Aquifère

“ 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. ”

“ Nous appelons puits de captage un puits qui pénètre dans la profondeur d'une nappe aquifère, et dans lequel les eaux sont élevées au moyen de pompes puissantes qui permettent d'extraire une notable partie du volume que lu nappe traversée peut débiter. ”

“ Nappe aquifère à débit constant alimentant un puits. — On suppose, (fig. ik, pl. V) , un massif cylindrique ABEF de sable ou autre terrain perméable homogène au centre duquel est creusé un puits. Le tout repose sur un fond imperméable et horizontal AF.
Une nappe aquifère pénètre tout le terrain et s'y maintient à une hauteur uniforme. Dès qu'on extrait l'eau du puits, le niveau baisse, et il s'établit de la nappe extérieure, qu'on suppose alimentée d'une manière constante, au puits, une nappe d'abaissement BD dans laquelle tous les filets convergent vers l'axe du puits. ”

“ On comprend que pour prendre plus d'eau à la masse aquifère la pression est obligée de faire converger vers le puits des filets plus éloignés. Une plus grande pression est donc l'indice certain d'une altération plus étendue dans la nappe aquifère. Il n'y aurait donc rien d'étonnant à ce que le puits de Passy ne vînt diminuer le débit du puits de Grenelle, si des accidents de terrain ne rendent pas ces deux puits indépendants l'un de l'autre. ”

“ On peut modifier, par de pareils relèvements des réserves et des écoulements souterrains, le régime aquifère et de circulation de ces terrains à si larges fissures et à cavités intérieures.
te Le relèvement gradué des eaux souterraines leur fera rencontrer d'autres débouchés, amènera des points nouveaux de suintement et même de jaillissement, apparaissant alors sous forme de sources nouvelles, d'émergences plus élevées que les régions de captage. ”

“ IL La paroi d'un massif perméable par laquelle pénètrent les eaux d'un réservoir pour y former une nappe aquifère est nécessairement une surface orthogonale. Les filets liquides sont normaux à la paroi. ”

“ De plus, les couches sableuses sont essentiellement perméables, et partout où elles arrivent à la surface, elles absorbent en partie les eaux pluviales et les cours d’eau. Cet ensemble de faits amena à conclure que le terrain devait receler une grande nappe aquifère, atteignant vers son milieu une profondeur d’environ 500 mètres et susceptible, à raison de l’altitude de l’alimentation, de remonter à un niveau plus élevé que le sol de Paris. ”

“ L'infiltration s'arrête à la rencontre d'une couche imperméable, formant une nappe aquifère dans les terrains sableux ou un niveau aquifère dans les roches compactes, mais fissurées.
30. Puits artésiens. — Il arrive quelquefois qu'une nappe est complètement inaccessible, non pas seulement à cause, de sa grande profondeur, mais parce qu'elle est séparée des terrains qui la recouvrent par une couche imperméable qui lui sert de plafond. ”

“ C'est donc dans ces terrains qu'on doit trouver les sources du plus fort débit. La fontaine de Vaucluse, qui a un débit moyen de plus de 21 mètres cubes à la seconde, en est l'exemple le plus remarquable. Mais les sources d'un débit de 1 mètre cube sont nombreuses dans les terrains jurassiques de la France.
XII. Nappes et sources artésiennes. — Une nappe aquifère qui coule sur un fond imperméable peut s'engager sous une autre couche imperméable qui la sépare des couches perméables supérieures. ”

“ Si l'endroit d'où on tire l'eau est dans un terrain bas, comme serait le cas avec le forage EE' (fig. 40) , dans le fond du bassin de Paris, cet endroit est nécessairement à un niveau de beaucoup inférieur à celui de l'affleurement des couches sur les bords de la cuvette, comme en CC'. L'eau est donc refoulée vers le haut du conduit par la pression du liquide qui charge la couche aquifère. Quand la pression est suffisante pour faire jaillir l'eau au-dessus de la surface du trou de sonde, elle produit ce qu'on appelle un puits artésien. ”

“ Alors que, dans les terrains perméables, les réserves aquifères peuvent être accumulées en des nappes ou des circulations parfois puissantes, les réserves aquifères sont faibles dans les terrains imperméables. ”

“ Nous avons supposé que les eaux d'une nappe aquifère sourdent le long de l'affleurement, ou du thalweg qu'elles desservent, en se répartissant uniformément, proportionnellement à la longueur.
Les c hoses se passent ainsi quelquefois. Il n'est pas rare de voir des terrains parsemés de petites sources., tellement nombreuses qu'on peut dire qu'elles forment un cordon continu. ”

