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Fig. 145. — Tableau graphique des observations sous le régime de la Fontaine de Vaucluse, comparé au régime des pluies en des points de la surface du sol où elle s'alimente, pendant l'année 1880-81. L'échelle des débits par seconde de la Sorgue est de i millimètre par métro cube ; les hauteurs de pluie sont représentées au ^ de grandeur.
mentaire de la Fontaine, et la seule difficulté est d'en déterminer les limites précises.
On sait que le calcaire néocomien est formé de couches puissantes, traversées par des fissures, des crevasses, des conduites en forme de tuyaux irréguliers et des cavernes qui communiquent les unes avec les autres et dont l'allure est
indépendante de la stratification, comme il arrive dans beaucoup de départements du sud de la France.
I^ terrain néocomien s*étend en masses puissantes depuis Sisteron, à Test, jusqu'à la plaine du Gomtat. Il repose au nord sur les assises compactes du calcaire oxfordien,; il est délimité de ce côté par la vallée profonde du Thoulourenc, sur le versant gauche de laquelle, à une grande hauteur, apparaissent les assises marneuses qui forment la couche inférieure du néocomien et dont Timperméabilité s'oppose à l'écoulement des eaux souterraines. Au sud, la rive droite de la Durance, où apparaissent successivement les assises com* pactes de Toxfordien, les couches marneuses du néocomien et les dépôts tertiaires, lui sert de limite. Enfin, à Touest, il est recouvert à son pied par des dépôts tertiaires qui vont rejoindre la plaine du Gomtat. Il forme donc un vaste triangle, ayant son sommet à Sisteron, ses côtés sur les versants rive gauche et rive droite du Thoulourenc et de la Duranee, sa base sur la ligne supérieure des dépôts tertiaires de la plaine.
Entre ces limites est concentrée une puissante masse néocomienne, fissurée et crevassée dans tous les sens, et toute disposée pour recevoir, dans de vastes cavités souterraines, les eaux de pluies qui tombent à sa surface. Elle repose sur un fond d'assises marneuses imperméables, etelle est bordée de toutes parts de terrains également imperméables. Il est évident dès lors que les eaux de pluies doivent s'y réfugier et s'y emmagasiner jusqu'à ce qu'elles puissent trouver une issue par le point le plus bas de la ceinture qui les renferme. Ce point bas, c'est la Fontaine de Vaucluse et on conçoit que, dans de pareilles conditions, cette fontaine, tout en étant soumise aux variations de la pluie sur la surface du bassin alimentaire, reste toujours largement alimentée et qu'elle conserve sa limpidité.
Qu'on imagine une vaste éponge, pourvue de larges et nombreuses cellules, posée sur un fond imperméable et entourée d'un mastic également imperméable, qui s'élève tout autour d'elle à une grande hauteur, et dont l'arête ne s'abaisse que sur un seul point; qu'on suppose ensuite qu'on verse de l'eau d'une manière discontinue sur celte éponge, et on aura la représentation de ce qui se passe dans le bassin de la Fontaine. L'éponge commence par s'humecter; puis le fond du bassin se remplit jusqu'au niveau du point bas; ensuite un écoulement constant s'effectue par ce point; il variera sans doute avec la quantité d'eau versée, mais il subsistera pendant longtemps, quoique le versement de l'eau ait cessé, et l'introduction d'eaux troubles pourra ne pas altérer sa limpidité.
Ce bassin occupe une surface totale de 165000 hectares. Comparée à la hauteur moyenne des pluies constatées aux stations météorologiques, laquelle a été de 0",55, de 1874 à 1878, et au débit moyen delà Fontaine de Vaucluse, lequel a été de 17 mètres cubes pendant la même période, elle fait ressortir un volume d'infiltrations souterraines qui représente 60 pour 100 de la hauteur d'eau tombée.
La surface du calcaire néocomien est criblée de puits naturels, abîmes souvent insondables, qu'on désigne tantôt sous le nom de « tindouls * tantôt sous celui « d'avens >. C'est cette dernière dénomination qui a prévalu dans le Vaucluse, et les avens, dont beaucoup ont des noms connus, jouent un rôle important dans les histoires et les légendes locales.
Parmi les plus remarquables, est celui de la Cruis (fig. 145) situé près du village de ce nom, arrondissement de Forcalquier, dont le diamètre à la surface atteint 53 mètres. D'après M. Vial, l'aven du Toumple, qui est situé à 1 kilomètre et demi au nord-ouest du château de Javon, et dont l'ouverture est rectangulaire, mesure 1 mètre sur 4 mètres :
INFLUENCE SUR LE RÉGLME DES EAUX. 55i
sa profondeur dépasse 95 mètres. L'aven du Grand-Gérin, qui est situé dans le voisinage de la Devandoure, dans un ravin aboutissant à la combe Malavard, présente la particularité de deux ouvertures jumelles, séparées d'abord par un rocher sur 10 mètres de profondeur, et n'en formant qu'une ensuite ; la sonde a pu y descendre aussi jusqu'à 95 mètres. Enfin, pour l'aven de Jean-Nouveau, qui est situé à 2 kilomètres au sud-ouest de Sault, la sonde y est descendue à 180 mètres; son orifice a la forme d'un entonnoir, dont le diamètre d'abord de 10 mètres, n'est plus que de 2™, 50 à 5 mètres de profondeur.
Le nombre des avens qui apparaissent à la surface est considérable; mais il en existe encore beaucoup qui sont invisibles, soil qu'ils aient été fermés naturellement, sous l'action des apports charriés par les eaux de pluies, soit qu'ils aient été bouchés par les habitants.
