PREMIÈRE PARTIE
OBSERVATIONS RELATIVES AU RÉGIME
Des hypothèses bien diverses ont été émises sur le mode de circulation des eaux souterraines, depuis Tantiquité, lorsque Sénèque disait* : « L'air souterrain se convertit en eau dans les cavernes où il y a perpétuité d'ombre et permanence de froid; de plus la terre est susceptible de transmutation; pourquoi la terre ne serait-elle pas produite par Teau, et l'eau par la terre? De telles transmutations sont d'autant plus faciles que Télément à naître est déjà mélangé au premier. »
Le régime des eaux souterraines est en relation si intime avec la nature et le mode d'agencement des roches qu^elles rencontrent qu'on ne pouvait le connaître, tant que la constitution géologique de l'écorce terrestre n'avait pas bien été étudiée.
* Questions naturellety liyre HI, g U
140 OBSERVATIONS RELATIVES AU RfiGlME.
§ i. — RELATION DES EAUX SOGTERRAIMES AVEC LA GONSTITOTION DU SOL.
Les nombreux exemples du régime des eaux souterraines décrits plus haut permettent de se faire une idée du mode d'infiltration et de circulation à travers les roches de diverses catégories. Pour beaucoup» il eût été possible de les ranger, avec des raisons à peu près égales, dans différents chapitres, certains d'entre eux faisant intervenir à la fois plusieurs des traits géologiques qui ont servi à la division de notre sujet. C'est ainsi que les eaux phréatiques, après avoir été étudiées dans un chapitre relatif au régime dans les terrains perméables, sont revenues lorsqu'il s'est agi du contact des roches perméables et des roches imperméables, et plus tard encore, à propos du rôle des lithoclases simples.
D'un autre côté, la nécessité de morceler le sujet d'après des points de vue successifs n'a pas toujours permis d'en faire ressortir les grandes lignes. On voit mieux maintenant comment, dans une contrée donnée, la connaissance de la structure géologique fait immédiatement pressentir certains niveaux de nappes d'eau, continues ou discontinues. Ainsi, dans le bassin de Paris et ses ceintures, il en est un grand nombre, parmi lesquelles nous citerons : les assises tertiaires des marnes vertes et de l'argile plastique ; la base de la craie ; les grands massifs calcaires et gréseux du terrain jurassique, du trias et du terrain permien. Il en est de même en Angleterre dans le bassin de la Tamise, où, comme chez nous, le lias retenant les eaux d'infiltration de l'ooliihe inférieure détermine des sources puissantes. Telles sont, aux environs d'Oxford, celles d'Ampney près Gircenster (54 480 mètres
RELATION DES EAUX SOUTERRAINES AVEC LA CONSTITUTION DU SOL iil
cubes par 24 heures), Bibury (45000 mètres cubes), Stoweon Ihe Wold (113 500 mètres cubes)*
Nulle part on ne peut mieux suivre les particularités du régime des eaux souterraines que dans les nappes phréatiques. C'est pourquoi nous avons cru devoir insister sur ce cas qui est le plus simple. On a vu par de nombreux exemples que tantôt les eaux phréatiques pénètrent dans les dépôts superficiels perméables et particulièrement dans les alluvions anciennes et modernes ; que tantôt elles imprègnent des roches variées, sédimentaires ou non, telles que des sables, des grès et des calcaires de tous les âges, des déjections volcaniques, etc.
Aux exemples qui ont été signalés nous ajouterons celui des eaux phréatiques de Stuttgart, qui ont été l'objet d'études de M. Fraas*, dont le niveau est loin d'être uniforme (fig. 13 et 14). Dans la vallée du Nesenbach, sur 5 kilomètres de longueur, elle a une chute de 51", 5, ce qui correspond à la
pente de t-^., à peuprèscomme le thalweg superficiel. L'eau,
au lieu d'être stagnante, circule à travers les couches, malgré les inégalités souterraines.
La figure 15 complétera et résumera les faits relatifs aux eaux phréatiques de la vallée du Rhin, dont il a été question précédemment, tome I, page 22 et suivantes.
Des données fort utiles et en quelque sorte expérimentales, sur le sujet qui nous occupe, sont fournies par le forage des puits artésiens.
Les cavernes dont le développement est si considérable dans beaucoup de massifs calcaires et dont, par suite, le rôle hydrognostique est de première importance, ont été l'objet d'un examen spécial.
< Ueber den Uniergrund der Sladi Stuttgart, 1876.
OBSERVATIONS RELATIVES AU RÉGIME
De nombreux exemples ont bien fait ressortir le rôle des lithoclases simples dans les terrains de tous les âges, et celui des lithoclases associées à des roches éruptives, ainsi que des filons métallifères.
