CHAPITRE VI

QUELLE EST LA FORGE QUI SOULÈVE LES EktX SOUTERRAIRES £T LES FAIT JAILLIR A LA SURFACE DU GLOBE?

Si l'on verse de l'eau dans un tuyau recourbé en forme d'U, dans ce que les physiciens appellent un tube communiquant, elle s'y met dé niveau, elle se maintient dans les deux branches à des hauteurs verticales exactement égales entre elles.

, Supposons que la branche gauche de ce tuyau débouche par le haut dans un vaste réservoir qui puisse l'entretenir constamment plein, que la branche de droite soit coupée vers le bas, qu'il n'en reste qu'une petite partie dirigée verticalement, que celle-ci enfin soit fermée par un robinet. Lorsque ce robinet sera ouvert, l'eau jaillira dans l'air, de bas en haut, par le tronçon de la branche de droite, jusqu'à la hauteur où elle s'élevait quand cette branche existait tout entière. Elle remontera de la quantité dont elle était descendue à partir du niveau du

réservoir qui alimente sans cesse la branche opposée *.

Les deux hypothèses que je viens de faire ont été réalisées en grand: la première, dans les Soutérazi des Turcs, et dans la plupart des tuyaux de conduite servant à distribuer les eaux d'une source élevée aux divers quartiers d'une ville et aux différents étages des maisons ; la seconde, dans les conduits souterrains destinés à engendrer des jets d'eau, ceux de Cassel, de Versailles, de Saint -Cloud ou du jardin des Tuileries, par exemple. Lorsqu'ils voulaient amener de l'eau d'un coteau sur un autre coteau, les Romains construisaient à grands frais , dans la vallée intermédiaire, des ponts-aqueducs, tels que ceux du Gard, tels que l'aqueduc de Jouy, près de Metz, etc. Les Turcs résolvent le problème d'une manière infiniment plus économique : ils établissent le long du penchant du premier coteau , un tuyau descendant en maçonnerie, en terre cuite ou en métal, qui traverse ensuite la vallée en se modelant sur ses différentes inflexions, et remonte enfin la pente du second coteau. En vertu du principe cité, l'eau qui parcourt. ce canal s'élève à très-peu près, quand elle a franchi la vallée, de la quantité dont elle était descendue. Voilà l'origine du nom soutérazi (équilibre d'eau) que donnent les Turcs aux tuyaux de conduite à l'aide desquels ils remplacent les aqueducs.

Maintenant, prolongeons le tuyau jusqu'au milieu de

1. L'expérience donne une plus peUte quantité pour la hauteur du jet; mais la différence n'infirme pas le principe : elle tient à des frottements, à la résistance de Pair et aux courants opposés des molécules liquides ascendantes et descendantes.

la vallée seulement , et n'offrons au liquide dont il est rempli , qu'une seule issue adaptée à sa paroi supérieure, et l'eau en jaillira verticalement, et ce jet sera d'autant plus élevé que la nappe alimentaire descendra de plus haut. Telle est l'origine de tous les jets d'eau. Le rfcmtsoutérazi qui, par exemple, donne naissance au grand jet des Tuileries, puise le liquide dans un réservoir situé sur les hauteurs de Ghaillot.

Le principe fécond d'hydrostatique dont je viens de signaler deux applications importantes, est totalement indépendant de la forme du tuyau dans lequel le liquide est contenu. A un tuyau circulaire, substituez un tuyau elliptique, un tuyau carré, un tuyau polygonal, un tuyau étroit et d'une longueur immense; multipliez à volonté les étranglements, les ramifications, et l'eau ne s'en él^ vera pas moins à la même hauteur sur tous les points où elle trouvera assez d'espace pour obéir à la pression qu'elle éprouve.

Rappelons -nous maintenant la manière dont les eaux pluviales pénètrent dans certaines couches des terrains stratifiés ; ne perdons pas de vue que c'est seulement sur le penchant des collines ou à leur sommet que ces couches, se montrent à nu par leur tranche ; que c'est là qu'est leur prise d'eau; qu'elle a donc toujours lieu sur des hauteurs; songeons, de plus, que ces couches aquîfères, après être descendues le long du flanc des collines qui les brisèrent jadis en les soulevant, s'étendent horizontalement ou presque horizontalement dans les plaines; qu'elles sont souvent comme emprisonnées entre deux couches imperméables de glaise ou de roches , et nous

