MÉMOIRES

DU

MUSÉUM NATIONAL

D’HISTOIRE NATURELLE

NOUVELLE SÉRIE

TOME ONZIÈME

LES FORAGES PROFONDS DU BASSIN DE PARIS

La Nappe artésienne des Sables Verts

PAR

PAUL LEMOINE

PROFESSEUR DE GÉOLOGIE AU MUSEUM NATIONAL d’hISTOIRE NATURELLE

DIRECTEUR HONORAIRE DU MUSEUM

RENÉ HUMERY

INGÉNIEUR CIVIL DES MINES

RAPPORTEUR AU COMITE SUPERIEUR D’AMÉNAGEMENT DE LA REGION PARISIENNE

ROBERT SOYER

ASSISTANT AU LABORATOIRE DE GEOLOGIE

DU MUSÉUM NATIONAL D’HISTOIRE NATURELLE

PARIS

ÉDITIONS DU MUSÉUM

36, rue Geofl'roy-Sainl-llilaire (V')

1939

Prix : 200 fr.

MÉMOIRES

DU

MUSÉUM NATIONAL D’HISTOIRE NATURELLE

Les Mémoires du Muséum national d’Histoire naturelle

paraissent sans périodicité fixe. Chaque volume est formé d’un

nombre variable de fascicules, publiés isolément et ne contenant

qu’un seul mémoire.

Les Mémoires sont destinés à la publication de travaux d’une

certaine étendue concernant l’Histoire naturelle. Ceux qui sont

destinés à servir de thèses de doctorat peuvent être reçus aux

mêmes conditions que les travaux ordinaires.

Les auteurs reçoivent 25 tirages à part de leurs travaux, brochés

et sous couverture. Ils s’engagent à ne pas les mettre dans le

commerce.

Les travaux destinés aux Mémoires du Muséum national

d’Histoire naturelle doivent être remis à M. le Dr R. Jeannel,

45 bis, rue de Bufïon, Paris (5e), ou à tout autre professeur du

Muséum. Dans tous les cas, leur publication est subordonnée à

une décision de l’Assemblée des Professeurs.

Le prix de l’abonnement, pour un volume, est de 200 francs.

Le montant des abonnements et les demandes de fascicules

doivent être adressés au Muséum national d' Histoire naturelle ,

Salle de Ventes, 36, rue Geoffroy-Saint-Hilaire, Paris (5e), par

chèques bancaires, mandats poste ou virement au Compte

chèques postaux de l’Agent comptable du Muséum :

Paris 124-03.

MÉMOIRES

DU

MUSÉUM NATIONAL

D’HISTOIRE NATURELLE

MÉMOIRES

DU

MUSÉUM NATIONAL

D’HISTOIRE NATURELLE

NOUVELLE SÉRIE

TOME ONZIÈME

LES FORAGES PROFONDS DU BASSIN DE PARIS

La Nappe artésienne des Sables Verts

PAR

PAUL LEMOINE

PROFESSEUR DE GEOLOGIE AU MUSEUM NATIONAL D HISTOIRE NATURELLE

DIRECTEUR HONORAIRE DU MUSEUM

RENÉ HUMERY

INGÉNIEUR CIVIL DES MINES

RAPPORTEUR AU COMITE SUPERIEUR DEMENAGEMENT DE LA REGION PARISIENNE

ROBERT SOYER

ASSISTANT AU LAUORATOIRE DE GEOLOGIE

DU MUSÉUM NATIONAL D’HISTOIRE NATURELLE

PARIS

ÉDITIONS DU MUSÉUM

36, rue Geoffroy-Saint-Hilaire (V')

1939

INTRODUCTION

Il y aura bientôt un siècle que jaillissait le célèbre puits arté¬

sien de Grenelle, le doyen de la région parisienne.

Dû à la collaboration d’Arago, savant de génie, et de Mulot,

mécanicien habile et persévérant, le puits de Grenelle souleva

l’enthousiasme de la population parisienne et la curiosité des

hydrologues, des ingénieurs et des géologues.

Depuis cette époque, que de progrès dans l’art du sondeur !

Au matériel primitif de Grenelle, ont succédé les appareils à bat¬

tage rapide, mus par la vapeur, les installations de sondages à

la corde et, enfin, les appareils Rotary, capables d’atteindre en

trois mois une profondeur de plus de 800 mètres.

Plus que toute autre, la nappe albienne a suscité, depuis 100 ans,

un grand courant de recherches scientifiques. Les documents

recueillis grâce aux forages ont été interprétés, souvent dans des

sens divers, par de nombreux auteurs et, même, par des ama¬

teurs et des curieux,

Dans ces dernières années, surtout depuis que se sont intro¬

duites en France des méthodes américaines de forage, de nom¬

breux travaux du plus grand intérêt ont vu le jour, mais n’ayant

porté que sur un nombre restreint de forages, leurs conclusions

ne pouvaient avoir qu’une valeur relative. Aucun travail d’en¬

semble ne pouvait en effet être entrepris, car il était nécessaire

de centraliser, vérifier et coordonner tous les renseignements

et, aussi, d’étendre le champ des recherches au Bassin de Paris

tout entier : le Muséum National d’Histoire Naturelle avait les

moyens et l’autorité nécessaires pour cette immense enquête.

Aussi, depuis 1982, n’avons nous cessé de suivre et visiter les

chantiers de forages, de recueillir et vérifier les coupes, de pré-

VI

introduction

lever et examiner les échantillons, de solliciter et collationner

les renseignements techniques (analyses, débits, niveaux sta¬

tiques) pour les réunir et les organiser en une synthèse que

nous présentons aujourd'hui aux savants et aux techniciens.

Cette tâche nous a été d’autant plus facile que nous avons

rencontré presque partout un accueil parfait et une intelligence

complète de l’importance de cette enquête. Les entrepreneurs

de sondages nous ont ouvert largement leurs archives ; les

maîtres d’œuvres nous ont donné toute liberté d’accès aux chan¬

tiers. Tous ont consenti à nous remettre ensuite leurs résultats

hydrologiques sur les puits en service ; la plupart nous ont fait

don des échantillons, recueillis dans les forages ; leur collection

a été classée et conservée par la Section de Géologie de la

Région Parisienne du laboratoire de Géologie du Muséum (Fon¬

dation du Département de la Seine).

Nous exprimons à tous nos aimables collaborateurs notre bien

vive gratitude. Nous remercions tout d’abord M. H. Giraud,

directeur général des Travaux du Département de la Seine, M. Sen-

tenac, directeur du Service des Eaux et de l’Assainissement,

MM. Thuillier, administrateur délégué, et Destrais, ingénieur en

chef du Service des Eaux de la Société Lyonnaise des Eaux et de

l’Eclairage ; MM. Glasser, directeur général, Giraud, sous-direc-

teur, Pattier, Molinié et Chapès, ingénieurs de la Compagnie

Générale des Eaux. Une collaboration de plusieurs années avec

ces éminents ingénieurs nous a permis d’obtenir des résultats

féconds pour l’hydrologie profonde.

Nous adressons nos vifs remerciements à MM. Ortiz et Simard

de la Société Layne-France, M. Niedergang de la Société Nou¬

velle de Sondages Bonne-Espérance, à M. Ragot, de la Société

Forage et Matériel, à MM. Lefèvre de Quièvrechain ; E. Lippmann,

de Hulster et Faibie, Bachy, R. Brochot et à M. Urvoy de la Com¬

pagnie Trefor.

Nos remerciements iront également à notre excellent collègue

M. G. Lecointre, qui a bien voulu collaborer avec nous pour

publier les forages inédits de la région tourangelle, à M. E. Leroux,

chef du Service des Eaux de la région Nord, qui nous a remis

les documents et les échantillons du forage à Saint-Denis de la

INTRODUCTION

VII

Société Nationale des Chemins de Fer, à M. Tiraspolsky ingénieur

civil des Mines, à M. G. Dimitri, chef du Laboratoire spécial

d’analyses, à M. Guillerd, chef du Service de surveillance des

Eaux delà Ville de Paris, M. Bufquin, ingénieur en chef des Ponts

et Chaussées de Seine-et-Oise, chef du Service des Eaux du

domaine de Versailles.

Nous présentons l’expression de notre vive gratitude aux indus¬

triels et concessionnaires qui ont consenti à nous aider dans

notre tâche : la Compagnie française d’Eclairage et de Chauffage

par le gaz, M. Metzner, directeur du Clos du Postillon ;

MM. Richard Frères, la Direction de la Raffinerie Say, le Direc¬

teur de la Blanchisserie de Grenelle, la Direction de la Compa¬

gnie des Eaux de Maisons-Laffitte, M. Leduc de la Blanchisserie

de Pantin, M. Dantin, ingénieur en chef de la région ouest de

la Société Nationale des Chemins de Fer, ainsi qu’à la Direction

de la Manufacture française des Tapis et Couvertures de Beauvais.

Nous soulignons, pour les forages du département de la Marne,

l’aide précieuse de M. Viret, ingénieur du Service Vicinal, qui

nous a communiqué de nombreuses observations du plus haut

intérêt, recueillies en zone albienne dans la région voisine des

affleurements.

Fruit du travail d’une équipe — dont les efforts étaient coor¬

donnés par une ardeur commune et une amitié ancienne — et

malgré des divergences de détail dans certaines idées, cet ouvrage

n’a pu être édifié que grâce à la collaboration la plus parfaite

de tous ceux qu’intéressent à un titre quelconque, les puits pro¬

fonds et les nappes artésiennes. Aussi, nous sommes joyeux

aujourd’hui de présenter la synthèse de ces efforts collectifs en

souhaitant seulement qu’elle puisse rendre quelques services à

notre pays et à tous ceux qui ont bien voulu nous aider dans

notre tâche,

CHAPITRE I

LE BASSIN DE PARIS

Limites géographiques. — Limites géologiques. — Les auréoles périphériques. —

Le centre tertiaire. — Les bordures.

Limites géographiques

Le Bassin de Paris est une région naturelle limitée par le méridien O

Greenwich et le 5° de longitude est, et les parallèles de 47° et 50°4 de lati¬

tude nord.

L’altitude de cette province géographique est inférieure à 300 mètres,

à l’exception de quelques rares points qui ne dépassent pas 350 mètres.

L’altitude décroît constamment depuis les bordures sud-ouest et est.

Les limites géographiques sont presque toutes naturelles. A l’Ouest, le

Massif ancien des collines de Normandie et d’Anjou ; au Sud, les contreforts

du Massif Central, les monts du Bourbonnais et du Nivernais ; au Sud-Est,

le Morvan et le plateau de Langres ; à l’Est, les monts Faucilles, l’Argonne ;

au Nord-Est, les Ardennes. Au Nord, la limite du Bassin de Paris n’est pas

nette : les collines de l’Artois, peu élevées, ne sont qu’une limite arbitraire;

au Nord-Ouest, la Manche, de faible profondeur, limite la partie occidentale

du Bassin.

La région, ainsi définie, occupe une superficie d’environ 120.000 km2.

Limites géologiques.

Les limites géologiques du Bassin de Paris sont très précises. A l’Ouest,

les assises primaires du Massif Armoricain forment la bordure sur la ligne

Caen-Alençon-Le Mans-Angers. Au Sud-Est, le détroit du Poitou, dont les

couches jurassiques sont resserrées entre les granités des collines de la

Gâtine, et les gneiss et les micaschistes du Limousin. A l’Est et au Sud-Est,

le Massif Central et les monts du Morvan limitent une zone fracturée, de

tectonique tourmentée, qui contraste avec l’allure apparemment simple

Mémoires du Muséum, nouvelle série. — T. XI. 1

2

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

duBassin de Paris. Al’Est, le détroit Morvano-Vosgien,le plateaude Langres

et son substratum bajocien, qui s’étend jusqu’à Chaumont, forment des

coupures bien nettes, se poursuivant par les monts Faucilles et l’Argonne

jusqu’au massif primaire de l’Ardenne et son prolongement : la barrière

souterraine des Flandres, où une série d’accidents importants amène très

près du sol les sédiments anthracolithiques, qui réapparaissent en surface

dans le Boulonnais. Au Nord-Ouest, par contre, il n’existe aucune limite

géologique et les couches du Bassin de Paris, passant sous la Manche, réap¬

paraissent dans le Sud de l’Angleterre, aux environs de Londres ; elles sont

limitées à l’Est et au Nord par les massifs paléozoïques et primaires des

Costwold Hills, du Hood et de Feldor.

L’ensemble des deux régions ainsi définies a été souvent appelé : le

Bassin Anglo-Parisien.

On peut donc caractériser le Bassin de Paris comme une région de sédi¬

mentation secondaire et tertiaire d’une grande épaisseur, d’une faible

altitude et limitée par des massifs anciens, surélevés, sauf au Nord, où la

limite devient souterraine, par suite de mouvements tectoniques puissants

et complexes.

Les auréoles périphériques.

Dans cette enceinte de terrains anciens, des sédiments se sont accumulés

et disposés en auréoles décroissantes d’altitude et convergeantes vers le

centre, par ordre inverse d’ancienneté. Le passage des couches anciennes

aux couches plus jeunes est souvent sensible dans le relief topographique :

il se manifeste par des ressauts et même des falaises, alternant avec des

zones déprimées, les « Marches » du Bassin de Paris. Il existe une relation

directe entre la dureté des couches et les accidents topographiques, car

leur modelé est une conséquence de l’érosion qui a été plus ou moins facile,

suivant la nature sédimentaire des roches.

Le centre tertiaire.

Le centre du Bassin de Paris est constitué par les sédiments tertiaires

de l’Ile-de-France, où la suite des dépôts nummulitiques alternativement

marins, lagunaires et lacustres, s’est terminée, dans le Nord et l’Est de la

région parisienne, par l’apport des Sables de Fontainebleau. Ces sables

ont été ensuite profondément entamés par l’érosion, si bien qu’il n’en subsiste

plus que des lambeaux abandonnés sur les buttes témoins.

Dans le Sud et l’Ouest du Bassin de Paris, les sédiments lagunaires et

lacustres du Néogène inférieur (Burdigalien) sont représentés par les assises

puissantes de l’Orléanais et du groupe de Sologne, relayés, à la limite du

Bassin de Paris et du Massif Armoricain, par les sables marins de la mer

LE BASSIN DE PARIS

3

des Faluns, qui ont. laissé des dépôts fossilifères dans la région tourangelle.

Quand on se dirige vers la périphérie est du bassin tertiaire, on atteint la

première auréole : la zone crétacée, où l’Ile-de-France apparaît en effet

comme une île dominant de toutes parts la craie, en formant un escarpe¬

ment puissant : la « Cuesta » de l’ Ile-de-France. La Cuesta, parfois entamée

par de profondes échancrures où s’engagent les cours d’eau, est nette à

Longueville, à Montereau, dans la région d’ÉpERNAY, à Clermont et

dans le Mantois.

Les bordures.

L’auréole crétacée se relève vers l’Est ; dans les mornes étendues de la

Champagne et de la Picardie, jusqu’aux environs de Joigny, Troyes,

Sainte-Menehould, Rethel. Parfois, des lambeaux de terrains tertiaires

recouvrent encore la craie sous forme de buttes isolées, telles que la mon¬

tagne de Reims, qui coupent la monotonie de ces vastes plaines où le sol

tendre s’est facilement érodé, en déterminant de grandes pénéplaines qui

contrastent avec l’allure vallonnée et l’aspect si varié du noyau tertiaire

du Bassin de Paris.

Le contact de l’auréole crayeuse du Crétacé supérieur, avec celle du Cré¬

tacé moyen et inférieur, marneux, argileux et sableux, détermine un second

escarpement où la craie, plus compacte, surplombe les terrains meubles

et facilement affouillables du Cénomanien inférieur, de l’Albien et des

étages sous-jacents, argilo-sableux. Ce fait est particulièrement net sur

la zone : Cosne, Saint-Florentin, Yendeuvre, Wassy, Saint-Dizier,

Clermont-en-Argonne.

L’apparition des calcaires jurassiques, beaucoup plus durs, et en parti¬

culier des calcaires portlandiens (Calcaires du Barrois), forme une nouvelle

marche au delà de la bande crétacée. Avec le Portlandien, on atteint la

zone d’altitude supérieure à 300 mètres, et l’on quitte bientôt le Bassin de

Paris.

Dans l’Ouest, les auréoles ne sont pas aussi nettes, car une grande partie

des sédiments arrivent à la limite des dépôts, et viennent finir en biseau,

sous des couches plus récentes. L’existence d’un certain nombre de failles

détermine aussi des contacts anormaux dans le tréfonds, de sorte que

l’auréole crétacée s’approche très souvent du socle archéo-primaire du

Massif Armoricain, dont elle n’est séparée que par une bande irrégulière

et souvent fort étroite, de dépôts jurassiques.

Dans le Nord, où le Crétacé est moins épais, certains termes de la base

ont complètement disparu et, sous un recouvrement de dépôts nummuli-

tiques, le passage souterrain du Jurassique au Carbonifère se fait, sur la

ligne : Saint-Omer, Béthune, Cambrai, Hirson, suivant le tracé

approximatif d’un accident géologique très important : la Faille du Midi,

bien connue des géologues et des mineurs du Nord.

4

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

Mais, d’une manière générale, on retrouve, plus ou moins apparents,

de part et d’autre du Bassin de Paris, les étages géologiques des auréoles ;

leur puissance est variable, suivant le régime prédominant dans la zone

où ils sont déposés ; leur faciès est quelquefois différent de part et d’autre

du Bassin. Il n’en reste pas moins que pour le Crétacé, et notamment le

Crétacé supérieur, tous les termes qui le constituent sont visibles de toutes

parts autour de l’Ile-de-France et atteignent une grande puissance sous

celle-ci. Ils forment le support de l’Ile-de-France, bloc tertiaire surimposé

au pays crayeux, recouvrant la zone de sédimentation maximum des

assises du Bassin de Paris.

CHAPITRE II

STRATIGRAPHIE DU RASSIN DE PARIS

Le Crétacé supérieur.

Sous les sédiments tertiaires de l’Ile-de-France, qu’on laissera de côté

au cours de cette étude, repose la série crétacée.

On peut subdiviser le Crétacé en 3 groupes d’étages :

Le Crétacé inférieur comprenant : le Néocomien, le Barrémien, l’Aptien.

Le Crétacé moyen comprenant : l’Albien, le Cénomanien, le Yraconnien.

Le Crétacé supérieur comprenant : le Turonien et les étages groupés

autrefois sous le nom de Sénonien.

Le Sénonien. — Dans le Bassin de Paris, le Sénonien, dont le type a

été pris à Sens (faciès de la Craie blanche à silex), est subdivisé en 4 sous-

étages :

Le Maestrichtien, ou craie à Belemnitella mucronata, est représenté dans

le Bassin de Paris, à Meudon et aux environs de Longueville.

Le Campanien, ou Craie blanche de Champagne à Belemnitella quadrata.

Le Santonien, à Micraster cor anguinum..

Le Coniacien, à Micraster cor testudinarium.

Il est impossible de séparer actuellement ces étages dans les échantillons

recueillis dans les sondages. Toutefois, l’étude des Foraminifères, abon¬

dants à tous les niveaux de la Craie, permettra sans doute bientôt de

déterminer ces coupures. En Touraine, l’on rencontre des craies plus

détritiques, d’aspect plus grossier, les fossiles deviennent plus abon¬

dants ; la craie de Villedieu, qui remplace la craie blanche parisienne,

renferme des Huîtres, des Ammonites, des Oursins, quelques Budistes.

Par contre, les Belemnitelles (fossiles des provinces boréales) ont dis¬

paru.

Dans la Somme, le Sénonien renferme des niveaux de craie phosphatée

exploités dans de grandes carrières. Le phosphate de chaux s’y présente

en nodules, rassemblés dans des poches de décalcification.

Enfin, parfois, la craie sénonienne se charge de magnésie et s’enrichit

6

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

en silice : elle passe à l’état de craie dolomitique, dont les bancs extrême¬

ment durs ont été rencontrés dans de nombreux forages : le puits de Gre¬

nelle a rencontré six bancs de craie dolomitique qui ont été très difficiles

à franchir; dans le forage de Gassicourt (Dollfus, 1908-9) on a trouvé une

craie dolomitique parfois sableuse, mais le plus généralement jaunâtre,

cristalline et extrêmement dure.

Le Turonien. — L’étage turonien, dont le type a été pris en Touraine,

est situé sous les dépôts sénoniens ; il se présente dans la région parisienne

sous la forme de craie grise, compacte, marneuse, barrée parfois de bancs

durs, calcareux, notamment à la base. Les silex y sont moins abondants

que dans la craie sénonienne, mais par contre sont souvent d’un volume

énorme.

En Touraine, la base de la formation est sableuse ; elle est recouverte

par la craie marneuse à Inoceramus labiatus. On retrouve ce faciès seul dans

le reste du Bassin ; on peut l’observer aux environs de Rouen, dans l’Aube

et l’Yonne où il existe de beaux affleurements. L e Tuffeau de Touraine,

qui recouvre la craie marneuse, est une craie tendre, jaunâtre, grenue et

micacée, fossilifère; s’il est très développé sur les bords de la Loire, ne

s’est pas étendu bien loin vers le Nord.

A Rouen, à la côte Sainte-Catherine, où seule existe la craie marneuse,

le Turonien débute par un banc à Belemnitella plana, puis vient une zone

à Inoceramus labiatus, et, au sommet, un horizon à Holaster planus.

Le Crétacé moyen.

Le Cénomanien. — Le Cénomanien, dont le type a été pris au Mans,

où l’étage est très riche en fossiles, présente de haut en bas :

a) Les Marnes à Ostracées : Ostrea columba, O. flabellata, O. biauricu-

laris.

b) Les Sables du Perche : quartzeux, rougeâtres, plus grossiers et peu

fossilifères.

c) Les Sables du Maine à Acanthoceras rothomagense.

d ) Des sables glauconieux et des argiles à Schlonbachia varions, Orbito-

lina concava.

A Rouen, dans la coupe classique de la côte Sainte-Catherine, on obser¬

vait autrefois :

a) La Craie glauconieuse (Craie de Rouen), à Acanthoceras rothomagense,

T urrilites costatus, Scaphites æqualis.

b) Les couches calcaires, plus ou moins glauconieuses, à Acanthoceras

Mantelli.

c) La Gaize vraconnienne à Mortoniceras inflatum.

Dans l’Yonne et l’Aube, le Cénomanien débute par les Marnes de Brienne,

qui renferment Mortoniceras inflatum, surmontées par des craies blanches

STRATIGRAPHIE DU BASSIN DE PARIS

7

marneuses à Ammonites, Acanthoceras Mantelli, A. rothomagense, Schlonba-

chia varians.

Dans le Sud du Bassin, notamment dans le Cher, les Marnes à Ostracées

sont surmontées par une série puissante de sables gris verdâtre ou rou¬

geâtres : les Sables de Vierzon.

Dans la région parisienne, le Cénomanien est constitué au sommet par

des craies glauconieuses, dures, où s’intercalent des bancs calcaires glauco-

nieux, très compacts', des niveaux tendres, sableux, fins, et à la base des

marnes argileuses noires ou vertes, parfois micacées, à Mortoniceras infla-

tum (Vraconnien), dans lesquelles on a voulu voir un équivalent de la gaize

de l’Argonne.

L’Albien. — L’étage albien sera étudié en détail ici (chapitre III). Les

argiles du Gault forment le sommet de cet étage, les Sables verts situés

au-dessous recouvrent les sédiments de l’Aptien.

Le Crétacé inférieur.

Le Crétacé inférieur des bordures. — Dans le Bassin de Paris le

groupe du Crétacé inférieur comprend :

L’Aptien, incomplet, dont la base est seule présente.

Le Barrémien.

Le Néocomien.

Dans l’Ouest du Bassin, le Crétacé inférieur affleure dans le Pays de

Bray, où l’Aptien est représenté par des argiles peu épaisses, atteignant

2 mètres tout au plus, souvent marneuses, gris verdâtre, avec rognons

de grès ferrugineux et débris d ’Ostrea aquila, qui ont été observés dans le

Bois d’Argile (?) près de Versennes (Thomas, feuille de Beauvais).

Dans le Bray même, elles n’ont pas été observées (Lemoine, feuille de

Neufchâtel).

Le Barrémien comprend des argiles panachées, plastiques, blanc gri¬

sâtre, maculées de rose, rouge, violet, recouvrant des sables argileux et

des grès rougeâtres. Le Néocomien, dont l’épaisseur atteint 40 à 50 mètres,

comprend des sables blancs avec grès ferrugineux et des argiles réfractaires

étagées à plusieurs niveaux. Ces dépôts de faciès continental renfermant de

nombreuses empreintes de fougères : Lonchopteris Mantelli (= Weichselia

reticulata ) ; quelques couches fossilifères d’aspect très littoral s’intercalent

dans la couche de base. On y trouve en particulier : Panopoea neocomiensis,

Cardium subhillanum.

Au Cap de la Hève, le Crétacé inférieur est très peu développé ; l’Aptien

existe probablement seul ; c’est un banc de graviers à O. aquila reposant

sur le Kimeridgien et supportant les sédiments albiens eux-mêmes très

réduits.

La bordure orientale du Bassin de Paris montre toute une série de dépôts

8

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

qui appartiennent au Crétacé inférieur, et dont la position exacte a été

mise en relief par G. Corroy (1925).

Une révision complète due à G. Corroy (1925), basée sur des observations

de détail et une étude paléontologique approfondie des faunes recueillies,

a démontré qu’en réalité les trois étages et même leurs sous-étages sont

bien nets sur les bordures orientale et méridionale.

Aptien. — L’Aptien supérieur ou Gargasien est représenté par des

sables blanc-jaunâtres, rubanés de lignes brunes d’oxyde de fer et renfer¬

mant des lamelles de mica et des galets de quartz. Ce dépôt peu épais

atteint 5 mètres.

L’Aptien inférieur ou Bédoulien montre des argiles grasses, bleuâtres

ou grises ; à cristaux de gypse, fossilifères, où Parahoplites Deshayesi abon¬

dante est accompagnée d ’Oppelia nisoïdes ; il atteint 10 mètres. Au-des¬

sous vient une couche de calcaire marno-sableux gris jaunâtre renfermant

des oolithes ferrugineuses à Exogyra aquilina et T erebratulina astieriana

(épaisseur 0 m. 80).

Barrémien. — Le Barrémien supérieur montre parfois sous l’Aptien un

banc irrégulier : la couche rouge de Wassy, qui est une hématite impure, à

grains de limonite cimentée dans un calcaire oolithique ferrugineux. La

couche rouge recouvre un dépôt d’eau douce, à minerai de fer hydroxydé,

inclus dans un ciment argilo-siliceux. Ce minerai de fer est peu abondant

puisque son épaisseur varie de 0 m. 40 à 1 m. 60 ; sa teneur atteint 70 %

de Fe2Os. Il renferme des débris de végétaux et des fossiles lacustres.

Ces dépôts ferrugineux reposent sur des Sables et des Argiles blancs,

gris, jaunes, rouges et violets, bien nets dans le Berry, l’Yonne, l’Aube,

la Haute-Marne et la Meuse ; leur épaisseur moyenne est de 8 mètres.

L 'Argile marbrée de l’Est du Bassin de Paris repose sur des sables fins,

micacés, jaunes ou rougeâtres ; cet ensemble est l’équivalent des argiles

panachées du Pays de Bray.

Le Barrémien inférieur comprend, au sommet, des argiles, des calcaires,

des lumachelles à Ostrea Leymeriei, et des plaquettes et graviers ferrugi¬

neux. Les bancs calcaires renferment des Échinides caractéristiques de

ce niveau, en particulier : Miotoxaster Ricordeaui. La zone à M.Ricordeaui

atteint 12 mètres.

La base de l’étage, avec Astarte subformosa montre des argiles grises ou

gris jaunâtre, à cristaux de gypse, qui se chargent en Haute-Marne de

célestine (8 mètres environ).

Néocomien. — Le Néocomien est représenté par ses deux sous-étages:

l’ Hauterivien au sommet et le V alanginien à la base.

A l’Hauterivien appartiennent les Calcaires à Spatangues très fossili¬

fères, qui se montrent sous divers aspects : dans la Puisaye c’est un cal¬

caire réciforme; dans l’Yonne, les calcaires deviennent marneux et ren¬

ferment encore une huître portlandienne : Exogyra bruntrutana. Dans

l’Aube, le calcaire est bourré d’échinides : T oxaster complanatus .

STRATIGRAPHIE DU BASSIN DE PARIS

9

Au Yalanginien, qui est une période d’émersion, on ne connaît que des

dépôts continentaux, mais ceux-ci, sporadiques et peu développés, n’ont

pas dans l’Est du bassin de Paris l’importance qu’ils possèdent dans le

Pays de Bray. Ce sont des sables et des grès plus ou moins ferrugineux,

recouvrant des dépôts marneux de couleur sombre : V Argile grossière

(Leymerie) et la Marne argileuse sombre (Cornuel), où s’intercale parfois

un niveau ferrugineux à limonite et sidérose emballées dans des sables

(Fer géodique).

La base du Valanginien est constituée par un calcaire sub-saccharoïde

rempli de coralliaires et renfermant une échinide : Hyposalenia stellulata.

Dans .l’Yonne, ce calcaire fait place aux Marnes à Bryozoaires (G. Corroy,

1925).

Le Crétacé inférieur dans les sondages. — Le Crétacé inférieur a

été rencontré dans plusieurs forages profonds de la région parisienne. Dans

une note antérieure (P. Lemoine, R. Humery, R. Soyer, 1933), nous avons

donné la coupe des forages d’ORSAY et de Poissy, qui ont traversé l’Aptien

et se sont arrêtés dans le Barrémien. Depuis cette époque, quatre autres

puits ont dépassé l’Aptien et deux d’entre eux, ceux de la Brasserie Richard

frères à Ivry-sur-Seine et de la Compagnie Générale des Eaux à Pantin,

ont traversé complètement le Barrémien; le puits d’IvRY, après avoir

traversé l’Hauterivien, a rencontré le Wealdien sur 14 mètres (Lemoine,

Humery, Soyer, 1934 b). L’ouvrage s’est arrêté à quelques mètres du

Jurassique.

Ces étages présentent un faciès comparable dans tous les puits. L’Aptien

supérieur n’est pas représenté dans la région parisienne.

A l’Aptien inférieur, la zone à Parahoplites Deshayesi a le même faciès

argileux que dans l’Est du Bassin de Paris. Parahoplites Deshayesi a été

trouvé dans le carottage d’Ivry, associé à d’autres Ammonites : Saynella

raresulcata, Douvilleiceras sp. La zone à T erebratulina astieriana est sableuse

au sommet et argileuse à la base. On est ici sur le passage du faciès du

Pays de Bray, où l’Aptien argilo-sableux est bien développé à celui des

affleurements orientaux, à calcaires marno-sableux marins d’épaisseur très

faible.

A Ivry, l’Aptien a 41 mètres de puissance ; à la Butte-aux-Cailles,

42 m. 10 ; à Pantin, en région synclinale, son épaisseur atteint : 47 mètres.

D’autres forages ont pénétré dans l’Aptien, mais sans le traverser :

Pantin (Blanchisserie Leduc) sur 2 m. 95 : argile beige et grès calcaro-siliceux, fos¬

silifère.

Villeneuve-la-Garenne ....s. 5 m. 69 : argile gris noirâtre, compacte.

Epinay-sur-Seine . s. 33 m. 31 : argiles jaunes et noires s. 25 m. puis

argiles bleues et noires alternant avec

des sables verts et roux, parfois ligni-

teux et à débris d’huîtres.

La Plaine-Saint-Denis . s. 6 m. 10 : argiles brunes et beiges, fossilifères.

FACIÈS DU CRÉTACÉ INFÉRIEUR

DANS LA RÉGION PARISIENNE

Butte-aux-Cailles

Pantin

Argile jaune et grise, Argile noire et brune ... . 21 .28 Arg. jaune et grise . 10.30

bancs sableux . 9 . 72 Argile beige . 13.35 Arg. bariolée micacée..

Argiles grises compac- Arg. gris bleuâtre . 0.50

tes, fossilifères . 22.62 Arg. gris foncé, oolithes 0 . 70

32 m 34 Arg. gris bleuté, sableuse. 1.90

34 m.63 13 m.50

Sables verts glauco-

nieux, micacés

Sable gris et vert . 6.61 Sable verdâtre, oolithes .

9 . 76 Argile noire . 2.20 Sable blanc fin, compact

9 m .76 Sable blanc micacé . 3 . 56 Argile gris bleuâtre, gra-

12 m.37 viers .

Sable gris, fin, argileux.

11 m.28

Argile rouge et pana- Argile rouge et panachée,

chée . s . 0.88 bancs calcaires .

s. 0 m.88 Sable blanc, fin, gréseux.

Argile panachée .

Argile gris clair. . .

Argile rose marbrée., s. 0.30

8-90 s. 0 m.30

2.10

5.00

6.70

Argiles rouges, blanches

et grises . 10.83

Argiles bariolées . s. 6.15

s. 16 m.98

12 P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

Villemonble . s. 2 m. 20 : argiles brunes et grises, sableuses, fos¬

silifères, Parahoplites sp., Nucula, Solen.

Aulnay-sous-Bois . s. 4 m. 20 : argiles vertes compactes, légèrement

sableuses.

Achères . s. 1 m. 55 : argile noire compacte.

Le Barrémien est également bien représenté dans le sous-sol du centre

du Bassin. Les puits de Poissy, Ivry, la Butte-aux-Cailles, Pantin et

Orsay ont rencontré au sommet de l’étage les argiles rouges, roses et pana¬

chées, qui sont l’équivalent des argiles panachées de l’Yonne et de la Haute-

Marne, et de l’argile rose marbrée du Pays de Bray. A Botjgival, on a ob¬

servé des formations légèrement différentes : ce sont toujours des argiles,

mais de couleur plus foncée, sans panachage, et contenant des niveaux

sableux et des oolithes ferrugineuses.

La base montre des argiles grises et des passages de sable blanc, rappe¬

lant le faciès de la base du Barrémien de l’Aube.

Le Néocomien. — Sous la région parisienne, le Néocomien est franche¬

ment du type du Pays de Bray, c’est une suite de dépôts argilo-sableux

(Valanginien), qui surmontent le Wealdien continental à Lonchopteris Man-

telli. Rien ne rappelle les faciès marins à échinides de la bordure orientale.

Seuls quelques passages calcaro-gréseux très minces, à faune très littorale

(Cardiumsubliillanum), intercalés au milieu des Sables wealdiens, témoignent

d’un léger retour de la mer valanginienne, fait qui renforce encore l’ana¬

logie avec le Pays de Bray où l’un de nous (Paul Lemoine, 1912, Révision

de la feuillle de Neuchâtel) a signalé la présence de quelques bancs marins

à Cardium subhillanum et Panopæa neocomiensis intercalés dans les sédi¬

ments wealdiens de Forges-les-Eaux (S.-I.)

Le forage d’IvRY, qui n’a pas percé complètement le Wealdien, a ren¬

contré 40 mètres de sédiments néocomiens ; cet étage a donc sous Paris

une puissance au moins égale à celle qu’il présente dans le Bray, où il

atteint 40 à 50 mètres.

Le Jurassique supérieur.

Le Jurassique n’a jamais été atteint par sondage dans la région pari¬

sienne ; les forages profonds d’IvRY et de Pantin se sont sans doute arrêtés

à une faible distance du toit de celui-ci. Toutefois, son existence sous les

formations crétacées est certaine, car d’une part les auréoles kimeridgienne

et portlandienne sont bien continues à l’Est, au Sud-Est et au Sud, et

dans l’Ouest leur présence est attestée par plusieurs affleurements, par leur

apparition dans la boutonnière du Pays de Bray.

Enfin, plusieurs sondages du Bassin de Paris ont rencontré le Jurassique

supérieur, et c’est tantôt le Portlandien, tantôt le Kimeridgien, qui cons¬

titue le support du Crétacé.

STRATIGRAPHIE DU BASSIN DE PARIS

13

Le Portlandien.

Le Portlandien des bordures. — L’étage Portlandien ( sensu gallico)

a été subdivisé en France en deux sous-étages : une série marine, le Bono-

nien, forme la base ; et un groupe de formations continentales ou sau¬

mâtres, le Purbeckien, constitue le sommet de l’étage.

Dans le Bassin de Paris, le Bononien comprend surtout des formations

calcaires, mais quelquefois des assises sableuses se montrent au sommet.

C’est dans le Boulonnais, où l’étage est classique, qu’il faut chercher le

type français a faciès voisin des Portland Sands d’Angleterre 1. La coupe

la plus caractéristique est celle de la série des schistes et calcaires supé¬

rieurs de la falaise de Chatillon.

Le Portlandien manque sur la bordure nord-est du Bassin de Paris et

le Crétacé repose sur le Kimeridgien ou d’autres formations jurassiques. Cet

étage réapparaît dans la Meuse et prend une grande importance qu’il con¬

serve jusque dans l’Yonne et le Cher.

L’auréole portlandienne de l’Est du Bassin de Paris (Buvignier, de Loriol,

Royer, Tombeck et E. Salin) forme de grands plateaux calcaires dans la

région de Bar-le-Duc, Bar-sur-Aube, Bar-sur-Seine, et ces couches

forment l’assise puissante des calcaires du Barrois, qui atteint 180 mètres

près de Bar-le-Duc, où la largeur du Bononien est d’environ 30 kilomètres.

Le Portlandien comprend quatre zones qui sont de haut en bas :

4° Zone supérieure comprenant :

a) Le Calcaire gris verdâtre inférieur.

b) L'Oolithe vacuolaire.

c) Le Calcaire gris verdâtre supérieur.

3° Zone des Calcaires tubuleux.

2° Zone à Cyprina Brongniarti.

1° Zone à Gravesia portlandica.

Plus au Sud, dans l’Yonne, les deux divisions inférieures du Portlandien

existent seules :

b) Calcaire marneux compact à Pinna suprajurensis.

a) Calcaire compact à Gravesia portlandica.

En Normandie, le Portlandien arasé n’existe plus au Cap de la Hève.

Il en est de même au Sud de Rouen, où le Crétacé inférieur repose directe¬

ment sur le Kimeridgien, mais un peu plus au Nord, le Portlandien réap¬

paraît avec une certaine puissance dans le Pays de Bray.

Dans le Pays de Bray, les dépôts argileux du Kimeridgien supportent

des calcaires blancs lithographiques à Gravesia et Trigonia Edmundi.

Au-dessus viennent les marnes à Ostrea catalaunica, puis les grès calcaires

à Anomia loevigata ; enfin des calcaires et des marnes supportant un grès

1. Certains auteurs anglais rattachent actuellement les Portland Sands à l’étage Kimeridgien.

14

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

glauconieux fossilifère à Hemicidaris Hoffmanni, Echinobrissus Brodei,

Exogyra bruntrutana, et des argiles bleues à Ostrea expansa. Au-dessus de

ce Bononien vient une série de sables et grès ferrugineux à Trigonia

expansa, qui passent, sans transition, aux couches wealdiennes.

Le Portlandien dans les sondages. — Dans l’Ouest du Bassin de

Paris, plusieurs sondages ont traversé le Crétacé, et certains ont percé le

Portlandien. Au Sud du Pays de Bray, trois forages ont rencontré un Port¬

landien bien développé : ce sont les puits de Saint-Martin-du-Vivier,

Ferrières-en-Bray et Clères.

Le forage de Saint-Martin-du-Vivier (Douxami, 1909) a traversé

89 m. d’argiles à Ostrea, des grès durs, des argiles gris bleu, et enfin un

calcaire blanc continental.

A Ferrières-en-Bray (P. Pruvost, 1928), où le Portlandien affleure,

le sondage a traversé 55 m. de couches rapportées à cet étage : le Portlan¬

dien moyen sur 15 m. comprend des sables glauconieux à O. catalaunica

et Anomia lœvigata-, le Portlandien inférieur, épais de 40 m.,est constitué

par des marnes grises et des lumachelles.

Dans le forage de Clères (R. Marlière, 1931), le Portlandien, un peu plus

épais, atteint 82 m. 30 de puissance. Le Portlandien supérieur, argileux et

marneux au sommet, est à l’état de grès calcareux à la base (37 m. 30).

Le Portlandien inférieur, épais de 45 m., comprend des argiles bleues sur¬

montant des calcaires et des marnes sableuses à Exogyra oirgula, puis des

marnes grises, des lumachelles, des marnes sableuses et des grès à Exogyra

virgula.

Le forage d’ Amiens (E. Leroux et P. Pruvost, 1935) a montré l’absence

du Portlandien : les sédiments argilo-sableux du Crétacé inférieur (Aptien ?)

reposent directement sur le Kimeridgien.

Dans le forage exécuté à Péronne (Hermary, 1905), on a trouvé

18 m. 40 de grès calcareux à silex phtanites et à nombreux fossiles :

Échinides et Lamellibranches.

Les sondages du département de l’Eure n’ont pas atteint le Portlandien.

Enfin dans l’Est du Bassin de Paris, dans le département de la Marne,

à Gratreuil, en 1934, un forage a rencontré sous le Crétacé inférieur très

puissant des argiles compactes, parfois sableuses, à passages gréseux très

durs, des calcaires gris très compacts et très durs, entrecoupés de bancs

argileux qui sont peut-être l’équivalent des Calcaires du Barrois.

Dans les département de la Seine, de la Seine-et-Oise et du Loiret, aucun

forage n’a encore atteint le Jurassique supérieur.

Le Kimeridgien.

Le Kimeridgien des bordures. — Le type de l’étage, qui précède le

Portlandien, a été pris également en Angleterre, dans la puissante série

STRATIGRAPHIE DU BASSIN DE PARIS

15

argileuse qui traverse l’Angleterre depuis la Manche à Kimeridge jusqu’au

Yorkshire.

Le Kimeridgien comprend deux sous-étages : au sommet le Virgulien,

à la base le Ptérocérien.

Le Virgulien argileux comprend :

Les Argiles et Calcaires inférieurs de la falaise de Moulin-Hubert.