“ Il y a fort peu de terrains tout à fait imperméables. Ce qu'on peut dire, c'est qu'à l'exception des roches compactes, presque tous les terrains sédimentaires peuvent être traversés par l'eau. On appelle imperméables ceux dans lesquels la vitesse de circulation est excessivement lente.
VI. Formation des nappes aquifères et des sources : 1° d'affleurement; 2° de thalweg. — L'eau pluviale qui a pénétré dans le sol reste soumise à l'action de la température extérieure et tend à s'évaporer tant qu'elle n'a pas atteint une certaine profondeur. ”

“ Considérons une tranche de 1 mètre de largeur de la nappe aquifère, dirigée suivant la ligne de plus grande pente, et coupons-la par un plan vertical.
Rapportons la surface de la nappe à deux axes de coordonnées obliques, l'axe des yy \ertical, et l'axe des xx dirigé suivant le plan de la couche imperméable.
Appelons (fig. 13, pl. V) : i l'inclinaison du plan, supposée petite et comptée positivement lorsqu'il descend et négativement lorsqu'il monte ; b la hauteur de l'eau à l'origine; q le débit par mètre de largeur de la nappe aquifère; nt le rapport du vide au plein ”

“ Étant donnée une nappe par son ordonnée au faîte b0, sa longueur de versant a, sa pente hydraulique z, trouver l'ordonnée de la nappe correspondante à un point quelconque, d'abscisse x.
22. Crues et décrues des nappes aquifères. — Les lois qui président aux crues et aux décrues des nappes aquifères lorsque l'intensité des apports pluviaux devient plus grande ou plus petite que celle qui est nécessaire pour entretenir les nappes dans leur état permanent, sont très complexes, et les équations, en général, ne peuvent pas être intégrées. ”

“ Hypothèse sur la répartition des apports pluviaux. — Nappe permanente.
- Nappe cylindrique. — C'est au moyen des eaux pluviales infiltrées dans le sol que s'alimentent les nappes aquifères. Comment s'en fait la répartition ?
Si l'on suppose un terrain parfaitement homogène et horizontal, la répartition sera uniforme, chaque mètre carré recevra le même apport pluvial.
Si le terrain est homogène tout en étant déclive, il semble que les parties les plus élevées seront les plus favorisées, parce que le terrain a généralement une forme
(1) q, débit de la nappe par mètre de largeur. ”

“ DE L AMELlOHATION DU REGIME DES SOURCES PAR L ABAISSEMENT OU LEXHAUSSEMENT ARTIFICIEL DE LEUR NIVEAU.
28. Effets produits par l'abaissement ou l'exhaussement permanent d'une source. — L'amélioration du régime des sources est le terme et la conclusion de notre étude hydraulique sur les nappes aquifères et sur les sources.
Ce problème se présente sous deux aspects principaux : On peut avoir pour but, soit : 1° d'augmenter en tout temps le débit d'une source, soit 20 d'augmenter son débit pendant la période de sécheresse. ”

“ Elles fonctionnent, dans l'intérieur de l'écorce terrestre, comme
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des conduits collecteurs, destinés à recevoir l'eau qui s'échappe des nappes aquifères, et c'est ordinairement sur le trajet des failles que se trouvent les sources les plus importantes.
Evidemment, le débit d'une source dépend avant tout de l'étendue des réservoirs qui l'alimentent; il varie aussi avec la nature du sol. Dans les pays à roches perméables en petit, les sources peuvent être très nombreuses, mais elles sont rarement très abondantes. ”

“ Si le cours d'eau que l'on rencontre est alimenté par un réservoir situé dans un lieu plus élevé que le sol où l'on a creusé, l'eau, tendant à se mettre de niveau, s'élèvera plus haut que les bords du puits. C'est à peu près ce qui vous est arrivé ; l'eau de votre bassin qui provient d'un lieu fort élevé, par rapport à votre jardin, aurait tout inondé autour de vous, si vous ne vous étiez hâtés de l'arrêter. ”

“ Sauf dans les moments de crue, où la pluie tombant sur un terrain déjà mouillé s'écoule en grande partie sur la superficie du sol, le reste du temps les fleuves et rivières ne sont alimentés que par l'égouttement continu de leurs rives, c'est-à-dire par les eaux souterraines. En un mot une rivière n'est que la réunion d'une grande quantité de sources. D'où il suit, lorsque son parcours est un peu considérable, que l'eau se trouve avoir une
qualité moyenne entre celle de toutes les sources qui l'alimentent. ”

“ Les eaux de rivière sont la moyenne des eaux de source de son bassin : sont modifiées par les pluies. — Influence des égoûts des villes sur les eaux de rivières. — Résultat singulier des analyses de l'eau de Seine avant, pendant et après la traversée de Paris.
Trois sortes d'eau existent dans la nature, elles ont une origine commune, la pluie : ce sont les eaux de source, les eaux do puits et les eaux courantes ou de rivière. Dans presque toutes les localités, ces trois sortes d'eau se trouvent à la portée de la main de l'homme. ”

