PENETRATION DE L'EAU DANS LES ROCHES
par exemple au point où des granités compacts, des grès ou schistes homogènes, des marnes ou argiles intraversables se trouvent, par une disposition géologique aussi fréquente que quelconque, mis en contact avec des zones de sables ou des assises de calcaire, s'engouffrera dans ce sable ou ce calcaire, exactement comme la simple pluie. Si bien que le ruissellement lui-même, tout comme la précipitation atmosphérique normale, peut se trouver (et le cas est très fréquent) directement soumis à l'infiltration, à l'absorption par un terrain perméable. Cela augmente d'autant l'appoint et l'alimentation des eaux souterraines et diminue considérablement la part définitive du retour hydrique à l'océan, du moins par la voie superficielle.
Gouffres et absorptions. — Les investigations souterraines ci-dessus rappelées ont étudié et fait connaître non seulement l'allure interne, qui va nous occuper tout à l'heure, mais encore les caractères physiques, l'aspect, l'origine, le fonctionnement de ces points d'absorption : tel est le nom général, en effet, qu'il convient d'adopter pour l'ensemble des innombrables types morphologiques réalisés sous ce rapport dans la nature. Leur nomenclature comprend un grand nombre de termes qui, dans l'Europe seule, varient en chaque province de chaque pays. Leur classification également peut être présentée de plusieurs manières, selon que l'on considérera la forme, la dimension, la capacité d'absorption, l'accessibilité à l'homme, la genèse, le fonctionnement hydraulique de ces engouffrements infiniment variés. Tout ce qui les concerne est maintenant bien connu, expliqué dans de nombreux ouvrages et recueils spéciaux où sont consignés par le menu les résultats curieux, et pour la plupart inattendus, de la spéléologie moderne (1); nous ne pouvons qu'y renvoyer en rappelant quelques noms locaux de ces accidents naturels spéciaux aux terrains fissurés (fig. 4) : bétoires (boit-tout), gouffres, mardclles, endouzoirs, cloups, emposieux, abîmes ou avens, tindouls,igues, fosses en France; — sauglôcher (suçoirs), dolines, foibe, trichter, schacht en Autriche-Hongrie; — poniqué, ponor, katavothres (gouffres) dans la péninsule balkanique; — chantoirs, aiguigeois en Belgique ; — pot-holes, swallow-holes, sluggas dans les îles Britanniques; — inglotidors, fosse, zubbi, busi, en Italie; — algares ou algarves du Portugal; — l'Amérique même connaît les sink-holes des Etats-Unis, les cénotés du Yucatan, les hoyos de Colombie, etc. Nous n'en finirions pas s'il fallait résumer seulement ce qu'on sait bien, à l'heure actuelle, des caprices de forme et même de fonctionnement de ces points d'absorption. Il faut retenir cependant, et nous y
(1) Cvuic, Karst-Phanomen, Vienne, 1893. — Kraus, Ilohlenkunde, Vienne, 1894. — Martel, Cévennes, Paris, 1888. — Martel, Abîmes, 1894. — Martel, Irlande, 1897. — Martel, La Spéléologie, Paris, 1900. — Spelunca, publication de la Société de spéléologie, depuis 1895. — Commission de perfectionnement de Montsouris, eaux de Paris, 3 vol. in-4°, 1899-1902.
E.-A. MARTEL. — L'EAU. ÉTUDE HYDROLOGIQl I..
reviendrons, que certains d'entre <mi\ sou! tout à fait hybrides, absorbants à la suite des sécheresses, émissii's. c'est-à-dire transformés en émergences, quand les pluies ont saturé d'eau, ont bourré à refus, en quelque sorte, toutes les Gssures aquifères de terrains crevassés, affectés de dispositions topographiques spéciales.
Disons aussi que beaucoup des plus considérables et des plus largement ouverts de ces défauts du sol, ceux qu'on nomme particulièrement des abîmes se trouvent, par suite de modifications climatériques survenues depuis leur formation, véritablement maris. c'est-à-dire qu'ils n'engloutissent plus que des quantités d'eau insi-
Gouffre do. REVEILLON Perte du. Ruisseau, de SaljSues .
■Làndueux- de la. Grotte = 380m.ètres ProfoivAeux = 57 mètreé
Fis
Gouffre du Réveillon (Lot).
gnifîantes ou nulles (hauts plateaux des Causses français, du Karst autrichien), etc., tandis que d'autres continuent à dériver sous la terre et en toute saison de véritables rivières permanentes (swallowholes anglais, ponors de Bosnie-Herzégovine, etc.). Il importe d'indiquer encore qu'une longue controverse reste ouverte sur la question de savoir si ces abîmes se sont ouverts de bas en haut, par effondrement sur le cours souterrain des rivières souterraines qu'ils jalonnent, ou au contraire, de haut en bas par suite du creusemenl opéré par les eaux englouties, qui les ont taraudés comme do Maies marmites de géants. Je n'ai jamais cessé d'adopter la deuxième de ces théories et de démontrer que, sur les centaines de gouffres examinés au cours de mes propres recherches, on peu! fixer à environ 10 p. 100 la proportion des gouffres (l'effondrement et à 90 p. 100 celle des abîmes de creusement extérieur, qui sont avant tout l'on-
gine ou les affluents, la cause et non pas l'effet des cours d'eau souterrains !
3° PROPAGATION DES EAUX SOUTERRAINES. — Dès que la pluie (et aussi la portion du ruissellement que les différenciations lithologiques des couches soumettent à l'infiltration) est ainsi entrée dans le sol, comment s'y comporte-t-elle sous l'influence de la gravité, ou pesanteur, qui la conduit à descendre de plus en plus en profondeur ?
C'est ici principalement qu'au point de vue hygiénique la distinction entre la perméabilité d'interstices et la perméabilité de fissures acquiert, nous le verrons plus loin, une importance capitale. Il convient donc bien d'établir cette distinction; d'autant plus qu'elle a provoqué des discussions qui durent encore et auxquelles il y a le plus grand intérêt pratique à mettre fin.
Terrains d'interstices. — Imprégnations. — Au sein des formations détritiques définies plus haut comme composées d'éléments plus ou moins petits, mais indépendants et non cimentés entre eux, l'eau de descente circulera librement entre tous les vides qui séparent ces éléments; elle imprégnera tout le terrain, elle l'imbibera plus complètement encore qu'une éponge, elle se répandra, en somme, à travers toute son étendue, noyant complètement chacune des particules qui la composent. Or, comme l'alternance des couches imperméables et perméables (quelle que soit l'espèce de celles-ci) se manifeste aussi bien à la surface du sol qu'à l'intérieur (par juxtaposition ou par superposition dérangées selon les mille accidents de la tectonique terrestre), il se rencontrera, en général, à une profondeur plus ou moins grande, une zone infranchissable à l'eau, qui y sera retenue, qui s'y accumulera au fur et à mesure qu'elle descendra de la surface par infiltration et gravité. Cette zone ou subslratum forme le niveau d'eau souterrain qui arrête la descente intérieure du liquide. Tout à l'heure, nous verrons comment les caprices ou les multiplicités de ces zones imperméables compliquent grandement le régime des eaux souterraines.
Les sables. — Pour le moment et en ce qui touche la perméabilité par interstices, considérons le cas le plus simple, d'ailleurs fort répandu : une zone de sables, ceux de Fontainebleau (siliceux), par exemple, repose sur la couche imperméable des marnes à huîtres, celle-ci met un terme à la descente de l'eau, qui y trouve un fond et qui s'y accumule dans la partie inférieure des sables; son allure et sa hauteur ou son épaisseur y varient selon l'abondance de l'infiltration, selon la disposition naturelle (horizontale, inclinée, concave ou convexe) du substratum imperméable, selon la facilité ou la difficulté d'évacuation (subordonnée à cette disposition), plus ou moins lointaine, au pourtour de la formation sableuse, interrompue ou recoupée par des accidents géologiques ou topographiques divers. C'est
Traité d'hygikne. 11. — 7
ainsi que nous sommes amenés à rechercher d'abord commenl se distribue cl se comporte celle eau d'imprégnation du sable; cela vicnl d'être dit, mais il n'est pas inutile <le le répéter : L'extension, l'étalenienl de L'eau se fait uniformément à travers le sable, d'une façon qu'on peut dire cou li nue, car il n'y a d'au Ire solution dans cette continuité que l'immersion complète, totale, des grains qui constituent la formation sauf les accidents locaux, d'ailleurs fréquents, de lentilles d'argile ou déniasses sableuses agglutinées par un ciment quelconque et qui font alors des îles dans la nappe) (1); tous leurs interstices seront, en principe, remplis d'eau dans des conditions telles (pie la surface supérieure de celle-ci dans la niasse du sable, le niveau hydrostatique ou niveau piézométrique, peut être considérée comme une véritable nappe homogène propagée dans tous les sens; les deux caractéristiques d'une nappe d'eau souterraine proprement dite et normale sont (2) : en premier lieu, que cette surface est à peu de chose près horizontale (dénivelée seulement et légèrement, d'un côté par la capillarité qui tend à relever le plan d'eau vers la surface du sol ; d'un autre côté, par l'appel que provoquent plus ou moins loin les émergences extérieures de la nappe, émergences dont la position est déterminée par les accidents topographiques extérieurs); en second lieu que, quel que soit le point du sol où on tente un forage de puits pour recueillir de l'eau, on est infailliblement sûr de la rencontrer (1) (sous la réserve exprimée plus haut, que des solidifications accidentelles par agrégation de certaines masses sableuses, ou des formations adventices de lentilles argileuses, par exemple, peuvent parfois interrompre cette continuité, de manières tout à fait inattendues); Belgrand avait admis que « les nappes d'eau des terrains sablonneux sont toujours continues (3) ».
Nappe phréatique. — Daubrée avait nommé nappe phréatique (de <pp£<xç, puits) en France (grundwasser en Allemagne), la nappe d'eau la plus rapprochée de la surface du sol et jadis si couramment employée pour l'usage des puits, quand ceux-ci n'étaient pas, comme aujourd'hui, tombés en suspicion sanitaire. Cette nappe phréatique (nappe d'eau des puits de Belgrand) peut être alimentée aussi bien par les pluies locales seules, qui tombent sur le sol perméable immédiatement superposé à la nappe, que par des pluies lointaines et aussi des ruissellements, absorbés en une portion quelconque de son pourtour, au contact de formations imperméables. Elle est universellement existante dans les plaines d'alluvions.
(1) V. II. Rabozee, Filtra lion et pénétration de l'eau clans le sable et le limon. Bull, de la Soc. belge de géologie, 3 juin 1902, t. XVI, Bruxelles, p. 269-295. — W. Sprino, Même sujet dans Annales de la Société de géologie de Belgique, Liège, t. XIX, 1902.
(2) Le prof. Gosselet a défini la nappe aquifère une couche solide, perméable. qui contient de Veau dans ses interstices (Leçons sur les nappes aquifères du nord de la France, Annales de la Soc. géologique du A'ort/, t. XIV, p. 219, L888).
(3) Belgrand, La Seine, p. 97.
A travers l'épaisseur de l'écorce terrestre, la succession des terrains alternativement perméables et imperméables peut provoquer celle de plusieurs nappes différentes, profondes, dont chacune sera retenue par le niveau d'eau constitué au sommet de chaque couche imperméable.
