CHAPITRE VI

Au lieu d'être amenées au jour par l'action de la gravité, comme dans les exemples qui nous ont occupés précédemment, les eaux souterraines sont parfois poussées par la tension de gaz.

Ce rôle est ordinairement dévolu à l'acide carbonique, si abondant dans les régions profondes; parfois aussi, dans les terrains pétrolifères, c'est l'hydrogène protocarboné, pouvant être accompagné d'autres carbures d'hydrogène, qui sert de moteur. Celui-ci est plus rarement l'azote.

§ 1. EAUX POUSSÉES PAR l'aCIDE CAnBONIQUE.

fkmteffe de Hoairond, Loire. — Un forage CXéCUté à Mont-

rond, canton de Saint-Galmier, pour la recherche du terrain houiller, a présenté des phénomènes intéressants, au point de vue des eaux souterraines, et surtout des mou-

126 ei

vements que peuvent leur faire subir les gaz qui y sont associés.

Après les sables tertiaires supérieurs du Forez, la sonde a traversé, sur 40 ou 50 mètres, des marnes blanches ou vertes de l'étage miocène inférieur; puis, des argiles verdâtres alternant avec des bancs arénacés, qui ont été assimilés au terrain permien, mais que M. Gruner considère comme analogues aux schistes ardoisiers anciens des environs de Saint- Galmier.

Ce sondage, d'après les nombreux documents que je dois à l'obligeance de M. F. Laur, a rencontré trois nappes principales : 1" à 25 mètres une eau douce jaillissante; S** à 180 mètres dans des sables verts, une eau thermale minéralisée avec un peu d'acide carbonique ; 3* à 502 mètres une eau thermale également minéralisée et très chargée d'acide carbonique, dont la proportion augmente avec la profondeur. Des tubages ont été introduits successivement les uns dans les autres, pour maintenir les parois (fig..l63); leur diamètre, et leur profondeur sont indiqués par les chiffres suivants : 1*" de 0",410 prenant pied à 23 mètres; 2Me 0"*,560, id. à 100 mètres; 3" de 0'",310 id. à 225 mètres; i' de 0",260 id. à 419 mètres; 5" de 0",210 id. à 473 mètres. Ce dernier aboutit à une dernière nappe, très chargée d'acide carbonique, qu'amène au jour un tube central d'un diamètre de 0",125.

Cette abondance diacide carbonique rappelle les eaux

*ia-7o

100 Mètres .

Fig. 163. — Coupe du sondage do Montrond. — D'après H. F. Laur.

bicarbonatées sodiques de Saint-Galmier et de Montbrison, qui sont en rapport avec des masses basaltiques^

L'écoulement normal a toujours eu lieu dans Tespace annulaire laissé par le tubage de plus grand diamètre et de plus bas niveau. Ainsi avant que la source de 23 mètres fût bétonnée, l'eau coulait entre la colonne de 0",410 et celle de 0'",360. Dans la colonne centrale de 0",210 le niveau d'eau était toujours un peu plus bas que dans les espaces annulaires. L'eau se rapprochait toujours des parois et sortait par le point le plus bas.

Normalement les sources réunies de 180 et de 502 mètres, et dans les conditions d'émergence qu'on leur a faites, débitaient 576 mètres cubes d'eau par vingt-quatre heures.

Le 25 septembre 1881, on était arrivé à la profondeur de 475 mètres, quand il se produisit une première éruption qui fut suivie d'autres, dans les circonstances suivantes (fig. 164).

L'espace annulaire de la colonne de O'^yOÔO donna alors un débit inusité, qui projeta à 2 mètres de hauteur des gerbes d'une eau écumeuse. Cette éruption ann^airôj qui avait passé par un maximum, diminua et cessa presque totalement. L'eau s'abaissa; les espaces annulaires et la colonne centrale de 0'",210 fortement agitée faisaient entendre un grand bruit, occasionné par un très fort dégagement gazeux. Peu d'instants après, le liquide s'éleva dans cette colonne centrale, avec une vitesse de 0",05 par seconde environ, déborda assez tranquillement au-dessous de ce tuyau central; puis, après 10 ou 12 secondes^ s'élança en deux ou trois saccades ou pulsations, sous forme d'une gerbe qui atteignait 55 mètres de hauteur. Le jaillissement restait à cette hauteur pendant 5 minutes, puis commençait à décroître : au bout de 20 minutes environ l'éruption centrale était terminée et il régnait un calme apparent ; le

BiBX POUSSÉES PAR L'ACIDE CAKBONlQbE.

e de Houtrond. Fin du JiilliMeraent annula Iro at début du jtillincmant t cenlnlG ajiDt )h,tl do diiDiélrs ; J jailliiscnient annuliira i it Ba; utnll HDdébul.LapholugrjphieaiiiscriL toi dilTérantos saccade* S. S, S. S jet b, qui commencB i dvvuair rectiliDoe. -- D'après K. F. laur.

