CHA PETRE TV HYDROLOGIE

L'eau météorique que nous venons d’étudier pénètre dans le sol pour en sortir à l’état de sources et former des ruisseaux. Nous l’étudierons successivement à ces trois états.

I. L'EAU DANS LE SOL. — Si la nature était moins capricieuse, ou si la science était plus avancée, il serait possible de déterminer immédiatement la proportion d’eau infiltrée dans chaque couche géologique. Mais le problème est excessivement complexe pour les raisons suivantes :

1° Bien que nous connaissions la hauteur des pluies d’une façon assez précise, nous ignorons l'influence exercée par la porosité du sol suivant l’abondance des chutes précédentes et la faculté d’évaporation qui varie elle-même sous l'influence d’une foule de facteurs;

2° Nous manquons d'indications sur le tassement du sol suivant la vigueur et la durée de la chute des pluies, suivant la présence et l’absence de rosée, suivant le hâle plus ou moins accusé produit par le vent;

3° La composition intime du sol est loin d’être constante dans uñe même couche géologique. Les variations incessantes locales (pente, exposition, fissures, cultures, etc.) ont différencié les sols à ce point de vue.

Force nous est done äe nous contenter de coefficients approchés comme résultantes de ces phénomènes complexes.

De ses recherches sur le drainage (Auxerre 1857), Hernoux a conclu que les pluies ordinaires ne donnent pas une couche de plus de 0 m. 015 par 24 heures, soit 150 mètres cubes à l'hectare. Dans les terrains drainés, c’est-à-dire argileux, l'évaporation enlève le quart de ce volume avant- l’arrivée aux drains.

Au lieu de s’adresser au drainage artificiel, Belgrand eut l'idée d'observer le drainage naturel des vallées représenté par le débouché mouillé des ponts. Il a ainsi constaté que le crétacé inférieur exigeait un débouché mouillé de 0 mètre carré 50 à 1 mètre carré 50 et les terrains olithiques et la craie de 0 à 3 décimètres carrés seulement par kilomètre

carré. Il y a quelques années, Pochet serrait le problème de plus près dans sa magistrale étude sur les sources, tout en déclarant « la théorie des nappes envisagée dans toute sa généralité comme à peu près inabordable au calcul ».

Dans la zone du crétacé moyen (sources de la Vanne), il a calculé que labsorption d’eau ne dépasse pas 0 m. 15 par an. Le coefficient d'infiltration y est en moyenne de 0,21 pour l’ensemble de l’année. Ce chiffre s'éloigne donc des données empiriques qui estiment à un tiers la proportion. Nous allons d’ailleurs envisager sommairement ses variations suivant les étages.

PERMÉABILITÉ DES DIFFÉRENTS NIVEAUX GÉOLOGIQUES. — Kiméridien. — L’étage kiméridgien de notre région est généralement considéré comme imperméable. Il y a lieu de faire des réserves à cette affirmation

1° Dans l’ensemble, Pochet a trouvé pour 1la source de Vallan, une assez grande quantité d’eau perdue qui, traversant le kiméridgien, rejoint directement la vallée de l'Yonne dans la région de Vaux. Cet entraînement est accentué par l’inversion du pendage naturel des strates entre la faille de Beaulche et celle de Quenne. Le Kiméridgien laisserait ainsi échapper les deux tiers au moins des eaux infiltrées dans le bassin de Vallan (fig. 16.)

Dans le détail même, le Kiméridgien présente des intercalations perméables. Nous avons donné (fig. 5) une coupe de MM. Lemoine et Rouyer (1) qui montre la disposition topographique résultant de cette alternance et les trois niveaux calcaires qui déterminent à leur base trois niveaux aquifères de moins en moins importants à partir du sommet. La nappe d’eau superposée aux marnes #;-; possède une importance considérable par suite de la superposition des calcaires portlandiens. Mais les fonds des vallées tranchant plusieurs étages, les calcaires : absorbent les rus issus des sources (Prénereau, Coulangeron, Crolle). Ils reparaissent parfois plus loin à la faveur des marnes ),

