ORIGINE DES SUBSTANCES DISSOUTES DANS LES EAUX SOUTERRAINES

INTRODUCTION Impureté des eaux d'infiltration adjacentes aux rivières.

La rapidité avec laquelle des eaux d'infiltration dissolvent dans leur trajet des substances diverses est particulièrement sensible dans les nappes d'eau d'infiltration adjacentes aux rivières. Le résidu de leur évaporation est en effet toujours plus abondant que celui des cours d'eau voisins et la proportion d'acide nitrique et d'ammoniaque peut y être très considérable.

En raison de sa situation superficielle, cette nappe est sujette à des causes particulières d'impureté, surtout à proximité des centres de population. Les causes qui contribuentà la vicier sont trop nombreuses et de nature trop variée pour ôtre détaillées ici. Dans les villes où le sol est généralement protégé par un pavage compact, l'infiltration est moins facile que dans les villages, où l'on voit les eaux des fumiers pénétrer graduellement dans la nappe phréatique. Dans les villes, les agents d*infection sont proportionnellement plus nombreux. Les conduits d'égouts, les fesses d'ai-

sances ou les puisards, dont les parois ne sont pas complètement imperméables, sont des causes de corruption \ Il en est de même des cimetières, dont les inhumations se font dans la couche aquifère, des écuries, de certaines fabriques, etc. Loin de s'étonner que les eaux des villes, situées dans ces conditions, soient impures, il y a plutôt lieu d'être surpris que, dans un sol dont la superficie est habitée depuis des siècles, le gravier ne soit pas lui-même tellement chargé d'impuretés que son eau cesse d'être potable.

Ainsi les puits de Strasbourg renfermaient, il y a trente ans, une quantité de matières fixes comprise entre 0'',282 à 0«',772 par litre, et dans la plaine, à la station de Schelestadt et à celle de Saverne, cette proportion était de 0*',52 à 0«',7i . Les sels de ces eaux consistent en chlorures, carbonates, sulfates, phosphates, nitrates, et en matières organiques; souvent le carbonate de chaux forme à peu près la moitié du poids total des sels.

Or voici la proportion, par litre, des matières contenues dans les rivières de la même région* :

Rhin 0,17 à ofsS

Zorn, à Saverne, au sortir du grès des

Vosges 0,044

Zorn, à Bnimath, après qu'elle a parcouru

environ 30 kil. sur divers terrains. . . . 0,320

Sarre, à Sarrebourg 0,054

A Bâle, les eaux des puits donnent lieu à des observations analogues'. Tandis que les matières dissoutes dans Teau du Rhin et dans celles de la Birseg sont, en moyenne, en pro-

* Il existe encore dans bien des Tilles des fosses d'aisances que les propriétaires ne font pas vider, parce que les matières fécales s'intlltrent dans le terrain voisin.

* Daubrée. Description géologique du Baê-Rhin^ p. 352. ' Revue de géologie^ t. VII, p. 285.

portion de 0»',2 à 0^,3 par litre, elles s'élèvent dans les puits de la Grande-Ville à des quantités variant de 0«%5 à i*%2.

On a indiqué à Garlsruhe 0^,32, comme moyenne des eaux phréatiques.

De même à Bonn, les puits renferment en moyenne trois fois plus de matières salines que l'eau du Rhin \

Dans les puits de Dusseldorf, la proportion des matières fixes varie de 1^,12 à O^'JS, tandis que Teau du Rhin en contient seulement, suivant les époques, 0^,11 à 0«',30, c'està-dire moyennement trois fois moins.

Pour un même puits, la proportion change d'ailleurs avec les saisons. Ainsi à Stuttgart elle a varié pour un même puits, d'après M. Fehling, de 0«',31 à 0^,55 suivant les sécheresses et les pluies.

D'après des analyses que l'on doit à M. Raimondi, l'auteur d'importantes études minéralogiques et géologiques sur le Pérou, les eaux phréatiques qui alimentent la ville de Lima contiennent 0*%265 par litre de matières fixes. Pour la ville d'Âncon, elle s'élève à 1*',93 dont 0*',89 de chlorure de sodium, 0«',38 de sulfate de soude et 0«',37 de sulfate de chaux.

Dans chaque ville, la composition de l'eau de puits très voisins présente de grandes différences, qui peuvent souvent s'expliquer. Ainsi, à Paris, cette eau est particulièrement impure dans les parties où le sol est formé de gravats et de décombres*.

Roches solubles dans Peau.

Parmi les roches qui constituent l'écorce terrestre, il en est un petit nombre qui sont bien connues comme solubles

' Blume. Jahrbuch fur Minéralogie, p. 968, 1873. * Carie hydrologigue de Delesse.

II — f»

83 miBODUCnON.

dans l'eau. En première ligne se présente le sel gemme;

puis le sulfate de chaux, à ses deux états de gypse et d'an-

hydrite.

