Léon Pochet

“ Régime des sources en terrain granitique. - Dans les terrains granitiques, les sources sont très nombreuses, fort petites et d'un débit très instable; on est donc obligé, pour obtenir un volume d'eau un peu considérable, comme celui qui est nécessaire pour l'alimentation d'une ville, de réunir un très grand nombre de sources.
Parmi ces sources, ce sont celles qui sont situées à flanc de coteau qui donnent les eaux les plus pures; mais elles sont sujettes à tarir rapidement en temps de sécheresse. ”

“ Détermination du débit d'étiage d'une source. — Lorsqu'on doit dériver une source pour l'alimentation d'une ville ou d'une commune, la question vraiment importante est de savoir si cette source sera capable d'assurer le service pendant les fortes sécheresses d'été. Il faut donc connaître le débit d'étiage de la source.
Il est bien rare que l'on ait quelque notion précise à ce sujet. La plupart du temps, les projets d'adduction d'eaux de sources sont préparés rapidement, avec quelques jaugeages faits à une époque où l'on considère le débit comme ordinaire. ”

“ S'il existe dans le voisinage d'un faite une cause d'altération des eaux, la contamination ne se produira pas nécessairement dans les sources qui sont au pied du coteau, mais elle pourra se produire à une grande distance en aval, en un point qu'il est impossible de préciser à priori. Il est vrai que, dans le cas d'un terrain homogène de consistance arénacée, la filtration purifiera les eaux de tous les éléments organiques nocifs qu'elles peuvent contenir. ”

“ Une question primordiale se pose tout d'abord. Comment peut-on agir sur une source? Quels genres de travaux peut-on exécuter pour en modifier le débit ou le régime ?
Une source est la manifestation extérieure d'une nappe. On peut donc agir sur une source en améliorant le régime de la nappe qui lui donne naissance, et on peut y parvenir en augmentant la proportion des eaux qui s'infiltrent dans le sol. Nous examinerons plus loin les travaux de cette nature.
Restent les travaux qu'on peut effectuer sur les sources elles-mêmes. ”

“ On voit donc qu'il faut distinguer deux genres d'éléments de la nappe du puits. Ceux qui ne débitent que le vol ume d'eau tombé sur leur propre surface et ceux qui débitent, en outre, l'eau tombée sur l'élément rectangulaire de la nappe du versant qui s'étend depuis le contour de l'entonnoir jusqu'à la ligne du faîte naturel des nappes. ”

“ Dans la théorie des galeries de captage, nous avons démontré que c'est dans cette position, c'est-à-dire sous la source, qu'une galerie atteint son maximum de rendement, parce qu'elle peut capter dans cette position tout l'apport pluvial que reçoit la nappe.
Pour apprécier l'importance du déficit que la sécheresse crée dans l'alimentation, il faut comparer les débits d'une source en temps de sécheresse avec les besoins de la consommation. ”

“ Trajectoires parcourues par les filets liquides des nappes et répartition des débits. — En chaque point d'une nappe, nous avons vu qu'on peut considérer deux nappes composantes, la nappe primaire et la nappe secondaire, deux débits composants et deux vitesses composantes. C'est là une abstraction; il est évident qu'en un point il ne peut y avoir qu'une seule vitesse. La direction de cette vitesse donne la tangente à la trajectoire des filets liquides. ”

“ En somme, l'aqueduc fonctionne comme une galerie de captage. S'il s'étendait dans toute la longueur d'une vallée, depuis le confluent jusqu'au faîte, il exercerait un appel dans toutes les sections transversales, et il abaisserait trop promptement la nappe aquifère.
Dans une vallée étroite, il arriverait alors ce qui arrive pour les drains ordinaires : c'est que pendant la saison sèche ils ne donnent plus d'eau. ”

“ Le coefficient a est en raison directe de la racine carrée de l'apport pluvial du régime permanent h, ce qui veut dire que : Toutes choses égales d'ailleurs, les sources qui fournissent le plus grand débit par mètre carré de bassin sont aussi les plus instables.
Enfin la valeur du coefficient a est en raison inverse de l'étendue du versant qui alimente la source, ce qui conduit à cette proposition : Toutes choses égales d'ailleurs, une source est d'autant plus stable en temps de sécheresse que son bassin est plus étendu. ”

“ La ville est bâtie sur le calcaire grossier, perméable, sableux à la base, qui repose sur une couche d'argile. Il y a formation d'une nappe qui alimente les puits de la ville et de sources d'affleurement qui apparaissent le long de la ligne de contact. ”

“ Cependant dans la traversée de certains terrains très perméables et des terrains crevassés à gouffres ou à bétoires, il arrive qu'elles disparaissent et viennent se mèler à des nappes souterraines qui les ramènent au jour plus ou moins loin, quelquefois seulement à la mer.
L'alimentation continue des cours d'eau est généralement plus importante que l'alimentation intermittente. C'est elle qui forme leur débit ordinaire et soutient leur déhit d'étiage pendant les sécheresses. ”