Portlandien. — Si le ruissellement, et partant le débouché mouillé des ponts, est nul dans le calcaire portlandien, toutes les eaux infiltrées elles-mêmes sont loin d’atteindre une grande profondeur. Voici le tableau dressé par Pochet qui

G) L'élage himéridien entre l {ube el la Loire

a suivi en 1903 et 1904 les nappes alimentaires du rù de Vallan :

Produit Hauteur des pluies Coefficient d'infiltration eau infiltrée

1006tuilettemr er 595.6mm 0.130 3.01mm NOUS: -rHir Sete 160.6 0.091 14.61 Septembre. ; . , 32.5 0.098 3.18 Octobre 68.5 0.155 10.55 Novembre. . ., 36 0.294 10.56 Décembre , . . . 26.5 0.275 22 1ODAMAnVIER EEE 34 0.471 16.01 Février 88 0.357 31.36 MAPS PA NE 28 0.385 10.74 ANFILE = 26 8 rente 54 8 - 0.199 10.79 Métens tr ha ve 54.2 0.116 6.29 JUL EE ARE. 70 0.102 7.14

Lotal* 708mm'7 Moy. 0.1856 Total 31mm93

Dans le calcaire fissuré, 7,6 0/0 seulement de l’eau tombée atteint les nappes profondes. Mais chaque pluie pénètre dans les couches superficielles du sol pour être utilisée par les plantes. La perméabilité du sol en matière de drainage et en matière d'hydrologie doit donc être envisagée de façon très différente.

La réserve en eau de la source de Vallan serait de 300.000 mètres cubes représentant une hauteur d’eau d’environ 11"" répartie sur 2.850 hectares. Ces coefficients peuvent être utilisés dans la région des sources de la vallée de Beaulche. L’inclinaison naturelle des strates y augmente également le périmètre du versant au détriment du rû de Genotte qui ne reçoit que de faibles sources de contre-nappe comme celle de la Fontenelle que Migé se propose de capter. La ligne de partage des eaux se trouve en réalité presque au pied des affleurements portlandiens regardant Migé, Merry-Sec et Ouanne. Nous en retrouverons des REPURES en traitant des sources.

Mais la nappe de base du portlandien n’est pas continue. C’est un réseau de filets suivant les fissures du calcaire et diversement orientés. M .Martel lui refuse le nom de nappe. Toutefois Pochet a montré que, pour un périmètre assez étendu, le calcul conduisait aux mêmes résultats en ce qui concerne le débit des sources. ;

Barrémien. — Les argiles ostréennes sont à peu près complètement imperméables. Elles retiennent parfaitement les eaux des sables bigarrés superposés en terrasse tout le long de la vallée et sur des sommets comme Semilly, Chasseigne et Serin. Grâce à cette provision d’eau et à la facillité de culture des sables, l’homme s’y est groupé. Ils constituent ainsi l’étage le plus civilisé, pourrait-on dire, de la vallée.

Aptien. — Les argiles aptiennes occupent une épaisseur restreinte, mais, aussi imperméables que les argiles à lumachelles, elles jouent un rôle important dans tout le bassin de Paris comme base de la nappe de puits artésiens,

Albien. — Les sables de la Puisaye sont parfois condensés en grès peu perméables ou mélangés d’argiles formant des mollasses ou enfin assez argileux même pour fournir la terre à tuile. La distribution des nappes d’eau s’y fait donc d’une façon très irrégulière. Dans l’ensemble, ils constituent une masse spongieuse dont l’humidité se trouve encore accrue par la présence des forêts. Toute la masse des sables se trouve imprégnée, puisqu'ils alimentent de nombreux puits artésiens,

Cénomanien. — Les miarnes calcaires de Brienne, situées à la base du Cénomanien, retiennent les eaux d’une façon imparfaite, comme Font montré les calculs de Pochet au sujet des sources de la Vanne. Cette demi-perméabilité contribuerait à enrichir la nappe de l’albien d’une partie des eaux des plateaux crayeux si étendus dans le bassin de Paris. Ainsi s’expliquerait la faible diminution de débit des puits artésiens malgré leur multiplicité croissante.

