CHAPITRE II

THÉORIE DES PUITS ARTÉSIENS. — UN PEU DE GÉOLOGIE. — EXPLICATIONS DIVERSES QU'ON A DONNÉES DU PHÉNO- MÈNE DES PUITS ARTÉSIENS. — IMMENSES CAVERNES ET VASTES NAPPES D'EAU SOUTERRAINES. — RIVIÈRES QUI SE PERDENT DANS LE SOL.

D'où vient l'eau que débitent les puits artésiens? Comment, le forage étant une fois opéré, l'eau jaillit-elle continuellement à la surface du sol? C'est ce que nous allons examiner. Mais pour que nos explications soient bien comprises, une excursion dans le domaine de la géologie est indispensable.

L'écorce terrestre n'est pas uniforme dans sa composition. Formée à différentes époques, elle résulte de la superposition d'un certain nombre de terrains, qui correspondent chacun à une époque particulière, et qui se distinguent par des caractères bien déterminés. De ces terrains, les uns sont stratifiés, c'est-à-dire disposés par couches, qui s'étendent sur une grande surface, avec une épaisseur sensiblementuniforme, oudumoinsprogressivementvariable; les autres constituent, au contraire,des masses considérables, distri-

buées irrégulièrement. Les premiers terrains sont d'origine aqueuse^ c'est-à-dire qu'ils se composent surtout de matières terreuses transportées et déposées par les eaux; les seconds sont d'origine ignée, ce qui signifie qu'ils proviennent d'un épanchement de la matière centrale , d'abord liquide et incandescente, et qui s'est ensuite refroidie et solidifiée. Ce sont les terrains ignés qui constituent la charpente des grandes chaînes de montagnes et forment tous les reliefs importants du globe.

Les terrains stratifiés sont les seuls qui puissent donner lieu à la création de puits artésiens, parce que la disposition par couches se prête seule à la production du phénomène naturel dont on tire parti pour creuser les puits artésiens.

Ces terrains affectent ordinairement la forme de bassins ^ c'est-à-dire de vastes entonnoirs, à fond pIat,dont on explique la formation par des mouvements intérieurs de la croûte terrestre, ayant produit une dislocation du sol. Cette dislocation a eu pour résultat de relever, en plusieurs points, des couches qui étaient primitivement horizontales sur toute leur étendue, et de produire une enceinte de collines surplombant les parties non déformées.

Il est arrivé aussi, dans certains cas, que les couches successives de terrains sédimentaires se sont déposées dans un bassin de formation plus ancienne, et qu'elles ont gardé leur horizontalité sur tous les points, jusqu'à leur rencontre avec les bords du bassin. Ce sont là des conditions moins favorables que les précédentes à la création des puits forés, parce que les couches étant d'autant plus étendues qu'elle sont plus élevées, la dernière recouvre toutes les autres, et que l'écoulement des eaux pluviales vers les parties inférieures du bassin, ne peut s'effectuer que par les fissures çà et là disséminées dans la masse des dépôts stratifiés.

Dans les conditions ordinaires, au con-

LES PUITS ARTESIENS.

traire, c'est-à-dire lorsque le bassin s'est formé par le redressement des couches, les nappes d'eau souterraines se forment avec une assez grande facilité. Remarquons, en effet, que, dans ce cas, les couches se sont déchirées par le fait même du redressement, et que leurs extrémités, ou ce que l'on nomme leurs affleurements, viennent aboutir au grand jour, sur les flancs des collines et des montagnes. Or, parmi ces couches, il en est qui se composent de sables ou d'autres matières perméables. Les eaux pluviales ou celles des ruisseaux et des rivières pourront donc y pénétrer par leurs affleurements, et se précipiter le long de la pente qui leur est offerte, pour aller former dans les parties basses, des nappes liquides continues. Si la couche perméable est comprise, comme il arrive presque toujours, entre deux couches suffisamment imperméables, ces amas d'eau ne pourront se perdre dans les terrains avoisinants. On les retrouvera donc, si l'on creuse le sol au-dessus de remplacement qu'ils occupent.

On s'explique ainsi que de vastes nappes d'eau puissent se former dans les entrailles de la terre ; mais comment cette eau jaillit-elle à la surface du sol , lorsqu'on la met en communication avec le dehors par un puits ? C'est ce qu'il nous reste à examiner.

Ici nous rappellerons un principe d'hydrostatique bien connu : celui de l'équilibre d'un liquide dans deux vases communiquants. Chacun sait, pour en avoir été témoin plus d'une fois lui-même, que lorsqu'on verse un liquide dans deux vases communiquant par leur partie inférieure, quelles que soient d'ailleurs les formes respectives de ces deux vases, chacun sait, disons-nous, que le liquide se maintient à la même hauteur dans les deux branches : on dit alors qu'il est en équilibre.

Ce principe, connu en physique, sous le aomde principe des vases communiquants,

se démontre à l'aide de l'appareil que représente la figure 337.

Un vase A, plein d'eau, communique, au moyen d'un tuyau horizontal, M, avec un tube droit, B. On peut remplacer ce tube,

Fîg. 337. — Équilibre d'un liquide dans des vases communiquant entre eux.

grâce à des ajutages de cuivre, par le tube sinueux C, ou par quelqu'autre. Or, il est facile, en opérant ces substitutions, de voir que le liquide s'élève à la même hauteur dans chacun de ces tubes, jusqu'à ce qu'il atteigne la hauteur du prolongement de la surface du liquide dans le réservoir.

On peut, avec ce même appareil, faire une expérience qui met parfaitement en évidence le principe physique des puits artésiens.

Au lieu d'un tube droit ou sinueux, mais ayant toute sa longueur, prenons un tube, D, beaucoup plus court, un peu rétréci à son extrémité, et faisons communiquer ce tube effilé avec le réservoir A ; puis, ouvrons le robinet r. On verra alors l'eau jaillir et s'élever à peu près jusqu'au niveau du liquide contenu dans le vase A. Nous disons à

peu près, carie jet n'atteint jamais cette hauteur. Le frottement de l'eau contre les parois, comme aussi le choc des gouttes de liquide qui retombent contre celles qui s'élè-

vent; diminuent la vitesse ascensionnelle, et empêchent le liquide jaillissant de s'élever exactement à la hauteur du liquide principal.

