EXAMEN GÉOLOGIQUE ET TOPOGRAPHIQUE

va i ses infiltrations. On notera bien que l'accroissement de profondeur qui en résulte est avantageusement récupéré par la situation élevée de l'eau remontée mécaniquement (par colonne, moteur à pétrole, etc.) : car pour la distribution et la canalisation il n'y a plus alors qu'à laisser agir la gravité.

Dans une commune de la Marne (que je ne nommerai pas davantage) j'ai dû par deux fois m'opposer à un premier projet qui prenait une source (?) en dessous d'une cour transformée en cloaque immonde, et à un deuxième, qui voulait prendre un fdet d'eau recoupé par un fossé au-dessous d'une grande ferme possédant plusieurs fosses à purin non étanches : quelques semaines après mon deuxième et formel rejet, le village était décimé par la maladie au point que le facteur rural et les fournisseurs éloignés n'y pénétraient point et, par crainte de contagion, déposaient lettres et denrées sur la route à l'entrée de l'agglomération !

Au contraire, toute venue d'eau dans un pli de terrain rempli et couronné de bois aura toutes chances d'être de bonne qualité, sous réserve, bien entendu, de la propreté et de l'état sanitaire des maisons (gardes forestiers, etc.) isolées qui peuvent exister dans la forêt, et de la nature géologique du sol, sous réserve aussi que les gros arbres morts près des sources peuvent devenir dangereux, dès que leurs racines pourries laissent dans le sol un tuyau libre par où risquent de s'introduire des décompositions organiques. La question du périmètre de protection, c'est-à-dire de l'établissement d'une zone, où sont interdites toutes les industries, cultures, habitations et pratiques quelconques susceptibles de faire parvenir, de près ou de loin, des pollutions quelconques aux émergences, est bien moins avancée en France qu'à l'étranger.

En Autriche, Vienne avait acquis en pleine propriété, dès 1870, 4 560 hectares pour protéger la première adduction de la Franz- Joseph- Quelle; pour un deuxième captage, elle a acquis et transformé en domaine forestier 5 911 hectares dans la vallée de la Salza.

En principe, le bassin d'alimentation d'une résurgence (terrains fissurés) n'est protégé naturellement que s'il est inhabité, inculte, boisé; encore subsiste-t-il quelques risques, du fait des ptomaïnes d'animaux morts et des matières organiques végétales décomposées.

Récemment Cartwright a développé ce sujet devant l'institution des ingénieurs civils de Manchester, en une conférence sur les « lignes de défense dans la protection des eaux de distribution ». D'après le compte rendu qu'a bien voulu nous en adresser le Dr Imbeaux, la loi anglaise (1) n'est pas plus précise que la loi française. Mais les municipalités ont montré une initiative des plus louables et exposé des dépenses considérables : Manchester a acheté tout le bassin

(1) Rivers pollution Acl de 1876.

du lac Thirlmere (près de 1500 hectare- cl distribue son eau sans filtrage ; Glasgow, pour utiliser le lac Katrine, a obtenu de ne laisser bâtir aucune maison sur les bords du lac; Edimbourg, Birmingham, Liverpool ont pris des mesures analogues, plus étendues encore.