Le 22 mars 1878, à la suite d'une sécheresse à peu près absolue, qui avait régné depuis le commencement de décembre, le niveau de la fontaine était descendu à la cote 0",56 du sorguomètre; dans un sol aussi facile à traverser, toutes les infiltrations avaient certainement disparu, et l'alimentation ne se faisait plus qu'au moyen des réserves souterraines. Cependant, jusqu'au 28 mars, c'est-à-dire pendant sept jours consécutifs, le débit s'est uniformément maintenu à G^SIO par seconde, tandis que le niveau ne s'est abaissé que de 0™,1I; l'écoulement total a donc été de 5689280 mètres cubes pour un abaissement de 0'",11 dans les nappes alimentaires, d'où l'on est amené à conclure que la surface de ces nappes était au moins égale, à ce
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moment, a — ry-pj — = ooi)0 hectares. Tout porte a croire,
et Texpérience au scaphandre, dont il va être parlé, le démontre, que ces nappes ont de grandes profondeurs; on
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ceux du bdssiii alimentaire de la Fonlaine, un propriétaire a eu rinuénieuse idée de chercher à uliliser les eaux d'une couche aquifére, dont IVxislence lui (graissait aUeslt*e par la présence constante de Teau au (o\u\ d*un aven situé dan^ son domaine. Après de laUirieux elTorts, il est parvenu jusqu'à cette couche par une jjalerie souterraine, et il a mis au jour une source précieu>e, dont le débit, en étiage, n'esl pas moins de 2000 litres par minute.
Pour étudier le régime souterrain de la fontaine de Yaucluse, M. Bouvier profita des basses eaux de 1878. L'eau était très claire, et on distinguait très nettement dans le fond, creusée dans la paroi orientale, Touverture de la galerie d'amenée des eaux (fig. 146), en partie masquée par un énorme bloc légèrement incliné qui ne laissait libre, de chaque côté, qu'une ouverture en forme de segment circulaire. Un plongeur intrépide pénétra plusieurs fois daus le conduit souterrain et fournit ainsi les indications nécessaires pour dresser le profil approximatif de la galerie.
Lot. — Les faits relatifs aux sources ont été particulièrement bien observés dans le département du Lot, par l'abbé Paramelle'. De toutes parts le calcaire renferme des bétoires. C'est ainsi que tous les ruisseaux du canton de la Gapelle- Marival, qui se forment dans les terrains granitiques et schisteux, arrivés au bourg de Thémines, Théminette et Issendolus, où commence la formation calcaire, se précipitent dans trois cavernes, se réunissent sous terre, reçoivent un très grand nombre de ruisseaux cachés et vont, après un trajet de 25 kilomètres, former, près de Souillac, la source de Louysse.
— Dans le département de la Dordogne les sources de Salibourne, de Bourdeilles, du Toulgou, et surtout celle de Sourzac, sont de véritables ruisseaux sortant de plusieurs des nombreuses cavernes creusées dans le calcaire. Quelques autres sont intermittentes.
Eore ! Pertes de riton*. ^-^ L'Itou prend SU souTce daus un
' L'Art de découvrir leit sources^ Q* édition, jk 24(». * Ferray. Le$ Pertes de Vlton. Efreux 1^3.
endroit voisin de celle de l'Âvre, à Kouxou (Orne) à une altitude de 280 mètres, entre dans le déparlement de l'Eure à Chaise-Dieu du Theil, arrive à Yillalet, où il se perd dans les périodes sèches, passe à Evreux, et va se jeter dans l'Eure à Acquigny, après un parcours de 88 kilomètres, dans le seul département de l'Eure.
Sur la rive droite se rencontre l'étage cénomanien et sur la rive opposée l'étage sénonien ; d'un côté craie blanche.
de l'autre craie chloritée. Ainsi que Guetlard Tavait déjà signalé, en 1758, l'Iton, à Villalet, cesse de couler pendant l'été, et toute la portion de son lit, depuis ce point jusqu'à Gaudreviile et quelquefois au delà, reste complètement à sec, d'où le nom de Sec-Iton donné à cette partie de la rivière.
La ligure 147 donne clairement, sans qu'il y ail besoin d'explications supplémentaires, la courbe de débit de l'Iton, à partir de son entrée dans le département de l'Eure jusqu'à
son confluent. On y voit avec quel soin son régime a été étudié.
Guettard avait aussi remarqué dans le lit de la rivière des entonnoirs ou bétoires, dans lesquels l'eau s'engouffre. En outre, il en existe une série non interrompue dans la forêt d'Évreux. Les uns et les autres paraissent former une ligne presque droite, partant du moulin de Verrières à Coulonges pour aboutir à la source de la Fosse-aux-Dames. L'un des bétoires les plus considérables mesure 80 mètres de diamètre et 16 mètres de profondeur. Cet effondrement du toit du canal souterrain de l'iton indique que la capacité de la caverne sous-jacente n'est pas moindre que celle de ce vaste entonnoir, soit de 25 à 30000 mètres cubes.
Sur le territoire des Boscherons, des ouvriers, occupés à ouvrir une carrière pour l'exploitation de la marne, ont mis à jour, en 1860, à une profondeur de 18*,70, un canal large de 2", 90, profond de l^'.TS, creusé dans la craie, et dans lequel passe un cours d'eau dont la vitesse est de 6 mètres à la minute, et le débit de 507 litres par seconde. Le plan d'eau de ce canal est à 5", 16 en contre-bas de l'eau ordinaire de la rivière d'Iton sur ce point. 11 est à noter que la marnière des Boscherons se trouve exactement sur la ligne de bétoires citée plus haut, comme allant de Coulanges à la Fosse. Déjà, en 1857, M. Lapeyruque, conducteur des ponts et chaussées, signalait, à 500 mètres en amont du point précédent, un autre cours d'eau souterrain, à plus de 8 mètres en contre-bas du plafond du lit.