Ce principe d'hydraulique étant posé, il sera facile de comprendre pourquoi, dans la nature, l'eau des nappes souterraines s'élève jusqu'à une certaine hauteur à la surface du sol, c'est-à-dire plus haut que les issues qu'on lui ouvre.

Pour fixer les idées, concèvons un terrain formé de couches superposées (/?^.338). L'une de ces couches, AB, est perméable et vient affleurer le sol aux points À et B; elle est située entre deux couches imperméables G, G', qui opposent un obstacle invincible à la déperdition de l'eau dont est remplie cette même couche AB.

Au point D, si l'on creuse un puits qui descend jusqu'à la rencontre de la couche aquifère, en C, n'est-il pas évident que ce puits et la partie AC de la couche susdite, formeront un système de vases communiquants, et que l'eau devra tendre à s'y mettre en équilibre. Or, le point D est plus bas que le point A ; le liquide jaillira donc à peu près jusqu'en E, c'est-à-dire jusqu'au niveau prolongé du point A, qui est le point d'origine de la couche aquifère. C'est là le principe des jets d'eau.

Voilà ce que la théorie indique. Dans la pratique, les choses se passent un peu différemment.

En premier lieu, le frottement dé la colonne liquide, contre les parois du puits, a déterminé des résistances qui diminuent la force d'ascension de l'eau. Il faut remarquer, ensuite, que les divers affleurements de la couche aquifère ne sont jamais situés au même niveau. Ainsi, dans la figure 338, le point B est situé en contre-bas du point A. De plus, la masse d'eau, contenue dans la

couche perméable, est rarement immobile; elle existe à l'état de courant, qui, après être entré, par les affleurements supérieurs, s'échappe en partie par les affleurements inférieurs. C'est donc une dérivation partielle que vient produire le puits foré. Il en résulte que la colonne liquide, soit qu'on la laisse s'élancer librement dans l'atmosphère, soit qu'on l'emprisonne dans un tuyau, après qu'elle a atteint la surface du sol, s'arrête à un niveau inférieur au point E. Ce niveau est d'autant moins élevé, que le puits est plus rapproché de l'orifice de sortie du courant souterrain.

C'est à cette circonstance que doivent être attribuées les différences , parfois très-sensibles, que Ton observe, au point de vue de la puissance du jaillissement, entre différents puits qui sont pourtant alimentés par la même nappe d'eau , et situés dans des localités voisines.

Enfin, il est évident que la force ascensionnelle de l'eau varie selon l'altitude du point où le puits a été creusé. Plus ce point sera bas, plus considérable sera Ja hauteur à laquelle montera le liquide. Si ce même point se trouve à un niveau supérieur, ou seulement égal à celui de l'affleurement dominant, l'eau ne pourra atteindre la surface du sol ; elle se maintiendra à une certaine distance au-dessous, et l'on sera contraint d'aller la puiser avec une pompe ou par tout autre moyen mécanique.

Il résulte de là que les plaines sont les seuls lieux propices au forage des puits artésiens. Là seulement la colonne liquide possède une puissance d'ascension suffisante pour jaillir avec force, et compenser, par l'importance de son débit, les dépenses assez grandes auxquelles entraîne la construction d'un puits artésien.

Quels sont les terrains les plus favorables à la création des puits artésiens ? La géologie va nous l'apprendre.

Les différents terrains qui composent l'é-

LES PUITS ARTÉSIENS

Fig. 338. — Coupe d'un terrain stratifié dans lequel on a creusé un puits artésien.

corce terrestre, ont été classés, suivant leur ancienneté, en terrains primitifs, terrains de transition*, terrains secondaires , terrains tertiaires, terrains quaternaires , et terrains modernes^ ou allumons. Pour reconnaître l'aptitude de chacun de ces terrains à fournir de l'eau par voie de forage, il suffit d'examiner quel degré de stratification il présente. C'est \kxm critérium infaillible, puisque nous avons établi que la disposition par couches superposées est la seule qui se prête à la création des puits artésiens.

Les terrains primitifs sont bien rarement stratifiés. Certaines roches granitiques,comme le gneiss, occupant les assises supérieures et moyennes de cette formation, offrent, il est vrai, en dépit de leur nature ignée, une disposition analogue à celle des terrains d'origine sédimentaire, et l'explication de cette particularité a même donné lieu, parmi les géologues, à de nombreuses controverses.

Ce n'est là, toutefois, qu'une stratification incomplète, inachevée, et dont la réalité est même niée par quelques auteurs.

T. IV

Il existe des fissures dans certaines masses granitiques, mais elles sont ordinairement isolées, et ne communiquent pas entre elles, de sorte que les eaux d'infiltration s'y concentrent sur de petits espaces, et constituent, non des nappes souterraines étendues, mais des sources peu abondantes et multipliées, qui sortent du sol à une faible distance de leur point de filtration.

Les puits forés ne peuvent donc fournir qu'exceptionnellement de bons résultats dans les terrains primitifs. On peut en dire autant des terrains de transition {terrain silurien — vieux grès rouge — calcaire carbonifère et terrain houiller — nouveau grès rouge — zechstein — grès des Vosges).

Ce sont les terrains secondaires qui possèdent toutes les conditions requises pour fournir des fontaines jaillissantes. Les terrains secondaires {terrain conckylien — terrain salifêrien — lias — oolithe — craie) affectent ordinairement la forme d'immenses bassins, où se rencontrent, à diverses hauteurs, des couches perméables, constamment

parcourues, par-dessous ces couches, par de véritables rivières souterraines.

L'étage de la craie, qui termine la série des terrains secondaires, et sur lequel reposent les terrains tertiaires, est littéralement criblé de fissures, qui livrent passage aux eaux d'infiltration, et concourent à la formation d'une immense nappe d'eau, supportée par les argiles qu'on trouve immédiatement au-dessous de la craie. C'est cette nappe qui alimente les puits de Grenelle et de Passy; c'est la même qui alimentera les deux puits qu'on exécute en ce moment à la Butte-aux- Cailles et à la Chapelle-Saint-Denis, près de Paris.