Les Schistes et Calcaires inférieurs de la falaise de Châtillon.

Dans le Boulonnais, l’étage est bien représenté, le Ptérocérien comprend :

Les Sables et Grès de Wirvignes.

Le Calcaire de Brequerecque.

Le Kiméridgien atteint 90 m. dans le Boulonnais.

Dans les Ardennes, le Kimeridgien existe dans le Sud-Est du départe¬

ment ; au Nord, il a été enlevé par érosion et le Crétacé repose sur le

Lusitanien.

Dans la Meuse, la hlaute-Marne (A. Durand, 1932), cet étage débute par

des marnes et des calcaires marneux à chaux hydraulique renfermant :

Pteroceras Oceani, Rasenia cymodoce. La partie supérieure marneuse con¬

tient : Aspidoceras orthoceras, A. lallierianum, puis viennent des calcaires

blancs, tantôt crayeux (Meuse), tantôt marneux (Haute-Marne), à Aspido¬

ceras caletanum, et le sommet est constitué par des calcaires marneux à

Aulacostephanus pseudomutabilis, qui, en Haute-Marne, renferment des

lumachelles à Exogyra virgula.

Le faciès devient plus argileux dans l’Aube, où le Kimeridgien débute

par des argiles bleues (Argiles de Fontaine) et des marnes à Harpagodes ;

le Ptérocérien supérieur montre des argiles et des lumachelles (lumachelles

d’ARRENTiÈREs) à Ammonites, surmontant des calcaires' compacts et des

marnes grises à Ostrea pulligera. Le Virgulien est composé par une alternance

de calcaires marneux, d’argiles et lumachelles, renfermant des Ammonites

caractéristiques : Asp. caletanum à la base, Aulacostephanus Eudoxus, A.

pseudomutabilis au sommet.

Dans l’Yonne, le Kimeridgien est parfaitement connu (Paul Lemoine

et C. Rouyer, 1902 et 1904. On observe au-dessous des calcaires com¬

pacts du Portlandien la succession suivante :

rr Argiles, marnes et lumachelles avec Reineckeia eudoxus, au sommet.

Ç. Id. avec Aspidoceras caletanum.

s. Calcaire marneux.

3. Argiles et lumachelles à Ex. virgula, avec Aspid. orthocera Asp.

Lallierianum.

y. Calcaire compact.

(3. Argiles bleues.

a . Calcaire perforé et calcaire rocailleux.

Le niveau a représente le Ptérocérien ou calcaire à Astartes. étudié

en détails par C. Rouyer (1897). Ces subdivisions se suivent au moins

jusqu’à la vallée de la Loire.

16

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

En Normandie le Kimeridgien, très important, montre une coupe clas¬

sique au cap de la Hève, où seule sa base (Ptérocerien) est représenté par

deux masses de calcaire marneux : le calcaire à Trigonies et le calcaire à

Harpagodes Oceani, séparées par des argiles à ossements de reptiles et de

poissons.

Ces bancs renferment en outre des Ammonites : Rasenia cymodoce,

H olcostephanus Berryeri, et de nombreux Lamellibranches.

Le Yirgulien existe sur la côte normande, entre Bléville et Octeville ;

il est argileux et renferme avec Exogyra virgula, Aspidoceras Lallierianum,

A. Contejeani, et, tout au sommet, les espèces habituelles de la zone à

Aulacostephanus.

Le Kimeridgien occupe le centre de la boutonnière du Bray, il est cons¬

titué par des argiles et des lumachelles à Exogyra virgula.

Le Kimeridgien dans les sondages. — De nombreux sondages ont

rencontré le Kimeridgien.

Aux environs de Rouen, le sondage de Saint-Martin-du-Vivier l’a suivi

sur 137 m. ; il comprend des grès, des argiles très épaisses, et quelques

bancs sableux ou calcaires. A Ferrières-en-Bray, il atteint 170 m. et

montre des argiles noires bitumineuses et des marnes à passages sableux,

renfermant Ex. virgula. Son épaisseur est un peu plus réduite à Clères,

(106 m. 15), où le faciès moins vaseux montre un développement plus

grand de la sédimentation calcaire.

Au Havre (Girardin, 1838), le Kimeridgien décapé comprenait 34 m. de

sédiments argileux et marneux recouvrant le Lusitanien.

Le vieux sondage de Sotteville-lès-Rouen a été poursuivi dans le

Kimeridgien, qui dépasserait 290 m. de puissance (Cléry, 1852-1 853). Plu¬

sieurs forages l’ont atteint, à Rouen. — Au Trait, le forage des Établisse¬

ments Worms a été terminé dans des argiles grises à plaquettes calcaires

qu’on peut rapporter sans hésitation au Kimeridgien, qui affleure d’ail¬

leurs à Villequier.

A Incarville, dans l’Eure (Bigot et Fortin, 1933), les marnes, calcaires

marneux et argiles à Exogyra virgula et Ex. bruntrutana, dont la base est

difficile à distinguer du Lusitanien, atteignent environ 195 m. Le Kime¬

ridgien a été trouvé dans le forage de Breteuil-sur-Iton (G. F. Dollfus,

1911; Martel, 1907).

Dans l’Eure-et-Loir, le forage de Mainvilliers montre 16 m. 50 de cal¬

caires marneux attribués au Kimeridgien par G. F. Dollfus (1914);

cet auteur les a retrouvés à Pontgouin (1929). Le Kimeridgien a égale¬

ment été touché à Courville (G. F. Dollfus, 1911).

Dans la Sarthe, le forage de Bonnétable a percé 130 m. environ de grès

à passages calcaires, d’argiles très épaisses et de calcaires durs, dont la

partie supérieure appartient peut-être au Portlandien, mais dont la plus

grande partie représente le Kimeridgien.

Dans la Somme, à Amiens, le forage des Établissements Cosserat a

STRATIGRAPHIE DU BASSIN DE PARIS

17

percé 39 m. 20 de marnes plus ou moins sableuses alternant avec des

grès et quelques bancs calcaires, fossilifères à E. virgula, Aspidoceras

Lallieri. On est ici près de la limite d’extension du Jurassique supérieur ; car

à Péronne, on ne trouve que 20 m. de couches se répartissant sur le Port-

landien et le Kimeridgien, et à Lucheux (Degousée, 1861), le Crétacé

inférieur repose sur des calcaires oolithiques appartenant au Jurassique

moyen.

Le Kimeridgien réapparaît dans la Meuse, à Bar-le-Duc, où un sondage

exécuté en 1914 (G. F. Dollfus, 1916), partant du Virgulien, a percé 42 m.

de marnes grises ou bleues argileuses, reposant sur le Lusitanien.

Mémoires du Muséum, nouvelle série. — T. XI.

CHAPITRE III

L’ÉTAGE ALBIEN DANS LE BASSIN DE PABIS

Les Sables verts. — L’Argile du Gault. — Subdivisions de l’Albien. — Stratigraphie

de l’Albien du Bassin de Paris. — Massif Ardennais. — Marne et Champagne. —

Aube et Haute-Marne. — Région de Saint-Florentin. — Yonne et Puisaye. —

Nièvre. — Sancerrois. — Limite d’extension de l’Albien dans l’ouest du Bassin de

Paris. — • L’Albien dans l'Eure-et-Loir. — Normandie. — Eure et vallée de la

Seine. — Pays de Caux. — Pays de Bray. — Boulonnais. — Flandre. — L’Albien

sous l’Ile-de-France. — Synclinal de la Seine. — Synclinal de l’Eure. — Extension

des dépôts albiens au delà des affleurements actuels.

L’étage Albien, type à Dienville, sur l’Aube, fut établi en 1842 par

A. d’Orbigny.

L’Albien, formation transgressive, s’est étendu beaucoup plus loin que

les couches du Crétacé inférieur, en débordant sur le Jurassique supérieur

et parfois même sur le Jurassique moyen.

L’Albien comprend généralement deux termes : au sommet V Argile du

Gault, à la base les Sables verts (les grès verts des anciens auteurs)

mais sur les bordures des changements de faciès surviennent et cette dis¬

position peut être parfois modifiée.

Les Sables verts.

Les Sables verts sont quartzeux, à grains subanguleux ou arrondis. On

y trouve des sphérules de glauconie en abondance ; le mica blanc n’y est

pas rare, il est associé à des minéraux lourds et des grains de feldspath

décomposés provenant du démantèlement des massifs anciens qui ont

fourni le matériel détritique. On y trouve aussi des oolithes ferrugineuses,

soit libres, soit à l’état de grès ferrugineux, des cristaux de marcasite

provenant le plus souvent d’une épigénie des fossiles et accessoirement des

cristaux de gypse, dont le radical acide provient de l’oxydation des pyrites.

Le plus souvent les sables sont argileux, leur grosseur est très variable;

parfois ils sont d’une extrême finesse, mais, dans certains gisements, les

ALBIEN DU BASSIN DE PARIS

19

grains atteignent la grosseur d’un pois et constituent de vrais lits de cail¬

lou tis. Généralement teintés en vert parla glauconie, leur couleur varie du

vert foncé au vert d’eau. Quand la glauconie manque ils deviennent blancs

ou gris, s’ils renferment des sels de fer oxydé.

Tant sur leurs affleurements que dans les carottes de sondages, les Sables

verts montrent des bandes alternées de couleur différente, que soulignent

parfois de minces feuillets argileux noirs.

L’Argile du Gault.

C’est une argile téguline noire ou grise, compacte, parfois feuilletée,

mais plus souvent sous forme d’une masse amorphe, bien homogène et très

imperméable. Surtout sur les bordures occidentale et méridionale, elle

renferme des niveaux sableux discontinus. Cette argile est généralement

très fossilifère. Dans certaines régions, elle renferme des nodules de phos¬

phate de chaux en rognons arrondis connus sous le nom de « coquins »,

autrefois exploités comme à Grandpré (Ardennes). Ces nodules phos¬

phatés sont abondants dans la Meuse et les Ardennes (Fuchs et de Launay,

1893) ; on les retrouve, mais en moins grand nombre, dans les petits gise¬

ments du Calvados, de la Seine- Inférieure et de la Côte-d’Or. Ils ne sont

pas rares dans les échantillons de sondage.

Dans l’Aube les nodules phosphatés sont généralement remplacés par

de gros nodules calcaires très fossilifères (Le Gaty, Mesnil-Saint-Père,

Montiérender).

Le Gault est surmonté, dans les Ardennes, par la gaize cénomanienne

à Mortoniceras inflatum, très fossilifère et qu’il est difficile de délimiter

exactement. Il en est de même dans l’Aube, où les marnes de Brienne, très

argileuses à la base, sont difficiles à distinguer du Gault. Dans les nom¬

breux sondages de la région parisienne, les deux formations sont parfois

peu différentes, et, sur quelques mètres, le passage du Yraconnien à

l’Albien est imprécis.

Subdivision de l’Albien.

Ch. Barrois (1874) a distingué dans l’Albien trois zones paléontologiques

qui sont, de bas en haut :

1° Zone à Mortoniceras inflatum.

2° Zone à Hoplites interruptus.

3° Zone à Douvilleiceras mamillatum.

L’étage albien est très fossilifère ; à côté des Céphalopodes (nombreuses

Ammonites, Nautilus, Bélemnites, Hamites), les Lamellibranches et les

Gastéropodes sont représentés par de nombreux genres. Les Crustacés ne

sont pas rares, ni les Annélides ; on connaît quelques Échinides et Encri-

20

P. LEMOINE, B. HUMERY. R. SOYER

nides dans l’Albien de l’Aube et de la Haute-Marne. Les Polypiers, peu

variés, sont représentés en quantité innombrable par T rochocyathus conulus

Les poissons sont assez nombreux ainsi que les végétaux (conifères).

L’Albien du Bassin de Paris comprend : à la base la zone à Hoplites tar-

defurcatus, au centre la zone à Hoplites dentatus, au sommet la zone à

Mortoniceras Hugardianum\\a. sous-zone à Mortoniceras inflatum doit être

rattachée au Vraconnien-Cénomanien avec lequel ses affinités sont plus

accentuées.

Stratigraphie de l’Albien du Bassin de Paris.

Massif Ardennais. L’Albien recouvre l’axe de l’Artois ; à Hardinghem

il repose directement sur le Jurassique, il en est de même dans la région

de Rethel où la base est représentée par 8 à 10 mètres de Sables verts à

Douvilleiceras mamillatum. Le Gault n’est pas représenté et l’Albien

supérieur est constitué par la Gaize de Rethel, formation très spéciale

commune à l’Albien et au Cénomanien où l’on trouve : à la base, Doua,

mamillatum, au centre Mortoniceras inflatum et au sommet Schloenba-

chia varians (espèce typique du Cénomanien).

D’Apremont à Grandpré, l’Albien repose successivement sur le Kime-

ridgien, puis sur le Portlandien. Il comprend :

Au sommet, quelques mètres d’argile noire, téguline, Hoplites interrup-

tus, H. dentatus., H. splendens, pyrites de fer et gypse.

A la base, les Sables verts, épais de 8 à 10 mètres, avec nodules de phos¬

phate de chaux disséminés, à Doua, mamillatum.

A Machéromesnil et à Saulces-Monclin, on rencontre une faune

abondante et variée à l’état de nodules phosphatés, dans les sables de la

base : Desmoceras Beudanti, Hoplites Archiacinus, Hoplites Michelianus,

Hoplites Puzosianus, Hoplites Raulinianus, Sonneratia Dutempleana, Dou-

villeiceras mamillatum.

lnoceramus concentricus, Ostrea arduennensis , etc.

Dans ces deux localités, les argiles du Gault (2 à 15 mètres d’épaisseur)

renferment : Hoplites lautus, Hoplites tuberculatus. Leur épaisseur augmente

vers le sud et atteint déjà 25 mètres aux environs de Sainte-Menehould.

Département de la Marne et bord de la Champagne.

A peu de distance des affleurements albiens plusieurs sondages nous

renseignent sur la constitution de cet étage en profondeur. Le Gault aug¬

mente beaucoup d’épaisseur. A Heiltz-le-Hutier et Domprémy, cette

formation, qui affleure, a été traversée respectivement sur 58 et 77 m. 50

avant d’arriver aux Sables verts aquifères. A Vavray-le-Petit, le Gault

ALBIEN DU BASSIN DE PARIS

21

mesure 82 m. 25; à Vavray-le-Grand, l’ensemble marneux et argileux du

Vraconnien et du Gault représente 163 m.25de couches. A Courdemanges,

on a trouvé 129 m. 93 d’argiles attribuées au Gault par Cornuel.

Les Sables verts sont bien moins épais : 20 mètres au plus. Ils sont de

teinte vert foncé, parfois noirâtres, légèrement argileux à la base et au

sommet, plus gris et plus fins au centre. Ils reposent tantôt sur le Jurassique

supérieur (Portlandien), comme à la Neuville-au-Pont, tantôt sur le

Crétacé inférieur (Barrémien-Néocomien), à Vienne-la-Ville, Grateuil ;

tantôt sur l’Aptien : Vavray-le-Grand, Saint- Jean-devant-Possesse,

etc...

Département de l’Aube et de la Haute-Marne.

L’Albien de la Haute-Marne est classique (Tombeck 1875).

Sur un lit aptien de sable blanc à Ostrea aquila repose une couche de

sable vert qui contient, à Narcy, des bois fossiles perforés par les Pholades,

et à Robert-Magnil, un lit de nodules phosphatés.

Le Gault recouvre les Sables Verts ; il est représenté par 20 à 30 mètres

d’argile très plastique où s’intercalent parfois des lits calcaires. Les fossiles

sont très abondants et comprennent les espèces de la zone à Hoplites tar-

defurcatus.

Cette argile est recouverte par un nouveau lit de sable de 1 à 2 mètres

d’épaisseur supportant une masse d’environ 15 mètres d’argile du Gault,

grise, plastique, exploitée autrefois à la Tuilerie de Montierender et ren¬

fermant une faune différente de la lre couche argileuse : Hoplites splendens,

H. auritus, Hamites rotundus, T urrilites catenatus. Parfois un conglomérat

ferrugineux contenant des fossiles remaniés de tous les niveaux albiens

s’intercale entre le sommet du Gault et les couches vraconniennes qui le

surmontent.

Dans l’Aube, l’Albien étudié par Leymerie (1841-42) atteint une très

grande épaisseur : environ 100 mètres. A la base les Sables verts ont une

épaisseur réduite à une dizaine de mètres, tandis que le Gault atteint

90 mètres. Mais la présence de Mortoniceras inflatum dans les couches

supérieures semble indiquer qu’une partie des argiles est située dans les

niveaux formant la transition entre l’Albien et le Vraconnien typiques

(couches de Larrivour et de la Goguette).

Les Sables verts sont bien visibles près de Montiéramey. Ils sont com¬

pacts, verts, très glauconieux. Leur sommet montre sur 4 mètres des sables

fins, maigres, et leur base comprend 5 mètres de sables argileux vert foncé,

reposant sur des argiles noires feuilletées. Le Gault, encore exploité dans

quelques tuileries de la région de Lusigny, est visible dans les localités

classiques de Mesnil-Saint-Père, Gérodot, le Gaty, Maurepaire, etc.

Dans le gisement célèbre du Gaty, où les argiles sont très fossilifères, un

niveau argileux gris jaunâtre, atteignant 3 m. de hauteur, altéré en surface,

22

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

renferme un banc de septaria calcaires bourrés de fossiles et de grandes

ammonites : Hoplites interruptus, Douv. mamillatum. Sous cette couche

viennent des argiles noirâtres à fossiles pyriteux, visibles sur 6 mètres

environ mais dont l’épaisseur dépasse 35 mètres (Barrois, 1875).

Cette disposition, encore visible dans les exploitations du Mesnil-Saint-

Père, rappelle la coupe du terrier de Courcelles, donnée par Leymerie :

Terre jaune avec un peu de gravier . 2 m.

Argile téguline grise . 7 m. à 8 m.

Cordon de rognons calcaires marneux à Ammonites

et Inocerames . Mémoire

Argile bleuâtre . sur 6 m.

Le Gault de l’Aube renferme une très belle faune.

Au Mesnil-Saint-Père, l’un de nous (R. Soyer) a observé dans les

couches argileuses grises à Ammonites un niveau bien constant à Échinides

Quelques épisodes gréseux

ont été signalés dans les

Sables verts, notamment à

Ervy et à Montiéramey.

Région

de Saint-Florentin.

Sur la rive gauche de la

Seine, surtout près du village de Saint-Florentin, l’Albien présente une

succession complètement différente (Cotteau, Ebray, Hebert, Barrois et

Lambert).

La série albienne débute par les Sables verts inférieurs reconnus sur 2

à 3 mètres, recouverts par Y Argile noire inférieure des Dr liions, d’environ

15 mètres d’épaisseur, renfermant Douvilleiceras mamillatum, espèce com¬

mune à la base de l’Albien. Puis viennent les Sables et Grès glauconieux

à nodules de chaux phosphatée et nombreux fossiles où aborde Desmoceras

Beudanti et qui atteignent 10 mètres. Au-dessus vient une nouvelle couche

argileuse : Y Argile noire supérieure des Drillons, à Hoplites interruptus,

épaisse de 8 mètres, qui supporte la puissante assise des Grès et Sables de

Frécambault, qui atteignent 30 mètres ; on y rencontre: Opis Hugardiana

d’Orb.. Inoceramus Salomonis d’Orb., Ostrea arduennensis. Ils sont recou¬

verts par une argile bleuâtre à Epiaster Ricordeanus, Hoplites interruptus,

Inoceramus concentricus, épaisse de 5 à 12 mètres. Au-dessus viennent les

marnes vraconniennes à Morloniceras inflatum recouvertes par la Craie.

La série de Saint-Florentin se modifie encore plus au Sud.

dont le test est complètement éciasé.

Terre végétale jaune argileuse

2 à 8m. Marne argileuse jaunâtre feuilletée

é Nucula pectinata septaria

Argile gris foncé à Ammonites etpélécypodes

Niveau à echinides

jâûr 3m. Argile noire à grandes Ammonites

COUPE DE LA TUILERIE OU MESNIL-ST-PERE

Fig. 1. — Coupe du Gault du Mesnil-Saint-Père.

ALBIEN DU BASSIN DE PARIS

23

Yonne et Puisaye.

Les Sables verts inférieurs de Saint-Florentin se poursuivent sur la

même épaisseur à travers la Puisaye jusqu’à la Loire. Ils sont surmontés

par des argiles peu fossilifères, environ 30 mètres, qui semblent constituées

par la réunion de deux couches d’argile noire des Drillons, les sables et

grès glauconieux observés aux Drillons n’étant peut-être qu’une lentille

très localisée.

Une puissante série sableuse : Les Sables de la Puisaye recouvrent les

argiles noires du Gault, ils atteignent leur maximum d’épaisseur vers

Saint-Sauveur-en-Puisaye : 100 à 150 mètres; à Seignelay ils n’ont que

50 mètres, et à Neuvy, dans la Nièvre, leur épaisseur se réduit à 40 mètres.

L’argile supérieure à Epiaster Ricordeanus ne semble pas s’étendre au

delà de Seignelay, car à Chassy elle est remplacée par un grès tendre

argilo-sableux, fossilifère, à Morloniceras inflatum, Pecten laminosus, Area

carinata, offrant beaucoup d’analogie avec la gaize de l’Argonne.

Nièvre.

La base de l’Albien comprend des sables glauconieux passant parfois

à des grès verts fossilifères avec : Hoplites interruptus, Dow. mamillatum ,

renfermant en outre une très belle faune de Lamellibranches et Gastropodes,

en particulier ùSaint-Satur et à Sancerre (Paul Combes, 1914). Au-des¬

sus, une masse d’argile noire ou gris bleuâtre de 30 mètres ( Argiles de

Myennes), a nodules ferrugineux, renferme de nombreux fossiles (de Loriol,

1882) et peut être considérée comme l’équivalent du Gault. Les Sables

de Puisaye, surmontant les Argiles de Myennes, sont très fins, et sans fossiles.

Leur sommet contient un conglomérat phosphaté très fossilifère : Mortoni-

ceras inflatum, Hoplites interruptus, H. splendens, H. auritus, Dow. mamil-

lare, faune très mélangée renfermant toutes les espèces caractéristiques de

l’Albien associées à des espèces vraconniennes.

Sancerrois.

La série albienne ressemble à celle de la Nièvre. Elle comprend à la base

les Sables verts inférieurs, surmontés par des argiles micacées (analogues

aux argiles de Myennes), épaisses de 30 mètres à Sancerre. Puis viennent

les sables ferrugineux (40 mètres). Des graviers et des argiles glauconieuses

à Mort, inflatum couronnent cette succession.

24

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

Limite d’extension de l’Albien dans l’ouest du Bassin de Paris.

L’Albien diminue beaucoup de puissance dans l’ouest du département

du Cher, et après Bourges, il s’enfonce bientôt sous les sédiments du Cré¬

tacé supérieur. Les sondages de Chatres-sur-Cher et de Romorantin ont

retrouvé l’Argile noire du Gault.

Plus à l’Ouest, l’Albien disparaît rapidement-, il n’existe plus sous l’Indre-

et-Loire où, sur les nombreux forages dans les Sables du Perche, plusieurs

ont touché le substratum jurassique (Lecointre, 1933). Dans le Loir-et-Cher

la limite souterraine de l’Albien traverse le département en écharpe ; elle

passe entre Blois et Herbault, où un forage a rencontré le Jurassique

sous le Cénomanien, puis à l’ouest de Vendôme, où les deux puits qui ali¬

mentent une partie de la ville ont traversé des argiles micacées alternant

avec des grès certainement albiens. La lisière albienne ne s’étend pas

jusqu’à Saint-Calais, ni au Luart, elle passe entre Nogent-le-Rotrou et

Mortagne, épouse à peu près la limite des départements de l’Orne, de

l’Eure et du Calvados, s’infléchit à l’Ouest, vers Lisieux et aboutit au lit¬

toral de la Manche aux environs de Villerville.

L’Albien dans l’Eure-et-Loir.

Dans le sous-sol du département d’Eure-et-Loir l’Albien présente une

succession très irrégulière.

A Mainvilliers, près de Chartres, le forage communal (G. F. Dollfus

(1914, p. 136) a rencontré, sous un Cénomanien épais et quelques mètres

de marnes et argiles vraconniennes, 24 mètres de sables gris, fins, pyriteux,

à Ostrea arduennensis, surmontant des argiles noires et verdâtres, alterna¬

tivement compactes et sableuses, fossilifères, parfois micacées. Sauf un

passage de sables glauconifères de 2 m. 50, rien dans la base de cette série

albienne ne représente les Sables verts qui n’existent certainement pas ici

car l’ouvrage a été arrêté dans le Ivimeridgien, que l’on a suivi sur 16 m. 50.

Une disposition analogue a été observée dans les deux forages de Brou :

dans le puits de l’Hôtel-de-Ville, le sommet de l’Albien est constitué par

9 m. 80 de sables gris, fossilifères, surmontant 25 m. d’argile noire et grise

compacte avec cailloux de quartz. Mais à la base on a rencontré sur 5 m.

un sable glauconifère verdâtre ; dans le forage voisin de la Cochardière,

les sables supérieurs (7 m. 30 à Hoplites sarthasensis) recouvrent une

argile grise, plastique, à galets de quartz puissants de 25 m. 50. Le sable gris

de la base n’a été entamé que sur 1 mètre.

Un peu plus au Sud, à Chateaudun, les sables supérieurs omTdisparu,

les argiles noires qui représentent probablement le Gault atteignent 32 mètres

d’épaisseur ; les Sables verts sous-jacents ont été reconnus sur 23 mètres.

ALBIEN DU BASSIN DE PARIS

25

A Courville, à l’ouest de Mainvilliers, l’Albien, dont l’épaisseur se

réduit à 29 m. 30, est presque exclusivement argileux : la base seule montre

un lit de 2 m. 70 de sable graveleux reposant directement sur le Kimeridgien.

A Pontgouin, on retrouve un faciès analogue avec 31 m. 60 d’argile,

où s’intercalent des grès gris, et surmontant le Kimeridgien.

Normandie.

L’Albien n’est pas connu dans le département de l’Orne où la craie glau-

conieuse repose directement sur le Jurassique.

Dans le Calvados on connaît quelques lambeaux d’Albien. A Saint-

Martin-de-la-Lieue (A. Bigot, 1895) la coupe est la suivante :

Cénomanien . sur 1 m. 50

a) Argile grasse, gris foncé . 0 m. 25

b) Grès grossier brun, à galets, bois fossile . 0 m. 20

Hoplites interruptus, H. dentatus, Pecten orbicularis, etc.

c) Sable blanc micacé . 3 m. 25

A Glos la coupe est analogue.

A Villerville, A. Bigot (1907) a signalé la présence de Douvilleiceras

mamillatum dans les éboulis de la falaise, à l’est de la localité.

A Lisieux, dans les fondations de la Basilique Sainte-Thérèse (A. Bigot,

1933), on a rencontré, sur les sables de Glos, appartenant au Jurassique

moyen 6 m. d’argiles noires compactes avec concrétions phosphatées et

petits galets de quartz roulés, attribués au Gault, et surmontés par 2 m.

de glauconie vert foncé à galets de quartz.

A Trouville et Honfleur, l’Albien, très réduit, repose sur le Juras¬

sique moyen.

De l’autre côté de l’estuaire de la Seine, au Cap de la Hève, l’Aptien,

représenté par un banc de graviers à Exogyra aquila, supporte des argiles

sableuses et glauconieuses à nodules phosphatés renfermant : Hoplites

auritus, Morton, inflation et Inoceramus sulcatus, correspondant à un

Albien passant au Vraconnien et recouvert par des argiles micacées à

faune cénomanienne typique : Schloenbachia varions, Holaster suborbicularis.

Les couches albiennes ont une épaisseur très faible et l’on atteint ici leur

limite d’extension.

Département de l’Eure et vallée de la Seine.

B n’existe pour ainsi dire plus d’affleurement dans le département de

l’Eure où l’Albien s’enfonce rapidement dans la direction de l’Ile-de-France.

26

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

On relève seulement quelques traces de l’Albien, très près de l’estuaire

de la Seine. Le forage de Manneville-sur-Risle, près du confluent de la

Risle et de la Seine, a rencontré 10 m. d’argile noire micacée qu’on attribue

à la gaize et au Gault. Un peu plus au Sud, à Pont-Audemer, on a trouvé

sous les alluvions modernes 8 m. 80 de Sables verts albiens recouvrant

le Kimeridgien.

Dans l’ouest de l’Eure, le puits de la Trinité-de-Réville, situé cepen¬

dant à peu de distance de la limite actuelle de l’Albien, présente une série

bien normale avec 7 m. 55 de Gault et 26 m. 45 de Sables verts, ce qui

contraste avec les deux forages de Rreteuil-sur-Iton, où le Gault n’est

plus argileux, mais se présente sous forme de grès et de sable épais de 9 m.

recouvrant les Sables verts (10 m.) et reposant sur les argiles du Kime¬

ridgien. A Gauciel, près d’Évreux, le Gault présente 9 m. 50 d’argile noire

superposée aux Sables verts suivis sur 10 m. 40.

A Incarville, dans un compartiment effondré et bordé par trois failles,

le Gault aurait 9 m. 90 de puissance et les Sables verts 17 m. 80. Le puits

de Pont-de-l’Arche présente de nouveau une anomalie : la coupe géolo¬

gique ne mentionne pas de Gault ; les Sables verts y ont été reconnus sur

27 mètres.

Les forages des Andelys, Pressagny-l’Orgueilleux, le Neubourg

montrent la disposition habituelle des couches albiennes. A Vernon, le

Gault (13 m.) recouvre les Sables verts (plus de 20 m. d’épaisseur). Il

faut noter l’amincissement rapide du Gault dans cette région car à

Saint-Marcel, proche de Vernon, le Gault n’a plus que 9 m. 35, au-des¬

sus des sables à Desmoceras Beudanti, Hoplites auritus.

A Elbeuf, on ne retrouve plus de Gault, mais il existe sous le Vra-

connien, 9 m. de couches mixtes sablo-argileuses et aquifères ; ce faciès se

retrouve dans la région de Rouen : à Eauplet, Rois-Guillaume, Fon-

taine-sous-Préaux.

Au sud-est de Rouen le Gault se superpose aux Sables verts. A Petit-

Quevilly, à quelques kilomètres de Sotteville, on rencontre 16 m. 50

d’argile noire reposant sur les Sables verts, percés sur 17 m. 66. A Grand-

Quevilly, le Gault atteint 19 m. 40. Au Trait, localité plus proche des

affleurements, le Gault est réduit à 7 m. 85 et les Sables verts n’ont plus

que 6 m. 55, ils recouvrent le Crétacé inférieur.

Pays de Caux.

L’allure de l’Albien, en Pays de Caux, est bien connue depuis les travaux

de P. Lemoine (1914), G. F. Dollfus (1929), R. Fu-ron (1934). Le Gault atteint

15 à 25 m. d’épaisseur et les Sables verts sont de plus en plus dévelop¬

pés vers le Nord et le Nord-Est ;les deux grandes failles de Lillebonne et

de Villequier déterminent des compartiments très dissymétriques et

jouent un rôle hydrologique très important.

ALBIEN DU BASSIN DE PARIS

27

Pays de Bray.

Il existe au nord et au sud du Pays de Bray des affleurements de répar¬

tition et de stratigraphie très variables : alors qu’au sud ils affleurent sur

une grande largeur, sans solution de continuité, ils ont sur le flanc nord

une surface très réduite et leur continuité est interrompue par le jeu des

failles et des décrochements qui affectent l’anticlinal.

Sous la gaize vraconnienne repose le Gault, argileux, noir et plastique,

qui atteint 35 m. 50 d’épaisseur à Avesnes-en-Bray, surmontant 27 m.

de sables verts ou gris, parfois ferrugineux, à nodules, et comprenant des

intercalations d’argile. A cet endroit l’Albien repose sur les Sables barré-

miens.

Au Coudray-Saint-Germer (Abrard, 1936), les argiles noires du Gault,

épaisses de 33 m. 50, recouvrent des Sables verts importants dépassant

36 m. d’épaisseur. Plus au Sud, à Auteuil, l’épaisseur du Gault aug¬

mente jusqu’à atteindre 50 m. environ ; par contre les Sables verts n’ont

plus qu’une vingtaine de mètres. A Beauvais, le Gault, encore plus

puissant, atteindrait 62 m. 50 ; l’épaisseur des Sables verts est inconnue,

mais ils ont été suivis sur 7 m. 50.

Dans le Nord du Bray, même phénomène. Le Gault s’épaissit aux

dépens des Sables verts. Dans la région de Sommery, le faciès argileux

envahit même tout l’étage, les Sables verts albiens et barrémiens dispa¬

raissent, si bien que le Gault repose directement sur les argiles et sables

du Néocomien.

Région entre le Bassin de Paris et le Boulonnais.

L’Albien est extrêmement réduit àMERLiMONT (Gault 4 m. 70) à Paris-

Plage (Gault 12 m. ; Sables verts 12 m.), à Lucheux (Gault 2 m. 50;

Sables verts 10 m. à La Capelle (pas de Gault; Sables verts 12 m.)

Doullens (2 m. 50). — Il semble qu’une ligne allant à Merlimont à

Guise marque une zone où l’Albien est extrêmement réduit, une zone

anticlinale qui sépare nettement le Bassin de Paris du Boulonnais (Paul

Lemoine, 1910).

Boulonnais.

L’Albien réapparaît dans le Boulonnais aux environs de Saint-Omer

et Boulogne, selon la coupe suivante, sous le tourtia cénomanien :

a) Argiles bleues à Martoniceras inflatum, S. varicosa, Inoc. sulcatus,

Pecten Raulini, atteignant 10 m. d’épaisseur et représentant la gaize céno¬

manienne.

b) Argiles bleues tégulines à Hoplites interruptus, H. lautus, Inoceramus

concentricus, exact équivalent du Gault, qui ont : 25 m. à Wissant, et 10 m.

28

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

dans le sud du Boulonnais. La base renferme un lit de nodules phosphatés.

Dans le pays de Licques elles passent à des argiles grises à H. interruptus,

Nucula pectinata.

c) Sables verts glauconieux, assez grossiers, à stratification souvent

entrecroisée, parfois consolidée en grès calcareux (Wissant), riches en

nodules phosphatés à Doue, mamillatum, Desmoceras Beudanti. Ils ont 10 m.

de hauteur environ et reposent tantôt sur l’Aptien, tantôt sur le Wealdien.

A Wissant, les Sables verts reposent sur l’Aptien, qui se présente sous

forme de sables également verts et d’argiles glauconieuses à Ostren Leyme-

riei, Exogyra aquila, Trigonia aaliformis.

L’Albien recouvrait autrefois tout le plateau du Cap Gris-Nez, comme

l’attestent des lambeaux de Gault représentés par des bancs de silex et de

cailloux siliceux, plats, de couleur brune, disloqués, reposant à Fram-

zelle, au Cren-aux-Œufs, sur les sables portlandiens. Ces silex ren¬

ferment : Pecten laminosus, P. elongatus, Inoceramus concentricus, quelques

Foraminifères et des spiculés de Spongiaires (M. Parent, 1899).

Flandre.

Le Boulonnais et l’Ardenne communiquaient autrefois par la Flandre,

mais l’érosion a enlevé les dépôts albiens dont il ne reste plus que quelques

témoins isolés rencontrés dans les puits de certains charbonnages.

A l’ouest de Loos-en-Gohelle, un puits de mine a montré sous le

Tourtia cénomanien, des sables blancs quartzeux, épais de 0 m. 50 à 3 m.

et très fossilifères : Hoplites interruptus, Alectryonia milletiana, Exogyra

Rauliniana (M. Leriche, 1907).

Ch. Barrois (1913) a étudié les sondages faits entre Douai et Arras pour

délimiter l’extension nord du Bassin houiller. Dans plusieurs d’entre eux,

il a rencontré des couches albiennes. A Rœux, des argiles noires pyriteuses

avec lignites, de 3 m. d’épaisseur, subordonnées au Tourtia, correspondent

aux sables à lignites de Saint-Waast-lez-Bavai attribués à l’Albien par

Ladrière. A la briqueterie de Gavrelle, sous le Tourtia, 3 m. 75 d’argiles

grises sont l’équivalent probable du Gault.

Plus à l’Est, l’Albien disparaît en même temps que les terrains secon¬

daires, et communique avec l’Albien des Ardennes par le sud des départe¬

ments du Pas-de-Calais et du Nord.

L’Albien sous l’Ile-de-France.

L’Albien du centre du Bassin de Paris nous est devenu familier depuis

quelques années grâce aux nombreux sondages pratiqués dans les départe¬

ments de la Seine, de la Seine-et-Oise, l’Eure et l’Oise. Dans tous les son¬

dages le Gault a été rencontré, mais sur une épaisseur variant de 20 à

ALBIEN DU BASSIN DE PARIS

29

55 m. Certains auteurs ont indiqué des épaisseurs inférieures à 10 m. ; sans

doute parce qu’il est souvent difficile de séparer les argiles et marnes argi¬

leuses du Vraconnien (Zone à Morton, inflatum) du Gault proprement

dit. (Voir plus loin le tableau des épaisseurs.)

Sous le Gault, se succèdent des sables gréseux, des argiles noires ou grises,

des sables argileux, des argiles sableuses, parfois même des conglomérats

et des grès durs.

Sur vingt forages exécutés dans le département de la Seine, dix ont

traversé complètement les formations albiennes : Épinay-sur-Seine, Ivry-

sur-Seine, La Plaine-Saint-Denis, Pantin (trois puits), Paris (place

Hébert), Paris (la Butte-aux-Cailles), Villemomble, Villeneuve-la-

Garenne.

En Seine-et-Oise, sur vingt et un puits forés, six ont touché l’Aptien :

Achères, Aulnay-sous-Bois, Bougival, Orgerus, Orsay, Poissy.

Quelques autres puits ont pénétré profondément dans l’Albien mais se

sont arrêtés à quelques mètres au-dessus de la base de la formation. Dans

la Seine : à Charenton, Nanterre, Paris (Blomet), Paris (Baffinerie

Say). Dans la Seine-et-Oise : à Bonnières-sur-Seine, L’Isle-Adam, Noisy-

le-Grand, Versailles-Chèvreloup, Viry-Chatillon.

Les forages les plus orientaux de la région parisienne sont ceux d’AuL-

nay-sous-Bois, Villemomble, Noisy-le-Grand, pour le synclinal de la

Seine et de Viry-Chatillon pour le synclinal de l’Eure.

En Seine-et-Marne il n’existe aucun sondage profond ; le raccordement

de ces forages avec les affleurements albiens de la Marne et de l’Aube ne

peut donc être tenté qu’avec prudence.

Synclinal de la Seine.

Vers l’Est, sous le Gault, des sables parfois argileux atteignent 19 m. 83

à Aulnay, 42 m. 96 à Villemomble, 28 m. 52 à Noisy-le-Grand. Ils

recouvrent une série argileuse qui atteint respectivement : 12 m. 27,

21 m. 11 et 19 m. Cependant, le puits de Noisy-le-Grand n’a pas percé

entièrement cette argile dont l’épaisseur semble comparable à celle qu’elle

atteint à Villemomble.

Au-dessous, on retrouve une alternance de sables tantôt purs, tantôt

barrés de lits argileux reconnus sur : 37 m. 24 à Aulnay, 17 m. 40 à Ville¬

momble et reposant sur les argiles aptiennes.

A Pantin, la même disposition se retrouve dans les forages de la Compa¬

gnie Générale des Eaux et de la Blanchisserie Leduc :

Gle des Eaux

Sables verts et barres argileuses . 34 m. 31

Argile noire intercalaire . 14 m. 95

Sables verts, barres argileuses . 6 m. 50

Blanchisserie

34 m. 48

17 m. 20

15 m. 95

30

P. LEMOINE, H. HUMERY, R. SOYER

Par contre, dans le forage profond de la Compagnie de l’Est, dont il

n’existe qu’une coupe très succincte, il n’y aurait pas d’argile intercalaire,

mais seulement 14 m. de sables argileux au-dessus de 44 m. de sables purs.

A Ivry, Charenton, Paris (Raffinerie Say), la disposition est analogue.

A Ivry, sous le Gault viennent 23 m. 13 de sables verts aquifères, puis

14 m. 14 d’argiles diverses et 35 m. 60 de sables verts plus ou moins argi¬

leux. Le détail des couches du puits de Charenton n’est pas connu,

mais le sondeur a mentionné sur la coupe géologique : « Sables, argiles

noires, sables sur 44 m. 39 ». A Paris (Raffinerie Say), sous 24 m. 10 de

sables viennent 14 m. 30 de sables très argileux qui semblent l’équivalent

latéral des argiles intercalcaires et qui recouvrent des sables verts, parfois

argileux, avec bancs de grès forés sur 24 mètres.

Dans la fosse de Saint-Denis, on observe la même disposition dans les

trois grands sondages de la Plaine-Saint-Denis, Villeneuve-la-Garenne

et Épinay, mais la base argileuse renferme parfois un conglomérat, des gra¬

viers quartzeux et des lignites (Épinay).

La Plaine- Villeneuve- Ëpinay-

Saint-Denis la-Garenne sur-Seine

Sables verts . 28 m. 33 31 m. 68 28 m. 63

Argile intercalaire . 13 m. 60 12 m. 63 23 m. 62

Sables . 16 m. 44 18 m. 56 10 m. 96

Argile de base . 1 m. 76 3 m. 96 2 m. 50

Le puits de I’Isle-Adam, isolé dans le nord du synclinal, donne une suc¬

cession différente ; les sables supérieurs se réduisent et le faciès argileux

prédomine dans la coupe qui présente de haut en bas :

a) Sables verts fins . 7 m. 15

b) Argile noire, graviers et conglomérat remaniés . ... 17 m. 05

c) Sables, graviers et cailloutis . 3 m. 80

d) Argile noire compacte . 14 m. 25

e) Sables verts . 10 m. 45

/) Argile de base . sur 7 m. 30

Cette disposition détermine trois zones aquifères que l’on retrouve à

Paris dans les sondages placés en position anticlinale de la Butte-aux-

Cailles et de la rue Blomet.

