CHAPITRE IV

GENERALITES

Quand on examine attentivement les dispositions indéfiniment variées par lesquelles les lithoclases déterminent et dirigent la circulation des eaux souterraines, on est obligé de reconnaître qu'une classification rationnelle de ces mécanismes est très difficile, sinon impossible, surtout si l'on tient compte de l'impuissance où se trouve l'observateur de suivre ces dispositions jusqu'à une grande profondeur. Aussi s'est-on borné à grouper les faits caractéristiques signalés dans ce chapitre, suivant les terrains et étages géologiques auxquels ils appartiennent. Il ne faut donc pas s'étonner de trouver ensemble des exemples de nature assez différente, qu'au premier abord on serait tenté de disjoindre. Ainsi, à côté de réseaux de cassures qui coupent certains étages des terrains stratifiés et y établissent des couches aquifères plus ou moins continues, comme on le voit dans la craie, les calcaires jurassiques et le grès bigarré, il en est qui donnent naissance à des sources isolées et apportées souvent de profondeurs considérables : c'est ce qu'indique leur thermalité;

130 ROLE DES LITHOCLâSëS DE DIVERS ORDRES.

par exemple, à Plombières, Bourbonne-les-Bains, Wilbad, Carlsbad. Quelquefois, comme à Ems et Aix-la-Chapelle, les cassures ont été ouvertes sur des plis très prononcés.

Les considérations générales placées à la suite de ce travail feront mieux ressortir les différences auxquelles est soumis le régime des eaux souterraines.

Lithoclases et partmdièremeiU diàclases.

Dans le plus grand nombre des cas, la circulation souterraine des eaux se lie à la disposition des cassures de divers ordres qui leur servent de canaux à travers les roches. 11 convient donc avant tout de se faire une idée nette de ces dernières, ce qui oblige à entrer dans certains détails.

Considérées dans leur ensemble les innombrables cassures ou lithoclases qui traversent Técorce terrestre, dans toutes ses parties, peuvent se grouper en trois grandes classes, auxquelles conviennent les noms de leptoclasesy de diàclases et de paraclases.

i"" i^eptociMes. — Sous le uom de leptoclases', on comprend toutes les cassures qui sont de dimensions faibles, dans les deux sens ou au moins dans un. Elles débitent l'écorce terrestre en menus fragments.

Synclases. — Parfois elles rappellent une régularité géométrique et donnent lieu, par exemple, aux prismes des basaltes, des trachytes, des porphyres, etc., ainsi qu'à ceux de certains gjpses et aux polyèdres des argiles et des limons desséchés. Quelle que soit la hauteur des colonnades basaltiques et autres, le nom de leptoclase peut leur être appli-

' De îrsTCf. menu, k'iiu; et xiaw. bri-cr. diviser.

que, parce que leur grande dimension ne s'élend que dans un seul sens. Parfois elles sont irrégulières.

Dans ces diverses circonstances, les cassures sont dues à des actions intérieures ou moléculaires, généralement à un retrait, qui a pour cause, tantôt le refroidissement, tantôt la dessiccation.

Le nom de synclase* rappelle bien celte origine par retrait ou contraction.

Pié$oclases. — Le plus souvent les leptoclases sont sans aucune régularité apparente.

Elles deviennent particulièrement fréquentes à proximité de la surface du sol et s'entre-croisent en tous sens, comme on le voit dans le som-sol qui est immédiatement recouvert par la terre végétale et cela, dans des roches de toutes sortes, calcaire, grès, quartzite, schiste, granité, gneiss, basalte, etc.

Très fréquemment, elles partagent la roche en fragments si menus qu'il est fort difficile d'y obtenir une cassure fraîche.

Cette sorte de pulvérisation ou de concassement naturel des roches, qui a si puissamment favorisé les érosions n'est pas exclusive aux régions superficielles.

Les alternatives de gelée et de dégel, en faisant éclater les pierres, ne font souvent que rendre manifestes des leptoclases qui y existaient déjà à l'état latent.

D'innombrables leptoclases ressortent non moins clairement dans les réseaux de petites veines, planes ou courbes, concrétées à l'intérieur des roches; par exemple sous forme de calcite dans les marbres veinés, dans les ophicales; de

* De ou* qui ne veut pas seulement dire a?ec, mais qui désigne aussi une action complexe et simultanée, telle que la contractiont de môme qu'en latin la proposition cum dans contrahere.

quartz, dans les quartzites ou les phyllades; de minerais métalliques, au voisinage de nombreux gites métallifères.