Les terrains tertiaires {sables inférieurs et argile plastique — calcaire grossier — gypse — molasse — f aluns et crag) ne diffèrent pas sensiblement des terrains secondaires , au point de vue spécial des eaux souterraines. Us présentent seulement des bassins moins étendus, des couches moins épaisses et plus fréquemment alternantes, c'est-à-dire qu'on y observe une succession moins rare de couches perméables.

La conséquence de tous ces faits, c'est que les eaux artésiennes se rencontrent plus fréquemment et plus facilement dans les terrains secondaires que dans les terrains tertiaires.

Le bassin dont Paris occupe le centre, appartient aux formations tertiaires. Il repose sur la craie et s'étend jusqu'à Beauvais, Compiègne, Laon, Epernay, Montmirail, Montereau. C'est l'un de ceux qui réalisent le mieux la forme en bassin.

Nous ne dirons rien des terrains quaternaires et des alluvions modernes, car, en raison de leur peu de profondeur, ils ne peuvent donner lieu à d'importantes accumulations d'eaux souterraines.

Les terrains secondaires et tertiaires sont donc les seuls qui puissent donner lieu à une exploitation fructueuse.

Les terrains stratifiés présentent souvent, sur un même trajet vertical, différentes nap-

pes liquides, situées à des hauteurs diverses; et la force ascensionnelle de l'eau varie nécessairement, en des points même très-rapprochés, selon qu'elle provient de telle ou telle nappe. Dans sa Notice sur les Puits fore's, Arago cite plusieurs exemples de nappes d'eau ainsi superposées.

Dans le cours des sondages entrepris aux environs de Dieppe, pour y découvrir des gisements de houille, on rencontra successivement sept nappes d'eau très-abondantes et douées chacune d'une grande puissance ascensionnelle. La première était située à 25 ou 30 mètres de profondeur; la seconde, à 100 mètres; la troisième, de 175 à 180 mètres; la quatrième, de 215 à 220 mètres ; la cinquième, à 250 mètres; la sixième, à 287 mètres; la septième enfin, à 333 mètres.

Lors du forage des puits de la gare de Saint-Ouen, MM. Flachat constatèrent la succession de cinq nappes liquides superposées, la première à 36 mètres de profondeur, la seconde à 45 mètres, la troisième à 51 mètres, la quatrième à 59 mètres, et la cinquième à 66 mètres. Des faits semblables se sont produits à Saint-Denis, à Tours et dans d'autres localités de la France et de l'étranger.

Rien ne semble plus simple, plus naturel, que l'explication que nous avons donnée de la formation des nappes d'eau souterraines et du fonctionnement des puits artésiens. Avant de s'arrêter à cette théorie, la science a pourtant épuisé les plus singulières hypothèses. Elle s'est perdue dans des idées bizarres, qui ne devaient s'évanouir que devant la méthode de l'expérience et de l'observation directe. Comme ces hypothèses appartiennent à l'histoire des puits artésiens, nous devons en dire quelques mots.

Suivant Aristote, l'air répandu dans la profondeur de la terre, se change en eau, et cette eau s'élève jusqu'à la surface du sol, sous l'influence de causes diverses. Ces causes ont varié, d'ailleurs, selon la fantaisie des au-'

LES PUITS

teurs qui ont développé la théorie d'Aristote, Aussi longtemps que l'école d'Aristote conserva en Europe, le sceptre des sciences et de la philosophie, la théorie précédente fut admise, plus ou moins modifiée dans les détails, mais, au fond, toujours la même. Descartes, le réformateur de la philosophie scolastique, substitua à la théorie aristotélienne une autre conception, plus compliquée, mais conçue, comme celle d'Aristote, sans la moindre étude du phénomène naturel qu'il fallait expliquer.

Descartes décida que les eaux marines s'infiltrent à l'intérieur des continents, et qu'elles viennent se rassembler dans de vastes cavités situées sous les montagnes. Mais comment les eaux de la mer perdent- elles leur salure, et par quelle force particulière s'élèvent-elles sur les sommets d'où elles s'échapperaient ensuite à l'état de sources ? C'est ce qu'il restait à expliquer.

Descartes, qui n'était jamais en défaut d'explications mécaniques, compara la terre à un vaste alambic, dans lequel la distillation de l'eau salée s'opérerait par l'action du feu central. Le sel, disait-il, se dépose au fond des cavernes souterraines, et l'eau, réduite en vapeurs, monte jusqu'à une certaine hauteur,où elle se condense,etsorl du flanc de la montagne.

« Les eaux, dit Descartes , pénètrent par des conduits souterrains, jusqu'au-dessous des montagnes, d'où la chaleur qui est dans la terre, les élevant comme en vapeur vers leurs sommets, elles y -vont remplir les sources des fontaines et des rivières. »

Celte théorie était séduisante, comme tout ce qui sortait de l'inépuisable imagination de notre immortel philosophe; seulement c'était une conception de fantaisie.

D'après un autre physicien, La Hire, qui donna cette explication en 1703, l'eau de l'Océan serait dépouillée de ses principes salins par la terre qui agirait à la manière d'un filtre. Ensuite l'eau s'élèverait par capillarité jusqu'à la surface du sol, à peu près comme s'étend ia goutte d'encre sur une feuille de papier buvard. : .

Dans l'hypothèse de Descartes, comme dans celle de La Hire, la nappe liquide souterraine devrait se trouver sensiblement au même niveau que la mer, dont elle était censée provenir. Or, cette égalité de niveau est contredite par les faits. Il existe des puits qui ne fournissent point d'eau, bien qu'ils descendent à une profondeur plus considérable que le prétendu réservoir commun des eaux de notre globe. On peut, en outre, citer des contrées tout entières dont le niveau est inférieur à celui de la mer la plus proche, et qui ne sont nullement inondées, qui ne sont pas même à l'état de marécages. C'est pourtant là ce qu'on devrait observer, si les eaux marines, par une infiltration sans cesse agissante, s'accumulaient à l'intérieur des continents.