La craie marneuse du cénomanien supérieur est perméable à l’égal du calcaire portlandien. Mais il s’agit d’un état intermédiaire entre la perméabilité en grand dudit calcaire et la perméabilité en petit de la craie pure spongieuse.

Tertiaire. — Les résidus de décalcification qualifiés d’argile à silex du plateau de Pourrain sont parfois beaucoup plus siliceux qu’argileux et par conséquent demi-perméables,

Alluvions. — Les alluvions anciennes comme les alluvions modernes sont constituées par des graviers perméables gorgés

d’eau jusqu’à un niveau peu supérieur à celui des rivières vers lesquelles convergent les nappes.

NIVEAUX PHRÉATIQUES. — On qualifie de phréatique

(opexs — puits) le niveau à partir duquel on rencontre l’eau en creusant. On trouve l’eau de plus en plus abondante au

fur et à mesure quel’on descend. Il est des exceptions. Si l’on dépasse la couche argileuse du support de la nappe pour tomber dans un terrain perméable qui ne renferme pas d’eau sous pression, le puits peut se tarir. Ainsi, à la ferme de Bonpain, près Saint-Georges, après avoir traversé les argiles ostréennes plus riches en eau de ruissellement que d’infiltration, on est entré dans le calcaire portlandien d’où tarissement du puits qu’on fut obligé de colmater en y jetant de l'argile.

Le niveau phréatique varie avec la nature du sol, l’état de la surface, la saison, etc. Le niveau des eaux souterraines est plus bas sous bois que hors bois. On estime la différence à O0 m. 30.

Pour ce qui est des variations saisonnières, il suffit, dans une étude générale, de connaître la profondeur des puits, la pratique ayant amené les habitants à les creuser d’un mètre environ au-dessous du niveau le plus bas, donnée encore vague puisqu'on ignore la quantité extraite quotidiennement.

Dans les calcaires portlandiens, les puits sont naturellement très profonds et rares, puisqu'ils doivent atteindre la nappe de base. Aïnsi, dans la vallée d’Escamps, les puits atteignent 6 à 26 mètres, bien qu’on se trouve à proximité du ruisseau. Cela provient sans doute du colmatage des rives de ce dernier.

Les argiles à lumackhelles sont tellement impénétrables que les puits y reçoivent surtout les eaux superficielles et fonctionnent comme citernes. Il est arrivé de creuser des puits de 4 à 5 mètres qui sont restés secs et qu’on a ensuite rebouchés. Il eût été préférable d’y dériver l’eau des fossés pour les besoins exceptionnels (incendie par exemple).

Si les puits sont mauvais à ce niveau, les mares y sont étanches. Chaque maison en possède pour abreuver le bétail, faire évoluer les palmipèdes, parer aux incendies et parfois laver le linge.

Sous l'influence de la faille de Beaulche, les eaux peuvent devenir plus abondantes. A Villemalard près Escamps, nous avons rencontré l’eau presque au ras du sol. Elle s’y tenait encore à 0 m. 65 de profondeur dans un sondage après un mois de grande sécheresse.

Les sables bigarrés sont criblés de puits. Chaque maison. possède le sien. Le niveau est très variable, L’eau affleure

parfois rez-terre pour se tenir ensuite à 3 ou 4 mètres de profondeur dans l’espace d’un mois. Il arrive aussi que des sécheresses et des puisages exceptionnels épuisent la nappe. Aussi à l’automne, les habitants descendent aux rus ou aux sources pour l’eau destinée aux usages agricoles.

A Orgy, dans le puits Fradet dont nous avons donné la coupe, l’eau venant de l'Est refoule le sable, probablement sous la pression des eaux qui suivent la faille située à quelques mètres. La richesse en eau de la lentille de sable qui a provoqué l'établissement d’Orgy serait ainsi due en partie à un phénomène tectonique.

A Saint-Georges, chez M. Piaugé, le sable rencontré sur 6 mètres est imprégné d’eau.

Dans les argiles aptiennes, le creusement d’un puits ne donne pas plus d’eau que dans les argiles ostréennes. Il faut les traverser pour atteindre les sables bigarrés, ce qui a été fait autrefois au centre de Diges et récemment à la tuilerie de Cassoir.

