CHAPITRE IV

t>*OÙ TIENT L^EAD DBS PDITS ARTÉSIENS?

Il parait naturel de supposer que l'eau des puits ordinaires , des puits artésiens et des sources , n'est autre chose que de Peau de pluie qui a coulé à travers les pores ou les fissures du sol, jusqu^à la rencontre dé quelque couche de terre imperméable. Cette opinion, toutefois, n'a pas été admise de prime abord. Des théories plus savantes l'ont précédée. Ces théories, quoique justement abandonnées aujourd'hui, n'en méritent pas moins, ce me semble , de nous occuper un moment, surtout depuis qu'on a pu en apercevoir quelques réminiscences dans plusieurs des écrits que îes succès récents des fontainiers-sondeurs ont fait naître.

On a cru longtemps que l'eau de la mer avait dû nécessairement se répandre, par voie d'infiltration, dans l'intérieur des continents, et qu'à la longue elle y avait formé une nappe liquide, laquelle , défalcation faite des influences capillaires *, ne pouvait se trouver que sur le

i. Les personnes habituées à ne voir les phénomènes capillaires se manifester dans les cours publics de physique, que par des diflféreoces de niveau d'un très-petit nombre de millimètres, s'étonne-

prolongement du niveau général de TOcéan. On admettait aussi que dans ce long trajet > au travers des circuits sinueux des terres et des roches , Teau perdait entièrement sa salure , de telle sorte , qu'en quelque lieu de la terre qu'on creusât un puits, on devait rencontrer une couche d'eau douce aussitôt que le fond de ce puits était descendu d'une quantité égale à la hauteur du sol de la contrée au-dessus de la mer.

Pour renverser entièrement cette hypothèse , on n'est pas réduit aujourd'hui à citer seulement quelques puits isolés sans eau , et dont le fond serait cependant plus bas que la prétendue nappe liquide continentale; on peut parler d'un pays tout entier , de cette portion de la Russie que le Woiga traverse dans la plus grande partie de son cours. Là, une immense étendue delerrain , située beaucoup au-dessous du niveau de la mer Noire , n'est pas inondée , n'est pas même un marécage , ainsi que cela devrait être cependant, si la mer, par une infiltration

ront peut-être de la précaution que je prends de faire, à ce sujet, quelques réserves dans la comparaison du niveau général de TOcéan avec celui qu'affecterait le liquide en pénétrant dans les terres par voie d'infiltration ; mais leur surprise cessera 6i elles calculent les effets capillaires pour des tubes d'un diamètre égal aux dimensions présumables des interstices qui régnent entre les molédules de différentes espèces de terrain. Supposons que les lois qui lient les élévations du liquide aux diamètres des tubes capillaires, soient vraies pour toutes les dimensions possibles ;

Dans un interstice de 1 dixième de millimètre, l'eau monterait de 2 décimètres ;

Dans du sable fin à interstices de 1 centième de milHmètré, Tasceosion de l'eau serait de 2 mètres ;

Dans de la marne à interstices de 1 quatre-centième de millimètre, la couche que la capillarité mouillerait aurait environ 8 mètres d'épaiisâeur.

séculaire, pénétrait indéfiniment dans Tintérienr des terres.

Dans la théorie dont je viens de montrer le peu de fondement , on mettait en jeu un autre élément , la chaleur centrale , quand il s'agissait, non de l'eau des puits, mais de celle des fontaines ^ situées à des hauteurs plus ou moins considérables au-dessus du niveau de la mer» C'était alors les vapeurs intérieures qui, seules ou mêlées à l'air, Amenaient en se condensant à la surface y entretenir une humidité continuelle. Telles étaient, au fond, les opinions professées par Aristote , par Sénèque , par Cardan; je puis même ajouter par Descartes, car voici un passage emprunté textuellement à ce grand philosophe : ^

cLes eaux pénétrèrent par des conduits souterrains jusque 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, i