Dans des roches de nature variée, les leptoclases s'accusent encore par des surfaces polies et striées {Slickensides, Quet$chflaeche)y parfois accompagnés d'une structure fibreuse comparable à celle du bois. La craie en fournit beaucoup d'exemples. Des surfaces polies et striées toutes semblables sont aussi bien connues dans la houille, le lignite, les calcaires, les grès, les argiles (particulièrement les argile scagliose de l'Italie), les schistes, les minerais de fer, la serpentine, le silicate hydraté de nickel et de magnésie,* désigné sous le nom de noumeïte ; dans les météorites sporadosidères du type de Ghantonnay et les syssidères du type d'Atacama. Ces surfaces frottées sont des effets de glissements internes, que l'expérience imite complètement.

Le craquelé du marbre ruiniforme de Florence accuse aussi des glissements, ainsi que le craquelé cuboïde de la météorite holosidère de Sainte-Catherine..

Les leptoclases, lors des frottements et des rejets dont il vient d'être question, et dans bien d'autres cas beaucoup plus ordinaires où ces effets ne se manifestent pas, résultent, comme les deux autres grandes catégories de lithoclases, non plus d'actions intérieures comme les synclases, mais d'efforts mécaniques extérieurs, tassements ou autres, qui ont produit des pressions ; d'où le nom de piésoclase^ peut leur être appliqué.

La division en parallélipipédes alignés parallèlement, au milieu de divisions irrégulières, est l'un des caractères auxquels on pourra distinguer les piésoclases des synclases.

S"" DiaeUues. — Parmi les cassures qui traversent en tous

*■ De mt^tùf presser ou comprimer (au futur meau], et xXaci>, briser.

GÉNËRiLlTÉS. 135

sens l'écorce terrestre, la catégorie la plus nombreuse, désignée sous le nom de dlaclases, est la moins connue dans ses caractères généraux. Dans les traités de géologie, si elles ne sont pas passées sous silence, elles sont considérées seulement dans quelques cas tout à fait particuliers et complclement méconnues dans leur origine. Cependant elles traversent les terrains et les roches les plus diverses.

C'est surtout dans les terrains stratifiés que leurs caractères ressortent clairement, à cause des couches diverses à travers lesquelles elles se sont propagées.

Leurs caractères, souvent d'une régularité géométrique, se décèlent, lorsqu'au lieu d'en considérer quelques-unes, on les suit dans leur ensemble et sur des étendues suffisantes. Mais

Fig. 89. — Ptaa do rroDt de laillo d'une carrière ducalciire grouier à Arcutil.

cette régularité n'existe pas toujours et fait souvent place à une irrégularité apparente, dont on verra plus loin l'explication.

Parmi les géologues auxquels on est redevable de notions exactes sur les cassures que nous groupons sous le nom de diaclases, on doit citer tout particulièrement : Sedgwick (i821 et 1855), de la Bêche (1858), John Phillips (1837 à 1839), Thurmann (1857). Harkness(1858), Haughton (1858), Jukes (1862), William King (1876).

L'aliure des diaclases a élé étudiée dans les terrains ter-

iâi ROLE DES LITIIOCLASES DE DEVERS ORDItES.

tiaires, aux environs de Paris {fig. 69 et 70) et de Fontainebleau, dans la mollasse suisse; dans le terrain crétacé, sur les falaises de la Normandie, aux environs du Tréporl, de

Fig. 70. — Vue du front de uille d'

Dieppe et d'Etrclal (fig. 71), dans le département de l'Aisne, le quadersandstein de la Saxe et de la Boliéme et celui de la

Westphalie, qui se rapporte à l'étage du gault et du néocomien (fig. 72 et 75), — ■ dans le terrain jurassique, dans la chaîne du Jura et de toutes parts (fig. 74) — dans le trias et

GËNÊiULlTËS. 1S5

surtout dans le grès des Vosges, où elles donnent lieu à des rochers, souvent très accidentés el très pittoresques, comme dans le pays de Daun (Palatinat), — dans le terrain houiller pour lequel la régularité des diaclases est particulièrement frappante, dans le pays de Galles, — dans le calcaire carbonifère, pour des localités d'Irlande que M. Harkness a rendues classiques, — dans les terrains dévonien et silurien, où

les exploitants d'ardoises les ont déterminées avec la plus grande exactitude', — dans le gneiss-granite des Alpes, par exempte au pied du Bietschhorn, — en dehors des terrains stratifiés dans le granité, en Cornwall (Carglaze, Mont Saint- Michel), aux environs de Carlsbad {Scharcher Klippe), etc. Dans tous les terrains, les diaclases, par leurs intersec-

■ Géologie expérimentale, p. 334 et 335.