Dans la zone des sables ferrugineux, les puits sont distribués irrégulièrement. Nombreux et peu profonds sur les lentilles argileuses comme à Charbuy, ils atteignent à quinze mètres seulement les argiles aptiennes sur le thureau de Saint-Georges, et encore avons-nous constaté le 2 janvier 1910 que le puits de Celles, profond de 10 mètres, était à sec alors que fossés et mares regorgeaient d’eau dans le voisinage.

A Pourrain (les Piquées, Saint-Thibaut), il faut aussi creuser plus de 20 mètres pour atteindre des argiles noirâtres déterminant une nappe. Et cependant les mares y sont fréquentes, mais elles se dessèchent en été.

Dans les marnes de Brienne, les puits atteignent 7 à 8 mètres à Pourrain.

En 1906, M. Thomas décrit ainsi un puits de la craie marneuse situé à 250 mètres de l’église : « On a rencontré un premier niveau aquifère sur une couche de marne située à 12 ou 13 mètres au-dessous du sol. Après avoir traversé encore un banc de craie dure, sur une couche de marne, un second niveau aquifère a été constaté à la profondeur de 17 mètres. » Rapport hydrologique.

Les alluvions de la vallée sont inhabitées à cause des inondations. Sur leurs bords, on rencontre quelques puits. Ceux de Sommeville sont creusés d’abord dans les alluvions

anciennes imprégnées des eaux de ruissellement et d’infiltration des assises argileuses du coteau des Chesnez dont elles recouvrent le pied. Le surcreusement dans l’argile ostréenne augmente leurs réserves.

Puits artésiens. — On ne peut trouver d’eaux artésiennes que dans une couche perméable maintenue entre deux couches imperméables et qui s’ennoie à un niveau sensiblement supérieur à celui du sol au point de forage.

Il faudrait sans doute aller jusqu’à la nappe infrabajocienne qui affleure à 135 mètres vers le confluent de la Cure et du Cousin, et encore devrait-on tenir compte de l’affaissement signalé par les failles situées à l’ouest de l’Yonne, ce qui conduirait à la profondeur suivante :

Buissancédu Rortlandien ne 40 m.

-- dUrKUMÉTITIEN LR AMEN RER 100 — du-Calcarre arastartes. = 2 ee 10 — du: COCAIIEN TEE RE ET RE E 90 du:Calcaire oXfordien. 100 — de l'argile oxfordienne 5". 7,4, 10 — de la-grande 0ghthe "ee Pere 110 S des calcaires marneux à pholadomyes . 30 Haïlle de Ouennes à Bazarnes 0, 50 nr 206 ReANIGNRe Cr ne de Cr de 40

Totale ES ASS 589 m.

Il y aurait lieu d'ajouter encore une partie de l'épaisseur du calcaire à entroques et à considérer que l’épaisseur des couches va habituellement en augmentant de 1/5 en allant vers le centre du bassin de Paris, ce qui conduirait à 650 mètres environ. |

Il serait aussi possible que l’eau même des failles formant charge, on rencontre des eaux artésiennes dans la grande oolithe vers 500 mètres.

I. LES SOURCES. — L’attention de l’homme est plus que jamais portée sur les sources. Les progrès de la civilisation exigeant une eau saine, abondante et élevée, c’est à elles surtout qu’on la demande. ÿ

Nous envisagerons successivement les niveaux de sources et les périmètres d’alimentation, les débits, la température des eaux, leur composition chimique et bactériologique, pour

terminer par la monographie de quelques-unes d’entre elles et en particulier des sources ferrugineuses.

a) NIVEAUX DE SOURCES. — Il ne faut pas confondre le niveau topographique des sources avec les niveaux géologiques les déterminant.

Les niveaux des sources donnés dans les tableaux ci-après (d’après les chiffres obtenus récemment par M. Laigut, conducteur des ponts à Auxerre) montrent que les affleurements n’ont pas lieu aux points précis que se plaisent à traduire les coupes schématiques. Dans chaque cas, on doit étudier le rôle des accidents locaux : effondrement des calcaires, glissement des sables et des marnes, présence d’éboulis.