D'une manière générale, l'alimentation de ces nappes profondes différera de celle des nappes phréatiques : car c'est surtout au pourtour de la zone perméable, à son affleurement périphérique entre deux terrains imperméables que la pénétration des pluies ou des ruissellements s'y effectuera, lointaine seulement, au lieu d'être locale seulement ou locale et lointaine à la fois. Il faudra des accidents géologiques spéciaux (et d'ailleurs fréquents), des failles surtout, pour que ces nappes profondes puissent être, par places, mises en communication avec la nappe phréatique ou même entre elles. Certaines de ces nappes seront fort peu profondes quoique isolées de la surface, par exemple, celle que depuis peu d'années on capte à Croissy- Bougival (Seine-et-Oise), à 27 mètres en dessous de la Seine.
L'allure physique, essentiellement variée, des couches permet, commodément pour la fixation des idées, de catégoriser ces nappes profondes en deux classes :
1° Nappes statiques. — Les nappes dormantes, à peu près immobiles entre des couches horizontales et subhorizontales, nappes statiques par conséquent.
2° Nappes dynamiques ou captives. — Les nappes en mouvement comprises entre des couches inclinées, dont les pendages, plus ou moins variés et capricieux, communiquent à ces eaux une translation infiniment diversifiée. Boursault a proposé de les appeler nappes captives ; le terme est bon à conserver, à moins que l'on ne préfère celui de nappes dynamiques, par opposition au cas qui précède. Il y a lieu d'y distinguer : 1° les nappes fïuentes, qui s'écoulent au dehors sous l'influence de la gravité dès qu'une issue quelconque leur est artificiellement procurée : c'est le cas spécial et si désastreux des sables boulants ou sables coulants qui ont causé et causent encore tant de sinistres et de catastrophes dans les trop fameuses mines de Brùx en Bohême (1), et qui ont si coûteusement retardé (plus d'un an et plus d'un million de francs) le percement du tunnel de Meudon (long de 3 350 mètres), sur la ligne des Moulineaux à Versailles, en 1900 (2) ; 2° les nappes en pression hydrostatique, emprisonnées entre des strates concaves emboîtées, dont elles occupent tout l'intervalle, en obéissant au principe des vases communicants; les eaux y descendent d'abord,
(1) Voy. L. de Launay, Annales des mines, août 1899 (résumé bibliographique).
(2) Voy. G. Kamond, Intérêt des études d'hydrologie géologique en matière de travaux publics (souterrain de Meudon1. Congrès d'hydrologie de Grenoble, en octobre 1902, 6 pages et cartes, Grenoble, 1903. - G. Ramond," C. R. A. F. A. S., Montauban, 1902, p. 522.
de la périphérie absorbante au fond de la conca^ ité souterraine, pour remonter au delà jusqu'au niveau des absorpi ions. Elles possèdent la propriété précieuse de fournir les classiques puits dits artésiens (à cause de leur grand usage dans l'Artois dès le moyen âge), qui laissent élever l'eau jusqu'à son point d'équilibre hydrostatique, dès qu'un sondage a percé un trou dans le toit de la nappe, c'est-à-dire dans la formation imperméable qui la surmonte. Mais on doit noter ici encore une sous-division dont l'ignorance a causé maints déboires : c'est qu'une telle nappe n'est réellement jaillissante au-dessus du sol que si l'altitude du point de forage est inférieure à celle des infiltrations d^origine ou niveau du vase communicant; sinon la nappe ne sera qu'ascendante, c'est-à-dire que la remontée de l'eau dans le forage s'arrêtera au point correspondant audit niveau. Il peut y avoir plusieurs nappes artésiennes superposées; c'est le cas du sous-sol de Paris qui en compte trois : sur l'argile plastique (forages de Saint- Denis), dans les sables verts sur l'argile du gault (vers 600 mètres de profondeur, Grenelle, Passy, Butte-aux-Cailles, etc.), niveau jurassique, vers 900 mètres. Notons enfin l'existence éventuelle de nappes phréatiques, véritablement jaillissantes, par exemple celle que Courty a récemment trouvée dans la vallée de la Seine, près d'Étampes, entre le moulinde Chanteloupet de Saint-Cyr; lasondeayant pénétré à une profondeur de 8m,80, en traversant des couches imperméables, l'eau se mit à jaillir par le trou de la sonde à une hauteur de 3 mètres, en projetant des sables et des cailloux en grande quantité (1).
Absence de nappes dans les terrains fissurés. — Dans les terrains crevassés (à lithoclases et joints de stratification), il n'y a point de nappes : et cela est de première évidence, puisqu'en dehors des fissures qui les tronçonnent en blocs séparés, en polyèdres distincts, les roches de ce genre sont absolument compactes (sauf ce qui a été dit p. 50 de Veau de carrière) ; les faces de ces blocs sont étanches, baignées seulement par les eaux d'infiltration, qui s'accumulent plus ou moins abondamment dans les crevasses. Il est bien curieux de constater que les plus grands savants, Arago, Daubrée, etc., ont parfaitement et judicieusement nié T existence dans les terrains fissurés de ces nappes continues, spéciales aux terrains meubles, — que les récentes explorations souterraines ont empiriquement et matériellement confirmé cette manière de voir par des milliers d'exemples recueillis dans les abîmes, les cavernes et leurs rivières (2), — et que cependant il est maintenant presque impossible d'ouvrir un livre ou un mémoire quelconque relatif aux eaux souterraines sans y rencontrer presque à chaque page le terme de nappe d'eau (3), à propos même
(1) Courty, Bull, de VA. F. A. S., novembre 190 i, p. 254,
(2) Voy. mes ouvrages, Cévennes, Abîmes, Irlande, Spéléologie et Spelunca (Bull, de la Soc. de spéléologie), passim.
(3) Voy. O. Keller, Annales des mines, juillet 1897.
des terrains calcaires. Depuis quinze ans, je cherche à réagir contre cette erreur de mots, sans parvenir à la détruire.
Courants. — Nappes de Belgrand. — Son origine est aussi singulière que facile à établir : elle remonte à une inadvertance de rédaction de Belgrand qui, proclamant l'existence de courants souterrains dans tes fissures de roches dures ainsi que dans tes interstices de grains de sable des terrains arénacés, ajoute :
« On donne généralement à ces cours d'eau le nom de nappes souterraines (1) ».
Là se trouve la confusoin qui dure encore : les nappes sont des courants ; certes il y a des nappes (les dynamiques, fluentes ou artésiennes) qui sont courantes, mais la réciproque n'est point vraie et les courants, les vrais
ruisseaux souterrains que nous connaissons maintenant par centaines, ne sont pas des nappes; ce sont de vrais fils d'eau, étroits et longs, encaissés et endigués par les faces étanches des masses compactes
calcaires fus i très
clùxdases ajiceducs.
Fis
- Plan d'un réseau de cassuresaqueducs du calcaire.
încu'ites j imperirijeables
Fig. 6. — Coupe d'un réseau de fissures et diaclases-aqueducs.
de roches, entre lesquelles ils circulent presque toujours sous l'influence de la gravité et souvent de la pression hydrostatique (vases communicants, conduites forcées, siphons d'aqueducs des cavernes). Belgrand a eu si peu l'idée de confondre, dans la pratique, les deux modes de propagation de l'eau en terrains meubles et en terrains fissurés qu'il a parfaitement soin de préciser que « les
(1) Belgrand, La Seine, études hydrologiques, Paris, 1872, p. 8.8.
sources sont alimentées par «1rs courants souterrains, qui circulent dans les fissures des roches dures H les iulci-l i<<- des grains de sable des terrains arénaoés, que clans les granités il n'y a pas de nappe d'eau à proprement parler et que, pour s y alimenter par des puits, il faut tomber sur les fissures (1) et que, dans les calcaires, les nappes souterraines sont discontinues à cause des fissures, et qu'on s'exposerait aux plus graves mécomptes si l'on comptait sur leur richesse (2) ». On ne saurait mieux faire, en esprit, la distinction constitutionnelle entre les deux sortes de circulation d'eaux souterraines, distinction caractérisée par la certitude de rencontrer toujours des eaux de puits dans les nappes de terrains à perméabilité d'interstices, et par le risque de ne les point recouper, au contraire, dans les formations à perméabilité de fissures. C'est la répétition absolue de l'opinion, exacte, d'Arago en 1835 : « Si une mauvaise chance vous fait tomber sur une portion de la roche calcaire bien compacte, vous avez exécuté un travail inutile ». Malheureusement, Belgrand, dans l'ignorance absolue où on était alors de la vraie allure des rivières souterraines proprement dites, n'a point fait attention que l'expression nappes discontinues était faite de deux termes antinomiques : une nappe, en effet, ne peut pas être discontinue; parler ainsi, cela équivaut à dire que sur une table on étendra, en guise de nappe de toile pour retenir les miettes, les mailles d'un filet à travers lesquelles toutes les miettes passeront ; si vulgaire que soit cette comparaison, je n'en trouve point de meilleure pour faire comprendre la méprise de ceux qui parlent encore des nappes d'eau des terrains fissurés; observation faite toutefois qu'il faut renverser les éléments et considérer que, dans la nature, les pleins blocs rocheux du sous-sol tiennent la place des mailles et les veines d'eau celle des fils. Ainsi, bien que la multiplication des recherches souterraines confirme, chaque année et de plus en plus, la justesse des conceptions théoriques d'Arago, deDaubréeet même de Belgrand, il s'est trouvé que cette malencontreuse expression de nappes discontinues a faussé et fausse encore les idées de façon quasi indéracinable. C'est surtout parmi les ingénieurs (disciples et continuateurs de Belgrand), beaucoup plus que chez les géologues, que la nappe discontinue a fait fortune et s'éternise sous la plume des techniciens (3); le prestige, incontestable et mérité, de la grande œuvre hydrologique conçue et exécutée par Belgrand et qui, en somme, a eu pour formel résultai, proclamons-le bien haut, d'abaisser la mortalité de Paris à 17 p. 1000 et d'en faire une des villes les
(1) Voy. ci-après les puits de Diamant de Nordenskjold (Voy. La Seine, p. 89).
(2) Belgrand, La Seine, p. 96.
(3) Le Dr Imbeaux, à la fois médecin et ingénieur, déclare cependant que dans les grès de l'étage vosgien « il n'y a pas de nappes aquifères à proprement parler... De nombreuses lignes de cassures permettent aux eaux pluviales de s'infiltrer dans l'intérieur, en remplissant le réseau de leurs fissures » (Les eaux potables, 1897, p. 16).
plus saines du monde, semble ne point permettre l'ombre d'une critique. Il faut bien cependant autoriser la science à tirer, de ses incessants progrès, le parti complet et rationnel, dont un perfectionnement constant doit être le but et l'idéal permanents. Et comme la petite incorrection de Belgrand (de même qu'une erreur, absolue celle-là, dont il sera bientôt question) est imputable non pas à lui-même, mais à l'ignorance de son époque, ce n'est certes point faire tort ou injure à la mémoire vénérée du grand hydraulicien, que de retirer de son œuvre des inexactitudes aussi involontaires qu'inévitables. Surtout quand la défalcation de ces imperfections ne donne que plus de relief aux grandes vérités qui les dominent. Un exemple topique des embarras — on peut presque dire des incohérences de rédaction — où conduit ce déplorable terme de nappe est fourni par l'extrait ci-dessous de l'excellent mémoire de M. Villot sur les mines de Fuveaù (1) :
« Les eaux pluviales y arrivent verticalement et par suite avec soudaineté. Il suit de là des chutes torrentielles, qui relèvent subitement le plan d'eau ou, pour parler plus exactement, la surface souterraine. Cette surface n'est autre chose que celle du cours cl eau souterrain occupant au sein des calcaires fuvéliens les parties profondes de la vallée de l'Arc.
