PUITS ARTÉSIENS

triangle, et en mouvant convenablement l'une des deux vis, on obtient une première ligne horizontale. Plaçant alors le niveau dans la direction de la hauteur du triangle, on se sert de la troisième vis pour obtenir l'horizontalité de cette seconde ligne. Le plan de la surface est alors nécessairement horizontal, puisqu'il passe par deux lignes qui le sont elles-mêmes (hg. '2ib).

Fig". 215. — Horizontalité d'un plan obtenue à l'aide du niveau à bulle de vapeur.

Le niveau à bulle d'air donne des résultats plus précis que le niveau d'eau ; aussi est-il employé de préférence dans les opérations de géodésie ou même dans les travaux de nivellement d'une certaine importance. Tous les instruments de précision, dont certaines parties doivent conserver, pendant les observations, une direction horizontale ou verticale rigoureuse, sont munis de niveaux à bulle d'air. Tels sont, par exemple, la plupart des instruments de géodésie et d'asti'ononiie.

^ 4. PUnS ARTÉSIENS. — JETS d'eAU.

C'est encore sur le principe de l'égalité de hauteur des liquides dans les vases communiquants qu'est basée la construction des puits artésiens. Il est bien entendu que cette condition n'est pas la seule et que la connaissance géologique des couches de terrain, des nappes d'eau sous-jacentes, est indispensable. Mais nous nous bornerons à peu près, dans ce que nous avons à dire de cette importante application des sciences, au point qui touche au chapitre correspondant de la physi(|ue.

Et d'abord, qu'appelle-t-on puits artésiens^ Cea puits étaientils connus des Anciens? Nous ne croyons pas pouvoir mieux

faire, pour répondre à ces deux questions, que d'emprunter à François Arago le passage où, après avoir donné la définition demandée, il résume, avec la clarté et la précision qui lui sont habituelles, ce que l'on sait historiquement sur le second point : « En forant verticalement le sol, dans certaines localités, jusqu'à des profondeurs suffisantes, on atteint des nappes d'eau souterraines qui remontent à la surface le long du canal que la sonde leur a ouvert ; ces eaux forment souvent des jets abondants et élevés. Des fontaines jaillissantes creusées de main d'homme, ou même de simples puits d'un faible diamètre alimentés par des eaux venant d'une grande profondeur, portent le nom de fontaines artésiennes, de puits artésiens, de puits forés,

« Les puits artésiens sont ainsi appelés du nom d'une province de France {V Artois), où l'on paraît s'être le plus spécialement occupé de la recherche des eaux souterraines. Il ne faut pas se dissimuler toutefois que des puits de cette espèce étaient parfaitement comuis des Anciens, et qu'ils savaient les construire.

« Olympiodore (qui écrivait à Alexandrie au milieu du sixième siècle) rapporte que lorsqu'on a creusé des puits dans l'Oasis, à 200, à 500, et quelquefois jusqu'à 500 aunes de profondeur, ces puits lancent par leurs orifices des rivières d'eau dont les agriculteurs profitent pour arroser les campagnes.

« Dans certaines parties de l'Italie, on faisait aussi, probablement, usage de puits artésiens En France, le plus ancien

puits artésien connu est, dit-on, de 1126. Il existe à Lillers, en Artois, dans l'ancien couvent des Chartreux.

« Les habitants du désert de Sahara connaissent depuis longtemps les puits artésiens, comme on pourra en juger par le passage suivant des Voyages de Shaw : « Le Wad-reag est un amas de villages situés fort avant dans le Sahara Ces villages n'ont ni sources ni fontaines. Les habitants se procurent de l'eau d'une façon fort singulière. Ils creusent des puits à cent, quelquefois à deux cents brasses de profondeur, en ne

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manquant jamais d'y trouver de l'eau en grande abondance. Us enlèvent pour cet effet diverses couches de sable et de gravier, jusqu'à ce qu'ils trouvent une espèce de pierre qui ressemble à de l'ardoise, et que l'on sait être précisément au-dessus de ce qu'ils appellent Bahar tàht el Erd ou la mer au-dessous de la Terre, nom qu'ils donnent à l'abîme en général. Cette pierre se perce aisément, après quoi l'eau sort si soudainement et en si grande abondance, que ceux qu'on fait descendre pour cette opération en sont quelquefois surpris et suffoqués (noyés?), quoiqu'on les retire aussi promptement qu'il est possible. »

« 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 à nu jusqu'à 15 pieds au-dessus du sol. Quand cette même eau se trouvait maintenue dans un tube, elle montait au sommet des maisons. » {Annuaire du Bureau des Longitudes pour 1855.)

On a cru que les Chinois, qui nous ont devancés pour tant d'inventions pratiques, connaissaient les puits artésiens depuis des milliers d'années. Us creusaient, en effet, des puits d'une profondeur considérable pour en tirer des eaux salées. Mais rien ne prouve que ces eaux remontaient ou jaillissaient à la surface du sol comme dans les véritables puits artésiens.

Telles sont les principales données historiques sur cette application remarquable du principe des vases communiquants. Voyons maintenant comment la théorie rend compte du phénomène :

Si l'on prend un tube à deux branches recourbées en U, l'eau qu'on verse dans l'une des branches pénètre dans l'autre, et, dès que l'équilibre est établi, le niveau de l'eau est à égale hauteur (fig. 216) en a. et en & dans l'une et dans l'autre. Imaginons maintenant que l'une des branches soit plus courte que l'autre et fermée d'abord par un robinet, que la branche la plus longue soit surmontée d'un réservoir plein d'eau. Si le niveau c de l'eau dans celui-ci surpasse de cd la hauteur du niveau au sommet de la branche la plus courte, le liquide

exercera sur Je fond une pression équivalant au poids d'une colonne d'eau de hauteur cd ; de sorte que si, en ouvrant le

robinet, on laisse cette pression s'exercer librement, elle fera jaillir le liquide à une hauteur qui serait égale à cd, sans la résistance qu'oppose à son mouvement le frottement contre les parois du tube et celle de la masse d'air déplacée par le. jet. Nous supposons d'ailleurs que le réservoir ait une capacité telle (s'il n'est pas alimenté par une source constante), que son niveau ne varie pas lui-même d'une manière sensible pendant l'expérience.

On voit qu'en se basant sur cette propriété de l'équilibre des liquides dans les vases communiquants, on explique aisé-

ment les jets d'eau artificiels (hg. '211) qui ornent les parcs, jardins, places publiques, etc., ainsi que les bornes-fontaines.

Or un puits artésien n'est autre chose (|u'un trou de sonde foré à travers les couches supérieures du sol et allant, à des profondeurs variables selon les terrains, rencontrer une nappe d'eau souterraine emprisoiinée entre des couches imperméables.

Fig. 216. — Principe desjets d'eau et des jiiiils artésiens.'