Les niveaux de sources sont l’intersection des nappes avec la surface du sol. Deux catégories peuvent en être faites : les niveaux de sources continus et les niveaux discontinus.

Les sources des premiers sont peu abondantes. Ce sont des suintements linéaires, de beaucoup d’ailleurs les plus fréquents dans notre vallée où dominent les sables et les argiles. Mais leur faible débit et leur assèchement périodique n’attirent pas l'attention, aussi la plupart sont-elles omises dans nos tableaux. On peut faire rentrer dans cette classe presque toutes celles dont le débit est inférieur à un litre par minute. Elles se distinguent peu des puits situés à fleur de terre et qui débordent par intermittence.

Les niveaux discontinus sont à la base du portlandien et de la craie cénomanienne où les eaux sont collectées suivant des fissures qu’elles ont élargies pour sortir avec un débit plus abondant et plus constant.

Pourtant les eaux du calcaire peuvent affleurer en suintements continus dans le cas où une faille les répartit en surface comme dans le vallon de Nantenne. Au lieu de sortir toutes par des sources comme celle de Villemalard, elles remontent la faille et se répandent en nappe qui rend marécageuses les argiles ostréennes effondrées.

Dans la suite des temps, les sources ne sont pas non plus éternelles. Elles peuvent disparaître graduellement ou subitement. Ainsi, près du moulin du Tacot à Sommeville, existait dans les alluvions une source qui a disparu lors de l’inondation de 1908, sans doute par colmatage. Les pluies abondantes de la fin de 1909 ont provoqué la formation de nombreuses sources dont quelques-unes pourront subsister.

L’abaissement général du plan de l’eau dans l'écorce ter-

58 LA VALLÉF DE BEAULCHE

restre et surtout dans les terrains calcaires permet peut-être aussi d'expliquer la présence d’agglomérations aujourd’hui totalement dépourvues comme Grapoule.

L'homme lui-même nuit fréquemment aux sources. Le déboisement augmente le ruissellement aux dépens de linfiltration, mais il n’est pas pratiqué dans l’Yonne.

On a diminué le débit de certaines sources en voulant surélever leur niveau pour augmenter leur réserve. L'eau cherche alors une issue par des fissures latérales qu’elle agrandit. Les sources des lavoirs de Pesteau et Montboulon souffrent de cette surpression.

b) PÉRIMÈTRES D’ALIMENTATION. — Contrairement aux apparences, c’est toujours chose risquée que de déterminer par la topographie seule le périmètre d'alimentation d’une source. Les coefficients de débit varient avec la perméabilité du sol, le pendage des couches, etc. Ainsi, à l’est de la faille, les eaux de pluie du plateau de Gy-l’'Evêque et sans doute aussi du flanc de la vallée du ru d’Escamps vont directement à Yonne.

Dès 1830, Leblanc signalait la possibilité de cette communication (1) : « La belle source de Saint-Germain [place Saint-Nicolas, à Auxerre], située au milieu du port [à l’issue d’une vallée sèche portlandienne], serait assez abondante pour faire tourner un moulin. Comme elle est bourbeuse pendant les orages de la vallée de Beaulche, et charrie des graines qui produisent des plantes aquatiques devant le bassin [qui n’existe plus depuis la canalisation de l’Yonne], on croit que c’est une dérivation des eaux de cette vallée. » Pendant l’inondation de janvier 1910, nous avons pu constater, par la température de 10°5 à 11°, qu’il s’agit en effet d’une eau d’origine profonde.

De Villefargeau à Saint-Georges, en face cette source, la vallée de Beaulche est creusée dans le calcaire portlandien qui affleure tout au moins sur la rive droite. La différence d'altitude est de 20 mètres environ. La communication sous le coteau de Saint-Georges n’a rien d’impossible. Mais nous présumons que la plus grande partie des eaux viendraient de la faille qui reçoit les ruissellements et infiltrations de Cassoir à Serin.

(1) Leblanc, ingénieur. Recherches historiques et statistiques sur Auxerre. 1830,

À la ferme des Cassines, sur le flanc de la vallée de l’'Ouanne, existe une mardelle creusée dans le calcaire portlandien recouvert d’un lambeau d’argiles ostréennes qui