C*H"0« = C^H^^O + 7CH* + 8C0^ + 3H

L. Lemière [15] compare la fermentation qui aboutit à la formation de la houille à la fermentation alcoolique. Il suppose que les diastases contenues dans les fruits et les graines, ou bien sécrétées par les microbes, agissent lentement pour transformer les hydrates de carbone (cellulose, gomme, résine, chlorophylle) en une gelée humique qui est la base fondamentale de tous les combustibles fos-

siles. C'est ainsi que dans la fermentation alcoolique la diastase de Torge germée agit sur les matières amylacées pour les liquéfier et les transformer en glucose.

Les nombreux ferments apportés par les végétaux prolifient et pullulent à la faveur de la macération précédente. Ensuite, le milieu devenant anaérobie, ils dédoublent les hydrates de carbone en gaz (CO* et CI!*) et en hydrocarbures liquides ou solides qui forment le combustible fossile. La fermentation s'arrête, quand, par suite des hydrocarbures produits, le milieu devient antiseptique. De même, dans la fermentation alcoolique, la levure de bière commence par se développer comme ferment aérobie dans le levain, pour devenir anaérobie dans le moût glucosique, où elle attaque la glucose et la décompose en CO^ et en alcool. La fermentation s'arrête quand il n'y a plus de glucose dans le moût ou que l'alcool en excès rend le milieu antiseptique.

Cette ingénieuse comparaison explique le mode "de formation de tous les combustibles minéraux et elle permet en outre de se rendre compte des causes qui ont conduit à la production de l'un d'eux plutôt que de l'autre. Ce serait donc à l'intervention plus ou moins précoce, plus ou moins tardive de la phase anaérobie, de la phase antiseptique que serait imputable la formation d'un combustible de nature déterminée. Contrairement à l'opinion courante, qui fait entrer en jeu l'action du temps, une tourbe resterait toujours tourbe, une lignite ne se transformerait pas en houille et une houille d'une composition donnée conserverait sa composition. Les faits géologiques s'accordent assez bien avec cette conception, car on connaît des combustibles de l'ère primaire qui ont à peu près la composition des lignites et, inversement, on connaît des houilles secondaires et tertiaires.

Cependant il convient de tenir compte des distillations naturelles qu'ont pu subir les combustibles minéraux par suite d'élévation de la température des couches où ils sont enfouis. Alors une houille sèche pourra se transformer en houille maigre, une houille maigre en anthracite. Les carbures d'hydrogène s'échapperont sous la forme de^moî(, pénétreront dans des strates voisins et s'y accumuleront, ou encore resteront emprisonnés dans la houille.

Des actions mécaniques suffiront quelquefois à occasionner l'élévation de température nécessaire à cette distillation. Mais nous aurons l'occasion de revenir sur ces phénomènes dans un chapitre ultérieur.

Il nous reste à examiner dans quelles conditions topographiques

ont pris naissance les gisements de houille et à rechercher s'ils se sont formés sur place, à la manière des tourbes ou des lij^nites, comme le pensent certains géologues, ou s'ils résultent de Taccumulation de végétaux charriés, comme l'admet une autre école. En d'autres termes, nous devrons nous demander si, pour nous servir des termes introduits dans la science par Giimbel [1], les houilles sont, dans leur totalité, aulochlones, ou si elles sont allochtones, ou encore si elles appartiennent, suivant les cas, à deux ou à plusieurs catégories dont l'origine est foncièrement différente.

Houilles autochtones. — La théorie qui suppose la houille formée sur place et qui l'assimile aux tourbes et aux lignites est déjà ancienne, mais elle n'a réellement pris corps que grâce à l'étude détaillée du mode de gisement des Végétaux carbonifères et à l'examen approfondi des conditions de développement des grands marais à végétation arborescente.

Nous avons vu plus haut que certains dépôts de lignites ont manifestement pris naissance dans des marais en tous points comparables au Dismal Swamp de la Virginie. Plusieurs géologues, au premier rang desquels il convient de placer II. Potonié [13, 16], estiment aujourd'hui que la plupart des houilles se sont formées dans des conditions tout à fait analogues.

Les observations si précises de C. Grand'Eury dans le bassin houiller de Saint-Etienne [11, 12, 17] fournissent évidemment à cette assimilation un point d'appui très sérieux. H y a longtemps que l'on a constaté, dans divers bassins houillers, la présence de troncs de Sigillaria transformés en houille et disposés perpendiculairement aux couches de houille elles-mêmes, et l'on a supposé que ces troncs avaient été enfouis et houillifiés dans la position même où ils ont vécu. Beaucoup de ces observations sont contestables, comme nous le verrons plus loin. Mais Grand'Eury a pu préciser les relations des végétaux en place avec les couches encaissantes. Il a constaté que les troncs, d'ailleurs presque toujours coupés à une faible hauteur, sont enracinés, les racines, enchevêtrées dans celles de la plante voisine, portant des racines secondaires et des radicelles et donnant souvent naissance à des rhizomes rampants, accrochés au sol par des grilles. Cette constatation a été faite pour des Sigillaires, pour des Equisétacées, pour des Fougères, pour des Cordaïtes. Grand'Eury conclut de l'ensemble de ses observations « que les plantes carbonifères étaient marécageuses quoique arborescentes, ayant vécu, comme celles qui encombrent le Dismal Swamp, le pied et les racines adventives dans l'eau, les souches et rhizomes rampant sur le fond ». Les