« On se ferait évidemment de cette nappe une idée très éloignée de la vérité en se la représentant comme une étendue d'eau à surface continue ; il faut la concevoir comme un niveau aquifère, dont les innombrables canaux s'anastomosent entre eux, et baignent de tous côtés des polyèdres de toutes formes et de toutes dimensions, d'où résulte que la surface aqueuse est une très faible fraction de la surface hydrostatique du bassin qui la renferme. La perméabilité des calcaires est, il faut le remarquer ici, très différente de celle des sables; la première est une perméabilité fragmentaire, la seconde peut être dite moléculaire ; cette nature des choses implique forcément des variations considérables dans le niveau général de la nappe pour des quantités relativement faibles de pluie tombée et d'eau infiltrée. » Retranchez le mot nappe et cette rédaction sera parfaite.
C'est surtout Léon Janet, ingénieur en chef des mines, chargé par la ville de Paris d'études géologiques dans le bassin des sources captées, qui est le plus difficile à convertir (2).
Voici comment il s'exprime à propos du Loing et du Lunain :
« Les eaux des sources qui nous occupent circulent dans des
(1) Villot, Bassin de Fuveau. Annales des mines, juillet-août 1883. — Pour Paul Choi fat, l'eau circule en général en nappes (sources du Portugal). — De même pour Lohest, Congrès d'hi/drologie de Liège, 1898.
(2) L. Janet, Gaptage des sources des vallées du Loing et du Lunain. Livrel- Guide du VIIIe Congrès géologique, Paris, 1900. — Bull, de la Soc. gèol. de France, 1900, 3e série^ t. XXVIII, p 532.
diaclases de la craie sénonienne. C'est la nappe de la craie donii;int naissance à ces sources.
« C'est à dessein que nous employons le moi nappe, bien que celle craie soit imperméable quand- clic est compacte, car les diaclases sont si rapprochées les unes des autres, qu'il est rare qu'un puits d'eau potable d'un mètre de diamètre n'en rencontre pas. »
Il est fréquent, au contraire, qu'on échoue dans le creusement d'un puits : la Belgique en fournitde nombreux exemples (1). Et quani aux sources du Loing et du Lunain, c'est bien par des fissures, isolées, indépendantes, très nettes, qu'elles jaillissent.
« A la profondeur de 12m,60, le sondage a donné de l'eau jaillissante. Le jaillissement a continué jusqu'à la fin (source des Bignons de Bourron).
« Un autre sondage, entrepris à côté du premier, rencontra des terrains analogues, mais fut poussé jusqu'à 36 mètres de profondeur sans donner d'eau jaillissante.
« Les diaclases (fig. 6) de la craie paraissant dès lors moins rapprochées que pour la source du Sel, on résolut d'opérer le captage au moyen d'un puits de grande section (3 mètres de diamètre) devant, au besoin, être complété par des galeries horizontales pratiquées dans la craie, perpendiculairement à la direction des cassures (2). »
Alors ce puits, au contraire, fut noyé par Feau ; on dut l'abandonner pour reprendre les forages de 0m,20; « un de ces forages a rencontré à 25m,60, dans la craie blanche à silex, une large diaclase d'où l'eau a jailli en abondance ». La source Saint-Thomas a rencontré la fissure aquifère à 8m,70 de profondeur; et la source des Bignons du Corgnet de même à 12m,10; celle du Sel à 13m,80. Or les altitudes des points de forage varient de 53m,46 à 57m,80, à 4 mètres près au même niveau : en présence des grandes variétés de niveau (8m,70 à 25m,60) où l'eau a été rencontrée dans des diaclases, et surtout en présence du résultat négatif obtenu à 36 mètres, comment peut-on concevoir, d'une manière quelconque, l'application du mot nappe en ces circonstances, de quelque façon que l'on torture le sens du vocable, plutôt que d'y renoncer?
Ajoutons qu'au congrès des sociétés savantes de 1904, à Paris, le docteur Bougon a fait observer qu'à Noyon, un puits artésien dans la craie, à 150 mètres de profondeur, bien loin de trouver des sources d'eau filtrant molécule à molécule à Ira vers le sable, a rencontré un véritable cours d'eau allant du nord au sud.
Cosselet a rapporté que, vers 1885, on voulut faire à Lille un puits, à 100 mètres de distance d'un premier puits qui avait donné de
(1) En 1903-1904, près Bruxelles, deux puits, prévus artésiens, ont donné des déboires à 200 mètres de profondeur (Bull, de la Soc. belge de géologie, t. XVI II, p. 292).
(2) L. Janet, loc. cit.
'eau à 120 mètres de profondeur dans le calcaire carbonifère.; le deuxième puits recoupa les mômes terrains et on poussa jusqu a 180 mètres sans trouver d'eau (1). C'est donc le réseau aquifère et non la nappe qui fonctionne ici.
En somme, il n'est pas rare « d'expérimenter qu'on ne peut pas trouver d'eau à une courte distance d'un bon puits. L'irrégularité de la stratification » on est cause (2).
C'est par excès de zèle, en résumé, que les successeurs et élèves de Bel grand surtout ont trop longtemps défendu une thèse de forme maintenant insoutenable : il faut les adjurer de comprendre qu'en y persistant davantage, non seulement ils nient l'évidence des faits dûment constatés, mais encore ils vont contre la pensée de leur illustre maître ; avec lui je suis, dans la controverse que je résume ici, plus d'accord qu'eux-mêmes puisque, comme lui, et comme ses illustres devanciers, je soutiens et j'ai contribué à prouver que, dans les calcaires et dans les terrains fissurés, en général, il y a des courants souterrains et non pas des nappes continues (fig. 5 et 6).
Réseau aquifère. — Ce qui y existe réellement, dans la majeure partie des cas, et sauf des exceptions que je n'aurai garde de passer sous silence, c'est tout un système de canaux aquifères, un réseau de conduits aquiducteurs : tantôt ils confluent des plus petits aux plus grands, à l'exacte image des ruisseaux et rivières de la surface du sol ou du système d'égouts (gouttières et collecteurs) d'une ville ; tantôt ils sont anastomosés entre eux (3) par des communications des plus capricieuses, subordonnées à l'allure et à la taille des cassures, et ils déjouent parfois toutes les prévisions hydrauliques des géologues les plus consommés. Loin d'être étendue en nappes, cette circulation des eaux souterraines en terrains fissurés présente même parfois des dénivellations considérables du plan d'eau entre crevasses rapprochées communiquant ou non entre elles. Non seulement on a reconnu, dans les cavernes et rivières souterraines (4), l'existence de cascades véritables (Bramabiau, Gard; Brudoux, Drôme; Trépail, Marne; Eaux- Chaudes, Hautes-Pyrénées, etc. ; la Recca, Istrie; Hôll-Loch, Suisse; grotte des Fées de Saint-Maurice, Suisse ; grotte du Monceau à Tilf, Belgique; Weather-Cote-Cave, Yorkshire, Angleterre; swallets des Mendip-Hills, Somerset, Angleterre, etc.), mais encore les diverses branches à courants d'eau d'une même grotte peuvent se présenter à des niveaux très différents, par exemple à la Kleinhaûsel — grotte
(V Gossei.et, Leçons sur les nappes aquifères du Nord de la France, p. 278.
(2) Slichter, Motions of underground waters. (J. S. geolog. Survey, wnter-supply papers, n° 67, Washington, 1902, p. 69.
(3) E. Fourmer, C. R. Ac. Se, 13 janvier 1902.
(4) Boursault, Op. cit., Paul Choffat, Zeitschrifl fur Gewnsser-Kunde, 1900, fasc. 3, et les géologues américains les considèrent comme des exceptions. — Voy. Slichter, Motions of underground waters. U. S. geol. Survey, wnter-supply pnpers, n° 67, Washington, 1902, p. 31.
E.-A. MARTEL
L'EAU. ÉTUDE H YDROLOGIQUE.
de Planina, — où se réunissent, sous lerre, la Piuka d'Àdelsberg et les émissaires du lac de Zirknil/.. Bien plus, on connaîl des exemples de lils étanches, au moins sur un certain parcours, tanl aérien que souterrain, <jn i passent au-dessus el en travers d'autres veines d'eau courante plus profondes (la Joule dans la Lozère, après s'être perdue en terre sur la rive gauche de son lit extérieur, qui n'a d'eau qu'après les pluies, passe sous ce lit el rejaillit sur la rive droite; les curieuses perles et grottes de la Baume de Sauvas, dans l'Ardèche; de Sauve, dans le Gard, de la Lesse à Furfooz (Belgique), présentent cette disposition de façon encore plus singulière; dans la caverne de Gondenans-les-Montby (Doubs), le courant souterrain se bifurque en deux branches, dont Tune repasse en dessous de la galerie principale, véritable tire-bouchon hydraulique d'extraordinaire disposition, etc.) (1), et cet exemple n'est point unique; à Bétharram, la rivière actuelle s'emploie à disparaître clans un étage inférieur, en passant sous son propre lit, etc. Tout cela, c'est de la ramification parfois infinie et non de la nappe, puisque, selon le dictionnaire de Littré, une nappe d'eau est une grande étendue d'eau, tranquille comme celle d'un étang, ou
encore la masse d'eau >°- étendue sous des
couches de terrain plus ou moins épaisses, et à laquelle on donne issue par les puits artésiens ou autres.
Amas profonds des synclinaux. — Les géologues belges principalement (Yanden Broeck, Verstraeten, etc.) ont objecté, avec raison, je le reconnais, qu'il peut cependant exister, même dans le calcaire, des amas d'eau locaux, des sortes de poches, parmi les fissures, entre ou sur des couches ou lentilles schisteuses, argileuses ou marneuses imperméables ; on a affirmé que les puits de telles poches ou fosses seraient, en principe, et au point de vue hygiénique, sujets à de moins nombreuses causes de contamination, ou plutôt à des contaminations plus localisées, moins difficiles à éliminer que les résurgences (j'en doute, nous verrons ci-après pourquoi); en tout cas, il ne sera jamais aisé ni sur de déterminer la réelle zone alimentaire de ces puits, et d'ailleurs, dans la plupart des cas, la profondeur requise, la température des eaux rencontrées, et le coût du travail de creusement constituent à eux seuls de sérieux obstacles à leur multiplication. (1) E. FouRNiEn, Spelunca, n» 40, mars 1905.
;-. 7. — Plissements favorisant les amas d'eau profonds.
C'est en Belgique notamment que la structure géologique particulière de toute la région d'entre Sambre-et-Meuse et du Condroz montre cette disposition spéciale extraordinairement développée : les plissements, très accentués, ont isolé des fuseaux synclinaux de calcaires dévoniens et carbonifères, entre des redressements anticlinaux de schistes imperméables d'altitude supérieure, et qui les entourent parfois de toutes parts, en véritables cloisons étanches (fig. 7).