Coupe du forage de la Butte-aux-Cailles :

Sables gris et verts argileux . 13 m. 15 1er niveau aquifère.

Argile noire et pyrite. .. . . 2 m. 00

Sable vert, blanc, conglomérat et galets . 8 m. 61 2e niveau aquifère.

ALBIEN DU BASSIN DE PARIS

31

Argiles noires compactes à Hoplites den-

tatus, Area, Nucula . 11 m. 72

Sables verts et gris avec feuillets argi¬

leux . 24 m. 97 3e niveau aquifère.

Marne argileuse blanchâtre avec gros

graviers . 4 m. 26

A Nanterre, les sables supérieurs atteignent 13 m. 50 ; ils recouvrent

l’argile intercalaire, de 10 m. 50 de puissance, reposant sur 7 m. de sables

aquifères ; l’argile de base a été reconnue sur 11 m. A AcHÈRES,les sables

supérieurs ont 18 m. 89 ; mais leur base, très argileuse, semble être le pas¬

sage latéral des argiles médianes qui n’ont ici que 2 m. 40 d’épaisseur. Les

sables subordonnés atteignent 20 tn. 67 et l’argile de base a été percée sur

I m. 55.

Dans les forages de Maisons-Laffitte, qui n’ont pas percé profondé¬

ment les Sables verts, on a reconnu des alternances de Sables verts, de con¬

glomérats fossilifères à Hoplites dentatus, Cardium, Nucula, Turbo, d’ar¬

giles à lignites et à pyrites, attestant déjà un régime plus littoral.

Plus à l’Ouest, les forages de Poissy et de Bougival présentent des

coupes bien différentes. A Poissy les Sables verts bien développés

atteignent 66 m. d’épaisseur. Les sables culminants n’ont que 4 m. 96; les

argiles noires feuilletées, subordonnées, atteignent 20 m. 13 ; un 2e niveau

sableux, de 18 m. 91, recouvre de nouveau des argiles puissantes de

II m. 59 ; enfin la base de la série représente également 11 m. 59 de sables

alternant avec des niveaux argilo-sableux. Dans le puits de Bougival

l’étage, réduit à 35 m. 75, présente au sommet des sables d’aspect très

littoral, grossiers, avec silex, pyrites et lignites, avec bancs de grès roux

ferrugineux. Les argiles intercalaires n’ont plus que 7 m. 50 d’épaisseur.

Elles recouvrent une nouvelle série de grès ferrugineux, avec pyrites et fos¬

siles, de 5 m. 50 environ. La base de l’Albien est constituée par une alter¬

nance de grès et d’argile noire, pyriteux, épais de 7 m. environ. A Bon-

nières-sur-Seine la disposition est similaire, la base de l’Albien renferme

des conglomérats, des gros graviers et des pyrites.

Sur l’anticlinal de Beynes où a été foré le puits de Versailles-Chè-

vreloup, la coupe de l’Albien est la suivante :

Argiles du Gault . 26 m. 70

a) Sables verts, argile noire, graviers, grès

fossilifère ( Douvilleiceras mamillatum,

Hoplites dentatus) . 17 m. 80

b) Grès durs compacts, ferrugineux . 12 m. 00

c) Argile noire feuilletée, pyrites . 7 m. 00

d) Sables et grès ferrugineux . 2 m. 00

e) Argile noire feuilletée . 3 m. 50

/) Grès jaune compact . 1 m. 00

32

P. LEMOINE, B. HUMERY, R. SOYER

Synclinal de l’Eure.

Dans le synclinal de l’Eure, très profond dans la fosse sud-parisienne,

trois forages montrent une succession de dépôts différant bien nettement

de celle du synclinal de la Seine.

A Viry-Chatillon, c’est un ensemble de Sables gris, verts et bruns

coupés de deux lits argileux minces de 1 m. 80 et 1 m. 20. A Orsay, les

Sables verts prédominent, ils sont argileux dans la partie moyenne de la

série, où deux barres argileuses s’intercalent également. Le banc supérieur

atteint 3 m. 25, le banc inférieur n’a que 0 m. 85. A Orgerus, où l’Albien

se réduit beaucoup, les sables supérieurs sont représentés par 11 m. 90 de

sable argileux, de sables verts et de bancs de grès; un lit d’argile brune,

de 0 m. 90, recouvre un petit banc de sable vert de 0 m. 40. L’Aptien existe

sous ce complexe.

En résumé, dans la région parisienne l’Albien comprend au sommet :

l’Argile du Gault, très constante et de grande épaisseur (jusqu’à 55 m.).

Les Sables verts sous-jacents sont séparés ici en deux séries par l’inter¬

calation d’une couche d’argile noire, très puissante à l’est de Paris et dans

la fosse profonde de Saint-Denis. Dans l’ouest et sur le flanc de l’axe de

Meudon, un deuxième banc argileux apparaît sous l’argile intercalaire, qui

détermine trois zones sableuses aquifères. Une argile de base avec galets se

montre dans la fosse de Saint-Denis. A l’Ouest de Paris apparaissent des

grès ferrugineux, des conglomérats pyriteux, qui augmentent d’épaisseur

en se rapprochant de l’axe de Beynes, et le faciès gréseux envahit presque

toute la série sur l’anticlinal même.

Dans l’anticlinal de I’Eure, le faciès sableux prédomine ; les argiles

d’épaisseur faible n’ont plus qu’un rôle stratigraphique secondaire. La pré¬

sence des genres : Douoilleiceras mamillatum, Hoplites auritus dans les

sables supérieurs, d’ Hoplites dentatus dans les argiles intercalaires permet

d’attribuer à la zone 2 de l’Albien les couches subordonnées au Gault dans

la région parisienne.

Extension des dépôts albiens au delà des affleurements actuels.

Les dépôts albiens ont un caractère transgressif bien net. Dans le nord-

est du Bassin, les Sables verts se sont déposés sur le Jurassique supérieur

et moyen sans interposition de crétacé inférieur.

Sur la bordure nord-ouest du Morvan, de nombreux grès isolés, proba¬

blement albiens, recouvrent les plateaux jurassiques aux environs de Cour-

son, Coulanges, Chatel-Censoir et Vézelay.

On a vu qu’en Normandie les dépôts albiens reposent en transgression

sur les sédiments lusitaniens du Calvados et que des lambeaux isolés

ALBIEN DU BASSIN DE PARIS

33

de sables et d’argiles à lignites recouvrent, dans le sous-sol de la Flandre,

les assises dévoniennes. L’Albien s’étendait autrefois beaucoup plus loin

que les affleurements actuels et dépassait les limites du Bassin parisien.

Dans les fosses prof ondes du Bassin de Paris, sous l’action delà subsidence,

cet étage peut atteindre une puissance supérieure à 100 mètres.

Mémoires du Muséum, nouvelle série. — T. XI.

3

CHAPITRE IV

LA SUBSIDENCE DANS LE BASSIN DE PABIS

Crétacé supérieur. — La subsidence cénomanienne. — Synclinal de la Seine. —

Synclinal de l’Eure. — Axe du Bray. — La subsidence au Gault. — L’épaisseur

des Sables verts. — La subsidence au Crétacé inférieur. — Contact des étages

au Crétacé inférieur. — Conclusions.

Les sédiments qui forment la couche externe de l’écorce terrestre ont été

déposés tantôt dans des fosses marines profondes, tantôt dans des zones

de faible profondeur où la mer pouvait céder facilement la place aux conti¬

nents sous l’action des mouvements épéirogéniques. On a donné aux pre¬

miers le nom de géosynclinaux, aux seconds celui d’aires continentales. Dans

les géosynclinaux la sédimentation s’est continuée pendant de longues

périodes sous des épaisseurs parfois considérables (États-Unis, Géosynclinal

alpin, Aurès).Surles aires continentales, au contraire, aux sédiments marins

se substituent des dépôts continentaux, lagunaires ou lacustres, constitués

sous une couche d’eau très faible. Le Bassin de Paris offre toutes les carac¬

téristiques d’une aire continentale ; les dépôts marins du Crétacé y atteignent

une épaisseur notable. Dans le Bassin parisien, le fond de la mer n’était sans

doute pas à plus de 100 m. au Crétacé supérieur, et ne dépassait certaine¬

ment pas 10 à 15 m. pendant la période nummulitique. L’existence de

lignites, de faunes littorales au Crétacé moyen et inférieur, indiquent un

faciès littoral. Comme l’Albien à lui seul dépasse 100 m. d’épaisseur, on est

obligé d’admettre que le fond de la mer s’enfonçait en même temps que se

déposaient de nouveaux sédiments. Ce phénomène a été étudié par M. P.

Pruvost (1930) qui lui a attribué un vieux nom français : la Subsidence.

P. Pruvost a démontré que la subsidence admise par tous les géologues

pour les géosynclinaux, intervenait aussi pour les aires continentales,

aussi bien dans les fonds lagunaires et lacustres que dans les fonds marins.

L’affaissement marque parfois des temps d’arrêt auxquels correspondent

des lacunes dans la sédimentation et des différences d’épaisseur se mani¬

festent dans le même dépôt; il existe des zones de maximum d’affaisse-

SUBSIDENCE DU BASSIN DE PARIS

35

ment qui constituent des aires critiques. Il en existe plusieurs exemples

dans le Bassin parisien.

Nous examinerons tout d’abord la valeur de la subsidence au Crétacé

supérieur.

Crétacé supérieur.

On a indiqué que celui-ci n’est pas au complet dans le Bassin de Paris ;

le Sénonien supérieur (Maestrichtien?) n’y est représenté que par ses couches

de base, et les équivalents de la série de Maestricht sont très douteux et

très incomplets. D’autre part, le sommet de la Craie a été érodé de sorte

que l’on ne part jamais du même niveau géologique. Enfin, le passage entre

le Sénonien inférieur et leTuronien n’est pas net et il existe souvent une

imprécision de 10 à 20 mètres sur l’épaisseur respective des deux étages.

A une faible distance à l’ouest de Paris, le Maestrichtien inférieur a disparu

et c’est le Campanien, lui-même érodé, que l’on rencontre dans les sondages.

L’étude ne peut donc porter que sur la région peu étendue où le Crétacé

supérieur est recouvert par le Nummulitique, c’est-à-dire sur la région

parisienne proprement dite et en bloquant en un seul groupe le Sénonien et

le Turonien. Les résultats obtenus ne représentent dans tous les cas qu’un

minimum.

Crétacé supérieur.

36 P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

Nota : Pour l’épaisseur respective des étages : Sénonien et Turonien, voir tableau, p.

58 et suivantes.

Au Crétacé supérieur, c’est dans la fosse profonde de Saint-Denis que

l’on constate les plus grandes épaisseurs de craie ; le maximum a été ren¬

contré dans le forage de Pantin (Ourcq) où le Sénonien-Turonien atteint

529 m., suivi par celui de la Cle Gle des Eaux, dans la même localité, avec

503 m. 20; viennent ensuite les forages d’ÉpiNAY-suR-SEiNE (496 m. 63),

la Plaine-Saint-Denis (493 m. 63), Noisy-le-Grand (483 m.), Paris-

Hébert (476 m. 80), Pantin-Blanchisserie (475 m. 84), Villemomble

(470 m. 34), Aulnay-sous-Bois (469 m. 32), Villeneuve-la-Garenne

(464 m. 54).

Dans le synclinal de l’Eure et dans la fosse profonde de Juvisy, le forage

de Viry-Chatillon a rencontré 445 m. 10 de Crétacé supérieur. Viennent

ensuite les puits de I’Isle-Adam (430 m. 75), Paris-Passy (429 m. 91),

Maisons-Laffitte (418 m.), Nanterre (416 m. 80), Ivry-sur-Seine,

Brasserie Bichard (416 m. 12), Charenton (412 m.), Ivry, Clos du Postil¬

lon (407 m. 60), Paris-la Butte- aux-Cailles (405 m. 87), Paris-Say

(401m. 93), Andrésy (391 m. 35), Paris-Blomet (moins de 400m.), Paris-

Grenelle (388 m.), Achères (372 m. 20), Carrières-sous-Poissy (370m.),

Triel (364 m. 10), Vincennes (356 m. 61), Versailles-Chèvreloup

(350 m. 80), Orsay (348 m. 56), Poissy (348 m.), Aincourt (319 m. 30),

Orgerus (293 m. 40), Saint-André-de-l’Eure (151 m. 70).

En résumé il existe dans la région de Pantin une zone où la série du

Sénonien-Turonien dépasse 500 m. Les épaisseurs allant de 450 à 500 mètres

sont atteintes dans la fosse profonde de Saint-Denis. Les puits situés entre

le Synclinal de la Seine et l’axe de Meudon montrent un Crétacé puissant de

400 à 450 mètres dans Paris. En aval de la capitale, il n’y a guère que

300 à 400 mètres de Craie blanche et de Craie marneuse. Enfin on observe

des épaisseurs variables près des bords de l’Ile-de-France.

Le puits de I’Isle-Adam présente une épaisseur moyenne (base du

Turonien à 463 m. de profondeur).

Dans le Synclinal de l’Eure, les différences d’épaisseur sont sensibles vers

l’Ouest ; de 445 mètres à Viry-Chatillon, l’épaisseur du Sénonien-Turo¬

nien passe à 349 m. à Orsay et à 290 m. à Orgerus.

SUBSIDENCE DU BASSIN DE PARIS

37

La subsidence cénomanienne.

On dispose d’un plus grand nombre de renseignements pour l’étude du

Cénomanien. Toutefois, pour plus de facilité, on ne séparera pas leVracon-

nien ( Gaize et Marnes de Brienne ) de la Glauconie cénomanienne. Certains

forages présentant en effet une imprécision sur la zone de passage du Vra-

connien au Gault ne pourraient être utilisés.

Synclinal de la Seine. — Le maximum d’épaisseur du Cénomanien a

été constaté dans les forages de Noisy-le-Grand (80 m.) et Villemomble

(79 m. 15). La zone d’épaisseur comprise entre 70 et 80 m. est jalonnée par

les ouvrages d’AuLNAY-sous-Bois, Vincennes, Ivry-Richard, Ivry-Pos-

tillon, Maisons-Laffitte, Rosny-sur-Seine, I’Isle-Adam, Port-Villez.

On ne constate aucune régularité dans la répartition de ces grandes épais¬

seurs qui sont entourées d’épaisseurs plus faibles, sauf peut-être pour la

région d’AuLNAY, Villemomble, Noisy, Vincennes, Ivry.

Les épaisseurs de 60 à 70 m. ont été rencontrées à Paris-Hébert, Pantin-

Blanchisserie, Pantin-C. G. E., Butte-aux-Cailles, Villeneuve-la-

Garenne, Nanterre, Poissy.

A la zone de 50 à 60 m. d’épaisseur appartiennent les forages de :

Achères, Triel, le Pecq, Paris-Grenelle, Paris-Say, la Plaine-

Saint-Denis, Épinay-sur-Seine.

Les trois forages d’ANDRÉSY, Aincourt, Versailles-Chèvreloup pré¬

sentent une épaisseur de Cénomanien comprise entre 40 et 50 m.

Enfin, les puits de Bougival, Issy-les-Moulineaux, Bonnières-sur-

Seine, n’offrent qu’un Cénomanien réduit à 30-40 m.

Synclinal de l’Eure.

Dans cette zone le puits d’Orsay présente 61 m. de Cénomanien suivi par

Viry-Châtillon : 56 m. 30, et Orgerus : 45 m.

Axe du Bray et axe de Meudon.

Le puits de Beauvais a rencontré 60 m. de Cénomanien et le forage du

Coudray-Saint-Germer, 32 m. seulement.

Sur l’axe de Meudon, Versailles (Chèvreloup) l’épaisseur du Cénoma¬

nien n’atteint pas la moitié de la puissance que cet étage présente dans

les zones de subsidence à l’est et à l’ouest de Paris.

Il semble qu’au Cénomanien la zone des épaisseurs maximum diffère de

celle du Crétacé supérieur.

38

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

L’épaisseur du Gault.

Le Gault n’atteint pas son maximum d’épaisseur dans le fond de la

cuvette parisienne, mais seulement vers ses bords. On a vu (Chapitre III)

que les argiles noires recouvrant les Sables verts ont une très grande puis¬

sance dans la Marne et l’Aube. Plus près de la région parisienne, en bor¬

dure du Pays de Bray, le Gault atteint également une très grande

épaisseur: à Autheuil, plus de 54 m. d’argile noire (Abrard, 1937); au Cou-

dray-Saint-Germer, 33 m. 50; à Beauvais, la couche atteint 62 m. 50,

épaisseur supérieure à toutes celles que l’on observe dans la région pari¬

sienne (maximum 56 m. 93 à Pantin (Grande Blanchisserie). La fosse

de Saint-Denis montre encore de grandes épaisseurs de dépôts : Aulnay-

sous-Bois (53 m. 03), la Plaine Saint-Denis (47 m. 29), Vincennes :

(45 m. 97), Villemomble (41 m. 23), Épinay-sur-Seine (39 m. 89),

Pantin C. G. E. (38 m. 64).

En effet, à côté de ces épaisseurs assez fortes, on constate des puissances

très moyennes : Villeneuve-la-Garenne (34 m.), Noisy-le-Grand

(36 m. 23), ou même faibles : Paris-Hébert (22 m. 65).

Sur l’axe de Meudon les épaisseurs augmentent dès qu’on se rapproche

de Paris : Bougival (23 m. 25), Versailles-Chèvreloup (26 m. 70),

Issy-les-Moulineaux (27 m. 90).

La série des puits orientaux montre des hauteurs divergentes. Si, dans le

forage de Vincennes, le Gault a un grand développement (45 m. 97 d’ar¬

gile), les forages d’IvRY(Clos du Postillon) n’ont rencontré que 33 m. 60

et 34 m. 66 (Bichard frères) d’argile du Gault. A Charenton on ne

trouve plus que 26 m. 61 de Gault.

A Paris (Butte-aux-Cailles), sur le flanc de l’Anticlinal, le Gault

atteint 37 m. 20, mais son épaisseur se réduit à la Raffinerie Say

(29 m. 40), s’abaisse à 25 m. à Paris-Blomet, à 24 m. 91 à Grenelle,

remonte à 30 m. à Passy.

La puissance du Gault augmente un peu à l’ouest de Paris : Nanterre

(37 m. 50), Achères (36 m. 94), Andrésy (38 m.), le Pecq (40 m. 45),

Poissy (34 m. 16) ; ces puits environnent les points faibles de Maisons-

Laffitte (26 m. 50) et Triel (26 m. 75).

A Aincourt (la Bucaille), le Gault atteint encore 28 m. d’épaisseur,

mais en se rapprochant de la bordure occidentale, on voit le Gault se réduire

rapidement : à Bonnières, il n’a plus que 9 m. 80; à Pressagny-l’Orgueil-

leux, 13 m. 34; aux Andelys, 8 m. 30 ; à Vernon ; 5 m. 90, Saint-Marcel,

9 m. 35. Plus à l’ouest encore dans le département de l’Eure, le Gault n’at¬

teint plus que 8 m. 90 à Incarville, 9 m. 50 à Gauciel, 7 m. 55 à la Tri-

nité-de-Réville.

Dans le nord du Synclinal de la Seine, le forage de I’Isle-Adam montre

un Gault d’épaisseur moyenne (37 m.), intermédiaire entre les puissances

CARTE HYPSOMÉTRIQUE DU SOMMET DU CÉNOMANIEN

SUBSIDENCE DU BASSIN DE PARIS

39

atteintes d’une part dans la région parisienne, d’autre part dans l’Oise et

le Pays de Bray.

Enfin dans le Synclinal de l’Eure, les épaisseurs sont irrégulières : 24 m.40

à Viry-Chatillon, 43 m. 60 à Orsay, 6 m. 60 à Orgerus.

On peut constater que l’épaisseur du Gault a une répartition très diffé¬

rente de celle des étages postérieurs. La fosse de Saint-Denis n’a pas

encore les caractères de zone de grande sédimentation qu’elle offrira au

Crétacé supérieur et au Nummulitique. Çà et là, des points singuliers appa¬

raissent, tels que Vincennes, le Pecq, dans le Synclinal de la Seine, et

Orsay dans le Synclinal de l’Eure, où se dessinent des foyers locaux d’épais¬

seurs plus grandes. Cette répartition est suivie dans ses grandes lignes par

l’allure tectonique du tréfonds que nous indiquent les cotes du contact

Gault-Sables verts.

C’est toujours le Synclinal de Saint-Denis qui montre le maximum de

profondeur. Il atteint à Pantin-Ourcq à — 716 m. et à Aulnay-sous-

Bois ( — 715 m. 46) suivi par Villemomble ( — 695 m. 58), Épinay-sur-

Seine ( — 689 m. 69), Pantin (C. G. E.) ( — 687 m. 24), Pantin (Blanchis¬

serie) ( — 684 m. 21), Villeneuve-la-Garenne ( — 679 m. 90), Noisy-

le-Grand ( — 678 m. 83), la Plaine-Saint-Denis ( — 678 m.), Paris-

Hébert ( — 657 m. 20).

Une brusque remontée, déjà constatée pour les étages supérieurs, se pré¬

cise dans Paris où le puits de Passy indique le contact Gault-Sables

Verts à — 523 m. 75. A Ivry, celui-ci s’opère à — 506 m. et — 507 m. 23

dans les forages du Clos du Postillon et de la Brasserie Richard, et à

— 498 m. 51 à Charenton. A Vincennes, il s’abaisse légèrement

( — 533 m. 33). Les autres puits de Paris offrent des cotes comparables :

la Butte-aux-Cailles ( — 505 m. 20), Grenelle ( — 490 m. 58), Blo-

met ( — 480 m. 65). On observe encore la légère dépression de la Raffinerie

Say (—519 m. ).

Sur l’axe de Meudon, le relèvement est sensible : Versailles, Chèvre-

loup ( — 359 m. 70), Issy-les-Moulineaux ( — 450 m. 82).

Dans l’ouest du forage de Maisons-Laffitte est placée une fosse profonde

(contact Gault-Sables verts à — 562 m.), entourée de points plus élevés:

Achères ( — 511 m. 04), Andrésy ( — 486 m.), Poissy ( — 441 m. 16),

Bougival ( — 414 m.), Triel ( — 452 m. 75), le Pecq ( — 436 m. 75).

A Nanterre, contact à — 549 m., intermédiaire entre Maisons-Laf-

fite et Passy. A I’Isle-Adam, où l’on atteint la cote — 545 m. 50, on est

encore dans une zone synclinale bien prononcée.

Le passage de l’axe de Vigny remonte le contact à — 328 m. à Aincourt.

Dans le Synclinal de l’Eure, le contact s’opère profondément à Viry-

Chatillon — (624 m.). Le relèvement est normal à Orsay ( — 505 m. 65)

et à Orgerus ( — 310 m.).

Plus à l’Ouest, sur la lèvre nord de la faille de la Seine, le contact est à

— 115 m. 30 aux Andelys ; il remonte à — 19 m. 70 à Pressagny-l’Or-

40

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

gueilleux où existe un dôme très curieux signalé par R. Furon (1934) ;

à Vernon à — 15 m. 50 et à Saint-Marcel à — 9 m. 10.

A Bonnières, le contact s’opère à — 161 m. 22.

Dans le compartiment effondré d’iNCARviLLE, le jeu des failles abaisse

la cote de base du Gault à — 219, mais au Sud, à Gauciel, celle-ci se

relève à — 126.25. Enfin à la Trinité-de-Réville on l’observe à -f- 121.60.

On est ici à quelques kilomètres de la limite d’extension de l’Albien.

Sur la retombée nord de l’axe du Bray, à Beauvais, la jonction Gault-

Sables verts est à — 255 ; au Coudray-Saint-Germer, à -)- 25, et à

Autheuil, sur le bord du Bray, à -j- 56.

La cote de contact du Cénomanien et du Gault met en évidence l’impor¬

tance croissante des axes tectoniques en profondeur. Sur l’anticlinal de

Meudon et sur son flanc nord, la cote du contact varie entre — 300 et

— 500, alors que dans la fosse profonde de Saint-Denis, elle descend au

delà de — 625 et même de — 650.

Cette différence considérable d’altitude correspond, entre les points

extrêmes de la Butte-aux-Cailles et d’AuLNAY-sous-Bois distants de

18 km., à un pendage de 1,07 % et, pour le point le plus rapproché de Vil -

lemomble, éloigné de 13 km., à une inclinaison de 1,5 %, alors que la com¬

paraison avec l’inclinaison de la surface topographique du sommet de la

Craie nous donne les pendages suivants :

Butte-aux-Cailles-Aulnay-sous-Bois . 0,67 %

Butte-aux-Cailles-Villemomble . 0,80 %

Pour le contact Turonien-Cénomanien, les différences sont de même

ordre quoiqu’un peu plus faibles pour le contact Cénomanien-Gault ;

Pl. II. — CARTE HYPSOMÉTRIQUE DU SOMMET DU GAULT (ALBIEN)

SUBSIDENCE DU BASSIN DE PARIS

41

Butte-aux-Cailles-Aulnay-sous-Bois . 1,03 %

Butte-aux-Cailles-Villemomble . 1, 30%

L’examen des cotes du contact met en relief l’existence d’un point haut

du sommet du Gault dans la région de Passy où les deux formations se

rejoignent à la cote — 493 environ, en opposition avec le puits de Grenelle

( — 466) et la dépression considérable du nord de Paris où la descente se

fait rapidement au-dessous de — 600. De même, l’ombilic de la Raffinerie

Say ( — 485-490) s’oppose aux cotes voisines de Charenton ( — 473) et

Grenelle ( — 466). La première anomalie correspond très probablement

au parcours souterrain de l’axe de Vigny dont on perd la trace après

Achères dans le méandre de la Seine, mais qui manifeste nettement sa

présence en relevant les couches nummulitiques à travers Paris, à Passy

même.

Quant au second accident, il correspond à la dépression causée par la

virgation de l’axe de Meudon qui s’incline vers le Nord-Est sur le méridien

de la vallée de la Bièvre.

Le mouvement de descente extrêmement rapide vers la fosse profonde

de Saint-Denis ne fait pas apparaître, dans Paris et sa banlieue immédiate,

de profondeurs intermédiaires entre — 490 et — 627 observés respective¬

ment à la Raffinerie Say et à Pantin.

Aux deux points intermédiaires de I’Isle-Adam ( — 508) et de Maisons-

Laffitte ( — 537), correspond cependant un talus moins abrupt au Nord

et à l’Ouest.

Dans le Synclinal de l’Eure, la fosse profonde de Juvisy, avec la cote

— 600 à Viry-Chatillon, indique, par rapport au point haut de la Butte-

aux-Cailles, un pendage de 0,77 % pour le sommet du Gault, supérieur à

l’inclinaison moyenne de la surface de la Craie qui atteint 0,58 %. La remon¬

tée vers l’Ouest, du Synclinal de l’Eure, opère le contact Cénomanien-

Gault à — 462 à Orsay et à — 303 à Orgerus, ce qui correspond à une

pente de 0,92% entre Viry et Orsay, et de moins de 0,50 % entre ce

dernier point et Orgerus.

Épaisseurs au Crétacé inférieur. — Pour le Crétacé inférieur, l’étude ne

peut porter que sur quelques puits, et il n’est pas possible de comparer

entre eux plus de six forages ayant traversé l’Aptien. Ce nombre se réduit

à 3 pour les forages ayant atteint le Néocomien.

42

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

Entre les forages de Passy et de la Place Hébert les couches présentent

une pente très rapide, soit 2,2 %. Mais s’agit-il vraiment d’une pente uni¬

forme, ou existe-t-il un accident : pli ou faille ? On ne peut que poser la

question car il n’existe aucun forage profond sur la rive droite de la Seine,

dans Paris.

L’épaisseur des Sables verts.

Les Sables verts albiens ont une épaisseur assez faible sur la bordure du

Bassin de Paris, à l’exception du Sud-Est où ils atteignent une certaine

importance, mais c’est sous la région parisienne qu’ils atteignent leur maxi¬

mum de puissance.

C’est au forage de Villemomble qu’on a constaté leur développement

maximum (81 m. 67). A Ivry-sur-Seine (Brasserie Richard frères), ils

ont 72 m. 87 ; ils dépassent certainement 72 m. à Paris-Blomet ; à la

Butte-aux-Cailles ils ont 70 m. 42 ; à Aulnay-sous-Bois (69 m. 34) ;

à Pantin (Blanchisserie Leduc) (67 m. 63). Viennent ensuite: Villeneuve-

la-Garenne (66 m. 83) ; Poissy (66 m. 18) ;Ëpinay-sur-Seine (65 m. 91);

Raffinerie Say (plus de 62 m. 40) ; Paris-Hébert (61 m. 40) ; la Plaine-

Saint-Denis (60 m. 13) ; I’Isle-Adam (plus de 60 m.) ; Pantin C. G. E.

(55 m. 76).

A Charenton, le forage des H. B. M. les a perforés sur 44 m. 39 ; à Nan¬

terre ils ont été reconnus sur 42 m., et à Pantin-Ourcq, ils dépassent

58 m.

A Achères, leur épaisseur est réduite à 41 m. 96 et à Bougival ils n’ont

plus que 34 m. 75.

Cependant, sur l’Anticlinal, de Meudon à Versailles-Chèvreloup, le

forage du Jardin de Jussieu, qui ne les a pas complètement traversés, les

a reconnus sur une hauteur de 43 m. 35.

Dans le Synclinal de l’Eure, le puits d’ÛRSAY a trouvé 57 m. 66 de Sables

verts et le puits d’ÛRGERus 16 m. 20.

Là se bornent nos connaissances sur les Sables verts albiens car la plupart

des puits n’ont fait que les atteindre sans les perforer assez profondément

pour donner d’utiles indications. Il est donc impossible d’interpréter en

une synthèse ces résultats trop peu précis. Un maximum de puissance

semble se manifester dans la fosse de Saint-Denis, et l’épaisseur des sables

albiens reste plus constante que celle du Gault sous Paris, ils dépassent 60m.

tant sur la rive droite (Place Hébert) que sur la rive gauche (Blomet, Butte-

aux-Cailles). Il faut s’éloigner vers l’Ouest pour constater un amincis¬

sement notable des Sables verts, car même sur l’Anticlinal de Meudon,

ils conservent une épaisseur assez forte (Chèvreloup).

Dans le Synclinal de l’Eure, le puits d’ÛRSAY montre près de 60 m. de

Sables albiens.

Pl. III. — CARTE HYPSOMÉTRIQUE DU SOMMET DES SABLES VERTS (ALBIEN)

SUBSIDENCE DU BASSIN DE PARIS

43

Altitudes. — Le maximum de profondeur s’observe toujours dans la fosse

II faut aller à FIsle-Adam pour trouver une cote de — 605 m. 50 ; le

contact Sables verts- Aptien se fait même un peu au delà; car si les argiles

aptiennes n’ont pas encore été rencontrées à cette cote, elles n’étaient cer¬

tainement pas bien loin.

Sür le flanc de l’Anticlinal de Me'udon, on rencontre les profondeurs

suivantes : Ivry-sur-Seine (Richard) ( — 580 m. 10) ; Paris-Say

( — 581 m. 39) ; Butte-aux-Cailles ( — 575 m. 62) ; Paris-Blomet

(—552 m. 65).

A l’ouest de Paris, le puits d’AcHÈRES montre le contact Albien- Aptien

à — 533 m., suivi par Poissy ( — 507 m. 34) ; Bougival ( — 448 m. 75) ;

Versailles ( — 403 m.).

Enfin dans le Synclinal de l’Eure, le puits d’OnsAY a rencontré le sommet

de l’Aptien à — 563 m. 31 et le puits d’ORGERus à — 326 m. 20.

Ces forages font apparaître entre la Butte-aux-Cailles et Aulnay-sous-

Bois une pente moyenne de 1,16 %, entre la Butte-aux-Cailles et le

puits Hébert, distants de 7 km., une pente de 2,03 % ; entre Hébert et

Aulnay, une pente de 0,60 %.

Il est impossible de comparer ces résultats avec ceux du Synclinal de

l’Eure, car d’une part le puits de Viry-Chatillon n’est pas descendu très

profondément dans les Sables verts, dont la cote de base n’est pas connue ;

et d’autre part, le puits d’OnsAY, trop éloigné, ne peut être rattaché à

aucun puits du Synclinal de la Seine.

L’inclinaison moyenne du sommet des Sables verts,

de la Butte-aux-Cailles à Aulnay-sous-Bois est: = %;de

la Butte-aux-Cailles à Villemomble: — — - — = 1,46 % de la Butte-

13 KX 10

119 m.

aux-Cailles à Viry-Chatillon: - — — - - = 0,70 %.

17 KxlO /0

On voit ainsi s’accentuer légèrement la valeur des pendages due à l’am¬

plification des axes dans le sous-sol profond.

Mais la répartition du pendage est loin d’être régulière. Si l’on suit par

exemple un itinéraire allant d’ Issy-les-Moulineaux à Aulnay-sous-Bois

44

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

par Blomet, Grenelle, Passy, Hébert et Pantin, et d’une longueur de

27 km. sous une pente moyenne de 1 %, on constate que les pentes des

diverses sections du parcours ont des valeurs très différentes.

-TOO

Fig. 2. — L’Albien dans la région parisienne. Coupes perpendiculaires aux axes tectoniques.

SUBSIDENCE DU BASSIN DE PARIS

45

La fosse de Saint-Denis semble donc s’individualiser dès le Crétacé infé¬

rieur et les épaisseurs de l’Aptien et du Barrémien par rapport à la puissance

de ces étages dans le forage d’ Ivry, présentent un coefficient de sédimentation 1

de 1,14 pour l’Aptien et 1,18 pour le Barrémien, en opposition avec les

Sables verts qui indiquent pour Pantin un coefficient de 0,76 %.

Les forages deBouGivAL etPoissy indiquent un régime un peu différent:

le faciès Pays de Bray est plus puissant qu’à l’est de Paris où l’on retrouve

pour l’Aptien et le Barrémien la disposition orientale. Le Néocomien-Weal-

dien n’a été reconnu qu’en trois endroits ; à Pantin et à Ivry, la dispo¬

sition du Néocomien supérieur est identique ; le Wealdien, connu à

Ivry, n’a pas été atteint à Pantin.

Contact des étages du Crétacé inférieur.

Le contact des étages subordonnés à l’Albien dans les rares puits où ils

ont été observés fait apparaître, entre la Butte-aux-Cailles et Pantin,

d’une part, Ivry-sur-Seine et Pantin ; d’autre part, une pente de 1,91%

et 1,78 % pour le sommet du Barrémien, et de 1,82 % pour le toit du Néoco¬

mien. De plus en plus s’intensifie la pente du toit des couches et la profon¬

deur de la fosse de Saint-Denis.

1. On désigne, sous le terme de coefficient de sédimentation , le coefficient moyen qu’il faut appli¬

quer aux épaisseurs des divers étages d’une série géologique continue, en position anticlinale,

pour obtenir l’épaisseur de cette même série dans les fosses synclinales voisines.

46

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

Conclusions.

La fosse de Saint-Denis constitue une zone de subsidence très impor¬

tante, qui a joué à toutes les époques du Crétacé, les couches y sont plus

épaisses que sur l’axe de Meudon, qui était déjà individualisé au Crétacé

inférieur, mais la stabilité du fond augmentera jusqu’au Crétacé supérieur

et au Nummulitique. Quelques anomalies affectent la répartition des

dépôts, notamment à l’époque des Sables verts, où elle semble assez uniforme

dans la fosse et sur l’anticlinal. Pendant la période du Gault, la zone

d’épaisseur maximum s’est légèrement déplacée vers l’Ouest et le Nord ;

mais à partir du Cénomanien, la fosse de Saint-Denis reprend son caractère

de zone mobile qu’elle conservera pendant tout le Crétacé supérieur, et où

la Craie présente une épaisseur très grande. Les différences déjà importantes

pour le Turonien deviennent considérables au Sénonien, mais la surface topo¬

graphique de ce dernier, qui a subi une érosion et un nivellement intenses,

ne laisse plus apparaître qu’un pendage minimum (0,67 %) qui double au

Crétacé moyen (1,03 %) et triple au Crétacé inférieur (1,78 %).Une anomalie

probablement d’ordre tectonique existe dans Paris même, entre les puits

de Passy et de la Raffinerie Say, au Sud, et Hébert au Nord. La déni¬

vellation, pour tous les étages, atteint et dépasse même parfois 125 mètres ;

elle détermine un pendage très fort des couches, dépassant 2 %, anormal

pour le Bassin de Paris.

CHAPITRE Y

TECTONIQUE DU BASSIN DE PARIS

Plissement hercynien. — Plis posthumes. — Plissement pyrénéo-alpin. — Inversions

de relief. — Axes du Bassin de Paris. — Plis de l’ouest du Bassin de Paris. —

Plis de l’est du Bassin de Paris. — Les Failles. — Failles de direction armo¬

ricaine. — Failles méridiennes. — Failles de direction varisque. — Failles ortho¬

gonales. — Age des plissements et des failles du Bassin de Paris.

Les assises jurassiques, crétacées et tertiaires qui ont rempli la grande

fosse de sédimentation du Bassin parisien ne sont pas horizontales ; elles

sont plissées par plusieurs axes tectoniques qui, à diverses reprises, ont joué

sous l’effet des poussées orogéniques tangentielles.

Le Bassin de Paris est entouré d’une bordure de terrains primaires à peu

près continue, constituée par les sédiments marins du Cambrien, du Silu¬

rien, du Dévonien, par les dépôts littoraux et lacustres du Westphalien,

enfin par les couches de l’Anthracolithique (Stéphanien-Permien) d’origine

continentale. Les couches primaires sont plissées énergiquement ; à plu¬

sieurs époques des roches éruptives y sont injectées ; elles sont métamor¬

phiques en profondeur, parfois des lambeaux de ce métamorphique ont été

remontés à la surface par des mouvements tectoniques ultérieurs.

Plissement hercynien.

Le plus important des plissements de bordure s’est produit pendant la

période carbonifère. Toutes les couches antérieures ont été fortement

ridées et déformées, et une haute ehaîne montagneuse a surgi : la Chaîne

hercynienne, dont les chaînons parallèles sont alignés en direction N. -O.,

S.-E., dans l’ouest de la France, désignée sous le nom de direction armori¬

caine. Dans l’est du Bassin de Paris, c’est la direction inverse S.-O.-N.-E.

ou direction varisque, qu’ont suivie les traînées primaires.

La ligne de rebroussement, où l’orientation change, est située à peu près

sur le méridien de Paris ; c’est la Schaarung du Bassin parisien.

48

P. LEMOINE, R. HUMEEY, R. SOYER

Plis posthumes.

Les plis hercyniens de bordure ont certainement joué un rôle aussi impor¬

tant dans le tréfonds du Bassin, mais nous n’en possédons pas la preuve en

l’absence de sondages profonds dans le substratum primaire, au centre de

celui-ci. On constate cependant que les couches postérieures ont une direc¬

tion analogue et se superposent aux plissements d’âge secondaire et ter¬

tiaire. Ces mouvements sont désignés sous le nom de plis posthumes.

Plissement Pyrénéo-Alpin.

Une forte poussée orogénique s’est produite dans le Bassin de Paris, au

cours de la période nummulitique ; elle détermina une série de petits plis¬

sements affectant la couverture tertiaire de l’Ile-de-France, sans qu’on

puisse avoir la preuve qu’ils aient produit un effet important sur la craie

sous-jacente : ce sont les plis de couverture.

Inversions de relief.

Les plis hercyniens et posthumes ne coïncident pas d’une façon parfaite

dans le sens vertical, parfois même un pli anticlinal se superpose à un syn¬

clinal, ou vice versa. A. Bigot (1904) a montré que des anticlinaux secon¬

daires se superposant à des synclinaux primaires et vice versa, dans le Massif

de Montabard (département de l’Orne), notamment. Le Pays de Bray, cet

accident si spécial du Bassin de Paris, est un synclinal secondaire super¬

posé à un anticlinal primaire (Pruvost, 1928). Enfin dans la région parisienne,

la juxtaposition d’un anticlinal tertiaire à un synclinal crétacé a été démon¬

trée par l’un de nous (Paul Lemoine, 1929) entre Meaux et Villers-Cot-

terets. L’inversion de relief , qui paraît assez fréquente, a même été érigée

au rang de loi générale par le géologue anglais Lamplugh.

Axes du Bassin de Paris.

L’étude des accidents tectoniques du Bassin de Paris a fait l’objet de

nombreux travaux, d’Hébert (1872), Albert de Lapparent (1879), G. F. Doll-

fus (1890). Ce dernier, se basant sur les cotes d’altitude de la Craie dans le

Bassin de Paris, a établi une carte en courbes de niveau de la surface du

Crétacé ; il détermina ainsi les zones de surélévation et d’abaissement,

correspondant aux anticlinaux et aux synclinaux. Cependant, il faut obser¬

ver : 1° que les repères hypsométriques utilisés ne constituent pas une sur-

TECTONIQUE DU BASSIN DE PARIS

49

face tectonique, car la Craie est fortement érodée dans tout le Bassin ; si

bien que sa surface correspond à des niveaux géologiques très différents.

Encore actuellement il nous est impossible de distinguer dans le détail les

horizons du Sénonien et du Turonien ; 2° que dans beaucoup de cas, Dollfus

a substitué à la surface de la Craie des surfaces d’étages supérieurs, suppo¬

sant ainsi, ce qui est inexact, que les sédiments tertiaires avaient partout

la même épaisseur. C’est donc en réalité une surface topographique que

montrent les cartes hypsométriques du sommet de la Craie. Dans l’ensemble,

toutefois, les dénivellations très importantes que l’on y constate constituent

d’assez bons indices sur l’allure des plis profonds du Bassin de Paris. Si

dans l’ouest de celui-ci nous possédons de très nombreux renseignements

sur le contact du Crétacé et du Tertiaire il n’en est pas de même dans l’est,

où dans de grandes régions, aucun forage n’a atteint le Crétacé, ce qui rend

très difficile de préciser la direction des axes.

