ECHELLE DES HAUTEURS

de la Dive 1 Louduu, monlnnt eomiiient U nippc oitard ctaj, par suite d'une panclau. B, calcaire grouier de l'éUge balhanien; K, cilcairc mimeui de t'éUge kcliovien; 0, marne de l'oiford cl>T ; G, HbJe gril rernigineui et marnes du terrain cénominien ; C, craie gr\ae et lurTeau. — D'aprtt H. Le Toui4 de Longueinar.

Trois-Mbustiers et la Dive, l'oxford clay supérieur faisant défaut sur la rive gauche de la Maine *.

6or«ipr«sHMm. — Pour bien préciser le rôle des failles, nous allons décrire avec détail les conditions dans lesquelles jaillissent, en Lorraine, les abondantes sources de Gorze.

' D'apréi aoe commun icntion penoiineUc de H. de Longuemir.

lis ROLE DU CONTACT DBS ROCHES PERMÉABLES ET IHPERMfiABLES.

Au sud-ouest de Metz *, le plateau oolithique est sillonné par une faille qui, partant des environs d'Ars-sur-Moselle, traverse la plaine de Geai, descend à Parfondval par un vallon situé entre le bois de la Groix-Saint-Harc et celui

le ealouel Goaller.

des Chevaux, coupe le revers septentrional de la côte Mousa, passe derrière Gorze (fig. 61) et se dirige de là, vers Saint- Julien et Gharey, par une dépression du sol que le relief de la carte du Dépôt de la guerre met bien en évidence. C'est à Gorze que l'accident parait avoir le plus d'amplitude.

' JacquDl. Description giotogiqut du déparlemenl de la MotUe, 1868, p. S7S.

Ce bourg est situé à la limite du lias avec Toolithe; à la base de la côte Mousa qui le domine, et sur le revers opposé de la vallée, on observe les calcaires gréseux qui constituent les premières couches du groupe oolithique inférieur, tandis que de l'autre côté de la côte, on voit des exploitations dans le calcaire oolithique jaune, et qu'à peine engagé dans le chemin de Mars-la-Tour, on constate la présence de l'assise argilo-marneuse avec Ostrxa acuminata, 0. costata, Clypem patella^ placée à la base du second groupe de l'étage supérieur.

La faille (fig. 62) a donc eu pour effet de rapprocher, à

BB

2chçile deô loniftieurô

gidiem-

Echelle des iiautcurs.

va M'

Fig. 62. — Coupe montrant le rejet produit par la paraclasc qui, en abaissant d'environ 60 mètres la paroi NO par rapport à la paroi SE, a fait buter le calcaire oolithique C, contre l'argile liasique Âi (d'après M. le colonel Goulier). — L'échelle des hauteurs est 8 fois plus grande que celle des bases.

Gorze, des bancs qui, dans leur situation normale, sont séparés par toute l'épaisseur de l'étage inférieur de l'oolithe, soit par 50 ou 60 mètres au moins.

L'accident est d'ailleurs très accusé dans le relief de la contrée. Le revers septentrional de la côte Mousa, qui se trouve sur la trace de la faille, est un véritable précipice. L'écrasement du sol a, de plus, déterminé la formation, au pied dé cette côte, d'un certain nombre de vallons secs qui, remontant dans des directions diverses, jusqu'au plateau,

114 ROLE DU CONTACT DES ROCHES PERMÉARLES ET lUPERMÉARLES.

figurent assez exactement une rupture étoilée. (Voir plus haut fig. 61.)

L'hydrographie souterraine de la contrée est également en rapport avec la faille de Gorze ; car c'est à cet accident qu'il faut attribuer le jaillissement des magnifiques sources des Bouillons et de Parfondval qui alimentent depuis environ vingt-cinq ans la ville de Metz, où les Romains les avaient déjà amenées par un aqueduc dont il reste d'imposants vestiges. Le nouvel aqueduc est construit pour fournir à Melz 10 000 mètres cubes d'eau en vingt-quatre heures, volume supérieur au débit des sources après les périodes de sécheresse, mais inférieur de beaucoup à ce débit à la suite des périodes pluvieuses. La constitution orographique et minéralogique de leur bassin d'alimentation explique l'emplacement et le débit des sources.