Cette conception ^ dans laquelle le globe devient une sorte d'alambic, et sa couche terreuse extérieure une éponge; cette conception , dis-je, qu'on a tant reproduite depuis Descaries, à l'exclusion de l'idée, si simple, qui . conduit à chercher l'origine des sources dans les eaux pluviales, est trop compliquée pour qu'il ne soit pas naturel de croire qu'elle naquit de la nécessité d'expliquer quelque expérience inexacte ou mal comprise. On va voir, en effet, que telle est son origine , que telle est, au moins> la circonstance qui lui a valu une certaine faveur.

Sénèque rapporte, dans ses Questions naturelles, que

la pluie, quelque abondante qu'elle soit, ne pénèlre janaais dans la terre à plus de 3 mètres un quart {\0 pieds) de profondeur. Il dit s'en être assuré par des fouilles faites avec soin. Est-il besoin de chercher maintenant pourquoi Ton à cru dévoir recourir à des vapeurs intérieures, lorsqu'il a fallu expliquer comment des fon* taines, situées fort au-dessus du niveau de la mer, ont leur origine , leur source sous une grande épaisseur de terrain?

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 Mariette admet que les terres labourées ne se laissent pénétrer par les plus fortes pluies d'été, que de 16 centimètres (6 pouces); ainsi Lahire a reconnu qu'à travers la terre recouverte de quelques herbes, la pénétration n'a jamais lieu jusqu'à 65 centimètres (2 pieds) ; ainsi, d'après le même observateur, une masse de terre nue de 2 mètres 60 centimètres (8 pieds) d'épaisseur n'avait pas, après une exposition de quinze années à toutes les intempéries atmoq[)hériques, 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 â mètres de haut qui était resté intact depuis plusieurs années, reconnut que la pluie n'y avait jamais pénétré au-delà de 1 mètre 50 centiiûètres (4 pieds) de profondeur.

Ces diverses observations seraient d'une grande portée dans la question de l'origine des fontaines jaillissantes, si la surface du globe était couverte partout d'une couche

de tette végétale de quelques mètres d'épaisseur ; lùais personne n'ignore que, sur beçiucoup de points, le terrain supérieur est du sable , et que le sable se laisse traverser par TeaM comme un crible; que, sur un grand nombre d'autres points, les roches se montrent. à nu, et qu'un liquide circule dans leurs fissures, dans leurs interstice, assez librement. J'apporterai, d'ailleurs, en preuve de la dernière assertion , cette observation constante des mineurs, de ceux du Cornouailles surtout, que dans les mines -situées au milieu de certains calcaires, l'eau augmente dans les galeries lés plus profondes, peu d'heures après qu'il a commencé à pleuvoir à la surface de la terre* Je pourrai citer encore les sources qui , sur nos côtes maritimes, jaillissent, à toutes les hauteurs, des falaises verticales de calcaire crayeux, et dont la force, tie même, croit beaucoup immédiatement après la pluie.

L'argument sur lequel se fondaient principalement, ceux qui se croyaient obligés de chercher l'origine des eaux souterraines , dans la précipitation qu'auraient éprouvée des vapeurs aqueuses très-chaudes , venant des régions centrales au moment de leur contact avec les couches terrestres froides, voisines de la surface, était tiré d'un fait bien digne d'examen : je veux parler de la prétendue existence de sources assez abondantes au sommet, au point culminant de quelques montages. Notre petit Montmartre lui-même figura dans cette polémique. Il y avait, en effet, sur ce monticule, une fontaine (peut-être existe-t-elle encore) qui n'était guère qu'à 16 mètres (50 pieds) au-dessous de sa partie la plus haute. Aucune eau, disait-on, ne peut alimenter constamment unesource

ainsi placée, à moins qu'elle ne vienne d'en bas à Tétat de vapeur. Toute vérification faite, cepeodant, il se trouva que la portion de Montmartre supérieure à la fontaine, et qui pouvait conséquemment lui transmettre ses eaux par voie de simple écoulement intérieur , avait environ 585 mètres de long sur 195 mètres de large. Or , le volume moyen de pluie qui tombe à Paris sur une pareille étendue de terrain, entre le !•' janvier et le M décembre , surpasse de beaucoup la quantité d'eau que débitait annuellement la petite source en question.