Il apparaît toutefois comme certain qu’en profondeur les axes tectoniques

sont beaucoup plus marqués qu’au sommet du Crétacé ; fait mis en évi¬

dence pour le Gault par l’un de nous (Paul Lemoine, 1909).

G. F. Dollfus a été amené à croire à l’existence de plus d’axes qu’il n’en

existe dans la réalité. Grâce aux renseignements que nous possédons main¬

tenant, infiniment plus nombreux qu’en 1890, et qui infirment un certain

nombre de plis indiqués par Dollfus, notre notion de l’allure tectonique du

Bassin de Paris s’est précisée. A la théorie de plis continus se substitue celle

de dômes et de fosses, réunis par des alignements et des seuils.

Plis de l’ouest du Bassin de Paris.

Les grands plis bien individualisés dans l’ouest du Bassin et apparaissant

avec netteté dès le littoral de la Manche sont :

U Anticlinal du Ponthieu qui passe à Fort-Mahon, Acheux, le Catelet

la Capelle ;

Les Synclinaux du groupe de la Somme, empruntées par la vallée de la

Somme, par Saint-Valéry-sur-Somme, Amiens, Chaulnes, Guiscard,

Wailly, et en relais avec les fosses de la région de Soissons ;

U Anticlinal de Gamaches par Ault, Maignelay, Compïègne ;

Le Synclinal du Thérain qui s’amorce à Dieppe, gagne la vallée du Thé-

rain et passe à Beauvais, Chantilly ;

U Anticlinal du Bray, l’un des plus importants du Bassin de Paris, se

montre au sud de Dieppe, passe à Neufchatel, Noailles ; et on le suit

jusqu’à Dammartin-en-Goële. Il est accompagné d’une grande faille sur la

partie de son trajet située entre Noailles et Orry-la-Ville ;

Le Synclinal de la Seine qui naît également à peu de distance de Dieppe,

passe par Gisors, Pontoise, Saint-Denis, Villemomble.

Mémoires du Muséum, nouvelle série. — T. XI.

4

50

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

L' Anticlinal de Beynes ou Axe de Meudon, venant du nord de Rouen,

passe à Vernon, Sèvres, Ivry, Joinville-le-Pont, Champigny ;

Le Synclinal de l'Eure, part de Saint-Pierre-en-Port, passe par Cau-

debec, Louviers, Neauphles, et vient s’ennoyer dans une grande fosse

de la Craie située entre Sceaux et Étampes.

L'Axe du Roumois par Fécamp, Anfreville-la-Campagne, Houdan,

Rambouillet.

Au sud de ces accidents importants, G. F. Dollfus en a distingué beau¬

coup d’autres dont l’existence est très discutable :

Synclinal de la Risle.

Axe d' Aulnay-sur-Iton, qui se confond avec l'Axe du Roumois.

Synclinal de Nonancourt.

Axe de Senonches.

Synclinal de Sainte- Gauburge.

Anticlinal du Merlerault.

Synclinal de la Loire.

Axe de Fontaine-Raoult.

Synclinal de Ménars.

Plis de l’est du Rassin de Paris.

Dans l’est le tracé des axes est beaucoup moins net, et il n’est pas possible

actuellement de prolonger, comme l’avait fait Dollfus, les plis orientaux

jusqu’aux limites des affleurements albiens.

La carte structurale inédite de la Craie dans l’Ile-de-France établie par

l’un de nous (Paul Lemoine) d’après un grand nombre de cotes (environ

325) est frappante à cet égard. A partir du méridien de Paris, tous les axes

s’ennoient dans les fosses orientées suivant le méridien sans qu’on puisse

retrouver leur prolongement oriental. Au nord-est de Paris, il en est de

même; une série de fosses passant par Meaux, la Ferté-sous- Jouarre,

Chateau-Thierry, va rejoindre la région d’aflleurement du Crétacé vers

Reims. Du sud de cette région jusqu’à la fosse d’ÉTAMPES, on constate

une bande régulière de craie descendant régulièrement de l’altitude -j— 150

jusqu’à la cote — 100. Les grandes pénéplaines de la Brie et de la

Champagne masquent la topographie souterraine.

G. Corroy (1925) a cherché le raccordement des plis occidentaux avec

les plis hercyniens de Lorraine et proposé la continuité suivante :

Le Syticlinal de la Somme rejoindrait le Synclinal de Longwy par Ville-

sur-Tourbe, Vienne-le-Chateau, Montfaucon, Morrey, Longwy.

L’Axe de Gamaches serait relayé à partir de la Neuville-au-Pont par

le Synclinal de Neuville- au- P ont qui, passant par Neuvilly, le nord de

Chauny, Sézannes, va s’ennoyer au nord de Spincourt dans le Bassin

de Briey.

TECTONIQUE DU BASSIN DE PARIS

51

Le Synclinal du Thérain rejoindrait, sous la Champagne, l’Axe de Metz,

qui passe à Revigny, Yavincourt, Saint-Mihiel.

L’ Anticlinal du Bray ne serait autre que l’important Anticlinal de Pont-

à-Mousson.

Le Synclinal de la Seine passerait à la Ferté-Gaucher, Esternay,

Mailly, et se prolongerait jusqu’à Saint-Dizier.

h’ Anticlinal de Beynes en axe de Meudon réapparaîtrait près de Mort-

cerf, puis au nord de Villiers-Saint-Georges il disparaîtrait sous la

Champagne, où il serait visible à Saint-Remy-en-Bouzemont.

Le Synclinal de l’Eure, suivant Corroy, se bifurquerait près de Montlhéry

en deux branches dont l’une se dirigerait vers Toul et l’autre vers Sens.

Il semble que ces raccordements ne soient pas absolument exacts ; le

rebroussement vers le Nord-Est, que M. Corroy a imprimé aux axes, déjà

plus marqué que pour les directions proposées par G. F. Dollfus, soit encore

insuffisant ; il faut accentuer encore le mouvement de remontée des axes

qui prendraient plus franchement la direction varisque.

Pour Y Anticlinal de Beynes, par exemple, dont on cherchait autrefois le

prolongement sous la Brie, par Saint-Maur puis sous la Champagne, par

Villenauxe, le mouvement de virgation s’accentue dès le sud immédiat

de Paris. A Ivry, l’axe franchit la Seine, puis la Marne à Joinville-le-

Pont ; il remonte vers le N.-E. et il disparaît très nettement à Champigny,

sous le plateau de Chennevières, à l’aplomb du ruisseau de la Lande.

On connaît en outre dans l’est du Bassin un certain nombre d’axes tec¬

toniques discontinus et interrompus par des failles importantes. En plus

de ceux qui ont été signalés par Corroy, plusieurs accidents dans leS.-E. du

Bassin ont été étudiés par Paul Lemoine, Laurent, Rouyer.

Lemoine et Rouyer (1904) ont indiqué un axe bien orienté en direction

varisque entre Brienon et Isle-Aumont, dans la région située au nord de

Saint-Florentin : Y Anticlinal d’Avrolles, accompagné d’une faille ; un

autre axe : Y Anticlinal des Riceys, parallèle au premier et également faillé,

débute aux Riceys, passe à Bligny et se termine entre Saint-Usage et

Bar-sur-Aube (Pietresson de Saint-Aubin, 1937). Entre ces deux axes se

trouve le Synclinal de Chaource.

Un synclinal rattaché au Synclinal de l’Eure aurait été suivi par Mlle A.

Hure entre Montlhéry et Vandeurs, par Fontainebleau, Moret et Sens.

A Vandeurs il est interrompu par une faille dans le Forêt de Rageuse.

Les Failles.

Les différentes assises secondaires du Bassin parisien sont coupées par

un certain nombre de failles qui, comme les axes tectoniques, prennent une

direction tantôt armoricaine, tantôt varisque; parfois elles coupent les plis

52

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

orthogonalement ; d’autres failles, suivant la direction du méridien, sont

parallèles à l’axe de la Schaarung.

Failles de direction armoricaine.

1° Faille du Bray. — L’importante Faille duBray n’est pas située exacte¬

ment sur l’Anticlinal, mais un peu au Nord. Elle détermine un comparti¬

ment effondré au Nord dans le Synclinal du Thérain ; son rejet atteint

50 m. vers Gouvieux.

Depuis les environs de Beauvais, elle se dirige en direction de Meaux,

reste visible jusqu’à hauteur d’ERMENONviLLE.

2° Faille de la Seine. — La grande Faille de la Seine épouse le tracé de

Y Anticlinal de Beynes ou axe de Meudon. Bien visible à partir de Yerville,

au nord de Rouen, elle traverse Pavilly et Sotteville-lès-Rouen, puis

elle passe sur la rive droite de la Seine à la Mivoie. Après avoir recoupé

les méandres dufleuvedans la région de Pont-de-l’ Arche et des Andelys,

elle réapparaît sur la rive gauche, au sud de Vernon, traverse Blaru,

Villiers-la-Ville, Soindres, Boinville, franchit la Mauldre entre

Maule et Herbeville et disparaît dans la région de Crespières et de

Davron. La faille de la Seine détermine au Nord un compartiment affaissé.

D’une manière générale elle fait buter le Lutétien contre le Crétacé supé¬

rieur, jusqu’à Vernon. Cette faille n’intéresse plus ensuite que la Craie ;

mais dans la région rouennaise, c’est le Cénomanien qu’elle met en contact

avec le Kimeridgien, à la faveur du pli transversal qui passe à Rouen

même et qui a fait comparer cette région à un Pays de Bray en miniature.

3° Faille de Lillebonne et du Roumois. — Une faille est connue depuis

longtemps dans la région de Lillebonne. Apparaissant dès le littoral de la

Manche à Fécamp, elle passe au nord de Goderville, à Bolbec, à Lille¬

bonne, et se prolonge sur la rive gauche de la Seine jusqu’à Routot.

Son rejet dépasse 100 mètres ; le compartiment abaissé est situé à l’Ouest

(Dollfus, 1929).

Le prolongement de cette faille a été étudié par R. Furon (1934).

Le versant oriental de Y Anticlinal du Roumois est faillé, mais en sens con¬

traire, c’est-à-dire que l’abaissement se fait vers l’Est. Cet accident, très

important, passe à Amfreville, Saint-Didier-des-Bois, au sud de Pacy-

sur-Eure, Anet, et vient rejoindre la faille de la Seine, au sud de Rosny,

aux environs de Ménerville.

La faille du Roumois détermine au Nord un compartiment effondré de

forme triangulaire limité au Nord par la faille de la Seine et à l’Ouest par

une faille orthogonale : la Faille de Villequier. Le rejet, qui atteint 100 mètres

entre Rouen et Elbeuf, diminue progressivement en se rapprochant de la

jonction des deux failles (Furon, 1934).

4° Faille de Chartres. — Cette faille, qui affecte Y Axe de Senonches, débute

TECTONIQUE DU BASSIN DE PARIS

53

à Senonches, passe au sud de Chartres et disparaît entre Auneau et

Voves où elle s’ennoie sous la couverture aquitanienne. Elle est bien visible

à Fontaine-le-Guyon.

5° Faille de Fontaine-Raoul. — L’Axe de Fontaine- Raoul est faillé sur

une faible distance ; à Fontaine-Raoul même, il détermine un comparti¬

ment abaissé au Nord. Le rejet atteint 50 mètres.

Failles méridiennes.

Il existe sur l’axe de la Schaarung du Bassin de Paris une suite de failles,

tantôt en relais, tantôt parallèles, toutes à grande dénivellation. La plus

importante est la Faille nord-sud de Sancerre. Bien nette à partir de Cérilly,

à l’ouest de Bourbon-l’ Archambault, elle passe ùSancoins, aux environs

de la Guerche et de Sancergues, et à Sancerre, elle est relayée par une

série de failles en décrochement : Failles de Châtillon, de Briare, d’Arrabloy,

de N ogent-sur-V ernisson, de Montargis, qui, au nord de la Loire, font

apparaître la Craie sénonienne au milieu des couches du groupe de Beauce-

Orléanais.La Faille de Sancerre réapparaît à Chateau-Landon en direc¬

tion de Nemours, pour disparaître dans le tréfonds sous la couverture stam-

pienne.

A l’est de la Faille de Sancerre, il faut encore citer la Faille d’Oisy à

l’ouest de Clamecy ; la Faille de Quenne qui passe à l’est d’ Auxerre et

dont C. Rouyer (1935) a signalé le prolongement aux environs de Saint-

Florentin ; la grande Faille du Morvan, qui épouse le bord du Massif,

est très nette entre Bourbon-Lancy et Avallon.

Dans la région de Tonnerre, C. Rouyer a montré la présence de nouvelles

failles. La zone d’affleurement des Sables verts est jalonnée par de nombreux

petits accidents.

Failles de direction varisque.

Il n’existe pas de failles varisques très importantes, sauf toutefois la

Faille de Y Anticlinal des Riceys, au sud de Bar-sur- Aube, et une série de

failles en relais qui affectent les affleurements de l’Hauterivien et du Barré-

mien aux environs de Vendeuvre (Rouyer, 1935).

Failles orthogonales.

1° Faille de Villequier. — Cet accident, qui réunit la Faille de Lille -

bonne et celle de la Seine, passe à Villequier et Caudebec-en-Caux.

Elle délimite au Nord le compartiment effondré où coule la Seine, entre

Pont-de l’Arche et Villequier.

54

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

2° Faille de la Basse- Normandie. — Dans le Perche, une série de failles

parallèles, orientées sensiblement Est-Ouest, coupent transversalement les

plis armoricains. Ce sont : la Faille du Merlerault, la Faille de Moulins-la-

Marche, la Faille de Mortagne et la Faille d’Alençon.

Une grande faille orthogonale part de Nogent-le-Rotrou en direction

de la Flèche, et passe par Montfort-sur-Huisne en recoupant tous les

plis au sud de l’axe du Merlerault.

En Touraine, les Failles de Vendôme et de Châteaurenault, de direction

subméridienne, décalent profondément les assises crétacées.

3° Double Faille de la Marne. — Sur la bordure orientale du Bassin de

Paris, la double Faille de la Marne a été étudiée en détail par MM. R. Abrard

et G. Corroy (1927) ; elle traverse toute la feuille de Wassy en direction

N. N. -O. -S. S.-E., sur une longueur de plus de 50 kilomètres. Elle débute

à l’est de Sermaize-les-Bains, arrive à Joinville, se rebrousse légèrement

et se termine à Flammericourt. Elle fait buter le Crétacé moyen et le

Crétacé inférieur, tantôt l’Albien inférieur, tantôt l’Aptien, contre le Port-

landien supérieur. Souvent masquées, ces failles ne déterminent pas de

rupture de pentes mais,- plus généralement, surélèvent la lèvre orientale

jurassique, qui surplombe d’environ 40 m. les Sables verts albiens. Entre

les deux failles parallèles, un mouvement de balancement, affectant toutes

les couches, surélève alternativement le Crétacé et le Jurassique qui, par¬

fois, sont eux-mêmes coupés par une 3e faille axiale, qui les fait rejouer

dans le compartiment central, notamment à la Tuilerie, située au sud de

Baudonvillers.

Age des plissements et des failles du Bassin de Paris.

Ces plissements ont été progressifs ; déjà bien individualisés au début

du Nummulitique, ils ont dû jouer encore à la période sannoisienne, proba-

lement même au début du Néogène dont les dépôts occidentaux du Bassin

de Paris sont intéressés par les plis et les failles.

En profondeur, les assises crétacées sont affectées beaucoup plus forte¬

ment qu’en surface, où à diverses époques les régressions marines ont

favorisé le jeu des agents d’érosion, atténuant ainsi le modelé structural

déterminé par les agents tectoniques. Aussi est-ce dans le sous-sol profond

du Bassin qu’il faudra aller chercher, lorsque les renseignements obtenus

seront plus nombreux, l’explication complète des phénomènes tectoniques

qui ont affecté les assises supérieures du Bassin de Paris.

CHAPITRE VI

LES SONDAGES AUX SABLES VERTS

Épaisseurs des étages. — Répartition géographique. — Cotes du sommet des

étages.

Jusqu’en 1825, les F ontenier s- sondeurs de I’Artois avaient surtout

exercé leur art dans le Nord de la France, mais sous l’intelligente impulsion

d’Héricart de Thury, qui fut l’animateur du procédé, plusieurs d’entre eux

vinrent s’établir dans la région parisienne.

Les premiers puits aux Sables verts Albiens lurent foncés en 1832, à

Elbeuf, par Mulot, le célèbre sondeur du puits artésien de Grenelle. Six

forages au moins furent établis dans cette localité (Viollet, 1840). Leur

succès incita plusieurs municipalités et particuliers du département

d’iNDRE-ET-LoiRE à entreprendre des puits artésiens pour approvisionner

la population et certaines industries. En 1840, il existait à Tours 10 puits

artésiens captant les eaux du Cénomanien, dont 6 exécutés par la ville

et 4 par des industriels. Tous ces puits furent forés par Degousée,

concurrent de Mulot. En dehors de la ville ; 9 autres forages furent exé¬

cutés par ces deux foreurs, notamment à Saint-Cyr, Cangé, La Ville-

aux-Dames, Esvres, Rochecotte.

Le succès retentissant du puits artésien de Grenelle consacra définiti¬

vement l’importance industrielle de l’art du sondage et, depuis cette

époque, un très grand nombre de puits furent forés dans tout le Bassin de

Paris.

Dans Paris même un programme établi vers 1850 prévoyait six forages

semblables à celui de l’Abattoir de Grenelle pour donner de l’eau pure

aux Parisiens : à la Barrière du Roule, Place de l’Europe, à I’Hôpital

Lariboisière, Place de la Nation, dans le Square Saint- Jacques et

dans le Jardin des Plantes.

On exécuta bien six forages mais, coïncidence curieuse, sur aucun des

emplacements prévus. La plupart d’entre eux, d’ailleurs, donnèrent lieu

à des mécomptes graves ; longueur interminable des travaux (la Butte-aux-

Cailles) ; accident interdisant tout service (Place Hébert), si bien qu’au-

56

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

cun forage ne fut plus exécuté dans la capitale entre 1904 (Butte-aux-

Cailles) et 1928 (Piscine de la rue Blomet).

Vers 1928, s’introduisirent en France les méthodes américaines de cap¬

tage des nappes aquifères et l’emploi du matériel Rotary pour le forage de

grands puits artésiens qui donnèrent une impulsion nouvelle au captage des

eaux souterraines profondes, spécialement dans les départements de la

Seine et de la Seine-et-Oise. On chercha à perfectionner les adduc¬

tions d’eau par un forage aux Sahles Albiens ou même au Crétacé

inférieur (Versailles, puits de Bougival). Les grandes Sociétés conces¬

sionnaires, et en premier lieu la Compagnie Générale des Eaux et la

Société Lyonnaise des Eaux et de l’Éclairage, édifièrent dans la

région parisienne des usines pour le captage des eaux souterraines, des

«points d’eau », dont la capacité de production dépasse 400.000 m 3 par

24 heures. Plusieurs établissements industriels importants : blanchisseries,

brasseries, raffineries, profitèrent aussi des qualités exceptionnelles des

eaux artésiennes profondes des forages. Il en fut de même des réseaux de

chemins de fer ; l’État, le Nord, l’Est possèdent leurs puits artésiens pro¬

fonds.

Selon notre recensement, il existe dans le Bassin de Paris 288 forages

ou sondages ayant atteint ou dépassé, soit les Sables verts albiens (à l’excep¬

tion de l’ouest du Bassin où ils n’existent plus) soit les Sables cénomaniens

de la Touraine et 1’ Anjou. Ils se répartissent ainsi dans 22 départements :

Pour chacun de ces puits, forages ou sondages, on trouvera en annexe

la coupe géologique détaillée ainsi que tous les renseignements hydrolo¬

giques recueillis, et la bibliographie relative à chacun d’eux.

Épaisseur des étages.

Une première série de tableaux condense les épaisseurs des étages géo¬

logiques traversés par les puits. Bien entendu, ces épaisseurs n’ont pas une

valeur rigoureuse ; il reste encore bien des incertitudes sur le passage

d’une formation à une autre, beaucoup d’interprétations ont été basées, soit

SONDAGES AUX SABLES VERTS

57

par les auteurs, soit par nous-même, sur les indications des cahiers de

sondages tenus avec soin, mais pas toujours avec la rigueur scientifique

souhaitable. Il est probable que l’on devra modifier plus tard l’attribution

de certains niveaux à tel ou tel étage, au fur et à mesure que l’on exécutera

de nouveaux sondages ou même lorsque de nouveaux critériums seront à la

disposition des géologues. Les épaisseurs portées dans ces tableaux, et dont

certaines s’écartent déjà notablement des coupes publiées jusqu’ici, n’ont

donc qu’une valeur très approximative. Par exemple, une incertitude de

quelques mètres règne encore dans le passage du Sénonien au Turonien et

du Yraconnien au Gault.

58

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

AISNE

ARDENNES

CHER

INDRE

SONDAGES AUX SABLES VERTS

59

AISNE

AUBE

EURE-ET-LOIR

60

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

EURE

LOIRET

MAINE-ET-LOIRE

SONDAGES AUX SABLES VERTS

61

EURE

MARNE

62

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

INDRE-ET-LOIRE

1. Il existe à Tours douze puits profonds, dont les coupes sont à peu près similaires ; nous ne donnons

ici que le détail des plus intéressants d’entre eux.

SONDAGES AUX SABLES VERTS

63

HAUTE-MARNE

SARTHE

64

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

LOIR-ET-CHER

SEINE

SONDAGES AUX SABLES VERTS

65

LOIR-ET-CHER

SEINE

Mémoires du Muséum, nouvelle série. — T. XI. 5

66

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

OISE

SEINE -ET- OISE

SONDAGES AUX SABLES VERTS

67

OISE

SEINE-ET - OISE

68

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

SEINE-INFÉRIEURE I. — • Puits ne dépassant

SONDAGES AUX SABLES VERTS

69

pas le Bathonien. SEINE-INFÉRIEURE

Bat h o

nien

146.50

108.00

9750.

70

P. LEMOINE, R. HTJMERY, R. SOYER

SEINE-INFÉRIEURE

II. — Puits dépassant le Bathonien.

SOMME

YONNE

SONDAGES AUX SABLES VERTS

71

MEUSE

SOMME

YONNE

72

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

Cote du sommet des étages.

Les réserves formulées pour l’épaisseur des étages se reportent tout natu¬

rellement sur les cotes des étages. Telles qu’elles apparaissent dans les

tableaux ci-après, elles permettent cependant d’obtenir une idée assez

précise de l’allure tectonique du sous-sol du Bassin parisien, et les modi¬

fications ultérieures ne changeront pas sensiblement l’aspect du tréfond,

en particulier pour les Sables verts de l’Albien, dont le contact avec le

.Gault et l’Aptien est particulièrement net.

INDRE-ET-LOIRE

SONDAGES AUX SABLES VERTS

73

HAUTE -MARNE

MEUSE

74

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

AISNE

EURE

ARDENNES

SONDAGES AUX SABLES VERTS

75

AISNE

EURE

ORNE

76

P. I.EMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

EURE-ET-LOIR

OISE

CHER

SONDAGES AUX SABLES VERTS

77

EURE-ET-LOIRE

OISE

INDRE

78

P. LEMOINE, H. HUMERY, R. SOYER

LOIR-ET-CHER

MARNE

SONDAGES AUX SABLES VERTS

79

LOIR-ET-CHER

MARNE

80

P. LEMOINE, R. HUMEHY, R. SOYER

SEINE

SOMME

SONDAGES AUX SABLES VERTS

81

SEINE

SOMME

Mémoires du Muséum, nouvelle série. — T. XI. 6

82

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

AUBE

SEINE-ET -OISE

YONNE

SONDAGES AUX SABLES VEKTS

83

AUBE

SEINE-ET-OISE

YONNE

84

P. I.EMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

SEINE-INFÉRIEURE I. — Puits n’atteignant

SONDAGES AUX SABLES VERTS

85

pas l’Oxfordien. SEINE- INFÉRIEURE

86

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

SEINE-INFÉRIEURE II. — Puits dépassant

MAINE-ET-LOIRE

SARTIIE

SONDAGES AUX SABLES VERTS

87

l’Oxfordien. SEINE -INFÉRIEURE

LOIRET

CHAPITRE YII

RAPPEL ET CRITIQUE

DES PRINCIPES DE L’HYDRAULIQUE

Avertissement. — Principes de l’hydrostatique. — Principes de l’hydrodyn a-

mique : a) cas où le passage de l’eau ne subit aucune résistance ; règle de Torri-

celli;casoù le vase d’alimentation est à niveau variable; b) cas où l’eau traverse

une masse de sable : expériences de Darcy, formule de Dupuit. Définition de la

vitesse de l’eau. — Charge hydrostatique, perte de charge, charge utile. — Réso¬

lution de trois problèmes élémentaires. — Application de l'hydrodynamique aux

puits artésiens : a) conséquences de la forme de l’équation du débit, simplification

de l’équation générale ; b) vérification de la loi du débit ; c) calcul du niveau

hydrostatique.

Avertissement.

Dans les chapitres qui vont suivre, on a tenté d’appliquer à cet objet

naturel mal connu, qu’est la nappe aquifère des Sables verts, les ressources

des mathématiques.

Ce n’est pas sans appréhension.

Si les calculs présentés — au demeurant assez simples — n’efïraient pas

le mathématicien, leur objet inquiète le géologue.

Nous sommes cependant parfaitement avertis des périls trop souvent

méconnus de l’entreprise. Par une pente facilement explicable de l’esprit,

le mathématicien est en effet tenté d’attribuer à ses calculs exacts une vertu

qu’ils n’ont pas : rendre vraies des suppositions hasardeuses. Or, les hypo¬

thèses dans les sciences physiques ne reposent souvent que sur la nécessité

de plier l’observation des lois naturelles au niveau de nos ressources mathé¬

matiques ; car, malgré un appareil imposant de formules, le physicien se

trouve mal à l’aise, dès que les équations dépassent le second degré et quand

le nombre des variables atteint deux ou trois.

Parfois même, l’enchevêtrement des calculs exacts et des hypothèses

simplificatrices est tel que tout le monde s’y perd : Henri Poincaré a depuis

longtemps exercé son ironie avertie sur certains résultats, que les mathé¬

maticiens croient faits d’observation, et dont les physiciens s’imaginent

qu’ils ont été démontrés par l’analyse.

PRINCIPES DE L’HYDRAULIQUE

89

Beaucoup de malentendus seraient évités si, au début de toute synthèse,

l’on prenait le soin de relire les mémoires originaux, souvent plus clairs et

mieux écrits que leurs commentaires et leurs démarquages... et de trier

soigneusement faits et hypothèses, afin d’appliquer à l’ensemble la critique

cartésienne.

C’est ce qu’on a tenté de faire ici pour cette science, la géologie, dont

l’objet est plus complexe encore que celui de la physique, et où l’observa¬

teur, pygmée devant la nature géante, déplore à chaque pas l’infirmité de

ses moyens et l’indigence de ses observations.

Plus précisément, n’est-il pas trop audacieux de soumettre à un calcul

raisonnable la nappe aquifère des Sables verts, en l’absence de sondages

sur d’immenses domaines, alors qu’on la sait ondulée par des plissements,

cisaillée par des failles, feuilletée par des passes argileuses, le tout sans cette

régularité linéaire, qu’exigent les calculs ? Comment oser appliquer la for¬

mule de Darcy, sans bien connaître le coefficient de perméabilité moyen et,

encore moins, sa variation avec la porosité et la pression ?

Il ne faut pas se priver cependant de ce merveilleux instrument de l’esprit

qu’est l’analyse mathématique : elle rend le service d’obliger à clarifier les

idées, à préciser le langage et à disséquer les causes embrouillées des phéno¬

mènes. Elle met aussi parfois quelque malice à présenter en pleine lumière

des fautes d’observation ou de raisonnement... Et c’est peut-être le plus

éminent service qu’elle rend devant cet adversaire, la Nature, qui se moque

des hommes et se joue, a dit Laplace, des difficultés analytiques.

Principes d’hydrostatique.

L’hydrostatique a pour objet l’équilibre de l’eau immobile.

Quand les vases, ouverts et remplis d’un même liquide, communiquent

entre eux, la surface libre du liquide s’établit pour chacun dans un même

plan horizontal.

C’est l’expérience classique des vases communicants.

Le résultat est indépendant :

de la forme des vases (fig. 3), pourvu qu’aucun ne soit de dimension

capillaire(c’est-à-dire inférieur à quelques centimètres) au niveau libre du

liquide,

de la forme et de la dimension du tuyau de communication (il peut même

être capillaire),

des frottements qui s’opposent dans les vases et les tubes de communi¬

cation au mouvement du liquide et qui proviennent d’une part de la vis¬

cosité du liquide et, d’autre part, des obstacles entre lesquels il s’écoule.

L’égalité de niveau n’est atteinte, que lorsque le liquide est devenu

immobile. Il importe donc de bien distinguer la période de remplissage

90

P. LEMOINE, R. HTJMERY, R. SOYER

(quand le liquide est en mouvement) de la période d’équilibre (quand le

liquide est immobile).

Par exemple (fig. 4), l’on fait communiquer un tube vertical vide avec

un réservoir (suffisamment grand pour être considéré comme infini ou

maintenu artificiellement à niveau constant) par un tube rempli de sable

et muni d’un robinet. Si on ouvre brusquement le robinet, l’eau montera

dans le tube et, au bout d’un temps plus ou moins grand, atteindra le

niveau du réservoir. La présence du sable aura pour effet de retarder l'équi¬

libre, mais non pas de l'empêcher pour si peu que ce soit.

Fig. 3. — Pourvu qu’au niveau de l’eau, les tubes ne soient pas capillaires,

l’eau atteindra toujours le niveau hydrostatique.

Mise en charge des vases communicants.

Bien que le mouvement de l’eau soit étudié en détail plus loin, il n’est

pas sans intérêt d’examiner dès maintenant la loi de la montée de l’eau dans

la conduite en fonction du temps. Examinons le cas d’un récipient commu¬

niquant avec un tube par le moyen d’une résistance sableuse (fig. 4).

Si la résistance totale du sable et de la conduite est forte, la surface de

l’eau dans le tube se rapproche du niveau statique avec une vitesse décrois¬

sante et l’atteindra asymptotiquement : c’est ce qu’on appelle un amortis¬

sement apériodique.

Mais la résistance peut au contraire être faible : par exemple à la mise en

service du puits artésien, où l’eau ne rencontre presque aucune résistance

dans le tubage vide. Le niveau supérieur de l’eau dépasse alors le niveau

hydrostatique, puis s’abaisse en dessous, remonte à nouveau et exécute une

série d’oscillations d’amplitude décroissante. Ce phénomène n’intéresse

pas seulement l’ensemble sable et eau, mais parfois aussi, dans les conduites

métalliques, le métal lui-même qui se dilate et se rétrécit par oscillations

périodiques, selon le mécanisme du phénomène du coup de bélier, étudié

expérimentalement par la Société des Hauts Fourneaux et Fonderies de

Pont-à-Mousson, dans sa station d’essais hydrauliques de Marbache. (Ren¬

seignements inédits.)

PRINCIPES DE L’HYDRAULIQUE

91

Ce phénomène a paru jouer un rôle dans les premiers temps de service

du puits artésien de Grenelle.

Mais, dans tous les cas, la position définitive d' équilibre se confond exacte¬

ment avec le niveau hydrostatique.

Hydrodynamique.

L’hydrodynamique a pour objet l’étude de l’eau en mouvement.

On considérera d’abord le cas où l’eau ne subit aucune résistance, et

ensuite celui où elle traverse une masse de sable lui opposant une résistance

relativement considérable.

Fig. 4. — Le niveau hydrostatique s’établit finalement,

quelles que soient les résistances.

a) Cas où le passage de Veau ne subit aucune résistance : règle de Torricelli.

Ce cas est régi par la règle de T orricelli, obtenue expérimentalement par

lui, mais démontrée rationnellement par Bernouilli, grâce à certaines hypo¬

thèses sur la nature de l’eau (l’eau incompressible et les filets d’eau paral¬

lèles) et en application du théorème des forces vives.

Il convient de souligner ici les conditions nécessaires et suffisantes qui

en limitent l’application.

Quand l’eau s’écoule d’un récipient par un orifice :

s’il est très étroit par rapport aux dimensions de la surface libre du

liquide, s’il est pratiqué en mince paroi,

si les frottements sont négligeables aussi bien à l’intérieur du récipient

(contre les parois), dans l’orifice, et à l’extérieur (résistance de l’air),

si enfin la pression extérieure est la même à l’orifice qu’à la surface libre

du liquide, _

les molécules liquides prennent une vitesse égale à y/2 gH où g est l’inten¬

sité de la pesanteur (g = 9 m,81 à Paris) et H est la « charge », c’est-à-dire

la distance verticale entre l’orifice et la surface libre du liquide.

92

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

Si l’orifice présentait une section s, le débit Q par unité de temps devrait

être

Q =

Mais l’expérience démontre qu’il n’en est jamais ainsi, car la veine liquide

se rétrécit d’abord en forme de cône jusqu’à une petite distance de l’orifice,

et c’est seulement alors qu’elle devient cylindrique : le rétrécissement est

d’environ 20 % du diamètre.

Cette contraction est causée d’une part par la tension superficielle du

liquide (donc quand la veine est de faible diamètre), mais surtout par le

mouvement de l’eau qui se précipite le long des parois vers l’axe de la veine

liquide. Cette contraction est donc beaucoup plus faible, quand les filets

d’eau sont parallèles, par exemple à la sortie d’un tuyau assez long. La

contraction dépendrait aussi de la hauteur de charge, mais sans doute

cette action a-t-elle la même origine que la précédente.

Dans les calculs d’hydraulique appliquée, on tient compte de la contrac¬

tion, en multipliant la surface s par un coefficient m inférieur à l’unité. On

donne souvent à m la valeur 0,62, quand l’orifice est circulaire et assez

petit et quand la charge est inférieure à 7 mètres. Mais il est probable que

la forme des parois intérieures est prépondérante.

Dans tous les calculs qui suivront, on n’aura en général nul besoin de

préciser la valeur m, qui souvent s’élimine naturellement, surtout dans les

calculs de pression ; mais quand il n’en sera pas ainsi, on devra supposer

sa valeur constante sans pouvoir tenir compte — en l’absence d’expériences

à l’échelle des puits artésiens — de l’influence de la hauteur de charge H.

Cette seule simplification — qui peut avoir à l’échelle de la nature des consé¬

quences graves — ôte toute précision aux calculs de débit, bien que, dans le

tubage des puits artésiens, les filets d’eau soient tous verticaux, donc paral¬

lèles.

PRINCIPES DE L’HYDRAULIQUE

93

Ces réserves faites, on peut appliquer la règle de Torricelli à des vases

communicants de formes diverses.

La figure 5 se borne à reproduire le dispositif de l’expérience classique

de Torricelli : on trouvera dans tous les manuels de physique la démonstra¬

tion du fait que le jet est parabolique, l’énoncé de plusieurs de ses propriétés

et la description des expériences qui les vérifient.

La figure 6 a pour but d’attirer l’attention sur deux faits :

A A

Fig. 6. — Quand il n’y a pas frottement, les débits sont indépendants.

1° les tubes A sont en communication avec le réservoir supposé à niveau

constant. S’il n’y a aucune résistance dans le tuyau de communication

(c’est-à-dire en fait, si leur section est assez grande) dans les tubes A, qui

jouent ainsi le rôle de manomètres, le niveau du liquide atteindra le niveau

hydrostatique (supposé constant) du vase d’alimentation ;

2° ce niveau dans les tubes A ne sera nullement influencé par l’ouverture

ou la fermeture des orifices d’écoulement si nombreux soient-ils. En fait, cette

invariabilité indiquera précisément que les résistances du système sont

nulles. Par suite, le débit de chacun des orifices n’est pas influencé par l’ouver¬

ture de plusieurs autres, si nombreux soient-ils.

Un autre cas intéressant est celui du jet d’eau. Si le tube est interrompu

au-dessous du niveau du liquide dans le réservoir, l’eau s’élance comme

pour l’atteindre, et l’atteindrait effectivement, si l’ajutage et l’air n’exer¬

çaient aucune résistance, et si les gouttes de pluie retombantes ne s’oppo-

94

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

saient au jet ascendant. On se rapprocherait de ces conditions théoriques

en opérant dans le vide avec un jet incliné, qui prendrait alors la forme d’une

parabole, d’une part tangente à l’ajutage et, d’autre part, tangente en son

sommet au niveau du liquide dans le réservoir.

Cette expérience est donnée dans les manuels (fig. 7) comme l’expli¬

cation parfaite du mécanisme des puits artésiens : mais elle diffère des

conditions de la nature, surtout par la présence d’une résistance sableuse,

qui modifie du tout au tout l’allure du phénomène, comme on le verra plus

loin. Notamment, si les résistances étaient nulles ou négligeables, l’ouverture

de nouveaux puits artésiens, en nombre quelconque, ne saurait modifier en

quoi que ce soit le débit des puits précédemment ouverts. On ne pourrait

expliquer la baisse générale que par un abaissement du plan hydrostatique,

c’est-à-dire par une diminuation de la « charge ».

Fig. 8. — Débits selon la charge dans lin vase à niveau variable.

Pour être complet, il faut examiner en détail ce cas, et démontrer pour¬

quoi il ne peut expliquer la baisse de débit constaté dans les puits artésiens

au fur et à mesure du forage de nouveaux puits.

a) Cas où le vase d'alimentation est à niveau variable.

Si le vaisseau d’alimentation n’est pas infini ou n’est pas maintenu à

niveau constant, le niveau de l’eau baissera et la charge H diminuera à

chaque instant. Par suite, le débit Q diminuera également et s’annulera

même, quand le niveau de l’eau atteindra l’orifice.

Il est possible de prévoir l’allure du phénomène, moyennant un calcul

différentiel élémentaire, qui montre que le débit décroît proportionnelle¬

ment au temps écoulé et que la charge décroît paraboliquement avec le

temps, ainsi qu’on le voit sur le graphique (fig. 8).

La courbe du débit d’après la charge n’est pas moins parlante : le débit

décroît d’abord presque proportionnellement à la charge, mais 2 fois plus

vite qu’elle (propriété de la tangente à la parabole).

PRINCIPES DE L’HYDRAULIQUE

95

Ce cas s’apparenterait — aux pertes deehargeprès — au cas des puits

artésiens, si la nappe aquifère n’était pas approvisionnée ou l’était insuffi¬

samment. Son niveau libre s’abaisserait alors sensiblement.

Il est facile de démontrer que la théorie précédente ne s’applique par

à la nappe albienne des puits artésiens de la région parisienne. En effet, les

études géologiques démontrent que la nappe aquifère ne se vide pas pas

des orifices d’écoulement naturels, dans la Manche par exemple. Seuls les

puits artésiens contribuent à la vider.

Ni vêtu

Délit I

O mc/Atç. ▼

p/*/l À ydrost itiÿue

perte de clarye *J

Fig. 9. — Schéma des mesures de Darcy.

Or, les affleurements ont une surface de 900 millions de mètres carrés.

Chaque mètre d’approfondissement, pour une porosité minima de 20 %,

contient donc au moins 180 millions de mètres cubes d’eau. Or, les puits

artésiens de la région parisienne ont débité depuis 100 ans environ 2 mil¬

liards de mètres cubes. En admettant qu’aucune quantité d’eau n’ait péné¬

tré dans la nappe, elle se serait abaissée d’une hauteur très faible :

2.000 millions de mq. : 180 millions de mq. par mètre de profondeur

= environ 11 mètres.

Une porosité de 25 % abaisserait cette hauteur à 8 m. 80.

Donc, même si la nappe n’avait pas été approvisionnée depuis 100 ans,

son niveau hydrostatique serait resté sensiblement constant. Ainsi la théorie

précédente, qui peut intéresser d’autres nappes, ne saurait concerner la

nappe albienne du bassin parisien.

b) Cas où Veau traverse une masse de sable.

Formule de Dupuit. Expériences de Darcy.

Toutes les théories qui vont suivre ont pour base le mémoire de Dupuit

à l’Académie des Sciences (1857) et les expériences de Darcy.

Darcy opérait (fig. 9) au moyen d’un tuyau cylindrique vertical de

3 m. 50 de hauteur et de 0 m. 35 de diamètre, rempli d’un sable d’une poro-

9G

P. I.EMOÎNE, R. IIUMERY, R. SOYER

sité de 38 % (c’est-à-dire que 100 cmc. de ce sable absorbaient 38 cmc.

d’eau). La figure schématise les résultats trouvés par Darcy : si deux

manomètres mesurent les pressions en haut et en bas du cylindre de

sable, on constate que, dès qu’il y a circulation d’eau à travers le sable,

la pression en bas devient inférieure à la pression en haut et que la

différence ou « perte de charge » est :

proportionnelle à la vitesse de l’eau,

proportionnelle à l’épaisseur du sable traversé.

Donc, pour un volume de sable géométriquement déterminé, la perte

de charge J est proportionnelle au débit Q :

J = jQ

expression dans laquelle j est le coefficient de perte de charge.

Ces expériences ont été reproduites un grand nombre de fois : certains

les ont tenues pour exactes ; d’autres ont fait des réserves. Mais on obser¬

vera que les expériences de Darcy confirment, dans un cas particulier, un

fait très général : la résistance due au frottement d’un corps sur un autre

est proportionnelle à la vitesse, à condition que cette vitesse soit faible.

Ceci légitime l’application des résultats de Darcy à des vitesses horizontales,

alors qu’ils ont été établis pour des vitesses verticales.

De fait, on peut remarquer que la formule de Darcy donne des résultats

analytiques concordant avec les expériences, à condition de ne pas intro¬

duire, par besoin de simplification analytique, des conditions supplémen¬

taires.

Il convient de ne jamais oublier que la formule de Darcy n’est valable

que pour de faibles vitesses. En conséquence nous admettrons donc avec

Dupuit :

1° qu’il n’y a jamais besoin de tenir compte dans les calculs des forces

vives ;

2° que les pressions se transmettent dans la verticale selon la loi hydros¬

tatique.