Voici, d'après M. le colonel du génie Goulier, les conditions qui ont déterminé leur jaillissement : Gorze est bâti sur les deux côtés d'un ruisseau, auquel ces sources ont donné naissance et qui, se dirigeant successivement vers l'est, le sud-est, le sud et l'est, conflue avec la Moselle en face de Novéant, après un parcours de 6 kilomètres. La vallée de Gorze, dans laquelle coule ce ruisseau, et trois autres vallées qui se réunissent à elle près de son origine, sont entaillées dans un plateau, dont l'altitude moyenne est de 330 mètres, tandis que celle de la vallée de la Moselle, en face de Novéant, est seulement 178 mètres.

De ces trois vallées tributaires de celle de Gorze, deux viennent du Nord, presque parallèlement, séparées par une arête qui, près de Gorze, se termine par le promontoire de la côte Mousa. La vallée, située à Test, est appelée de Parfondval; on peut la suivre sur 11 kilomètres jusqu'à son origine vers Vernéville. Celle de l'ouest est plus courte; son origine est à 7 kilomètres de Gorze, vers Villers-aux-Bois.

Mais avec elle conflue, à un demi-kilomètre en avant de Gorze, la troisième vallée qui vient de l'ouest et dont une origine est près de Tronville, à 6 ou 7 kilomètres de son confluent.

Ces trois vallées, la dernière surtout, ont avec évidence les caractères de vallées de fracture. Elles sont entaillées dans des roches calcaires très fendillées et, par conséquent, très perméables aux eaux pluviales. Aussi ont-elles des fonds plats^ sans eau. Et comme ce sont les voies d'émission naturelles de bassins perméables très étendus, il faut nécessairement que les eaux d'infiltration y coulent souterrainement, soit dans des canaux naturels, soit au milieu des gros débris qui probablement remplissent les crevasses origines de ces vallées.

Mais pourquoi ces eaux sourdent-elles près de Gorze pour former le ruisseau qui les mène à ciel ouvert vers la Moselle, au lieu de continuer leur marche souterraine en aval de Gorze? En voici la cause : A quelques centaines de mètres au nord de Gorze, passe la grande faille dite de Saint-Julien, dont il vient d'être question, qui traverse tout l'ancien département de la Moselle dans la direction de l'E. -N.-E. a rO. -S.-O. Toutes les couches de terrain ont subi, au nordouest de cette faille, un abaissement considérable au-dessous des positions qu'elles occupent au sud-est du même accident, c'est-à-dire dans Gorze et dans la région traversée par sa vallée. Près de Gorze même, la dénivellation est manifeste; car on constate, à 1 kilomètre en amont de son débouché dans la vallée de Gorze, que les pieds des berges de la vallée de Parfondval sont entaillés dans des roches identiques à celles qui couronnent la côte Mousa, à une centaine de mètres au-dessus de la position qu'elles occupent dans le fond de la vallée. Par suite de cette dénivellation, au nord-ouest de la faille, les vallées sans eau sont découpées dans des

couches calcaires superposées à des couches marneuses profondément enfouies, tandis que les pieds des berges de la vallée de Gorze sont entaillées dans ces couches marneuses plus élevées, couches que Ton trouve encore à la base de la côte Mousa et aux pieds des berges de la partie de la vallée de Parfondval, située au sud-est de la faille. Ce sont ces marnes qui , formant barrage pour les eaux souterraines des couches calcaires déprimées, forcent ces eaux à sourdre à la surface du sol près de ce barrage, pour s'épancher à travers les échancrures formées par les vallées dans les couches marneuses. Aussi les sources sont-elles toutes situées près de la limite commune aux deux terrains, d'abord en amont de Gorze où elles bouillonnaient dans un bassin appelé les Bouillons^ puis dans la vallée de Parfondval à 1 kilomètre en amont de son confluent.