Périmètre de proteetion. — C'est de l'examen géologique que résulte la détermination du périmètre de protection, que la loi autorise à prescrire autour d'un captage pour en écarter les pollutions voisines : mais cette précaution est de nature si essentiellement variable, selon chaque cas particulier, que la loi sur l'hygiène publique a dû le laisser dans le vague, ce qui crée, en pratique, des embarras sur lesquels je reviendrai en examinant tout à l'heure les dispositions légales récemment intervenues en France. En fait, l'appréciation de son étendue doit être totalement laissée au géologue chargé de l'enquête sur le terrain (circulaire du 10 décembre 1899) : cette étendue variera selon les cas, de quelques mètres à plusieurs hectomètres de rayon (sa surface est de 17 hectares au nouveau captage du Havre). L'embarras est souvent extrême, car, en principe, la protection, en matière de terrains fissurés, devrait s'étendre à la totalité du bassin d'alimentation, ou du moins de la portion de ce bassin qui se trouve en de tels terrains : cela équivaudrait à y interdire toute culture et toute habitation. En pratique, le géologue doitr trop souvent, se résigner à faire protéger le captage contre les pollutions rapprochées seulement : à l'égard des lointaines, il n'a d'autre arme qu'un rapport défavorable, si elles lui paraissent trop dangereuses et permanentes. Comme indication technique, je dirai que le périmètre doit être plus étendu vers l'amont que vers l'aval, c'est-à-dire de préférence du côté de l'arrivée des eaux : les mouvements du terrain influeront aussi sur la forme à lui donner. Comme règle générale, on le fera circulaire autour des puits, tandis qu'autour des émergences on peut révider quelque peu vers l'aval, en en retranchant un secteur incomplet, c'est-à-dire non prolongé jusqu'au point de captage pris comme centre.

COLORATIONS A LA FLUORESCÉINE

Pour identifier autant que possible les causes de pollution lointaine, deux moyens techniques sont maintenant d'une pratique absolument courante : 1° la coloration par des substances chimiques, 2° l'emploi de la levure de bière et celui du sel marin, qui permettent, dans une certaine mesure, de dire s'il y a communication plus ou moins directe cl rapide entre un (ou plusieurs) point d'absorption donné et une (ou plusieurs) résurgence (ou puits) supposée correspondante.

De toutes les substances colorantes expérimentées à ce jour (fuchsine, violet de Paris, éosine, bleu de méthylène, etc.), la plus favorable est la fluorescéine (phtaléine de la résorcine) appliquée

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pour la première fois par Ten Brink, en 1877, aux pertes du Danube, à Immendingen (duché de Bade), pour prouver péremptoirement leur résurgence à l'Aach (affluent du lac de Constance et du Rhin). A la suite pTiine quantité innombrable d'expériences, souvent contradictoires, faites pendant plus dïin quart de siècle, par des savants et des observateurs de tous pays, une discussion approfondie de la matière a été soulevée en 1903, par Van den Broeck, devant la Société belge de Géologie, relativement à l'emploi de la fluorescéine, spécialement pour l'étude des courants souterrains ; un comité composé de Ad. Kemna, E.-A. Martel, E. Putzeys, H. Rabozée, Ed. Rahir et E. Van den Broeek a présenté et résumé tous les éléments destinés à mettre en lumière les résultats obtenus à la suite de cette discussion (1).

L'un des problèmes les plus importants à résoudre, lorsqu'on fait l'étude d'une source destinée à l'alimentation, consiste à rechercher l'origine de l'eau qu'elle fournil, le chemin suivi par cette eau depuis le point d'absorption jusqu'au point d'émergence, le temps qu'elle met à effectuer ce trajet, les relations permanentes ou accidentelles avec les conduits souterrains voisins.

L'emploi des matières colorantes est généralement considéré comme le meilleur mode d'investigation, et les expériences de coloration, parla fluorescéine notamment, sont regardées par un grand nombre d'hydrologues comme susceptibles de résoudre le problème d'une manière très satisfaisante.

Cependant, des doutes se sont élevés à ce sujet : des essais de coloration ont donné des résultats inattendus, paraissant parfois incompatibles avec les lois de l'hydraulique ou en désaccord avec des constatations résultant d'autres procédés de recherche ; la fluorescéine a été accusée de tout le mal, on lui a reproché de modifier, dans certaines circonstances, les lois du mouvement de l'eau, au point de rendre dérisoires les résultats des expériences.

La discussion de cette importante question au sein de la Société belge de Géologie, de Paléontologie et d'Hydrologie a provoqué un grand nombre de communications intéressantes, émanant des spécialistes les plus distingués. Des faits bizarres ont été signalés, des conclusions opposées ont été formulées, donnant lieu à des discussions contradictoires qui seront sans doute d'un grand intérêt pratique.