Le mode de formation des bétoires ressort, par exemple, de l'effondrement observé, en mars 1880, sur le même parcours qui, sur le bord d'un chemin à flanc de coteau, produisit instantanément un puits profond de 20 mètres, à parois cylindriques et bien verticales, de 6 mètres de diamètre.
Tout d*abord le ciel de la caverne s'effondre ; la mince couche crétacée qui le surmonte diminue peu à peu par les infiltrations, et n'a plus la force de soutenir la masse de sable avec silex qui le surmonte. La cavité, d'abord cylindrique, devient, avec le temps, conique.
Immédiatement dans le voisinage du puits, si subitement ouvert, sept ou huit entonnoirs, dans la direction nord, c'est à dire en aval, se succèdent sans interruption, sur une distance de 200 à 500 mètres environ.
D'après M. Ferray, tout le plateau de 24 kilomètres qui sépare la vallée de l'Eure de celle de l'Iton, doit renfermer de vastes cavernes, qui sont des réservoirs d'eau où s'alimentent les sources voisines, ainsi que la rivière souterraine qui suit la vallée, et où puisent les pompes de l'établissement des eaux de la ville d'Evreux. On aura une idée de son débit par les 500 à 600 litres à la minute que fournit une seule galerie de 60 mètres de longueur.
Ces faits ont été constatés à l'aide de la fluorescine versée au Reybrac.
La Rille disparaît dans le canton de Beaumont-le-Roger (Eure), et, après un certain parcours, reparaît dans la même vallée. L'Iton, qui s'engouffre à Villalet (Eure), va ressortir à Bonneville.
Loiret I Val d'Oriéam. — Le Val d'Orléans. situé sur la rive gauche de la Loire, fournil un exemple remarquable de cavités souterraines traversées par des cours d'eau : il a été récemment fort bien étudié par M. Sainjon, ingénieur des ponts et chaussées*.
A la suite d'un éboulement qui eut Heu subitement en juillet 1841, sur le chemin de fer d'Orléans à Vierzon, pres-
*■ Comptes rendue de V Académie des sciences. T. XCl, p. '262. 1880
INFLUENCE SUR LE RÉGIMli: DES EAUX. 537
que au sortir de la première de cette ville, un déblai d'environ 1300 mètres cubes s'effondra et disparut. Des travaux d'exploration exécutés à cette occasion, sur 2 kilomètres de longueur, amenèrent la découverte de nombreuses cavités, dont deux avaient 6 mètres de hauteur.
C'est par une cavité de ce genre que sort le Loiret.
On sait que le val d'Orléans est sillonné par des courants souterrains, auxquels sont directement empruntées les eaux qui alimentent la ville d'Orléans depuis l'année 1864. C'est également à ces courants qu'est liée l'existence des sources fort connues du Loiret (fig. 148).
Les eauxsouteri'aines dont il s'agit proviennentde la Loire elle-même, mais elles y rentrent toutes, après un trajet relativement peu considérable.
Le point où commencent les premières pertes souterraines de la Loire est situé près du hameau de Bouteille (commune de Guilly), à 41 kilomètres en amont d'Orléans. Il ne peut y avoir de doute à cet égard; car des jaugeages comparatifs faits avec le moulinet de Woltmann ont accusé une diminution sensible à peu de distance en aval de ce point.
On peut également indiquer et même préciser le point où la rentrée en Loire des eaux perdues s'est intégralement effectuée ; ce point coïncide avec l'embouchure du Loiret (9 kilomètres en aval d'Orléans) ; immédiatement en aval de cette embouchure, on retrouve les mêmes débits qu'en amont de Bouteille, ainsi qu'il résulte de nombreux jaugeages.
La restitution à la Loire des eaux qu'elle a perdues n'a pas uniquement lieu à ciel ouvert par le Loiret; elle a lieu, en outre, par des rentrées de fond, dans le lit même de la Loire; mais ces rentrées ne commencent qu'auprès d'Orléans, de sorte que c'est là que le fleuve est réduit à son minimum de débit, ou, en d'autres termes, c'est au droit
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LNFLUL'NCE SUR LE RÉGIUE DES EAUX. 559
d'Orléans que la somme des courants souterrains du Val atteint son débit maximum.
La Loire a donc, entre Bouteille et le confluent du Loiret, deux cours, l'un à ciel ouvert, le long des escarpements qui régnent presque sans interruption sur la rive droite, l'autre à travers le Val d'Orléans, et celui-ci est souterrain, ou du moins, en grande partie souterrain, puisqu'une fraction seulement des eaux dérivées devient visible au Loiret.
Quant au Val d'Orléans, il se présente sous la forme d'une grande dépression, d'une superficie de 14400 hectares, dont le niveau moyen est seulement de 4 à 5 mètres au-dessus des plus basses eaux de la Loire, et il est limité sur la gauche par des coteaux* C'est au pied de ces coteaux que coulent d'abord le petit ruisseau du Dhuy, puis le Loiret, qui n'est que la continuation du Dhuy, mais du Dhuy brusquement transformé par les sources abondantes provenant de la Loire.
Cette configuration topographique est la conséquence de la dislocation qui accompagne la faille dans laquelle s'est établi le cours de la liOire; la Loire coule dans la branche droite, le Loiret dans la région la plus accentuée de la branche gauche, et l'îlot compris entre ces deux branches s'est affaissé pour former le Val d'Orléans.
