CHAPITRE XX

LES EAUX MINÉRALES, OU MÉDICINALES. — CARACTÈRES PHYSIQUES DES EAUX MINÉRALES. — CAUSES DE LEUR MINÉRALISATION ET DE LEUR THERMALITÉ. — LA COM- POSITION DES EAUX MINÉRALES EST-ELLE SUJETTE A DES VARIATIONS ?

Après avoir étudié le groupe des eaux potables et des eaux non potables, nous avons à parler du troisième et derniergroupe, c'està-dire des eaux minérales, ou, médicinales .

11 est assez difficile, ou pour mieux dire, il est impossible de définir rigoureusement les eaux minérales. Une distinction bien tranchée ne saurait être établie entre les eaux minérales et les eaux potables ou non potables, puisque les eaux minérales se boivent, et qu'elles ne peuvent pourtant être considérées comme des eaux potables analogues à celles des fleuves ou des rivières. Le passage du groupe des eaux potables ou non potables

à celui des eaux minérales se fait avec des nuances insensibles, inappréciables à notre jugement, et l'on ne saurait prétendre assigner des limites qui, en réalité, n'existent pas.

Mais s'il est impossible de donner une définition rigoureuse des eaux minérales, il faut ajouter que l'usage et la pratique ne se trompent pas à cet égard. Personne n'hésite sur la catégorie dans laquelle il faut ranger telle ou telle eau. Pour tout le monde, l'eau de Plombières et de Mont- Dore est une eau minérale, bien qu'elle renferme très-peu de principes solubles, et on ne donnera jamais le nom d'eau minérale à l'eau d'un puits, bien qu'elle tienne en dissolution plus d'un gramme de matières salines.

Pour définir les eaux minérales, il faut donc se contenter d'un degré relatif d'exactitude. Sous ce rapport, la définition qu'a donnée M. Jules Lefort, dans son Traité de chimie hydrologique, est la plus satisfaisante. « On doit entendre par eaux minérales, dit cet auteur, toutes celles qui, en raison, soit de leur température, bien supérieure à celle de l'air ambiant, soit de la quantité et de la nature spéciale de leurs principes salins et gazeux, sont, ou peuvent être employées comme agents médicamenteux. »

L'emploi thérapeutique des eaux minérales remonte à l'antiquité. Dès l'origine de la médecine, on reconnut, chez les Orientaux, chez les Grecs et les Romains, l'action puissante que certaines eaux naturelles exercent sur l'économie animale, ainsi que le parti qu'on peut en tirer pour le traitement et la guérison des maladies. Les anciens faisaient usage des eaux minérales, en bains et en boisson.

Homère parle de sources d'eaux minérales froides et chaudes. Hippocrate fait mention des eaux minérales, quoiqu'il n'en fasse pas l'application au traitement des maladies en particulier. Pline, dans son Histoire naturelle, s'étend sur les propriétés des eaux mi-

nérales. 11 attribue à certaines sources minérales des propriétés exagérées et même ridicules. Il raconte, par exemple, que dans la Béotie, près du fleuve Orchomène, on trouve deux sources minérales, dont l'une a la vertu de fortifier la mémoire, et l'autre la propriété de l'affaiblir. 11 dit ailleurs qu'il y a dans la Cilicie une source qui donne de l'esprit, et une autre, dans l'île de Cos, qui rend stupide; enfin que la fontaine de Cupidon, à Cyzique, guérit de l'amour !

Quand on pratique des fouilles sous le sol de quelques-unes de nos stations thermales actuelles, on y découvre des vestiges de constructions romaines, ou gallo-romaines, qui prouvent que les anciens consacraient ces eaux à la cure des maladies

A Aix en Savoie, on voit encore debout de beaux monuments romains qui attestent, que ces thermes étaient très-fréquentés il y a douze ou quinze siècles. La figure 81 représente Y Arc romain d'Aix, en Savoie, reste des constructions qui furent élevées dans ces thermes par l'empereur Gratien. ALuxeuil, à Plombières, à Vichy, ainsi que dans quelques stations thermales de l'Allemagne, on a retrouvé les canaux qui servaient à la distribution de l'eau minérale du temps des Romains.