concevrons Texistenee de nappes liquides souterraines, qui se trouvent naturelleinentdans les conditions hydrostatiques dont les tuyaux de conduite ordinaires, dont les soutérazi oous offrent des modèles artificiels; et un trou de sonde pratiqué dans les vallées, à travers les terrains supérieurs jusque et y compris ia plus élevée des deux couches imperméables entre lesquelles unei)appe aquifère est renfermée» deviendra la seconde branche du tuyau en forme d'U que nous, citions ^au commencement de ce chapitre, ou si Ton veut d'un siphon renversé, pu si Ton aime mieux enfin, d'un soulérazi. Le liquide s'élèvera, dans ce trou de sonc^e, à la hauteur que la nappe corresr pondante conserve sur les flancs de la colline où elle a pris naissance. Dès lors, tout le monde doit concevoir comment, dans un terrain horizontal donné, les eaux souterraines, placées à divers étages, peuvent avoir des forces ascensionnelles différentes ; dès lors, tout le monde expliquera pourquoi la même nappe jaillit ici à une grande hauteur, tandis que plus loin elle ne n^onte pas jusqu'à la surface du sol. De simples inégalités de niveau entre les pays dont les fontaines jaillissantes sont alimentées par la même nappe souterraine, deviendront la cause suffisante, la cause naturelle de toutes ces dissemblances.

L'explication qu'on vient de lire de l'ascension de l'èau dans les fontaines artésiennes, est si naturelle, qu'elle s'offrit la première aux physiciens. En effet, dès l'année 1671, J.-D. Cassini disait : t Peut-être ces eaux (celles des fontaines forées de Modène) viennent-elles par des canaux souterrains du haut du mont Apennin , qui n'est qu'à dix milles de ce territoire. » Aujourd'hui, la confiance

en cette théorie paraît un peu ébranlée. Voyons si ce ne serait pas sans motifs suffisants.

Il existe en Islande des sources nommées geysers ^ qui lancent dans les airs et jusqu'à des hauteurs considérables, tantôt des colonnes d'eau chaude, tantôt seulement des colonnes de vapeur. On a cru trouver Torigine de ce curieux phénomène dans^ la force élastique de la vapeur d'eau ; et il faut le dire , l'explication satisfait assez bien à toutes les circonstances rapportées par les voyageurs. Mais de ce qu'en Islande, c'est-à-dire à proximité de plusieurs volcans actifs , la vapeur engendre un jet d'eau , doit-on nécessairement en conclure que, dans nos pays sans volcans, les jets artésiens dépendent aussi de l'action d'un gaz ; que de l'air comprimé en est la seule cause possible î Je n'aperçois pas, je l'avoue, la nécessité d'une pareille conséquence. Comment, d'ailleurs, n'a-t-on pas observé que les geysers sont intermittents ; qu'entre deux de leurs éruptions consécutives, il s'écoule un temps plus ou moins long de calme parfait ; que la plupart des fontaines artésiennes, au contraire, coulent avec une vitesse uniforme, pendant des jours, pendant des mois, pendant des années entières? Toute assimilation de phénomènes aussi dissemblables semble devoir être écartée.

De l'air comprimé renfermé dans une cavité souterraine ne pourrait refouler l'eau le long du tuyau asc^« dant d'une fontaine artésienne , qu'à la condition de se dilater à mesure; or, en se dilatant cet air perdrait graduellement une partie de son ressort, et la vitesse d'écoulement s'en ressentirait. Les partisans de cette hypothèse font, il est vrai, arriver, de temps en temps.

dans les réservoirs souterrains, des quantités de liquide suffisantes pour remettre les choses dans l'état primitif et de manière que Pair moteur ne puisse jamais se dilater sensiblement;, mais ont-ils remarqué que ces prétendues colonnes d'eau réparatrices ne sauraient jouer Ip rôle qu'on leur attribue, qu'au moment oà la pression qu'elles exerceraient pourrait vaincre le ressort de l'air confuié?. à ce moment, ne serait-ce pas la colonne liquide affluente qui réellement pousserait l'eau dans le tube d'ascension? Or, pourquoi la force efficiente de cet instant ne suffiraitelle pas toujours?

En résumé, dans beaucoup de machines, des réservoirs de gaz sont, ainsi. que les roues connues sous le, nom de volants, des moyens d'égaliser les effets; mais considérés comme moteurs isolés, on ne pourrait en attendre la régularité , la constance observées dans l'écoulenient des fontaines artésiennes.

Laissons décote d'autres objections non moins sérieuses qu'on pourrait opposer à cette théorie fondée sur l'action de réservoirs d'air comprimé, pour examiner, en deux mots, une autre hypothèse bien singulière et qu'on a préconisée oq)endant depuis quelque temps,

La nappe d'eau dans laquelle plonge le tube ascensionnel que la sonde a creusé, est toujours comprise entre deux couches minéralogiques imperméables. La plus élevée de ces deux couches, chargée de tout le poids du terrain supérieur, ne saurait^ a-t-on dit, manquer de fléchir de haut en bas et de presser dans le même sens le liquide qu'elle recouvre; c'est là, ajoute- 1 -on, la véritable cause de l'ascension de l'eau.