Calamodendron présentent une croissance étagée des plus remarquables (fig. 31). Leurs appareils radicaux se succèdent en hauteur au fur et à mesure de l'enfouissement, formant des verticilles successifs, où les appendices rayonnants ont conservé leur position naturelle. Potonié compare à juste titre ce mode de croissance à celui des Sphaignes et il conclut de ce fait et de la présence des rhizomes à croissance horizontale que les couches de houille se sont formées dans des tourbières plates boisées. En d'autres points, la houille résulterait d'une accumulation de débris végétaux, comparable en tous points à la tourbe hachée, remaniée par les cours d'e^u.

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Fig. 31. FonH fossile do l'époque carbonifère; Au Trêve, près St-Étienne (d'après

Grand'Eury; figure extraits de E. Suess, La Face de la Terre, t. H).

Hauteur verticale environ Vi m.

1, Calamités; 9, Paaroniut; 3, Sigillaria; 4, Cordaites; 5, Calamodendron.

L'analogie avec les tourbières plates et surtout avec les grands marécages boisés est encore complétée par l'existence, à la base de nombreuses couches de houille, d'une couche d'argile que les Anglais, qui ont été frappés depuis longtemps par cette ressemblance, ont désignée sous le nom d' « under-clay ». Elle est traversée par les racines, qui l'ont altérée; elle est mélangée de matière charbonneuse, de sorte qu'elle mérite bien le qualificatif de « terreau fossile » que lui a donné Grand'Eury.

L'ancienne hypothèse 'qui attribuait la formation de la houille à l'accumulation sur place de détritus forestiers n'est plus guère acceptée sous sa forme primitive, mais il est incontestable que souvent des couches de houille ont pris naissance dans des marécages boisés, à la manière des lignites. Potonié et son école admettent que presque toutes les houilles ont pris naissance dans ces conditions; d'autres auteurs pensent que ce mode de formation est plutôt excep-

LES GOMBDSTIBLBS MINÉRAUX 139

tionnel; pour Grand*Eury lui-même les vépôlaux en place n'ont fourni qu'une faible partie de la houille, il allribue le reste k un transport des tiges et des feuilles détachées de la plante vivante ou à un arrachement de la plante avec ses racines, suivi d'un charriage dans les eaux mêmes du marécage où les végétaux ont vécu. Le fait que tous ces débris sont couchés à plat dans les lits de houille qu'ils constituent est un puissant argument en faveur du transi>ort. Il y aurait donc, dans la manière de voir de (Irand'Eury, formation, dans un même marais, de houilles autochtones et de houilles allochtones.

Allumons végétales. — La théorie de l'allochtonie envisage la houille comme une véritable alluvion végétale. Elle est également

Fig*. 32. — Détails des rain il (cations de la « Grande Couche • do Commentry nu Puits Saînt-Augastin (d'après H. Fayol; figure extraite de E. ïSuess, ta Face de la Terre, t. II).

ftrhello do 1 : 3200.

très ancienne, mais elle a trouvé un regain de popularité grâce aux observations de H. Fayol [19, 20] dans les houillères de Commentry et grâce aussi à l'appui que lui a donné A. de Lapparent dans les éditions successives de son classique Traité (te Géolof/ie et dans quelques remarquables articles de vulgarisation [21].

Les observations de H. Fayol dans le bassin de Commentry ont fait l'objet d'un beau mémoire publié en 1888, où sont représentées les coupes admirables du terrain houiller créées par l'exploitation à ciel ouvert, mais détruites au fur et à mesure. Ces coupes ont montré à l'évidence que les dépôts dans lesquels sont intercalées les couches de houille de Commentry sont des foi*mattons torrentielles^ dues à des cours d'eau qui se jetaient dans un lac et édifiaient à leur embouchure des amas de sédiments détritiques comparables à des deltas. On y a observé toutes les particularités des formations torrentielles : variation de nature et de puissance d'un même banc, défaut de parallélisme des bancs, disparition assez rapide d'un faisceau de bancs, fausses stratifications, ravinements, discordances, remanie-

ments, etc. Or, les couches de houille intercalées présentaient exactement les mêmes particularités et elles se comportaient comme des couches détritiques. La « grande couche », plus ou moins horizontale, est recouverte par des couches de schistes et de grès inclinées, dans les plans de séparation desquelles la houille pénètre en coins, au lieu de présenter à son « toit » une surface de séparation plane. En se dirigeant vers la Bouige, on constate qu'elle se divise en six veines distinctes qui s'écartent graduellement (fig. 32).