L'exploitation des eaux minérales est une branche importante de l'industrie moderne. Elle met en mouvement dans divers pays de l'Europe une quantité considérable de capitaux. En conséquence, nous croyons devoir donner un exposé concis des questions, tout à la fois scientifiques et industrielles, qui se rapportent aux eaux minérales.

Nousexaminerons ces eaux, d'abord aupoint de vue de leurs propriétés physiques, ensuite de leurs caractères chimiques. Après avoir traité la question de la classification des eaux minérales, et adopté la division qui nous semble la plus rationnelle et la plus pratique, nous passerons rapidement en revue les

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types les plus importants des eaux de chacun de ces groupes.

Propriétés physiques des eaux minérales.

— Toutes les eaux minérales sont sans couleur quand on les regarde en petite quantité ; mais si on les regarde à travers une grande épaisseur de liquide, elles offrent une couleur verdâtre. Les eaux minérales ont quelquefois cependant une couleur propre -qui est due, non à des principes dissous, mais à des corps en suspension et qui leur communiquent une teinte rougeâtre, jaunâtre ou verdâtre.

La plupart des eaux sulfureuses exposées à l'air se troublent et prennent une teinte opaline, due au soufre précipité par l'oxygène de l'air. On dit alors que les eaux sulfureuses sont blanchissantes : telles sont les eaux de Luchon, et, à un degré plus t. m.

faible , celles d'Aix-en-Savoie. D'autres eaux plus chargées de principes sulfureux , telles que l'eau de Baréges ou de Challes, près d'Aix-en-Savoie , deviennent jaunâtres ou verdâtres par la formation d'un polysulfure alcalin ou terreux. La source sulfureuse de Cadéac ( Hautes - Pyrénées, arrondissement de Bagnères-de-Bigorre) , jaillit avec une teinte jaune verdâtre, parce que le polysulfure alcalin s'est formé dans les profondeurs du sol. L'une des sources d'Ax (Ariége) est nébuleuse et présente l'aspect opalin d'une dissolution aqueuse du sulfate de quinine. On attribue cet effet tout à la fois à du soufre et à de l'ardoise excessivement divisée, tenus en suspension dans l'eau.

Certaines sources ont une couleur rougeâtre, qui provient de ce qu'elles tiennent en suspension une argile ocreuse.

m MERVEILLES DE

En général, une coloration quelconque dans une eau médicinale, est le résultat de la décomposition partielle de quelques-uns des principes qui la minéralisent.

La saveur des eaux minérales est très-variable. Elle est alcaline, acidulé, salée, saumâtre, styptique, sulfureuse, etc., selon les principes qu'elle renferme. L'acide carbonique libre contenu dans les sources gazeuses bicarbonatées, chlorurées ou sulfatées, leur communique une saveur aigrelette ou piquante, plus ou moins sensible, suivant la proportion de cet acide existant dans l'eau ; et cette proportion dépend surtout de la température et de la pression auxquelles l'eau est soumise. Après la disparition du gaz, la saveur des eaux bicarbonatées est saline, terreuse ou amère, suivant la nature et la quantité des sels contenus dans l'eau.

Les eaux sulfureuses et ferrugineuses sont celles dont la saveur est la plus caractéristique. Même en très-faible proportion, les sels de fer communiquent aux eaux qui en renferment une saveur atramentaire (d'encre). Cependant la saveur des sels de fer peut être masquée par certains autres sels. Plus les eaux sont chargées de principes salins et d'acide carbonique, moins la saveur inhérente au fer est facile à distinguer*

Les eaux sulfurées se reconnaissent tout de suite à leur saveur d'acide sulfbydrique, qui rappelle celle des œufs pourris ou couvés. 11 reste ensuite un arrière-goût salin ou fade, mais quelquefois amer.

Les eaux chlorurées et sulfatées ne se distinguent pas facilement au palais, leur saveur étant à peu près la même.