Quant au volume d'eau, fourni par ces sources, on s'en rend aussi*compte facilement, si l'on admet, comme cela est probable, que les lignes de partage des eaux souterraines, entre les diverses vallées, diffèrent peu de celles des eaux superficielles. Dans ce cas, on peut prendre, pour la superficie du bassin d'alimentation des sources, celle de la partie du bassin de réception du ruisseau de Gorze qui est en amont de ces sources, ou au moins celle qui est au nord-ouest de la faille. Or cette dernière partie a une superficie de 60 kilomètres carrés, divisée en deux portions presque égales pour les Bouillons et les sources de Parfondval.

Pour avoir l'épaisseur de la couche de pluie capable d'alimenter annuellement les sources, il suffira de diviser leur débit annuel par cette superficie. Si l'on admet le débit moyen journalier de 10 000 mètres cubes, pour lequel l'aqueduc a été construit, le débit annuel sera 5 650 000 mètres cubes, et le quotient par 60 000 000 mètres carrés,

donnera une hauteur d'eau de 6 centimètres : c'est environ le dixième de la hauteur d'eau qui, année moyenne, tombe à la surface du sol. On conçoit que cette fraction, un dixième, puisse facilement s'infiltrer dans un sol fendillé, surtout à la faveur de la couche spongieuse de débris végétaux existant dans les bois, qui occupent une partie très notable du bassin. Et Ton conçoit en même temps les grandes variations que peut éprouver le débit des sources, à la suite de périodes importantes de temps secs ou pluvieux.

re près «reoobie. — Les sourccs nou moius conuues de Sassenage, aux environs immédiats de Grenoble, nous

VSassena^e.

•!> Fontaine

Fix. 63. — Disposition, en plan, de la faille de Sassenage qui donne lieu à la source, en faisan buter la craie blanche à belemnitelles Ce contre les couches argileuses de Tui^gonien Cu. — Q amas glaciaire. — D'après M. Lory.

montrent un autre exemple des rôles des failles dans le régime des eaux souterraines.

Comme l'a bien montré M. Lory*, la craie à silex bute contre les marnes à spatangues du terrain néocomicn et il est évident que c'est de cette fracture intérieure que jaillissent les sources (fig. 63 et 64).

Excurtion géologique à Sassenage ^ Grenoble, 1858.

il 8 ROLE DU CONTACT DES ROCHES PERMÉABLES ET IMPERMÉABLES.

Les variations de volume de ces sources, les époques et les durées de leurs crues sont complètement indépendantes de celles de la rivière du Furon, à laquelle elles viennent se joindre. On ne saurait donc considérer ces sources, ainsi qu'on Ta fait quelquefois, comme provenant d'une dérivation souterraine d'une partie des eaux du Furon, en quelque point des gorges d'Engins. Mais si l'on suit avec attention la trace de la faille, dont il vient d'être question, on voit que cette fracture du sol se continue vers le sud-ouest, puis du sud-sud-ouest. Elle passe ainsi à mi-côte sur le versant occidental de la montagne, dans une direction a peu près paral-

NNO. BSE.

Ottrfcs d'En^ïns Plateau de S^Nizier.

Hainrt de Ciynoble

^Sassenatfo Fantainc XesJ5j//i.ies

r^ilte /tw/e ^ àe iantaino

aes Grottes de Sêêsanêfi.

Echelle.

Kig. 6i. — Coupe verticale porpcmliculairc à la faille de Sassena^çc qui donne lieu à la source S en faisant butor la craie blanche à belcinnitelles, C« contre les couches niarneusies de l'urgonicn C. (d'après M. Lory).

lèle à celle du Furon. L'existence de la faille se manifeste ici par son caractère géologique, par la discontinuité et le défaut de correspondance des couches du sol, des deux côtés de cette ligne; elle tend du reste à devenir de moins en moins marquée et parait cesser complètement à environ 2 kilomètres de Sassenage.