136 ROLE DES LITHOaASES DE DIVERS ORDRES.

tions mutuelles, délimitent des polyèdres, tantôt réguliers, tantôt irréguliers.

Très souvent les diaclases ont reçu des incrustations minérales, pierreuses ou métalliques, qui par leur contraste avec la roche elle-même, les font parfaitement ressortir. Comme exemple d'incrustations métalliques on peut citer les diaclases métailifères du Laurium et surtout celle du

Wisconsin (États-Unis), si bien décrites par M. Whitney et où on exploite le plomb; elles constituent deux systèmes rectangulaires entre eux.

Diverses études ont appris que les diaclases s'étendent, avec des formes que l'on peut considérer comme planes, très souvent sur plus de 100 mètres dans le sens horizontal.

En outre elles peuvent conserver la même orientation moyenne sur des distances de plusieurs dizaines de kilomètres el au delà.

GËNËHALITÊS. 151

Cette persistance se maintient au travers de roches de nature et d'origine différentes; de La Bêche a par exemple reconnu que les diaclases, qui coupent sur de grandes éteu" dues le granité du Cornouailles, ne subissent pas de dévialion notable en passant dans la serpentine.

D'après John Phillips dans tous les bassins bouillers du sud de l'Angleterre, la direction du « deal > ou « face > est

environ N.O.-S.E.. quels que soient la direction et le plongement des couches.

Dans le sens vertical, les diaclases, par milliers, coupent perpendiculairement des séries de couches très épaisses. C'est ainsi qu'on les voit traverser les couches crétacées des falaises de Normandie, sur plus de cent mètres et, sur plusieurs centaines de mètres, les roches de maintes localités des Alpes, par exemple dans la vallée de Zermatt, notamment près de Stalden. Des diaclases rectangulaires entre elles tranchent le grès crétacé des Pyrénées espagnoles,

nomène des anneaux colorés, a adopté une disposition qui donne d'une manière permanente, avec le même appareil, diverses épaisseurs de la

lame mince. Il lui a suffi de poser une lentille à

courbure de très-grand rayon sur une plaque de

verre réfléchissante et opaque (/î^. 856). Entre la

; ■; lentille et ta plaque se trouve interposée une lame

\ ; d*air d'épaisseur croissante à mesure que Ton

s'éloigne du point de contact. Si Ton envoie de

'^v, ^ A-— ^JK la lumière homogène et parallèle sur l'appareil,

^'^"^^'^ on voit apparaître, autour du point de contact,

des anneaux alternativement obscurs et brillants. Au point où les deux verres se touchent se montre une tache noire. En appelant die diamètre 2AD de l'un des anneaux et r le rayon de la face BD de la lentille, l'épaisseur DC de la lame d'air correspondante

«i* est donnée par la relation : 7-=:=DC(2r — DG) ou approximativement

=2re. Si donc on connaît (2 et r, qui sont facilement mesurables, on en conclura la valeur correspondante de e.

I7l7. tAAu relatives A ces annenax. — Avec un compas, Newlon avait mesuré les diamètres; il avait trouvé que les lois des variations étaient pour les uns, suivant les nombres 1, 3, 5, 7 ; pour les autres, comme les nombres 0, 4, 6, 8. Hais ce sont les anneaux brillants qui occupent la place que, d'après notre théorie, nous aurions assignée aux anneaux obscurs.

Cette opposition entre les résultats indiqués par la théorie et ceux que fournit Texpérience n'est qu'apparente.

Fresnel a fait voir qu*à la réflexion sur la seconde surface, une perte d'une demi-longueur d'ondulation avait lieu ; si bien qu'à la différence

de marche 2«, il faut ajouter ^ : on retrouve alors les lois de Newton.

1^ loi. Les carrés des diamètres des anneaux brillants consécutifs sont entre eux comme la série des nombres impairs;

2^ loi. Les carrés des diamètres des anneaux obscurs sont enti*e eux comme la série des nombres pairs.