Quelques eaux minérales peuvent se déceler par V odeur. Les eaux sulfureuses sont celles qui offrent l'odeur la plus caractéristique et la plus prononcée. Cette odeur, analogue à celle des œufs pourris, provient de l'acide sulfbydrique qui préexiste ou qui se produit par l'action de l'air sur les

sulfures contenus dans les eaux. Dans les sources non sulfureuses on remarque souvent une faible odeur sulfureuse. Les hydrologistes l'attribuent à la décomposition de quelques traces de sulfate par des substances organiques; cette odeur est, d'ailleurs, trèsfugace et ne tarde pas à disparaître complètement au contact de l'air. On a remarqué aussi que quelques eaux minérales présentent une faible odeur marécageuse ou bitumineuse, en général éphémère. Dans le voisinage des volcans, certaines sources dégagent parfois une odeur d'acide sulfureux. L'eau de la source iodo-hromurée de Saxon (Valais) répand une odeur safranée, qui n'est pas désagréable.

Disons enfin que quelques eaux minérales qui sont chargées d'acide carbonique, ont une odeur bitumineuse. Cette odeur se dissipe lorsqu'on les a conservées pendant quelque temps en bouteille.

La limpidité caractérise, on peut le dire,, les eaux minérales, car le cas est assez rare où des matières en suspension troublent leur transparence. Les eaux minérales qui émergent des terrains primitifs sont toujours très-limpides. Toutefois l'eau thermale de Neyrac (Ardèche), qui sort du granit, est trouble, parce qu'elle a lavé plusieurs couches de sable très-divisé et d'humus. Celles qui arrivent des terrains secondaires ou tertiaires, sont parfois troublées par des substances terreuses dans un état d'extrême division. Les eaux minérales ferrugineuses^ surtout les eaux bicarbonatées, se troublent par l'effet de la transformation de l'oxyda ferreux en oxyde ferrique, qui se dépose par le repos.

L 'onctuosité, c'est-à-dire la sensation savonneuse au toucher, caractérise certaines eaux minérales, particulièrement celles de la chaîne des Pyrénées. Un bain d'eau de Luchon, de Bigorre, de Baréges, donne à la peau une sensation grasse. On ne sait si l'on doit attribuer cet effet au sulfure alcalin ou

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à la matière organique qui existe dans les eaux de la chaîne des Pyrénées. Ce même caractère s'observe en effet dans quelques eaux thermales non sulfureuses, telles que la source savonneuse de Luxeuil, qui ne contient ni sulfates, ni matière organique.

La densité des eaux minérales est, con- <rairement à ce qui arrive pour les eaux potables, supérieure à celle de l'eau distillée. Elle varie nécessairement suivant la proportion des principes rninéralisateurs, mais cette variation se maintient dans des limites assez restreintes. Elle oscille entre 1 ,000, densité de l'eau pure, et 1,49, densité <le l'eau de la mer Morte, qui est, d'après M. Boussingault, l'eau la plus dense et ia plus fortement minéralisée de toutes celles du globe. Plusieurs sources minérales ■ont cependant une densité inférieure à celle de beaucoup d'eaux potables réputées de bonne qualité. En général, la densité des eaux minérales bicarbonatées et sulfatées varie depuis 1,0010 jusqu'à 1,0050. Les eaux sulfureuses sodiques sont celles dont la densité se rapproche le plus de celle de l'eau distillée. Elle est , en moyenne, de 1,0002, et celle des eaux sulfureuses calciques, de 1,0012.

L'air atmosphérique exerce sur les eaux minérales une action qu'il importe de bien connaître.

Par suite du dégagement du gaz acide carbonique qui tenait en dissolution les sels terreux et magnésiens, ces eaux laissent, précipiter du carbonate de chaux et de magnésie, mélangé de sulfate de chaux, de phosphate de chaux et de silice. Bientôt après, l'oxygène de l'air, venant à suroxyder le composé ferrugineux, quand ces eaux en renferment, on voit se déposer du fer à l'état d'oxyde.

Le tuff, ou travertin, est un terrain qui «'est formé en entier par l'action de l'air atmosphérique sur de véritables fleuves ! d'eaux bicarbonatées venues des profondeurs

du sol. Le tuff, ou travertin, a, en effet, la composition que nous venons d'assigner au précipité que déposent les eaux minérales bicarbonatées exposées à l'air, à savoir, du carbonate de chaux et de magnésie, du phosphate et du sulfate de chaux, de la silice et de l'hydrate de sesquioxyde de fer.