L'eau d'infiltration de ces calcaires se trouve alors emprisonnée au sein de leurs vides comme dans une fosse étanche à innombrables compartiments ; ces eaux sont révélées soit par les échappements qu'elles manifestent le long des thalwegs extérieurs qui, accidentellement, recoupent çàet là toute la masse tant des schistes que des calcaires, — soit par les puits profonds qu on creuse parfois avec succès dans ces calcaires; en effet, la fissuration est souvent telle que toutes les crevasses aquifères communiquent ensemble et qu'un puits peut avoir la chance d'en recouper une ou plusieurs; et comme la fosse, sans compter les délits aquifères, limitée à sa périphérie par les schistes imperméables disposés en bourrelets-limites, est privée d'écoulement extérieur; comme le fuseau calcaire est une citerne au lieu d'un château d'eau, comme la circulation de l'eau y est nulle, négative au lieu de positive, comme son allure y est statique au lieu de dynamique, on est véritablement bien là en présence de cette illusion de nappe qui a donné lieu à tant d'erreurs et de discussions : mais, en réalité, on y trouve sous terre des veines d'eau séparées par des polyèdres compacts de couches impénétrables, et non pas la couche aquifère d'étendue continue et homogène comme les vraies nappes des sables. Ajoutons tout de suite que, si l'eau est contenue dans les schistes mêmes, la ténuité de leurs fissures favorise l'épuration; mais ces cas semblent surtout réalisés dans les schistes très redressés et profondément enfouis qui conduisent l'eau vers la thermalité.
Il est bien exact que le sommet de l'eau de pareilles cuvettes, la surface piézométrique, pourra être uniforme, hydrauliquement équilibrée entre les vides ici complètement anastomosés entre eux; la hauteur de ce niveau hydrostatique sera, à l'étiage du moins, déterminée par l'altitude du ou des points d'échappement périphériques; sa régularité altimétrique autorise, si l'on veut, l'expression d'horizons d'eau discontinus, puisque les polyèdres étanches de roches y subsistent toujours, mais nullement celle de nappe discontinue, à laquelle E. Fournier lui-même s'est laissé aller (1), puisque seules les fissures distinctes renferment de l'eau, à l'exclusion des masses compactes qui ne sauraient être imbibées. En dessous de cet horizon, la concavité du synclinal sera remplie par une eau vraisemblablement
(1) E. Fouhnier, Spelunca, n° 40.
sans mouvement, slalù/ue, bien impropre au renouvellement par les infiltrations de surface, une eau fossile en quelque sorte : il me paraît donc a priori dangereux de prétendre que les puits alimentés à cea réserves immuables puissent rire plus sains que les résurgences : car il semble au contraire qu'au travers des crevasses profondes la décantai ion, ne fût-ce que celle des particules argileuses entraînées par les infiltrations, fera descendre avec elle nombre de bactéries provenant de la surface <lu sol ; si bien que, faute de renouvellement en air et en liquide, les compartiments aqueux des bas-fonds synclinaux deviendront de plus en plus les réceptacles de concentrations microbiennes. Sauf à connaître, ce qui n'est pas encore le cas, comment se comporte en ces obscures profondeurs l'auto-épurationetla lutte des microbes entre eux, sauf aussi le cas de filtrage par des zones sableuses.
Il peut y avoir enfin de grandes poches sous des éboulis considérables à barrages argileux; ces eaux sont très sujettes aux contaminations (1).
Mais, ici, nous anticipons et il nous faut revenir, après cette première conception, relativement exceptionnelle (quoiqu'on puisse la rencontrer dans tous les pays fortement plissés et peut-être en certains points du Jura), aux autres modes plus répandus de la propagation des eaux souterraines en terrains fissurés.
Puits de la Champagne et rôle de la craie. — C'est surtout le degré d'inclinaison des couches qui, comme précédemment, détermine l'allure de ces eaux : quand il y a horizontalité ou du moins pendage extrêmement faible, l'eau des crevasses s'écoule avec peine et c'est aTant tout dans le sens vertical que se manifestent les mouvements et les variations dus au contre-coup des sécheresses et des infiltrations après les pluies : tel est le cas des puits de la Champagne Pouilleuse (au nord-est de Reims et Châlons) dans la craie à belemnitelles de l'Aturien (Campanien). Ici Daubrée lui-môme (2) a parlé de nappe, tout en reconnaissant que les puits « rencontrent la nappe à des niveaux très différents, môme sur des points voisins ». Car lui aussi croyait encore, en 1887, que la craie « est comme une éponge saturée (3) ».
Déjà Belgrand avait avancé que « la nappe d'eau de la craie blanche est la plus continue, parce qu'il y a moins de fissures en bas » (4). Or il suffit de longer quelque temps la base des falaises du pays de Caux, entre le T réport et le Havre, pour se convaincre du contraire. La carte géologique au 80000e était plus dans le vrai dès 1880 (feuille de Châlons par Nivoit) : « La craie ne contient pas de nappe aquifère proprement dite ; mais au-dessous d'une certaine profondeur... la roche est imprégnée d'eau qu'elle laisse monter
(1) Voy. Imbeaux. Les eaux potables, p. 41.
(2) Daubrée, Eaux souterraines, t. I, p. 189.
(3) Daubrée, Eaux souterraines, t. I. p. 188.
(4) Belgrand, La Seine, p. 97.
PROPAGATION DES EAUX SOUTERRAINES. «— i09
par ses porcs quand on y creuse un puits ou une galerie. » Sur la feuille de Châlons (1880) Fuchs disait aussi : « La craie contient quelques niveaux irrégulïers qui alimentent les puits » et « quelques sources dont l'apparition est due à des ûssures ». C'est pourquoi en Champagne les creusements de puits sont toujours laits avec succès, car, comme on les pousse en général de 25 à 50 mètres de profondeur, ils recoupent toujours une quantité suffisante de conduits aquiduçteurs pour constituer une poche d'eau permanente, mais de hauteur variable, au fond du puits; en les surcreusant, on augmente le débit par recoupement de nouvelles fissures ; certaines de celles-ci débitent de vrais ruisselets. Ceci explique pourquoi Belgrand a cru pouvoir dire (1) : « L'eau des sources de la craie n'est pas amener au jour en coulant sur un terrain imperméable,... il n'y a pas de couches réellement imperméables clans la craie blanche. » Cette deuxième proposition est tout à fait exacte; la première Test beaucoup moins, car quantité de sources de la craie (Vertus, pied des falaises cauchoises) jaillissent au contact de la zone imperméable qui est à la base même de la craie : la plupart du temps, il est vrai, on n'a pas besoin de creuser les puits jusqu'à cette base, à cause de la multiplicité des petites fissures drainantes d'une part, et à cause d'autre part du colmatage de beaucoup d'entre elles par la décalcification, qui y localise des tampons d'argile formant retenue d'eaux.
La différence de hauteur des niveaux dans des puits, même très rapprochés, de la craie, peut avoir deux causes : 1° ou bien ces tampons locaux dont je viens de parler; 2° ou bien les différences de facilité d'évacuation que présentent les fonds des divers puits : les uns étant, à la base, largement drainés par de grandes fissures qui entraînent rapidement les eaux amenées par les pluies ; les autres étant, au contraire, sinon colmatés, du moins percés de si petites fissures que l'échappement inférieur en devient très lent. Cette divergence dans l'importance des fissures évacuatrices du fond est commune à tous les terrains fissurés, explique les dénivellations les plus grandes, et ne parait pas avoir été, jusqu'ici, prise en considération.
D'ailleurs, et je l'ai déjà dit (p. 93) à propos de la soi-disant porosité, l'allure hydrologique de la craie est encore imparfaitement connue. Aussi les opinions les plus contradictoires sont-elles en présence à ce sujet. En voici les extrêmes.
A propos des récents captages des sources du Loing et du Lunain, j'ai rappelé comment L. Janet persiste à dire que « la nappe de la craie donne naissance à ces sources » et comment « c'est à dessein qu'il emploie le mot nappe ».
Au contraire, de toutes récentes trouvailles viennent d'établir définitivement que, même dans cette craie du supra-crétacé du bassin
(1) Belgrand, La Seine, p. 93.
de Paris, la circulation de l'eau se fait par des fissures; seulement ces
fissures semblent plus petites H plus nombreuses que celles des calcaires plus anciens, jurassiques ou carbonifères par exemple: c'est du moins ce qui résulte des véritables rivières souterraines étudiées dans ces terrains depuis 1900 seulement par Le Couppey de la Fores! et Bourdon à la Guinand (long. 162 ni. ) et au puits Savinien (long, 205 m.) dans l'Yonne, et par moi-même à Trépail (Marne, long. 1 kilomètre), à Caumont (Seine-Inférieure), etc. Ainsi les courants des Boscherons (bras souterrain de l'Iton) et de Gaudreville rencontrés dès 1860 et 1887 dans l'Eure par le regretté Ferray, ne sont plus des phénomènes exceptionnels. Il est probable que bien d'autres rivières souterraines de la craie, contaminables par les pluies infiltrées, ne tarderont pas à se révéler, notamment dans les régions des sources de l'Avre et de la Vanne.
Au point de vue hygiénique, donc, on est ainsi amené à se dire que, lorsqu'on se trouve en présence d'une puissante source de- la craie supérieure, par exemple celles d'aspect tout à fait vauclusien de Soulaines (Aube), des Sommes de la Marne, de Vertus (Marne), il ne faut pas affirmer a priori qu'elle est de bonne qualité parce qu'elle sort d'une roche soi-disant poreuse, laissant suinter une sorte d'eau de carrière bien filtrée; mais qu'au contraire il y a lieu de rechercher avec le plus grand soin, par la triple étude géologique, bactériologique et chimique, si ladite source de la craie n'est pas pourvue d'une alimentation fîssurale, entachée des mêmes chances et causes de contamination que les grands courants souterrains des calcaires crevassés plus anciens (crétacique inférieur, jurassique, carbonifère ou dévonien).
Au surplus, dans la Marne, ces extraordinaires dénivellations des puits entre la saison sèche et la saison mouillée (elles atteignent 10 mètres et plus dans les puits de Fresne, par exemple, au nord-est de Reims) suffisent à réduire à néant l'idée de continuité, inséparable du terme nappe ; le grand mouvement ascensionnel de l'eau dans les puits creusés est le formel indice du recueillement des eaux en crevasses anastomosées, certes fort rapprochées, mais séparées par des portions compactes ; c'est la négation absolue de l'extension latérale en tous sens, caractéristique des nappes d'interstices. Le défaut de grand pendage stratigraphique, l'étroitesse des fissures, peut-être aussi le colmatage de beaucoup d'entre elles par décalcification et corrosion, mettent obstacle à un écoulement très rapide en de Maies rivières, dont quelques exemples sont cependant déjà connus. Au Havre on a constaté que, selon leur état de fissuration, les falaises de craie de 00 à 90 mètres de haut se laissaient traverser par les pluies en quatre à trente mois.
Incertitude sur la vraie manière d'être de la craie. — L'incertitude où Ion est encore et où il faut, par prudence, se maintenir, sur la vraie
manière d'être de la craie est bien résumée par Deblon (1) à propos d'un récent travail de l'éminent professeur Gosselet ; il en résulte en somme que cette manière d'être est extrêmement variable, encore insuffisamment connue dans le détail, et essentiellement capricieuse dans ses manifestations : l'extrait suivantes! parfaitement convaincant sur ce sujet.
« Gosselet a publié, en 1904, un mémoire sur les nappes aquifères de la craie au sud de Lille et à l'ouest de Douai.
« Théoriquement, entre Lille et Lens, la craie, qui a 50 mètres d'épaisseur, représenterait une énorme couche aquifère si elle était perméable à la façon des sables. Mais cela n'est pas; la craie peu poreuse ne contient que peu d'eau et ne la laisse circuler que lentement.