L'influence exercée par la longueur d'onde de la lumière employée se montre aussi : les carrés des diamètres doivent être proportioniiels à la longueur de l'onde; ou, ce qui revient au méme^ en raison invei^sede l'indice de réfractioni De là ^e déduisent immédiatement les deux lois suivantes :

DIFFRACTION. ' 557

seaux sont donc particulièrement ppprcs à la détermination des valeurs de ), relative3 aux différents rayons dil spectre. Ce sont eux qui ont donné les valeurs auxquelles on peut se fier avec le plus d'assurance.

La mesure de S n'offre pas de difficulté cl même en général l'observateur n'a pas à s'en occuper. Le réseau, s'il a été fourni par un constructeur habile, est exact à une très-petite erreur près. C'est en suivant cette méthode que Fraunhofer a déterminé pour la première fois les longueurs d'onde des rayons correspondants aux principales raies du spectre solaire. Avec des réseaux plus parfaits, M. Mascart a repris les mesures de Fraunhofer, et même il a déterminé les longueurs d'onde de plusieurs raies du spectre ultra-violet.

1715. Conleani des lames minées. — Les phénomènes de coloration que l'on aperçoit toutes les fois qu'une lame transparente très-mince est soumise à l'action de la lumière trouvent leur explication dans les théories qui viennent d'être établies. *

Une onde lumineuse atteint une surface Bf) : les rayons lumineux qu'elle donne peuvent être normaux ou obliques à BD : nous nous contenterons de traiter le cas où ils sont presque normaux ; nous les représenterons un peu obliques, tout en ne tenant aucun compte de cette obliquité dans le raisonnement. Le rayon AB qui arrive à la surface BD se réfracte suivant BC, qui est presque sur le prolongement de AB: BC traverse la lame

mince, arrive à la seconde surface, se réfléchit ,..

suivant CD; enfin il sort un rayon émergent DL. j.. ^^

liais le rayon AB ne tombe pas seul sur la surface; un rayon incident voisin A'D tombe en D, subit les mêmes modifications dans sa route que AB : en particulier il se réfléciiit en atteignant la surface BD, comme l'avait d'ailleurs fait AB, et un rayon réfléchi DE suit une direction prise également par le rayon qui a parcouru la route ABCDE. Ces deux rayons DE vont interférer. Ils sont parvenus en concordance aux points B et D ; mais le premier a parcouru de plus que le second le chemin BCI) = 2e; e désignant l'épaisseur de la lame mince.

Donc pour les valeurs de 2e égales à 1,3,5, 7 fois ^, l'œil situé sur le trajet des rayons réfléchis sera dans l'obscurité. Au contraire, pour hîs valcursde 2e égales à 0,2,4, 6 foisn, on doit apercevoir de la lumière.

1716. Amieaox colorés. — Newton, qui le premier a étudié le phé-

i40 ROLE DES LITHOCLASES DE DIVERS ORDRES.

roches influe sur le nombre et la nature des diaclases qui les traversent.

Lorsqu'une observation plus attentive eut fait reconnaître que les diaclases se poursuivent sur de grandes étendues» avec une direction à peu près constante, et cela, même au travers de roches tout à fait différentes les unes des autres, on chercha à les rattacher à des actions physiques se produisant dans Técorce terrestre. Pour de La Bêche, c'était une action polaire, telle que celle dont on faisait alors dériver le feuilleté. Pour Thurmann, qui en fit une étude des plus approfondies, c elles ne peuvent être attribuées qu'au retrait par l'action de la température interne* » Pour M. William King', c'est une action polaire résultant du magnétisme terrestre.

Cependant, l'intervention des actions mécaniques avait été entrevue par John Phillips; à la suite de ses études classiques sur le Yorkshire.

Cette conclusion ne peut plus faire de doute, surtout depuis qu'elle s'appuie sur des résultats d'expériences.

Ainsi qu'on vient de le voir, leurs formes et leurs allures, tout aussi bien que celles des failles, expriment des ruptures dues à des actions externes.

Il n'est pas douteux que tous ces réseaux de diaclases, à mailles si multiples et si serrées, ne résultent d'actions mécaniques qui ont agi sur les couches depuis leur consolidation complète. Elles sont bien de la famille des cassures de grande dimension, désignées sous le nom de failles ou de paraclases, dont il va être question.

C'est ce qui a conduit à essayer de les reproduire par

* Essai d'orographie jurassique. Mémoire de F Institut national génevoi*, t. lY, p. 63.