En ce qui concerne les failles ou paraclases dont Buchland
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Fig. 13. — Coup* priie à Stutt^^art, transTenalement à la ?aUée, montrant les inégalités des eaux phréatiquei vers leur maximum et vers leur minimum. K, couche du keuper; K', keuper désagrégé avec limon et sable; p p p, puits. — D'après M. le D' Oscar Fraas.
Échelle des distances horixontales j;^; l'échelle des hauteurs est cinq fois plus grande.
et Hopkins avaient bien apprécié Timportance à ce point de vue, aux exemples qui ont été donnés, il n'est pas superflu d'en joindre quelques autres qui ne sont pas moins caractéristiques.
M. Fabre a signalé» dans les causses de la Lozère, des failles
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Fig. U. — Coupe transTorsale à travers la ville de Stuttgart, montrant les inégalités des eaux phréatiques vers leur maximum et vers leur mmimura. K, couche du keuper; K', keuper désagrégé; p p p, puits. Cette coupe est prise A 1 kilomètre au S. 0. de la coupe précédente. — D'après le docteur Oscar Fraas.
Échelle des distances horixonUles ggi^; l'échelle des hauteurs est cinq fois plus grande.
qui rompent la nappe d'eau superposée aux argiles du lias, pour favoriser l'écoulement latéral.
Dans le département de Meurthe-et-Moselle, suivant M. Braconnier, certains promontoires de la falaise oolithique sont, pour ainsi dire, hachés de cassures avec rejets, et c'est de la
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faille de Ludres à Clairlieu que jaillissent les sources des Cinq-Fontaines.
Dans la Côte-d'Or*, lesparaclases engouffrent et font disparaître, au voisinage de leur source» la plupart des rivières du département. Elles limitent les bassins d*hydrognosie souterraine» dont le fond est formé par de puissantes couches marneuses. Puis, soit directement par leurs couloirs, soit par communication avec les vastes tubulures aquifères des calcaires compacts, elles amènent à la surface les sources à grand volume, qu'on rencontre à chaque pas dans la Côted'Or et dont les nappes multiples sont un des traits les plus
NO STRASBOURA KÇHL CC
Fïg. 15. — Gisement des eaux phréatiques de la plaine du Rhin à la hauteur de Strasbourg. A, couches tertiaires et autres supportant les alluTions anciennes formées de gravier G et de limon loess, g.
saillants des chaînes jurassiques, par exemple à Villecomte, près de Is-sur-Tille ; à Touillon, dans la vallée de Fontainclès-Montbard ; à Baume-la-Roche, et à la source de la Bèzc.
Dans les régions de la Haute-Saône où les failles sont fréquentes, les eaux drainées par les cassures sortent souvent du sol, à l'état de véritables rivières (la Baignette, la Morte) *.
De même, aux environs de Chalon-sur-Saône, de nombreuses failles traversent les terrains houiller et permien. Les couches étant très morcelées par ces accidents, il n'y a pas de niveau d'eau important dû à une alternance de calcaires et de marnes. Mais dans les failles s'établit une circulation d'eau et la plupart des sources sont situées sur
* D'après M. Guillebot de Neuville.
* D'après M. Marcel Bertrand.
OBSERVATIONS RELATIVES AU RÉGME
ces cassures. Quelques-unes ont des débits considérables (le Puley, la Laives, etc.*).
Une fosse de la concession de Douvrin, dans le Pas-de- Calais, a été inondée, en mars 1882, par une venue d*eau dérivant du calcaire carbonifère (fig. 16) et dont le volume s'élevait à 10 000 mètres cubes par vingt-quatre heures.
Un rôle analogue des failles a été constaté récemment au Saint-Gothard, dont il a été question tome I, page 10. Tandis que sur la plus grande partie du tunnel, des roches ne
Fi?. 16. — Coupe verlicalc de la Mlle F de Douvrin ; c c, calcaire carbonifère qu'elle a coupé et rejeté, en même temps que le terrain houiller et particulièrement la couche de houille n* 5.
donnaient que très peu d'eau, elles en fournissaient en grande abondance dans la partie sud, sur 5 kilomètres, où le volume des infiltrations atteignit dès la première année du percement 230 litres par seconde (800 000 litres par heure). La galerie, dont la section moyenne était de 6 à 7 mètres carrés, fut pendant près de trois ans transformée en un véritable aqueduc où Teau s'élevait à 0",30. Quelques-unes de ces infiltrations avaient le volume et la vitesse d un jet de pompe à incendie. Les failles ne donnaient pas
' D'aprùs U. Ddafond.