La surface du sul trahit quelquefois ces dissolutions par des effondrements de forme circulaire, que l'on connaît dans bien des contrées à gypse et â sel gemme, lors même que les roches superposées à ceux-ci sont assez épaisses. Quand l'eau les envahit, elles portent le nom de mares, par

Fi;. 9. — L'un de> ileui tnbmnoin de Ain Taiba, produit daiu le> couciiet crètaMci p«r la

dissaintlDii toulcrriine d'im» g)paeui. Li mirs circuliire, proronde de T mètna, a 80 mèlrei de diamètre et le trouve i 30 mètres au-deasous de la nirrace du toi. — D'aprèi H. Roche.

exemple, dans Meurthe-et-Moselle et dans le Cheshire, où la cause en est rapportée avec certitude à la dissolution du sel gemme '. Des exemples du même fait ont été signalés par l'ingénieur des mines Roche*, victime de son dévouement à la science dans la malheureuse mission Flatters. Non loin d'Ouargla, dans le grand Erg, se trouvent deux entonnoirs

■ Scientific Proceedinat Dablio. t. III. p. t^.

' Doeumenli de ta million Flallrrt. p. 195 cl 315. 188i.

(iig. 9) qui ne sont certainement pas dus à la main de Thomme, selon toute probabilité, ce sont des effondrements occasionnés dans les couches crétacées par la dissolution de certaines masses de gypse, que les eaux souterraines ont opérée.

Roches réputées insolubles.

Il est d'ailleurs d*autres roches qui passent pour insolubles, parce que leur solubilité est excessivement faible. Tel est le carbonate de chaux.

Mais si la solubilité du carbonate de chaux est très faible dans Teau pure, elle devient au contraire fort notable dans l'eau pourvue d'acide carbonique et elle a lieu en proportion d'autant plus grande que cet acide est plus abondant.

La dissolution du carbonate de chaux par l'acide carbonique a été étudiée d'une manière approfondie par M. Schlœsing\ Nous nous bornons à dire que l'eau pure dissout, à la température de 16% à la pression de 760 millimètres, par litre :

gr.

Carbonate neutre de chaux 0,013

Acide carbonique 1,948

Il est à ajouter que l'atmosphère renferme en moyenne 0<',0005 de son poids d'acide carbonique, grâce auquel l'eau de pluie devient apte à dissoudre du carbonate de chaux et d'autres substances.

D'ailleurs, avant de s'infiltrer, l'eau traverse la terre végétale, dont l'atmosphère confinée contient à peu près 1 p. 100

I Comptes rendut, t. LXXV. 1873.

en poids d'acide carbonique : la dissolution qui en résulte doit donc, entre autres substances minérales, contenir environ 0^,11 de chaux combinée à l'acide carbonique.

Le carbonate de magnésie, la dolomie,le carbonate de fer, également très répandus, se comportent comme le carbonate de chaux ^

Roches renfermant des particules indiscernables de corps

soluhles.

Très fréquemment des roches insolubles par elles-mêmes fournissent des matières solubles aux eaux qui les traversent et les lavent, à cause des particules indiscernables qui leur sont intimement associées. C'est ainsi que des masses cristallines, comme le granité, contiennent ordinairement de faibles quantités de chlorure de sodium.

De même des terrains variés, spécialement les roches stratifiées, renferment souvent des sulfates, à l'état de mélange intime.

Roches cmtallines imprégnées de carbonates^ attaquables à la faveur de l'acide carbonique des eaux.

Enfin il n'est pas rare que des roches cristallines abandonnent des carbonates aux eaux qui s'y infiltrent et qui renferment toujours, comme on sait, de l'acide carbonique. Il y a longtemps que M. Boussingault a signalé l'effervescence que les acides produisent sur les trachytes des Andes de la Colombie.

* Pour les solubilités, voir Bischof, J^ehrimch der Géologie.

LNTRODUGTION. 85

Roches dont la décomposition produit des substances solubles.

Il est enfin des cas où une roche incontestablement insoluble devient le siège de décompositions qui fournissent aux eaux souterraines des substances solubles: telles sont les roches pyriteuses.

Possibilité d'une plus grande activité dissolvante communiquée à Peau par les substances qu'elles tiennent en dissolution.

Maints exemples apprennent que bien des sels insolubles dans Teau pure se dissolvent à la faveur d'autres sels. Ce cas se réalise fréquemment dans la nature.

La composition de l'eau des puits de Grenelle et de Passy où l'on retrouve» par exemple, du carbonate de potasse en abon dance, parait attester l'attaque qu'ont subie les sables glauconifères du gault, de la part des eaux jaillissantes, durant leur long trajet souterrain, attaque qu'a pu favoriser la température élevée de la nappe profonde. Voici la composition de l'eau du puits de Grenelle, d'après M. Peligot.

Carbonate de chaux 0,0579

Carbonate de magnésie 0,0163

Carbonate de potasse 0,0205

Carbonate de protoxydc de fer 0,0031

Sulfate de soude 0,0031

Hyposulfite de soude 0,0161

Chlorure de sodium 0,0091

Silice 0,0099

86 INTRODUGTIOK.

Ces résultats sont d'accord avec ceux que Payen a publiés en 1841.

Si, d une part, la nature des roches fait comprendre la composition des eaux, celles-ci, dans bien des cas, peuvent faire pressentir sur quelles roches profondes les eaux ont circulé.