* Superinduoed divisional structure of rocks called jointing and its relations to slaty cleaTage. TrantaetioM of the royal irish Academy, t. XXV. 1873.

GÉNÉRAUTËS. Itl

des actions mécaniques très simples de pression ou de torsion telles qu'il a dû s'en produire fréquemment dans la nature :

La ressemblance des réseaux de cassures naturelles avec les réseaux de cassures que l'expérimentation produit est

Flr- 7& — Kspoiilioa d'une lime de gUce destinée I lubir la niplnre par lonion. — GG. pliquc degUci; EB, éUu qui miintient J'eilrdnilé aie; TT, lourne i gaucho daoi lequel est maintenDC l'antre nLrdmiU de li glict. — Echelle de g. — On aperçoit le double sjiltnie de Hunrea dont U glace est oomme luchée.

manifeste. Sans revenir sur des détails qui âgurent ailleurs', je rappellerai seulement deux résultats, l'un obtenu par torsion, l'autre par pression.

Une très faible torsion exercée sur une lame de glace y détermine un double système de fissures, présentant nettement le caractère de parallélisme, caractéristique des cassures

' Géologie exptrimenlele, p. 3811 el suivanlcs.

naturelles, et de plus, le groupement suivant deux directions à peu prés orthc^onales, système de fissures comparable à ceux qui traversent beaucoup de roches {fig. 76). D*un autre côté, la pression exercée, à l'aide de la presse

Flg. 77. — Prisme de cire i inaulcr. wunii^ i l'acuon de la prtœ hydraHliquï, suikant le sein lerlicil. BB, plaques de prettloii en fer, de même section que le prisme ; FF, fentes principales irec rejet ; //; tentes conjuguées avK I) précrilenle ; RR, réseau de llisures Unes i peu près rectangulaire» entre elles, développées tur les portions bombées des quatre faces du prisme. — Échelle de -•

hydraulique, sur des prismes de mastic, à la fois cassants et flexibles, y a fait naître aussi, outre des fentes principales, une très nombreuse série de fissures rectilignes et parallèles qui se groupent suivant deux directions parallèles aux fentes

principales et à peu près rectangulaires entre elles (fig. 77). Dans les expériences, la régularité géométrique ne peut être obtenue qu'au moyen de précautions particulières*, A plus forte raison dans des masses hétérogènes, comme celles de la nature, la tendance à la régularité a-t-elle pu être contrariée, surtout lorsque ces masses étaient soumises à des efforts aussi irréguliers que ceux qui ont ployé les couches. Tout exceptionnelle qu'elle soit dans Técorce terrestre, la régularité mathématique n'y a pas moins la signification très claire que nous Tenons de lui assigner.

Z"* ParadAMw. — Les paraclascs' ou failles {faults, en anglais; tprunge, en allemand; etc.), dont les formes se rapprochent beaucoup de celles des diaclases, mais sont plus souvent courbes ou infléchies, s'en distinguent par des dimensions horizontales généralement beaucoup plus grandes, dépassant souvent mille mètres, et surtout, par la grandeur du rejet, indéfini en profondeur, qui les accompagne.

Les failles ont fixé tout naturellement l'attention des mineurs depuis que Werner, à la fin du siècle dernier, a démontré que les filons métalliques doivent naissance à leur remplissage. Dans de nombreux districts de filons, elles ont été étudiées dans leurs moindres détails, et elles ont été figurées d'une manière très instructive, tant dans leur projection horizontale qu'en coupes verticales. En outre, dans les mines de houille, elles arrêtent à chaque instant le champ

' Le sol de Venise est sujet à des tassements et, par suite, à des ondulations, à des courbures de petit rayon que l'on i*econnait de toutes parts dans le pavé de la basilique de Saint-Marc, ainsi que dans celui de la basilique de Murano. Par suite de ces mouvements, les plaques de marbre ont subi des cassures nombreuses* mais irrégulières et ne ressemblant pas aux réseaux parallèles qu'une torsion proprement dite fait naître.

* La proposition irapa qui exprime ordinairement obliquité, latéralité, irrégularité, s'applique bien à une fissure accompagnée de l'abaissement de Tune des deux surfaces, comme celui qui résulterait d'im glissement mutuel.

d'exploitation, à cause du déplacement relatif des couches» qui s'est produit le long de leurs parois; aussi, dans un grand nombre de bassins houillers, leurs caractères ont-ils été étudiés géométriquement de la manière la plus précise, et il n'en est guère qui n'ait fourni à cet égard des renseignements caractéristiques. Ici, comme dans d'autres cas, la pratique a fourni des données précieuses à la théorie.