D'autres objections pourraient être présentées à cette théorie, mais il serait sans intérêt de les énumérer. Nous voulons seulement montrer, avant de quitter ce sujet, que c'est en adoptant une erreur des anciens que les physiciens du xvne et du xvine siècle avaient été conduits à aller chercher bien loin, c'està-dire dans la pénétration des eaux de la mer, une explication que Ton avait, pour ainsi dire, sous la main.

Sénèque assure, dans ses Questions naturelles^ que la pluie ne pénètre jamais dans la terre végétale à plus de 10 pieds de profondeur. Des mesures subséquentes conduisirent à des évaluations plus faibles encore de la zone de pénétration des eaux fluviales.

Voici comment s'exprime Aragô à ce sujet :

« D'après les expériences de la plupart des physiciens modernes qui se sont occupés de ce genre de recherches, la perméabilité des terres serait encore inférieure à la limite posée par Sénèque. Ainsi Mariotte admet que les terres labourées ne se laissent pénétrer par les plus fortes pluies d'été que de 16 centimètres (6 pouces); ainsi La Hire a reconnu qu'à travers la terre recouverte de quelques herbes, la pénétration n'a jamais lieu que jusqu'à 65 centimètres (2 pieds); ainsi, d'après le même observateur, une masse de terre nue de 2m,60 (8 pieds) d'épaisseur n'avait pas, après une exposition de quinze

années à toutes les intempéries atmosphériques, laissé passer une seule goutte d'eau jusqu'à la plaque de plomb qui la supportait; ainsi Buffon ayant examiné dans un jardin un tas de terre de 3 mètres de haut qui était resté intact depuis plusieurs années, reconnut que la pluie n'y avait jamais pénétré au delà de lm,30 (4 pieds de profondeur) {!). »

Il est facile de comprendre maintenant comment Descartes et les physiciens de son école furent amenés à faire intervenir les eaux de l'Océan, réduites en vapeurs par l'action du feu central, c'est-à-dire par la chaleur propre du globe, pour expliquer l'existence de certaines sources à de grandes hauteurs au-dessus du niveau de la mer. Puisque les eaux pluviales restent toujours à la surface du sol, il faut bien, disait-on, que les eaux des sources situées dans les lieux élevés, aient une autre origine.

Le vice de ce raisonnement, c'était de supposer que partout la surface du sol est formée de terre végétale. Il n'en est point ainsi. Sur un grand nombre de points^ le sable, matière éminemment perméable, et des roches sillonnées de fissures, se montrent à nu. C'est par ces canaux d'écoulement que les eaux pluviales s'infiltrent, et pénètrent dans les profondeurs du sol.

Avec un peu d'observation on serait arrivé sans peine à la véritable théorie des sources naturelles et des puits artésiens. 11 eût suffi de remarquer l'étroite connexité qui existe entre les pluies et le débit des sources. Pendant les mois les plus chauds et les plus secs de l'année, le débit des sources et fontaines naturelles, devient moins considérable; souvent même il est réduit à néant. Quand les pluies arrivent, les sources recommencent presque aussitôt à couler avec abondance.

Comment les anciens physiciens ne comprenaient-ils pas la relation, la liaison si simple, si visible, de ces deux phénomènes? Comment n'en concluaient-ils pas que les fontaines

(l) Notices scientifiques t 1. III, les Puitsforés.

naturelles sont alimentées par leseaux pluviales? Pourquoi allaient-ils chercher le feu central, lorsqu'il leur suffisait d'invoquer la pluie? C'est que, dans les sciences, l'explication la plus simple est souvent la dernière à laquelle on songe. C'est que des vues systématiques, ou des théories qui exercent un grand empire sur les esprits, comme celles de Descartes, empêchent souvent de voir ou de comprendre ce qui, pour ainsi dire, tombe sous les sens.

Une des objections les plus spécieuses qu'on ait élevées eontre la théorie moderne des puits artésiens, c'est qu'en certains pays, dans l'Artois, par exemple, ces fontaines surgissent au milieu d'immenses plaines, loin de toute colline qui pourrait donner lieu à une prise d'eau dans les conditions nécessaires pour le jaillissement de la nappe liquide intérieure. On résout facilement la difficulté en reconnaissant que le phénomène est susceptible de se produire dans de très -vastes proportions, sur une étendue immense. Il n'y a aucune impossibilité à ce qu'un puits foré soit alimenté par une nappe d'eau dont le point d'absorption serait situé à 20, 40, 60 ou 80 lieues de là, et les cours d'eau souterraine de 100 lieues d'étendue sont peut-être moins rares qu'on ne le suppose. Ne voit-on pas la constitution géologique d'une contrée rester la même sur une pareille superficie?

Au reste, on connaît des faits qui corroborent parfaitement cette explication.

- Arago cite l'exemple d'un navire anglais qui rencontra dans les mers de l'Inde, une abondante source d'eau : on était à 36 lieues de la côte la plus voisine* L'eau fournie par cette source était donc amenée du continent, sous le lit de la mer, par des canaux souterrains, mesurant au moins 36 lieues d'étendue en ligne droite. Du moment où de pareilles dimensions sont atteinte:», rien ne s'oppose à ce qu'elles soient doublées ou triplées.

Le fait rapporté par Arago n'est pas, d'ail*

LES PUITS ARTÉSIENS

leurs, isolé. On a d'autres exemples de sources d'eau douce jaillissant au milieu de la mer. Dans le golfe de la Spezzia, petit port de la côte occidentale de l'Italie, on voit s'élancer, à environ 50 mètres du rivage, un jet d'eau vertical, composé de plusieurs petits jets, qui sont bien distincts par un temps calme. Cette source d'eau douce s'élance de la mer, avec une telle impétuosité, qu'il est presque impossible à un bateau de se maintenir en son milieu. La partie de la mer soulevée par l'irruption de l'eau douce, mesure environ 25 mètres de diamètre, et forme un petit mamelon de 30 ou 40 centimètres de haut.

Selon de Humboldt , sur la côte méridionale de File de Cuba, à deux ou trois milles de terre, plusieurs sources d'eau douce jaillissent du fond de la mer avec assez de violence pour que les petites barques s'abstieunent d'en approcher.

