Édouard Imbeaux

“ Nous devons faire remarquer toutefois que, quelque important que soit le rôle hydrologique des entonnoirs d'effondrement, ce n'est pas uniquement à eux que doivent leur existence toutes les pertes d'eau et toutes les sources. Certains bétoires se trouvent en effet dans des lits poreux, où l'eau pénètre facilement dans l'argile à silex, puis gagne la nappe souterraine par des diaclases de la craie. De même ces diaclases de la craie peuvent amener dans l'argile à silex, et au jour, les eaux de la nappe souterraine lorsque le niveau piézométrique de la nappe est plus élevé que celui du sol. ”

“ On a aussi étudié la concordance des variations de niveau de la nappe souterraine du calcaire parallèlement à celles du niveau de la Loire, les variations du degré hydrotimétrique et celles de la température. Il y a un certain décalage résultant du temps qu'il faut pour l'équilibre : ainsi, quand la Loire est en crue, le niveau monte plus vite dans la nappe profonde (larges fissures du calcaire) que dans la nappe des alluvions (pores fins des graviers) ; le degré hydrotimétrique de la nappe profonde augmente aussi en crue, par suite du passage d'eaux de surface plus chargées de chaux ”

“ Processus de l'infiltration. — Partout où la surface du sol n'est pas immédiatement imperméable (roc compact ou argile forçant l'eau à ruisseler ou à stagner) , elle laisse pénétrer une partie de l'eau tombée sur elle ou condensée dans ses pores, et cette eau chemine verticalement d'abord au travers de la couche arable du sol, puis vers la profondeur jusqu'à ce qu'elle soit arrêtée par une couche imperméable : il se forme ainsi une première nappe, dite nappe phréalique ou nappe des puits. ”

“ Dans tous les cas de sources vauclusiennes, il est clair que la pureté est bien compromise tant par l'absence de filtration que par le danger de projection d'immondices, cadavres d'animaux, etc., etc., dans les avens et bétoires. De là vient qu'une protection et une surveillance constantes sont nécessaires sur tout le bassin alimentaire, sur les puits naturels, sur les abords de la source, etc., etc. ”

“ Nous avons déjà vu comment se forme (infiltration) la nappe la plus voisine de la surface, la nappe phréatique, et aussi comment s'alimentent les nappes plus profondes (par les affleurements, ou par des cassures amenant l'eau des nappes sus ou sous-jacentes) . L'eau d'une nappe étant généralement retenue sur le toit d'une couche imperméable et ayant son gîte dans la couche perméable supérieure, c'est le contact de ces deux couches qui crée et qui situe la nappe. ”

“ La propriété d'une roche de laisser passer plus ou moins facilement l'eau au travers de sa masse est la perméabilité, et l'on comprend qu'une roche peut être imperméable soit parce qu'elle est absolument compacte, soit parce que ses pores sont tellement fins qu'ils retiennent le liquide sans se laisser traverser : inversement, une roche est perméable soit parce que l'eau passe facilement entre ses grains (perméabilité directe ou en petit) , soit parce qu'elle passe par des fissures béantes entre les blocs (perméabilité indirecte ou en grand) . ”

“ L'eau souterraine infiltrée dans les graviers des cônes d'alluvions sort en sources à leur pied, ou bien elle forme une nappe (souvent artésienne) sous le limon du flat.
Dans l'Orégon, les dépressions lacustres se trouvent entièrement dans les roehes volcaniques (d'âge miocène, basalte et tufs avec feuillets de rhyolise) : elles résultent de failles, cassures et plissures qui se sont produites entre les blocs de cette monstrueuse mosaïque, et on a ainsi des vallées soit communiquant entre elles, soit isolées, au fond desquelles reste un chapelet de lacs résiduaires. ”

“ A l'inverse de ce qui vient d'être dit, l'homme peut faire diminuer le débit d'une source et même l'éteindre entièrement : il suffit pour cela qu'on détourne les eaux alimentaires, par exemple en drainant le bassin, ou en faisant un barrage, un captage ou des pompages sur la nappe à l'amont de la source. Des travaux à l'aval peuvent aussi en attirant les filets liquides produire une dépression de la nappe qui laisse la source plus haute à sec soit tout le temps, soit seulement dans les périodes de sécheresse. ”

“ La formation de Lafayette (5 à 10 mètres) couvre comme un manteau d'assez grandes surfaces et contient un peu d'eau dans les lentilles de sables intercalées dans l'argile : petites sources là où une dépression met ces sables au jour.
On ne peut guère citer que les villes de Pensacola (treize puits de 34 à 45 mètres) et de Palatka qui s'alimentent en eau du pliocène.
C'est donc au Vicksburg que la plupart des villes de Floride (N. et centre) s'alimentent. Voici la liste des villes qui y ont des forages. ”