“ En serrant la vanne, c'est-à-dire en réduisant son débit, on provoque une montée dans la nappe souterraine, on augmente la réserve; en desserrant la vanne, on écoule les volumes d'eau emmagasinés, on diminue la réserve.
L'expérience démontre que l'action de la vanne régulatrice est instantanée, et que dès qu'on l'ouvre, les eaux s'écoulent avec une vitesse considérable, qu'on est obligé de modérer, car elle est capable d'entraîner le terrain perméable, lui-même, lorsqu'il n'est pas compact. ”

“ Lorsqu'on aura à déterminer le débit d'une galerie de pénétration dans une nappe naturelle, il sera très rare que l'on ait affaire à une nappe exactement cylindrique, et la formule théorique ne pourra pas s'appliquer sans qu'on s'expose à des erreurs assez sérieuses. La considération du bassin fictif s'impose dans ce cas. Il est évident que le débit réel est dans une certaine mesure proportionnel au débit fictif. ”

“ De l'abaissement ou de l'exhaussement intermittent des sources. La plupart des sources ont un débit suffisant et même surabondant pour les besoins pendant une grande partie de l'année. C'est seulement pendant la période de sécheresse que leur débit diminue considérablement, jusqu'au point de tarir et que les besoins à desservir sont en souffrance.
La période de sécheresse est véritablement la période critique de l'alimentation en eau. Et c'est pour cette période qu'il importe de trouver des améliorations au régime des sources. ”

“ Dans l'impuissance où elle est de préserver les cours d'eau contre la contamination par les résidus industriels, impuissance qui, à notre avis, n'est que relative et pourrait être combattue avec un peu d'énergie; en présence de la difficulté plus grande de préserver les puits contre la corruption par les liquides infiltrés dans le sol, l'administration a pris le parti d'obliger les usagers, autant qu'elle le peut, à ne consommer que des eaux de sources. ”

“ A partir du moment où le manteau limoneux a définitivement fermé les petites sources intermédiaires, la source unique est définitivement constituée.
L'expérience démontre tous les jours qu'il suffit fréquemment, au flanc d'un coteau, de creuser légèrement la terre végétale pour déterminer des suintements, qui étaient arrêtés par la mince pellicule argileuse qui recouvrait le sol. Ces petits filets d'eau sont les témoins de la nappe qui viendrait sourdre tout le long de l'affleurement, si elle n'était absorbée entièrement par la source. La chaleur solaire en évapore une bonne partie ”

“ Ces résultats s'expliquent très bien si l'on considère que le minimum est un phénomène général pour tout le massif. Il constate l'abaissement de la nappe aquifère, le débit minimum des sources, à une époque où ce débit n'est alimenté que par le massif perméable de la craie. Le maximum, au contraire, est influencé par les pluies, dont la répartition peut varier d'un point à un autre. ”

“ La courbe est ascendante. Elle est normale à l'axe du thalweg, s'élève d'abord lentement, puis plus rapidement à mesure qu'elle s'approche de la ligne du faîte, dont elle est asymptote; nous avons déjà vu que, dans ce cas théorique d'une vallée de longueur indéfinie, le débit de la nappe du thalweg est le même que s'il n'y avait pas de pente; la pente du fond a seulement pour résultat d'infléchir les filets liquides,
de sorte que ceux qui sont situés dans le voisinage de la ligne de faite ne parviennent au thalweg qu'à une grande distance en aval de leur point de départ. ”

“ La considération des nappes d'affleurement ne donne qu'une idée imparfaite de ce qu'est un cours d'eau. En effet, dans une vallée où il n'existerait qu'une nappe d'affleurement de chaque côté du thalweg reposant sur un terrain imperméable profond, le cours d'eau du fond de la vallée fonctionnerait comme un aqueduc collecteur des eaux provenant des sources d'affleurement. ”

“ Débit d'une source en crue dans le cas d'un apport pluvial constant.
- Considérons une nappe à fond horizontal, au moment où elle est au régime permanent et où elle a la forme d'une ellipse. À ce moment, l'apport pluvial est égal à h par seconde, et le débit de la source est aussi égal à h par mètre carré de son bassin alimentaire. Les pertes compensent les apports. ”

“ Jusqua présent, la Ville de Paris s'est hornée à dériver des eaux de sources naturelles, et s'est montrée peu disposée à exécuter des captages proprement dits. Cependant ce mode d'approvisionnement présente de nombreux avantages, au point de vue de la quantité d'eau. Il présente des avantages non moins appréciables au point de vue de la qualité. L'eau puisée dans la nappe profonde échappe à de nombreuses causes de contamination par les influences extérieures; elle est nécessairement mieux filtrée, puisqu'elle traverse une plus grande épaisseur de terrain perméable. ”