Enfin, Dupuit a admis — notamment dans les intégrations — que les

angles sont suffisamment petits pour qu’on puisse assimiler les sinus aux

tangentes et égaler les cosinus à l’unité.

M. Léon Pochet ( 1905) qui a poussé fort loin l’étude analytique des nappes,

constate à juste raison que, « par suite d’une compensation entre les erreurs

en sens contraire, ces hypothèses, qui ont l’avantage de simplifier consi¬

dérablement la théorie, n’en altèrent pas sensiblement l’exactitude ».

Néanmoins, quand manifestement les filets d’eau ne sont ni rectilignes,

ni parallèles, il convient de tenir compte de la différence de longueur de

leur parcours. C’est ainsi que M. Vibert, ingénieur en chef de la Ville de

Paris (1938 a et b), a rectifié le calcul des puits à air libre où, pour simpli¬

fier l’analyse, on avait admis que l’eau circulait par tranches verticales, au

mépris des constatations les plus immédiates.

PRINCIPES DE L’HYDRAULIQUE

97

Mais cette dernière objection laisse légitime d’appliquer la formule de

Darcy à la théorie des puits artésiens, où précisément les vitesses sont très

faibles, et où les filets d’eau sont sensiblement horizontaux, dès que l’on

s’éloigne d’une centaine de mètres des puits.

Définition de la vitesse de Veau : Si étonnant que cela puisse paraître, il

est nécessaire de définir ce qu’on entend par vitesse de Veau à travers une

masse sableuse, car l’imprécision des termes a amené un certain nombre de

malentendus, sinon d’erreurs de calculs !

Il vaut mieux appeler vitesse massive de Veau, ou plus simplement vitesse

de l’eau, le quotient du débit par la surface de sable traversée. Cette vitesse

se mesure naturellement en mètres cubes par mètre carré et par seconde,

expression qui est de la dimension d’une vitesse linéaire.

Cette définition semble évidente. Elle est cependant nécessaire, car cer¬

tains auteurs ont voulu, pour une précision illusoire, considérer la vitesse

instantanée de l’eau entre chaque grain de sable. Bien entendu, cette vitesse

intergranulaire est variable, à chaque instant et d’une façon aussi irrégu¬

lière que le sont les interstices entre les grains de sable.

Cette vitesse inter granulaire moyenne est plus grande que la vitesse

massive définie plus haut ; si en effet la porosité du sable est de 20 %, c’est

qu’il ne reste entre les grains que 20 % de vide, par où l’eau passe, si bien

que la vitesse intergranulaire moyenne de l’eau est 5 fois plus grande que sa

vitesse massive.

On a même été beaucoup plus loin, sans s’expliquer suffisamment. Au

lieu de définir une vitesse intergranulaire moyenne (qui n’a d’autre défaut

que d’introduire, souvent sans raison, ce coefficient mal connu qu’est la

porosité), on a essayé de calculer la vitesse intergranulaire maxima, en éva¬

luant la surface des plus petits interstices entre les grains. Ce calcul n’a pu

être effectué que moyennant un certain nombre d’hypothèses géométriques

simples... Si nous supposons par exemple, que les grains de sable ont une

forme rigoureusement sphérique, qu’ils ont tous le même diamètre, qu’ils

sont empilés comme des piles de boulets, de façon que leurs centres soient

aux sommets d’un réseau tétraédrique, la porosité sera de 26 % et le mini¬

mum de passage pour l’eau sera de 9,5 %.

Les centres sont-ils aux sommets d’un réseau cubique, la porosité sera

de 47,5 %, le minimum de passage de 21,2 %. On a même construit une

formule tenant compte de cet « angle d’empilage ».

Il suffit d’énoncer ces hypothèses pour en faire éclater la puérilité : les

grains ne sont ni sphériques, ni de calibre égal : les petits se logent entre les

gros et la structure de l’édifice dépend de leurs formes, de leur courbe de

tamisage et de la pression que l’ensemble a subie. Tous les calculs précédents

sont sans base et leur illusoire rigueur n’a d’autre résultat que d’introduire

des notions parasites et d’une précision trompeuse.

Ils peuvent tout au plus servir à indiquer l’ordre de grandeur de la poro¬

sité (26 %) et de sa limite supérieure (47,5 %).

Mémoires du Muséum, nouvelle série. — T. XI.

7

98

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

Une analyse fine du phénomène pourrait être tentée afin de déterminer

en détail les facteurs primaires de la perte de charge : mais on ne connaît

encore qu’imparfaitement les lois qui la régissent dans un tuyau de fonte

cylindrique. Nous sommes donc bien loin de savoir comment agit le frot¬

tement de l’eau contre la surface d’un grain de sable de nature variable

(quartzeux, calcaire, etc.), de surface inconnue (lisse, rugueuse, etc.), de

forme variable et a fortiori, nous ignorons comment se comporte l’eau

dans les canaux intersticiels de ces grains de sable.

Les coefficients globaux que l’on doit rechercher pour la perte de charge

tiennent compte forfaitairement de tous ces facteurs, et ils doivent suffire

pour le moment.

A

Fig. 10. — Définition de la charge hydrostatique, de la perte de charge et de la charge utile.

Charge hydrostatique. Perte de charge. Charge utile. — La seule applica¬

tion de la formule de Darcy va guider dans une foule de phénomènes hydro¬

géologiques, pourvu que les vitesses soient faibles.

Soit un vase à niveau constant (fig. 10) communiquant avec un tube A

à grande section, par un tuyau rempli de sable, donc opposant une résis¬

tance au passage de l’eau. On suppose que la vanne n’offre aucune résis¬

tance au passage de l’eau (ou, ce qui revient au même, que cette résistance

soit proportionnelle à la vitesse) et qu’il en est de même du tube vertical

d’évacuation.

Si on ouvre la vanne, on constate dans le tube A, faisant office de mano¬

mètre, que le niveau de l’eau descend quand le débit Q augmente.

Dans le tube A, la règle de T orricelli s'applique, mais en prenant pour

pression la charge utile h, c’est-à-dire la charge hydrostatique H diminuée de

la perte de charge J.

On peut donc écrire h

1. On ne tiendra pas compte du coefficient de contraction : il suffira de définir s comme

étant la section de la veine contractée.

99

PRINCIPES DE L’HYDRAULIQUE

Q = sv/2~gïT = sy/ 2g (H- J)

mais, comme selon Darcy,

J = jQ

le débit prend une forme beaucoup plus compliquée, où le débit figure dans

les deux termes :

Q = s \/2g (H-jQ)

Cette équation est du second degré en Q ; mais, heureusement, elle se

simplifie souvent.

Pour le moment, on peut déjà, grâce à la formule de Darcy, résoudre,

sans calculs, un certain nombre de problèmes usuels.

Résolution de trois problèmes élémentaires.

Problème 1. — Quelle doit être la charge hydrostatique H ( c’est-à-dire de

combien faut-il descendre V ajutage) pour doubler le débit Q d'un orifice?

On raisonne ainsi, sans formules (fig. 11).

plan, bycfroj/aâtÿi/m

Fig. 11. — Comment doubler le débit en augmentant la charge hydrostatique,

la section de l'orifice restant constante.

Puisque le débit a doublé, la perte de charge a doublé, elle est passée de

J à 2 J.

Mais, pour obtenir un débit 2 Q au lieu de Q, il faut quadrupler la charge

utile h, qui deviendra 4 h.

On a donc le tableau et les figures suivantes :

100

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

On trouverait facilement que pour obtenir un débit nQ avec un même

orifice, il faut une charge hydrostatique.

Hn = nJ + n2h

Problème 2. — Quelle doit être la charge hydrostatique pour doubler le

débit en ouvrant un 2e orifice identique au premier ?

On sait que le débit (donc la vitesse de l’eau) ayant doublé, la perte de

charge a doublé, elle est passée de J à 2 J.

Chacun des robinets identiques (fig. 12) devra conserver la charge

utile h.

Fig. 12. — Comment doubler le débit en augmentant la charge,

la section de l’orificc étant double.

La charge hydrostatique passera donc de

H = J + h à H1 = 2 J + h

On trouve de même, que pour obtenir un débit nQ avec n orifices, il faut

une charge hydrostatique

H (“> = nJ + h

Problème 3. — Sur une conduite sableuse sont branchés, régulièrement

espacés, 10 tubes verticaux munis chacun d'un orifice identique. A quelle dis¬

tance du plan hydrostatique doivent-ils êtreouverts pour donner le même débit?

Le raisonnement est un peu plus compliqué de forme, mais très simple

de principe, si l’on veut bien se reporter à la figure 13.

Puisque les orifices ont tous le même débit, ils sont tous situés à la même

distance h (charge utile) au-dessous de leur point de charge.

PRINCIPES DE L’HYDRAULIQUE

101

Soit J la perte de charge du 1er orifice ; elle correspond à une longueur 1

de sable et un débit 10 Q.

La perte de charge du 2e orifice sera la somme de :

pour la lre section 1 : la perte de charge J ;

pour la 2e section 1 : la perte de charge 0,9 J (puisque le débit n’y vaut

que les 9/10 de la première section).

Au total : 1,9 J.

Mf.c n: n: n: n: n: a: n: n: rt n:

Fig. 13. — Augmentation de la perte de charge.

Et ainsi de suite, le calcul étant effectué sur la figure elle-même. On trou¬

verait que le nme orifice doit fonctionner sous la charge hydrostatique :

21 — nJ

h + n — -2 -

Ce problème montre grosso modo comment les puits artésiens « s’impres¬

sionnent » les uns les autres et comment agissent les pertes de charge.

Application de l’hydrodynamique aux puits artésiens.

a) Conséquences de la forme de l'équation du débit. Simplification dans le

cas des puits artésiens.

102

P. LEMOINE, K. HUMERY, R. SOYER

Grâce à l’équation qui régit le mouvement de l’eau à travers une masse

de sable1 :

Q = s V 2g (H - j Q)

on peut étudier d’une façon générale comment varie le débit, quand on

fait varier d’une part, la section de l’orifice et, d’autrejpart, la hauteur de

charge. On se bornera à donner l’allure de la courbe du débit

d’une part (fig. 14) à section constante, quand varie la charge, et

d’autre part (fig. 15) à charge constante, quand varie la section d’écoule¬

ment.

L’équation étant générale, s’applique aux puits artésiens et même avec

une simplification considérable, due à la forte résistance du sable.

L’équation s’abaisse en effet au premier degré : le débit devient propor¬

tionnel à la charge et reste quasi indépendant de la section.

3‘ H

de ce débit maximum.

On démontre en effet que, dans ses limites d’application, l’expression de

Q peut se développer en série alternée sous la forme

1. H a été défini, p. 91-93, fig. 5-6.

PRINCIPES DE L’HYDRAULIQUE

103

Q =

H

j

H

j2gs2

+ ...)

Si donc l’on se limite au premier terme Q = H : j, on ne commet qu’une

erreur relative inférieure à l’expression H : 2j2 gs2 qui, dans le cas des puits

artésiens, est toujours négligeable, même pour un puits artésien unique.

Par exemple, au puits artésien de Grenelle, les mesures de Mary et

Lefort avaient donné pour une charge H égale à 54 m. environ, un débit

de 4,15 litres par seconde (ou 0,00415 mc/sec.). Comme le tubage avait à

son pied un diamètre de 13 cm. (soit une section s = 133 cmq = 0,0133

mq), on a, pour g = 9,81 m /sec. sec.).

H

54

J Q CnV' 0,00415

= 13.000 secondes par mq. 1.

L’erreur commise en ne prenant que le premier terme est donc inférieur à

1 H 1 54

2 j2 gs2 “ 2 ' 13.0002 x 9,81 X 0.01332

= environ 9,2. 10-5

Le terme correctif est toujours inférieur aux erreurs de mesure. En

d’autres termes, l’hyperbole représentative du débit à charge se réduit, dans

les limites de la pratique, à son asymptote horizontale (fig. 16).

y

300

50

O .

o 30 eo jo to so

tenhmèb'es de diamètre

Fig. 16. — Variation du débit avec la section

dans le cas où j = 13.000 (En pointillé, les diamètres

où le phénomène se compliquerait par la capillarité).

On peut donc, dans le cas des puits artésiens des Sables verts de la région

parisienne, se contenter de la formule

H

j

dans laquelle j est le coefficient de perte de charge.

Cette formule démontre que le débit est théoriquement :

1. J s’exprime en secondes par mètre carré, si H est exprimé en mètres d’eau et Q en

mètres cubes par seconde.

104

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

1° indépendant de la section ;

2° proportionnel à la charge.

Si l’on fait abstraction de la perte de charge dans le tubage, on peut dire

que deux puits artésiens, forés à très petite distance, ne débitent pas plus d'eau

qu’un seul x.

On saisit ici le mécanisme de la façon dont deux puits artésiens voisins

« s’impressionnent ». On verra plus loin des exemples du même phénomène

pour des puits plus ou moins éloignés. Il importe seulement pour le moment

de savoir qu’il est absolument inutile de forer des puits tout proches les uns

des autres, le débit de tout nouveau puits étant presque entièrement

emprunté à ses voisins.

Mais le fait n’est pas particulier aux puits artésiens : les formules sont

générales, et il est intéressant de remarquer que V indépendance du débit et

de la section et la proportionnalité du débit à la charge sont deux faits généraux

pour toute masse d’eau se déplaçant dans une couche de sable dès que les frotte¬

ments deviennent importants.

Contrairement à ce qu’ont écrit la plupart des auteurs, cette indépendance

ne dépend nullement, pour les puits artésiens, de la forme analytique de

l’expression de j, mais seulement de sa valeur numérique ou, plus exacte¬

ment, du fait que la valeur numérique du terme correctif est négligeable.

Or, dans le cas du puits de Grenelle, la valeur numérique de j (13.000

secondes par mètre carré) est connue, grâce à Mary et Lefort (1844), par une

mesure directe, indépendamment de toute hypothèse.

On verra plus loin pourquoi on a cru longtemps que le débit croissait

comme le logarithme de la section du tubage, ce qui est inexact.

Influence de la perte de charge par frottement de l’eau contre les parois du

tubage.

Il est facile de vérifier que cette influence est toujours assez faible. Dans

le cas de conduites métalliques d’un diamètre compris entre 1 centimètre

et 1 mètre, on peut calculer la perte de charge par la formule de Flamant,

dont le graphique ci-joint (fig. 17) donnera l’application pour les valeurs

usuelles.

Le calcul de la répercussion sur le débit de la perte de charge dû au frot¬

tement sur les parois du tubage est facile ; dans la formule Q = H : j il suffit

de diminuer H de la perte de charge calculée par la formule de Flamant.

Mais cette influence est minime, et même négligeable.

Par exemple, en prenant les données physiques du puits artésien de

Grenelle (H = 54 m. ; Q = 4,15 1/sec.), on trouve pour un tubage de

500 m. de haut.

1. Bien entendu, en pratique on ne fore un second puits tout près du premier que si son orifice

inférieur s’est arrêté malencontreusement sur un banc peu perméable ou a été obstrué par de

éboulements.

PRINCIPES DE l’hYDRAUI.IQUE

105

En tenant compte de tous les facteurs connus, peut-on dire que le débit

est indépendant du diamètre du tubage ? Non.

On sait cependant que, dans les conditions de cette étude, la section a

une influence négligeable sur le débit quand j est considérable ; de même le

frottement de l’eau contre les parois.

Fig. 17. — Perte de charge dans un tubage selon le diamètre et le débit

(Formule de Flamant).

On verra toutefois plus loin que la poche vide ou quasi vide, que laisse le

sable évacué dès le jaillissement, croît sans doute avec le diamètre et que le

débit doit croître lui-même. Mais on n’a sur ce sujet aucune donnée précise.

Dans les forages modernes, on tâche de diminuer les frottements de l’eau

contre le tubage, en constituant ce dernier par des sections vissées, très

lisses, en acier spécial (Armco, Escaut et Meuse). Le diamètre optimum

choisi par les sondeurs est d’environ 30 cm. (12 pouces).

b) V érification de la loi du débit.

Les mesures effectuées sur les puits artésiens ont démontré l’exactitude

de la loi Q = H : j exprimant que le débit varie linéairement comme la

charge ? Expériences de Mary et Lefort sur le puits artésien de Grenelle.

La figure 18 donne les résultats bruts des mesures, sans tenir compte

106

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

pour le moment de la correction minime due à la perte de charge par frotte¬

ment de l’eau contre le tubage.

Ces mesures ont une importance considérable (qui est étudiée en détail

au cours de la monographie du puits artésien de Grenelle). On peut même

dire que ce sont les seules, qui constituent une vérification valable de la

théorie. Le puits artésien de Grenelle était en effet à cette époque le seul

exutoire de la nappe des Sables verts, puisque les études géologiques

montrent qu’elle ne saurait se déverser dans la Manche, comme on en a

émis l’hypothèse. Le point de charge du puits était donc à cette époque sur

le plan hydrostatique lui-même, circonstance qui ne s’est plus reproduite

depuis et qui permet d’en fixer la cote à environ -f- 126 dans la région de

Paris.

Débit e/r pences

( 2.00

Fig. 18. — Proportionnalité du débit et de la charge,

d’après les mesures de Mary et Lefort, sur le puits artésien de Grenelle.

(Trait plein : observations. Trait interrompu : droite moyenne.)

Quant aux mesures faites sur d’autres puits artésiens, elles ne permet¬

traient pas de calculer le niveau hydrostatique, mais seulement le point de

charge, c’est-à-dire la cote au-dessus de laquelle le puits artésien ne jaillit

plus. Ce point de charge d’un puits est d’autant plus éloigné du plan hydros¬

tatique qu’il est plus impressionné par les puits voisins foncés sur la même

nappe et on verra dans quelle mesure.

Mais ces dernières mesures ont aussi un grand intérêt théorique : elles

démontrent que le débit d’un puits, foncé parmi d’autres sur une même

nappe, suit une loi linéaire, si bien que le point de charge joue pour chacun,

à partir du second puits, le rôle du point hydrostatique du premier. Ce fait

— vérifié par exemple avec précision en 1934 au forage de Bucy-le-Long —

démontre que dans l’étude d’un puits artésien déterminé, situé dans un

champ de puits artésiens, on peut en première approximation négliger la

force vive de l’eau, due à la vitesse que lui confère le débit de ses voisins ;

ces vitesses sont d’ailleurs très faibles, mais il était indispensable de vérifier

qu’elles étaient suffisamment faibles, pour ne pas altérer le caractère linéaire

de la loi du débit.

PRINCIPES DE L’HYDRAULIQUE

107

c) Calcul du niveau hydrostatique par mesure de débit à divers niveaux.

Si la nappe artésienne ne débite que par un seul puits artésien, deux

mesures de débit effectuées à deux cotes différentes de déversement et à

peu de temps de distance, permettent de déterminer le niveau hydrosta¬

tique et de mesurer la constante j. C’est ce que nous avons fait plus haut.

Si au contraire, il y a plus d’un puits artésien aménagé sur la nappe —

et c’est le cas actuel de la nappe parisienne des Sables verts — les deux

mesures de débit d’un puits artésien donnent la cote de son point de charge.

Dans les deux cas, si Q est le débité la cote Z1; et Q2 le débit à la cote Z2,

la cote du point de charge est :

CHAPITRE VIII

PIÉZOMÉTRIË DES PUITS ARTÉSIENS

Utililité des études de piézomélrie. — Définition de la surface piézométrique. —

Surface piézométrique d’un puits artésien unique : hypothèses de calcul ; équa¬

tion de la méridienne piézométrique ; ses propriétés. — Étude de la poche ; stades

de formation de la poche; cas des puits anciens; cas des puits modernes à mas¬

sif filtrant. — Forme des surfaces d’égale vitesse. — Valeur à attribuer au rayon

moyen de la poche dans les formules. — Variation du débit et de la courbe piézo¬

métrique pendant la formation de la poche. — Surface piézométrique de deux puits :

faits; explication du phénomène; notion de « poiut de charge » ; variation des

points de charge ; influence mutuelle de deux puits suivant la distance ; influence

mutuelle de deux puits à des hauteurs de déversement différentes, comment un

puits peut en tarir un autre. — Surface piézométrique de trois puits. — influences

mutuelles dans un champ de puits artésiens : limitation du nombre des puits. —

Indépendance possible des synclinaux et de certains forages.

Utilité des études de piézométrie.

La piézométrie est l’étude des pressions. Elle offre le plus grand intérêt

dans le cas des puits artésiens ; car si le débit est difficile à prévoir, la pression

peut presque toujours être déterminée avec une exactitude suffisante.

En effet, le débit d’un puits artésien dépend essentiellement de la perméa¬

bilité des couches aux abords du pied du tubage, et par suite de la structure

locale des terrains traversés. Pour une même pression, deux puits peuvent

donner des débits entièrement différents, si le tubage de l’un n’a rencontré

que du sable, tandis que le tubage de l’autre s’arrête dans une lentille d’ar¬

gile ou de sables argileux.

Au contraire, la pression initiale est indépendante des circuits de l’eau,

de leur forme, de leur résistance. Elle s’abaissera, quand le puits artésien

coulera par suite de la création de la perte de charge due à la vitesse de

l’eau, mais cette perte de charge ne sera jamais qu’une fraction de la pres¬

sion hydrostatique. La pression dépend donc beaucoup moins que le

débit des conditions locales imprévisibles, et ce c’est qui rend les études

piézométriques si utiles et si fécondes.

PIÉZOMÉTRIE DES PUITS ARTÉSIENS

109

Définition de la surface piézométrique.

Soit sur une conduite sous pression constante, remplie de sable et de

forme quelconque — par exemple un vase dans un laboratoire (fig. 19) ou

une couche de sable aquifère (fig. 20) — sur laquelle est ménagé un orifice

d’évacuation. Si en des points quelconques de la couche sableuse, on

implantait des manomètres (sans débit), le niveau de chacun se fixerait à

un point plus bas que le plan hydrostatique. L’ensemble de ces niveaux

définit la surface piézométrique.

/

rn /n /n

Si on bouchait l’orifice d’écoulement, les manomètres monteraient jusqu’au

plan hydrostatique, qui constitue donc une surface piézométrique particu¬

lière.

Dans le cas où la conduite est constituée (fig. 19) par un cylindre de

section constante, empli d’un sable à perméabilité constante, la surface

piézométrique se réduit à une droite inclinée. Dans ce cas, on peut donc

parler de « perte de charge par unité de longueur ».

Mais dans le cas d’une couche sableuse — s’étendant dans deux dimen¬

sions autour du puits (fig. 20) — la surface piézométrique est beaucoup

plus compliquée. Elle n’a nullement la forme d’un plan, et l’on ne peut en

aucun cas parler de perte de charge par unité de longueur. La question se

complique encore, quand la couche débite par deux, trois ou un nombre

quelconque de puits artésiens : il est alors nécessaire d’étudier la question

dans le détail.

Surface piézométrique d’un puits artésien unique.

Les auteurs ont, par une intégration facile, déterminé la forme de la

surface piézométrique d’un puits artésien unique, dans des conditions théo¬

riques précises.

Supposons :

110

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

que la couche aquifère ait sensiblement la forme d’un cylindre aplati de

révolution autour de l’axe du tubage et que son épaisseur soit constante ;

que la « poche » déterminée par l’évacuation initiale du sable ait, elle

aussi, la forme d’un cylindre, ayant pour hauteur l’épaisseur de la couche ;

que la perméabilité du sable soit constante dans l’espace (et par suite

indépendante de la pression, qui est plus grande au centre qu’aux affleure¬

ments) et dans le temps (et, par suite, qu’il ne se forme ni canaux, ni bar¬

rages).

Les surfaces d’égale vitesse de l’eau sont alors sensiblement des cylindres ;

les filets d’eau sont horizontaux, dirigés vers l’axe du tubage, et sensible¬

ment de même longueur. De plus, les vitesses de l’eau sont toujours extrê¬

mement faibles.

Dans ces conditions, les simplifications admises par Dupuit (confusion

du sinus et de la tangente, transmission des pressions selon la verticale)

sont beaucoup plus valables que dans les calculs analogues, relatifs aux

puits ordinaires.

Il est facile de calculer l’équation de la surface piézométrique ; étant de

révolution, il suffit de calculer sa courbe méridienne.

Prenons (fig. 21) :

pour l’axe des x, une droite sur le plan hydrostatique ;

pour l’axe des z, l’axe du tubage, les valeurs positives étant dirigées vers

le bas.

PlÉZOMETRIE DES PUITS ARTÉSIENS

111

Soient H, la distance du sommet du tubage au plan hydrostatique.

R, le rayon de l’affleurement,

r, le rayon de la poche,

e, l’épaisseur de la couche.

Si Q est le débit du puits artésien, la vitesse de l’eau à une distance x est

Q : 2- xe. Donc, par application de la formule de Dupuit,

dz

>-Q

2 x ex

dx

où À est un coefficient constant, mesurant la perméabilité du sable.

Fig. 22. — Courbe méridienne de la surface piézométrique représentée à 3 échelles différentes.

Puits au début : r z: 0 m. 15

Puits formé : r zr 5 m. 00

112

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

XQ

D où z = - — — Log x + C

En appliquant aux limites, l’on a

H = - Log r + C et O = — -=-^-

A TZ C A 7w 6

En éliminant la constante C et l’expression —

surface vient sous la forme :

Log R + C

XQ

tj - , l’équation de la

Z-e

Z = H

L„g

Log

R

En éliminant la constante entre les deux dernières équations, on trouve

la valeur de j

H X R

J Q

2, e L°gV

Propriétés de la méridienne piézométrique. — Cette méridienne a pour

propriété de se rapprocher très rapidement de l’axe du tubage. Aussi, pour

en comprendre plus exactement la forme, l’avons-nous figurée à trois

échelles différentes (fig. 22).

pour R = 150.000 m,

avec r = 0m. 15 (en pointillé) et r = 5 m. (en traits pleins).

On peut également la représenter en graduant l’axe des abscisses suivant

*

t*—- ro ,

Fig. 23. — Représentation logarithmique de la méridienne

de la surface piézométrique d’un puits. (R zz: 175 km. : r — 5 m.)

une échelle [logarithmique. La méridienne se réduit alors à une droite

(fig. 23) et ainsi l’on observera mieux que la perte de charge est la même,

par exemple:

entre 10 m. et 100 m.

entre 10 km. et 100 km.

PIÉZOMÉTRIE DES PUITS ARTÉSIENS

113

Ainsi, ce sont les parties de la couche sableuse les plus proches du puits

artésien qui provoquent les pertes de charge les plus importantes, ce qui

est naturel, puisque la perte de charge croît avec la vitesse de l’eau, laquelle

croît elle-même en se rapprochant du puits.

C’est ce qui explique à la fois l’intérêt qu’il y a à réduire la perte de charge

aux abords du puits, par des dispositifs décrits plus loin, et l’intensité

avec laquelle agit le colmatage par éboulement.

Rappelons qu’il existe une grande différence entre les surfaces piézomé-

triques d’un puits ordinaire (c’est-à-dire sans pression) et d’un puits arté¬

sien (c’est à-dire sous pression).

Fig. 24. — Surface piézométrique d’un puits ordinaire.

Dans le puits ordinaire (fig. 24), la surface piézométrique se confond

avec la surface libre de l’eau : le débit du puits déprime la surface de l’eau

au-dessous du niveau hydrostatique et assèche par conséquent une zone

de sable autour du puits, constituant le cône de déflexion.

Au contraire, dans un puits artésien, pompé ou non (fig. 25), la surface

piézométrique est purement théorique : elle ne se matérialiserait que si

l’on plongeait jusqu’à la nappe des tubes témoins verticaux, sans débit

(comme le serait le tube t) : le débit du puits artésien ne provoque aucune

partie sèche dans la couche de sable. Il n’y a donc pas de cône de déflexion

matériellement réalisé.

D’autres propriétés intéressantes se déduisent de la forme même de

l’équation.

1° La surface piézométrique est indépendante du débit.

2° Elle est indépendante du coefficient de perméabilité de la couche aquifère.

Cependant, on ne doit pas oublier que l’on a supposé cette perméabilité

constante dans l’espace et4dans le temps. Toutefois, comme la valeur

moyenne de ce coefficient s’élimine, on peut raisonnablement supposer que

ses variations ont peu d’influence sur la forme de la courbe. En tout cas,

elles doivent être beaucoup plus minimes que celles qui sont dues à des

conditions locales imprévisibles, dont les unes diminuent le coefficient de

perméabilité (comme l’existence de passes argileuses) et les autres peuvent

contribuer à l’augmenter (comme la formation de canaux).

Ces canaux sont d’ailleurs peu probables en raison de la faible vitesse de

Mémoires du Muséum, nouvelle série. — T. XI. 8

114

P. LEMOINE, R. HIJMERY, R. SOYER

l’eau, qui ne permet guère le déplacement des grains de sable et de la forte

pression du sable qui boucherait les vides, s’ils se formaient.

3° Elle est indépendante de V épaisseur de la couche.

Cependant on a supposé que cette épaisseur était constante. Une analyse

facile démontre que pour une couche « en ménisque » (dont l’épaisseur plus

grande au centre que sur les bords, varierait linéairement) la forme de la

courbe se conserverait sensiblement.

On verrait de même que la courbe ne varie pas si la couche cylindrique

se réduisait à un secteur limité par deux plans verticaux, passant par l’axe

du forage, et varie peu si le puits n’est pas exactement au centre de l’affleu¬

rement circulaire et même si celui-ci n’est pas exactement circulaire.

Ces propriétés dérivent du fait que les parties lointaines de la couche

sableuse agissent peu sur la surface piézométrique.

Il nous reste à examiner comment la méridienne piézométrique varie

avec la forme et la dimension de la « poche ».

Étude de la poche.

La poche vide, qui se forme à la base des puits artésiens, paraît avoir, à

première vue, une grande importance puisque l’équation de la méridienne

comprend le logarithme du rayon de la poche, supposée cylindrique et de

même hauteur que la couche. Qu’advient-il quand cette hypothèse simpli¬

ficatrice du calcul n’est pas vérifiée ?

Stades de formation de la poche.

Quand le sondage a atteint la couche aquifère, l’eau sort tumultueuse¬

ment par le tubage. La vitesse, correspondant à une section circulaire de

PIÉZOMÉTRIE DES PUITS ARTESIENS

115

30 cm. et à un débit de 6.000mc/j, est d’environ un mètre par seconde, vitesse

supérieure à celle qui est nécessaire pour entraîner les grains de sable. Le

sable éliminé aux abords du tubage laisse un vide qui prend des formes

diverses selon le mécanisme suivant (fig. 26, a à g.).

1er Stade (fig. a) : Les grains de sable au voisinage du puits sont entraînés

par la vitesse de l’eau et laissent d’abord un vide à peu près sphérique.

2e Stade (fig. b) : L’hémisphère supérieur qui, non seulement n’est pas

soutenu, mais encore subit l’entraînement de l’eau, s’effondre, et le sable

éboulé est entraîné à l’extérieur. Cet éboulement se propage de proche en

proche le long du tubage jusqu’au moment où le sommet du cône ainsi

formé rencontre une roche plus solide.

Fig. 26. — Développement et remplissage par éboulement de la poche.

3e Stade : L’éboulement continue alors latéralement : la poche prend la

forme d’un cylindre (fig. c), puis d’un tronc de cône (fig. 26 d), dont le som¬

met est en bas.

Ce cône s’élargit jusqu’à ce que ses parois aient atteint (fig. 26 e)

l’angle d’ éboulement naturel, lequel est d’ailleurs plus faible sous l’influence

d’un courant d’eau centripète, qu’en milieu sec.

1 16

P. LEMOINE, R. HIJMERY, R. SOYER

Le tronc de cône est donc fermé à sa partie supérieure par le toit consti¬

tué par la roche imperméable. Si cette roche — argile, calcaire, etc. — est

suffisamment solide pour la portée, la poche se maintient intacte pendant

un temps indéfini, et le puits rend les services demandés sans défaillance.

Des passées de roche solide (fig. 26 /) peuvent d’ailleurs contribuer à rendre

l’édifice plus ou moins stable.

4e Stade (fig. g) : Mais si, au contraire, le pied du tubage est trop bas, la

résistance de la roche solide peut devenir trop faible pour sa portée ; le

toit se rompt, en formant une cloche de fontis, qui affecte grossièrement la

forme d’un paraboloïde de révolution.

%

Fig. 27. — Augmentation du débit avrec le rayon moyen de la poche.

Les éboulis remplissent alors le tronc de cône. Composés de blocs plus ou

moins gros, plus ou moins délébiles, ils peuvent soit constituer un filtre

naturel, soit au contraire colmater peu à peu l’orifice du puits.

Ce colmatage par éboulement agissant sur les abords immédiats du tubage

— donc au point où la vitesse est maxima — augmente la perte de charge,

dans les plus mauvaises conditions. Selon les circonstances de l’éboulement,

la poussée de l’eau peut débiter les blocs et rétablir en partie le passage

de l’eau, ou, au contraire, coincer les argiles contre le puits, et ainsi, réduire

le débit de plus en plus.

Ce processus général est légèrement différent, selon qu’il s’agit de forages

exécutés par les méthodes anciennes ou les méthodes modernes, qui vont

être décrites avec plus de détails.

Cas des puits anciens. — Tous les puits exécutés jusqu’en 1927, avant

l’introduction en France des méthodes américaines, étaient à « tubage télé¬

scopique » : pénétrant plus ou moins profondément dans la partie supé¬

rieure des Sables albiens, le tubage avait la base lanternée sur une hauteur

plus ou moins grande et son fond restait ouvert. Dès que le forage avait

percé le toit de la couche albienne, l’eau jaillissait avec violence, sortait

trouble, toute chargée de particules argileuses et sableuses, et entraînait

parfois de gros fragments de pyrites, d’argiles, etc... De certains puits sont

PIÉZOMÉTRIE DES PUITS ARTÉSIENS

117

sortis d’énormes quantités de sables et d’argile. Pendant cette première

phase, le débit de l’ouvrage oscillait sans cesse et sans régularité.

Après cette période d’agitation, le débit se stabilisait et l’eau sortait

claire. De temps à autre, toutefois, le débit s’abaissait et l’eau redevenait

trouble à cause des éboulements décrits plus haut. C’est ce qui a été observé

à Grenelle, à Passy (Belgrand, 1861), à Blomet, etc...

Enfin, le débit du puits s’abaisse lentement et régulièrement : comme

l’on supposait que cette diminuation était due à l’ensablement du pied du

tubage, on le curait, et cette opération améliorait le débit, mais pour peu de

temps. La venue d’eau diminuait bientôt et enfin cessait.

Cas des puits modernes à massif filtrant. — Depuis 1929, la plupart des

grands forages du Bassin de Paris ont été exécutés par les procédés améri¬

cains, aumoyen d’appareils Rotary (Entreprises Layne-France, R. Brochot)

avec injection d’eau lourde (embouage). Les tubages sont vissés et pourvus

de crépines doubles, entre lesquelles on insère des graviers convenablement

calibrés. Les forages traversent toute la couche sableuse de façon que le

pied du tubage obturé par un bouchon de bois, de métal ou de ciment,

repose sur une assise imperméable. En outre, on coule parfois des massifs

extérieurs de graviers au moyen d’un distributeur spécial, de façon à empê¬

cher que les sables ne soient entraînés par l’eau artésienne. Ainsi, la zone

captante est plus grande et le débit s’accroît sensiblement.

C’est alors qu’on « développe » le puits par un pompage sous un débit

supérieur au débit normal, afin de créer une charge plus grande, capable

d’entraîner les particules fines et de diminuer ainsi la perte de charge aux

abords du puits et constituer un filtre naturel. Au bout d’un temps assez

long (parfois de plusieurs semaines), l’eau sort parfaitement claire, ne con¬

tenant plus que quelques milligrammes de limon par mètre cube.

Par contre, les massifs de graviers et les crépines diminuent sensiblement

le débit. Ainsi, dans le forage artésien jaillissant de Montrichard, qui a

atteint les Sables cénomaniens en position très synclinale, le débit horaire

est passé de 150 m3 avant la mise en place des crépines, à 120m3 après la

descente des filtres et des graviers, soit une perte de débit de 20 %.

Dans le forage de Viry-Chatillon, le débit qui dépassait 18.000 m3

par 24 heures, se réduisait après gravillonnage à 11.000 m3, soit une perte

de près de 40 %.

Forme et dimensions de la poche. — On voit maintenant non seulement

quel est le rôle éminent de la poche, mais encore la difficulté de se faire une

idée de sa forme.

Dès l’abord, on peut faire justice de cette erreur, qui consistait à prendre

pour r la valeur du rayon du tubage lui-même, et qui suppose — contraire¬

ment à l’évidence — que le tubage est crépiné du haut en bas de l’épaisseur

totale de la couche aquifère et que le sable se maintient en place, malgré

le courant d’eau, contre ses parois. Or il est n’en est rien ; on a vu que la

poche affecte les formes les plus variées, selon les hasards de la coupe des

118

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

terrains et des éboulements. Dans le cas le plus simple, elle se présente

comme un tronc de cône, plus ou moins obstrué par des argiles provenant

d’une cloche de fontis, laquelle affecte vaguement la forme d’un parabo-

loïde.

Parfois son volume avant éboulements est connu : c’est celui du sable

rejeté, par exemple 500 m3 environ au sondage de Viry-Chatillon, ce qui

correspond :

à un cylindre de 40 m. de haut et de 2 m. de rayon,

ou à un cylindre de 10 m. de haut et de 4 m. de rayon,

ou à un cône (à talus de 1/2) de 10 m. de rayon et de 5 de hauteur (rayon

moyen des cercles horizontaux : 5 m. 60).

ou à une sphère de 5 m. de rayon (rayon moyen des cercles horizontaux :

4 m.).

Forme des surfaces d’égale vitesse. — Si l’on connaît mal la forme de la

poche, on ne peut faire que des hypothèses sur la forme des surfaces d’égale

vitesse, depuis la poche jusqu’aux affleurements.

Voici les seules données raisonnables, que l’on possède à ce sujet.

1° Les filets d’eau arrivent à la poche, à peu près perpendiculairement à

ses parois et la poche constitue elle-même une surface d’égale vitesse.

2° A une certaine distance de la poche, les filets d’eau sont parallèles à

un même plan, sensiblement horizontal, et dirigés vers l’axe du sondage

(quand il est unique). Dans ce cas, les surfaces d’égale vitesse sont des

cylindres à directrices verticales ; on peut supposer, avec moins de proba¬

bilité cependant, que les bases de ces cylindres sont homothétiques aux

affleurements.

3° A l’affleurement où la couche est presque horizontale, la surface de

départ peut être considérée comme un cylindre vertical, dont la directrice

est le contact d’aval et la hauteur la puissance de la couche.

4° Enfin, les surfaces d’égale vitesse varient de façon continue de la

poche à l’affleurement.

Dans le domaine de ces données, toutes les hypothèses de calcul sont

permises et notamment la loi de variation de la forme de la surface (linéaire,

hyperbolique, etc.).

Sans entrer dans l’exposé détaillé de ces calculs fastidieux et dont la

base est forcément arbitraire, on peut dire que l’on retrouve toujours, à

peu de choses près, la forme de la courbe piézométrique.

Critique des calculs précédents. — On pourrait objecter que, connaissant

aussi mal la valeur de r que celle de R, il est impossible de tracer la méri¬

dienne piézométrique.

Il convient donc d’examiner l’influence des variations de r et de R sur

la forme de cette courbe.

Si on prend pour r des valeurs comprises entre 2 m. 50 et 5 m. et pour R

, R

des valeurs comprises entre 150.000 et 175.000 mètres, la valeur de log —

PIÉZ0MÉTR1E DES PUITS ARTÉSIENS

119

sera comprise entre 4.477 et 4,845, soit un écart de 4% sur la valeur

moyenne h

Voici, de plus, un tableau qui fait connaître l’influence d’une variation de

r et de R sur la charge à diverses distances usuelles.

Comme la charge ne dépasse pas 75 m. l’erreur du fait de l’imprécision

de R et r ne dépasse pas 1 mètre à 10 kilomètres ; elle est donc inférieure

à toutes les autres causes d’erreur.

Comparution de 4 droites représentant ta méridienne

p ïé z. o m ét rïÿu e , pour* t • 2 Ou S /n êtres et 7? » 7*50 X/n. et 7 7 S X/ri .

%

On constate directement le fait sur les graphiques logarithmiques (fig.

28), où sont figurées les 4 droites représentant 4 hypothèses extrêmes (r =

2 à 5 m. ; R = 150.000 à 175.000 m.).

1. On se souviendra qu’un nombre compris entre 10.000 et 100.000 a son logarithme décimal

compris entre 4 et 5 : une variation de 1 à 10 dans le nombre n’affecte ici le logarithme que dans

la proportion de 1 à 1,2.

120

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

Au surplus, des études de détail plus précises, qui sortent du cadre de

cette monographie générale, permettent de déterminer expérimentalement

les valeurs de R et de r à introduire dans la formule, et d’effectuer ensuite

les vérifications nécessaires.

Ainsi, par le fait de particularités heureuses (l’élimination du coefficient

de perméabilité, la forme fonction logarithmique de la fonction), les impréci¬

sions de tous ordres n’empêchent pas d’utiliser les propriétés caractéris¬

tiques de la surface piézométrique.

Mais cette critique était nécessaire pour mesurer le degré de confiance à

accorder aux calculs et pour diriger les recherches futures.

Variation du débit et de la courbe piézométrique pendant la formation de la

poche. — On a vu que

H . r R

Q = — où j = K Log —

Au début du jaillissement, r est bien égal au rayon du tubage. Quand la

poche se forme et s’élargit, le rayon r croît, si bien que le débit Q croît (fig.

27), phénomène observé parfois dans les premières heures du jaillisse-

.ment et quelquefois beaucoup plus tard, en même temps que la venue de

sable au jour.

Par exemple, à Bucy-le-Long, le débit qui était de 430 cm /h en 1934 est

passé à 450 mc/h en juin 1935.