En dehors des exploitations de mines, les failles ont été aussi fort étudiées; car elles jouent un rôle de premier ordre dans l'écorce terrestre, qu'elles divisent en innombrables compartiments, en sortes de voussoirs; elles forment comme des linéaments, auxquels se coordonnent les traits du relief terrestre.

Dans leurs traces horizontales, considérées à des niveaux différents, de même qu'à leurs affleurements, les failles présentent des configurations semblables à celles qui résultent des expériences précitées.

Gomme exemples, je rappellerai le massif de la Côte-d'Or, dans lequel les failles ont été relevées avec beaucoup de soin, tant en plan qu'en coupes verticales ; celles de la Haute- Marne ; celles qui sont figurées sur diverses feuilles de la carte géologique d'Angleterre, etc.

Observations.

A chaque pas, l'exploitation montre au mineur comment les filons métallifères se ramifient en veinules, quelquefois très petites et comparables au chevelu d'une racine. On voit ainsi comment les plus petites cassures ou leptoclases peuvent se rattacher, comme des diminutifs, aux plus grandes: aux paraclases aussi bien qu'aux diaclases.

Par conséquent beaucoup de piésoclases ont la même origine que les diaclases et les paraclases et se sont souvent

produites en même temps que ces dernières. G*est ce que témoignent pour beaucoup de piésoclases des surfaces polies et striées, ainsi que des rejets plus ou moins sensibles.

De même, de vrais rejets sont notés à chaque pas le long des diaclases, sur les parois desquelles on observe également des surfaces frottées : exemple le souterrain du canal d'Arschwiller*.

Néanmoins, de même que dans beaucoup d'autres cas, où il existe des passages, il est nécessaire d'établir une démarcation. Elle est fondée ici sur des différences de caractères géométriques et de dimensions.

Il importe toutefois de remarquer, en présence de cette liaison entre des cassures si différentes par leur dimension, que les synclases constituent un ensemble nettement délimité, et il convient d'autant plus de le faire qu'à première vue, à cause de certaine ressemblance dans les caractères géométriques, on a généralement rapproché les systèmes de cassures qui déterminent des prismes de celles qui déterminent des parallélipipèdes ou des rhomboïdes.

Exemple du rôle des lithoclases relativement au régime

des eaux souterraines.

Les lithoclases de divers ordres ont une part évidente dans la circulation des eaux souterraines. On l'a déjà vu à propos de la perméabilité en grand.

Par exemple, d'après les études de Belgrand, la vallée de la Vanne est creusée* tout entière dans la craie fissurée; les sources qui alimentent cette rivière et qui jaillissent au-dessous du village de Fontvannesoù est la source de la Vanne, ont

* Géologie expérimenlale^'p. 332.

* Les Eaux nouvelUi, p. 146 et suivantes.

cela de particulier qu'elles ne sont pas soutenues, à leur point d'émergence, par un terrain imperméable. Les eaux pluviales descendent donc bien au-dessous du thalweg de la vallée, dans les fissures de la craie, soit jusqu'aux argiles sableuses imperméables du terrain crétacé inférieur, soit jusqu'à une masse de craie blanche compacte dépourvue de fissures, ou dont les fissures sont trop étroites pour contenir une grande quantité d'eau. Si le sol était horizontal, comme l'indique la figure 78, les eaux pluviales, après avoir saturé la roche, remonteraient nécessairement jusqu'à la surface du sol, qui deviendrait marécageuse ; tels sont les

y^T^-^âC:^

■V^:X5SS?^VR^^V;^?î^

t^:^\:^îr^:^3:F^^'^^^^2

Fig. 78. — Disposition de la nappe d'eau NN dans des couches horiiontales de craie fissurée CG

supportées par une assise argileuse AA (d'après Belgrand).

marais de Saint-Gond, qui occupent une vaste plaine de 3 à 4000 hectares dans la craie blanche du Petit-Morin.

Quand, au contraire, la surface du sol est découpée par de nombreuses vallées, comme c'est le cas dans le bassin de la Vanne et de la plupart des petites rivières de la Champagne, la nappe d'eau, produite par l'absorption des eaux pluviales, ne peut remonter sur les plateaux jusqu'à la surface du sol, son trop-plein se dirigeant à travers la masse de la craie, et avec une très forte pente, vers la vallée la plus profonde qui forme appel, absolument comme un tuyau de drainage (fig. 79). Il en est de même dans les calcaires oolithiques de la Bourgogne, non moins fissurés.