Il fallait donc aller chercher la difficulté sur un auibre point

On crut l'avoir trouvée dans une localité peu éloignée de Dijon ; là, également, malgré les apparences , les eaux pluviales, reçues sur la portion de terrain qui dominait la source , pouvaient amplement suffire à* son alimentation.

On a cité aussi le célèbre mont Yentouï du département de Yaucluse où il existe une source, la Font-Feyole, à 175& mètres d'élévation. Mais le sonmiet de la montagne est de 200 mètres plus élevé; or, tant qu'on n'a pas comparé exactement la quantité de pluie, de rosée et de neige qui tombe sur la partie du mont Yentoux , plus haute que Font-Feyole, à la quantité d'eau que cette fontaine fournit annuellement, la citation est évidemment sans valeur.

Au surplus, il eût suffi d'une seule remarque pour réduire au néant les spéculations théoriques que nous venons d'examiner en détail : c'est qu'à l'époque des grandes sécheresses, presque toutes les fontaines devien-

874 LES PtJlTS FORÉS.

nent moins abondantes , et qu*^un grand nombre d* entre elles cessent même alors entièrement de couler, quoique les vapeurs centrales dussent s'élever et se résoudre en eau comme à l'ordinaire.

Une expérience vraie , mais indûment généralisée , sui le peu de perméabilité de quelques-unes des matières dont se compose l'écorce de notre globe, a seule procuré une longue existence à la théorie qu'Aristote , que Sénéque, que Descartes avaient donnée à Torigine des fontaines élevées. Des idées vraiment fantasques * sur les produits annuels de certaines eaux courantes, et l'ignorance où Ton était touchant la quantité de pluie , de rosée et de neige qui tombent dans chaque climat, avaient amené à faire jouer aussi le principal rôle aux vapeurs intérieures dans la formation des rivières et des fleuves. Ainsi, par exemple , on ne croyait pas que le bassin de la Seine, et j'appelle ainsi toute la portion du territoire de la France dont les cours d'eau, grands ou petits, vont se déverser dans cette rivière , reçût annuellement, par la pluie, une quantité d'eau égale au tribut que la Seine |)orte à la mer dans le même espace de temps. Perrault et Mariette, les premiers, étudièrent la question en s' appuyant sur l'ex-

i. Ce mot ne paraîtra pas trop fort, si je dis. que dans un livre dont Newton consentait à devenir Téditeur, que dans la Géographie de Bernard Varenius, ouvrage qui, à la fin du xvn* siècle, servait de guide aux étudiants de TUniversité de Cambridge, on lisait, par exemple, chapitre xvi :

« Les rivières du premier ordre produisent une si grande quantité d'eau, que ce que chacune d'elles en porte à la mer en un an , excède la grosseur de toute la terre 1 telle est Teau que le Wolga jette dans la mer Caspienne; de sorte qu'il est absolument nécessaire que Teau passe incessamment de la mer dans la terre, etc. »

périence, et ils trouvèrent, comme c'est Tordinaire en pareil cas, que les conceptions vagues de leurs prédécesseurs étaient précisément l'opposé de la vérité. Suivant Mariette , la Seine ne versait chaque année dans la mer, que la sixième partie de la quantité d'eau qui tombe sur toute l'étendue de son bassin à Tétat de pluie , de neige et de rosée.^ Les autres cinq sixièmes devaient , ou s'évaporer pour former les nuages, ou imbiber les terressuperficielles dans lesquelles les plantes trouvent leur nourriture, ou pénétrer par les fissures des roches jusqu'aux réservoirs intérieujrs d'où sortent les fontaines. Les calculs de Mariotte ont été refaits récemment d'après des données plus exactes , surtout en ce qui concerne le jaugeage de la Seine. Avant de donner les résultats qu'on a obtenus, je dirai quelques mots touchant les données météorologiques sur lesquelles^ s'appuient ces calculs.