De même, la méridienne piézométrique se modifie, en s’abaissant forte¬

ment aux abords du puits pour rejoindre les affleurements. Ces 2 courbes

(r = 2 m. et r = 5 m.) sont figurées sur le graphique de la figure 28. Nous

donnons également le graphique du débit en fonction du rayon moyen de

la poche.

On se rappellera que dans ces équations, le rayon moyen de la poche

r ne saurait être pris pour le diamètre du sondage, comme on l’a cru trop

souvent. Mais on est' fondé à croire, en l’absence même de toute mesure, que

le volume de la poche croît avec le diamètre du tubage, ce qui expliquerait

que les tubages de gros diamètre donnent tout de même des débits supé¬

rieurs aux petits tubages.

Surface piézométrique de deux puits.

a) Faits. — Quand plusieurs puits artésiens sont forés sur la même nappe

ils agissent l’un sur l’autre.

Le fait a été observé sur le puits artésien de Grenelle. Aussitôt après

le fonçage de Passy, le second puits artésien de la Région Parisienne :

«Le débit observé au puits de Grenelle, écrivait en J. -B. Dumas, 1861,

est resté, comme précédemment, de 900 me. par 24 heures jusqu’au

25 septembre 1861 à midi. Mais, le même jour, à minuit, il était tombé à

806 me. ; puis, le 26, à 6 heures du soir, à 773 me. »

La diminuation du débit était manifestement due au puits de Passy, qui

commença à jaillir le 24 septembre.

PlÉZOMETRIE DES PUITS ARTÉSIENS

121

Le même phénomène se produisit au puits delà Raffinerie Say, dont le

débit presque constant pendant 35 ans (1869-1903) faiblit dès le jaillisse¬

ment du puits de la Butte-aux-Cailles, en 1904. Les exemples sont innom¬

brables : Noisy-le-Grand réagit sur Aulnay-sous-Bois ; Villemomble

sur Noisy-le-Grand ; le débit du 2e puits de la raffinerie Say diminue

quand, par pompage, on abaisse le niveau du puits de la Butte-aux-

Cailles, etc.

Il y a donc une relation de cause à effet (avec un retardement de quelques

heures) entre la diminution des débits (donc la baisse du point de charge)

d’un puits et l’ouverture d’un puits voisin.

Cette simultanéité, l’importance du phénomène excluent l’hypothèse de

l’abaissement du niveau hydrostatique par diminution du niveau de l’eau

aux affleurements, hypothèse dont on a démontré directement l’impossibi¬

lité dans le chapitre précédent.

b) Explication du phénomène. — L’explication du phénomène est

simple en principe, bien que compliquée dans le détail : on en trouvera le

schéma dans le problème 3 du chapitre précédent (p. 100).

Tout nouveau puits débitant de l’eau augmente en effet le volume d’eau

circulant dans la nappe par unité de temps, donc sa vitesse, et, conformé¬

ment à la loi de Darcy, la perte de charge de l’ensemble. Comme le débit

est proportionnel à la charge, chacun des puits anciens débite moins.

On peut examiner de plus près le phénomène sur un ensemble de deux

puits.

Soit (fig. 29 a, b, c) une couche de sable aquifère presque horizontale,

sous une pression figurée par son plan hydrostatique qui est horizontal et

passe par le niveau de l’eau aux affleurements. Si on implantait trois mano¬

mètres m1; m2, m3, sur la couche, leurs niveaux atteindraient le plan

hydrostatique.

Un premier puits foré P3 (fig. 29 b) débite à la surface du sol par exemple.

Immédiatement (et quel que soit le débit), la surface piézométrique se

détacherait du plan hydrostatique et le niveau s’abaisserait dans les mano¬

mètres proches m, et m2 : la baisse de niveau est d’autant plus grande

que le manomètre est plus proche ; elle serait presque insensible dans le

manomètre m3, supposé très éloigné.

Entre les manomètres m3 et m2 un second puits P2, foré (fig. 29 c), iden¬

tique au premier, aura même section de tubage, même profondeur, même

cote de déversement. Aussitôt le débit du premier puits diminuerait; le

débit du second s’égaliserait avec lui : chacun débiterait donc moins que

le premier à sa première phase, mais (à moins que les deux puits ne soient

côte à côte) l’ensemble des deux puits débiteraient plus que ne débitait le

premier.

Les deux manomètres proches mx, et m2 marqueraient une nouvelle dimi¬

nution de pression, tandis que le manomètre lointain m3 ne s’abaisserait

que d’une hauteur insensible.

122

P. LEMOINE, U. HUMERY, R. SOYER

La nouvelle surface [piézométrique serait partout au-dessous de la pre¬

mière.

c) Point de charge. — On appellera point de charge d’un puits artésien,

le point où s’arrête l’eau dans le tubage quand on l’élève suffisamment haut,

pour tarir le débit.

Fig. 29. — Variation de la surface piézométrique avec le fonçage de 1 ou 2 puits.

Si le puits artésien était seul, ce point de charge serait situé sur le plan

hydrostatique.

Mais si, sur la même nappe, sont implantés plusieurs puits artésiens, les

points de charge seraient plus bas que le plan hydrostatique.

Les considérations précédentes permettent de fixer la cote de chaque

point de charge.

Le point de charge d'un puits artésien se trouve sur la surface piézométrique

de l’ensemble des autres puits artésiens : cette proposition n’est d’ailleurs

PlÉZOMETRIE DES PUITS ARTÉSIENS

123

autre que la définition, mise sous une autre forme, de la surface piézomé-

trique, puisque le puits artésien, ne débitant plus, fonctionne comme un

tube manométrique.

Contrairement à une erreur fréquemment commise, l’ensemble des points

de charge des puits artésiens d’une nappe n’est nullement une propriété de

la nappe : la position du point de charge d’un puits artésien donné n’est

caractéristique, ni de ce puits artésien, ni de la nappe. En effet, cette posi¬

tion varie d’après la distance et le niveau de déversement des autres puits

artésiens. Le point de charge d’un puits monte, quand un autre puits est

bouché ou se colmate ; il s’abaisse, si l’on met en service un nouveau puits

artésien.

Il convient donc de ne pas confondre point de charge et niveau hydrosta¬

tique : le niveau hydrostatique est une propriété de la nappe. Il ne serait

atteint par l’eau d’un puits artésien que sous la condition que la nappe fût

immobile, c’est-à-dire sans aucun déversement (ni naturel, ni artificiel),

même pas par le puits considéré, qui ne débitant pas, fonctionnerait comme

un manomètre. Dans ces conditions, l’ensemble des niveaux hydrostatiques

se trouverait sur un plan horizontal, le plan hydrostatique.

Mais si la nappe débite, Y ensemble des points de charge de tous ses puits

artésiens ne constitue pas une surface continue, puisqu’ils sont en nombre

fini. De plus, chaque point de charge n’est défini qu’en fonction des autres.

Ce serait une erreur que d’essayer de définir plus ou moins nettement une

surface qui passerait par les points de charge de tous les puits : sans défini¬

tion physique, cette surface ne saurait jouer, comme on le verra dans le

cas pourtant simple de trois puits simultanés, ni le rôle du plan hydrosta¬

tique initial, ni le rôle de la surface piézométrique.

Mais si relatif qu’il soit, le point de charge a une utilité pratique, car,

comme dit plus haut, il joue — en première approximation — le rôle du

niveau hydrostatique initial (d’où la confusion habituelle), puisque à cette

cote le puits artésien ne débite plus, et que, plus bas, son débit est à peu près

proportionnel à la distance du déversement au point de charge. Mais cette

proportionnalité ne serait rigoureuse que si la vitesse de l’eau était nulle.

Il y a donc intérêt à déterminer la cote du point de charge, non seulement

au cours des essais initiaux, mais aussi toutes les fois qu’un puits artésien

nouveau est foncé dans le voisinage ou que le débit subit une fluctuation

anormale. L’opération est d’ailleurs facile. Ou bien, on mesurera directe¬

ment la pression, en bouchant l’orifice du puits par un tube coiffant, muni

soit d’un tube vertical suffisamment haut, soit d’un manomètre. Ou bien,

on calculera la èote du point de charge par deux essais de débit, comme on

l’a vu à la fin du chapitre précédent (p. 105-106).

Variation des points de charge. — Bien entendu, le point de charge d’un

puits donné n’occupe pas une position fixe avec le temps. Il remonterait si

certains puits étaient bouchés artificiellement ou se colmataient naturelle¬

ment, mais de façon hermétique. Même un puits, qui n’a plus qu’un débit

124

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

insignifiant, continue à jouer son rôle d’abaisseur de pression, car débit et

pression sont choses entièrement distinctes.

En général, les points de charge s’abaissent constamment, car de nou¬

veaux puits sont constamment foncés, alors que les puits abandonnés ne

sont malheureusement jamais bouchés avec le soin désirable.

Il serait même nécessaire que, par obligation légale, tout puits abandonné

soit cimenté depuis le bas jusqu’à l’orifice, pour éviter les communications

entre les niveaux d’eau différents.

Le tableau suivant indique l’abaissement qu’ont subi, depuis un siècle,

les points de charge des puits artésiens de la région parisienne. Il montre

les ravages exercés par l’exploitation inconsidérée d’une richesse aussi pré¬

cieuse qu’est l’eau artésienne de la nappe albienne. (P. Lemoine, R. Hu-

mery, R. Soyer, 1934 a.)

Influence mutuelle de deux puits selon la distance. — Une analyse générale

de la question (R. Humery, 1939) permet de calculer, dans les limites des

hypothèses admises, les influences mutuelles d’un nombre quelconque de

puits artésiens.

La fig. 30 donne l’image de la section médiane de la surface piézomé-

trique de deux puits artésiens distants de 2, 4, 10, 20 km., mais se déver¬

sant tous deux au même niveau L

1. On rappelle que les courbes figurées sont calculées selon des hypothèses arbitrairement

simples, bien que voisines de la réalité.

PlÉZOMETRIE DES PUITS ARTESIENS

125

On remarquera qu’au milieu de deux puits distants de 2 km. la charge

utile n’atteint pas le tiers de la charge hydrostatique. La surface piézomé-

trique se rapproche de la figure d’un plan et en même temps s’élève quand

les deux puits s’éloignent. Mais à 20 km. la charge utile dépasse encore à

peine la moitié de la charge initiale.

Si donc, on fonçait un puits artésien au milieu des deux premiers, on n’at¬

teindrait le point de charge qu’à un niveau bien inférieur au niveau

hydrostatique.

Influence mutuelle de deux puits se déversant à des hauteurs différentes. — -

Soit (fig. 31) un premier puits artésien en P1; dont l’orifice fixe est à

80 mètres au-dessous du plan hydrostatique et figurons sa méridienne pié-

zométrique.

On suppose qu’on fore un 2e puits Px à une distance de 6kilomètres, dont

126

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

on pourrait abaisser à volonté (par fonçage ou par pompage) le plan d’eau

depuis le niveau hydrostatique jusqu’à une profondeur quelconque.

Soit H le point où l’axe de son tubage rencontre le plan hydrostatique ;

0 le point où il rencontre la méridienne piézométrique du puits Pj ; A, B, C,

des points situés à des distances de 50, 80 et 110 m. au-dessous du plan

hydrostatique.

Entre H et O, le Puits P2, situé au-dessus delà surface piézométrique du

puits P1; ne débite pas.

Fig. 31. — Variation de la surface piézométrique de deux puits

se déversant à des hauteurs différentes.

Au-dessous de O, le puits P2 débite ; et, tout au moins pour de petites

dénivellations, et si Pj n’est pas trop près du puits (de façon que la vitesse

de l’eau due à Pi soit faible), le point O jouera le rôle de point de charge.

En A, la section médiane de la surface piézométrique des deux puits se

dessine au-dessous de la méridienne piézométrique du puits Px. Cette

courbe se déforme et devient symétrique quand l’orifice de P2 est en B au

même niveau que l’orifice de Pi-

Puis à la position C, la déformation continue encore, toutes les courbes

se présentent régulièrement les unes au-dessus des autres.

Quant aux points de charge des deux puits, ils varient en sens inverse. Il

pourrait même arriver que si le niveau d’eau du puits P2 descendait assez

bas, le puits P2 s’asséchât complètement. Alors la méridienne piézométrique

de P2 passerait par la tête du puits Pj.

Si donc, on figure ces deux méridiennes (fig. 32) :

1° la méridienne du puits Px (fixe) qui coupe l’axe P2 en Ch ;

2° la méridienne d’un point 02, située sur l’axe du puits P2, telle qu’elle

passe par le point P2. La marche des deux puits se résume par le schéma sui¬

vant.

PIÉZOMÉTRIE DES PUITS ARTÉSIENS

127

Si l’orifice de P2 est :

au-dessus de Oj . Pj coule P2 est tari

entre Oi et 02 . P! et P2 coulent

au-dessous de Oa . Pj est tari P2 coule

Dans la figure 32 sont tracés les graphiques du débit de chacun des deux

puits selon la profondeur de déversement du second.

Débita de a pvita

Fig. 32. — Débit et épuisement de deux puits voisins.

Cette analyse aide à comprendre ce qui se passe quand on fonce un nou¬

veau puits artésien à une certaine distance d’un ancien puits, mais à une

cote différente.

Trois cas peuvent se produire :

1er Cas : La surface piézométrique du puits N° 1 passe au-dessous de l'orifice

du puits N° 2 (fig. 33).

Ce dernier ne jaillira pas ; il faudra pomper et l’on retombe sur le cas

suivant.

2e Cas: Les surfaces piézométriques de chacun des puits passent au-dessous

de l'orifice de l'autre (fig. 34). — Les deux puits débiteront simultanément,

mais le débit du puits N° 1 sera d’autant plus gravement atteint que l’ori¬

fice du puits N° 2 sera plus loin de sa surface piézométrique.

3e Cas : La surface piézométrique du puits N° 2 passe au-dessous de l’orifice

du puits N° 1 (fig. 35). — Ce dernier sera tari ; il faudra abaisser par pom¬

page son niveau d’écoulement de façon à retomber dans le cas précédent.

On peut établir diverses propriétés des surfaces piézométriques de deux

puitsdérivant de ce que les équations sont de la forme P-|-).Q=0 (P=0 et

128

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

Q = 0 étant les équations des surfaces piézomètriques propres à chacun des

puits). Il existe aussi des relations simples entre les points de charge de

deux puits : par exemple, la ligne qui les joint passe par un point fixe. On

n’insistera pas suÉ ces propriétés dérivées de l’équation générale de la sur¬

face piézométrique, qui sortent du cadre de cette étude.

Fig. 33. — Le puits n° 2 ne jaillit pas, puisque son orifice

est au-dessus de la surface piézométrique du puits n° 1.

Surface piézométrique de trois puits.

La surface piézométrique detrois puits est déjà très compliquée : on se bor¬

nera à donner l’image de la section de cette surface par le plan des puits

supposés, en ligne droite, mais à des profondeurs différentes (fig. 36). En

Fig. 34. — Le puits n° 2, pompé, voit son niveau d’eau descendre au-dessous

delà surface piézométrique au n° 1. Tous deux débitent.

pointillé, la courbe piézométrique des deux premiers puits : on voit que le

fonçage d’un 3e puits modifie un peu la surface piézométrique des deux

premiers même à grande distance. Dans cet exemple, le 2e puits, plus élevé,

ne bénéficie plus que d’environ moitié de la charge hydrostatique qu’il

aurait eu s’il était seul.

PIÉZOMÉTRIF, DES PUITS ARTÉSIENS

129

Ce schéma attire l’attention sur plusieurs faits intéressants :

1° Le puits au déversement le plus bas — donc à plus fort débit — est le

moins impressionné. C’est là un fait général observé depuis longtemps.

Fig. 35. — Le puits n° 2 établit sa surface piézométrique

au-dessous de l’orifice du puits n° 1, qui tarit.

2° Les droites que l’on pourrait mener entre les points de charge de deux

puits n’ont aucune relation avec la surface piézométrique : on ne saurait

donc parler ici de « perte de charge par kilomètre », comme pour les con¬

duites d’eau.

m A/j AW /W. AM

Fig. 36. — Coupe médiane de la surface piézométrique de trois puits artésiens en ligne droite,

et dont les orifices sont à des profondeurs différentes.

Influences mutuelles dans un champ de puits artésiens.

On examina maintenant l’influence mutuelle d’un nombre quelconque

de puits artésiens puisant sur la même nappe. Les nombres inscrits sur les

Mémoires du Muséum, nouvelle série. — T. XI. 9

130

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

schémas, bien que voisins de la réalité, ne valent que comme ordre de gran¬

deur, car ils supposent tous que les puits sont théoriquement identiques

(niveau de déversement, section, crépinage, conditions géologiques locales,

etc.) et placés dans des conditions identiques les uns par rapport aux autres

(réseau à maille de 10 km.) et par rapport aux affleurements. Mais, ils n’en

constituent pas moins une illustration frappante de l’interdépendance des

puits et un guide pour une politique raisonnable dans l’utilisation des eaux

artésiennes.

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O - O

0/f a/t

Petit total: 7. Si

au lieu de 2

Pim. :

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O - O - O

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du fltv dm J

PO». : Ji%

Fig. 37. — Trois et quatre puits en triangle.

Voici comment interpréter les figures.

Un puits existe, son débit étant pris pour unité. Un 2e puits (fig. 37),

identique, foncé à 10 km., ne débitera plus que 0,79 et diminuera, par symé¬

trie, le débit du premier à la même valeur. Au total, on aura un débit de

1,58, au lieu des 2 escomptés, soit une diminution de 21%.

Peii it total : 7. 9 g 30e tnt total ■■ <?. 74

au fieu de J au lieu da 4

Pim. :34% Pim. : 46%

Fig. 38. — Quatre, cinq et neuf puits en réseau carré.

Si on fonce un 3e puits, au milieu des deux premiers, les débits devien¬

dront respectivement 0,64 ; 0,58 et 0,64. Au total 1,96 au lieu de 3 : dimi¬

nution 38 %.

Si le 3e puits est foncé en triangle équilatéral (fig. 38) sur les deux pre¬

miers, le débit total sera de 1,98, diminution : 34%.

Un 4e puits, au milieu des trois premiers portera le débit de 1,98 à 2,14

seulement.

PlÉZOMÉTRIE DES PUITS ARTÉSIENS

131

Sitôt que le nombre des puits artésiens augmente, les diminutions s’ac¬

centuent par exemple dans le cas de réseau à maille carré (fig. 39).

Six puits (fig. 40) placés aux sommets d’un hexagone régulier de 10 km.

de côté, donc entourant facilement les limites de Paris, ne donneront pas

un débit égal à 6, mais seulement 2,82, soit un déficit de 53 %. Un 7e puits

foncé (fig. 40) au milieu des six premiers, ce 7e puits fera passer le débit

total de 2,82 à 2,91.

On peut dire que le 7e puits aura prélevé 0,24 sur ses voisins et n’aura

amené au jour que 0,09 par lui-même, c’est-à-dire 0,09 : 2,82 ou 3,2 0 /0.

2>im. : S2 %

Fig. 39. — Quatre, cinq et neuf puits en réseau carré.

Ainsi, on saisit sur le vif le conflit entre l’intérêt particulier et l’intérêt

général. Le propriétaire du 7e puits jouira bien d’un débit de 0,33 : il pourra

juger si ce débit est en rapport avec ses propres dépenses de fonçage (amor¬

tissement et exploitation). Mais il n’en aura pas moins fait baisser le débit

de ses voisins et, finalement, prélevé 0,24, soit près des 3/4 sur leurs exploi¬

tations, troublant ainsi leurs prévisions les mieux établies.

Et que dire si le 7e puits, étant placé plus bas, asséchait un certain nombre

de ses voisins ?

N’y a-t-il pas là non pas seulement un abus de la propriété privée, mais

un véritable accaparement d’un bien commun, puisque l’eau artésienne ne

132

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

provient pas seulement du tréfonds de chaque propriété, mais du tréfonds

de tous les terrains superficiels du bassin d’alimentation.

Démontrés par de trop nombreux exemples, ces cas théoriques sont

l’image de la réalité. On ne peut donc justifier le fonçage de nouveaux puits

70 *

jo [ceo ale 6

J)c/n. : S 3 %

0.4?

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J)im. : 7)3 %

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J>cm. ,76°/Q

Fig. 40. — Cas de six et sept puits en hexagone et réseau de dix-neul puits en quinconce.

PIÉZOMÉTRIE DES PUITS ARTESIENS

133

dans une région, qui en est déjà pourvue, que pour satisfaire des besoins

généraux.

Parfois, en effet, un nouveau puits n’apportera guère d’eau nouvelle, mais

évitera des transports onéreux par tuyaux. Il n en est pas moins vrai qu’un

maillage serré de puits artésiens (lig. 40) provoquerait une véritable catas¬

trophe.

Il faut en conclure en nous félicitant que, grâce, à notre cri d’alarme, des

mesures de contrôle aient été prises par les Pouvoirs Publics (Décret-loi du

8 août 1935) pour éviter de gaspiller un bien collectif, analogue par tant

d’aspects à ce bien, considéré comme national par le Code Napoléon, qu’est

la fortune minière.

Indépendance possible des synclinaux et de certains forages.

On a observé que les points de charge des synclinaux étaient à des niveaux

très différents, selon les synclinaux. On trouve pour la période de 1932 à

1935 les moyennes suivantes :

Synclinal de la Somme . -f- 116 m.

— de la Seine . + 50 m.

— de l’Eure . -j- 70 m.

Mais on ne peut encore décider si ces différences dont dues au régime

naturel de l’eau dans chacun des synclinaux ou aux pertes de charges dues

à une plus ou moins grande abondance relative des forages.

S’il y a indépendance des synclinaux, elle s’expliquerait par le3 barrières,

qu’oppose la grésilication dans les lignes d’inflexion séparant les synclinaux

des anticlinaux, lignes qui ont subi une plus forte pression au moment du

plissement.

De même les forages d’AuLNAY-sous-Bois (qui jaillit au dessus de -f- 45)

et de Noisy-le-Grand (dont le point de charge était à -f- 43 m. en janvier

1938) paraissent donner un débit plus élevé que ne le ferait pressentir la

théorie.

Il est prématuré de donner une opinion précise sur ces problèmes, qui

demanderont encore des recherches et des observations pour être résolus

avec certitude.

CHAPITRE IX

LE PUITS ARTÉSIEN DE GRENELLE

Le puits artésien de Grenelle, doyen des grands forages de la région

parisienne, aura bientôt un siècle d’existence. A l’aurore de l’industrie

naissante des grands captages d’eau souterraine, il a eu, entre autres avan¬

tages, le mérite de poser tous les problèmes relatifs aux puits artésiens, et

d’en résoudre plusieurs. A cette œuvre resteront attachés les noms des

grands savants et ingénieurs de l’époque, Arago, Mulot, Darcy, Belgrand,

Mary et Lefort.

Sous la vigoureuse impulsion du vicomte Héricart de Thury, inspecteur

général des Mines, inspecteur du Service des Carrières du département de

la Seine, l’art du sondage, cantonné jusqu’alors dans le Nord et l’Ouest de

la France, apparut dans la région parisienne. Un ingénieur mécanicien,

Mulot, s’établit à ÉpiNAY,et fora avec succès plusieurs puits dans la région,

notamment à Épinay, dans le parc de la marquise de Grollier, où deux

forages rencontrèrent les nappes sparnaciennes ; à Villiers-la-Garenne

et à Suresnes en 1827, chez le baron de Rothschild. Ce forage de Suresnes

fut arrêté à 200 mètres dans la craie sénonienne : Héricart de Thury (1829)

croyait qu’il ne restait plus qu’une vingtaine de mètres à forer pour tra¬

verser complètement la craie et atteindre l’argile du Gault, recouvrant les

sables aquifères.

Le projet d’Arago. — Arago, alors maire de Paris, jouissait d’un grand

prestige. Dans une étude géologique audacieuse, il avait prévu le passage

des Sables verts albiens sous Paris, évalué leur profondeur et par suite la

hauteur du forage. Bien que la stratigraphie et la tectonique du bassin de

Paris fussent embryonnaires à cette époque, il ne se trompa que de quelques

mètres, résultat qui, malgré nos connaissances actuelles, nous remplit

encore d’admiration et d’étonnement.

Adjudication du forage. — Entre temps le succès des puits artésiens

forés par Mulot à Elbeuf, dans les Sables verts où des eaux artésiennes

abondaient, confirmait les théories d’Arago et d’ Héricart de Thury, dont

il avait l’entière adhésion.

Aussi en 1833, l’Administration de la Ville de Paris enfin convaincue

LE PUITS ARTÉSIEN DE GRENELLE

135

fit voter une somme de 18.000 francs pour le forage de deux puits devant

atteindre l’argile plastique ; mais Emmery, directeur du Service muni¬

cipal, craignit alors l’abaissement du niveau statique des nappes sparna-

ciennes sous Paris, en raison de la disparition du Sparnacien à l’ouest de

la capitale, et exprima des doutes sur la possibilité du jaillissement. Un

puits fut néanmoins foré au carrefour de Reuilly. Les doutes d’Emmery

étaient fondés : l’eau ne jaillit pas, mais se tint à quelques mètres de l’ori¬

fice du sondage. Le Conseil municipal vota alors un crédit de 260.000 francs

pour exécuter un sondage de 400 mètres, qui fut mis en adjudication. Un

soumissionnaire courageux se présenta seul : Mulot, l’œuvre lui fut confiée.

Fig. 41. — Machinerie du puits artésien de Grenelle.

On songeait au début à placer le sondage à la Madeleine, mais l’on crai¬

gnit d’encombrer l’un des quartiers les plus animés de Paris, et l’on choisit

la cour de l’abattoir de Grenelle, emplacement retiré, dont l’altitude est

voisine de celle de la Madeleine. Mulot se mit immédiatement à la tâche,

et les travaux de forage commencèrent le 24 décembre 1833.

Installation de forage. — Le matériel de sondage employé par

Mulot se composait surtout d’une chèvre à quatre pieds, haute d’environ

18 mètres, entourée de parois en planches ; l’appareil moteur comprenait

deux treuils munis de deux roues de carriers aux échelons desquelles s’ap¬

pliquèrent 6 à 12 hommes, jusqu’à la profondeur de 510 mètres (fig. 41).

On remplaça ensuite ce système primitif par un cabestan à manège mû par

7 chevaux (Lippmann, 1903). Le treuil et le cabestan étaient abrités sous

un hangar attenant au pylône. Le procédé était le battage à la détente. On

utilisait des tiges de fer pleines d’une longueur de 8 mètres, vissées ou gou¬

pillées, suivant le cas, auxquelles on adaptait, selon la nature du terrain

à traverser, des trépans, des tarières ouvertes ou des soupapes à boulets.

L’un des treuils servait aux manœuvres et l’autre au battage. On conçoit

qu’avec un matériel aussi rudimentaire les outils se soient rompus souvent,

136

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

et on ne peut qu’admirer l’habileté et la persévérance de Mulot, qui réussit

à atteindre ainsi une profondeur de 548 mètres, considérable pour l’époque.

Exécution du forage. — Les travaux furent entourés d’un certain

mystère ; quelques comptes rendus laconiques d’Arago à ses collègues de

l’Académie des Sciences, dont les titres seuls furent consignés aux procès-

verbaux de l’Institut, et quelques communications d’inspiration officielle

aux comptes rendus de l’Académie et de la Société Géologique de France

(voir Bibliographie du Puits de Grenelle) sont à peu près les seuls documents

connus sur les travaux du puits.

Cet état d’esprit nous est révélé dans une note de Walferdin (1841):

« M. Mulot..., après avoir surmonté des difficultés dont il n’eût peut-être

pas été prudent de faire connaître l’importance pendant le cours des tra¬

vaux, etc. »

On craignait, en effet, en donnant trop de détails sur les difficultés de

cette entreprise, de décourager une opinion publique, qui se passionnait

déjà, et de compromettre l’industrie du sondage, qui se développait dans

toute la France après le grand succès des puits forés à Tours par Mulot,

et par son concurrent Degousée.

En décembre 1835, le puits était arrivé à la profondeur de 250 mètres

sans accident ni difficultés notables dans la traversée des terrains supé¬

rieurs (Nummulitique et Craie sénonienne) sauf la rencontre de six couches

de craie dolomitique d’un mètre d’épaisseur chacune, entre 157 et 190 m.,

qui furent assez dures à percer. Le 15 mai 1836, on était à 300 mètres ;

le 1er mai 1837, à 400 mètres, et, quelques jours après à 410 mètres ; pro¬

fondeur où l’on resta jusqu’en juillet 1838, car les travaux furent arrêtés

pendant de longs mois par la chute d’une cuillère et d’un bout de tige de

80 cm. au fond du trou de sonde, où elles s’étaient brisées et qu’il fallut

remonter par morceaux au moyen d’un taraud. On dut ensuite nettoyer,

puis aléser le trou de sonde.

Les travaux reprirent peu après, et en septembre 1839, on était arrivé

à 492 m. 50 à la base du Cénomanien (Mulot, 1839). L’entrepreneur avait

alors toute confiance dans la réussite de son entreprise et dans la puissance

de son installation, et il se disait en mesure de dépasser la profondeur de

600 mètres si cela était nécessaire. L’argile du Gault était atteinte à 502 m.

en août 1839 (Cornuel, 1839). Le 18 novembre 1839, le fond se trouvait à

508 m. et l’on avait pénétré de 6 m. dans l’Argile du Gault. On arrêta alors

les travaux de forage, car les argiles devenaient fluentes, et le trou de sonde,

non tubé au-dessous de 400 mètres, risquait d’être comblé par les éboule-

ments. On alésa puis on tuba jusqu’au Gault (Walferdin, 1839 a et b), mais

le bris d’un alésoir à lames, qui séjourna plusieurs mois au fond du trou,

préoccupa sérieusement Mulot, qui voyait la réussite de ses efforts compro¬

mise à quelques mètres du but. Il dut creuser une chambre autour de l’outil

pour le dégager, put enfin l’extraire, et continuer l’approfondissement ;

mais, au début de février, alors qu’il était sur le point d’atteindre les Sables

LE PUITS ARTÉSIEN DE GRENELLE

137

verts, une cuillère se détachait de son train de tiges. Mulot décida de con¬

tinuer le forage en passant à côté d’elle, et il parvint à loger latéralement

l’instrument gênant, dans les couches argileuses.

Le forage atteint bientôt les Sables verts à la cote — - 506, puis la nappe

artésienne ; le 26 février 1841, à 14 h. 30, l’eau jaillit impétueusement, inon¬

dant les hommes et le chantier.

Le succès de l’entreprise était complet. La nouvelle s’en répandit aussi¬

tôt parmi les Parisiens qui, en foule, vinrent admirer ce spectacle nouveau

d’une véritable rivière jaillissant du sol à la température de 27°6. Mulot

connut une grande popularité et reçut la récompense officielle de ses

efforts patients et intelligents. Ses dépenses ayant dépassé le montant de

l’adjudication, la ville lui remboursa le déficit, soit 40.000 francs, et lui

accorda une rente annuelle de 3.000 francs. Son fils, qui l’avait secondé

dans ses travaux, reçut une indemnité importante ; enfin le roi Louis-

Philippe nommait Mulot membre de la Légion d’honneur.

Tubage du puits de Grenelle. — Le puits fut tubé au diamètre de

0,400 au fur et à mesure de l’avancement jusqu’aux Argiles du Gault.

Après le jaillissement, on descendit une colonne de captage en cuivre de

0 m. 170 de diamètre en bas et de 0 m. 235 en haut, déterminant un espace

annulaire que l’eau elle-même remplit peu à peu de sable.

Température a degré géothermique. — La question de l’accroisse¬

ment de la température à l’intérieur du globe intéressait fort les physiciens

et les géologues de l’époque. Ces derniers étaient séparés en deux camps,

les Plutoniens et les Neptuniens, et la lutte battait son plein. Arago et

Walferdin profitèrent de l’occasion exceptionnelle qui s’offrait, pour mesu¬

rer avec précision dans le puits de Grenelle la température des couches à

diverses profondeurs.

Walferdin avait fait des mesures analogues dans le puits foré par Sel-

ligue, à I’École Militaire, et qui avait atteint, en 1836, 173 m. de pro¬

fondeur. Il les répéta, soit seul, soit avec Arago, dans le nouveau puits de

la Ville de Paris, à Grenelle.

A 250 m. de profondeur, on descendit un thermomètre à maxima ; il

marquait 20°C (Arago, 1835). Compte tenu de la température constante

du sol dans les caves de l’Observatoire, 10°6, l’accroissement de 9°4 corres¬

pondait à une valeur de 26 m. 60 pour le degré géothermique. A 300 m.,

la température était de 22°2, correspondant à un degré géothermique de

26 m. (Arago, 1836). Quand la profondeur de 400 m. fut atteinte, Arago et

Walferdin firent séparément des mesures.

Arago (1837) Température : 23°5 Degré géothermique : 31 m. 50

Walferdin (1837) — 23°75 — 30 m. 87

Arago et Walferdin firent descendre six thermomètres à déversement à la

profondeur de 481 mètres. Ils constatèrent une température maximum de

27°05 (Arago et Walferdin, 1839; Walferdin, 1841).

138

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

Le 18 août 1840, ces deux auteurs profitèrent d’un accident au forage

pour faire séjourner pendant 7 h. 30', à 505 m. de profondeur, un groupe

de six thermomètres à maxima. Ils indiquèrent tous 26°43, ce qui corres¬

pondait à une valeur de 31 m. 9 (si l’on déduit 10°6, température admise

jusqu’alors) ou de 32 m. 30 (si l’on admet une température de 11°7 cons¬

tatée à cette époque dans plusieurs souterrains de la ville) (Arago et Wal-

ferdin, 1840).

Ils furent surpris de constater que la température avait décru et émirent

plusieurs hypothèses : refroidissement par les eaux supérieures descendant

le long des parois, influence de l’outil séjournant au fond, etc.

Enfin l’eau jaillit du puits à la température de 27°6 (Walferdin, 1841) —

Huet (1888) indiquait 27°4 — légèrement inférieure à celle de 30°

qu’avait prévue Arago (1835), et qui correspondait à un degré géothermique

de 33 m. 20 (Paul Lemoine et R. Nassans, 1929).

Coupe géologique du puits de Grenelle. — La coupe géologique

du puits, dressée au fur et à mesure de la remontée des échantillons, fut

établie par Mulot lui-même, qui communiqua un premier relevé des

couches jusqu’à 492 m. 50 de profondeur (Mulot, 1839). La coupe complète,

faisant connaître la nature et la puissance des couches traversées, fut pré¬

sentée en 1842 à l’Académie des Sciences. Une gravure en fut établie par

Bizet (1842) sur les données de Mulot (fig. 42) puis reproduite par Dau-

brée (1888).

L’accident du puits de Grenelle. — Le 6 juillet 1841, le jaillisse¬

ment de l’eau cessa brusquement et son niveau s’abaissa dans le puits

à 25 mètres de l’orifice ; mais le jaillissement revint quelques heures après.

Arago (1841) rendit compte de cette anomalie à l’Académie des Sciences

dans la séance qui suivit cet événement, mais le liquide étant revenu en

aussi grande abondance, l’Académie se contenta d’enregistrer le fait

et n’insista pas davantage.

Grâce à une reconnaissance de l’état du forage, on s’aperçut que le tube

inférieur de 0 m. 235 était écrasé entre 100 et 200 mètres de profondeur.

On ne put tenir longtemps secret cet accident, et l’Académie reçut de nom¬

breuses lettres et des communications d’auteurs pour expliquer le mauvais

état du tubage ou y remédier.

Blondeau de Carolles ( 1841) prétendait que l’observation lui avait fait

constater que des nœuds et des ventres se produisent dans une colonne

d’eau en mouvement. Aux ventres correspondent des dépressions sur l’ac¬

tion de la pression atmosphérique. Il suggérait de retuber avec une colonne

plus forte.

A. de Caligny (1841 b) réfuta cette hypothèse : pour lui, des nœuds et

des ventres ne pouvaient se produire dans une conduite contenant une

eau douée d’un mouvement uniforme, ce qui était le cas du puits de Gre¬

nelle. Il attribuait l’accident aux coups de bélier et invoquait l’action des

forces de succion intérieures, indépendante de tout phénomène d’ajutage :

LE PUITS ARTÉSIEN DE GRENELLE

139

il croyait qu’une succession de petits coups ne sont pas suffisants pour

produire une déformation aussi considérable et il émit l’opinion que les

oscillations de la colonne liquide produisent, à certains égards, les effets

d’une pompe aspirante, ce qui pouvait aplatir les parois.

Arago fit remarquer que l’auteur n’avait peut-être pas tenu un compte

Fig. 42. — Coupe géologique du puits de Grenelle

(d’après Daubrée, 1888).

140

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

suffisant de la violence des chocs produits par des variations brusques dans

le régime des eaux par suite des travaux de tubage.

Combes (1842) écrivit qu’il avait vu les tubes de cuivre extraits par

Mulot entre 100 et 200 mètres de profondeur ; il fit observer que le forage a

rencontré dans la partie supérieure de la craie des eaux ascendantes, dont le

niveau se tient à 10 mètres au-dessous du sol. L’eau des Sables verts avait

cessé de jaillir et s’était abaissée jusqu’à 25 mètres au-dessous de la surface.

Les sables avaient obstrué en partie l’espace annulaire entre le tube et le ter¬

rain, mais les eaux de la craie pénétraient aussi dans cet espace, et produi¬

saient en se retirant une dépression qui, grâce à la surpression extérieure,

provoquait l’écrasement du tubage. Quant à la cause du retrait des eaux, il la

voyait dans un éboulement survenu dans les couches albiennes d’amont ; les

eaux, au lieu de jaillir, se seraient retirées dans la partie aval de la nappe.

A. de Caligny (1842) se ralliait aux explications de Combes.

Mais à ce moment, la presse s’était emparée de la question ; les détrac¬

teurs du puits de Grenelle se mirent à effrayer les Parisiens et dénonçaient

les dangers du puits. Pour certains, la craie pesant de tout son poids sur les

sables albiens, on risquait en les vidant de leur eau de les voir se déprimer,

en entraînant le sol de Paris aux abîmes ; d’autres craignaient de voir la

Seine s’infiltrer dans quelque fissure et disparaître dans ce gouffre. Enfin,

si la prudence commandait de fermer le puits de Grenelle, comment s’y

prendre pour interrompre un torrent aussi impérieux ?

Excédés, Arago et les membres de l’Académie ne publiaient plus aucune

communication sur cette question, et se contentèrent de les mentionner

dans les procès-verbaux.

Les lettres de Hallary (1842) et Korislki (1842) eurent ce sort, qui s’ag¬

grava, pour celle d’Audrand (1842), d’une appréciation sévère d’ Arago, qui

déclara que les circonstances relatées par cet auteur sont inexactes, et ses

informations mauvaises. Arago jugea du reste qu’une mise au point était

nécessaire, et le 7 février 1842, dans une communication remarquable, il

annonça à l’Académie qu’une commission avait été nommée par le préfet

de la Seine pour examiner les précautions à prendre dans le tubage défini¬

tif du puits de Grenelle. Il fit justice des craintes absurdes que l’on faisait

partager au public ; enfin, reprenant à son compte l’explication de Combes

il admit que la surpression extérieure avait déterminé l’écrasement du

tube de cuivre incapable de résister à une pression supérieure à dix atmo¬

sphères, comme l’établissaient des essais à la presse hydraulique. Il an¬

nonça qu’on se proposait de substituer à ce tubage trop faible des tuyaux

en tôle de fer capables de résister à des pressions de 70 atmosphères.

Réparation du tubage. — La Commission, nommée par le préfet de la

Seine, était composée de MM. Élie de Beaumont, Brongniart, Poncelet,

membres de l’Institut ; MM. Gales, Lanquetin, Sanson-Davilliers, Arago,

membres du Conseil municipal ; MM. Mary et Lefort, ingénieurs de la ville,

et M. Tremisot, chef de bureau.

LE PUITS ARTÉSIEN DE GRENELLE

141

Elle décida de placer un tubage en fer forgé de 5 mm. d’épaisseur et de

0 m. 140 de diamètre. MM. Mary, ingénieur en chef des Ponts et Chaussées,

et Lefort, ingénieur du même Service, tous deux membres de la Commission,

furent chargés de surveiller le travail.

L’eau du puits de Grenelle. — Arago avait mesuré avec grand soin

la température du puits de Grenelle pendant son exécution, soit seul, soit

avec Walferdin ; or, il avait estimé que l’eau jaillirait à la température de

30°, nombre un peu trop fort, mais qui avait mis en évidence l’une des qua¬

lités principales de l’eau artésienne. Avec sa perspicacité coutumière, Arago

avait prévu un emploi très spécial de l’eau attendue : le chauffage des

serres, des piscines, des hôpitaux ; première application du chauffage cen¬

tral à courant d’eau chaude — et même du chauffage urbain — (Arago, 1835).

Mais le débit trop faible et la température de l’eau (26°5) ne permit pas de

réaliser ce projet.

Le même projet fut repris par Ricord (1841), qui, dans une communi¬

cation à l’Académie des Sciences, indiqua comment aménager les canaux

chargés de conduire au loin les eaux du puits, pour perdre le minimum de

chaleur. Mais cette proposition n’eut pas de suite, et l’eau de Grenelle ne

fut jamais utilisée comme source de chaleur.

Les matières en suspension dans l’eau préoccupaient aussi plusieurs

personnes : l’on suggéra aux entrepreneurs de surélever l’orifice du forage,

afin de diminuer la vitesse d’écoulement et l’entraînement des matières

étrangères (Galy et Cazalat, 1842).

Arago fit remarquer que le fait est bien connu, mais qu’il convenait de

préférer une méthode qui conduit au même résultat, sans affecter le débit :

on suréleva donc l’orifice au moyen d’un tube de 33 m. 10 de hauteur, dont

la base comportait une tubulaire et une vanne de décharge. Cette installa¬

tion, toutefois, n’arrêta pas complètement les matières solides qui. périodi¬

quement, troublaient la limpidité du liquide.