Le fond de la vallée recevant l'eau par les fissures peut être submergé d'une manière permanente et transformé

en marais tourbeux qui sontassez fréquents et assez étendus (21 73 hectares) pour avoir contribué aux diflicultés de la dérivation de la Vanne.

La nappe d'eau souterraine se relève donc dans le sol perméable de chaque côté du fond de la vallée principale. Si

Fig. 79. — Diipoiitiaii de la Dippe d'eau US, nalenaie dini 11 craie Osmrée CC, lu toiiinige de Tilltes dant lesquelles elle te dévoras mai fornia de lources SS. AA, couebe imperméable qui unlitiit 11 Dsppc (d'iprés BetgnndJ.

l'affleurement de la couche imperméable qui la supporte se fait au-dessus du fond d'une vallée, il y produit une source (fig. 80). Les sources qui portent en Champagne le nom de Bttne

Fig. sa. — DiipoaltioD d« la nappe d'ciu M, renfermée dan» U cnie Assurée CC, dira le cai

ci la coache impenD^ibls Û qui la soulient afOcore li flauc de coleau. S, igni'Co {d'aprèi Belgrand).

abîme), font hien connaître les allures des eaux phréatiques de la craie; ainsi le Bime, qui forme l'origine du ruisseau de Cérilly {fig. 81), source considérable aujourd'hui dérivée à Paris, est à 4500 mètres à vol d'oiseau du thalweg de la vallée de la Vanne à Ârmentières, et à 26 mètres au-dessus

148 ROLE DES UTHOCUSES ÙE DIVERS ORDRES.

de ce thalweg. Il faut donc une pente de 5"°, 78 par kilomètre pour que la nappe d'eau qui alimente le Blme s'écoule jusqu'à la Vanne par les fissures de la craie; or dans un aque-

duc de section convenable, cetécoulement se ferait avec une pente de O'.iO par kilomètre. La belle source formant la tête de la partie pérenne du quatrième affluent de la Vanne jaillit, comme l'indique son nom, au fond d'un abîme ou

DIFFRACTION. 555

autres images quelle qu'elle soit, prenons les lignes parallèles CC, EË' (fig, 855) dans une telle direction que la longueur EF, qui est déterminée par la perpendiculaire GF, soit égale à un nombre entier d'ondulations; les vitesses, transmises au point éloigné P, se détruiraient si Tonde plane

AB agissait tout entière; mais, à cause de Tintervalie opaque CI), il no reste que Faction des parties DE de cette onde; et comme toutes les actions de DE ne se détruiront pas exactement runeFautre, le point P sera lumineux; de même pour F, elc. Une onde piano perpendiculaire à CC se propagera, et rœil verra une droite éclairée dans une direction pa ralléle à cette ligne CC.

La théorie exige que la distance du point D à la ligne CF ne soit pas égale à un nombre entier de Tois ).; autrement les vitesses excitées par une moitié de DE détruiraient celles de l'autre moitié. L'image correspondant à ce cas particulier manquerait entièrement. Ce fait a été vérifié.

La formation des autres images s'explique par les mêmes raisonne* ments.

1715. Calcul de la déflation. — Les directions suivant lesquelles la lumière s'aperçoit peuvent se calculer en considérant l'un des triangles rectangles CEF {fig, 852), qui donne EF=:GE sin ECF; mais l'angle ECF est l'angle sous lequel YY' coupe XX'. Appelons t, cet angle; posons

S = CE la somme faite d'un intervalle opaque et d*un intervalle transpa

rent, et il viendra :

i — S sin ij;

d'oN :

sin »i = F-

La position de la seconde image s'obtiendra par la formule

SIU «i = -g • o\ ainsi la n^

. . nX

Cette formule a été mise à profit pour la détermination de la longueur de Tonde. Elle nous fait voir que la longueur de Tonde est donnée par Tune ou Tautre des formules.

/. = Ssint| À = ^sliiL... /s -sin t..

Pour obtenir >, il suffit de mesurer S et de déterminer la valeur de t correspondant à une image quelconque : nous donnerons la méthode expérimentale en considérant la seconde image.