Les eaux sulfureuses, en général, blanchissent à l'air, en donnant un dépôt de soufre. Celles de Baréges, au contraire, jaunissent sans se troubler. Ces altérations sont ducs à l'action de l'oxygène et de l'acide carbonique de l'air, ou encore, d'aprèsM. Filhol, à l'acide silicique libre contenu dans les eaux, comme cela se présente pour les eaux de Luchon. Parmi les eauxminérales,les eaux sulfureuses sont celles qui subissent avec le plus de rapidité, et de la manière la plus complète, l'action décomposante de l'oxygène de l'air; elles deviennent lactescentes lorsque le soufre se sépare à L'état d'extrême division, ou se colorent en jaune verdàtre s'il se produit un polysulfure.

L'action de l'air sur les eaux sulfureuses ou ferrugineuses commence dès qu'elles se trouvent en contact avec l'oxygène, soit à leur point d'émergence, soit dans l'intérieur de la terre; et ce dernier cas explique pourquoi certaines eaux sulfureuses ou ferrugineuses, lorsqu'elles sourdent à la surface du sol, sont déjà troubles ou colorées. Dans quelques stations thermales, on fait arriver les eaux sulfureuses dans les baignoires par la partie inférieure, afin d'éviter l'action décomposante de l'air.

Les eaux salines sulfatées ou chlorurées sont celles qui s'altèrent le moins au contact de l'air.

La chaleur altère les eaux minérales, aussi bien que l'air. Les eaux bicarbonatées sont particulièrement altérées par le calorique.

| Les gaz se dégagent d'abord, puis l'eau se trouble, ou devient louche, parla précipita-

I tion des carbonates de chaux et de magnésie et d'autres principes qui étaient dissous

à la faveur de l'acide carbonique Ces précipités sont plus ou moins colorés par de l'oxyde de fer.

D'où proviennent les substances solubles qui sont contenues dans les eaux minérales ? — Quelle est la cause de la chaleur propre à un certain nombre de ces eaux? — Voilà deux questions intéressantes qui se rattachent à l'étude des eaux minérales.

L'explication de la cause de la minéralisation des eaux, qui était si difficile pour les savants des siècles derniers, nous paraît fort simple aujourd'hui. Tout le monde reconnaît que les eaux minérales empruntent leurs principes solubles aux roches avec lesquelles elles se sont trouvées en contact dans les profondeurs du sol. La haute température du sol profond, jointe à la pression que l'eau y subit, de la part des gaz qui parcourent les régions souterraines, provoquent on activent considérablement la dissolution des principes solubles de ces roches. Les eaux minérales nous rapportent donc, quand elles jaillissent au niveau du sol, les éléments solubles des terrains qu'elles ont traversés. C'est ce que le chimiste Vauquelin a exprimé par une image aussi juste que saisissante, en disant que les eaux minérales sont « des espèces de sondes qui nous « rapportent des entrailles de la terre des « échantillons des matières qui la com- « posent. »

Beaucoup d'eaux naturelles, qui ont été minéralisées dans les profondeurs de la terre, perdent, dans leur trajet ascensionnel, une partie de leurs éléments primitifs, et en acquièrent d'autres par l'effet des réactions qui s'opèrent dans leur parcours. En effet, sous l'influence d'une haute température produite par la chaleur centrale du globe et d'une forte pression, ou encore de l'électricité qui, suivant quelques auteurs, exercerait une certaine influence sur la mi néralisation des sources, les eaux, à l'état

liquide ou à l'état de vapeur, séparent dit sol qu'elles traversent et qu'elles lessivent continuellement, les principes solubles.

La dissolution de certains principes dans l'eau, qui ne s'effectuerait jamais à la température et à la pression ordinaires, peut s'opérer sous l'influence simultanée de cesdeux agents énergiques. C'est ainsi qu'on explique que l'eau puisse dissoudre les silicates alcalins et terreux qui existent dans quelques roches granitiques, feldspathiques et micaschistiques.

M. de Sénarmont a démontré que l'eau pure fortement chauffée et comprimée dissout de l'acide silicique et d'autres substances, que l'eau ne pourrait dissoudre dans les circonstances ordinaires. La puissance dissolvante des eaux souterraines sous une forte pression est si grande que, lorsque des trous de mine débouchent dans des poches d'eau, on voit l'eau qui avait séjourné dans ces poches avec une forte compression produite par des gaz accumulés, laisser déposer, en s'évaporant, d'abondantes concrétions de carbonate de chaux, de silice, et même de sulfate de baryte. Ces substances, qui s'étaient dissoutes sous l'influence de la chaleur et de la pression, se déposent quand l'eau se refroidit et qu'elle n'est plus soumise à la pression.

