Canal dos houillicres de la Sarre

placé très liourcusemcnt par un appareil fort simple et (pii occupe beaucoup moins de place, le dôversoir-siplion imaginé par M. llirsch (/îy. 19i. C'est un tuyau métallique recourljc, formant siphon, et qui est amorcé ou désamorcé par l'effet d'un tuyau amorceur dont l'orifice présente deux lèvres horizontales, l'une au niveau môme de la retenue réglementaire, l'autre quelques millimètres plus bas : lorsqu'il y a un écoulement daus l'amorceur, l'air est entraîné et l'aspiration se produit dans le siphon qui s'amorce ; mais, dès que la lèvre supérieure découvre, l'air rentrf, le siphon se désamorce et cesse de fonctionner. — Cet appareil a ét(récemment perfectionné à Marseille pour le nouveau réservoir Saint- Christophe par M. Ribaucour, qui l'a l'endu plus sensible en y adaptant un amorceur et un désamorceur distincts (fig. 20).

a. Pyemière nappe ou nappe des puits.

142. Puits ordinaires. — Le moyen le plus simple de puiser l'eau de la première nappe souterraine que l'on rencontre dans l'épaisseur du sol est de creuser un ptuits jusqu'à la rencontre de cette nappe, et de l'y faire pénétrer de quelques décimètres au moins : si l'on vient à épuiser dans la chambre ainsi formée, on y détermine un abaissement de niveau et par suite un appel, et l'eau de la nappe y afflue par l'effet de la charge.

La surface de l'eau prend alors la forme d'un cône de révolution à génératrice curvihgne dont le sommet serait sur l'axe du puits. La , courbe, ainsi que l'ont démontré Darcy

et Dupuit, est indépendante du débit et varie seulement avec les hauteurs d'eau dans le puits et dans le sol, l'étendue de terrain intéressée ou la porosité des couches aquifères, et les dimensions du puits. Il résulte d'ailleurs de la théorie établie par ces i deux auteurs que le débit d'un puits

FiG. 21. est proportionnel à la charge et à

l'épaisseur moyenne de la tranche d'eau, lorsque le puits est descendu jusqu'au terrain imperméable, et qu'il varie très peu avec les dnnensions données à la section horizontale du puits lui-même.

Le plus souvent, les puits ne sont pas descendus jusqu a la coiiche unperméable sous-jacente ; il en résulte que l'eau afflue par le fond en

s 3. — EMPLOI DES EAUX SOUTERRAINES 153 môme temps que par les parois latérales, ce qui change un peu les conditions de l'écoulement. D'autre part, quand daix puits sont rapprochés l'un de l'autre, les surfaces coniques se pénètrent, et cette intersection a pour conséquence une diminution du dé])it pour l'un d'eux au moins.

Lorsque le volume d'eau que l'on retire d'un puits dépasse le débit normal que peut fournir la nappe correspondante, le niveau de l'eau s'abaisse d'une façon permanente ; dans le cas contraire, un équilibre s'établit, et le niveau, après s'être abaissé, reste fixe pendant la durée du puisage, puis se relève ensuite plus ou moins rapidement lorsqu'on y a mis fin.

Le débit des puits étant indépendant de la section, on leur donne généralement la forme et les dimensions les plus favorables pour l'usage que l'on en veut faire, l'installation des engins d'épuisement, etc. Le plus souvent, cependant, ils reçoivent la forme circulaire qui est la jdIus avantageuse, parce qu'elle donne la plus grande surface pour le moindre périmètre, et la meilleure comme résistance, lorsqu'il y a lieu de recourir à un revêtement dans les terrains meubles.

Les matériaux employés pour le revêtement intérieur des puits doivent être indécomposables à l'eau, afin de n'en pas altérer la qualité. Le bois ne sert pour cet usage que dans certains cas particuliers, notamment dans les salines. Quelquefois on emploie des anneaux en tôle boulonnés à l'intérieur et formant extérieurement une surface cylindrique lisse. Mais c'est la maçonnerie qui est la règle. Le bois se conserve bien dans l'eau, mais il pourrit assez vite à l'air humide ; le fer communique à l'eau un goût de rouille ; la maçonnerie, si elle est exécutée avec de la chaux grasse, peut en augmenter la dureté. Il convient de choisir de préférence une maçonnerie de pierres siliceuses ou de briques hourdées au mortier déciment ou de chaux hydraulique.

Tout puits doit être surmonté d'une margelle qui empêche les chutes et facilite le service. Parfois on y ajoute un couvercle destiné à protéger l'eau contre les projections, ou même une toiture à laquelle on suspend les appareils de puisage.