« Pratiquement, la craie pourrait être considérée comme imperméable, si divers accidents n'y déterminaient une circulation facile de l'eau. Ces accidents sont les fissures, les bancs durs et les couches fragmentaires.
« Les fissures sont constituées par les joints de stratification et par les diaclases ou failles.
« La position des fissures ne paraît obéir à aucune loi géologique, bien qu'elles soient souvent parallèles entre elles.
« Au-dessus des bancs durs, il y a souvent beaucoup d'eau; en dessous, beaucoup inoins, sauf quand ils agissent comme couvertures imperméables pour emprisonner l'eau sous-jacente qui, après le percement du banc, arrive en abondance et peut même monter dans le forage.
« Chaque banc dur provoque la formation d'une nappe locale.
« La craie fragmentaire peut renfermer une grande quantité d'eau entre ses fragments.
« La craie fragmentaire comprend la craie fendillée et la craie congloméroïde.
« C'est une couche géologique qui n'est ni stratifiée, ni régulière, ni générale; partout où elle existe, elle fournit une nappe d'eau abondante. Roubaix et Tourcoing s'alimentent d'eau contenue dans la craie fendillée.
« Dans la vallée de la Scarpe, la craie fendillée contient une couche d'eau très abondante. C'est ainsi qu'à la fosse n° 4 à l'Ecarpelle, on a pompé jusqu'à 3460 mètres cubes d'eau par heure.
« La craie congloméroïde doit être attribuée à une dissolution faite en profondeur (2).
« Gosselet cite plusieurs puits où l'on a rencontré, à des profondeurs diverses, 19, 22 et 29 mètres, des couches de craie conglomé-
(1) Deblon, Société belge de géologie, séance du i avril 1905.
(2) J. Gossiii.iiT, Les nappes aquifères de la craie au sud de Lille. Ann. de la Soc. géologique du Nord, t. XXXIII, p. 133, séance du 1er juin 1904.
roïde (jui ont donné lieu à des venues d'eau réellement extraordinaires.
« Au point de vue pratique, on peul conclure de cette étude :
« 1° Que sous 1rs plaines de la craie du Nord ou ne trouve que peu d'eau, à moins que Ton ait l'heureuse chance de rencontrer une lissure ;
« %2° Que les nappes aquifères importantes de la craie sont situées sur les bords des vallées et des vallons.
« Gosselet termine son étude en faisant observer que ces conclusions ne sonl pas très consolantes pour le géologue. Aux questions souvent posées : Trouverai-je de Peau? À quelle profondeur? il n'est, dil (iosselet, possible de répondre que par un pénible aveu d'ignorance (1). »
En Angleterre W. Whitaker a exprimé l'avis « qu'il reste encore beaucoup à apprendre au sujet des eaux de la craie ». Et il a décrit maintes émergences, notamment celle de Chadwell (Hertfordshire . qui sont en relations rapides et directes avec des pertes (swallow-holes), situées en amont, et qui se troublent après les pluies (2).
Donc la craie (selon ses états) paraît susceptible de présenter des rivières, des nappes, même des exsudations de porosité : il faut surtout retenir que la décalcification y étant très active, et les colmatages plus fréquents que dans les calcaires plus anciens, les puits y sont généralement creusés avec plus de succès que dans le carbonifère et le jurassique par exemple ; souvent ils dépassent 100 mètres de profondeur; souvent aussi ils restent stériles, môme au delà de 100 mètres.
Ainsi les vraies rivières, les courants, si semblables au réseau hydrographique de la surface, existent, surtout dans les sédiments, plus anciens lithologiquement, moins fissurés en détail, mais zébrés de beaucoup plus importantes et longues crevasses, de tous les calcaires, depuis f infra-crétacé jusqu'aux roches pré-cambriennes. Si. dans les craies supérieures, f écoulement paraît de préférence faible, feau encore en partie statique, elle devient tout à fa t dynamique dans ces extraordinaires rivières souterraines, si peu connues ou du moins si mal comprises il y a vingt ans, et dont les études détaillées sont maintenant accomplies par centaines. Auparavant on ne connais-
(1) Ceci est également nia formelle opinion. Elle n'est pas partagée par d'éminents géologues belges, qui ont récemment échangé les vues les plus intéressantes à ce sujet (Van Ertborn, Van piîn Bboeckx, Hutot, d'Andrimont, in Bull, de la Soc. belge de géologie, 19e année, t. XIX, fasc. III, mai 1905, p. 96-106, séance du j avril 1905). — Voy. aussi le Rapport de la Société belge de géologie (1899) par Rutot, sur le projet du professeur Lambert pour l'alimentation d'Anvers. — J'estime qu'il faut continuer à provoquer et à accumuler les observations avant de formuler aucune conclusion formelle.
(2) W. Whitaker, Chalk-water in Hertfordshire Transact. Hertfordshire nalaral history, Soc. vol. X, iro partie, novembre 1898. — W. Whitaker, Proceed. of the geologistss Assoc., t. XVII, 6e partie, février 1902.
«—lia
sait guère de grands courants souterrains que dans les cavernes du Karst autrichien (Istrie et Carniole, etc.).
Phénomènes hydrolog'iques du calcaire. — Les Autrichiens avaient pris même l'habitude de désigner sous le nom générique de phénomènes du Karst les accidents naturels des abîmes, cavernes, rivières souterraines, résurgences, etc., qu'étudie la spécialité dite spéléologie. Il y a lieu de ne pas maintenir cette appellation locale et de la remplacer par celle beaucoup plus large de phénomènes du cal-
Fig. 8. — Rivière souterraine (Le Brudoux, Drôme).
caire. En effet, c'est surtout dans les formations tertiaires du nummulitique éocène que sont creusées les colossales cavernes autrichiennes de la Carniole, de l'Istrie, etc., dont Tune (Adelsberg) est jusqu'à présent la plus vaste que l'on connaisse en Europe (1), avec 10 600 mètres de développement total. La dénomination de phénomènes du Karst tendrait à 'faire supposera priori que c'est, avant tout, dans les terrains analogues à ceux de cette région, plus récents encore que le supra-crétacé, que sont développés ces accidents souterrains. Or, ils'enfautde beaucoupque leKarsl possède un tel monopole ;
(1) Peut-être n'en sera-t-il plus ainsi bientôt, car on connaît déjà dans la grotte du Hôll-Loch, à Stalden (Muotathal) près Schwyz (en Suisse), 9 kilomètres de galeries et l'exploration n'est pas achevée '(]. li. Ac. Se., 5 août 1902, Lu Nature 18 avril 1903 et E. Rahir, Bull. Soc. belge de géol., mai 1905).
Traité d'hygiène. II. — 8
el une brève (''numération d'exemples pris an hasard montrera quêtons les calcaires, quel que soit leur âge, sont creusés de grottes non moins importantes que celles du Karst. Ainsi le Trou-de-Galel et ses dépendances) <lc Sorèze (Tarn), avec près de 3 kilomètres de ramifications connues, une profondeur totale de90 mètres, des ruisseaux souterrains complexes, etc., est dans les calcaires pré-cambriens, tout à fait primaires; Je dévonien de Belgique possède Han-sur-Lesse (5 kilomètres connus), Rochefort, Rémouchamps, etc. ; les cavités et les immenses pot-holes d'Irlande et du Yorkshire (Angleterre) ont perforé le carbonifère, de même que les labyrinthes américains de Mammoth-Cave, Wyandott, Luray, etc., qui (bien que les dimensions qu'on leur donne d'habitude soient certainement exagérées) dépassent de beaucoup Adelsberg même ; l'infralias montre les 6 kilomètres de Bramabiau (Gard); quant au jurassique, c'est bien le terrain classique par excellence des cavernes (Causses, Jura, etc.) ; dans le crétacé, les étages inférieurs ont, en pleines Alpes, les immenses abîmes du Dévoluy (le Chourun-Martin dépasse 300 mètres), les rivières souterraines du Vercors (Brudoux (fig. 8), Bournillon, Sassenage, toutes de plus d'un kilomètre), et le nouveau monde souterrain du Holl Loch (près de 9 kilomètres actuellement) qu'on n'explore que depuis 1898; — il n'est pas, je le répète, jusqu'à la craie blanche du crétacé supérieur (turonien,sénonien,aturien) qui n'ait été excavée sur près de 5 kilomètres à Miremont(Dordogne), et sur un kilomètre avec rivière souterraine à Trépail (Marne) (1); le tertiaire, même plus récent que le nummulitique du Karst, a tout nouvellement fait connaître les deux kilomètres de la splendide grotte du Dragon (île Majorque, Baléares) en plein miocène, et les nombreux abîmes, grottes et rivières souterraines que M. Malbec, maire de Monclar, découvre si inopinément et si fréquemment depuis 1900 en pleine Aquitaine, aux environs de Villeneuve d'Agen (Lot-et-Garonne) (2). On a même trouvé de vraies cavernes dans le tertiaire parisien (calcaire grossier, travertin de Champigny) (3). Donc, les calcaires de toutes les époques géologiques sont caverneux et c'est suivant une loi géographique formelle que l'écoulement souterrain des eaux s'y effectue par leurs fissures.
Nous verrons, à propos des températures, que cet écoulement a pu être surpris jusqu'à 300 mètres sous terre, par l'exploration des abîmes, et même jusqu'à 900 et 1 200 mètres par le percement du Simplon.
Triple caractère du granité. — Fissuration superficielle. Puits de diamant. — N'oublions pas que d'autres roches fissurées que les calcaires renferment aussi des eaux en poches ou en con-
(1) G. B. Ac. Se, 16 juin 1902 cl Bull. n° 88, 1902, carte fféol.
(2) Spelunca, mémoire 32 et 30.
(3) Le Couppey de la Forest, Sources de la Dhuis.
diules, mais pas en nappes ; les granités, par exemple, ont une hydrologie (1) en quelque sorte double : au voisinage de la surface, leurs fissures recueillent des eaux plus ou moins pures, selon qu'elles sont filtrées ou non par les arènes de remplissage (Voy. Le Sot, p. 33). De cette catégorie sont les curieux puits de diamant imaginés par Nordenskjôld, dont nous reproduisons partiellement l'importante note à ce sujet.
« On souffre souvent, en Suède, dans les stations de pilotes et dans les phares, du manque d'eau douce.
« Pour remédier à cet inconvénient, j'ai proposé, même sur les îlots en pleine mer, pour se procurer une quantité suffisante d'eau douce, de creuser dans nos roches granitiques des puits dune profondeur de 30 mètres à 50 mètres. Je me suis fondé sur les raisonnements suivants :
« 1° Les variations de la température doivent causer des glissements de la partie supérieure de la roche sur les couches inférieures, et ces glissements doivent produire des fentes horizontales à des profondeurs à peu près constantes ;
« 2° Sur l'observation que l'eau qui pénètre dans nos mines de fer n'est jamais salée, môme si ces mines sont situées sur de petits îlots en pleine mer et s'étendent à 100 mètres ou 200 mètres au-dessous de la surface.
« On a, au printemps de 1894, fait un essai à la station de pilotes de Arkô.
«A 33 mètres de profondeur, dont30mètres au-dessous de la surface de la mer, on a rencontré une fente horizontale dans la roche, donnant par jour environ 20000 litres d'eau douce, de première qualité.