“ Dans ces deux derniers cas, notre eau suit le' sort de celle des nappes profondes, laquelle peut aussi revenir au jour par sources, cassures ascendantes, puits artésiens, ou bien gagner souterrainement le lit des cours d'eau ou les fosses lacustres et océaniennes.
A cause de son voisinage de la surface et de la facilité qu'on a d'y puiser, la nappe phréatique est de la plus grande importance pour l'homme : arrêtons-nous d'abord un instant sur son mode de formation et son allure habituelle. ”

“ Pochet, dans son livre Études sur les sources (Ministère de l'Agriculture, 1905) propose bien une méthode pour les prévisions du débit des sources, mais il s'agit de sources théoriques, recevant des apports pluviaux en quelque sorte réguliers; il nous paraît bien difficile de conclure de ses théories à la pratique, même en déterminant les débits moyens et les coefficients par les résultats d'une série d'années. La définition du coefficient caractéristique d'une source de Pochet est très compliquée; il est d'autant plus grand que la source est plus instable (inconstante) . ”

“ La pluie en tombant sur le sol se partage en effet en trois fractions : une partie s'évapore à nouveau dans l'atmosphère, soit directement, soit par l'intermédiaire des êtres vivants (transpiration des plantes notamment) ; une seconde portion ruisselle, pour former les cours d'eau qui ramènent cette eau à la mer; enfin la troisième est celle qui s'infiltre dans le sol, remplit plus ou moins ses vides et y chemine jusqu'à reparaître au jour (sources, puits artésiens) ou rentrer souterrainement dans les fleuves, les lacs ou la mer. ”

“ Les roches qui constituent le sol terrestre peuvent se classer de plusieurs manières : a) Suivant leur origine (ignée, aqueuse ou éolienne) et l'époque de leur formation (leur âge) ; b) Suivant leur composition chimique et suivant le mode de réunion de leurs éléments constitutifs, d'où résulte leur texture; c) Enfin suivant la nature et l'importance des vides qu'elles renferment (vides qui seront en partie ou en totalité remplis par l'eau) , ou en d'autres termes suivant leur porosité et leur perméabilité. ”

“ Les affleurements des couches sableuses et argileuses du Potomac (1) forment deux ceintures de collines dites sand hills et red hills, où il y a des sources et des nappes profondes. A Florence, on trouve celles-ci entre 60 et 185 mètres, et à Orangeburg un forage de 353 mètres doit approcher de la base de la formation : ces deux forages sont bien alimentés, mais ne jaillissent pas. ”

“ Il n'y a guère que Dresde qui ait établi une galerie filtrante (1.600 mètres de long sur la rive droite de l'Elbe dans les alluvions remplissant le fond d'une vallée granitique : elle donne au moins 50.000 mètres cubes par jour) . Dans la même vallée, Wiilemberg a trois grands puits captants. Dans la vallée de la Mulde, Dessau avait fait un grand puits sur la rive gauche et y avait trouvé de l'eau trop chargée de fer; plus loin, onze puits tubulaires foncés par Thiem en 1895 donnent 8.000 mètres cubes par jour. ”

“ Veut-on un exemple d'une fontaine qui coulerait pendant l'été et s'arrêterait lorsque le débit des sources augmente en général? Que l'on imagine, dans la grotte de la fontaine intermittente simple, un orifice placé à une certaine hauteur au-dessus de l'extrémité de la courte branche du siphon. Si cet orifice peut emmener tout ce que le conduit naturel fait arriver, cet orifice donnera naturellement lieu à une source d'un
débit non interrompu. ”

“ Sources renforcées, sources artificielles. — La nature modifie parfois le débit de certaines sources par l'intervention de phénomènes secondaires : ainsi en haute montagne, l'eau de fusion des neiges et glaces pénètre souvent dans les sources et les fait grossir au printemps et en été
naissant la loi qui lie la pluie au temps, d'en déduire la loi du débit des sources, et il en vient à des formules analogues à celles de Maillet : il en donne l'application aux sources de Serino, qui alimentent Naples. ”

“ État d'Iowa. — Le crétacé supérieur, épais seulement de 120 mètres, règne dans le N.-O. de l'Iowa : le drift glaciaire fournit beaucoup d'eau, et le grès de Dakota est moins souvent touché que dans l'État précédent; sa nappe y est bien alimentée, mais sous pression moindre. Elle donne pourtant des puits jaillissants dans les vallées, ainsi que des sources comme celles des environs de Lewis, de Red Oak, d'Akron, de la'vallée de Sioux Rr, etc., etc. On n'oubliera pas que les nappes artésiennes des grès cambroordoviciens règnent en profondeur et sont atteintes par les grands forages. ”

“ La pluie est ainsi d'autant moins salée qu'on s'éloigne plus des côtes, et il en est de même pour les eaux de ruissellement et de la nappe phréatique. Rappelons que Jackson a ainsi établi les courbes d'égale salure de cette nappe le long de la côte de la Nouvelle-Angleterre; ces courbes sont parallèles à la côte, et dans des terrains granitiques (ne contenant par eux-mêmes pas de sel) , la teneur en chlore passe de 6 milligrammes par litre à 1 milligramme sur la côte à 50 ou 60 kilomètres dans l'intérieur des terres. ”