Malgré sa faible longueur, cette fracture est évidemment la tranchée naturelle où se rassemblent les eaux qui forment les sources. En effet, la montagne de Sassenage se termine supérieurement par un large plateau qui s'étend vers le sud jusqu'au village de Saint-Nizier; le sol de ce plateau, couvert d'une grande quantité de blocs erratiques des grandes Alpes,

CONTACT PAR DES ACCIDENTS POSTÉRIEURS. ItO

est formé, soit par les couches fendillées de la craie à silex, soit par un dépôt de molasse et de poudingues tertiaires qui les recouvre à Saint-Nizier. Ce sol, éminemment perméable, boit les eaux pluviales; et l'inflexion des couches, qui forment, sous Saint-Nizier, une gouttière concave dans la direction même de la faille supposée prolongée, concentre naturellement ses eaux ù l'origine de celte fracture. Elles s'y engouffrent, la suivent, descendent à mesure qu'elle s'approlondit et arrivent ainsi au niveau des grottes. \ ce niveau, le calcaire néocomien supérieur, qui forme le bord oriental de la faille, repose sur les marnes à spatangues, première assise de l'étage néocomien inférieur, couches peu consistantes qui ont dû s'ébouler dans la faille et v former uu fond marneux impénétrable. Dès lors les eaux arrêtées dans leur chute se sont Crajé des passages à travers les roches fendillées de la craie, forinunt l'autre bord de la faille : de là l'ouverture des grottes, sorte de robinet latéral, par lequel jaillissent les eaux amassées dans la faille et retenues inférieurement au niveau des marnes néocomiennes.

iiriebc — La belle source de Rohrbach im Graben, près Vienne (fig. 65), est un exemple re-

Ri;. Si. — Jnilaponition du cakiirc C aux >clii>tcs

marquable de ce type. Une faille dirigée à peu près de l'ouest à l'est et connue sur une longueur de 11 kilomètres

au moins, fait buter en ce point les couches imperméables des schistes de Verfen (triasiques) contre le calcaire, d'où il jaillit de nombreuses sources, entre autres celle du Rohrbach.

\ — Dans le Lancashire, lorsqu'une faille a juxtaposé des couches imperméables, comme les marnes du keuper ou du terrain houiller, au grès bigarré, la quantité d'eau accumulée sur l'une des parois de cette faille peut être très considérable et donner naissance à une source. Le puits de Flaybrick-Hill, près Birkenhead, fait également ressortir cette disposition ; un tunnel poussé du fond de ce puits, à la profondeur d'environ 50 mètres, a coupé à la distance de 10 mètres une faille, d'où l'eau coulait avec une telle impétuosité que le débit de 1820 mètres cubes par jour fut immédiatement doublé.

Derbyahire. — De nombrcuscs faillcs dirigées est-ouest et remarquables par leur parallélisme coupent le calcaire carbonifère du Derbyshire et leur direction commune coïncide avec le plongement moyen des couches.

D'après M. Hopkins, toutes les fortes sources de cette région sont en rapport avec les grandes failles ; l'auteur ne connaît pas une seule exception à cette règle et, partout ou il observait une source puissante, il acquérait la certitude d'une grande faille. L'eau généralement partait de la surface supérieure du toadstone qu'elle ne peut traverser et l'étude attentive des conditions dans lesquelles jaillissent ces sources confirme bien l'interstratification des couches de toadstone au milieu des couches calcaires.

La Bourboule (Pay-de-Dôme). — LcS SOUrCCS thermales si

* Hull. Géologie dc9 environs de Prcccof.

CONTACT PAR DES ACQDENTS POSTÉRŒDRS. ISl

connues de la Bourboule (Puy-de-Dôme) jaillissent d'une grande faille qui traverse le granité et plonge de 60 à 70 degrés vers le sud-est et forme les rochers contre lesquels est adossé le village de la Bourboule (fig. 66). Elle parait plus ancienne que les tufs trachyliques ou rhyolithiques du

Cou,* monlranl

a situation ile< eaui thci'i

ettranitemassifClcIun

luf plastique T,

cl le fisnilc fragmentaire