On peut évaluer fort exactement, par des mesures directes^, la quantité de pluie qui tombe sous chaque latitude et dans chaque localité. En faisant fondre la neige dans l'udomètre avant qu'elle ait eu le temps de s'éva^ porer, on détermine aussi avec précision, quel volume de liquide elle représente. D'ailleurs, d'anciennes expériences, assez souvent répétées, permettent pour ainsi dire d'opérer cette transformation à vue. Quand la. neige est tombée en gros flocons, si Ton mesure sa profondeur avant qu'aucun tassement se soit opéré, il faut compter qu'au dégel là hauteur de liquide qui en résulterait, si le sol était imperméable et horizontal, ne serait guère que la dixième partie de la hauteur originaire de la neige. La neige fine est sensiblement plus dense : en se liqué-

«76 LES PUITS FOttÉS-

fiant «a hauteur se réduit au cincpièine. Enfin ^ dans la neige tassée naturellement, cette réduction de hauteur, au moment du dégel , est des deux tiers.

L'eau provenant de la grêle pourrait être ordinwement négligée ; mais comme il grêle rarement sans pluie, Tudomètre fournit le liquide, des deux météores réunis.

Reste donc à évaluer la qtiantité de rosée. Dalton porte à un décimètre environ Tépaisseur de la couche d'eau dont la rosée petit recouvrir annuellement notre globe. Ce résultat est déduit d'une expérience de Haies qui pouvait être jégitimetnrat généralisée lorsqu'on croyait que la rosée tombait à la manière de la pluie ; mais depuis la publication de l'ouvrage de Welis, depuis qu'on sait que la rosée ne tombe pas, que l'air vient la déposer sur des surfaces préalablement refroidies à raison de. leur communication rayonnante avec tes espaces c^estes, que la nature des corps, leur exposition et la pureté du ciel exercent sur ce phénomène la plus grande influence, tout le monde doit concevoir qu'une détermination, même assez grossière, de la quantité de rosée qui est déposée annuellement dans ^aque pays, serait un des problèmes les plus compliqués de la physique.

Dalton a trouvé que la terre de jardin saturée d'humidité contient en volume ses sept douzièmes d'eau. Le quart et même la moitié de cette eau peuvent disparaître sans que la terre devienne impropre à la végétation.

Il paraît qu'en chaque pays là couche que l'éyaporation enlève annuellement aux nappes d'eau, a une épaisseur peu différente de celle que la pluie leur restitue. Les expériences auraient toutefois besoin d'être répétées avec

des vases beaucoup plus grands que ceux dont les météorologistes se sont servis jusquMci, Des observations faites il y a près d'un siècle par Bazin , donnaient pour Tévaporation de la terre imbibée d'eau, une quantité supérieure à celle que fouiiiîssait l'eau pure. Ce résultat semble peu naturel , mais en de pareilles matières c'eat à Fexpérieiice à prononcer définitivement

Je termine par une remarque de Leslie , qui , sans rien ajouter à nos connaissances encore si imparfaites sur les' causes de l'évaporation, nous signale dans ce phénomène un développement de force mécanique' dont l'immensité frappe l'imagination, sturtout lorsqu'on réfléchit à la manière silencieuse avec laquelle la nature l'opère.