Sans nous arrêter aux recommandations faites pour le jet de la substance colorante, il faut dire du moins que, si l'on veut faire une | expérience vraiment consciencieuse, dont le résultat peut être

(1) Le lout a été public en un fascicule des plus instructifs et auquel je ne fais que les exlraits absolument m'cessaiies ici : L'étude des eaux courantes souterraines, in-8, 213 pages, avril 1904 iSociélé belge de g<ologie, Biux elles), résumée dans La Géographie, 15 septembre lfOi.

important, les échantillons d'eau doivent être prélevés à l'émergence toutes les heures cl parfois pendanl dix à quinze jours, si c'est nécessaire. Suivant le but à atteindre, les échantillons devront être pris dans toute la tranche du cours d'eau, ou bien il suffira de les prélever dans Taxe le plus rapide du courant. Il arrivera que Ton puisse encore déceler la fluorescéine sur les bords, dans les parties les plus lentes, quand la matière colorante n'est plus appréciable dans Taxe de la plus grande vitesse des eaux.

Ajoutons que l'observation à l'œil nu est souvent insuffisante; aussi l'emploi d'un instrument spécial est indispensable, surtout si Ton veut relever l'arrivée de l'avant-garde peu colorée et se rendre compte des variations qui se produisent dans l'intensité de la coloration. Cet instrument est le fluorescope imaginé (en 1899) par Trillat, perfectionné par Marboutin et couramment employé dans les services d'études et inspections d'eau de la ville de Paris (1).

L'examen des échantillons doit toujours se faire par comparaison entre l'échantillon type pris avant l'expérience et l'échantillon suspect ; si l'échantillon offre le plus léger trouble, il faut absolument filtrer, sinon on ne pourrait parvenir à déceler les faibles doses, le dichroïsme propre à la fluorescéine étant masqué par les matières en suspension. Il est toujours bon d'ajouter quelques gouttes d'ammoniaque afin de neutraliser l'acide carbonique et par conséquent de pouvoir régénérer la matière colorante, si elle existe même à faible dose. Si l'ammoniaque produit un précipité (par exemple de bicarbonate), il faut laisser déposer à l'abri de la lumière et filtrer.

L'examen au fluorescope doit être très consciencieux; il faut s'assurer que les tubes à expérience sont d'un verre aussi homogène que possible, sinon on obtiendra des teintes différentes pour la même eau, d'où cause d'erreur possible.

L'observateur doit posséder une vue lui permettant l'appréciation exacte des couleurs (ce qui est assez rare).

En prenant toutes ces précautions, on peut arriver à déceler, au fluorescope, le 10 000 000000e sans aucun doute et parfois même aussi le 20 000 000 000e de fluorescéine en solution dans l'eau.

Les conclusions du comité ont été les suivantes, quant à présent (je considère que certaines d'entre elles au moins ne sont pas définitives) :

1° La fluorescéine reste, jusqu'ici, la meilleure substance à employer pour la recherche des relations entre les points d'absorption ou pertes et les points de réapparition ou résurgences.

2° La fluorescéine ne modifie pas les conditions du mouvement de l'eau dans laquelle elle est incorporée. Le soi-disant retard de la

(1) E. Marhoutin, Propagation des eaux souterraines. Bull, de la Soc. belge de géologie, t. XV, 1901, mémoires, p. 21 1-227. — Maiujoutin, Nouvelle méthode d'étude des eaux de sources. Mêm. de la Soc. des ingénieurs civils de France, Bull, février 1901.

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matière colorante sur l'eau qui la véhicule n'est qu'une illusion, résultant de la défectuosité des opérations et des observations, ou bien d'erreurs dans les interprétations.