M. Damour a fait voir aussi que l'eau, à la température de l'ébullition , dissout une proportion notable d'acide silicique et de silicates natifs. Cette dissolution, suivant Ebelmen, est accrue d'une manière considérable par la présence de l'acide carbonique. Même à froid, l'action de l'acide carbonique sur les silicates naturels est manifeste ; il se forme des bicarbonates et l'acide silicique devient libre.

Il faut tenir compte, en outre, des immenses réactions chimiques qui s'opèrent dans les entrailles de la terre, sous l'influence de causes diverses, et qui peuvent expliquer la présence de nombreux prin-

Fig. 82. — Lp mont Dore.

cipes qui se rencontrent dans les sources minérales, tant froides que thermales, quoique ces diverses réactions ne soient pas encore bien connues des chimistes. Ainsi, on admet que les silicates et les carbonates alcalins, qui jouent un rôle si important dans les eaux émergeant des terrains primitifs ou volcaniques, proviennent, ainsi qu'il vient d'être dit, d'après les travaux de MM. Damour et Daubrée, de l'action combinée de l'acide carbonique mêlé à la vapeur aqueuse sur les roches granitiques, sous l'influence d'une forte pression et d'une haute température. De cette réaction résulte la formation de carbonates alcalins, tandis que l'acide silicique, devenu libre, se dissout dans une j grande quantité d'eau, ou même à la faveur des carbonates alcalins formés.

Si, dans la réaction dont nous venons de

parler, l'acide carbonique est remplacé par de l'acide sulfhydrique, du soufre ou d'autres principes sulfurés, la formation des sources minérales sulfureuses sodiques se trouve expliquée. Ces matières sulfurées réagissant sur les roches ou les silicates naturels, produisent du sulfure de sodium, en mettant l'acide silicique en liberté. La silice est, en effet , assez répandue dans les eaux sulfureuses sodiques , tandis que l'acide carbonique, si abondant en général dans les sources minérales, se rencontre en très-petite proportion dans les eaux sulfureuses de cette classe.

Ces considérations prouvent qu'il faut apporter quelques restrictions à la règle posée à priori que l'on peut prévoir la composition d'une eau minérale d'après le terrain qui lui donne issue. Mais il n'en importe

pas moins de bien connaître la nature du sol d'un pays où sourdent les eaux minérales, la liaison entre la composition chimique des eaux et la nature du terrain d'où elle s'épanche, étant un fait d'une vérité générale incontestable. Passons donc en revue, à ce point de vue, les diverses couches dont est formée la croûte solide du globe, et les roches qui composent ces couches.

Les terrains primitifs, les terrains de transition, les terrains secondaires, les terrains tertiaires et les terrains quaternaires ou A\dhwion, telles sont les quatre assises de la croûte du globe. Chacun de ces quatre groupes de terrains est traversé par une autre formation, le terrain éruptif, ou volcanique, qui s'arrête au niveau de l'un quelconque de ces quatre étages.

Les terrains primitifs, dont le granit, le gneiss, le micaschiste, forment les types les mieux caractérisés, sont riches en principes minéraux, mais très pauvres en sels solubles dans l'eau. A part les iodures, les bromures et les chlorures, qui se rencontrent partout; à part quelques sels de potasse, de soude, de lithine et d'alumine, qu'ils peuvent abandonner en se décomposant, les principes solubles cédés à l'eau par ces terrains sont peu nombreux ; ils se réduisent à des sulfates et à des carbonates alcalins ou terreux, à des sulfures, à de la silice, et quelquefois à une petite quantité d'oxyde de fer.

Les terrains primitifs qui constituent en partie de hautes montagnes, comme les Alpes et quelques régions des Pyrénées, donnent issue aux eaux alcalines et aux eaux sulfureuses.