Supposez que l'eau enlevée annuellement au globe par voie d^évaporation, soit égale, en chaque climat, à la quantité de pkiie qui y tombe. €ette eau évaporée se dissémine dans l'atmosphère à toutes les hauteurs. On opérera une sorte de compensation entre les extrêmes de ces mouvements ascensionnels, en concevant par la pensée que l'eau évaporée s'est élevée ou s'est arrêtée tout entière à une certaine hauteur moyenne. L'évaporation annuelle se trouvera ainsi représentée dans ses effets mécaniques , par une masse d'eau connue élevée verticalement d'un nombre également connu de mètres. Mais le travail qu'un homme peut faire dans l'année, en élevant de l'eau durant chaque jour à la hauteur d'un mètre, a été déterminé; eh bien/ la comparaison des deux résultats montre que l'évaporation représente le travail de 80 millions de millions d'hommes. Supposez que 800 millions soit la population du globe; que la moitié

seulement de ce nombre d'individus puisse travailler, et la force employée par la nature dans la formation des nuages , sera égale à deux cent mille fois le travail dont l'espèce hamaine tout entière est capable.

Examinons maintenant quelles sont exactement les quantités d'eau rejetées par les fleuves dans TOcéan. On possède sur cette question d'excellents travaux dus à M. Dausse, à M; Lortet, et à plusieurs autres ingénieurs ou météorologistes.

Le bassin de la Seine (îious le terminerons à Paris , puisqu'il sera aisé de jauger les eaux qui passent sous Tun des ponts) a 4,327,000 hectares de superficie. L'eau qui tombe dans ce bassin, si elle ne s'évaporait pas, si elle ne pénétrait pas dans le sol » si le terrain était partout horizontal , y formerait , au bout de l'année , une couche liquide de 53 centimètres de hauteur. Il est facile de voir qu'une pareille couche se composerait en volume de 22,933 millions de mètres cubes d'eau.

Voici les quantités d'eau qui ont passé en une seconde BOUS les ponts de Paris, à diverses reprises r

Point le plus bas où la Seine ait jamais

été observée (1767 et 1803) 75 mètres cubes.

Basses eaux moyennes sous les arches

du Pont-Royal. 111 —

Hauteur moyenne des eaux 2/i6 —

Crue du 3 janvier 1802 1,141 —

Plus grande crue mentionnée (1615) . . . l,/iOO ~

Ainsi, pendant la forte crue de 1615, la Seine roulait un volume d'eau près de vingt fois plus grand qu'au plus bas étiage de 1767 et de 1803.

Au pont de la Révolution, le débit moyen de la Seine est

de. • . 255 mètres cubes par seconde, ou de. . . 22 millions de mètres cubes par Jour, ou de. . . 8062 miUions de mètres cubes par an.

Ce dernier nombre est à 22,983 millions de mètres cubes , pluie annuelle du bassin de la rivière , comme 100 à 285, ou presque comme 1 à 3. Ainsi, le volume d'eau qui passe annuellement sous les ponts de Paris, D'est guère que le tiers de celui qui tombe en pluie dans le bassin de la Seine. Deux tiers de cette pluie , ou retournent dans l'atmosphère par voie d'évaporation , ou entretiennent la végétation et la vie des animaux , ou s'écoulent dans la mer par des communications souterraines ^.

Les autres fleuves principaux roulent les quantités d'eau suivantes :

1. Il existe près de la Cour de France , sur la route de Fçntaioebléau, daos un endroit nommée Rungis, une source abondante dont les eaux réunies dans un canal souterrain construit avec beaucoup de soin, vont, après avoir traversé l'aqueduc d'Arcneil, tomber dans le réservoir du Château d'eaii, h côté de TObservatoire, pour être ensuite distribuées dans divers quartiers de la capitale. La Hire portait à 50 pouces de fontaipier le produit habituel de cette source. Suivant lui , « Tespace de terre d*où Teau peut venir, n^est pas assez grand pour alimenter une semblable source en ramassant Peau de la pluie, quand il ne s'en dissiperait point ». Mais cette assertioti n'étant accompagnée d'aucun calcul précis sur l'espace de terre et sur la pluie annuelle, rentre dans la classe des aperçqs vagues dont la science ne doit aujourd'hui tenir aucun compte. Au surplus, rien n'empêcherait, si c'était nécessaire, d'admettre la réponse qu'où faisait à La Hire dès 1703; à savoir que la source de Rungis est alimentée, en partie du moins, par des canaux souterrains ayant leur point de départ fort éloigné, c'est-à-dire à la manière de la plupart des fontaines artésiennes.