« Plus tard l'essai a été renouvelé dans six autres localités. A une profondeur de 33 mètres à 35 mètres, on a toujours trouvé de l'eau douce, qui monte généralement jusqu'à 2 mètres ou 3 mètres au-dessous de la surface, quelquefois à la surface môme. Ces puits sont creusés dans des roches cristallines (granité, gneiss, diorite, etc.), avec un perçoir garni de diamants, ce qui a déjà amené le public à parler des puits de diamant et de Veau de diamant. Pour creuser les puits, il faut choisir une roche solide et dépourvue de fissures à la surface.
« Un jour viendra, peut-être, où les puits de diamant seront 1res répandus (2). »
(1) La fissuration du granité est remarquable au Gap Land's End en Gornouailles (Angleterre) où deux systèmes de fissures représentent exactement les joints de stratification (horizontaux) et les diaclases (verticales) des roches sédimentaires (Voy. fig. 9) .
En Amérique, on a vu des lentes du granité (présentant jusqu'à quatre systèmes de fissures) s'ouvrir en vraies crevasses sous l'action calorique d'incendies de forets ou de prairies. G.-K. Gilbert, Dômes and Domestructure {Bull. qeol. SOC. of Amena, 10 février 190', el Sierra Club Bull., janvier 1905, ni XXXV
Ci) C. B. Ac. S,-.. I, CXX, p. s;,<», t> avril 1895
D'après le Geographical Journal de novembre 1897, M puits auraienl été creusés en trois nus. depuis le premier, pratiqué dans nie d'Arko, en mai 1894. Ils donnent de 500 à 2000 litres par heure, avec une température variant de 6" à J3°C.
Les insuccès ont été 1res rares.
En France aussi on a, depuis quelques années, appliqué Le même principe el recherché, notamment à Rennes, Quimper, etc., l'eau du granité dans sa partie intacte, au-dessous de la zone décomposée ;
Fig, g, Granités fissurés du Cap Land's End.
des captages étanches et isolés s'opposent aux contaminations extérieures. Paul Ghoffat indique encore (1) qu'on a obtenu le même résultat en Portugal, dans le basalte, dont les fissures forment de bons réservoirs d'eau. Enfin les porphyres, très fissurés, de l'Estérel (Var) ont permis aux quelques propriétaires des villas du T rayas à Agay, de creuser des puits suffisamment abondants; mais l'expérience a prouvé qu'ils étaient très aisément contaminables, la fissuration superficielle étant assez accentuée pour livrer passage aux infiltrations et aux souillures qu'elles entraînent.
Décomposition du granité. Nappes phréatiques. — En Portugal, selon Paul Ghoffat (2), le granité du Minho esl entièrement imperméable, mais sa surface se^décompose facilement èn«
(1) Choffat, Zeitschrifi fur Gewïtsser-Kunde, 1900, fasc. 3. 12 Ii».. Ibid.
un
sable grossier, présentant une forte calotte perméable «sous laquelle l'eau d'imbibition forme une nappe, qui se rassemble dans les basfonds pour sortir en sources « aux points où la calotte perméable est le plus mince », tandis que l'excédent va former une nappe phréatique sous les vallées. Cet état de choses est parfaitement et aisément visible dans tout le nord du Portugal, par exemple le long du chemin de fer de la frontière d'Espagne (Villar Formoso), à Goïmbre, où Ton voit des centaines de puits presque à fleur de sol dans Y arène, avec l'eau à peine à 2 mètres de profondeur. On pourrait multiplier les cas, démontrant la variété d'allure du granité qui, selon les caprices de sa formation et de sa décomposition, est en somme sujet aux deux sortes de circulation souterraine et de perméabilité (de fissures et d'interstices).
Fissuration profonde. — En profondeur enfin, les granités deviennent plus compacts, si bien que, près du Cap Land's End (cependant si fissuré à la surface) des mines (Bottalack, etc.) s'étendent sous la mer, sans être envahies. Mais alors ce sont de rares et très profondes fissures qui affectent souvent le granité, sur une épaisseur si considérable que, pratiquement, le substratum imperméable n'existe plus ; dans ce cas, l'eau descend le long du mur des cassures, comme le long des filons ou dykes d'autres roches ignées (syénites, diabases, porphyrites, etc.); ne rencontrant pas de substratum véritablement imperméable, elles s'enfoncent (à 3 kilomètres, 10 kilomètres, 18 kilomètres, suivant les diverses évaluations de De Launay, des Anglais, de Delesse, etc.) jusqu'à ce que la géothermique en fasse des eaux thermales et les ramène au jour: c'est le jeu des thermo-siphons, dont la réascension s'opère le long du toit de quelque autre masse ou dyke faisant barrage, si bien que, comme on l'a dit depuis longtemps, les sources thermales ne sont que de vrais puits artésiens naturels.
Ruisseaux des coulées de laves. — Quant aux roches volcaniques en coûtées (trachytes, basaltes, laves), elles sont à la fois fissurées et vacuolaires (plutôt que poreuses); souvent de vraies rivières coulent sous elles dans le thalweg môme (ou tout auprès) qu'elles occupaient avant que la coulée s'y répandît: les émergences des extrémités de coulées (Surfshellir, Islande; Royat, Puy-de- Dôme; Catane, Sicile, etc.) peuvent être souvent assez pures, leur bassin d'alimentation étant rarement habité à cause de sa stérilité.
Gravité et capillarité. — La distinction entre la perméabilité de fissures et celle d'interstices, entre les réseaux et les nappes est importante encore au point de vue de la lutte que se livrent, aux dépens (l<\s eaux souterraines, les deux forces contraires de la gravité et de la capillarité : dans les réseaux, la première est prépondérante et la seconde à peu près nulle, à cause du diamètre toujours appréciable, souvent considérable, (\(^ vides; dans les vraies nappes, au
lis E.-A, MARTEL. — L'EAU. ÉTUDE HYDROLOGIQUE.
contraire, la capillarité qui, par adhérence aux corpuscules solides «lu terrain, tend à relever le niveau hydrostatique vers le sol, est d'autan! plus efficace que les interstices sont plus réduits : il en résulte que, pendant la saison sèche, par exemple, tandis que la gravité tend, dans les réseaux, à abaisser de plus en plus les plans d'eau, la capillarité, au contraire, maintient la surface piézométrique au grand profil des plantes : l'action relevante de la capillarité peul atteindre lm, 50 dans les argiles el plus encore dans les tourbes. Les dunes de sable, par exemple, restent toujours humides à une faible profondeur. C'est la capillarité qui fournit à la surface i\vs véritables nappes une atténuation dans leurs ondulations par rapport aux mouvement-, ondulés aussi, de la surface du sol.
Thermo-siphons. — Sources thermales alimentées par des montagnes (Pfœ fers, S impion). - Il arrive aussi que des roches, soit cristallines, soit schisteuses, très épaisses ou fortement redressées et plongeant bas dans l'écorce terrestre, recueillent des eaux, même très froides, dans leurs fissures d'affleurement; n'étant point interrompues par des inlercalations de terrains imperméables, ces fissures conduisent les infiltrations si profondément dans le sol qu'elles y atteignent de hautes températures : alors la tension de la vapeur d'eau (1), ou parfois même tout simplement un synclinal, fera remonter l'eau réchauffée, à contre-pente, le long des couches symétriques, de l'autre côté du plissement, jusqu'à un point d'émergence qui sera le griffon d'une source minérale. C'est un mécanisme analogue à celui du thermo-siphon. Nous avons dit que ces sortes d'eaux relevaient de la thérapeutique et que nous ne nous en occuperions pas.
Pour mémoire seulement, il faut les mentionner et rappeler au moins qu'une des plus curieuses est celle de Placiers à Ragaz (Suisse) : il est admis maintenant que l'aliment principal de celte source thermale (T. 38°, 7 à 700 mètres d'altitude) est dans des infiltrations de hautes montagnes (peut-être leWild-See des Graue-Hôrner vers 2500 mètres d'altitude) ; car on a dûment constaté, pendant de longues années d'observations, que la source augmente de volume et diminue de température après la fonte des neiges de ce massif montagneux. Les eaux chaudes du tunnel du Simplon ont la même origine (2).
4° ÉMERGENCE DES EAUX SOUTERRAINES. - Nous abordons ici le chapitre le plus important de notre sujet, celui des sources et des sorties d'eaux, ou émergences, qu'on a trop longtemps considérées comme des sources pures et qui en réalité ne le sont pas.
C'est là surtout qu'éclate la nécessité formelle de distinguer, de
(1) On ne sait pas exactement jusqu'à quelle profondeur l'eau reste liquide dans l'écorce terrestre : 18 kilomètres selon Delesse, 10 kilomètres selon Van Hise, plus de 3 kilomètres, selon King. r\
(2) Voy. les mémoires de Schardt.
la manière la plus absolue, la perméabilité d'interstices et la perméabilité de fissures.
Importance hygiénique des deux sortes de perméabilité. Différence entre l'infiltration et le filtrage. — Par suite de phénomènes de transformations physiques, décompositions chimiques, réductions atmosphériques, retenue capillaire, ele., qu'il appartient surtout aux biologistes et bactériologistes de nous expliquer, et qui d'ailleurs ne sont pas encore bien connus, on admet, quant à présent, et comme Belgrand (1), que les terrains sont d'autant plus filtrants, d'autant plus épuraleurs, que leurs vides sont plus réduits : d'où cette conséquence, capitale en géologie hygiénique, que les sables fins et homogènes, sous une épaisseur de 2 à 6 mètres, retiennent (ou détruisent) les microbes pathogènes, tandis que les crevasses des terrains fissurés les laissent circuler tout à leur aise. Cela revient à dire alors que les nappes sont filtrées, tandis que les conduits aquiducleurs ne le sont pas: on voit combien il importe de ne pas dénaturer le sens littéral du mol nappe et comment il faut bien se garder de confondre Vinfillralion avec la fdtralion ou plutôt lefdlrage. En effet, contrairement à Ce (pic Ton a cru trop longtemps, il ne suffît pas qu'une eau sorte de n'importe quel sol, claire ou limpide, fraîche, sans odeur, ni saveur et chimiquement pure, pour constituer une eau saine, sans danger pour la consommation.
Théorie microbienne. — La découverte par Pasteur de la théorie microbienne, en faisant de l'eau le véhicule de tant de maladies transmissibles terribles lièvre typhoïde; dysenterie, choléra, et même à un certain degré diphtérie et tuberculose), a bouleversé de fond en comble les anciennes idées sur l'hygiène de l'eau. L'origine hydrique de la majeure partie des cas de ces maladies est à peu près universellement admise maintenant (2). La fièvre typhoïde notamment est due au bacille d'Eberth-Geffky, qui existe dans les selles, urines et organes des fyphiques ; c'est à leurs matières fécales qu'en 1877, le professeur Bouchard attribua l'origine de la dothiénentérie : en 1882 (à Genève), Arnould en prouva la provenance parasitaire : en 1885, Rûbner montra la persistance du bacille dans les selles cl son entraînement par les fumiers dans l'inférieur du sol.
Enfin le principe de cette origine hydrique fut définitivement proclamé par Brouardel en 1887, au Congrès d'hygiène de Vienne (3), et en 1892, le mortel choléra de Hambourg (alimenté alors par l'Elbe),
(1) « Les eaux les plus pures sont naturellement celles des terrains arénacés » (La Seine, p. 140).