372 EAUX POUSSÉES PAR LES GAZ œMPRIMÉS.

débit des sources, presque annulé, ne commençait à redevenir notable qu*au bout de cinq minutes.

Ce phénomène s*est reproduit plusieurs fois; puis il a cessé, pour reprendre à la profondeur de 497 mètres, dans une autre couche de sable quartzeux, toujours avec la même durée de 20 minutes pour Téruption centrale.

Ainsi, on voyait se succéder : 1* une éruption annulaire; 2* après cessation de ce débit annulaire, une éruption centrale pendant 20 minutes; 5° après un repos extérieur de 5 à 10 minutes, reprise du débit annulaire normal.

La photographie a été prise à la fm du jaillissement annulaire et au début du jaillissement central.

La figure 165, prise en février 1883, représente le jaillissement depuis le captage, qui a lieu non plus par le tube de 0",210, mais par le tube de 0"",125 allant jusqu'au fond. Il n'y a donc plus de jaillissement annulaire, les autres nappes ayant été obturées. La cheminée en bois par laquelle il s'échappe en 0, avait un mètre carré. On voit par les ruissellements d'eau e, e, quel volume était débité, et par la verticalité, quelle puissance avait le jet. De gros morceaux de planche étaient lancées bien plus haut que l'eau, jusqu'à 50 ou 60 mètres de hauteur.

Lors des grandes éruptions, deux jets se succédaient à 10 minutes d'intervalle : le premier durait 15 minutes et le second 20 minutes. C'étaient deux éruptions jumelles. Dans ce cas, beaucoup de sable vert était rejeté sur le sol.

Le mécanisme des éruptions et des intermittences de Montrond a pu être produit et dirigé expérimentalement par divers procédés, dont les résultats ont été notés par M. Laur; mais leur exposition nous entraînerait trop loin.

Les baisses barométriques paraissent avoir une influence sur ces jaillissements ^

* Comptes retidus, t. XGVI, p. 142G, 1885.

EACX POUSSÉES PAR L'ACIDE URBONIQUE. 57S

L'acide carbonique en se séparant, lorsque la colonne

approche de In surface, sous forme de linlles, du liquide

374 EACX POUSSÉES PAR LEïi GAZ œMPRIMËS.

dans lequel il était dissous, le rend plus léger : dès lors la

Fig. 166. — Coupe Iransnorsile 1 travers lei apnideb satés de Niulieim. C, gré» i spirlfor; Sch. Khbte à orlbocèrM ; f. congLoniéraL tnttnà pir l'eau salif^re ; C. calaira à stringocephil«. Tt Icmin tertiaire déposé im>gali6rïraenl sur les inéxilUia dei couchei déianicuiie». Les traits torts oiprimenl lea eaui aalées jailli su nies, soit les plans de contait de» irbisles et des calcaires; soit en ramincalions dans les dilpAts tertiaires nuperposés; soit enlln suivant les forages. Le jaillitsement le ptus élevË au-de<sus du sol est la source Fri«drichwilbelni, D'iprétH. Ludwig.

pression exercée sur la colonne inférieure devenant moindre, celle-ci abandonne elle-même son acide carbonique.

Quant aux intermittences et à la succession de l'éruption centrale à l'éruption annulaire, elle peut se concevoir par l'existence de vides intérieurs formant réservoir.

Naobeiiii, ¥é(éravie (aneien dnché de HcMe-CaMel^). LcS

eaux gazeuses et salées de Nauheim jaillissent abondamment de couches dévoniennes redressées à 72*" sur l'horizon (fig. 166), entre les schistes à orthocères et le calcaire à stringocéphales qui lui est superposé. Des dépôts tertiaires recouvrent, sur 20 mètres et davantage, ces couches anciennes.

Divers vestiges annoncent que ces eaux salées ont été exploitées à une antiquité très reculée, bien avant les Romains et les Germains. Plus tard, le désir d'avoir des eaux plus salées a fait entreprendre des puits dont la profondeur varie de 5 à 20 mètres, et qui tous ont donné beaucoup d'acide carbonique.

A partir de 1816, on a exécuté une série de sondages, dont plusieurs, les n"* 5, 7 et 8 ont donné des eaux jaillissantes, de véritables sprudels. L'un, partant de la profondeur de 159 mètres, a jailli violemment dans la nuit du 21 au 22 décembre 1846 (fig. 167). Celui de la source Friedrich Wilhem s'élève à 12 ou 14 mètres.

L'ascension de l'eau salée est déterminée par le dégagement de l'acide carbonique que, sous la simple pression atmosphérique, elle renferme à peu près à égal volume. Le mécanisme de l'ascension si rapide de l'eau paraît être conforme à celui qui vient d'être mentionné pour Montrond et rend compte également de l'influence de la pression barométrique sur le dégagement.

Ajoutons qu'il s'exhale du Taunus et de la Véteravie une

* Ludwig. Section Friedberg^ geologiêh bearhvitety 1655.