Les troncs debout ne manquent pas dans le bassin de Commentry, ils simulent même une véritable forêt fossile. Mais Fayol a pu montrer que les troncs couchés sont environ cent fois plus nombreux que les troncs debout, et l'un de ceux-ci se présentait les racines en Tair. Ces particularités s'expliquent très bien dans l'hypothèse d'un flottage, car dans les grands fleuves actuels il arrive fréquemment que des arbres charriés s'enfoncent verticalement dans les alluvions du delta. On doit d'ailleurs tenir compte de l'existence sur ces fleuves, en particulier dans les régions tropicales, de véritables forêts flottantes, arrachées aux berges et entraînées par le courant. Ces matelas de végétaux charriés peuvent former de vrais barrages et déterminer, en amont, des crues du fleuve ou une élévation temporaire du niveau de lacs appartenant au même bassin hydrographique. C'est ce qui est arrivé pour le Tanganyka, de 1874 à 1878, par suite d'une obstruction de son déversoir, le Loukouga *. Les lacs tributaires des grands fleuves tropicaux sont par excellence, d'après Ochsenius, des lieux d'élection pour la formation par flottage de dépôts de combustible [18].

Houilles marines, — L'origine lacustre de certaines houilles est attestée par la présence, dans les couches qui les accompagnent, d'organismes analogues à ceux qui vivent actuellement dans les lacs, tels que Unionidés, Gastéropodes Pulmonés, Crustacés Phyllopodes, etc. ; mais il existe aussi des dépôts houillers qui sont associés à des couches renfermant des fossiles marins. Les partisans de l'autochtonie expliquent les intercalations de niveaux marins au milieu des formations houillères par des immersions temporaires, sous les eaux de la mer, des marécages où s'élaborait le combustible minéral, immersions qui seraient dues à des oscillations du sol affectant la région littorale. Et c'est encore l'exemple du Dismal Swamp que l'on invoque ici, puisqu'il suffirait d'un affaissement de quelques mètres pour que ce marécage soit envahi par les eaux de l'Atlantique. On

1. E. SuESS. La face de la Terre. Trad. E. de Margerie, t. Il, p. 405.

est obligé alors de supposer une situation littorale pour les bassins houillers et Naumann a qualifié de paraliques ceux qui répondent à cette condition. Dans certaines régions, telles que le bassin du Donetz, la Carinthie, les Asturies, Tlowa, la Chine, on observe toutefois des alternances maintes fois répétées de couches de houilles et de calcaires à fossiles marins. Il faudrait imaginer ici des oscillations innombrables, ramenant périodiquement la mer dans des mares cages*. La nature des fossiles marins que Ton rencontre dans de intercalations calcaires indique quelquefois des dépôts effectués à de grandes profondeurs, et, dans ces cas, ce ne seraient plus des oscillations de quelques mètres qu'il suffirait d'invoquer, mais des oscillations d'une amplitude de plusieurs centaines de mètres.

Ces faits avaient suffi à quelques géologues pour attribuer, suivant l'exemple de Suess, une origine marine à certains dépôts houillers. Mais il y a plus : tout récemment H. Douvillé [22] a montré que certains nodules calcaires du terrain Houiller du Yorkshire et du Lancashire renferment, associées à des bois fossiles plus ou moins décomposés, des coquilles de Céphalopodes cloisonnés appartenant au genre Gastrioceras (pi. III, 1, 2). Ici la bouillie végétale qui a donné naissance à la houille s'est donc déposée au fond de la mer et sans doute à une profondeur assez considérable, car les Céphalopodes en question n'étaient certainement pas des animaux du littoral.

Dans la théorie de l'allochtonie il faut compter avec l'entraînement de végétaux flottés jusque dans la mer et il faut admettre que la houille peut se former dans le fond de cuvettes marines relativement profondes. Il ne manque d'ailleurs pas, sur le fond des mers actuelles, d'exemples d'accumulations de détritus végétaux en voie de décomposition, et ces amas prennent naissance quelquefois à une distance assez considérable du rivage. L'expédition du Blake^ a dragué au large des Caraïbes, à 1 800 m de profondeur, des feuilles, des cannes à sucre, des fruits à tous les états d'altération.

On doit donc conclure que la fermentation houillère peut avoir lieu aussi bien dans les eaux salées que dans les eaux douces et il semble que la seule condition nécessaire ce soit la suppression d'un courant profond apportant de l'oxygène en quantité suffisante pour que la décomposition soit complète. Or cette condition est réalisée dans les mers intérieures, séparées des océans par un seuil. Ainsi le processus qui aboutit à la formation de la houille rentre dans la catégorie des phénomènes de transformation des sédiments sous l'action