280 LBS PUITS PORES.

A rétiage. A Tétit moyen des eaux.

mètre* cubet. m&tret eobet.

La Garonne, à toulOQse 60 150

La Saône, à Lyon 60 250

Le Rhône, à Lyon, en amont de

la Saône 250 650

Le Rhône, à Lyon , après avoir ^

reçu la Saône... 310 900

Le Rhône, par ses deux embouchures, verse à la mer f 2,200

Le Rhin , au pont de Kehl , visà-vis Strartwurg .:.. 360 060 ,

A lajrontière de France, au delà de Sierck, les eaux étant dans leur hauteur moyenne, la Moselle débite 86 mètres cubes d'eau par seconde. Ainsi cette rivière qui, à Metz , se partage en tant de bras , n'est guère que le tiers de la Seine au Pont-Royal.

D'après M. Loftet, le volume d'eau débité en un an, à l'issue inférieure de chaque bassin, étant Téparti sur toute sa surface , y formerait au bout de Tannée une couche liquide de 17 centimètres de hauteur pour la Garonne, de 10 pour la Saône, de ftS pour le Rhône, de 41 pour le Rhin, nombres qui sont de 2 à 9 plus faibles que ceux qui représentent la pluie tombée.

Ces exemples suffiront, je pense, pour montrer combien peu les rivières elles-mêmes, quand on les étudie attentivement, justifient les systèmes des anciens physicîeïis. Les abondantes nappes liquides qu'elles roulent sans cesse de l'intérieur des continents vers la mer, sont partout une très -petite partie de la masse des eaux pluviales annuelles qui tombent sur les contrées environnantes. Il n'y a donc ici, non plus que pour les fontaines, aucune raison plausible d'assigner un rôle à

des vapeurs centrales dans Texplication des phénomènes.

Celte discussion numérique servira également à réfuter ceuï qui, récemment, se sont avisés de chercher les eaux d^ fontaines artésiennes dans des bassins intérieurs où se serait réunie la masse liquide qui tenait jadis les terrains de sédiment en suspension ou en dissolution. Une pareille hypothèse ne mériterait évidemment quelque attention , qu*au cas où il serait prouvé, d'une part, que les eaux pluviales sont trop peu abondantes pour expliquer les phénomènes des sources , et de l'autre, que ces mêmes eaux ne pénètrent pas dans Técorce de notre globe jusqu'à de grandes profondeurs. Or, d'après ce qui précède, chacun doit savoir à quoi s'en tenir sur ces deux points, Aussi, en consacrant quelques mots à cette nou-r velle théorie, je voulais surtout trouver une occasion de rassurer les personnes qui , se préoccupant de l'épuisement prochain des prétendus bassins antiques où des eaux seTjaient restées stationnairès pendant clés milliers •d'années, voyaient déjà toutes les fontaines artésiennes tarir les unes après les autres. S'il est établi , au contraire, tfue ces fontames sont alimentées par les eaux atmosphériques, leurs intermittences seront exclusivement liées à celles de la pluie , de la neige , de la rosée , de l'évaporation.

Je fais abstraction des tremblements de terre qui , en disloquant violemment les couches minéralogiques de l'écorce du globe, en les rompant çà et là, peuvent, dans quelques localités, changer la position et la force des nappes d'eau souterraines. La possibilité de ces secousses n^empêche point de bâtir chaque jour des maisons ; elle

ne doit pas détouraer davantage de construire des puits artésiens.