A l'intérieur de la terre, il existe des cours d'eau, ainsi que de véritables lacs, d'une immense étendue. Ce sont ces masses d'eaux qui peuvent fournir au débit des puits artésiens.

Les faits qui prouvent qu'il existe, à Tintérieur de la terre, des fleuves et des lacs, sont surabondants. Nous citerons les plus remarquables.

On voit quelquefois des fleuves entiers s'engouffrer dans le sol, et ne reparaître qu'au bout d'un certain temps. Ce phénomène se trouve mentionné dans les ouvrages des anciens. Pline cite i'Àlphée, dans le Péloponèse, le Tigre, dans la Mésopotamie, le Nil même, comme disparaissant, en certains points de leur cours, dans les entrailles de la terre.

Il est peu de contrées où pareil phénomène ne se produise sur une échelle plus ou moins grande. En Espagne, la Guadiana se perd au milieu d'une immense prairie. En France, le Rhône devient tout à coup souterrain sur un parcours de plusieurs lieues. La Meuse disparaît à Bazoilles, pour revenir au jour deux ou trois lieues plus loin. Une petite rivière normande, la Drom me, qui se réunit à l'Aure,

dans le département du Calvados, s' évanouit littéralement dans une prairie, au fond d'un trou de 10 à 12 mètres de diamètre, qui est connu sous le nom de Fosse de Soucy; encore n'y arrive-t-elle que fort diminuée par des pertes successives résultant de l'absorption de ses eaux par d'autres trous moins importants. Dans la même province, la Rille, l'Itop, l'Aure, etc. , se psrdent également peu à peu, dans une série de trous, nommés bétoirs, situés sur leur parcours (1).

Il existe aux Etats-Unis, dans l'Etat de Virginie, une immense voûte naturelle, appelée Rock-Bridge, sous laquelle s'engloutit, à 90 mètres de profondeur, la rivière du Cedar- CreeL

Du reste, l'existence de cavités souterraines contenant d'immenses réservoirs d'eau, n'est pas contestable, puisque ces rivières, ces fleuves, ces lacs j peuvent être vus et parcourus en plus d'un pays.

De Humboldt a donné la description d'une caverne célèbre, celle du Gmcharo, située dans la vallée de Caripe, en Amérique. On pénètre par une voûte de 23 mètres de large, percée dans le rocher, à l'intérieur de cet antre, qui conserve ces dimensions sur une longueur de 472 mètres. Devant le refus des Indiens qui l'accompagnaient, de Humboldt dut s'arrêter après un parcours de 800 mètres ; de sorte que les dimensions réelles de la caverne restent encore un mystère.

Ce qu'il y a de certain, c'est qu'un cours d'eau de 10 mètres de large s'épanche sur cet espace de 800 mètres, et continue de couler plus loin.

Dans les Etats autrichiens, en Carniole, la caverne d'Adelsberg a été explorée par de nombreux curieux , sur une étendue de ■ plus de deux lieues. Les investigations n'ont pu être poussées plus loin, à cause d'un lac, qui est infranchissable sans le secours des barques. La rivière Poick s'engouffre dans la

(1) Arago, Notices scientifiques^* Puits forés. Tome III, p. 296..

même caverne ; quelques-unes des chambres de cette caverne présentent les proportions les plus grandioses.

Dans les eaux de cette petite rivière souterraine vit le singulier animal connu sous le nom de Protée.

«Au premier abord,'ditle chimiste Humphry Davy, dans son intéressant ouvrage, les Derniers Jours d'un philosophe, on prendrait cet animal pour un lézard, et il a les mouvements d'un poisson. Sa tête, la partie inférieure de son corps et sa queue lui donnent une grande ressemblance avec l'anguille, mais il n'a pas de nageoires. Ses curieux organes respiratoires ne ressemblent point aux branchies des poissons : ils offrent une structure vasculaire semblable à une houppe, laquelle entoure le cou et peut être supprimée sans que le protée meure, car il est aussi pourvu de poumons, et vit également bien dans l'eau et hors de l'eau. Ses pieds de devant ressemblent à des mains, mais ils n'ont que deux doigts. Les yeux sont deux trous excessivement petits, comme le rat-taupe. Sa chair, blanche et transparente dans son état naturel, noircit à mesure qu'elle est exposée à la lumière et finit par prendre une teinte olive. Ses organes nasaux sont assez grands, et sa bouche, bien garnie de dents, laisse présumer que c'est un animal de proie, quoique, en esclavage, on ne l'ait jamais vu manger, et qu'on l'ait'conservé vivant durant des années en changeant simplement de temps à autre l'eau des vases qui le renfermaient. »

Ce même reptile, propre aux rivières coulant au-dessous de la surface du sol, a été plus tard découvert dans les eaux souterraines du Laybach, par le baron Zoïs. Depuis, on Ta treuvé également à Sittich, à 30 milles d'Adelsberg , dans des eaux sortant d'une caverne.

Nous ajouterons, à propos de ces animaux qui habitent ces cours d'eau ténébreux, que, dans les sondages artésiens qui ont été faits dans le Sahara algérien, on a vu l'eau re- . jeter des poissons d'une espèce particulière.

Dans d'autres rivières souterraines on a découvert des insectes coléoptères. Ces derniers animaux présentaient le caractère extraordinaire d'être privés de l'organe de la vue. Des études anatomiques, faites en 1867, sur j ces insectes aveugles, par M. Lespès^ pro- 1

fesseur à la Faculté des sciences de Marseille, ont mis cette particularité hors de doute.

En explorant ces cavernes souterraines, on y a souvent rencontré des lacs d'une grande étendue.

L'existence des nappes liquides cachées dans les profondeurs de la terre, est prouvée, par tous ces faits, jusqu'à la dernière évidence.

Nous venons de citer le lac que renferme la caverne d'Àdelsberg. Dans la même contrée, en Carniole, on en connaît un beaucoup plus remarquable, sur lequel nous donnerons quelques détails: c'est celui deZirknitz.