Cependant les terrains primitifs sont rarement à découvert; il est assez rare de trouver le sol superficiel composé de granit, de gneiss ou de micaschiste. Le terrain primitif est presque partout recouvert du terrain secondaire ou tertiaire. 11 peut donc

arriver que les eaux qui, dans un terrain primitif se sont chargées de certaines substances, les perdent quand elles se trouvent en contacta vec les couches géologiques supérieures, ou que ces substances soient chimiquement modifiées par ce contact. Une eau chargée de carbonate de soude traversant un banc de plâtre, cède son acide carbonique à la chaux de la pierre à plâtre, forme du carbonate de chaux insoluble et du sulfate de soude.

En résumé, les eaux qui jaillissent des terrains primitifs contiennent de l'acide suKhydrique, de l'acide carbonique, de la silice, des carbonates et d'autres sels à base de soude, des sels à base de chaux (sauf le carbonate) et peu d'oxyde de fer. C'est de ce terrain que nous viennent toutes les eaux à température élevée, comme la plupart des eaux sulfurées des Pyrénées (Luchon, Eaux- Bonnes, Cauterets, Baréges) ainsi que les eaux thermales de Chaudesaigues et de Vie (Cantal).

Les terrains de transition, composés de granits,, de syénites et de calcaires, mais contenant des grés, ou grauwaches, ainsi que les roches schisteuses désignées sous le nom de phyllades, succèdent immédiatement aux terrains primitifs dans l'ordre de superposition. Les débris fossilisés des premiers êtres organisés , c'est-à-dire des fougères, des équisétacées , mêlés à des calcaires houillers et à des houilles, composent ces terrains. Les eaux qui les traversent se chargent de plus de principes solubles que dans les terrains primitifs. Le carbonate calcaire, les iodures et les bromures s'y trou- I vent en plus grande quantité.

Les eaux qui jaillissent de ces terrains ont beaucoup d'analogie avec celles des terrains primitifs. Cependant l'acide sulfhydrique a presque disparu, et la proportion de silice et d'acide carbonique a diminué sensiblement. Les principes qui dominent dans ™.s eaux sont les sels de soude (à l'exception du

carbonate). Le sulfate de chaux existe dans toutes ces eaux. Citons, comme exemples, les eaux de Bagnères-de-Bigorre , d'Ussat, de Luxeuil, de Bagnols, de Plombières, d'Aixen-Savoie, de Pyrmont et de Niederbronn.

Les eaux minérales des terrains secondaires ou de sédiment, contiennent des proportions plus considérables de principes salins que les précédentes. Ces terrains caractérisés par des mollusques fluviatiles et marins, des poissons et des reptiles fossiles, contiennent l'immense variété d'espèces minéralogiques connues sous le nom de calcaires. La craie blanche en forme les couches supérieures. On y trouve le lias, ou calcaire alpin — le calcaire jurassique, ou oolithique, qui renferme des marnes schisteuses et compactes ; — le grès vert — le grès houiller, etc. Entre le grès houiller et le lias on trouve des amas innombrables de sel marin, le calcaire conchylien et les marnes irisées, ou keuper.

Les masses de sel gemme sont presque toujours en contact ou mélangées avec du carbonate de chaux. On y trouve fort souvent aussi du sulfate de chaux, réparti d'une façon irrégulière.

Cet aperçu de la composition des terrains secondaires fait prévoir les matières qu'on doit trouver en dissolution dans les eaux qui les traversent. Ce sont : les carbonates de chaux et de magnésie ; les chlorures de sodium, de calcium, de magnésium, enfin les i iodures et les bromures.

Le sulfate de chaux qui ne se rencontre ' qu'accidentellement dans les eaux qui viennent des terrains primitifs et de transition, ! apparaît en grande proportion dans celles I des terrains secondaires. Le gypse existe dans les formations secondaires, en amas : quelquefois abondants. On l'observe dans le : grès bigarré, dans le calcaire conchylien, dans les marnes irisées, dans le lias. Absent des dépôts anciens de la formation jurassique,il reparaît dans ses parties supérieures,

puis dans le. grès vert, inférieur à la craie.

Les eaux de ces terrains sont un peu sulfurées, comme celles de Gréoulx et chlorurées comme celles de Balaruc et de Bourbonneles-Bains. Cette catégorie semble, du reste, comprendre presque toutes les autres, puisqu'on y trouve, à côté des eaux sulfurées et chlorurées, des eaux bicarbonatées et sulfatées, comme à Pougues, à Aix (Bouchcs-du- Rhône), et à Saint-Amand (Nord). Elles sont tantôt froides et tantôt thermales.

