Nappe d'eau

“ Au-dessus de la chute, le niveau de l’onde s’incline à vue d’œil. La nappe d’eau, comme sollicitée par une trombe intérieure, se déprime, s’affaisse tout à coup, et court vers une première barrière en montrant aux regards une large surface bouillonnante. ”

“ On entend ordinairement par nappe d’eau, une espèce de cascade dont l’eau tombe en forme de nappe mince sur une ligne droite, et telle est celle qu’on voit en tête de l’allée d’eau à Versailles, ou bien sur une ligne courbe ou circulaire, comme sur les bords d’un bassin ou d’une vasque ronde. Les plus belles nappes sont les plus garnies, c’est-à-dire, celles dont la lame d’eau est continue et sans interruption ni brisure; elles ne doivent pas tomber d’une grande hauteur, parce qu’elles se déchirent. ”

“ C’est une grande nappe, avec des étrangle-mens, dont l’eau n’est ni verte ni bleue, mais grise ou noirâtre, couleur de plomb aux places où elle reçoit la lumière, comme morte dans son entourage de collines au gazon pelé, moins arides pourtant que les espaces que nous venons de traverser. ”

“ Que l'on se figure une nappe d'eau de deux mille pieds de largeur, entraînant une masse d'eau évaluée par chaque minute à sept cent mille tonnes, tombant d'une hauteur de plus de cent cinquante pieds dans un gouffre dont on ne connaît pas la profondeur. L'imagination la plus riche tenterait en vain de se la représenter.
Lorsque le vent est favorable, le mugissement de cette chute d'eau est entendu à dix-huit et vingt lieues. ”

“ La première chose dont il faille se pénétrer, c’est que l’agent à l’œuvre est une nappe d’eau continue, de même étendue et de même forme que le bassin hydrographique tout entier, et qui circule le plus souvent dans l’épaisseur même des roches perméables superficielles. ”

“ Le bruit de la chute est tel, qu'il plonge dans un état de stupeur et de vertige, et que le spectateur n'a plus ses facultés pour observer le phénomène avec attention. La nappe d'eau qui se précipite a un pied d'épaisseur et plus d'un demi-mille de large; elle s'élance d'environ quarante pieds dans un vaste bassin d'où le fleuve rejaillit avec fureur et répand en diverses directions des flots bouillonnants et pleins d'écume. ”

“ 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. ”

“ On voit, par la reproduction que voici de l'épreuve qui nous a obligeamment été communiquée par la Direction du Canal, ce qu'il fut: la nappe d'eau, si calme sur les photographies précédentes, était pareille à une mer agitée, sillonnée de remous, ou mieux aux rapides impétueux d'un grand fleuve équatorial, avec des vagues écumeuses montant à l'assaut de la berge sous un ciel noir et bas, voilé, comme par une nuée d'orage, de fumées si denses qu'elles cachaient l'autre rive. ”

“ Lorsqu'ils sont pleins d'eau seulement et que l'air est expulsé, il y a une nappe souterraine.
Le rôle des aptitudes du sol à retenir l'eau, à se laisser traverser par elle de haut en bas, ou à permettre sa déperdition par évaporation, est évidemment de première importance vis-à-vis de la formation de la nappe souterraine. ”

“ Nous avançons peu, la mer devient de-plus en plus calme, elle est à peine plus ridée que l'eau d'un lac. L'immense nappe liquide prend une apparence lourde et plombée qui lui donne un aspect huileux, le ciel est gris, la teinte de l'eau, verdâtre. ”

“ D’ailleurs, tout le monde a constaté que l’eau de la nappe s’écoule parallèlement à la rivière, quoique avec une vitesse bien moindre, causée par l’étroitesse des pertuis qui lui livrent passage. Tout cela revient à dire, nous le répétons, que la rivière est comme un élément linéaire de la nappe qui tapisse toute la vallée : son élément linéaire le plus rapide et où la rapidité de l’eau ne permettant pas la persistance des limons, les matériaux lourds (sables et graviers) sont concentrés. ”