Ce lac mesure deux lieues de long sur une lieue de large. Son niveau est variable ; il se compose, pour ainsi dire, de deux lacs superposés, Fun extérieur, l'autre souterrain. Dès qu'arrivent les sécheresses, les eaux du lac supérieur baissent graduellement, et au bout de quelques semaines elles ont complètement disparu. On aperçoit - alors très -distinctement, les ouvertures des canaux par lesquels elles se sont retirées dans les cavernes inférieures. Aussitôt que le lit du lac est débarrassé de son contenu, les paysans des alentours s'en emparent, y sèment des céréales ou d'autres végétaux qui poussent rapidement, et ils font la moisson deux ou trois mois plus tard. Après les pluies de l'automne , les eaux reviennent par les mêmes canaux qui leur avaient servi à se retirer, et reprennent leur ancien niveau.

Ce qu'il y a de bizarre, c'est que les eaux ramènent avec elles des poissons de différentes sortes et même des canards. Fait plus curieux encore, telle -ouverture ne fournit que de l'eau, telle autre de l'eau contenant des poissons, celle-ci enfin de l'eau avec des canards l

Au moment de leur apparition, ces canards ont les yeux fermés et sont presque nus. line tardent pas à ouvrir les yeux, mais ils ne sont capables de s'envoler qu'au bout de deux ou trois semaines. Valvasor, qui visita le lac de Zirknitz, en 1687, prit lui-même un gran#

LES PUITS

nombre de ces canards ; il vit aussi les paysans pêcher des anguilles du poids de 1 à 2 kilogrammes, des tanches de 3 à 4 kilogrammes, et des brochets de 10, 15, 20 kilogrammes.

Il résulte de ces^diverses observations, qu'il existe sous le lac de Zirknitz, non pas seulement une vaste nappe d'eau, mais un véritable lac, peuplé de poissons et de canards.

Au pied des coteaux calcaires qui bordent la rivière Verte, dans le Kentucky (Amérique du Nord), à plus de 100 kilomètres au sud de Louisville, se" cache, sous les broussailles d'une végétation exubérante, l'entrée de la plus vaste des cavernes connues jusqu'à ce jour : la Caverne du Mammouth, On a déjà exploré une dizaine de lieues dans ce dédale, sans en bien connaître tous les replis, qui se noient dans d'épaisses ténèbres. Un voyageur, M. L. De ville, en a donné, en 1862, une intéressante description.

Accompagné de l'un des nombreux guides qui se trouvent à l'entrée de la caverne, pour diriger les touristes, et muni d'une lampe de mineur, notre voyageur descendit d'abord soixante marches. Il se trouva alors dans une galerie, haute et large d'une vingtaine de mètres et longue d'un kilomètre, à laquelle on a donné le nom de Salle dïAudubon. Elle aboutit à la Rotonde^ vaste salle d'où rayonnent de nombreux couloirs. Un de ces couloirs conduit à un carrefour, dont la voûte forme une nefimmense, décorée de longues stalactites, et que Ton appelle Y Église. Des stalactites calcaires y forment des colonnades, des stalles, et y dessinent même une sorte de chaire, où plus d'un ministre protestant est venu prêcher. En sortant de ce temple naturel, on arrive, par une série de corridors, à la Chambre des revenants, où l'on a découvert autrefois une immense quantité de momies indiennes.

Ce vaste cimetière d'une race disparue sert aujourd'hui de buvette ; les femmes des guides y tiennent des rafraîchissements et même des journaux. Quelques malades qui

habitent ces souterrains, pour profiter de leur atmosphère salpêtrée, se réunissent dans cette partie de l'immense catacombe.

Si l'on descend le long de plusieurs échelles, et que l'on franchisse un vieux pont de bois, dont l'apparence de vétusté est peu rassurante, on arrive à un étroit sentier, dont la voûte finit par s'abaisser tellement qu'il faut marcher en rampant. Ce couloir a reçu le nom expressif de Chemin de V humilité. Il aboutit à la Chaire du diable , sorte de balcon au-dessus d'une ouverture taillée dans le rocher, et conduit à Y Abîme sans fond. C'est un noir précipice, dont la profondeur surpasse toute imagination. Des cornets de papier huilé, que l'on y jette enflammés, s'éteignent avant d'arriver au fond. On raconte que deux nègres fugitifs, poursuivis à outrance dans ce sombre labyrinthe par leurs persécuteurs, se sont précipités dans le gouffre effrayant. Une corde de 300 mètres n'atteint pas le fond de cet abîme (1).

En montant et descendant toujours, on arrive sous l'immense dôme du Mammouth, dont la coupole, qui a 130 mètres d'élévation, se perd dans les ténèbres, Un sentier qui s'élève en tournoyant, mène presque au sommet de ce dôme, qui consiste en une voiite noire parsemée de cristaux brillants; c'est la Chambre étoilée. Eclairée par uns lampe, cette coupole, tout incrustée de brillantes stalactites, scintille comme le ciel d'une nuit d'été. Par une adroite gradation de la lumière, les guides savent imiter le lever de l'aurore ou l'arrivée de la nuit.

Après avoir traversé, à quelque distance de là, un bassin de 8 à 10 mètres, que l'on appelle Bead sea (mer Morte), on arrive à un large cours d'eau, qui porte le nom de Styx^ et qu'il faut traverser en canot.

(1) On dit qu'à Frederickshall, en Suède, H existe une fente dans une roche granitique, dont la profondeur est telle que la chute d'une pierre ne s'y fait entendre qu'au bout d'une minute et demie ou deux minutes, ce qui donne, par un calcul facile à faire^ 12 ou 18 kilomètres, deux fois la hauteur des plus hautes montagnes du globe.