Les sables de Fontainebleau ont été qualifiés de filtre idéal (E.-S. Auscher, Gazelle des eaux, A septembre 1902).
(2) Iîiiouaudel, Annales d'hygiène el de méd. lég., t. XVII, 1886, p. 97.
(3) Sauf pour certains dissidents, comme le Dp Alcide Treille (sénateur de Constantine),qui s'est lait une lâcheuse spécialité de contredire à ce sujet les savants les plus éminents (Voy. séances du Sénat des 18 novembre 1898, 11, 18 et 20 décembre
confirmani les observations déduites des épidémies d'Auxerre, Pierrefonds, etc., sanctionna l'idée nouvelle, en mettant en relief la quasi-immunité «l'Alloua, depuis longtemps pourvue d'eau filtrée. D'avril 1893 à octobre 1891, Besançon lui ravagée par une épidémie due à la fausse source d'Arcier (Thoinot) (1). Sans être, bien entendu, l'unique cause de transmission, l'eau reste, selon Brouardel, levecteur de 90 p. 100 des fièvres typhoïdes. On ne saurait nier cependant les cas de contagion directe, surtout dans les milieux malsains, comme les casernes par exemple (2) par l'atmosphère seule (linges, vidanges, poussières, etc.), par le lait, qui peut aussi donner la fièvre typhoïde, soit quand il a été mouillé, soit simplement quand les boites à lait auront été rincées avec de beau contaminée (épidémie de Pierrefilte, près Paris, en 1903) (3). Le vin mouillé et les légumes arrosés avec de beau souillée produisent les mêmes effets. L'insalubrité locale (4) a fourni un triste et classique exemple dans le trop fameux palais d'été de Mustapha Supérieur à Alger.
Tout récemment, on a même mis en avant une autre cause originaire de la fièvre typhoïde, les simples vers intestinaux : au début de mai 1905, à bAcadémie de médecine, « on a discuté sur un travail de Guiart, qui a reconnu, dans les selles de nombreux typhiques, la présence de frichocéphales, et ajouté que ces helminthes n'existaient pas, ou très rarement, chez d'autres malades atteints de maladies fébriles. L'auteur admet que ce sont ces frichocéphales qui engendrent la fièvre typhoïde: en piquant la muqueuse de l'intestin pour y puiser le sang qui les nourrit, ils inoculent du même coup le bacille typhique accumulé dans les matières fécales et donnent lieu à l'infection fyphoïdique. Les sujets qui ne sont pas porteurs de Iricbocéphales peuvent plus impunément boire de beau contaminée: le bacille restera dans l'intestin et ne pénétrera pas dans le torrent circulatoire.
« La thèse n'est peut-être pas d'une rigueur absolue et l'interprétation pourrait être sujette à discussion. Mais le fait de la présence de frichocéphales est indéniable, et qu'ils soient ou non la cause déterminante de la dothiénentérie, ils n'en sont pas moins des hôtes dangereux dont il eût mieux valu se débarrasser au préalable. D'autant plus qu'on a admis que l'appendicite pouvait, dans bien des cas, être causée par la présence de vers intestinaux (5). »
1900, 4 lévrier 1902, 11 et 18 juin 1903, 29 juin 1905, etc.). — Voy. aussi Chambre des dépulés, 10 juin 1903.
(1) Acad de meV/., février 1904, 12 et 26 juin 1901. E. Fourmer, Spelunca, n° 38, septembre 1904.
(2) Vai.un, Acad. de méd., 18 nov. 1903 (J. off., 15 et 17 nov. 1903).
(3) Rapport de Dubief au Conseil d'hygiène de la Seine. 22 juillet 1904.
(i) Voy. l'étude du Dr Fiesiivger sur la lièvre typhoïde à Saint-Claude (Acad. de méd., 15 mai 1902).
(5) Cartaz, La Nature, 10 juin 1903 (Hygiène ci santé).
E. Bodin, professeur de bactériologie à l'Université de Bennes (ï), estime même que « la théorie de l'origine hydrique de la fièvre typhoïde.., a eu le tort d'être trop absolue ». Selon l'avis de Max de Pettenkoffer, il « admet la nécessité de conditions spéciales de temps, de lieu, de milieu... Si le bacille d'Eberth existe dans certaines eauxi cela ne suffit pas pour que l'ingestion de ces eaux détermine toujours la fièvre typhoïde; il faut en outre le concours de diverses conditions relatives au bacille lui-même ou à l'organisme humain ».
De même, H. Labit (2) estime que « bactérie et terrain jouent, dans l'infection d'origine hydrique, un rôle connexe et équivalent. Telle est l'orientation actuelle de la doctrine étiologique. La question appelle des études nouvelles ». L'origine tellurique est établie et la doctrine hydrique a déjà subi des modifications.
Citons encore le Dr D. Meynier, qui pense qu'on a été trop simpliste en attribuant toujours à l'eau de boisson « le rôle prépondérant, au point de faire oublier tout le reste ». Il faudrait « de nouveaux travaux sur le rôle des moyens de contaminai ion autres que l'eau, dans la diffusion du germe typhique (3) ».
Néanmoins, dans sa séance du '28 décembre 1904, la Société de médecine publique a conclu, après longue discussion, « que l'eau est une cause fréquente de propagation de la fièvre typhoïde et que l'eau potable doit être fraîche, limpide et pure, aux points de vue chimique et bactériologique » : en conséquence, elle a émis le vœu : 1° qu'on préfère les eaux souterraines captées en gîte géologique : qu'on épure celles des terrains fissurés et des nappes imparfaitement protégées, parce qu'elles peuvent ne pas offrir de sécurité suffisante : 2° qu'on rende potables par un traitement spécial les eaux superficielles qu'on sera obligé d'employer; 3° qu'un concours soit promptement ouvert par la ville de Paris pour les procédés de filtrage et d'épuration (4).
Si bien fondées que puissent être toutes les réserves contre l'exclusivisme de la théorie hydrique, il reste universellement acquis que l'eau est bien le principe génésique et nocif par excellence de la dothiénentérie (5) et que celle-ci a diminué partout où l'on a pu conduire une eau potable de bonne qualité (6).
« Au surplus, jamais l'affection n'apparaît spontanément sur les navires de guerre : tous les cas sont contractés en germe, soit avant
(1) Bodin, Les bactéries de l'air, de l'eau et du sol, 1905 (Encyclopédie scientifique des Aide-mémoire Léauté). — Boom, Biologie générale des bactéries (Encyclopédie Léauté).
(2) Labit, L'eau potable et les maladies infectieuses, 1905 (Encyclopédie des Aide-mémoire Léauté).
(3) Dr D. Meynier, La fièvre typhoïde à Saint-Claude, Lyon, 1904.
(4) Bévue d'hygiène, 20 janvier 1905.
(5) Le Couppey de la Forest, La fièvre typhoïde à Auxerre en 1902. Revue d'hygiène, juin 1902.
(6) C. R. Ac. Se, 19 décembre 1898; Rapport sur les travaux du D1 Ilublé.
le départ, soil dans les ports relâches des colonies cl de l'étranger. Pour ce (jui est de rétiologiede La liè\ re typhoïdeà bord, l'examen raisonné des faits démontre que l'eau peut, dans la majorité des cas, être mise en cause. En général, les cas surviennenl après une escale dans les endroits où la maladie sévit endémiquement, les matelots s'étanl contaminésà terre, ou à la suite de l'introduction à bord d'une eau suspecte. Les chiffres révèlent à ce sujet l'état sanitaire déplorable de nos grands ports et des localités étrangères visitées le plus fréquemment par nos bateaux.
« On ne saurait nier pourtant que l'état défectueux (U^ fonds puisse expliquer souvent le réveil de la maladie sur un navire où s'était produite antérieurement une épidémie de fièvre typhoïde. En cela, le cas du Suffren est typique; au désarrimage des cales succéda une épidémie de fièvre typhoïde : 5 cas avaient été relevés à bord Tannée précédente.
« En dehors des causes complexes, telles que l'âge, le surmenage, la pollution des charniers, la ventilation insuffisante des étages inférieurs, etc., il faut surtout faire une grande part à une infection prolongée; tel était le cas du Magenta qui, depuis son premier armement, c'est-à-dire depuis juin 1904, avait toujours eu des cas de fièvre typhoïde et n'avait jamais été ni désaffecté, ni désarrimé (1). »
Donc c'est une loi hygiénique fondamentale que de distribuer à l'alimentation une eau pure, ou tout au moins de rendre salubre toute eau, suspecte temporairement ou en permanence.
Mais avant de sortir de l'élude des terrains et du mouvement de l'eau, pour arriver à celle de la pratique hygiénique, prenons acte de ces deux formels et maintenant incontestables principes.
Contamination microbienne. - Filtrage dans les nappes d'interstices seulement. — 1° L'eau est contaminable par les microbes, bactéries, bacilles, vibrions, ptomaïnes qui y trouvent un aisé véhicule de leurs germes nocifs.
'2° Une eau ainsi contaminée est filtrée, épurée, par les terrains d'interstices (les sables surtout), mais pas par les terrains à fissures.
La conséquence directe de ces principes et de leur application à la géologie et la circulation des eaux souterraines est la suivante :
Les pluies, en tombant sur le sol, et les cours d'eau, en y circulant, s'y chargent d'une foule d'impuretés, de décompositions azotées, de nil rites (2), dont on a vu déjà et dont nous rappellerons tout à l'heure la provenance.
Dès que l'infiltration les engloutit dans les terrains perméables du sous-sol, pluies cl ruisseaux s'épurent, se lillrenl dans les terrains
(1) Couteau et Girard, L'hygiène clans la marine de guerre, 1905, p. 329-330. — Voy. encore II. Monod, Alimentation publique en eau potable. Recueil dés travaux du comité consultatif d'hygiène publique, t. XXI, année 1891.
(2) Voy. l'article Le Sol,' p. 33.
détritiques, mais conservent leurs pollutions dans les terrains fissurés.
Sources des terrains tertiaires. — C'est pourquoi les sources (généralement peu abondantes, mais nombreuses) des terrains tertiaires des environs de Paris sont la plupart du temps de bonne qualité, à cause des nombreux horizons sableux et filtrants intercalés en Ire les strates fissurées et les horizons imperméables (limons argilosableux au-dessus des argiles à meulières; sables de Fontainebleau sur les marnes à huîtres; sables de Beauchamp au-dessus des calcaires grossiers; sables nummulitiques et de l'argile plastique; sables de Bracheux (environs de Reims), entre l'argile plastique et la craie) (Voy. p. 119). Belgrand disait, au contraire : « Les eaux de la craie couronnée par les terrains tertiaires sont moins pures que celles de la craie blanche de la Champagne »(1); encore exact au point de vue chimique, ceci ne l'est pins, quant à la bactériologie que Belgrand na pas pu connaître.
La craie n'est pas filtrante. — La craie, en effet, n'est pas baclèriologiquement fdtranle, comme on Ta cru trop longtemps. Dès 1877, Meurdra lavait pressenti, à propos des sources du Havre, captées dans les crevasses d'un sol fissuré (2) : en 1890, le professeur Brouardel et le Dr Thoinot ont, à leur tour et en conséquence, suspecté les eaux du Havre, à cause des épandages d'engrais et de matières fécales sur les plateaux cauchois. Et enfin, peu de temps avant sa mort (1903), Munier-Chalmas, gagné aux idées nouvelles et appelé à étudier un projet de captage d'eau pour le Havre, conclut à la mauvaise qualité de la source Saint-Laurent déjà captée, à la nécessité de refaire un captage géologique de 520 mètres de longueur, pour l'améliorer, et à l'impossibilité de la mélanger avec une nouvelle source qu'il considère comme bonne.