“ Car, si le réservoir qui alimente une nappe d'eau ou un lac intérieur est très-élevé au-dessus du point de gisement de ces eaux souterraines, la pression éprouvée par ces eaux sera très-forte, quand bien même la nappe ou le lac souterrains ne seraient pas situés à une très-grande profondeur au-dessous de la surface du sol qui les recèle. ”

“ On rencontre la nappe d'eau souterraine à des hauteurs singulièrement variables, suivant que le sol est plus ou moins compacte, plus ou moins perméable, suivant la facilité plus ou moins grande de l'écoulement, enfin suivant la présence ou l'absence d'une couche absolument imperméable, à quelque distance de la surface ; parfois on rencontre la nappe à 1 mètre de la surface, parfois à 50 mètres seulement. ”

“ 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. ”

“ 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. ”

“ Formation de la nappe souterraine. Absorption de l'eau par le sol. — Pour qu'une nappe souterraine se constitue, il faut la simultanéité de trois conditions que l'on a déjà pu prévoir: 1° Une couche superficielle perméable et poreuse, d'une certaine épaisseur; 2° Une couche imperméable, sous-jacente à la précédente et située à une profondeur de plus de 50 centimètres ; 3° Des précipitations d'eau atmosphérique, aidées quelquefois ou même suppléées par des infiltrations d'eau fluviale.
Quand les pores du sol perméable sont pleins en partie d'eau et en partie d'air, le sol n'est qu'humide. ”

“ Pourtant, dans des cas exceptionnels, l'eau des fleuves fait effort vers le sol et pénètre dans la nappe souterraine, contrairement à la règle. Dans des crues rapides et considérables, le niveau de l'eau du fleuve s'élève beaucoup plus et plus vite que celui de la nappe souterraine ”

“ La profondeur à laquelle on rencontre la nappe souterraine varie suivant que la couche imperméable est plus ou moins près du sol et, dans un même lieu, elle est sujette à des fluctuations qui dépendent de la quantité d'eau tombée. ”

“ La vitesse de la nappe en chaque point et l’abondance de l’eau qui la constitue dépendent de la pente et de la forme du sous-sol imperméable et, selon les lignes où ces quantités atteignent une valeur suffisante, il y a entraînement de toutes les particules solides et apparition d’un filet d’eau coulant à découvert. ”

“ Dans la nappe artésienne l'eau se meut, car si elle était stagnante, le débit du forage irait sans cesse en diminuant et finirait par cesser, lorsque le niveau de l'eau dans la partie supérieure de la nappe serait descendu à celui de l'orifice. ”

“ II. Dans la partie inférieure de la nappe, il ne peut pas exister de parties où l'eau soit immobile. — Soient FEA la ligne qui limite les filets liquides en. mouvement, E un point de cette ligne. Menons par E l'orthogonale des filets liquides, elle aboutira à un point N de la surface de la nappe supérieure. ”

“ Nappe en crue. — Débits des sources et volumes d'eau emmagasinés par la nappe. — Influence des années pluvieuses. — Dès que, par le fait des pluies, l'intensité de l'apport pluvial dépasse celle du régime permanent, la nappe entre en crue. Les ordonnées de la nappe augmentent, et le débit de la source augmente également.
Nous connaissons la loi du relèvement du faîte de la nappe et la forme générale d'ellipse renflée qu'elle prend. La théorie nous a permis d'établir une formule approchée qui donne le débit d'une source en temps de crue : c'est la formule ( 165 ) . ”

“ Lorsqu’on n’a pas assez d’eau, pour suivre ces proportions, on déchire la nappe, ce qui se fait en pratiquant des ressauts sur les bords de la coupe de marbre ou de plomb, découpée en forme de coquille; de manière que l’eau ne tombe que par lames interrompues, il est vrai, mais qui n’ont guère moins d’agrément qu’une belle nappe, quand elles sont bien ménagées. Quelquefois on fait courir les eaux dans un canal ondulé qui leur donne plus d’effet et de brillant. ”

“ La nappe superficielle dite nappe des puits est la provision d'eau arrêtée par la première assise imperméable; celle-ci peut être coupée par des dénivellations de terrain qui permettent à l'eau de sourdre spontanément à la surface. Le toit de la couche imperméable est-il déclive, la nappe peu s'étendre fort loin; offre-t-il des diaclases, l'eau continue sa route en profondeur et filtre vers la nappe souterraine profonde. ”