« Je monte, dit M. Deville , dans la grossière barque de Caron. Mon noir nautonier pousse quelques cris et les voûtes résonnent au loin; on dirait les gémissements des âmes en peine condamnées à ces ténèbres éternelles. Nos lumières répandent des teintes rougeâtres sur les roches qu'elles profilent d'une façon étrange, pendant que sur l'eau du Slyx, tout émaillée de brillants reflets, tranche vigoureusement la silhouette du nègre. Ce spectacle étrange me jetait dans des réflexions singulières, lorsqu'un bruit épouvantable retentit soudain dans la caverne. On eût dit un immense éboulement. Ce n'était toutefois qu'une surprise de mon guide, qui montrait ses dents blanches en riant aux éclats. Tandis qu'absorbé dans mes rêveries , j'oubliais sa présence, il était descendu à terre, et, frappant à coups redoublés sur une pièce d'étoffe, il avait éveillé ce fracas d'échos qui venait interrompre en sursaut le cours de mes réflexions. »

Au bout d'une demi-heure de navigation, on met pied à terre sur un sable fin. A quelque distance on aperçoit une petite source sulfureuse, puis Y Avenue de Cleveland^ qui mène au Salon de neige, dont les murailles sont d'une éclatante blancheur. Des sentiers très-accidentés conduisent de là aux montagnes Rocheuses, amas de rochers détachés de la voûte, à travers lesquels on parvient à la Grotte des féesy où les stalactites forment des colonnades, des arceaux et des arbres d'un aspect magique. Le bruit des gouttes d'eau qui tombent de toutes parts, donne d'étranges sonorités à ce sombre labyrinthe. Au fond de la salle, est un groupe gracieux qui imite un palmier d'albâtre, au sommet duquel jaillit une source.

Quand on est parvenu à la Grotte des fées, on a parcouru quatre lieues. Il faut dix heures pour l'aller et le retour. Aussi, quand on revient de cette longue excursion souterraine, on salue la lumière du jour avec une satisfaction facile à comprendre.

Les grandes cavernes de la vallée de Castleton, en Angleterre, dont l'une a une longueur totale de plus d'un kilomètre, rappellent, sauf leur moindre étendue, les magnificences des grottes souterraines de l'Amérique du Nord, que nous venons de décrire. Elles

| offrent aussi une suite d'évasements successifs et d'étranglements, des gouffres sans fond, des lacs souterrains qu'il faut traverser en bateau, des piliers immenses, formés de brillantes stalactites, qui supportent la voûte, et étincellent par la réûexion de la clarté des torches ; elles réunissent enfin tout le merveilleux spectacle que présentent les grottes souterraines.

On peut citer d'autres exemples d'immenses réservoirs d'eaux souterraines. Il existe, près de Narbonne, cinq gouffres profonds, qui communiquent avec une nappe souterraine très-poissonneuse. L'eau remonte quelquefois par ces puits naturels, ramenant au jour une grande quantité de poissons, et le sol tremble, dit-on, sous les pas.

Dans le département de la Sarthe, près de Sablé, il existe un gouffre de 6 à 8 mètres de diamètre et d'une profondeur inconnue, désigné sous le nom de Fontaine sans fond. De temps à autre, ce gouffre déborde, et alors il en sort une incroyable quantité de poissons, parmi lesquels sont des brochets truites, d'une espèce particulière.

Dans le voisinage de Vesoul (Haute-Saône), une sorte d'entonnoir, nommé Frais Puits> se comporte à peu près de la même façon. Lorsqu'il a plu abondamment plusieurs jours de suite, un véritable torrent s'en échappe et inonde les environs. Au bout de quelques heures, les eaux s' étant retirées, on trouve des brochets à la surface des prairies envahies par le flot.

Nous parlerons enfin de la nappe souterraine qui alimente la célèbre fontaine de Vaucluse, près d'Avignon, et qui donne naissance, un peu plus loin, à la rivière de la Sorgue.

Le débit de la fontaine de Vaucluse est trèsvariable. Limité à 444 mètres cubes d'eau par minute, aux époques les moins favorables, il monte jusqu'à 1330 mètres cubes, au moment des crues les plus hautes. En moyenne, il est de 468 millions de mètres cubes par an, nom-

LES PUITS ARTÉSIENS

Fig. 339. — La fontaine de Vaucluse.

bre à peu près égal, suivant Arago (1), à la quantité totale de pluie qui tombe annuellement dans cette partie de la France, sur une étendue de 30 lieues carrées. Qu'on s'imagine, d'après cela, le volume de la nappe souterraine formée par cette masse d'eaux pluviales pénétrant à travers les fissures du sol!

Immortalisée par les amours de Pétrarque et de Laure, la fontaine de Vaucluse {fig, 339) coule à cinq lieues de la ville d'Avignon. Quand on est arrivé au village de Vauclur?,

(1) Notices scientifiques, les Puits forés, t. III, p, 2^ T. IV.

on n'a plus qu'un kilomètre à parcourir pour arriver à la fontaine.

On aperçoit au-dessus du village, des ruines qui portent, sans aucun motif, le nom de château de Pétrarque. On entre alors dans un , vallon étroit, bordé de rochers escarpés , aboutissant à un mur taillé à pic, par lequel le vallon se ferme brusquement comme un cul-de-sac : c'est de là qu'est venu le nom de Vaucluse [vallis clama)..

La source sort au pied de ce mur. On voit jaillir de ce point, une vingtaine de torrents, de la grosseur du corps d'un homme. Ils se

précipitent avec fracas, et forment la rivière de la Sorgue. Au-dessous du mur qui ferme le vallon, est un bassin circulaire, de 20 mètres de diamètre, entouré d'énormes blocs de rochers et creusé en entonnoir, dans lequel les eaux de la fontaine se maintiennent à des hauteurs variables. On n'a jamais trouvé le fond de cet abîme* L*excavation du bassin s'étend sous les rochers, et de vastes canaux souterrains y amènent des eaux abondantes. Les blocs entassés en avant du bassin, son couverts d'une mousse d'un vert noirâtre, qui croît sur une terre calcaire blanche, déposée par les eaux.

Sur le bord du bassin, on avait érigé, en 1809, une colonne portant cette inscription : A Pétrarque. Bien qu'elle fût taillée sur le modèle de la colonne de Trajan, à Rome, elle parut d'un effet si mesquin, comparée à la grandeur delà scène naturelle qui l'entourait, et aux rochers immenses dont la hauteur la rapetissait d'une façon démesurée, qu'il fallut l'enlever. On la transporta à l'entrée du village, où elle est encore.

On sait que Pétrarque alla chercher dans le vallon solitaire de Vaucluse les charmes du recueillement et de la solitude.