Les terrains tertiaires renferment, comme espèces minéralogiques, le calcaire coquillier, la marne, le calcaire siliceux recouvert par le gypse. Par-dessus viennent des sables et des grès, surmontés eux-mêmes de couches calcaires, mélangées quelquefois de pierre meulière.

Les eaux qui émergent de ces terrains, contiennent du carbonate de chaux, des sulfates de chaux et de magnésie, du sulfate et du carbonate de fer. Quelques-unes sont très-sulfatées comme celles de Passy, d'Arcueil ; d'autres carbonatées acidulés et ferrugineuses, telles que les eaux de Forges, Provins, Segray (Loire). C'est de ce groupe de terrains que sourdent les sources sulfurées d'Enghien, minéralisées par du sulfure de calcium.

Les eaux issues des terrains tertiaires sont froides.

Les terrains quaternaires, ou à.'alluviom modernes, formés surtout de sables, de gracier et de cailloux roulés liés par un ciment calcaire, ne sauraient donner issue à des eaux dignes d'intérêt. La plus grande partie des eaux de puits appartiennent à ces couches supérieures de la croûte terrestre.

Le terrain volcanique, ou éruplif, qui se trouve à la hauteur de tous les étages précédents, puisqu'il provient de la matière qui occupe l'intérieur du globe injectée sous forme de veines ou filons à travers tous les terrains anciens ou modei'nes, fournit des eaux qui ont la plus grande analogie avec

celles des terrains primitifs. Ces eaux sont tantôt froides et tantôt chaudes, selon la profondeur du filon volcanique.

Les substances minérales que ces terrains cèdent à l'eau, sont l'acide carbonique, l'acide sulfhydrique, la silice , des carbonates alcalins et terreux, enfin les produits des déjections volcaniques, tant anciennes que modernes. Les sources du Mont-Dore, de Saint-Allyre, de Royat, de Vic-le-Comte, de Châtelguyon, jaillissent des terrains d'éruption.

Les eaux qui s'échappent des localités possédant des volcans encore en activité, sont toujours chaudes. L'acide carbonique, la silice, l'acide sulfhydrique, y abondent, ainsi que les carbonates de soude et de chaux. On y trouve même de l'acide sulfurique libre.

Les sources les plus remarquables de ces terrains existent dans les environs de Naples et à la solfatare de Pouzzoles. Les eaux des geysers d'Islande et celles d'une partie de l'Amérique méridionale, de la Martinique, de Saint-Domingue, ont la même origine géologique. On trouve à Java une eau minérale qui contient de l'acide sulfurique libre. La rivière de Rio-Vinagro, qui prend sa source dans les Cordillères de la Nouvelle-Grenade, et l'eau minérale de Parana de Ruiz , renferment des acides chlorhydriques et sulfuriques libres.

La seconde question que nous avons à examiner, c'est la cause de la thermalité des eaux minérales.

La réponse à cette question ne soulève pas grande difficulté dans l'esprit des savants au courant des travaux contemporains. On n'hésite plus à déclarer que la chaleur propre aux eaux minérales tient à ce que ces eaux arrivent des couches profondes du sol, lesquelles sont d'autant plus chaudes que leur profondeur est plus grande.

Cette explication n'a pas toujours paru aussi évidente. Bien des controverses, bien

des discussions se sont élevées parmi les savants, avant que la thermalité des eaux minérales ait pu être expliquée par la chaleur interne du globe.

Aristote attribue l'origine de la chaleur des eaux minérales au soleil qui, pénétrant dans les profondeurs du sol, les échauffe et communique cette chaleur aux eaux contenues dans ces couches profondes.

Beaucoup d'autres opinions furent émises après Aristote sur le même sujet. Les uns prétendaient que l'eau minérale s'échauffait en tombant par des crevasses dans des cavités de la terre occupées par un brasier naturel. D'autres expliquaient ce phénomène par une réaction chimique. Becker prétendit que l'eau de Carlsbad était échauffée par la réaction de l'eau chargée de chlorure de sodium sur une couche de pyrite en combustion. Klaproth modifia cetle hypothèse en substituant à la couche de pyrite la houille pyriteuse.