“ Retenues loin de la surface par une couche imperméable d'argile (C) immédiatement superposée au sable, les eaux de la nappe souterraine ne peuvent s'échapper et se trouvent parfois (à Paris, par exemple) à plus de 600 mètres de profondeur. Mais si, par un trou de sonde, on met en communication la surface de la nappe avec l'extérieur, l'eau jaillit en abondance et peut, d'après le principe des vases communiquants, s'élever (a) à une grande hauteur au¬
dessus du niveau de la plaine. ”

“ Si le fond imperméable n'a qu'une imperméabilité relative, et s'il se laisse traverser par des volumes d'eau assez importants, qui vont alimenter les nappes des étages inférieurs, l'apport pluvial conservé par la nappe se trouve encore diminué. ”

“ A notre avis, ce refus n'est pas légitime. Ce qui caractérise une nappe, c'est la soli.
danlé des divers courants d'eau les uns avec les autres, la continuité de la pression. Si cette continuité existe, les courants d'eau obéissent aux lois de l'hydraulique, il y a formation d'une nappe d'une nature particulière. Si les fissures sont petites et régulières dans l'ensemble, comme cela a lieu fréquemment dans la craie blanche, la nappe qui se forme ne diffère pas de celles que nous avons étudiées (voir chap. XIIi) . ”

“ La nappe de liquide, trouvée à 15 mètres environ de profondeur dans nos parages, suffira largement à nous fournir une eau employée déjà au service des locomotives, et ne donnant lieu, par conséquent, à aucune incrustation calcaire dans les chaudières. ”

“ La marée baissait ; il fallait, pour passer, attendre le retrait des vagues. Nous les regardions venir. Elles écumaient dans les roches, à fleur d’eau, tourbillonnaient dans les creux, sautaient comme des écharpes qui s’envolent, retombaient en cascades et en perles, et dans un long balancement ramenaient à elles leur grande nappe verte. Quand une vague s’était retirée sur le sable, aussitôt les courants s’entre-croisaient en fuyant vers des niveaux plus bas. ”

“ Des divers éléments à considérer dans une nappe. Durée de formation. Il faut distinguer dans une nappe : 1 ° Sa longueur; a0 Sa profondeur au faîte ou point de partage des eaux; 3° Sa profondeur maxima, qui est différente de la précédente quand la nappe n est pas symétrique; ho Son volume d'eau total, et le temps qui serait nécessaire pour sa formation si le service des sources était interrompu; c'est ce que nous appelons la durée de formation; 5° Son débit. ”

“ A la base des nappes, les eaux sont soumises à des pressions souvent considérables, et. l'on sait que la durée de l'imbibition est en raison inverse de la 'i
eSSlOn C'est dans les parties profondes des nappes, c'est-à-dire dans le voisinage du faite, que doivent se faire les plus grandes pertes d'eau par le fond imperméable, et ces pertes peuvent, au bout d'une année, représenter une fraction très importante de l'apport pluvial total. Un calcul simple le fera comprendre : Soient b l'épaisseur de la nappe ”

“ Équivalent d'humidité. 45 II. — L'eau en profondeur: nappes captives, pression, température 46 Mouvements de l'eau dans le sol. "-' 48 I. — Essais pour l'étude théorique du mouvement de l'eau dans un terrain. 48 Lois de Poiseuille et formule de Slichter. 49 Expériences et loi de Darcy : expériences ultérieures 51 Théorie et formule de Dupuit. 53 1° Application à une nappe à fond imperméable horizontal, s'écoulant latéralement. 54 2° Application à un puits ordinaire pénétrant dans une nappe libre à fond horizontal. ”

“ 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 ”

“ COROLLAIRE I. Au faîte d'une nappe, T apport pluvial se partage en deux parts : La première, h, s'écoule vers les sources; La deuxième, (H — h) , s'incorpore à la nappe dont elle exhausse le niveau.
Dans une nappe de sécheresse, il s'écoule vers les sources une hauteur h et la nappe s'abaisse précisément de la hauteur - correspondant a ce débit. ”