376 EUiX POUSSEES PAR LES GU OOHPRIHÉS.

quantité énorme d'acide carbonique, non seulemeni dans les

nombreuses eaux gazeuses qu'on y connaît, mais aussi à sec, dans le voisinage des sources.

Neuemihr S ProMe rhénaM. — Les Hches exhalaisons de gaz de la vallée de l'Âhr, au pied de la montagne basaltique dite Neuenahr, ont engagé, depuis 1855, à y faire des forages. On était, pour Tun d'eux, à la profondeur de 90 mètres, lorsque» le 3 octobre 1860, à 9 heures du matin, il y eut une violente éruption d'eau qui projeta hors du puits, du sable, ainsi que des morceaux de grauwacke et de quartz de la grosseur d'une noisette. Le phénomène dura une heure, puis cessa subitement. A 11 heures, il y eut une nouvelle éruption semblable, et depuis lors, elles se sont reproduites avec une durée de 1 heure et demie à 2 heures et des intervalles de repos de 2 à 3 heures. On a adapté un robinet au tubage, afin d'utiliser l'acide carbonique.

KiMiiiffen, Bavière'. — Dcmêmequc daus bcaucoup d'autres localités, la présence de sources salées naturelles a conduit à faire des sondages ù Kissingen pour la recherche du sel gemme. Le trias, c'est-à-dire le grès bigarré, le muschelkalk et le keuper, constituent cette partie de la Basse-Franconie, et vers le nord de Kissingen surgissent les puissantes éruptions basaltiques du Rhôngebirge. Le sondage le plus profond, après avoir atteint le zechstein {Platten dolomit) à495 mètres et le sel gemme à 507 mètres, a pénétré jusqu'à 584",22 dans l'anhydrite. A 490 mètres, c'est-à-dire à 5 mètres au-dessus de la plattendolomit, jaillit en abondance l'acide carbonique, accompagnant l'eau salée. Ce puits dit Schônbornsprudel fournit environ par minute 2000 à 6000 litres de gaz associé à 300 ou 600 litres d'eau salée ^

ratenio, sicUc. — Bien que la plupart des volcans de boue

*' Nœggerath. Jahrbuch fur Mitieralogie^ 1862.

s Sandberger, Jahrhuchfûr Minéralogie, 1870, t. XXXYIII, p. 642.

^ D' Bayerlein. Bad Kiningen^ 1884.

OU salses soient caractérisés, comme on le verra au paragraphe suivant, par un dégagement d'hydrogène carboné, il en est quelques-uns dans lesquels c'est l'acide carbonique qui prédomine. Tel est le volcan de boue, situé au pied de l'Etna, près de Paterno et nommée Salinella. Le gaz qui s'en dégage en grande abondance a été reconnu par Ch. Sainte-Claire Deville, à deux dates différentes, 26 juin et 25 juillet 1856, renfermer 93 à 96 pour 100 d'acide carbonique, avec 1 à 4 pour 100 d'azote. La salse est entrée en éruption le 22 janvier 1866, à la suite d'un tremblement de terre qui se fit sentir dans les environs \ Des colonnes de boue à 46 degrés centigrades, ayant 40 à 50 centimètres de diamètre, jaillissaient les deux premiers jours jusqu'à hauteur d'homme, accompagnées de beaucoup de gaz; l'éruption se faisait principalement par six cratères circulaires de 1°',50 à 2 mètres de diamètre; mais il y en avait, sur divers points du sol, qui apparaissaient, tandis que d'autres disparaissaient. La figure 168 représente une éruption de boue salée pélrolifère, poussée par le gaz, qui est survenue le 3 décembre 1878, d'après une obligeante communication de M. le professeur Silvestri.

Selon ce savant, la salse de Paterno a présenté de nouveau, lors des éruptions de l'Etna, de 1879 et de janvier 1883, des caractères d'activité, d'où il a conclu qu'elle est en relation avec l'éruption ignée du grand volcan son voisin*.

De l'autre côté du fleuve Simeto et tout à fait symétriquement, près de Palagonia, se trouve le lac de Palici des anciens ou lago di naflîa; il s'y produit des dégagements de gaz (bulicami) composés principalement d'acide carbonique, avec 1 à 3 pour 100 d'azote ou d'oxygène et un peu de naphte,

* D'après le professeur 0. Silvestri, Complet rendu» de r Académie des science*, t. LXII, 1866, p. 646.

- Sulla espiosione dell Etna^ 1884, p. 51.

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d'après l'examen qu'en a fait Ch. Sainte-Claire Deville, le 22 octobre 1855.

Ces dégagements d'acide carbonique sont sans doute en rapport avec les anciennes éruptions du val di Noto, ainsi qu'avec la source acidulé dite Acqua rossa, située à 600 mètres de la salinelle de Paterno.

§ 1. EAUX POUSSÉES PRIXGIPALEHENT PAR DES HYDROGÈNES CARBOMÉS.