« Cherchant, nous dit Pétrarque, dans son Épître à la •postérité, une retraite qui me servit d'asile, je trouvai, à quinze milles d'Avignon, un vallon trèsétroit , mais solitaire et délicieux, que Ton nomme Vaucluse, et au fond duquel naît la Sorgue, la plus célèbre des fontaines. Épris des charmes de ce lieu, je m'y retirai avec mes livres. Mon récit serait trop long, si je racontais tout ce que j'ai fait dans cette solitude, où j'ai passé un grand nombre d'années. J'en donnerai une idée en disant que de tous les ouvrages qui sont sortis de ma plume, il n'en est aucun qui n'y ait été écrit, commencé ou conçu; et ces ouvrages sont si nombreux que dans un âge avancé ils m'occupent et me fatiguent encore...

« Cette retraite m'a inspiré des réflexions sur la vie solitaire et le repos des cloîtres, dont j'ai fait l'éloge dans deux traités particuliers. C'est enfin sous les ombrages de cette solitude que j'ai cherché à éteindre le feu dévorant qui consumait ma jeunesse ; je m'y retirai comme dans un asile inviolable : imprudent ! ce remède aggravait mes souf- j france. Ne trouvant personne, dans une si profonde I

solitude, pour arrêter les progrès du mal, j'y souffrais davantage. C'est alors que, le feu de mon cœur, s'échappant au dehors, je fis retentir ces vallées de mes tristes accents qui, d'après quelques lecteurs, ont une douce mélodie. »

L'effet tantôt majestueux, tantôt riant et pittoresque, de la fontaine de Vaucluse, s'explique par les alternatives de l'irruption des eaux. Au point précis de la source, un énorme rocher s'élève, tout d'une pièce, àune hauteur de plus de 200 mètres, surplombant d'une façon menaçante la tête du touriste. Si les eaux sont basses, le visiteur voit à ses pieds un précipice horrible, incomplètement rempli d'eau ; si les eaux sont hautes, il a devant lui une cascade jetant sur une série de rochers une masse d'eau effroyable, qui se brise et se réduit en écume avec un fracas épouvantable.

Dans les crues annuelles ordinaires, l'eau se divise par chutes inégales, entre les blocs de rochers ; la cascade offre alors un aspect varié de formes et de couleurs. Mais, après les grandes pluies, par suite de l'abondance de l'eau, c'est une véritable rivière qui sort du gouffre, offrant l'aspect d'un immense manteau aux franges d'écume.

Ainsi ce ne sont pas seulement des lacs, masses d'eau immobiles, ou à peu près, rque Ton rencontre dans les entrailles de la terre; ce sont aussi de véritables rivières, qui se sont peu à peu frayé un chemin entre deux couches imperméables, en désagrégeant le terrain originaire et se mettant à sa place. Ces rivières coulent avec une certaine vitesse, absolument comme celles de la terre. Nous ne parlons pas ici des cours d'eau qui s'engouffrent momentanément dans des cavernes ; les rivières auxquelles nous faisons allusion sont essentiellement souterraines.

Il est certain qu'une rivière souterraine circule sous la ville de Tours. On en eut la preuve en 1831 . Les eaux dû puits artésien qui I existe place de la Cathédrale, acquirent su-

LES PUITS ARTESIENS.

bitement une augmentation de vitesse, et se troublèrent. Durant plusieurs heures, le puits rejeta de nombreux débris de végétaux, parmi lesquels des rameaux d'épine noircis par suite de leur séjour dans Feau, des tiges et des racines de plantes marécageuses, des graines de différentes espèces, paraissant avoir séjourné tout au plus trois ou quatre mois dans Feau, enfin, des coquilles terrestres et fluviatiles. Tous ces débris, ramenés d'une profondeur de 110 mètres, ressemblaient à ceux que les petites rivières et les ruisseaux laissent sur leurs bords après un débordement. Comme ils ne pouvaient avoir été entraînés par des eaux filtrant à travers des couches de sable, ils démontraient l'existence d'un courant circulant librement dans des canaux souterrains.

La fontaine qui fournit la plus grande partie de l'eau potable à la ville de Nîmes, et qui circule au milieu de la charmante promenade de ce nom, est alimentée par une véritable rivière souterraine, et peut-être par plusieurs, si Ton considère son énorme débit.

Par les temps d'extrême sécheresse, le débit de la fontaine de Nîmes descend jusqu'à 1,330 litres par minute; mais, s'il survient une grande pluie dans le nord-ouest, fût-ce même à 10 ou 12 kilomètres de la ville, ce débit s'élève rapidement jusqu'à 10,000 litres par minute, sans que la température de l'eau varie sensiblement. Il faut conclure de là , que l'eau qui alimente la fontaine de Nîmes, est amenée de loin, et qu'en outre, la source souterraine est animée d'une vitesse assez considérable, puisque la crue se manifeste presque immédiatement après la pluie.

Il n'est pas toujours facile, lorsqu'on creuse un puits artésien, de distinguer ces rivières souterraines des nappes tranquilles.

Voici cependant quelques exemples d'une constatation péremptoire.

A Paris, près de la barrière Fontainebleau,

des ouvriers foraient un puits, quand tout à coup la sonde leur échappe et s'enfonce de 78 mètres. Elle fût probablement tombée plus bas, si la manivelle, placée transversalement dans l'œil de la première tige, n'eût été trop Ion guepour glisser dans le trou de forage. Lorsqu'on entreprit de la retirer, on reconnut qu'un courant assez fort l'entraînait latéralement. Peu après, l'eau jaillit.

A la gare Saint-Ouèn, MM. Flachat constatèrent également l'existence d'un courant énergique dans la troisième des cinq nappes liquides qu'ils rencontrèrent successivement. Non-seulement la sonde y tomba de 0m,35 et se mit à osciller d'une manière significative, mais lorsque la tarière, chargée des débris des couches inférieures, passait à la hauteur de la troisième nappe, tous ces débris étaient emportés, et il devenait complètement inutile de remonter l'instrument jusqu'à la surface du sol.

A Stains, près de Saint-Denis, et à Cormeiile (Seine-et-Oise), MM. Mulot et Degousée ont, respectivement, reconnu des signes évidents de courants souterrains.