Pour construire un puits, on commence par creuser le sol sans précaution .spéciale jusqu'à ce qu'on atteigne le niveau de l'eau. Puis on établit sur le fond de la fouille un cadre en bois ou rouet, sur lequel on élève la maçonnerie du revêtement jusqu'à une certaine hauteur, et l'on recommence à creuser en ayant soin d'écoper ou d'épuiser au seau -ponv facihtcr le travail : le rouet descend alors peu à peu sous le poids de la maçonnerie. Ce procédé ne peut guèi-e s'appliquer que lorsqu'il s'agit tle pénétrer seulement de 0™,80 ou 1 mètre dans l'épaisseur de la nappe. Quand on veut aller au delà, il faut recourir à un épuisement continu, ou draguer sous l'eau, opérer par épuisement ou par havage. Si, avant d'avoir atteint le fond, le rouet s'arrête, la charge qu'il supporte ne suffi-

m CHAPITRE VII. - MODES DE CAPTATION ET DE PUISAGE

sant plus pour vaincre le frottement latéral, on a recours le plus souvent à un second rouet plus petit que l'on passe à travers le premier et avec lequel on recommence la même série d'opérations; si l'on procède par épuisement, on peut aussi exécuter avec précaution une fouille sous le premier rouet et construire une série de piliers isolés en maçonnerie formant un anneau inférieur. Enfin, lorsqu'on est parvenu au fond, on co.m})lète le revêtement en remontant jusqu'au niveau du sol. Quand on se sert d'anneaux en tôle, le premier de ces anneaux porte une tranche en cornières qui fait l'office de rouet. On doit éviter en général les épuisements dans les terrains ébouleux et surtout dans les sables fins si facilement entraînés par l'eau. A la partie inférieure du revêtement, quelle qu'en soit la nature, on ménage toujours un facile passaac à l'eau, soit j^ar des harhacnnes pratiquées dans la maçonnerie, soit en construisant le premier anneau à pierres sèches, soit en perçant des trous dans la tôle.

Le travail terminé, on dispose les appareils de puisage tantôt audessus tantôt à l'intérieur du puits. Il n'y a aucun avantage a utiliser, comme on l'a quelquefois proposé, le revêtement même des puits comme conduite d'aspiration : il semble, au premier abord, qu'en recouvrant le puits d'une cloche dans laquelle se produirait l'aspiration, on puisse obtenir un délîit plus considérable qu'en y descendant un tuyau de plus petit diamètre ; mais la théorie indique et l'expérience démontre qu'il n'en est pas ainsi. D'ailleurs cela suppose un revêtement absolument étanclie, ne permettant aucune rentrée d'air, condition assez difficile à réaliser en pratique.

L'usage des puits est extrêmement répandu dans tous les pays ; ils répondent à une multitude de besoins divers, et fournissent une excellente solution dans bien des cas pour des alimentations restreintes. Parfois même ils desservent de petites distributions d'eau, soit qu'on relie entre eux plusieurs puits au moyen de galeries ou de conduites générales d'aspiration, soit qu'on obtienne un débit assez grand par un puits unique descendu dans une nappe très abondamment alimentée et coulant comme une véritable rivière souterraine dans un terrain entièrement perméable ; ce dernier cas se rencontre dans certaines vallées sèches delà Normandie, à Saint- Valery-en-Caux, à Étretat, ou dans la plaine d'Alsace, à Strasbourg et à Colmar. Il faut alors plus que jamais avoir soin de choisir l'emplacement du puits, de manière à être absolu ment à l'abri de toute cause de contamination, loin des habitations, des cultures, des épandages de fumier ou d'eau d'égout, des cimetières, etc. et, autant que possible, en amont.

143. Puits instantanés. — Depuis quelques années, on emploie sou vent un procédé rapid(3 d'établissement des puits, qui s'est répandu surtout aux États-Unis, et a rendu de grands services à l'expédition an glaise dans la campagne de 1867-1868 en Abyssinie. D'où les noms de

s 3. — EMPLOI DES EAUX SOUTERRAINES

puits amêncains et puiis d'Ahyssmie, auxquels il convient de préférer la désignation caractéristique de puits instcmtanês.

Un tuyau en fer de 3 à 6 centimètres de diamètre intérieur muni d'une pointe de fer ou d'acier, et percé de trous, est enfoui dans le sol à coups de maillet jusqu'à ce qu'il pénètre dans la couche aquil'ève. S'il n'est pas assez long, on ajoute un second tuyau en fer plein, ajusté ou vissé sur le premier, puis un troisième, et on surmonte le tout d'une pompe. Il n'y a donc pas de déblai : le solse trouve légèrement comprimé tout autour du puits dont le revêtement forme en même temps la conduite d'aspiration. Au premiermonient, l'eau élevée par la pompe est trouble, parce qu'il se forme sans doute alors une poche à la base ; puis elle s'éclalï-cit peu à peu, et finit par devenir parfaitement limpide.