Selon Descartes , les eaux arrivent audessous des montagnes par des courants souterrains; la chaleur interne du globe les réduit en vapeur; elles se condensent vers le sommet des montagnes, et produisent des sources chaudes qui s'échappent là où le sol permet leur libre sortie.

Les travaux de Laplace, de Humboldt, d'Arago, de Brongniart, de Fourrier et de Cordier, en démontrant que la terre possède une chaleur indépendante de celle qu'elle reçoit du soleil, vinrent fournir la seuleexplication qui puisse être donnée de la thermalité des eaux naturelles.

La terre ayant commencé par être une masse brûlante de matière liquéfiée , les couches superficielles de ce globe de feu se sont insensiblement refroidies de la circonférence au centre. Ces couches externes solidifiées recouvrent une matière qui est encore aujourd'hui fluide et incandescente. Il en résulte que les diverses assises du globe ont une température d'autant plus

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Fig. 83. — Les Eaux-Ëoiines (l'église et l'établissement thermal).

élevée qu'elles se rapprochent davantage du centre.

On admet aujourd'hui que la température du sol s'accroît de 1° par chaque 33 mètres de profondeur.

En se fondant sur ce phénomène naturel, Laplace explique en ces termes la thermalité des eaux minérales :

« Si l'on conçoit que les eaux pluviales, en pénétrant dans l'intérieur d'un plateau élevé, rencontrent dans leur mouvement une cavilé de 3,000 mètres de profondeur, elles la rempliront d'abord, ensuite acquerront à cette profondeur une chaleur de 100° au moins, el, devenues par là plus légères, elles s'élèveront et seront remplacées par des eaux supérieures; en sorte qu'il s'établira deux courants d'eau, l'un montant, l'autre descendant, perpétuellement entretenus par la chaleur intérieure de la terre. Ces eaux, en sortant de la partie inférieure du plateau, auront évidemment une chaleur bien supét. ni.

rieure à celle de l'air au point de leur sortie (1). »

Cette théorie est aujourd'hui universellement admise. Le degré de chaleur dos eaux minérales dépend de la profondeur du terrain d'où elles proviennent. Les grandes variations de température qu'elles nous offrent tiennent à ce que les diverses couches qui constituent notre globe se trouvent à une température d'autant plus élevée qu'elles se rapprochent davantage du centre, de sorte que, toutes choses étant égales d'ailleurs, les eaux seront d'autant plus chaudes qu'elles viendront de couches plus protondes.

Les sources froides sourdent le plus souvent . des terrains modernes, et les

(1) Annules de chimie et de physique , tome XIII, page 412.

sources thermales des terrains primitifs.

II est à peine nécessaire de réfuter une opinion qui compta jadis un certain nombre de partisans. On prétendait que les sources thermo-minérales possédaient une chaleur propre, différente de celle que nous produisons dans nos foyers ordinaires. On s'appuyait sur ce fait que les eaux minérales se refroidissent plus lentement et conservent plus longtemps leur chaleur naturelle que les eaux potables chauffées à la même température; enfin, que ces deux espèces d'eaux avaient des chaleurs spécifiques différentes.

On affirmait, par exemple, que, tandis qu'un certain volume d'eau thermale mettait 13 heures à se refroidir, l'eau de source ordinaire, chauffée à la même température, employait H heures pour descendre au même degré.

Longchamp, Anglada, Scbweiger et d'autres chimistes, plus tard M. Jules Lefort, ont démontré que cette assertion est complètement erronée, et que la chaleur des sources thermales ne diffère en rien de celle de nos foyers. Ces divers expérimentateurs ont reconnu que les eaux thermales se refroidissent exactement dans le même espace de temps que l'eau ordinaire chauffée à la même température, et qu'elles ne diffèrent aucunement, au point de vue de leurs effets sur les animaux et les végétaux, des eaux ordinaires portées au même degré de température.

C'est dans les eaux de Néris que M. Jules Lefort a fait ses expériences sur le temps comparatif que mettent à. revenir à la température ordinaire les eaux minérales sortant de la source et l'eau douce portée à la même température.

Nous réunissons dans le tableau suivant la température de quelques sources thermales les plus chaudes de différents pays.