“ Un puits est généralement creusé au travers d'une nappe aquifère dont les eaux sont en mouvement et dont la surface extérieure a une pente plus ou moins forte.
De plus, le fond du puits est généralement assez éloigné du fond imperméable. On conçoit que ces diverses circonstances exercent une influence considérable sur le débit du puits, et que toute théorie qui n'en tient pas compte est forcément inexacte. C'est ce que nous développerons au chapitre vi.
Ici se termine la théorie de Dupuit sur les nappes aquifères. Elle ne s'applique qu'aux courants à débit uniforme. ”

“ Lorsqu'on aura à étudier une nappe régulière ou non régulière, pour calculer, par exemple, les conséquences de l'établissement, dans cette nappe, d'une galerie ou d'un puits de captage, ou bien celles d'un abaissement ou d'un exhaussement de source, ou simplement les variations du débit, des sources qu'elle alimente, on devra chercher à connaître ses éléments constitutifs, ou en d'autres termes ses constantes spécifiques. ”

“ On peut dire que le volume d'eau de la réserve est vraiment emmagasiné et qu'il est toujours disponible, comme si le terrain perméable qui le contient était un réservoir d'eau ordinaire.
On ne laisse écouler, à chaque instant, que le débit strictement nécessaire aux besoins du service, et si ces besoins sont nuls, on interrompt complètement l'écoulement; c'est ce qui arrive par exemple pendant une partie de la nuit.
La manœuvre de la vanne régulatrice permet donc de ne perdre aucun volume d'eau ; elle rend presque inutiles les réservoirs ordinaires d'aménagement. ”

“ En ce qui concerne la pluie, son impuissance est complète. Tout ce qu'on sait, c'est que les forêts attirent les pluies, les rendent plus fréquentes et plus intenses.
Mais les progrès de la civilisation, le développement de la population tendent, non pas à multiplier les forêts, mais au contraire à les faire disparaître pour les remplacer par des cultures. Par conséquent l'apport pluvial a une tendance à diminuer.
A l'égard de l'infiltration dans le sol des eaux météoriques, l'homme n'est pas absolument désarmé. ”

“ Le coefficient (i + K) a entre dans toutes les formules relatives aux crues ou décrues des sources. Lorsqu'on possède une statistique des débits d'une source, sans connaître aucun des éléments de la nappe aquifère qui l'alimente, il semble qu'on n'ait aucun moyen d'avoir la valeur de ce coefficient. Nous allons voir cependant qu'on peut le déduire de l'examen du graphique des débits -de la source, et même de l'observation des débits, soigneusement faite pendant une seule période de sécheresse, vers la fin du printemps, alors que le débit n'est pas éloigné du débit moyen. ”

“ Si une ville a à opter entre l'alimentation au moyen de la dérivation de plusieurs sources de moyenne importance et l'alimentation au moyen d'une grande source, toutes choses égales d'ailleurs, c'est cette dernière solution qu'elle devra préférer. ”

“ Il faut donc considérer deux genres de filets liquide convergeant vers le puits : 1 ° ceux qui sont issus d'un point de partage et qui ne peuvent, par conséquent, s'alimenter que par rapport pluvial qui parvient sur leur surface, et 2° ceux qui ne sont pas issus d'un point de partage, et qui, en outre de leur apport pluvial propre, reçoivent le débit des filets liquides de la nappe naturelle auxquels ils font suite. ”

“ Aujourd'hui, pour faire usage de la Carte géologique dans les études hydrauliques des nappes aquifères et des sources, il faut nécessairement compléter les cotes d'altitude trop peu nombreuses qui y figurent par un nombre de cotes supplémentaires suffisant pour pouvoir dessiner le relief du sol par courbes de niveau. Sur ce calque ainsi complété, il est facile de faire des coupes et de déterminer les affleurements de la couche imperméable qui sert de base à la nappe que l'on étudie. ”

“ PROPOSITION I. Dans une nappe à fond horizontal, en crue ou en décrue, le relèvement qu'éprouve le point de faîte dans l'unité de temps est égal à l'excès de la hauteur de l'apport pluvial réel sur celle de l'apport pluvial qui serait nécessaire pour entretenir la nappe permanente dont ce point serait le point de faîte, ces hauteurs étant prises dans le terrain perméable. ”

“ Quand on examine la série des constructions géométriques qui sont nécessaires pour déterminer le débit soit d'une galerie, soit d'un puits de captage, on reconnaît combien il est difficile de calculer ce débit par des formules, même approximatives.La complication vient principalement de la forme des nappes, dont l'équation contient deux fonctions transcendantes, un logarithme népérien et un arc-tangente, fonctions qui n'ont entre elles aucun rapport exprimable par une relation simple. ”