AdhiettoDS,,un xnomôDt, que cette prétendue flexion existe. Trois cas seront alors à considérer : ou la couche flexiblQ se mouvra constamment de haut en bas, jusqu'au contact de la seconde couche imperméable ; ou elle s'arrêtera, avant ce contact, dans une position d'équilibre; ou bien elle éprouvera un mouvement oscillatoire. Ëh bien , aucune de ces trois hypothèses ne pourrait s'accorder avec ce qu'on sait aujourd'hui de la régularité d'écoulement de certaines fontaines artésiennes. Dans .la troisième hypothèse, en effet, ces écoulements seraient intermittents; dans la seconde, ils s'arrêteraient tout à fait après avoir offert une diminution de produit graduelle; dans la première, enfin, il y aurait aussi, tôt ou tard , cessation absolue d'écoulement^ surtout dans les localités fort nombreuses où la couche aquifère a peu d'épaissir,

lUerait aisé d'accumuler ici d'autres objections; mais il vaut mieux, je crois, examiner quelle est la portée de la seule difficulté spécieuse qu'on ait produite contre l'assimilation des fontaines artésiennes à des siphons renversés , à des soutérazû

Quelques-unes de ces fontaines, par exemple celles de Lillers en Artois, jaillissent au milieu d'immenses plaines. La plus insignifiante colline ne se montre d'aucun côté ; où donc trouver, s'écric-t-on , ces colonnes hydrostatiques dont la pression doit ramener les eaux 30uterraines au niveau de leurst points les plus élevés? Je réponds qu'il faut les chercher, si c'est .nécessaire, au delà de la portée de la vue, à 15, à 30, à 60 lieues et même au delà. L'existence d'une nappe liquide souterraine de 100

LES POITS FORÉS. 309

lieues d'étendijey ne saurait être évidemment une objection sérieuse, qu'aux yeux dé ceux qui prétendraient , contre tous les témoignages de la science, que 100 Heues. de pays ne peuvent pas avoir la même constitution géo^ logique. Au surplus, voici un fait qui tranche nettement la question :

Il y a, au fond de rOcéan, des sources d'eau douce qui jaillissent verticalement jusqu'à la surface. L'eau de ces souries vient évidemment de terre par des capaux naturels situés au-dessous du lit de la mer. Eh bien, il y a peu d'années, un convoi^ anglais sur lequel M. Bûchanan se trouvait embarqué, trouva, par un calme plat, dans les mers de l'Inde, une abondante source d'eàu douce à 125 milles (45 lieues) de Chittagong , et à environ 100 milles (36 lieues) du point de la côte le plus voisin. Ce point était dans les Junderbuns. Voilà donc un cours d'eau souterrain , de plus de 36 lieues d'étendue; Dès qu'une observation incontestable nous conduit à de pareils nombres, les objections, puisées dans des consi* dérations de grandeur, dont je faisais mention tout à l'heure, tombent d'elles-mêmes.

Des cours d'eau qui coulent à la surface de la terre peuvent avoir des communications souterraines par des conduits d'une grande longueur. Ainsi, il exi^ près d'Orléans une source très-abondante, connue sous le nom de Bouillon ou source du Loiret, et qui me semble devoir être considérée comme une source artésienne naturelle. Pendant la sécheresse de l'an ix, l'une des plus grandes dont les annales météorologiques aient conservé le souvenir, le Bouillon, d'après les mesures de M. de Tristan,

jelait cependant encore 3,300 litres d'eau par minute. On a cru, assez généralement, qu'il fallait aller chercher dans la Sologne l'origine des eaux déversées par le Bouillon et par quelques petites sources voisines ; M. de Tristan a opposé à cette opinion des arguments péremptoires : il a fait remarquer que les crues de la source coïncident avec celles de la Loire, lors même que ces dernières, comme en 1800, sont engendrées, à la fin du printemps, lion par les pluies, mais par une fonte subite des neiges dont étaient couvertes les montagnes de la France centrale. Il ne saurait donc manquer d'y avoir une communication souterraine entre la Loire et le Bouillon. Ce Bouillon, il est vrai, ne commence à jeter de l'eau trouble qu'un jôi^r ©u deux après que la crue s'est fait sentir dans le fleuve; mais pourrait-on s'en étonner? A leur entrée, les canaux souterrains ne doivent-ils pas agir comme des espèces de filtres?

Les variations sensibles de température qu'éprouvent, avec les saisons, les eaux de la source du Loiret, montrent au surplus que les canaux à travers lesquels ces eaux circulent, ne sont pas très-profonds.

Près du Bouillon il y a un gouffre que l'on nomme la Gèvre dans le pays, et où la petite rivière le Duîs se perd en entier.'Ce godffre absorbe aussi une partie des eaux du Loiret, de telle sorte que cette rivière offre ce singulier phénomène de jaillir en un point pour être absorbé à quelque distance de là. La Gèvre présente, du reste, dans ses allures une évidente relation aveo la Loire; elle absorbe quand la Loire est basse et rejette quand les eaux du grand fleuve sont hautes. Ce sont

de simples jeux de pression dus à des différences de niveau.