L'obstruction de Torifice ; 50 Le défaut du tubage.
D'après M. DoUfus les différents forages artésiens qu'on trouve dans le bassin de la Seine sont :
1° Le forage de wSotteville-les-Rouen, dans le jurassique ; 2*» Le forage du Pont-de-r\rche, dans les sables
Fig. 99.
aptiens. Ces deux eaux sont très fortement minéralisées ;
30 Le forage de Pressagny-1 'Orgueilleux, dans les sables albiens;
40 Les deux forages de Vernon l'un des sables albiens et l'autre dans les sables aptiens ;
5° Le forage de Rosny-sur-Seine, dans les sables albiens ;
6° Le forage de Carrières-sous-Poissy, également dans les sables albiens ;
70 Les forages de Barre-en-Ouche (Eure).
Galeries drainantes. — On peut obtenir de véritables sources artificielles au moyens de galeries. Consi-