“ Le volume d'eau d'un fleuve dépend non-seulement de celui que fournit sa source, mais encore de la longueur de son cours, du nombre et de la grandeur de ses affluents, de l'importance des montagnes qui enceignent son bassin, de la canalisation plus ou moins parfaite de son lit, de la nature du sol, de l'état de l'atmosphère, de la température du pays, de la quantité de bois que contient la vallée, enfin de la quantité d'eau qu'absorbent les végétaux qui couvrent ses bords. ”

“ L'eau, sous forme de rosée, ou de pluie, ou de neige, étant ainsi distribuée à la surface du sol, pénètre de proche en proche dans l'intérieur de la terre ;
glisse dans les fissures des rochers ; s'insinue par des myriades de canaux mystérieux dans des réservoirs souterrains qui sont les vases alimentateurs des sources, des fontaines ; s'épanche en ruisseaux, ou roule en torrents ; entretient ou enfle les rivières pour former plus loin des fleuves chargés de porter à la mer le tribut qu'ils lui doivent. ”

“ L'eau de pluie qui tombe à la surface du sol se divise en eau d'évaporation, eau de ruissellement, eau d'infiltration.
L'eau de ruissellement ravine la surface du sol (érosion) ; elle est particulièrement active dans les torrents, cours d'eau temporaires qui déposent dans leur cône de déjection les matériaux d'alluvion arrachés dans le bassin de réception ou le canal d'écoulement. Le déboisement des montagnes favorise le ruissellement ; le reboisement lui crée des obstacles. ”

“ Les cours d'eau (rivières ou fleuves) qui sillonnent la surface des continents réunissent les produits des torrents et des sources ou, d'une manière plus générale, du ruissellement et de l'infiltration.
Un cours d'eau est un instrument permanent d'érosion et de sédimentation : ici son courant rapide et violent arrache à ses rives des matériaux dont les débris roulés sont bientôt transformés en graviers, en sables, en limons; là ses eaux plus calmes déposent ce qu'elles ont charrié, sous forme d'alluvions qui exhaussent son lit. ”

“ Canaux souterrains des nappes liquides. — La rivière souterraine de Tours. — Lacs souterrains. — Oiseaux et poissons de ces lacs. — Pertes de rivières. — Abîmes et gouffres. — Force ascensionnelle des eaux artésiennes. — Sources d'eau douce dans la mer. — Profondeur, volume et température des sources artésiennes. — Les puits de feu. — Couches absorbantes.
En forant verticalement le sol, dans certaines localités, jusqu'à des profondeurs suffisantes, on atteint des nappes d'eau souterraines qui remontent à la surface le long du canal que la sonde leur a ouvert ”

“ La vue d’une rivière qui coule selon son thalweg nous amène bien vite à la considérer comme un organe, remplissant une fonction parfaitement définie, dans l’ensemble des phénomènes qui assurent à la Terre un équilibre mobile. La rivière est l’agent de décharge des régions exondées, à l’égard de l’eau que l’atmosphère apporte à leur surface sous les formes multiples de pluie, de neige, de grêle et aussi de vapeurs qui se condensent en rosée, en gelée blanche ou en givre. ”

“ Les eaux proviennent des sources, des puits artésiens, des rivières, des puits, des citernes, des étangs ; les meilleures, pour boisson, sont les eaux de puits et de source, dont la température est à peu près toujours la même ; mais elles sont généralement crues, c'est-àdire chargées de sels de chaux, d'alumine ou de soude, selon le terrain géologique auquel elles appartiennent. ”

“ De ce que les terrains naturels satisfont très rarement à cette hypothèse, il n'en faut pas conclure que la théorie ne puisse rien donner d'utile.
On a pu voir qu'au contraire elle fournit des renseignements inédits qui corroborent, en les éclairant, beaucoup de phénomènes mal connus, tels que les conditions qui président à la formation des nappes à deux versants ou à un seul versant, les crues et les décrues des sources, la formation des cours d'eau, les trajectoires des filets liquides des nappes, le fonctionnement des galeries et des puits de captage, etc. ”

“ Les rivières peuvent donc être décrites comme des courants qui amènent, à un lac ou à la mer, les eaux rassemblées dans certaines places de la terre. La partie du sol parcourue par chacune d'elles est appelée son bassin, et comme la rivière coule toujours dans la partie la plus basse, ce nom est bien approprié à la chose; car, de tous côtés, la contrée s'élève avec plus ou moins de pente. L'extrémité de la rivière s'appelle l'embouchure; la contrée où elle coule, son lit, et le sol qui l'environne, son rivage. ”