Vers Bouteille, les dépôts lacustres de l'étage miocène inférieur, dont fait partie le calcaire de Beauce, succèdent brusquement à l'argile plastique. Ces dépôts lacustres, marnes et calcaires, deviennent apparents à partir de Tigy, sur le versant des coteaux de la rive gauche, et, à partir de Châteauneuf, sur la tranche des escarpements de la rive droite. Dès Châteauneuf, ils se montrent aussi dans la Loire et à une profondeur peu considérable, sous les sables et les graviers; ils émergent dans lelitméme du fleuve, depuis Com-* bleux (6 kilomètres eu amont d'Orléans) jusqu'au confluent
340 ROLE DES CiYERNES.
du Loiret et au delà. Enfinon retrouve également des affleurements de ce calcaire lacustre dans presque toute rétendue du lit du Loiret. La présence de ces mêmes couches a été, comme on doit s'y attendre, constatée dans le Val d'Orléans. Les sondages ont appris de plus qu'il y existe de nombreuses fissures et mêmes des cavernes.
Voici quelques détails sur la manière dont s'effectuent les pertes et les rentrées d'eau.
Là où les couches fissurées affleurent, au fond même du lit, les choses s'expliquent d'elles-mêmes. Rien de plus simple aussi partout où les Assures sont directement en contact avec les sables et graviers. Mais le plus souvent, les sables et les graviers sont séparés des couches fissurées par des dépôts argileux ou argilo-sablonneux, et la communication n'est alors possible que sur les points accidentels où ce toit imperméable a disparu.
Il est probable d'ailleurs que ces cheminées de communication correspondent plutôt à des cavités ou cavernes qu'à de simples fissures ; car il ne se passe guère d'année où Ton n'ait à signaler dans le lit de la Loire des effondrements partiels, qui donnent lieu soit à des pertes, soit à des rentrées d'eau, suivant la région dans laquelle ils se produisent, et ils se présentent presque toujours sous la forme d'entonnoirs circulaires ou cônes renversés, à talus réguliers, par le fond desquels le terrain meuble de la surface disparait presque instantanément; or la rapidité de cette disparition serait incompréhensible s'il n'existait pas dans le calcaire sousjacent des cavités dans lesquelles tout le déblai d'éboulement s'est facilement logé. Les gouffres qui s'ouvrent ainsi en Loire restent béants pendant quelques jours; mais les sables roulés par le fleuve finissent par les combler et en effacer la trace.
11 faut sans doute attribuer ces effondrements, moins à
Faction du courant de la Loire qu'à celle des courants souterrains, minant à la longue la couche imperméable qui les isolait de l'extérieur. En effet, des faits du même genre se sont produits et se produisent encore dans le Val d'Orléans, et par conséquent en dehors de la Loire, par exemple en 1846, lors de la construction du chemin de fer de Vierzon.' Les entonnoirs d'ancienne date, aujourd'hui plus ou moins comblés, qui sont si multipliés sur le territoire des communes de Saint-Denis en Val et de Saint-Jean le Blanc, n'ont pas une autre origine.
C'est à cette catégorie de sources qu'appartient la rentrée d'eau connue sous le nom de source du Loiret, mais qui n'est en réalité que la première en amont des sources de ce cours d'eau. Cette source bouillonne d'une façon très marquée lorsque les eaux sont basses, circonstance qui lui a valu depuis longtemps une grande notoriété (fig. 149).
C'est également à cette catégorie qu'appartient le petit gouffre (S^jSO de diamètre seulement) de rentrée d'eau qui s'est ouvert dans la Loire, pendant les gelées du mois de décembre 1871, à mi-distance entre les deux ponts d'Orléans et tout près de la rive gauche (fig. 150). Il avait 12 mèlres de profondeur, et dans les premiers jours le fleuve était assez bas pour que la rentrée d'eau se fit avec un bouillonnement sensible ; la transparence de la source permettait d'apercevoir très distinctement les roches calcaires du fond, ainsi que des couches d'argile verte, à 8 mètres de profondeur.
Ce gouffre, qui a subsisté pendant toute la durée de la gelée, a été comblé par la première petite crue qui est survenue ; il n'est donc plus visible. Il en existe certainement à peu de distance d'autres, qui sont également masqués par les sables; car lors des froids exceptionnels du mois de décembre 1880, non seulement cette région de la rive gauche de la Loire est restée constamment libre de glaces, mais de
plus elle était couverte d'abondantes vapeurs, indice évident
de la température relativement élevée et par conséquent, de la provenance souterraine de ses eaux.
Ardennem siffiir-i*Abbaje*. — A Signy-FAbbaye une raanignilique source, le Gibergeon, fournit au moins 400 litres d'eau par seconde (autant que les sources de la Vanne) et fait mouvoir toute une grande filature. Cette source sort du calcaire oolithique, à proximité de gouffres qui traversent
Fig. ISO. —Coupe d'un petit g^ourrrc observé en Loire, à Orléans, en décembre 1871, à travers des couches de calcaire siliceux, de sable et d'argile. Ëchelle ^. D'après H. Sainjon.
la même roche et qui absorbent les eaux pluviales. Le calcaire oolithique qui affleure dans le bas-fonds de Signy, est recouvert sur les plateaux environnants par l'argile oxfordienne. On rencontre souvent sur ces plateaux des entonnoirs d'un plus ou moins grand diamètre.
Belf^qne t enTlrons de Dinaat) BlejberK-ès-Hoiitseii. — ~ AuX eU-
virons de Dinant', à Bleyberg-ès-Montzen, il arrive, comme il est fréquent dans toutes les régions calcaires, que le sol s'enfonce sur de petits espaces, et qu'il s'y forme des puits ou entonnoirs naturels qui portent dans le pays le nom à^aiguigeois.
' Veugy, Géologie des Ardennet, Atiociation française, 1880. ^ Voir pour plus de détails V Explication de la carte de Dînant de H. Dupont, Bruielles 1883.
34 i ROLE DES CAVERNES.
Ces accidents sont dus à Texistence de longues cavernes, dans lesquelles circulent des cours d'eau souterrains, tels entre autres que la Lesse, qui s'engouffre dans la grotte de Han et y suit un cours souterrain de plus de HOO mètres.