M. Lefort, ingénieur chargé de la surveillance du forage, mit au point

et fit exécuter un appareil curieux, imaginé par son chef de service, M. Mary,

afin d’éliminer complètement les sables dans le réseau de distribution.

L’eau, à la sortie du tube ascensionnel, était reçue dans une cuvette concen¬

trique à ce tube et équilibrée par des contrepoids ; l’eau était projetée ensuite

dans un bassin portant une soupape de distribution, une bonde de fond et

une bonde de superficie. Quand les sables arrivaient, l’excès de poids faisait

descendre la cuvette et décrocher la soupape. L’eau s’élevait dans le bassin

et se rendait à la décharge par la bonde de superficie. Quand l’eau était

normale, elle se rendait par la bonde de fond dans les canalisations jusqu’au

bassin de l’Estrapade, près du Panthéon, d’où on la distribuait aux usa¬

gers.

Afin d’obtenir une mise en charge suffisante et pour consolider la colonne

ascensionnelle qui, nous l’avons vu, s’élevait à 33 m. 10 au-dessus du sol,

on décida de l’enfermer dans une construction solide. Celle-ci fut édifiée

142

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

sur la place de Breteuil, à quelque distance du forage, dont l’eau lui par¬

venait par une canalisation. La colonne en fonte, de forme hexagonale, était

placée sur un socle en pierre de taille, haut de 42 m. 85, elle avait 3 m. 55

de diamètre à la base et 2 m. 70 au sommet. Un escalier d’une largeur de

75 cm. et comptant 150 marches, permettait l’accès de la plate-forme supé¬

rieure, supportant une lanterne en coupole. Cet escalier était soutenu exté¬

rieurement par six montants. Quatre vasques étaient étagées à l’intérieur

de la colonne, dont le poids atteignait 100 tonnes. L’eau, ainsi mise en charge

à l’altitude + 77, se rendait par siphon au réservoir du Panthéon.

Ce monument, d’un art très discuté, disparut en octobre 1903 ; on le

remplaça par le monument de Pasteur.

En 1906 enfin on édifia un petit monument sur l’orifice du puits, qui était

resté découvert jusqu’alors, pour indiquer le point exact du forage, à

l’angle des rues Valentin-Haüy et Bouchut. Il porte sur ses faces des médail¬

lons aux effigies de Georges Mulot, Rosa Bonheur, Valentin Haüy et le

Dr Bouchut.

Débit. — Dans les 24 heures qui suivirent le jaillissement et malgré la

grande masse de sable entraînée, le puits de Grenelle débita 4 millions de

litres (Arago, 1841 a), soit 4.000 m3 par 24 heures, régime qu’il conserva

pendant quelque temps. Mais, après l’accident survenu au tubage, le débit

commença à décroître. Le puits entraînait toujours des matières en sus¬

pension qu’on ne réussit à éliminer que bien plus tard.

Quand la turbidité de l’eau augmentait, le débit diminuait. C’est ainsi

que le 19 août 1843, l’eau qui était limpide devint subitement sale, lors¬

qu’on la laissa s’écouler sur le sol au lieu de passer par le tube coiffant

l’orifice ; à 10 heures, le débit avait presque cessé, le lendemain il croissait

légèrement jusqu’à près de 10 pouces fontainiers par 24 heures, soit 200 m3

(le pouce fontainier équivalait à 20 m)3. Le 21, l’eau sortait limpide.

On réparait alors le tube surélevant le forage qui débouchait dans une

vasque. Le 16 septembre 1843, les travaux terminés, on fit monter l’eau

jusqu’à la cuvette supérieure On obtint un débit de 55 pouces (1.100 m3).

Le 16 novembre, l’eau se troubla de nouveau, mais ne tarda pas à recouvrer

sa limpidité, qu’elle perdit de nouveau dans la nuit du 23 au 24 décembre,

où l’on constata qu’elle charriait des matières argileuses en grande abon¬

dance. Mais le 23 décembre au soir, l’eau était claire.

Peu de temps après nouvelle diminution sensible du débit. Le 23 janvier,

on ne recueillit que 27 pouces d’eau dans la cuvette (540 m3) ; le 25 janvier,

480 m3 (Lefort, 1844 b).

M. Lefort proposa, dans un rapport en date du 1er février 1844, à la

Commission du puits artésien de Grenelle d’ouvrir le robinet placé au bas

de la colonne ascensionnelle pour augmenter la pression, donc la vitesse

dans le tube, et chasser ainsi les matières accumulées à la base du forage et

qui l’obstruaient.

La proposition de Lefort fut acceptée le 11 février 1844 ; on commença

LE PUITS ARTÉSIEN DE GRENELLE

143

le lendemain à ouvrir progressivement le robinet inférieur qui, le 20, était

ouvert en grand. Au cours de cette période le débit avait varié : 23 à 28

pouces fontainiers, soit 460 à 560 m3 par 24 heures, d’une eau presque cons¬

tamment limpide; la couleur ne s’était altérée qu’un seul jour et seulement

pendant une heure. On constata dans la colonne une sui te d’oscillations d’une

amplitude de 5 mètres, qu’on attribua aux engorgements temporaires de

l’orifice inférieur d’écoulement.

Le 21 février, à 6 heures du matin, le robinet-vanne étant ouvert en plein,

l’eau arriva très noire et abondante. On obtint ce même jour, à 16 heures, le

maximum de débit : 90 à 92 pouces, soit 1.800 à 1.840 m3. L’eau se cla¬

rifia au cours de la nuit suivante, mais se troubla à nouveau le 24 à 14 h. 30.

On déduisit de cette alternance de trouble et de limpidité que la partie

inférieure du tubage s’était considérablement obstruée : les matières éva¬

cuées du 21 au 22 février atteignaient un volume de 17 m3 008 ; dans lequel

se trouvaient des nodules argileux sous forme de galets allongés. On

pensa que l’obstruction avait pu se produire entre le tube initial de

0 m. 170 de diamètre, et le tube supérieur de la colonne ascensionnelle de

0 m. 140.

Le 25 février, l’eau étant parfaitement claire et le débit ayant atteint

son maximum, la Commission estima que le fond du puits était désobstrué

et que l’on pouvait sans crainte faire remonter progressivement l’eau arté¬

sienne jusqu’à la cuvette supérieure, située à 33 m. 10 au-dessus du sol. On

ferma le robinet inférieur les 26, 27 et 28 février 1844. Le 28 à 17 heures, on

constatait 53 pouces 35 d’eau déversée dans la cuvette (1.077 m3). Le débit

varia entre 53 et 56 pouces (1.060 à 1.160 m3). Par la suite le débit était

régularisé et l’eau parfaitement limpide, sauf quelques remontées acci¬

dentelles de sable de pyrite et d’argile.

Donc, après un nettoyage par élévation du déversement donc par réduction

de vitesse, l’eau se clarifia grâce à un véritable filtre formé par un amas

de nodules de pyrites à la base du tubage. Trop denses, elles n’étaient pas

entraînées par les eaux ascendantes et opposaient un obstacle intermittent

au sable fin et à l’argile enlevés par les filets d’eau attirés vers la base du

forage (Arago, 1842 a; Lefort, 1844 b). Toutefois, ce filtre naturel se dési-

quilibrait parfois, laissant échapper des particules fines jusqu’à ce qu’un

nouvel écran de filtration se soit produit.

Il est curieux de constater que 80 ans avant l’emploi des filtres, des cré¬

pines et des massifs de graviers, on avait bénéficié à la base du tubage du

puits de Grenelle d’un massif protecteur qui clarifiait de façon intermitt-

tente l’eau du forage.

Le débit du puits de Grenelle varia peu jusqu’en 1861, 990 à 1.000 m3 par

24 heures. Le 24 septembre 1861, le puits de Passy fut mis en service. Le

débit du puits de Grenelle fut influencé 24 heures après et il ne cessa de

décroître ensuite (Daubrée, 1887, T. II, p. 146-147) :

144

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

le 25 septembre 1861 - — à midi —

25 » » — à minuit —

26 » »

27 » »

1er octobre »

12 » »

débit

»

»

»

»

»

907 m3/j.

806 —

778 —

720 —

634 —

605 —

En 1862, le débit était remonté à 680 m3 par 24 heures, mais ne cessa

ensuite de décroître.

Il fut encore influencé par le percement du puits de la place Hébert, et

en septembre 1887, deux mois après le percement de ce dernier, il était

tombé à 250 m3. Il augmenta un peu cependant, et de 1898 à 1903, il four¬

nit encore 410 m3 par 24 heures. Le jaillissement cessa vers 1910 ; on renonça

à installer une pompe et l’ancêtre des grands forages de la région pari¬

sienne se repose actuellement sous son mausolée de la rue Valentin-Haüy,

après avoir joué un rôle de premier ordre dans l’hydrogéologie profonde

du bassin de Paris.

Analyse de l’eau du puits. — L’eau prélevée immédiatement après le

jaillissement fut analysée sommairement par Pelouze. Celui-ci démontra

que l’eau du forage était beaucoup plus pure que l’eau de la Seine (Arago,

1841 a) ; mais, comme elle renfermait des matières en suspension : sable,

argile, pyrite, on attendit quelques semaines pour confier une analyse plus

complète au grand chimiste Payen, qui en communiqua les résultats à

l’Académie des Sciences (Payen, 1841).

Analyse de Veau du puits de Grenelle.

Millig. par litre

Carbonate de chaux . 68

Carbonate de magnésie . 14,2

Bicarbonate de potasse . 29,6

Sulfate de potasse . 12

Chlorure de potassium . 10,9

Silice . 5,7

Substance jaune . 0,2

Matières organiques azotées . 2,4

Total . 143,0

L’analyse ne décela pas de sulfate de chaux.

L’auteur avait recherché les gaz dissous ; il trouva 1 1. 80 de gaz par 100

litres d’eau, dont 0 1. 15 de CO2 et 1 1. 65 d’air où « l’Oxygène et l’Azote sont

comme 22 à 78 ». Ultérieurement, la teneur en gaz dissous s’abaissa légère¬

ment.

La substance jaune observée s’est retrouvée dans quatre analyses succes¬

sives : elle était soluble dans l’eau, l’alcool anhydre ou étendu, et l’éther.

LE PUITS ARTÉSIEN DE GRENELLE

145

Il s’agit probablement d’une dissolution de succinite, sorte d’ambre fossile,

dont les fragments assez volumineux ont été trouvés depuis, dans les Sables

verts albiens de divers forages.

On décida, vers la fin de 1856, d’analyser les eaux de Grenelle chaque

semaine jusqu’à l’achèvement du puits de Passy (Belgrand, 1861) ; ce projet

n’eut aucune suite, mais Belgrand fit chaque semaine un essai hydrotimé-

trique. De ces observations, poursuivies pendant dix années, il conclut que

les eaux fluviales infiltrées aux affleurements des Sables verts Albiens

arrivent sous Paris en deux mois. Nous savons maintenant que la méthode

était trop imprécise pour donner des résultats (voir p. 212-213). D’ail¬

leurs la vitesse réelle est bien inférieure.

L’eau du puits de Grenelle a été analysée continuellement depuis cette

date. On trouvera une analyse récente dans les renseignements annexés à

la coupe géologique du puits de Grenelle.

Le niveau hydrostatique du puits de Grenelle. — - La cote du niveau

hydrostatique du puits de Grenelle a une importance capitale dans l’étude

de la nappe aquifère des Sables Albiens. En effet, elle mesure le niveau sta¬

tique de la nappe elle-même, à un moment où seul débitait le puits de Gre¬

nelle (si on excepte les puits d’ELBEUF) et où par conséquent ce niveau

n’était diminué par aucune perte de charge, en admettant que la nappe était

entièrement isolée dans ses épontes imperméables d’argile.

Malheureusement, aucune mesure directe de la pression à l’état statique

n’a été faite directement. Il eût fallu coiffer la tête du tubage d’une vanne

arrêtant entièrement le débit et munie d’un manomètre, ce que n’osa faire

la Commission de surveillance qui craignait — d’ailleurs à tort — les consé¬

quences d’un arrêt, même momentané du puits.

On se borna donc — ce qui est déjà fort intéressant — à mesurer le débit

par des ajutages disposés à des hauteurs croissantes. Or, la loi de Darcy,

appliquée aux puits artésiens, indique que le débit doit décroître avec l’alti¬

tude de déversement selon une loi linéaire (Voir chapitre VII). On peut donc

soit calculer, soit mesurer graphiquement l’altitude où ce débit serait nul

dès que l’on possède deux mesures de débit et deux cotes bien déterminées.

Nous ne nous arrêterons pas sur les nombres donnés par Belgrand (1861)

dans sa note sur le puits de Passy ; soient -f- 128 pour le puits de Grenelle

et 109 pour le puits de Passy. Ces nombres ont été fort discutés, notamment

par Meynard (1937).

Voici un tableau qui résume les observations de Mary et Lefort (in Michal

1863), dans ses 2e et 3e colonnes (altitudes et débits en pouces fontainiers

de 20 me3 à laminute). Nous y avons joint les pertes de charge, calculées

parla formule de Flamant (5e colonne), ce qui permet, par addition avec les

nombres de la 2e colonne, d’inscrire dans la 6e colonne les niveaux d’eau

rectifiés.

Mémoires du Muséum, nouvelle série. — T. XI.

10

146 P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

Observations de Mary et de Lefort L

Toutes les observations sont des mesures directes à la cuve, mais elles

ne sont pas toutes d’égale valeur : seules les observations N° 1 et N° 10 ont

été faites pendant les périodes de calme ; pour les huit autres, on a profité

de temps relativement courts, pendant des réparations ou de nouvelles

installations.

Telles qu’elles sont dans l’ensemble, les observations vérifient bien la loi

de décroissance linéaire du débit avec l’altitude et permettent de déclarer

valable le calcul du niveau hydrostatique à cette époque.

L’importance considérable que l’on doit accorder à ce calcul, nous a incité

à le faire selon quatre modes différents ; d’une part en tenant compte des

dix observations, selon la méthodes des moindres carrés, et d’autre part, en

ne tenant compte que des meilleures observations, Nos 1 et 10. Ce double

calcul a été fait en négligeant ou en ne négligeant pas la perte de charge. On

obtient ainsi les quatre résultats suivants :

Cette divergence dans les résultats de quatre calculs fondés sur les mêmes

1. Michal adopte la cote -f- 37.90 pour le sol de l’abattoir, alors que divers auteurs ont indi¬

qué la cote -|- 36.50 (Gérards, 1909). La lre cote est sans doute non celle du sol, mais celle du

robinet à la base de la colonne.

LE PUITS ARTÉSIEN DE GRENELLE

147

observations, est un exemple des difficultés entraînées par le défaut d’obser¬

vation directe, et nous incite à nous défier des calculs même les plus simples

(et surtout des extrapolations) quand ils s’appliquent à des objets naturels.

Ainsi, en supposant même que la mesure N° 1 soit parfaite, un écart de

1 mètre dans la mesure N° 10 entacherait le calcul du niveau hydrostatique

de 2 m. 50 : Or, l’observation N° 6 s’écarte de plus de 1 mètre de la droite

interpolatrice N° 1-N° 10.

Nous sommes donc conduits à adopter finalement pour le niveau hydros¬

tatique du puits artésien de Grenelle une cote arrondie qu’il est raisonnable

de fixer à 1 26 mètres.

Les TREMBLEMENTS DE TERRE ET LES PERTURBATIONS DU PUITS DE GrE-

nelle. — Le 5 juillet 1841 le jaillissement s’arrêtait et le sommet du tubage

s’écrasait ; or, on signale, sans d’ailleurs lier les phénomènes, que la terre

avait tremblé à Paris, dans la nuit du 4 au 5 juillet. La secousse avait été

ressentie rue des Mathurins-Saint- Jacques, rue de Seine, place Royale et

rue de Tournon ; le phénomène était dirigé S.E-N.O. et une secousse verti¬

cale avait même été remarquée (Arago, 1841 b).

Cette coïncidence avait attiré l’attention de Lefort et lorsqu’en 1844

l’eau du forage se troubla, il signala à l’Académie que le 22 décembre,

vers 16 heures, une secousse de tremblement de terre avait été ressentie

assez fortement dans certains quartiers de Grenelle, à Saint-Malo et à

Paramé. L’auteur n’en tirait cependant aucune conclusion précise et se

bornait à un simple rapprochement.

Rappelons aussi qu’une secousse sismique a été ressentie en Italie et en

France, à Maçon, au moment même ou se produisit l’accident du tubage du

puits de la Chapelle, en novembre 1887.

Peut-être y a-t-il là autre chose que de simples coïncidences.

Diamètre optimum des forages. — En 1852, sous la pression des argiles

inférieures, une portion du tubage de 0 m. 140 s’était aplatie, on descendit

un second tube de 0 m. 10 de diamètre seulement ; le débit du puits ne varia

pas, aussi en conclut-on que le débit n’était pas proportionnel au diamètre

(Daubrée, 1887), contrairement à l’opinion de certains. L’expérience a

montré depuis qu’il existe un diamètre au delà duquel on n’obtient guère

de débit supplémentaire.

Limitation du nombre des puits artésiens. — Dès l’année 1861 Bel-

grand a comparé les niveaux de Grenelle et de Passy et étudié comment

s’influençaient les débits. Il conclut qu’il ne fallait pas trop multiplier les

puits, si l’on voulait leur conserver les avantages de l’artésianisme. Il était

en complet accord avec des entrepreneurs de sondages qualifiés qui pen¬

saient qu’on ne pourrait exécuter plus de six puits profonds dans Paris

(Degousée et Laurent, 1861). L’avenir devait justifier pleinement ces

appréhensions; sur sept puits foncés dans Paris, deux seulement jaillissent

encore : ceux de la Raffinerie Say et de la rue Blomet, mais le débit de ce

dernier est à peu près négligeable.

CHAPITRE X

LES AFFLEUREMENTS DES SABLES VERTS

Bordure orientale. — Pays de Bray. — Localités sur Sables verts. — Altitude des

Sables verts. — Les Rivières. — Étangs et Ruisseaux. — Les Forêts.

Les Sables verts affleurent à l’est du Bassin de Paris, sous forme d’une

bande longue et étroite, encaissée entre deux couches imperméables : au

toit les Argiles du Gault, au mur les Argiles du Crétacé inférieur. Le tout

forme une sorte d’arc de cercle presque continu, d’un rayon d’environ

180 km. autour de Paris, dont la longueur atteint 430 km. entre Hirson et

Bourges et qui traverse I’Ardenne, I’Argonne, le Barrois, la Cham¬

pagne humide, la Puis aye, le Sancerrois, le Berry. La largeur de

l’affleurement excède rarement 8 km. ; elle est en moyenne de 800 mètres.

Les affleurements de Sables verts se montrent sur la carte géologique

d’ensemble sous forme de contours très tourmentés ; bien souvent ils

régnent au pied de collines recouvertes de Gault et de Yraconnien et forment

ainsi des buttes isolées en arrière de l’affleurement réel masqué sur les cartes

par la superposition immédiate des argiles du Gault, par des placages de

limon, et, dans les grandes vallées, par les terrasses alluviales de sables,

graviers et limon argilo-sableux.

Bordure orientale.

La surface totale de cet affleurement est de 944 km.2, elle se répartit

ainsi sur la carte géologique au 80.000e :

Feuille N° Surface en hectares

Rocroi . 14 8.256

Rethel . 23 5.408

Mézières . 24 / 3.360

Verdun . 35 8.096

Bar-le-Duc . 51 9.712

Wassy . 68 6.960

LES AFFLEUREMENTS DES SABLES VERTS

149

Troyes . 82 1.712

Chaumont . 83 6.720

Auxerre . 96 21.968

Tonnerre . 97 9.520

Gien . 109 2.880

Clamecy . 110 3.312

Valençay . 121 5.744

Bourges . * . 122 720

Total . 94.368

soit 943 km2 68.

Bordure occidentale.

Les Sables verts n’affleurent pas sur la bordure occidentale ; on connaît

seulement quelques lambeaux-témoins, isolés1, dans la région de Lisieux

(chap. III, p. 25).

Pays de Bray.

Dans le Pays de Bray, c’est sur le flanc sud de l’Anticlinal que les Sables

verts albiens sont bien développés. Sur le flanc nord l’affleurement se

réduit à une bande très mince, discontinue et, parfois même, masquée par

des sédiments plus récents.

Les affleurements du Bray occupent une surface de 6.288 hectares. Les

affleurements des Sables Albiens couvrent donc dans l’ensemble du Bassin

de Paris, une surface de 100.656 hectares, soit un peu plus de 1.006 kilo¬

mètres carrés.

Localités situées sur les Sables verts.

Il existe relativement peu de villages dans les régions où les Sables verts

sont bien développés, car le sol y est pauvre, presque impropre à la culture.

Parmi les localités principales il faut citer : Hirson, Aubenton, Sermaize-

les-Bains, Saint-Dizier, Saint-Florentin, Saint-Amand-en-Puisaye,

Seignelay, Sancerre, Graçay.

Altitude des Sables verts.

Les Sables Albiens sont situés à une altitude moyenne de 160 à 200 mètres.

Dans certaines régions cependant ils peuvent s’élever jusqu’à 300 mètres

et, inversement, s’abaisser dans quelques autres à 110 mètres.

1. Dangeard (1939 a et b) en cite de nouveaux à La Chapelle Bayvel (Calvados) et près de

Cordebugle ( Note ajoutée pendant l'impression ).

150

P. LEMOINE, B. Hl’MERY, R. SOYER

Altitude des affleurements.

Hirson . + 204, -J- 215, + 227, -f- 240

Aubenton . + 210

Rumigny . + 236, -f- 253

Novion-Porcien . Souvent vers -f 130

Tourteron . Contact Jurassique-Sables verts à -)- 134

Grandpré . Contact Gault-Sables verts à -(- 180

Montfaucon d’Argonne . Massif isolé de Sables verts à + 300

Fléville . Contact Jurassique-Sables verts à -f- 175

Varenne-en-Argonne . Contact par faille du Gault et des

Sables verts . à -f- 200

Clermont-en-Argonne. Contact Jurassique-Sables verts (à l’Est) à -f- 225

— Contact Gault-Sables verts (à l’Ouest) à -f- 177

Triaucourt . Base des Sables verts à -f- 200

Vaubecourt . Sommet des Sables verts à + 240

Villers-aux-Vents . ..... Contact du Gault et des Sables verts

Revigny .

Sermaize-les-Bains

Cheminon .

Saint-Dizier .

Eclaron .

Montier-en-Der .

Robert-Magny .

Soulaines .

Montiéramey. . . .

Fresnoy .

Chaource .

Saint-Florentin .

Seignelay. . .

Charbuy . .

PoURRAIN .

Toucy .

Saint-Sauveur-en-Puisaye

Saint-Amand-en-Puisaye. .

CoSNE .

Mennetou-Salon. .......

Gracay .

Saint-Christophe . .

(A l’O.) à + 160

(A l’Est) à + 190

. Sommet à -j- 152

. Sommet à -)- 230

. Sommet à -j- 180

(Au Sud) à + 140

(Au Nord) et -(- 160

. +130

. +135

. +172

Entre 136 et + 180

. + 160

. +160

(A l’Ouest) + 140

. . De 110 à + 145

Sommet à + 120

. +196

. +220

de + 210 à + 260

. . . Base à + 242

Sommet à + 190

Sommet à + 142

. +260

. +135

. +135

LES AFFLEUREMENTS DES SABLES VERTS

151

Les rivières.

Les affleurements albiens sont traversés

par toutes les grandes rivières du Bassin de

Paris sauf par Y Oise, qui prend sa source près

d’ÂUBIGNY :

Y Aisne, suit les affleurements entre Attigny

et Vouziers ;

YOrnain, les traverse entre Revigny-sur-

Ornain et Mussey ;

la Marne, passe à Saint-Dizier et coule sur

les sables entre Revtgny et Sermaize ;

YAube, entre Jessains et Brienne-le-

Chateau ;

la Seine, entre Saint-Parrès, les Vaudes

et Bar-sur-Seine et, un peu plus au Nord,

son petit affluent la Barse coupe l’affleure¬

ment entre Vendeuvre et Lusigny;

Y Armance, affluent de Y Armançon, entre

Ervy et Chaource ;

Y Armançon, entre Brienon et Flogny ;

le Serein, entre Seignelay et Ligny-le-

Chatel ;

YYonne, entre Chemilly et Auxerre ;

YOuanne, entre Toucy et Ouanne ;

la Loire, entre la Celle-sur-Loire et

Cosne;

le Cher coule dans la zone de dépression du

Crétacé, située entre Bourges et l’îlot albien

de Saint-Christophe, où les horizons albiens

s’enfoncent assez profondément sous les

Marnes à Ostracées.

Étangs et ruisseaux.

Un très grand nombre de ruisseaux prennent

leur source dans les Sables verts et le Crétacé

inférieur ; il existe également de nombreux

étangs et des mares, non seulement sur les

argiles du Gault, mais sur les Sables verts

eux-mêmes. C’est notamment le cas à Vaube-

court (feuille de Bar-le-Duc, n° 51).

• 5 ! ? ?

1 * ! ? I

5?

3P

S

Altitude des Sable * Verts Albiens sur afTU

152

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

Les étangs de la Blanche-Terre à Sauvage-M agny, et de Montier-en-Der

(lieu dit : Les Sables) sont situés dans les Sables verts et leur fond est cons¬

titué par l’Aptien. Il faut citer également Y étang de Say au nord de Voil-

eecomte ( forêt du Der), Y étang du Chenil entre Champaubert-aux-Bois

et Allichamps, Y étang de Gélenaud, Yétang Gobert, dans le bois des Trois

Fontaines.

Dans la forêt de Soulaines (feuille de Chaumont, n° 83) : Yétang de la

Chaise, Yétang du bois de Beaulieu. Les nombreux étangs de la région de

Troyes : étangs de la Maye, de l’Oison, du Rossignol, les étangs d’Aumonl

sont établis sur les Sables verts.

En Puisaye, souvent les eaux stagnent à la surface des Sables de Puisaye ;

les étangs peu nombreux, mais grands, recouvrent 400 hectares (G. Goujon,

1911). Le réservoir du Bourdon, h lui seul, mesure 308 hectares, le réservoir

de Moutiers n’en a que 35.

Les forêts.

Toutes les régions où le substratum est constitué par le Gault, les Sables

verts et le Crétacé inférieur, possèdent d’immenses forêts. Les essences

d’arbres à feuillage caduc y réussissent à merveille, surtout le bouleau, le

peuplier, le tremble et parfois le chêne et le hêtre. Le pin sylvestre ne s’accli¬

mate que dans quelques régions.

Dans I’Ardenne, les Sables verts albiens occupent la lisière des forêts de

Signy et de Saint-Martin, et supportent les bois d’ApREMONT et de Huil-

leux. La forêt de V Argonne, une région de grand affleurement sableux se

prolonge vers Je Sud par la forêt des Trois Fontaines, la forêt du Der et la

forêt de Soulaines. Près de Troyes, l’immense forêt du Grand Orient, avec

ses nombreux étangs, est plantée sur les Sables verts. Il en est de même au

sud de Troyes, dans la forêt d' Aumont, puis celle de Chaource.

Dans les régions d’AuxERRE et de Clamecy, à l’exception de la forêt de

Pontigny (feuille de Tonnerre, n° 97), il n’existe pas de grandes forêts sur

Sables albiens, mais seulement de nombreux bois en Puisaye.

Au sud de Bourges, les bois de Menetou et d’HENRicHEMONT sont à la

lisière des Sables verts.

Les caractères de la bordure orientale se retrouvent dans le Pays de Bray

où les Sables verts rendent aussi le sol humide et boisé, à drainage super¬

ficiel important. Les grandes localités ne s’y sont pas établies, mais seule¬

ment à quelque distance, soit sur le Crétacé supérieur et le Cénomanien,

soit dans le noyau jurassique du Pays de Bray.

CHAPITRE XI

LES APPORTS A LA NAPPE ALBIENNE

Pluviosité sur les affleurements albiens. — Infiltrations possibles. — Volume de

la nappe albienne. — Ruissellement sur l'amont. — Infiltration des eaux de

rivières. — Les siphonages souterrains. — Les Sables verts dans le fond de la

Manche. — Les pertes dansla mer et les entrées d’eau de mer. — Les mouvements

récents du fond de la Manche.

Les études de Rutot, Martel, Van den Rroeck, Dienert, ont démontré

que les nappes aquifères sont alimentées surtout par les eaux pluviales.

Celles-ci représentent la plus grande partie des eaux infdtrées, outre une

certaine quantité d’eaux provenant des rivières ou ruisseaux, d’eaux de

ruissellement coulant de l’amont sur une zone de faible pente (moins de

5 %), enfin de condensations occultes dues aux phénomènes hydroscopiques.

Pluviosité sur les affleurements albiens.

Belgramd (1873) a publié ses observations de plusieurs années sur la

pluviosité dans les régions du Bassin de Paris. Ces observations ont porté

sur un grand nombre de stations, dont onze sont précisément situées sur

les Sables verts mêmes ou à très faible distance.

Hauteur moyenne annuelle de pluie :

Hirson . 0 m. 768

Bar-le-Duc . 0 m. 861

Sainte-Menehould . 0 m. 639

Joinville . 0 m. 865

Forêt des Trois-Fontaines . 0 m. 824

Vitry-le-François . 0 m. 664

La Nf.uville-au-Pont . 0 m. 684

Vendeuvre . 0 m. 800

154

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

Montiers, près Saint-Sauveur . Om. 651

Toucy . Om. 760

Auxerre . 0 m. 682

Aucune statistique d’ensemble n’ayant été publiée depuis cette date (la

monographie de G. Goujon (1911) n’intéressant que la Puisaye), nous

avons recueilli à l 'Office National Météorologique (O. N. M.) les observa¬

tions de pluviosité sur les Sables verts, pendant la période de 1921 à 1933.

Ces observations portent sur six stations, équipées de pluviomètres

modernes relevés régulièrement.

Hauteur de pluie annuelle, en millimètres 1 :

L’examen de la pluviosité mensuelle pendant la période correspon¬

dante montre la répartition suivante :

En comparant les hauteurs de pluie observées par les auteurs, on voit

tout d’abord apparaître une légère différence entre la période 1851-1900 et

la période 1921-1934. La pluviosité s’est accrue au sud de l’Ardenne, et a

décru dans l’Ardenne même.

Ces différences peuvent certes s’expliquer par des erreurs d’observation

1. Les exposants représentent les dixièmes de millimètres.

APPORTS DE I.A NAPPE ALBIENNE

155

dues à la défectuosité des anciens pluviomètres, et à la discontinuité des

mesures.

Mais par contre, les nombres de la période 1921-1934 se rapprochent

sensiblement de ceux de Belgrand, soit aux mêmes points, soit à des points

très proches.

Dans l’ensemble, la pluviosité a donc très peu varié depuis près d’un

siècle dans toute la zone d’affleurement des Sables verts.

Ne prenant que l’eau des pluies d’hiver, nous obtenons les volumes sui¬

vants :

Le volume d’eau, qui tombe sur les 943.680.000 m3 d’affleurement, est

donc d’environ 431.000.000 m3 par an.

Infiltration de l’eau. — Les eaux pluviales pénètrent-elles dans le

sous-sol et rejoignent-elles les nappes souterraines ? Cette question, si

controversée, est maintenant éclaircie par les expériences aussi ingénieuses

que concluantes de M. F. Dienert, qui a installé ses « pluviomètres souter¬

rains », dans diverses formations géologiques de la région parisienne, et

156

P. LEMOINE, R. HUMF.RY, R. SOYER

notamment dans les Sables de Fontainebleau et les dépôts alluvionnaires

(Dienert, 1931-1934).

Ainsi, on a estimé la quantité d’eau infiltrée dans les zones sableuses à

20 à 25 % de la hauteur d’eau pluviale tombée sur des affleurements non

arides : régions boisées ou prairies. L’abbé Paramelle (1856) admettait un

coefficient de 25 %, coefficient confirmé par Imbeaux, mais que Risler

réduisait à 20 %.

Dans ses expériences, menées en février-mars 1933 dans la région pari¬

sienne, F. Dienert (1934) a recueilli 60 % d’eau de pluie. Il estime que la

quantité d’eau qu’un sol peut absorber est très difficile à évaluer. Mais,

d’autre part, Imbeaux estime que 72 % de la pluie tombée annuellement

est arrêtée par la végétation, évaporée par le sol ou fixée par les végétaux ;

il ne s’infiltrerait donc, dans la ligne boisée des affleurements albiens,

que 28 % de la pluie tombée.

D’autre part, il y a déjà bien longtemps, Belgrand signalait la faible

perméabilité des affleurements albiens. En se basant sur divers caractères

(débouché des ponts, disposition des cours d’eau, allure de leurs crues),

cet auteur classait catégoriquement parmi les terrains imperméables le

Greensand et le Néocomien du Bassin de la Seine, Puisaye, Champagne

humide et Pays de Bray (1872-73, p. 76). Il soulignait également que les

eaux, stagnant à leur surface, rendait le climat humide et malsain dans les

territoires albiens de la Puisaye et de la vaste bande de Sables verts qui

s’étend d’ Auxerre aux Ardennes (1853) et que la zone albienne comprise

entre Vitry-le-François et Joinville présentait seule — avec les envi¬

rons de Langres — la seule région du Bassin de la Seine où existassent

des eaux torrentielles.

En Puisaye, les Sables albiens, reposant sur l’Argile de Myennes, sont

souvent barrés par des feuillets argileux qui retardent la circulation des

eaux, mais les Sables verts situés entre ces argiles et les argiles barré-

miennes ( Couches à Plicatules ) sont imprégnés d’eau dans toute leur masse

(G. Goujon, 1911). De nombreux puits s’y alimentent, notamment à

Saint-Sauveur.

L’un de nous (R. Soyer) a pu contrôler la faible perméabilité des Sables

verts de la région de Troyes, dans les sablières du Bois de Saint-Martin,

situées à 1 km. au nord de Montiéramey, sur la route de Mesnil-Saint-

Père. Les Sables y forment un talus de trois mètres au-dessus de la route ;

à leur sommet, quelques poches d’argile noire appartenant à la base du

Gault, sont emballées dans les Sables argileux, verts, très compacts qui

recouvrent des grès verts sableux très tassés, avec des filets noirâtres, argi¬

leux, irréguliers, et des passées de sable blanc tendre. Au-dessous, reposent

sur plusieurs mètres, les Sables verts fins, moins compacts, à nodules

gréseux.

A fin août 1937 — c’est-à-dire à la suite d’une période très sèche de plus

de cinq semaines — une petite fouille de 2 mètres de profondeur, pratiquée

APPORTS DE LA NAPPE ALB1ENNE

157

à la base du talus, et en retrait, laissait voir une collection d’eau profonde

de 30 à 40 cm. ; les parois de la fouille étaient mouillées sur une hauteur

à peu près égale au-dessus du plan d’eau ; c’était l’indice d’une évaporation

rapide. Dans une grande sablière située à 100 mètres de la route, en retrait

de la première, les Sables verts étaient entassés sur toute leur hauteur

(environ 9 mètres). Un suintement mouillait les parois de la sablière, dans

des sables argileux situés sur les sables fins à 6 mètres du sol et à 4 mètres

environ du fond de la fouille précédente. Les eaux, dégouttant des parois,

se déposaient dans des fosses peu profondes pratiquées dans le fond d’argile

noire de la carrière. Leur débit, pour une surface de percolation de 1.200 m2,

comprise dans un périmètre de 150 mètres env., n’atteignait pas 500 litres.

Leur vitesse massive était donc d’environ :

0,500 mc/h : 1.200 mq = 0,5 mm. par heure

c’est-à-dire 12 mm. par jour ou 4 m. 38 par an1 Cette observation est la

seule mesure directe connue sur les Sables verts.

Mais on a une idée de leur faible perméabilité par deux forages récents

exécutés précisément dans la région des affleurements.

Fig. 45. — Coupe entre les affleurements et Thennelières.

Le forage de la commune de Lusigny-sur-Barse a rencontré les Sables

verts à 66 mètres de profondeur (ait. + 59) et les a traversés sur une hau¬

teur de 15 mètres. L’eau se tenait à 40 cm. de l’orifice, soit à l’altitude

-f- 124 m. environ. Par pompage, un abaissement de 73 m. était nécessaire

1. Il s’agit de la «vitesse massive ». La vitesse intergranulaire est — pour une porosité de

20°/o — cinq fois plus grande.

158

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

pour provoquer un débit insignifiant de 250 litres à l’heure. Ensuite, si l’eau

revenait bien à son niveau primitif de + 124 m., c’était avec une extrême

lenteur, prouvant à la fois, qu’elle est sous pression, mais que le terrain

est peu perméable.

Il en fut de même à Thennelières, où un ouvrage analogue n’a obtenu

qu’un débit à peu près nul ; l’eau a dû être recherchée dans le Jurassique.

Ces forages, de Lusigny et de Thennelières, situés respectivement à 6 km.

et 12 km. des affleurements delà région de Montiéramey, sont fort intéres¬

sants, car ils montrent que la nappe, si elle n’a qu’un débit extrêmement

faible, est cependant sous pression et présente son point de charge à 65 m.

du sommet des Sables.

Apport de la pluie a la nappe albienne. — On est maintenant en

mesure de contrôler si la pluie est suffisante pour alimenter la nappe al¬

bienne, à son régime actuel de débit.

Le calcul direct (chapitre X) montrera que les puits actuels débitent

environ 125.000 m3 d’eau par jour, soit 45.625.000 de m3 par an.

Comme le volume total des pluies d’hiver et de 431.000.000 de m3, il

suffit, pour réapprovisionner la nappe, qu’il ne s’en infiltre qu’un dixième :

431.000.000

45.625,000 ’ /o

Or, les auteurs cités plus haut admettent que l’infiltration peut atteindre

20 à 30 %.

D’autre part, la vitesse de pénétration de l’eau est suffisante.

En effet, pour pénétrer dans le sol, l’eau débitée par les puits doit avoir

une vitesse massive moyenne égale à :

45.625.000 m3/an

943.680.000 m3

= 5 centimètres par an L

Cette vitesse nécessaire est très inférieure à celle que l’on connaît pour

tous les cas analogues, et même, très inférieure aux 4 mètres par an,

observés directement au Bois Saint-Martin.

Par conséquent, malgré des facteurs défavorables, les affleurements de

Sables verts sont très suffisamment perméables et les pluies d’hiver très

suffisamment abondantes pour alimenter les puits artésiens actuels. On

verra plus loin (chapitres XII et XIII), les causes de la défaillance de la

nappe et de son affaiblissement.

Volume de la nappe albienne.

On ne peut guère calculer sans grosse erreur le volume total occupé

par les Sables verts albiens ; en raison du grand nombre des données

1. Soit, pour une porosité de 20 %, une vitesse intergranulaire de 25 cm. par an.

APPORTS DE LA NAPPE ALBIENNE

159

d’inconnues. Si en effet, l’épaisseur des Sables varie beaucoup sur les affleu¬

rements, les écarts sont encore plus grands dans les sondages du centre du

Bassin. D’autre part dans des régions entières (le département de la Seine-

et-Marne, le Hurepoix et la Beauce) démunies de forages, nous ignorons

non seulement la coupe de l’Albien, mais aussi ses limites orientale et sep¬

tentrionale, le contact des Sables verts et des Sables du Perche, la réparti¬

tion des barres argileuses dans les Sables verts. Autant d’inconnues dans

un problème qui, d’ailleurs, présente peu d’intérêt ; car sa solution ne

permettrait pas de calculer le volume d’eau que la couche sableuse

retient, car la porosité des Sables est aussi capricieuse selon la verticale

que selon l’horizontale.

Tout ce qu’on peut dire, c’est que le volume de l’eau est de l’ordre de

plusieurs dizaines de milliards de mètres cubes.

Autres facteurs d'alimentation de la nappe. — En dehors de la pluie,

appoint principal des nappes aquifères, il faut examiner d’autres sources

non négligeables :

le ruissellement sur les couches d’amont ;

l'infiltration des eaux de rivières ;

les siphonages souterrains, naturels ou artificiels (forages captant plu¬

sieurs nappes) ;

les sorties ou entrées d’eau de mer.

Les ruissellements de l’amont.

De Hirson à Bar-le-Duc, la couche des Sables verts repose en transgres¬

sion sur le Jurassique moyen et supérieur. Le Crétacé inférieur apparaît

ensuite et forme le support constant des Sables jusqu’à la disparition de

la nappe dans le Cher.

Les Calcaires jurassiques (Calcaire du Barrois, Calcaires et marnes à Exo-

gyra virgula, Calcaire du Séquanien) sont très fissurés ; par de grandes cre¬

vasses, l’eau descend en abondance dans le sous-sol profond. Dans ces condi¬

tions un siphonage est possible, à quelque distance des affleurements, car

la mise en charge permet la remontée des eaux dans la nappe, qui n’est pas

isolée dans cette région par un écran argileux. Toutefois, si des fissures tra¬

versent les Calcaires jurassiques jusqu’aux Sables, une partie de ceux-ci s’est

écoulée certainement dans les cavités aquifères, en créant une perte de charge

qui retarde et régularise la pénétration des eaux dans la nappe albienne.

Mais à partir de l’endroit où réapparaissent les sédiments argileux du

Crétacé inférieur, ce siphonage est arrêté par les argiles aptiennes et barré-

miennes, très épaisses et pratiquement imperméables. 11 ne s’y infiltre que

des quantités d’eau très faibles : quelques horizons sableux intercalés n’y

permettent que très petits débits.

Une étude récente (Robaux, 1935) éclaire définitivement le cas du

160

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

département de l’Aube. Les Calcaires portlandiens, très étendus dans la

région des Bars, reçoivent des précipitations annuelles importantes qu’ils

absorbent pour la plus grande part, par leurs larges fissures. Au contact

du Crétacé inférieur, apparaissent de nombreuses sources vauclusiennes

dont certaines de grand débit, telle la source de la Barse à Vendeuvre,

qui, en période sèche, fournit 1 m3 par seconde.