3° L'eau colorée se comporte comme l'eau pure dans les grandes cavités; elle n'a pas de tendance à s'accumuler dans leurs fonds. [Cependant, ces grandes cavités exagèrent les effets perturbateurs éventuels (épanouissement des filets d'eau produisant des différences de vitesse, mouvement rotatoire, etc.) L'existence de ces grandes cavités [ou de canalisations naturelles, doubles ou multiples] peut être parfois révélée par une réapparition de la coloration, provoquée par une crue subite. [Une telle crue rendra au courant des masses d'eau colorées, arrêtées dans les portions immobiles de la rivière, dans les poches latérales d'eau morte ; celles-ci sont fréquentes dans les courants souterrains et se créent surfout aux époques où l'eau est en décrue et tend à abandonner les parties hautes ou retirées de son lit : on comprend qu'en cette occurrence, la fluorescéine aille s'assoupir en quelque sorte dans des laisses provisoirement isolées.]

4° Des intumescences dues aux crues et aux levées de vannes peuvent amener aux résurgences des dépôts microbiens et des troubles, bien avant l'arrivée des eaux colorées qui ont provoqué ces crues.

5° Il ne faut pas demander à la fluorescéine plus qu'elle ne peut donner : prouver l'existence d'une communication entre deux points, donner une idée approximative des temps employés à effectuer le trajet. La vitesse de l'eau est une notion très complexe; la détermination des éléments qui la définissent sera d'autant plus complète et plus précise, que les causes d'erreurs auront été mieux écartées et que les observations seront faites avec plus de soin.

6° La fluorescéine doit être jetée non pas en poudre, mais à l'état de solution assez étendue, [pour 1 kilogramme on diluera au préalable dans 50 litres d'eau ou dans 10 litres d'eau additionnés d'un demi-litre d'ammoniaque. Le jet sera opéré sur toute la largeur du courant et non sur les bords, dont les aspérités arrêtent une grande partie de la solution: — en une seule fois et non en plusieurs.]

7° Les prélèvements des échantillons au point d'observation doivent être très fréquents et prolongés assez longtemps. L'examen des échantillons doit se faire au fluorescope. Tout échantillon paraissant limoneux ou légèrement trouble réclame le filtrage préalable.

8° La lumière solaire décolore rapidement les solutions de fluorescéine [sans qu'on puisse régénérer la couleur].

9° Les sols tourbeux ont la même influence sur cette matière colorante ; [en leur présence, il faut donc employer la fuchsine acide (rouge), qu'on régénère au besoin par l'acide acétique.

10° L'acide carbonique décolore également les solutions de fluorés-

(•(Mue mais la substance peul être régénérée [au moyen de l'ammoniaque.

11° Certains limons, de même que les calcaires, n'exercen! pas d'action décolorante sur la fluorescéine. [Au contraire, les argiles de décalcification, que l'eau traverse d'ailleurs très lentement, décolorenl la fluorescéine].

12° Il faut se montrer très circonspect en ce qui concerne les conclusions à tirer d'expériences négatives, même si elles ont englobé un cycle complet d'influences saisonnières très diverses.

J'ajoute que mes expériences personnelles exécutées non seulement entre des pertes et des résurgences (où le parcours intermédiaire était ignoré et s'accomplissait sans témoin), mais encore le long même de vraies rivières souterraines suivies pas à pas (Padirac, Betharramr Bramabiau, Han-sur-Lesse, etc.) ou de rivières extérieures étudiées (au Caucase notamment] pendant des dizaines de lieues, c'est-à-dire sans perdre de vue les incidents de la propagation, m'ont rendu sceptique sur la généralité trop hâtive de certaines conclusions : bien souvent on a prématurément déduit les conséquences d'observations forcément incomplètes, parce que partiellement hypothétiques. Ainsi je fais toutes réserves sur la construction des courbes dites isochronochromatiques, et je crois que l'on perdra son temps si l'on veut appliquer la fluorescéine notamment à l'étude de la vitesse réelle ou moyenne de l'eau souterraine : elle est sujette à trop d'accidents variés, qui rendent beaucoup de ses indications illusoires. J'estime qu'il serait sage de se borner à employer cette substance pour constater uniquement la communication de telles pertes données avec telles résurgences (ou puits) connues: en n'oubliant pas surtout que, par essence, elle ne peut jamais fournir que des demi-indications, puisqu'il y a lieu de ne point faire état du résultat négatif d'une expérience.