L'exploitation du filon de plomb de Bleyberg-ès-Montzen, près Moresnet, met en évidence de très fortes infiltrations d'eau, exceptionnellement considérables, contre lesquelles la lutte est très dispendieuse. La venue d'eau dans les mines s'est élevée, d'après un rapport de 1878*, à 53 mètres cubes par minute, et elle a atteint parfois le chiffre de 45 mètres cubes, après de grandes pluies et des fontes de neiges. La quantité annuelle d'eau épuisée d'une profondeur de 182 mètres représente 18 millions de mètres cubes. La dépense d'épuisement obtenu avec une machine de 500 chevaux s'est élevée, en 1878, à 500000 francs*. En 1879 elles s'accrurent au point de ne pouvoir être combattues, et noyèrent une partie de la mine. L'exploitation, qui était arrivée à la profondeur de 180 mètres, dût être abandonnée, mais elle a pu être reprise.
Les calcaires et les dolomies sont traversés par la rivière la Gueule, dont le cours moyen est parallèle à une fracture, et par des affluents qui suivent les lignes de jonction des terrains ou des dépressions provenant d'arrachements latéraux à la déchirure principale. Les eaux de pluie, ainsi que celles des rivières, passant sur des roches brisées et des terrains perméables, se perdaient en partie ou en totalité et augmentaient considérablement les quantités à épuiser.
On a dû rendre imperméable le lit de tous ces cours d'eau. La rivière la Gueule à été canalisée, sur une longueur de
*■ Industrie minérale belge , page 263.
* Dcvaux. Annales des Mines de Belgique, {. XXI.
4000 mètres, avec une section transversale de 25 mètres carrés. Des affluents ont été l'objet du même travail, sur une longueur totale de plus de 12 000 mètres. On a rendu imperméables les lits de ces cours d'eau, par des revêtements en argile protégés par des perrés en pierres calcaires.
Le détournement provisoire de la rivière fit découvrir, dans le calcaire de l'ancien lit, de véritables agolinasj c'est-à-dire d'énormes crevasses autrefois remplies de sables et d'argiles bigarrées, se dirigeant normalement au cours de l'eau et dont quelques-unes présentaient des dimensions assez fortes pour permettre aux hommes d'y pénétrer jusqu'à une dizaine de mètres de profondeur.
8alBa« I CaatoA de IVeachAtelf environs de Kanderstey • — La
fréquence des cavernes dans les couches calcaires du massif du Jura, sur une épaisseur de plus de 500 mètres, contribue pour beaucoup au caractère vauclusien que présentent beaucoup de sources de cette région : telles que celles de l'Areuse, de l'Orbe, de la Loue, de la Serrières.
Comme exemple, nous choisirons le canton de Neuchàtel, qui a été l'objet de travaux approfondis de la part de M. le docteur Jaccard, à l'obligeance duquel nous sommes redevables de communications manuscrites.
Deux grandes sources, celle de l'Areuse (ou la Reuse) à Sainl-Sulpice (altitude 780 mètres) et celle de la Noiraigue fournissent à elles seules la plus grande partie de l'eau qui s'écoule par le Champ du Moulin et les Gorges vers le lac de Neuchàtel (fig. 151). En outre, un grand nombre de sources, dont beaucoup sont considérables, jaillissent dans la vallée. L'Areuse coule sur la nappe phréatique du Val-de-Travers, dont elle éprouve plus ou moins les fluctuations. Les quatre cinquièmes du bassin, sont constitués par le calcaire jurassique, essentiellement caverneux, dans lequel l'eau pénètre
nOLE DKS C.VVF.IÎ\F.S.
avec une grande rapidité. Elle y circule et en ressort non moins rapidement, puisqu'on a vu le débit de l'Areuse qui était à Tétiage, de 1 mètre cube par seconde, s'élever, dans l'espace de trente-six heures, à 100 mètres cubes, à la suite de pluies abondantes dans les vallées supérieures.
Toutefois, un certain nombre de sources échappent à ces fluctuations et sont même remarquables pour l'invariabilité de leur débit.
L'Areuse reçoit du bassin des Granges de Sainte-Croix un contingent tout aussi capricieux dans son débit; car on l'a vu s'élever, à son passage à Buttes, à 10 mètres cubes par seconde, tandis qu'en certaines saisons, l'eau disparaît dans les graviers et se mêle à la nappe phréatique du Val-de-Travers. De même à Métiers et à Gouvet s'ouvrent des gorges profondes par lesquelles débouchent, de temps en temps, des torrents furieux, dont le lit est a sec pendant la plus grande partie de Tannée.
La vallée des Ponts', situé à environ 1000 mètres d'altitude, est un vrai type de haute vallée jurassique à fond tourbeux, mais sans rivière qui s'en échappe. Bien différente des vallées plus basses, du Val-de-Travers où serpente l'Areuse, du Val-de-Ruz où coule le Seyon, elle ressemble aux vallées plus élevées de la Brévine et de la Ghaux- de-Fonds. Les eaux, ne pouvant s'échapper de ces dépressions sans issues, se rassemblent sur les couches calcaires horizontales qui forment le fond de la cuvette ; une couche d'argile, par son imperméabilité, détermine un vaste marais qui envahit la vallée tout entière et la transforme en tourbière : la tourbe atteint en général une épaisseur de 6 mètres.