Ce procédé est d'une application rapide, commode et peu coûteuse ; il peut être fort utile pour des recherches, des études ou des exploitations de peu de durée. Il a d'ailleurs l'avantage de foui-nir aisément des puits descendant assez bas dans la nappe, et donnant par suite un fort débit, pourvu que la profondeur totale ne dépasse pas 9 mètres au-dessous de la pompe.

Les armées en campagne peuvent en tirer un excellent parti. Aux Etats-Unis, on n'a pas hésité à établir des distributions d'eau alimentées au moyen de puits de ce genre reliés entre eux par des conduites générales d'aspiration.

On a quelquefois employé des tubes d'un diamètre supérieur à 6 centimètres; mais, le débit étant à très peu près indépendant du diamètre, il n'y a pas d'avantage à le faire, d'autant qu'il en résulte une difficulté plus grande d'exécution.

144. Drainages. — Quand on se trouve en présence d'une nappe de peu d'épaisseur où chaque puits donne un débit très faible, et que, pour répondre à certains besoins, il faudrait les multiplier outre mesure, on est conduit à remplacer les puits par des ryalencs, à fond ou parois perméables, qui agissent de la même façon sur la nappe et produisent

FiG. 22.

Fio. -2i.

156 ClIAPITRH \ MOHKS DE CAPTATIÛN ET DE PUISAGE l'effet d'une série de puits juxtaposés. Si la nappe est à faible profondeur, les galeries peuvent ôtre remplacées par des draim, ou autrement dit

par des files de tuyaux à joints perméables, ou môme par de simples jnevrées.

Ce mode de captation des eaux d'une nappe était connu des Romains, et l'on retrouve dans la campagne de Rome des traces très nombreuses des cuniculi au moyen desquels ils l'avaient assainie et alimentée. Perdu sans doute dans la nuit du moyen âge, il a été retrouvé par Bernard Palissy, qui l'a indiqué comme un moyen de créer des sources artificielles. Bélidor l'a décrit sous la môme désignation : « Quand on veut, « dit-il, avoir beaucoup d'eau, on creuse une trancbée à une profondeur « convenable avec pente suffisante ; on étend sur le fond un lit de terr.- « glaise bien battue, ensuite on construit deux murs pour foi*mer un pi - « tit canal que l'on recouvre avec des pierres plates, et ensuite des ga- « zons renversés pour empêcher qu'en recomblant la fouille, il ne tombe (c rien sur le fond. » MM. Ward et Chadwyck ont préconisé en Angleterre l'emploi de ce système, et se sont efforcés de le généraliser, en montrant que le drainage d'une surface suffisamment étendue dans un terrain tant soit peu perméable permet de recueillir une fraction notable des eaux d'infiltration et peut aisément desservir une distribution d'eau.

Un certain nombre de villes anglaises ont eu recours aux drainages pour leur alimentation, notamment P'arnliam, Rugby, Sandgate, Paisley, Ayr, Kilmarnock, etc. ; mais presque toujours en i^rofitant de circonstances géologiques et topographiques spéciales, qui permettent de recueillir, sur une suj^erficie donnée, les eaux d'infiltration d'une surface beaucoup plus étendue. En effet, le procédé précédemment indiqué pour la création de sources artificielles, suppose l'utilisation d'étendues considérables de terrain ; d'où cette appréciation de M. de Freycinet qu'il est a d'une exécution à ]}eu près impossible sur une grande échelle »* ; mais il devient plus praticable quand on s'adresse « non plus à la « surface elle-même qu'il faudrait attaquer en tous ses points, mais à « une couche très perméable contenant en quelque sox'te déjà toute force mée la nappe qu'il s'agirait précisément de créer par le drainage or- « dinaire ; il suffit dès lors d'attaquer cette couche seulement en certains « points » ^.

La ville de Haguenau est alimentée, depuis 1733, par une conduite souterraine, établie conformément aux indications précitées de Belidor, qui recueille les eaux d'un coteau sablonneux, retenues par un bourrelet argileux ; la distribution d'eau, devenue insuffisante en 1857, a été complétée par un drainage en tuyaux de poterie. Récemment, les villes de Montauban, Limoges, Rennes, Granville, ont été alimentées au moyen