Épuration partielle dans les rivières souterraines. — Disons tout de suite que, cependant, les toutes récentes expériences de Maheu à la grolle de Sorèze (Tarn) et à la perte de la Cèze à la Baume-Salène (Gard) ont établi qu'une épuration partielle semble se manifester dans les rivières souterraines des calcaires; aux résurgences ([ni l'amènent au jour les eaux de ces cavernes on a constaté « une diminution des germes, arrêtés par un filtre naturel, sables, grès ou calcaires, et une disparition complète d'un certain nombre d'espèces (3) ».
Ces constatations importantes demandent à être multipliées cl expliquées par de longues séries d'observations.
Il se pourrait que l'oxygénation fût agissante sous terre comme au dehors; ce n'est cependant pas l'opinion de E. Fournier, « selon
(1) Belghano, La Seine, p. 130.
(2) C. R. de l'A. F. A. S., Congrès de 1877, Le Havre, p. 467.
(3) Bull, de la Soc. d'études des sciences nalurelles de Nîmes, 1902 et Mémoires de la Sociélé de spéléologie, uos 2S, février 1902, et 30, mars 1904, etc.
lequel ilne faul pas compter sur une épuration sérieuse des eaux dans leur parcours dans le calcaire, quelque long que puisse être ce parcours (1) ». Dehérain a démontré expérimentalement la pénétration facile de l'air à travers la terre végétale (2). Dans les rivières souterraines, les explorateurs, même à 300 mètres de profondeur, n'ont jamais éprouvé aucune gêne de respiration (sauf dans les rare- ei accidentels cas, mal expliqués d'ailleurs, d'acide carbonique ou autres gaz délétères) ; partout la circulation et le renouvellement de l'air y sont aussi libres que ceux de l'eau.
Rappelons que cette purification, incomplète d'ailleurs, hygiéniquement insuffisante, est certainement moins prouvée qu'au dehors, parce qu'elle échappe à l'action si puissante de la lumière solaire ; l'oxygénation, je le répète, doit être son principal facteur, attendu que l'air pénètre et circule dans les cavernes beaucoup plus facilement qu'on ne Ta cru pendant longtemps; mais surtout elle doit être provoquée par le passage des rivières souterraines à travers les éboulis, talus de débris, amas coniques de matériaux, semés çà et là, sur leur cours, par les effondrements intérieurs des cavernes ou par les cailloux et détritus tombés dans les gouffres; il peut arriver que certains de ces amoncellements soient en fragments assez menus pour tendre vers le filtrage réalisé par les terrains détritiques (fig. 10); comme dans les sables fins et les bougies filtrantes poreuses (porcelaine, d'adhésion moléculaire retient les
amiante, etc.), une force
microbes entre les parois des interstices, mais d'une façon générale.
(1) Fournier, Spelunca,n° iO, mars 1905.
(2) Dehérain, C. R. Ac. Se, 20 janvier 18
ils n'ont pas une ('tendue ni une ténuité suffisante pour produire, comme les nappes de sables, une épuration totale. C'est pourquoi on peut retrouver en aval d'un tel crible les bactéries diminuées de nombre, mais non pas entièrement supprimées. Trop souvent les éboulis sont d'ailleurs en partie constitués de matières organiques en putréfaction.
Mais en somme, les causes de cette partielle épuration ne sont pas encore bien élucidées; elle reste en tout cas tout à fait insuffisante, notamment faute de l'action capitale de la lumière (1), pour l'autoépuration ou destruction naturelle des bactéries.
Remises en mouvement des bactéries par les crues souterraines. — Et même E. Fournier a pu démontrer, par des expériences à la flubrescéiné, que, après les grandes pluies, les véritables crues des rivières souterraines remettent en mouvement, rendent à la circulation interne, et convoient à nouveau jusqu'aux émergences de véritables dépôts, en réserve, de bactéries, accumulées par décantation et sans doute par adhésion aux particules d'argile, dans des poches latérales et des bassins de cavernes qui deviennent stagnants ou même isolés lors des basses eaux.
Ainsi Y épuration par décantation est toujours très incomplète et les boues de décantation deviennent même une cause d'aggravation de la contamination, lorsqu'elles sont remises en circulation par les crues (2).
Donc cette remise en mouvement de microbes provisoirement arrêtés sous terre est un fait de haute importance qu'étudie Maréchal (de Besançon) et qui m'a conduit à dire, plus haut, que les poches des fonds de synclinaux ne doivent pas posséder le moins du monde la pureté qu'on leur attribue.
Contamination des eaux souterraines par les absorptions et les abîmes. — Dès 1890, au début des premières recherches spéléologiques contemporaines, Ed. Dupont, le géologue belge, avait parfaitement indiqué (3) que des rivières avant longtemps couru à l'air libre, comme la Lesse, et s'engloutis-
(1) La lumière a surtout une action destructive très nette sur les bactéries : elle est bactéricide. Les bactéries et les spores périssent plus ou moins rapidement sous l'influence de la lumière, surtout en présence de l'oxygène, et ce sont les radiations bleues ou violettes qui sont les plus actives.
On comprend l'importance de ces faits : pour détruire les germes morbides d'un appartement, il suffira le plus souvent d'ouvrir toutes grandes les fenêtres à l'air et au soleil ; on désinfectera des vêtements en les insolant: Dans la nature, l'air cl le soleil sont des microbicides puissants : tous les jours, ils détruisent un nombre considérable de bactéries nocives, non seulement dans l'air et sur le sol, mais encore dans l'eau (D1* G. Bohn, La lumière et la vie. Science aa xxe siècle, 1j mars 1905).
(2) Fouhnifr, Speluncn, n° 40.
(3) Dupont, Bull, de lu Soc, belge de géologie, '2«.) juillet L890.
sant subitemenl dans une caverne comme celle de Han, n'en ressoriaienl pas le moins du monde filtrées, ei que de pareilles réapparitions d'eaux devaient rire tenues pour suspectes ei susceptibles de contenir des souillures les pendant impropres à l'alimentation. Cette remarqué s1ajoutaii à celle de Brouarde] ei Thoinot sur la
Fig. 11. — Perte de rivière; petit tunnel de la Cesse à Minerve (Hérault\
craie fissurée de Normandie. Depuis 1892, j'ai moi-même étendu celte sorte de considération (1) et montré qu'il ne fallait pas la limiter aux pertes <le rivières (fig. 11, 12 et 13) aussi apparentes que la Lesse, mais qu'il y avait lieu de l'appliquer à tous les points d'absorption, même les plus menus i fissures cachées ou grand abîmes), des terrains fissurés.
Les terrains fissurés sont des cribles et non des filtres.
(1) Martel, C. li. Ac. Se, 21 mars ls<>2 cl. 23 décembre 1901
Fig\ 12. — Perte de rivière, grand tunnel de la Cesse à Minerve (Hérault)
Fig. 13. — Perle du Bandiat (Charente) correspondant à la Tonvre.
— Maintenanl il esl avéré que ces terrains ne sont pas des filtres, mais des cribles, <lans lesquels l'eau souillée de la surface s'enfonce, sans se séparer de ses impuretés, à travers le complexe réseau des
joints H <l<is diaclases, do.nl le pouvoir filtrant et épurateur <l<>il être, en principe.
considéré sinon comme lou I à l'ail nul, du moins comme très faible. En effet, dans leur intérieur, parmi leurs crevasses, les infiltrations des gouttes de pluies, des filets liquides, des ruisseaux enfouis, se réunissent de proche en proche par des anastomoses ou des confluents et finissent, dans la majeure partie des cas, par constituer de puissants collecteurs, exactement à l'image de l'hydrographie extérieure.
En particulier les puits naturels ou abîmes (avens), ou gouffres, sont, en principe, les affluents des rivières souterraines, vers lesquelles ils conduisent les eaux des pluies et des orages, mais par des voies plus ou moins détournées et, la plupart du temps, obstruées pour l'homme, à une profondeur variable, par des éboulemenls ou des accumulations de matériaux dé- I ri tiques.
Fausses sources ou résurgences (fig. 14). — Au point où les terrains imperméables reparaissent, à un niveau inférieur à celui des points d'absorption (quels qu'ils soient .
les rivières souterraines émergent de nouveau hors des terrains perméables par fissuration, sous la forme de fontaines, généralement liés puissantes, mais qui sont en réalité de fausses sources, à la différence des vraies sources, formées directement par les pluies dans les interstices des terrains perméables par imbibition\ j ;ii
expliqué ailleurs pourquoi je n'approuve pas le terme de sources Vauclusiennes, qui rappelle un cas trop particulier; aussi ai-je proposé pour ces sortes d'émergences le nom de résurgences, impliquant l'idée de réapparition d'eaux d'origine plutôt extérieure que véritablement souterraine. Je me tiendrai à ce terme, parce qu'il commence à être assez généralement employé.
Très raremenl il y a communication directe au moins pour l'homme) entre une perte ouverte el une fausse source.
Siphons et vases communicants. — La loi presque générale est l'interruption du cours <les rivières souterraines à cause des
Fond de Marble Arch Coupe
Fig. 1"). — Siphons d'aqueducs désamorcés.
accidents tectoniques, ou de la disposition des fissures conjuguées, ou encore de l'inégale résistance des blocs étanches)parde véritables siphons d'aqueducs (fig. 15 1 ou vases communicants qui jouenl le rôle de vannes fixes et retiennent les eaux en amonl : je les ai trouvés en grand nombre dans les grottes de tous terrains et cela m'a conduit à formuler cejtte simple loi que, dans les terrains fissurés, les eaux souterraines sont ençjloulies dans les points d'absorption, emmagasinées dans les cavernes et restituées par les résurgences. Si celles-ci ne sonl pas toujours sûres au point de vue hygiénique, c'est que les siphons intérieurs eux-mêmes n'ont pas le pouvoir filtranl nécessaire, pour faire disparaître les causes (\^ contamination extérieure, qui ont pu affecter les pluies et les ruisseaux originaires avanl leur disparil ion dans les pertes.
Abîmes. — Les abîmes offrenl un danger de pollution des eaux souterraines bien plus considérable encore, cl permanenl : il provient de la funeste habitude qu'on! les paysans de toutes contrées de jeter dans les gouffres, réputés à torl insondables, les cadavres (\^ Traité d'hygiène. II. — 9
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tous les bestiaux et animaux morts. Bien qu'interdite par l'article 28 de la loi du 15 février 1902, cette pratique reste universellement
répandue. Il en résulte que les pluies drainées par les puits naturels commencent par rincer ((.nies ces charognes, avant d'atteindre les rivières souterraines, et par se charger de pl<>maïnes et de microbes nocifsavant dese rendre aux résurgences qu'elles contribuent à alimenter. Gomme conséquence directe, la contamination de ces fontaines est de nature à provoquer de graves maladies fig. 16 et 17).
Contamination des résurgences. — Je ne citerai que trois exemples devenus célèbres, comme application directe de ces remarques :
en 1894 le Dr Thoinot a établi, par des expériences de coloration à la fluorescéine, que les eaux souillées du village de Nancray (Doubs) ressortaient à la source d'Arcier alimentant
Platea-u
16. — Abîme, transformé en charnier et absorbant les eaux d'orages.