Mais l'écoulement des eaux, impossible au fond de la
* D$spr. A^ Emposieux de la vallée d^ê Ponts ^ p. 38,
ROLE DKS CAVERNES.
vallée, est possible sur les bords. Là des couches calcaires se sont brisées, de telle sorte que les eaus, en atteignant ce niveau, trouvent des issues. Ces issues sont les empotieux (fig. 152), vastes entonnoirs où les eaux pluviales se préci-
Fig. IBl — Coupe hjpollictiqUB inonlnjiil cuniinciit les empoiieux de la ïilke dei Ponli piniueut donner naïasuce lu ruisseau de Ja Nairaigue (canton de Keuehllel) ; Ka, cakaira ailartien; Ip, calcaire pléiocaheui Kt, calcaire urgulieu; P, purbockieni C, néocomieni t, loorbièrei. D'aprii Detor.
pitent et où se perdent quelques petits cours d'eau alimentés par les faibles sources des pentes voisines. Les emposïeux sont rarement isolés; ils forment des groupes, fréquemment alignés suivant les failles qui traversent le pays. Leur grandeur est inégale : quelques-uns n'ont que 20 mètres de diamètre; d'autres, non loin du village des Ponts, ont jusqu'à
100 mètres à leur ouverture supérieure. La forme est celle d'un entonnoir ou d'un cône renversé des plus réguliers. Au fond, on distingue, au milieu des hautes herbes et des plantes aquatiques, dont l'ombre et l'humidité favorisent la végétation, l'orifice par lequel l'eau peut s'écouler. Le groupe de Combe-Yarin, à l'extrémité orientale de la vallée des Ponts, en fournit un exemple remarquable.
Voici les principales sources du bassin de l'Areuse reconnues jusqu'à ce jour : Rive gauche : source de l'Areuse (la Doux); Saint-Sulpice; la Sourde; Couvet; Grand-Fontaine; laNoiraigue; Brot; Rochefort. — Rive droite : sources duPont-de-l'Areuse; des Rayes; la Raisse de Fleurier; sources du Pré-Marceau; de Motiers; du Champ-du-Moulin ; de Combe Garot ; de Frément.
Le Doubs, dont la source est près de Mouthe, à la cote de 037 mètres, est grossi à 200 mètres plus bas et se transforme en un lac profond et tranquille : le lac de Chaillexon. Pendant les basses eaux de 1870, M. Jaccard a vu le fond de ce lac donner issue à une rivière distincte, allant mêler ses eaux à celles du courant principal, à une trentaine de mètres de la source.
Le fond de la vallée est plus plat. Les emposieux correspondent par conséquent au point où les couches cessent d'être horizontales pour s'incliner ; en d'autres termes, où les roches calcaires du sous-sol se sont brisées. Les eaux arrivent ainsi au travers des calcaires portlandiens, sur la première couche imperméable qui vient affleurer dans la combe de Noiraigue, au pied de l'escarpement des Blanches- Roches, de 300 mètres de hauteur, ce II existe donc, dit M. Desor, une liaison intime entre les marais et les grandes et belles sources de notre Jura. Sans les marais de nos hautes vallées, nos rivières seraient à sec en été et deviendraient des torrents dévastateurs dans la saison des pluies. »
L'eau qui s'engouffre dans les emposieux de la vallée des Ponts va reparaître dans la vallée de l'Areuse, à une altitude moindre de 274 mètres, pour former la source de la Noiraigue, près du* village auquel elle a donné son nom. Le trajet qu'elle parcourt n'étant pas très long, elle n'a pas le temps de s'épurer complètement; elle conserve encore en partie sa nuance primitive en reparaissant au pied des rochers de la Clusette : c'est pourquoi elle s'appelle noire aiguë ou noire eau.
Déjà Saussure a appelé l'attention sur l'Orbe, qui, au sortir du petit lac de Joux, se perd dans des rochers calcaires^ au pied d'un escarpement de même nature.
Non loin de KanderslegS le lac de Daube, à plus de 2000 mètres au-dessus de la mer, n'a pas d'écoulement visible, quoiqu'il soit alimenté par le torrent du glacier du Laemmercn.Maisà400 mètres plus bas et à environ 3 kilomètres sur la Spitalmatt, entre Kandensteg et la Gemmi, il existe plus de cinquante sources qui très probablement résultent d'une infiltration du lac à travers les calcaires très fendillés de la Gemmi.
Œseï*. — Dans la Baltique, le calcaire et les dolomies en couches horizontales qui constituent Tile d'Œsel contiennent beaucoup de cavités, à travers lesquelles les ruisseaux prennent un cours souterrain, qui pour l'un d'eux est de 4 kilomètres.
Anfficteri'e. — Prcsquc toutcs Ics cavcrncs de l'Angleterre, à part quelques-unes du Devonshire et du Somersetshire, sont dans le calcaire carbonifère, et donnent lieu souvent à
* Ischer. Feuille géologique, n* XIII.
* Eicliwatd. Sociélé impériale de 3!oicou, T. 27, p. 78.
(les pertes et à des apparitions subites de ruisseaux et de cours d'eau. Celles de Ingleborough et de Castleton, dans les environs de Bristol, s'ouvrent dans des gorges étroites où sont engloutis beaucoup de ruisseaux {swallow haies). C'est ainsi que dans le sud du pays de Galles, le ruisseau le Lwchwr jaillit tout à coup.
Irlande*. — Eu Irlande, le calcaire carbonifère a une épaisseurde 800 à 1000 mètres ; sa portion moyenne contientgénéralement des lits d'argile schisteuse et n'est pas très aquifère; mais les portions supérieure et inférieure, qui consistent en calcaire pur avec des lits accidentels de silex, sont fortement pénétrées par les eaux. Des cavernes et des canaux souterrains, à travers lesquels elles circulent, se sont produits dans diverses parties du pays, particulièrement dans les comtés de Clare, de Limerick, de Gallway, de Sligo, de Fermanagh et de Donegal.