1714. fflléihodea d'ebservatlon et de mesure. — La mesure do

Tangle i s'obtient aisément si, au lieu d'observer le phénomène directe- ^ ment en plaçant le réseau devant Tœil, on

dispose le réseau prés de l'objectif d'une lunette au foyer de laquelle se fornie une petite image pareille à celle qu'aurait

X^ |\ E* reçue la rétine; cette image observée avec

CM

p. ^^ Toculaire offrira le phénomène dans des

conditions où les mesures de position seront faci les à exécuter. On peut aussi faire tomber sur le réseau R (fig. 854) un faisceau solaire trés-inlense : le phénomène se trouve alors projeté sur un écran. On note le point M où, par exemple, se projette la deuxième image déviée; la connaissance de ce point donne Tangle de déviation

î, = GKM : on a en effet Ig GUli^pj^. Or RG a une longueur de plus

d'un mètre en général, GM est de plusieurs centimètres; la mesure de ces longueurs est facile, et c'est avec une e.\trérae précision que la va* leur de sint, et par suite la valeur de >, pourroat être obtenues, Los xi^*

GËNËRÂUTËS. 149

gouffre. Autrefois elle remplissait tout le gouffre qui formait le bief du moulin de Cérilly, et, pour la couvrir plus facilement d'une voûte, Belgrand a fait abaisser le plan d'eau, de sorte qu'il ne reste plus qu'un mètre d'eau environ, tandis qu'avant les travaux de captation, la profondeur était de 5'",06. L'eau était si limpide qu'on aurait vu une épingle au fond du gouffre; cependant, les gens du pays prétendaient qu'on n'avait jamais pu en trouver le fond.

Ces pentes font comprendre aussi l'existence des sources abondantes de Saint-Mards en Othe, du château de Yillemoiron, et de Yareilles, dans les vallées secondaires de la Nosle et de Yareilles.

Quoique ces sources soient à une hauteur notable audessus du thalweg de la vallée de la Yanne et qu'elles soient séparées de ce thalweg par des massifs de craie très perméable, elles restent très fortes dans les étés les plus secs.

Ce qui précède explique le petit nombre des rivières et de leurs ramifications, dans les terrains perméables.

A 600 mètres des sources de Saint-Philibert et de Saint- Marcouf jaillissent deux belles sources dont l'une, qui sort du fond d'une grande pièce d'eau admirablement limpide, est qualifiée de miroir (fig. 82) .

Ces sources sont, après celles d'Armentières, les plus abondantes de celles qui sont conduites à Paris; toutefois elles fléchissent beaucoup en temps de sécheresse.

Les travaux de captation, entrepris à partir de 1868, ont augmenté le débit de toutes les sources en abaissant leur niveau.

En outre, comme l'a fait ressortir Belgrand, l'altitude exerce une influence sur leur régime. Ainsi en considérant seulement les grandes sources, Armentières, Saint-Philibert, le Miroir de Theil et Noé, la première, située à 23 mètres environ au-dessus des autres, a varié du printemps à l'au-

tomne, pendant les années humides 1866 et 1867, dans les rapporte de|| = 2 el?|^ = 2,77.

Les rapports des débits de la plus variable des trois autres sources, le Miroir de Theil, sont notablement plus petits ; ils

GÉNÉRÂUTÉS.

^ 186 , ,^ ^ 205 , ,^ sont, pour ces mêmes années, j^ = 1 ,40 et j^ = 1,46.

Le débit des sources de la Vanne est observé chaque jour, à cause de Tintérét qu'il présente pour Talimentation de Paris, où elles sont amenées après un parcours de 62 kilo* mètres.

CTest ainsi qu'on a constaté son accroissement régulier de novembre 1880 à mars 1881, avec un maximum de 1783 litres survenu en mars; elles ontdécru ensuite, avec la saison chaude, de façon à donner 1117 litres en novembre 1881, chiffre supérieur au minimum des dix années antérieures.

Elles ont continué à décroître en décembre, à cause de la sécheresse anormale de cette période et n'ont gagné presque rien jusqu'à la fin de l'hiver. Elles se sont relevées un peu au début de 1881-1882, mais se sont mises à baisser à partir du mois de juillet pour atteindre en août leur débit minimum, 945 litres, inférieur à celui des années précédentes*.

Pour la source de Cerilly en particulier, M. Lemoine a comparé son débit de 1882 à ceux des années antérieures de sécheresse; voici le résultat de cette comparaison :

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