“ Si on admet que l'eau ne-se charge de calcaire que quand elle est en contact prolongé avec la roche, on conçoit que, dans les parties de la nappe où la circulation est rapide, le degré de dureté reste faible; tandis qu'il sera plus fort là où il y a stagnation ou rétention. Ainsi, dans la nappe de la craie turonienne alimentant les sources de l'Avre, le degré hydrotimétrique varie de 70 à 30°, et celui des sources varie entre ces deux extrêmes. ”

“ La craie, qui serait à peu près imperméable si elle était compacte, est, comme presque partout, découpée par un réseau de diaclases, où les eaux pénètrent et circulent facilement en formant une véritable nappe. ”

“ D'autres ingénieurs, Monet pour la Marne, Debauve pour l'Oise notamment, étudièrent de même d'autres départements, cependant que Gosselet fixait magistralement l'hydrogéologie du nord de la France (qui vient (d'être si bien précisée par Dollé pour l'arrondissement de Cambrai) , et que les Dumont, les Verstraeten, les Putzeys, les Van den Broeck en faisaient autant pour la Belgique. De son côté, Martel avait entrepris sa longue et admirable campagne pour faire connaître le mode de circulation des eaux dans les roches fissurées. ”

“ Sauf un peu d'eau dans le calcaire à spatangues (1) (Hauterivien) quand il est plutôt sableux (il a environ 10 mètres d'épaisseur) , on peut dire que le crétacé inférieur ne contient pas de niveau d'eau avant celui des sables verls albiens, dits aussi grès verls supérieurs (2) , lesquels n'ont guère qu'une dizaine de mètres d'épaisseur (quelquefois jusqu'à 20 mètres) , mais ont des affleurements continus et renferment une nappe très constante et devenant artésienne en passant sous l'argile du Gaull : c'est la fameuse nappe des puits artésiens de Paris. ”

“ Sénèque revient à la conception d'Aristote; mais Vitruve rapporte le premier la formation des sources à la pluie et à la neige fondue, dont les eaux pénètrent dans le sol jusqu'à ce qu'elles soient arrêtées par une couche de pierre, de minerai ou d'argile qui les force à trouver une issue : c'est la théorie moderne. ”

“ L'éocène continental (formations de Denver et d'Arapahoe) , mal séparé d'ailleurs du Laramie, règne principalement dans la vallée du South Platte Rr, de Greeley à Denver, et dans les comtés de Jefferson et de Douglas (Col.) : nombreux forages dans les vallées.
On y distingue quatre niveaux d'eau dans des lits gréseux ou conglomérats (lits peu réguliers dans la formation de Denver) ; un banc de grès de 10 à 60 mètres d'épaisseur à la base de la formation d'Arapahoe qui alimente la plupart des puits artésiens de Denver entre 180 et 210 mètres de profondeur (1) ”

“ De même, si on creuse un puits ou forage (1) dans la craie, on a toute chance d'avoir de l'eau, et d'autant plus qu'on se placera plus bas dans la formation (donc dans les creux des vallons) ; il est indiqué aussi de faire des tronçons de galeries à son pied pour rencontrer d'autant plus de fissures aquifères.
Ceci explique pourquoi les sources de la craie à micraster sont surtout nombreuses au voisinage de sa bordure orientale (plus à l'O., la formation s'approfondissant, les dépressions du sol restent trop élevées) . ”

“ C'est ainsi que dans la vallée de l'Avre, tous les entonnoirs d'effondrement situés au-dessus de la Lambergerie sont des bétoires; que ceux situés entre la Lambergerie et le Poëlay donnent naissance à des sources tarissant l'été, et pourraient, à ce moment, absorber l'eau qui leur arriverait; enfin que ceux situés au-dessous du Poëlay et dans la vallée de la Vigne donnent des sources pérennes ou du moins ne tarissant qu'à la suite de périodes de sécheresse tout à fait exceptionnelles.
Le nombre de ces entonnoirs d'effondrement est considérable; il en existe plus de cent. ”

“ Aristote, qui se souvenait des montagnes de Thrace et de leurs cavernes, croit que l'eau évaporée du sol se condense dans les cavités refroidies des hautes régions, et y forme des lacs souterrains qui alimentent les sources et les ruisseaux : la terre elle-même pourrait se changer en eau. ”

“ Beaucoup de ces sources naissant dans une falaise, la chute de leurs eaux est utilisée pour produire de l'énergie électrique. Ainsi pour les Thousand Springs (les mille sources) qui sortent dans le canon du Snake River du contact des laves et d'un banc d'argile compacte, aux flancs d'une falaise qui mesure 59m,5 de hauteur en contre-bas de la ligne des émissions; le débit total qui se précipite ainsi n'est pas de moins en sécheresse de 24,5 mètres cubes par seconde. ”