L'une des plus remarquables peut-être de ces rivières souterraines est celle qui transporte les eaux de Lough- Mask à Lough-Corrib, dans le comté de Gallway. Lough-Mask est un lac considérable, ayant 16 kilomètres de longueur du nord au sud, qui reçoit de nombreux cours d'eau, tant du district montagneux de Touest que du pays plat qui le borde à Test. Toutes les eaux ainsi réunies passent par un canal souterrain sinueux, d'environ 4 kilomètres de longueur, et aboutissent à la tète de Lough-Corrib, où elles jaillissent en une série de magnifiques sources, à la base des escarpements de calcaire et au village de Cong.
Dans les comtés de Sligo et de Fermanagh, où le calcaire carbonifère occupe des plateaux élevés, il y a beaucoup d'exemples intéressants de rivières souterraines, dont quel-
* D'oprésune communication roonuscrite de 11. Ed; HulL
ques-unes cependant ne donnent de Teau qu'après de fortes pluies.
Comme exemple de ces rivières souterraines, celle qui jaillit auMarble-Arch, près Florence-Court, est d'un intérêt spécial (fig. 155). L'étage du calcaire supérieur forme une terrasse, limitée par un escarpement à pic regardant l'est, dont la base est constituée par les lits schisteux du groupe moyen. Au-dessus de ce plateau s'élève une colline formée de millstone-grit et des couches de Yoredale atteignant, à Cuilcagh, une altitude de 650 mètres. Les cours d'eau qui
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Fig. 153. — Section par Cuelcagh, comté de Férmanagli, montrant la disposition d'un courant souterrain à travers le calcaire carbonirère supérieur, qui alimente, entre autres sources considérables, celle qui jaillit en S, au pied de l'escarpement du Marble Arch. C,, calcaire carbonifère moyen; C,, calcaire carbonifère supérieur; G|, grès et argile de Yoredale; A,» schist de Yoredale; G,, roillstonesgritt; 0, orifice supérieur du conduit souterrain. — D'après la très obligeante communication de H. Edward Uall.
descendent les pentes de cette petite chaîne de collines coulent jusqu'au plateau de calcaire, où ils disparaissent dans des cavités étroites. Alors elles courent souterrainement, jusqu'à ce qu'elles jaillissent à la base du calcaire supérieur, comme on le voit, par exemple, au Marble Arch. Après une pluie violente, quand tous ces canaux souterrains sont pleins d'eau, la ligne de sources se précipitant le long de l'escarpement au-dessus de la rive méridionale du Lough-Erne, présente un spectacle remarquable.
D'après M. Kinahan S les cavernes du calcaire carbonifère supérieur, outre les rivières souterraines qui les traversent, sont en rapport, à la surface du sol, avec beaucoup de
* Geology of Ireland, p. 325.
petits lacs sans issue apparente, appelés blind lakes ou du nom celtique turloughs^ qui sont pleins d'eau en hiver et secs en été.
Les sluggasy non moins caractéristiques, sont associés aux turloughs et aux rivières souterraines, et ils résultent de Teffondrement de portions de rochers, dans les cavités sousjacentes où coulent ces rivières. On peut ainsi quelquefois en suivre le cours. Les sluggas sont dispersés irrégulièrement sur une étendue considérable, de manière à faire supposer que le sous-sol est traversé par de nombreux cours d'eau souterrains. Quelques-uns sont des trous abrupts très profonds; d'autres sont de faibles dépressions, et quand l'eau, durant les averses, coule dans ces dernières, elle déborde dans les terres voisines formant des turloughs, qui deviennent des pâturages pendant Tété. Un slugga est ordinairement circulaire et a des parois verticales.
Dans la vaste région calcaire située entre l'embouchure du Shannon et la baie de Killala, les rivières et les cours d'eau sont plus ou moins souterrains, et les meilleurs exemples se voient aux environs de Gort. La rivière Beagh sort du Loch-Coster. Après avoir eu, sur 5 kilomètres, un cours à découvert, elle s'engouffre dans le calcaire sous un bourrelet de cailloux ; mais sa course peut être reconnue, grâce à ses sluggas, qui ont reçu différents noms, entre autres ceux de Devil's punch bowl, Black weir, etc., jusqu'à la caverne de Polduagh, d'où il revient de nouveau à la surface. C'est alors, sur environ 4 kilomètres et demi, une rivière à ciel ouvert; puis il s'engouffre de nouveau au sud-est de Killarten, reparait au jour à l'ouest du village, pour se perdre et apparaître plusieurs fois, jusqu'à ce qu'enfin il trouve une voie dans le Coole-Lough, qui s'écoule à la mer par un canal souterrain. Il serait facile de citer, dans la même région, d'autres faits du même genre.
Ui ROLE DES CAVERNES.
Espafiie^ — Dans la région de la Sierra de Cazorla (provence de Jaen) où prennent naissance le. Guadalquivir et la Segura, on observe au pied d'un escarpement, dé calcaire caverneux, une très volumineuse source jaillissante. Elle s'élèverait, d'après une mesure prise le. 15 août 1881, à 10 mètres de hauteur verticale, et Ton assure qu'à la suite d'hivers pluvieux, ses dimensions sont encore plus considérables. L'origine de cette source parait se rattacher aux puits absorbants qui, sur plusieurs kilomètres, s'éche-r lonnent le long de la route par laquelle on pénètre dans la vallée de la Segura.
Le cours souterrain du Guadiana, dans la province de la Manche, est classique.
' itaUe*. —r Les Apennins, de même que la plupart des pays calcaires, absorbent facilement les eaux et, par suite, don* nent lieu à des sources très volumineuses qui sortent ça et là au fond des vallées et forment l'origine de cours d'eau. Dans l'intérieur de ces grands massifs, il s'établit des courants souterrains en sens divers, dont la direction corres^ pond souvent à celle des eaux coulant à la surface.
L'eau Marcia% conduite la première fois à Rome par le préteur Quintus Marcius, en l'an 608 avant Jésus-Christ, est encorç de la première importance pour la Rome moderne. Ses sources dites Serene se trouvent sur la gauche de l'Aniene supérieur, à 20 kilomètres au-dessus de Tivoli et à un niveau de 320 mètres au-dessus du niveau de la mer ;
> D'après une communication manuscrite de It. de Madrid d'Avila. * D'après une communication manuscrite que je dois à l'obligeance de H. Giordano< ' Une société, un peu avant 1870, avait entrepris de ramener ces eaut i Rome^ L'aqueduc en maçonnerie jusque auprès de Tivoli peut débiter 100,000 mètres cube$ par vingt-quatre heures. De Tivoli, à 186 mètres au-dessus de la mer, un siphon dé 26 kilomètres et demi apporte l'eau k Rome, sur la place de la stationi k la cote dd 60 mètres, mais avec une force ascensionnelle de 80 mètres. De là elle est distribuée, sans pression, aux différentes parties de la ville.
INFLUENCE SUR LE RÉGIME DES EAIX. 5oa
jaillissant en abondance des flancs calcaires de la vallée, elles peuvent être considérées comme le drainage d'une partie de la chaîne de l'Apennin.
Les montagnes calcaires de la Sabine, généralement de calcaire jurassique et crétacé, sont également remarquables par leur perméabilité, et les grandes sources plus ou moins constantes qu'elles produisent dans les vallées alimentent les rivières du Yelino et de la Neva, principaux affluents du Tibre. Aussi ce fleuve, quoique peu considérable en luîmémc, jouit d'un caractère de fixité dans son débit, dont le minimum en été n'est guère au-dessous de 170 mètres cubes par seconde. Le Yelino est formé lui-môme par les grandes sources sortant des flancs calcaires des montagnes d'Antvodoco et autres de la Sabine et atteignant quelquefois un débit total de 50 mètres cubes par seconde. Cette masse d'eau tombe tout à coup dans la Neva, un peu audessus de Terni, et forme la cascade dite délie Marmore, à cause des nombreuses incrustations qu'elle forme (fig. 154). Cette cascade magnifique, de 160 mètres de hauteur totale, se fait d'abord à pic, puis en un vaste éventail; elle représente une force motrice de 50,000 chevaux. De plus, la Neva, très rapide sur plusieurs kilomètres, en pourrait donner encore au moins autant.
Les montagnes de Tivoli, également calcaires, produisent par leur drainage l'Aniene (Anis) ou Teverone, confluent du Tibre a l'entrée même de Rome. Son débit est souvent de 40 à 50 mètres cubes, et au minimum de 15 mètres cubes par seconde. En débouchant des montagnes de Tivoli vers la plaine, cette rivière tombe du niveau de Tivoli même, qui est à 200 mètres, jusqu'à celui de la plaine sous-jacente qui est de 60 au plus, en formant les fameuses carcaterelles et les cascatelles (fig. 155).
r ;0n peut encore mentionner, aux environs de Rome, les
ROLE DES UVERNES.
grandes sources qui sortent du pied occidental de la chaîne
Par la même théorie, Fresnel explique Tinfluence du poli. Si la surface présente des aspérités et des cavités comparables en élévation à une ou plusieurs longueurs d'ondes, les mouvements oscillatoires, excités à la surface des aspérités.par Tonde incidente, peuvent ne plus être concordants, dans la direction de la réflexion régulière, avec ceux qui sont excités dans les profondeui^ des cavités voisines ; la concordance n*est qu'accidentelle, elle a tout aussi bien lieu en dehors du rayon régulièrement réfléchi. Si les aspérités sont en très-grand nombre, irrégulièrement distribuées et inégales dans leur hauteur, la diffusion de la lumière se fait dans tous les sens. Nous le voyons lorsque la lumière frappe une surface dépolie. Hais dans ce cas, on voit également que si le rayon incident, d'abord normal, est incliné de plus en plus, la réflexion régulière a lieu sous une inclinaison déterminée. La lumière parait rouge lorsque le phénomène de la réflexion géométrique commence à s'apercevoir : ce qui montre que les rayons dont la longueur d'onde est la plus grande, suivent les premiers, la loi ordinaire. Ce fait s'explique par cela seul que les rayons incidents pénètrent de moins en moins jusqu'aux profondeurs des cavités à mesure que l'inclinaison est plus grande : ils en sont empêchés par les monticules avoisinants. La réflexion devient régulière, parce que la surface est comme changée en un miroir de mieux en mieux poli.
1729. Imperfection néeeasaire de« mlrolm. — La théorie de la
réflexion a conduit enOn à une connaissance plus parfaite de l'effet des miroirs employés dans la construction des instruments d'optique ; elle établit une limite de leur puissance, qui est bien au-dessous de celle que l'optique géométrique leur attribuait. Un miroir sphérique concave, quelque parfait qu'il soit, donne et doit donner pour image d'un point lumineux un petit cercle lumineux, bordé d'anneaux alternativement brillants et obscurs. Deux points lumineux voisins ont donc leurs images qui empiètent l'une sur Tautre : il se fait une confusion qu'au-^ cun appareil ne pourra détruire, qui résistera à toutes les amplifications de l'image, et empochera l'observateur d'aller jusqu'aux derniers détails de l'objet.
Contentons-nous de montrer ce fait pour les miroirs les plus parfaits, les miroirs paraboliques dont la construction, comme nous lavons dit (g 1612), est due à Foucault.
Un point lumineux se trouve extrêmement éloigné : il est le (!entrc d'une onde sphérique PP' (fig. 839), qui peut être considérée comme plane, et qui tombe sur un miroir parabolique dont l'axe est dirigé