Par contre, dans les sables et argiles panachés du Barrémien n’appa¬

raissent que des sources très faibles : 2 litres par seconde à Attancourt

(Haute-Marne).

Quant aux sables valanginiens, qui reposent sur le calcaire à spatangues,

ils ne renferment aucune nappe aquifère, fait confirmé par le forage récent

de Thennelières qui n’a rien rencontré dans le Crétacé inférieur, si bien

qu’on a dû descendre jusque dans le Portlandien pour obtenir un petit

débit. De même, le forage de Grateuil (Marne) a percé plus de 70 mètres

de Crétacé inférieur sans un seul niveau aquifère et n’a rencontré un très

faible débit que dans le Jurassique supérieur.

Parfois cependant, en Haute-Marne, le calcaire à spatangues et l’hori¬

zon irrégulier du minerai de fer, qui règne sporadiquement au contact du

Néocomien et du Portlandien, apportent de petits ruisseaux d’eau (C. Man-

telet, 1936).

Le ruissellement sur les affleurements infra-crétacés ne peut profiter à

la nappe albienne. L’ensemble Albien-Crétacé inférieur forme, comme on

l’a vu, une falaise dominant le plateau et sur toute la lisière du Crétacé

inférieur et du Portlandien, parfois même sur le Crétacé inférieur, se

sont établis des cours d’eaux importants, qui drainent les ruisseaux

venant des Sables verts et des formations inférieures.

Souvent, ces rivières longent la lisière crétacée sur une longue distance

avant de la traverser à la faveur d’une interruption de la falaise.

Sur la feuille géologique de Rethel :

Le Gland (affluent de l’Oise), Hirson et Watigny.

Le Thon (affluent de l’Oise), qui longe le contact de l’Oolithe bathonienne

et des Sables verts et qui reçoit, sur sa rive gauche, de nombreux ruis¬

seaux, drainant les Sables.

Sur la feuille géologique de Mézières :

Le ruisseau de Migny (affluent de l’Aisne), coulant en direction Nord-

Sud, dont le lit marque la lisière du Calcaire à Astartes et qui reçoit le

drainage de l’Albien.

De Grandpré à Vaubecourt, les affleurements sont suivis par :

L'Aire, qui coule sur le Calcaire du Barrois et draine activement le Cré¬

tacé sur sa rive gauche.

La Saulx, qui longe la lisière crétacée de Sermaize à Beurey et draine

le Crétacé inférieur et moyen.

L'Aube, qui draine les affleurements dans la région de Dienville et

coule en contrebas des Sables verts.

APPORTS A LA NAPPE ALBIENNE

161

La Voire traverse et entame profondément les affleurements entre Som-

mecour et Montier-en-Der, elle reçoit sur sa rive gauche le ruisseau de

Ceffondet coulant à la base des Sables, et la Laine, où se déversent les

exutoires des étangs de Sauvage-Magny reposant sur les Sables verts.

Dans la région de Troyes, la forêt du Grand Orient, plantée sur les Sables

albiens, est drainée par de multiples ruisseaux coulant au Nord vers V Aube,

au Sud vers la Barse, dont le lit sépare les Sables verts du Barrémien.

La Seine traverse l’Albien entre Villemoyenne et Chappes ; elle reçoit

de nombreux ruisseaux, qui viennent des Sables verts, élevés au-dessus du

fond de la vallée.

L’ Armance délimite la forêt de Chaource ; elle découpe les Sables et

reçoit les ruisseaux, qui s’échappent des étangs reposant sur les Sables

verts, entre Metz-Robert et Davrey ; puis elle jalonne l’affleurement

entre Ervy et Saint-Florentin. L’Albien forme sa rive droite, le Néoco¬

mien sa rive gauche.

Le massif albien de la forêt de Pontigny est limité, au Nord par l’Ar-

mançon, au Sud par le Serain ; la zone albienne se continue vers l’Ouest

jusqu’à Seignelay ou le Serain forme la bordure nord ; elle est bordée

à l’Ouest par l’ Yonne, coulant successivement sur les calcaires du Barrois,

le Calcaire à Spatangues, les argiles barrémiennes.

Le grand massif de Charbuy est drainé de toutes parts :

Au Sud-Est par le Rû de Beaulche, au Nord-Est par l’Yonne, au Nord-

Ouest par le Rouillon, qui coule au contact du Cénomanien, et au Sud-

Ouest, par le Tholon.

Dans la région de Toucy débute, avec ruisselets innombrables, mares et

étangs, le régime de la Puisaye qui se continue à Saint-Sauveur-en-

Puisaye, Saint-Amand-en-Puisaye.

Au sud-ouest de la Puisaye, de Subligny à Vailly, les Sables verts

sont entamés par des ruisseaux à nombreux méandres ; le flanc ouest

du massif sableux est découpé par la Sauldre dont les méandres serpentent

aussi bien sur les Sables verts que sur le Gault et le Barrémien.

GRAÇAY

I tjtt - r

COUPE A GRAÇAY

Fig. 46. — Coupe à Graç:iy.

Dans la région de Bourges, peu de cours d’eau intéressent les Sables

verts, dont le talus est situé bien au-dessus du fond des vallées ; les rivières

coulent sur le Néocomien et le Barrémien.

Enfin, au sud-ouest de Vierzon, l’Albien est traversé par le Fouzon

à Dun-i.e-PoËlier, entre Saint-Christophe et Aujoin ; la rivière pré¬

sente un cours rectiligne à la cote 121.

Mémoires du Muséum, nouvelle série. — T. XI. 11

IEMOINE, R. HXJMERY, R. SOYER

APPORTS A LA NAPPE ALBIENNE

163

A Graçay et Nohant-en-Graçay, situés plus en amont sur le Fouzon,

l’Albien est élevé au-dessus de la vallée et la rivière coule sur le Kime-

ridgien et le Portlandien.

L’étendue considérable et la disposition complexe de ce réseau hydro¬

graphique rendent donc bien précaire, sinon nul, l’appoint d’eau, mais

par contre, d’immenses volumes d’eau sont drainés de la nappe, par les

innombrables sources, qui régnent au contact des Sables verts et des sédi¬

ments inférieurs imperméables.

♦153

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COUPE A N0UANT-m-OHȂAv

Fig. 48. — Coupe à Nohant-en-Graçay.

L’infiltration des eaux de rivières.

L’approvisionnement des nappes aquifères par les pertes de fond des

rivières est une idée ancienne, qui se justifie dans le cas des cours d’eau

circulant dans les calcaires fissurés, où de vastes diaclases laissent pénétrer

en masse les eaux superficielles. On connaît les exemples classiques des

pertes de la Loire et du Doubs. Mais dans le cas des nappes artésiennes

enfermées dans les sables compacts, tels que les Sables albiens, on a depuis

longtemps abandonné cette hypothèse que soutenait encore au siècle der¬

nier Viollet (1840). Cet auteur attribuait aux pertes de la Creuse les eaux

de la nappe des Sables cénomaniens, où venaient d’être pratiqués plusieurs

forages artésiens, à Tours et aux environs, et que l’on croyait alors être la

nappe albienne.

On ne peut songer à des infiltrations massives dans des régions sableuses,

que si le fond du fleuve n’est pas colmaté ; c’est-à-dire si la vitesse de son

cours n’arrête pas les matières en suspension que contiennent les eaux de

ruissellement et d’orage. On soupçonnera que le fleuve subit une perte de

fond, quand on observera que son lit alluvial est plus étendu à l’amont

qu’à l’aval de la perte. Enfin, le jaugeage des débits à l’amont et à l’aval

de la zone supposée perméable précisera l’hypothèse. Malheureusement, les

jaugeages des rivières en zone albiennes ont rares. L’Armançon, qui tra¬

verse la zone albienne entre Tonnerre et Saint-Florentin, a été jaugée en

1870 en période de basses eaux :

On a trouvé :

à Tonnerre .

à Saint-Florentin

0,827 me. par seconde

1,504 —

J64 P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

Pour la Marne :

mc/sec.

à Chaumont . 0,170

à Saint-Dizier (Sables verts) . 2,632

à Vitry-le-François (sur Cénomanien) .. 4,000 (en période d’étiage)

à La Chaussée (sur Turonien) . 7,222

Pour la Loire, dont les jaugeages en zone albienne n’ont pas été publiés,

les séries d’observations n’ont porté que sur la partie navigable du fleuve

entre Gien et la mer (Bresse, 1897). En amont de Gien, quelques jaugeages

partiels, à Cosne et au Bec d’Allier, ne sont d’aucune utilité. Par contre,

on sait parfaitement comment sont constituées les alluvions.

Dienert (1928) a montré que le fond de la Loire, entre Cosnè et Léré,

c’est-à-dire en région albienne, est probablement colmaté. Sous les allu¬

vions anciennes du fleuve, le « Jars », composé de sables, graviers, cailloux,

galets, une couche plus ou moins épaisse d’argile jaune détritique consti¬

tue la base peu perméable des eaux de la nappe des alluvions.

En basses eaux, et notamment sur les craies cénomaniennes peu fissurées,

une nappe des coteaux peut s’introduire en aval de Cosne. Dienert (1928,

p. 25) admet que le Cénomanien peut débiter 5 à 6 litres par seconde au

kilomètre carré ; mais l’argile de Myennes est pratiquement imperméable.

Quant aux sables et grès ferrugineux subordonnés aux argiles albiennes

généralement aquifères, ils pourraient fournir également un certain débit,

à l’endroit de la traversée du Val de Loire entre Sancerre et Cosne.

Ce sont donc les Sables qui alimenteraient les alluvions.

Cette observation est à rapprocher de celle d’un sondage d’étude exécuté

en bordure de la Marne, à Saint-Dizier, en 1919.

J . Argile verdâtre alluvionnaire . 0 m. 50 eau à 0 m. 10

2. Graviers . 3 m. 06

3. Sable fin très argileux, vert foncé . 0 m. 20 eau à 0 m. 20

4. Argile noire sableuse . 9 m. 60 eau à 0 m. 30

5. Lits de graviers siliceux noirs . 0 m. 25 eau à 0 m. 10

6. Argile bleue et filets gréseux . 2 m. 35

Il règne à la base des alluvions une petite zone de sables argileux (n° 3),

qui résulte de la percolation des eaux troubles à travers le filtre d’alluvions

et se sédimente sur le fond d’argile sableuse. Le niveau de l’eau s’est abaissé

à 20 cm., puis à 30 cm. de profondeur. Enfin, lorsqu’on atteint le lit de

graviers aquifères (n° 5), le niveau se rétablit à 0 m. 10 du sol. La mise

en charge est donc égale dans les alluvions et dans les nappes sous-jacentes.

Dans ce cas, les eaux des deux nappes ne peuvent communiquer puisqu’il

s’interpose un écran argileux important ; mais, un peu en amont, lorsque

cet écran disparaît et que les graviers siliceux aquifères reposent directe-

APPORTS A LA NAPPE ALBIENNE

165

ment sous les sables fins du fond alluvial, il y aura mise en charge, les deux

nappes s’équilibreront sans apport ni absorption.

Tournier (1935) cite cependant, d’après Imbeaux, un exemple d’alimen¬

tation de la nappe albienne par les eaux des alluvions de la Seine, vers le

confluent du Robec. Le fleuve recoupe l’affleurement albien : le Gault

décapé met les Sables verts à nu sous les alluvions et, d’après cet auteur,

des rentrées d’eau seraient possibles ; l’Albien s’enfonce vers le Nord où le

forage de Fontaine-sous-Préaux, cité par Tournier (1395), a rencontré un

Albien incomplet entre — 37.10 et — 56.10. Cet exemple n’est nullement

probant, car dans ce forage publié par G. F. Dollfus (1900 b), on « n’a cons¬

taté aucun mouvement hydrologique », et cet auteur ajoute que « la coupe

est probablement incomplète ». Il en est de même dans le forage voisin de

Mont-Renard, où l’Albien est bien net : sous la gaize puissante de 10 m., le

Gault montre 15 m. d’argile sableuse grise, puis 13 m. de sables quartzeux

(Sables verts)-, puis des argiles et sables fossilifères du Crétacé inférieur,

enfin les argiles et grès bleuâtres du Kimeridgien.

Or ce forage n’a fourni qu’une quantité d’eau insignifiante. Le « Puits

aux Anglais », foré aux abords de Bois-Guillaume, fut un échec complet :

profond de 247 mètres, l’ouvrage avait traversé l’Albien sableux entre

— 21.47 et — 60.48, et avait été poussé jusqu’au Jurassique. Le puits

contenait une colonne d’eau importante, mais qui, une fois vidée, ne se

renouvela pas. Dollfus ajoute (p. 252) : « Le puits n’était qu’une citerne. »

Ainsi, dans toute la région située au nord de Rouen, ou l’Albien est en

position synclinale, les Sables verts sont peu aquifères ou même ne le sont

pas, et les alluvions ne jouent aucun rôle dans l’approvisionnement de la

nappe.

Enfin toutes les rivières de quelque importance : la Marne, la Seine,

l’Yonne, la Loire, etc..., ont un lit alluvial très étendu dans la traversée

des affleurements, où leur cours actuel méandre beaucoup. On soulignera

cependant une exception, celle du Fouzon, dont le cours rectiligne tra¬

verse un faible bassin alluvial dans la traversée des Sables verts ; peut-

être, dans ce cas très particulier, le lit de la rivière communique-t-il

avec les Sables albiens encaissants.

L’apport par siphonage souterrain.

Divers auteurs ont pensé que la nappe albienne s’approvisionnait large¬

ment à d’autres nappes, venant pour la plupart des terrains jurassiques et

y pénétrant soit latéralement, soit verticalement.

Ce phénomène n’est possible que là où les Sables albiens sont directe¬

ment en contact avec des sédiments secondaires, sans interposition de

Crétacé inférieur, qui est argileux et rigoureusement imperméable. Ces con¬

ditions ne sont réalisées que dans les Ardennes, le Barrois et l’Argonne ; là

166

P. LEMOINE, B. HUMERY, R. SOYER

seulement un siphonage est possible sous forme de sources vauclusiennes.

Sur le reste du pourtour, les affleurements aptiens et barrémiens argileux

sont connus jusqu’aux environs de Bourges, et leur épaisseur suffit pour

empêcher toute communication verticale entre le Jurassique et l’Albien.

On est allé jusqu’à penser que la nappe albienne communiquait avec les

terrains secondaires de Lorraine ; on a accusé les exhaures des mines de

fer de diminuer l’apport de ces terrains à la nappe. Il faut le dire tout net :

ces hypothèses sont fantaisistes et témoignent d’une méconnaissance

complète de la stratigraphie et de la tectonique. Aucun argument ne vient

les étayer ; les communications à longue distance par de grandes failles,

d’ailleurs hypothétiques, sont invraisemblables. De plus, à partir des

affleurements de l’Argonne et en direction du centre du bassin parisien,

tous les puits, qui ont dépassé les Sables verts, ont toujours rencontré un

soubassement argileux imperméable constitué par l’Aptien, jusqu’aux

environs de Rouen, pour les synclinaux de la Seine, de l’Eure, de la

Somme ; puis, plus au Sud, jusqu’à la remontée des Sables du Perche.

Enfin, dans la région de Tours et de Rouen, où le Crétacé inférieur manque

localement, le substratum kimeridgien argileux est imperméable et c’est à

grande profondeur qu’on trouve des venues d’eau ascendantes. (Voir la

carte du substratum des Sables verts.)

Les communications souterraines de l’Albien dans l’ouest du Bassin de

Paris sont mal connues, mais l’examen des coupes de forages et l’étude des

débits montre que cette liaison souterraine, loin d’amener de l’eau au Bas¬

sin, lui en fait perdre, et c’est ce que démontrent les débits insignifiants

des puits des départements de l’Eure et de l’Eure-et-Loir en bordure du

Jurassique. Sauf le cas très particulier de la partie de l’affleurement entre

I’Ardenne et I’Argonne, les rentrées souterraines sont milles.

D’ailleurs, le Crétacé inférieur se retrouve sous l’Albien à peu de distance

des affleurements, ce qui limite beaucoup la zone de percolation souter-

. raine dans les Sables verts.

C’est ainsi qu’au nord d’HiRSON, à la Capelle, les Sables verts sont

transgressifs sur le Dévonien ; mais, à quelques kilomètres au Sud, à Etre au-

pont, ils reposent sur un écran d’argile aptienne ou barrémienne, recou¬

vrant elle-même les sables aachéniens (néocomiens) étalés sur le Jurassique,

le Bathonien probablement. A Grateuil, à Vienne-la-Ville (Marne),

les forages ont découvert un Crétacé inférieur épais ; par contre, à Sainte-

Menehould, les deux forages aux Sables verts ont rencontré le Jurassique

directement sous les sables. Plus au Sud, à Noyers-le-Val (Meuse), dans

le groupe des puits de la Marne situés à l’est de Vitry-le-François

(Marne), tous les forages ayant dépassé les Sables verts ont trouvé les

argiles aptiennes et barrémiennes, qui régnent sans discontinuité jusqu’au

sud de l’auréole albienne.

Dans le centre du Bassin, les percolations sont encore plus improbables.

Pour la région parisienne notamment, il est certain que l’épaisseur du Cré-

APPORTS A LA NAPPE ALBIENNE

167

tacé inférieur dépasse 100 mètres (Lemoine, Humery, Soyer, 1933 et 1934).

Dans le Synclinal de la Somme, les forages profonds de Bucy-le-Long et

d’ Amiens (Leroux et Pruvost, 1935) ont rencontré le Crétacé inférieur :

argileux à Bucy-le-Long, il est argilo-sableux à Amiens. Sans grande

épaisseur (6 mètres), il est assez imperméable pour isoler la nappe albienne

des eaux artésiennes, captées au sommet du Kimeridgien. Il en est de même

à Péronne, où des argiles noires, d’âge imprécis, séparent les Sables verts

du Jurassique supérieur, et aussi à Abbeville. Plus au Nord, dans la région

de Merlimont-Paris-Plage, les Sables verts sont transgressifs sur les

schistes dévoniens ( gédinniens ) imperméables. Enfin dans l’Ouest, les forages

de l’Eure, qui n’ont pas trouvé de Crétacé inférieur sous les Sables verts

(Breteuil-sur-Iton), ont rencontré le Kimeridgien argileux, de faciès

comparable au Kimeridgien de l’Eure-et-Loir, dont le rôle est nul, pour

alimenter ou appauvrir la nappe albienne.

Les pertes a la mer.

Les eaux de la nappe albienne s’écoulent-elles par les affleurements lit¬

toraux ou sous-marins ? Gaudin (1861) admettait que l’eau albienne se

déversait sans arrêt « à l’affleurement inférieur de la couche aquifère du

côté de la mer », cette hypothèse a été reprise avec vigueur par Tournier

(1935 Nappes aquifères, p. 100) qui propose sérieusement comme remède

à cette situation déplorable de cimenter les sables du littoral, afin de

réduire les pertes de charge !

Pour d’autres auteurs au contraire (Leroux et Pruvost 1935), les eaux

de mer pourraient envahir les nappes artésiennes, et spécialement, la

nappe des Sables verts.

Les Sables verts sur le littoral.

L’Albien n’affleure que sur une faible partie du littoral de la Manche.

Il est très réduit au Havre, où la coupe classique du Cap de la LIève

montre des argiles sableuses, renfermant une faune mixte albienne et vra-

connienne, sur quelques mètres d’épaisseur. A Octeville, le sommet des

argiles du Gault est atteint vers la cote + 49.00. Les assises plongent

ensuite vers le Nord et l’Albien disparaît sous le niveau de la mer à Saint-

Jouin, au sud du cap d’ Antifer.

Une série de sondages sur le littoral montre la persistance de l’Albien

en profondeur jusqu’aux affleurements qui réapparaissent dans le Bou¬

lonnais. A Saint-Pierre-en-Port (Hôtel des Grandes Dalles), le Gault est

situé entre — 115,75 et — 143,90. Les Sables verts ont été percés sur 8 m. 80

(fond à — 152,70). Le forage de Dieppe-Puys a rencontré le Gault à une

168

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

profondeur plus grande, entre — 163,30 et — 189,50 et les Sables verts

ont été reconnus jusqu’à — 201,50.

Dans le forage d’Eu-LE Tréport, où les couches ont suivi l’action de

l’anticlinal de Gamaches, le Gault est entre — 96,00 et — 122,00, mais

l’épaisseur des Sables n’est pas connue. Une nouvelle fosse synclinale se

manifeste à Merlimont et Paris-Plage, où les Sables verts sont situés

respectivement entre — 222,80 et — 287,50 et entre — 209 et — 221. Les

couches remontent ensuite et réapparaissent au sol, au sud de Boulogne-

sur-Mer, sous l’action puissante de l’axe du Boulonnais.

Les Sables verts dans le fond de la Manche.

On connaît parfaitement l’allure de l’affleurement albien à travers le

détroit du Pas-de-Calais. Les nombreux sondages entrepris dans le détroit,

en 1890, au cours des études du tunnel sous-marin, ont montré qu’une

bande albienne affleurait sur le fond de la Manche, laissait le Crétacé supé¬

rieur au Nord, et reposait sur un talus wealdien et jurassique au Sud

(Potier et de Lapparent, 1890 ; Benaud, 1891).

Cette bande part du Cap Blanc-Nez. Les Sables verts fossilifères dans la

station classique de Wissant, s’enfoncent dans la Manche et réapparaissent

à Folkestone, après un parcours sensiblement rectiligne. Dans la Manche

proprement dite, sur le prolongement du bassin de Paris les nombreux

sondages de L. Dangeard 1928 à bord du Pourquoi-Pas précisent l’allure

de l’affleurement sous-marin, en prolongement du Synclinal de la Seine.

Aucun échantillon de Gault ou de Sables verts n’a été rencontré. Mais les

prises de sédiments néocomiens et cénomaniens montrent que le Cré¬

tacé inférieur s’étend entre I’Ile de Wight et le Cap d’Antifer ; et

le Cénomanien se prolonge jusqu’à la lisière de la Manche occidentale

vers l’isobathe de — 60 (Dangeard, 1928). On peut donc admettre que

l’Albien traverse la Manche entre I’Ile de Wight (où le Gault est clas¬

sique) et le Cap d’Antifer ; il est recouvert en partie par les sédiments

cénomaniens et affleurerait entre les isobathes de — 30 et — 60, dans une

zone située suivant le méridien de Cherbourg, et placée dans le prolon¬

gement de la fosse centrale. Par contre, on ne sait pas où retrouver

l’affleurement nord qui correspondrait au Synclinal de la- Somme.

Or les forages, situés sur le littoral, sont jaillissants. Bien que mesurés

à des époques différentes, et par conséquent n’appartenant pas à la même

surface piézométrique, la position de leurs points de charge est significative,

puisqu’ils sont tous au-dessus du niveau de la mer :

Saint-Pterre-en-Port . -f- 25 environ

Dieppe . 13,60

Eu. Le Tréport . -f- 30,00

APPORTS A LA NAPPE ALBIENNE

169

Si la nappe se déversait dans la Manche, la surface piézométrique se

raccorderait d’une part aux affleurements du Barrois, et d’autre part à la

surface de la mer. Mais la forme de cette surface serait à coup sûr très

compliquée ; elle serait modifiée au centre par la présence des puits arté¬

siens et, sur les bords de la Manche, par la position et la forme de la source

sous-marine : ponctuelle (une seule source sur un point peu étendu), à une

dimension (une ligne de sources) ou à deux dimensions (une surface de

déversement). L’état actuel de nos connaissances ne permet pas de confir¬

mer par l’étude des points de charge connus les données de la stratigraphie.

Les entrées d’eau de mer.

Cependant, on peut, d’une façon plausible, s’inquiéter, au contraire, des

entrées possibles d'eau de mer dans la couche aquifère albienne. Si en effet

les puits du littoral étaient établis ou pompés de telle sorte que la surface

piézométrique s’abaissât au-dessous du niveau de la mer, des rentrées d’eau

salée pourraient se produire à travers les sédiments anciens ou modernes.

Tel est le sens des observations générales de Maynard (1932) et, spéciales

à la nappe albienne, de Leroux et Pruvost (1935) : sur la minéralisation des

eaux artésiennes, recueillies dans les puits du littoral et du Synclinal de la

Somme. Leroux et Pruvost ont constaté que les eaux du puits artésien des

Usines Cosserat, à Amiens, titraient au cours de la traversée des Sables verts

48 degrés hydrotimétriques, explicables par un résidu de sulfate de soude

de 6 gr. 866 par litre ; et une forte proportion de chlorure de sodium. Or,

comme ces auteurs le font justement observer, aucun dôme de sel n’existe

dans la région d’Amiens ; les couches albiennes : Gault et Sables verts,

ainsi que les couches sous-jacentes (Crétacé inférieur, Jurassique supérieur),

ne renferment aucun dépôt de gypse capable d’expliquer cette forte miné¬

ralisation, que l’on retrouve aussi dans les puits d’Eu, le Crotoy et de

Bucy-le-Long. Dans ce dernier forage, par exemple, la minéralisation est

due au sulfate de soude (0 gr. 159 par litre), au carbonate de soude (0 gr. 322)

et aux chlorures dans une proportion plus faible (0 gr. 042).

Ainsi se précise le danger de salure que font courir à la pureté de l’eau

albienne les pompages intensifs des forages voisins de la mer. Une étude

complète de la question devrait être faite, pour permettre de délimiter

rationnellement les zones dangereuses et les profondeurs maxima de pom¬

page.

Les mouvements récents du fond de la Manche.

Il convient d’attirer l’attention sur un point particulier que les auteurs

n’ont jamais souligné : la jeunesse du Détroit de la Manche.

Les très nombreux dragages exécutés au voisinage de la côte, soit en vue

170

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

d’observations scientifiques, soit pour les besoins de la pêche et notamment

du chalutage, nous révèlent l'affaissement récent du lit des fleuves : il

dépasse 35 mètres pour le lit rocheux de la Seine, 25 mètres pour la Somme

et les fleuves côtierg secondaires : Canche, Authie, etc... Des gisements tour¬

beux, des stations préhistoriques submergées, des stations renfermant des

ossements d ’ Elephas primigenius, reconnus au voisinage des côtes, attestent

un affaissement très récent, vers la fin du Paléolithique. Dangeard (op. cit.,

p. 182-183) conclut que « l’abaissement du niveau de base a dépassé une

soixantaine de mètres ; le fond de la Manche est encombré de dépôts super¬

ficiels attribuables au Quaternaire : silex éclatés et patinés, cordons de galets

submergés ».

Le fait qu’il existe en Angleterre des formes méditerranéennes au Qua¬

ternaire ancien : Elephas antiquus, El. meridionalis, du Silicien ; Elephas

meridionalis, El. microdon et Mastodon arvernensis du Calabrien, démontre

l’existence d’un pont très important entre la côte franco-belge et la côte

anglaise.

Si donc au Quaternaire, le fond de la Manche était 60 mètres plus haut,

les affleurements de la nappe albienne, aujourd’hui submergés, s’étendaient

à l’air libre. Ce fait explique pourquoi la nappe est si faiblement minérali¬

sée : par cet exutoire, elle s’est vidée de ses eaux-mères naturellement salées

pour se remplir, comme les analyses des eaux le démontreront plus loin,

d’une eau exclusivement continentale au début du Quaternaire. A cette

époque, de grandes pluies emplissaient le lit de fleuves immenses dont le

lit majeur, ainsique le révèlent les terrasses anciennes, atteignait une lar¬

geur extraordinaire et recouvrait des superficies énormes dont seuls les

grands fleuves tropicaux actuels peuvent donner une idée. (Dubois, 1924-

1931, Le Danois, 1939.)

Conclusions. — La nappe albienne reçoit annuellement des précipita¬

tions atmosphériques suffisantes pour alimenter les puits artésiens

actuels. L’appoint des cours d’eau est nul. Le ruissellement sur l’amont des

affleurements n’atteint pas la nappe, sauf sur la section comprise entre l’Ar-

denne et l’Argonne, où des siphonages peuvent se produire dans les cal¬

caires jurassiques recouverts par les Sahles verts transgressifs, entre l’affleu¬

rement des Sables verts et la bordure souterraine du Crétacé inférieur.

L’affleurement sous-marin ne semble pas être un déversoir de la nappe :

au contraire, les puits pratiqués près du littoral peuvent constituer un dan¬

ger en attirant l’eau de la mer dans la nappe aquifère d’eau douce.

CHAPITRE XII

LES SORTIES D’EAU DE LA NAPPE ALBIENNE

Les sources. — Les pertes sur les affleurements. — Les pertes sous-marines. —

Les pertes par le toit. — Rôle des failles. — Vidange de la nappe par les

forages. — Statistique des forages et sondages. — Débit des puits artésiens. —

Déperditions occultes.

La nappe des Sables verts perd de façon continue une quantité d’eau

considérable par des exutoires naturels et artificiels qui tendent à diminuer

la mise en charge et la réserve de la nappe.

Des écoulements naturels sont possibles par les sources ; les affleurements

souterrains, les contacts avec d’autres couches perméables et absorbantes ;

enfin des écoulements artificiels s’effectuent d’une façon continue par les

forages, les sondages, les pompages d’exhaure des travaux souterrains.

Les sources.

On a vu qu’un nombre considérable de sources naissent dans les Sables

verts et on en a tenu compte dans le calcul de l’apport théorique des eaux

pluviales.

Les pertes sur les affleurements.

Les pertes sur les affleurements ne sont pas possibles dans l’est et le sud

de la bordure albienne. Le sous-sol imperméable ne permet pas la communi¬

cation des eaux albiennes avec les couches sous-jacentes qui, dans certains

cas, renferment des nappes artésiennes dont la force ascensionnelle est

supérieure à celle de la nappe des Sables albiens (Ivry-sur-Seine, Pan¬

tin, Amiens, etc...), mais, en ce qui concerne les lisières souterraines de

l’Ouest et du Nord, sur lesquelles on ne possède qu’un nombre de rensei¬

gnements insuffisants, on ne peut affirmer que la nappe reçoit ou perd de

l’eau par ce contact.

Sur la bordure sud-ouest les Sables verts finissent en( biseau sous le

172

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

Gault transgressif, bientôt recouverts par les Sables cénomaniens renfer¬

mant une nappe abondante. Toutefois, des communications entre ces deux

systèmes aquifères ne sont pas impossibles ; elles jouent certainement très

peu, car les données des analyses montrent des différences dans leur compo¬

sition respective.

Sur la bordure ouest, la nappe albienne est très affaiblie : les puits de

l’Eure-et-Loir et de l’Eure ne donnent que de faibles débits, et l’amincisse¬

ment considérable des couches sableuses pincées entre le Gault et les argiles

kimeridgiennes, reconnu dans les puits de la bordure, indique une ferme¬

ture des écoulements ; mais il n’existe pas une quantité suffisante de forages

pour qu’on puisse affirmer qu’il en est de même sur toute la lisière, et des

pertes peuvent localement exister.

La bordure nord est un peu mieux connue. L’Albien du Boulonnais

n’appartient plus au Bassin de Paris, mais présente un régime spécial ;

celui du Bassin du Nord n’entre pas dans le cadre de cette étude.

L’extension de l’Albien du type du Bassin de Paris semble limitée au

flanc sud de l’axe du Boulonnais.

On suit la limite par Gouy en Artois (au sud d’Arras), où le tourtia

(Cénomanien) repose directement sur les schistes primaires. A Monchy-

le-Preux, l’Albien et le Crétacé inférieur n’ont ensemble que 4 m. 60

d’épaisseur ; ils sont très peu aquifères et reposent sur le grès dévonien. A

Cambrai, l’Albien argilo-sableux atteint 7 m. 50, il recouvre les schistes

dévoniens. Près de cette ville un forage exécuté en 1868, à Boursies, a ren¬

contré le Gault à 20 m. 27 de profondeur, et les Sables verts aquifères à

21 m. 76. Le niveau statique se tenait à 3 m. 65 du sol et on a pu pomper un

débit horaire de 30 m3. A Ors, Solesmes, l’Albien paraît manquer, la

limite passerait un peu plus au Sud, vers le Cateau et Wassigny.

A Fourmies, vers les affleurements de l’Ardenne, on a trouvé une nappe

assez importante dans les Sables albiens, entre 30 et 40 mètres de profon¬

deur, ainsi qu’à Glageon où la nappe est située à 30 mètres de la surface.

On sait que sous les Ardennes, l’Albien diminue fortement d’épaisseur

et disparaît contre un axe primaire où il est pincé entre les schistes

imperméables et les « dièves » cénomaniennes marneuses et compactes, ce

qui réduit considérablement les causes de déperdition des eaux.

Les pertes sous-marines.

Cette question a été examinée précédemment (voir page 167).

Les pertes par le toit.

On a envisagé la percolation des eaux albiennes par le sommet des Sables

verts aux endroits où le Gault peut manquer. Or l’étude de l’ensemble des

SORTIES D’EAU DE LA NAPPE ALBIENNE

173

sondages du Bassin parisien montre que partout ce toit argileux existe,

sauf, naturellement, dans les régions situées en affleurement où un décapage

dû à l’érosion fluviatile s’est manifesté. Mais dans l’intérieur du Bassin,

c’est-à-dire sur la quasi-totalité de celui-ci, il n’y a pas de lacune de sédi¬

mentation des argiles du Gault dont l’épaisseur varie de 20 à 70 mètres.

On a également prétendu que les argiles du Gault n’étaient pas absolu¬

ment imperméables et qu’elles permettaient le passage d’une certaine quan¬

tité d’eau. Théoriquement le raisonnement est juste, car aucun sédiment

argileux n’est rigoureusement imperméable, mais pratiquement le phéno¬

mène ne joue aucun rôle, car les quantités d’eau qui traversent les argiles

sont infiniment petites, et ce n’est qu’à une échelle de temps géologique

qu’il peut avoir quelque importance.

Les argiles du Gault sont extraordinairement compactes et, sur les affleu¬

rements, on peut constater combien leur imperméabilité est grande, dans

le fond du bassin parisien, où ces argiles supportent parfois 600 mètres de

sédiments compacts, calcaires et crayeux, ce qui augmente encore leur

étanchéité. Tous les sondeurs, d’ailleurs, savent avec quelle rapidité ces

argiles se décompriment dès qu’on les transperce, et la difficulté qu’elles

présentent pour l’arrachage des tubes qui les ont traversées.

Les argiles du Gault constituent bien un toit parfaitement imperméable

et les pertes d’eau sont absolument nulles par la couverture albienne des

Sables verts.

Rôle des failles.

On a également envisagé le rôle des failles qui, mettant en contact des

sédiments différents, produiraient des lacunes par où des quantités impor¬

tantes d’eau souterraine se répandraient dans les couches encaissantes. Les

observations tectoniques montrent que toutes les grandes failles du Bassin

de Paris sont colmatées. S’il en était autrement on devrait observer des

lignes de sources sur les lignes d’affleurement de ces failles, on observerait

des venues anormales dans les forages voisins, qui fourniraient des eaux ne

correspondant pas, au point de vue physique et chimique, aux eaux con¬

tenues dans la formation correspondante. Or, il n’en est rien et l’étude de

sondages de la région de Rouen, où la grande faille de la Seine joue un rôle

important, indique qu’aucune déperdition d’eau albienne n’est occasionnée

par la faille. Le Bray, anticlinal faillé qui constitue un accident considérable

pour la tectonique du Bassin parisien, fournit les mêmes conclusions.

D’ailleurs, comme le fait judicieusement observer Maynard (1937 a), les

grandes failles sont parallèles aux axes du Bassin ; elles ne constituent pas

de barrières géologiques entravant l’écoulement des eaux vers le fond des

fosses. Ce sont des failles d’effondrement, qui ont eu pour effet de pincer for¬

tement les couches anticlinales ; elles ne sont pas situées sur l’axe lui-même,

mais toujours à quelque distance au Nord. La faille de Beauvais est située

174

P. LEMOINE, R. HIJMERY, R. SOYER

au nord del ' axe du Bray et la faille de la Seine au nord de l 'axe de Beynes. Il

en est de même de la faille de Chartres placée, non pas sur Y axe de Senonches,

mais à quelques kilomètres au nord de celui-ci, et de la faille du Roumois,

prolongement de la faille de Lillehonne, qui est parallèle à V anticlinal du

Roumois.

On peut remarquer que cette dernière, qui délimite au Sud-Est un com¬

partiment effondré, placé entre trois failles : au Nord la faille de Villequier,

au Nord-Est la faille de la Seine et la faille du Roumois, joue un rôle spécial

au point de vue hydrologique : les forages du compartiment surélevé :

Gauciel, Pont-Audemer, ne fournissent que des débits insignifiants en

raison de la nature des Sables verts ; par contre, les puits du compartiment

effondré : Incarville, Elbeuf, Pont-de-l’Arche, Petit Quevilly,

Grand Quevilly, ont donné ou donnent actuellement des débits élevés.

Les failles déterminent des compartiments profonds où les eaux sont à une

haute pression, ce qui atteste l’inexistence des communications avec les

couches différentes mises en contact par le jeu de la tectonique.

Vidange de la nappe par les sondages.

Le facteur capital d’épuisement des eaux de la nappe albienne réside

dans le grand nombre d’ouvertures artificielles qui y sont pratiquées depuis

plus de cent ans : forages pour captages d’eau souterraine et sondages

d’étude.

La longue enquête à laquelle nous avons procédé pendant sept années et

que l’un de nous (Paul Lemoine) a même commencée en 1907, a permis

de recueillir une documentation portant sur 288 puits, forages, sondages

divers, exécutés dans les limites du Bassin de Paris, c’est-à-dire dans les

nappes du Cénomanien, de l’Albien et du Crétacé inférieur. Il existe pro¬

bablement encore quelques ouvrages, qui ne sont pas parvenus à notre

connaissance, mais nous pensons toutefois que le pourcentage de puits

inconnus est faible et que cette lacune sera entièrement comblée dans

quelques années.

Statistiques des forages et sondages.

288 ouvrages ont été exécutés dans le Bassin de Paris ; ils se répartissent

dans 22 départements. Seul le département de Seine-et-Marne ne comporte

aucun puits profond, les eaux du Nummulitique et de la Craie sénonienne

renfermant des eaux en quantité suffisante pour approvisionner communes

et particuliers.

Il faut éliminer 18 sondages de recherche dont certains sont très anciens :

Saint-Nicolas d’Aliermont, Sotteville-lès-Rouen, le Havre ; sur

270 forages pour captage d’eau, 41 ont dû être abandonnés pour des causes

SORTIES D EAU DE LA NAPPE ALBIENNE

175

diverses : stérilité des nappes, ensablements, éboulements, accidents, au

tubage, etc... Parmi les 229 puits restants, 99 intéressent le Cénomanien, la

Craie glauconieuse, les Sables du Perche, les Sables de Vierzon, etc... 14

forages captent dans le Crétacé inférieur, 11 dans le Jurassique, et 109

forages atteignent la nappe des Sables verts (voir tableau page 175). Sur

ces 109 ouvrages, 4 sont mixtes et captent en même temps que les eaux de

l’Albien, celles du Crétacé inférieur ou celles du Jurassique.

1. Il existe une différence fondamentale entre les sondages et les forages. Les premiers des¬

tinés à l’exploration géologique d’un sous-sol inconnu ou imprécis, fournissent une série d’échan¬

tillons de terrains aussi complète que possible. Les seconds se bornent à ménager dans le sol

une cavité reliant deux ou plusieurs niveaux, et à favoriser le passage de corps solides, liquides

ou gazeux ; la nature des terrains n’a dans ce cas qu’une importance secondaire.

176

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

Le Synclinal de la Seine est de beaucoup le plus intéressé par l’art du son¬

dage puisque la Seine possède 18 forages en service, la Seine-et-Oise 19,

la Seine- Inférieure 19. L’Eure suit avec 13 forages, le Synclinal de la

Somme présente un faible débit artésien avec 7 puits : 1 dans le départe¬

ment de l’Aisne ; 6 dans le département de la Somme.

C’est pratiquement dans la portion centrale du Bassin que le problème

de la nappe albienne se pose et, plus spécialement, dans la région parisienne

où 37 forages à haut débit fonctionnent actuellement.

La plupart des forages encore en service sont postérieurs à 1910. Les puits

antérieurs à cette époque ont cessé de fonctionner et ont dû être approfon¬

dis ou remplacés par de nouveaux ouvrages. Il existe cependant en Seine-

Inférieure quelques forages antérieurs à 1900, qui fournissent encore un

débit notable.

Débit des puits artésiens.

La quantité d’eau fournie journellement par les forages du Bassin de

Paris est difficilement estimable, car aucun organisme officiel ne centralise

les données relatives à ces ouvrages. Nous avons tenté, au cours de nos

enquêtes, d’établir le bilan de la nappe; mais, si nous avons pu obtenir des

renseignements assez complets pour la région parisienne immédiate, nous

n’avons recueilli, pour les autres départements que des informations fort

incomplètes. Toutefois, il résulte de ces dernières qu’en dehors de la Seine

et de la Seine-et-Oise, la nappe albienne ne fournit qu’une quantité réduite

d’eau souterraine par pompage ou par jaillissement naturel, de sorte que le

cube d’eau extrait journellement des Sables verts peut être estimé avec une

approximation satisfaisante.

SORTIES D EAU DE LA NAPPE ALBIENNE

177

Incarville (sondage) . 1931 5.000 ? J.

Vernon (Jacquet) . 1902 4.800 ? J.

Vernon (État) . 1900 1.032 288 J.

Vernon (Steiner) . 1897 120 0 J.

Vernon (Steiner) . 1922 108 108 J.

Vernon (Steiner) . 1932 96 96 J.

Vernon (Saint-Marcel) . 1936 432 432 P.

EURE-ET-LOIR :

Bonneval . 1937 720 P.

Brou . 1931 360 P.

La Cochardière . 1913 ? ? J.

Courville . 1909 360 ?

Mainvilliers . 1912 300 environ 300 P.

LOIR-ET-CHER ;

Romorantin . 1896 45 0

Vendôme . 1890 600 200 J.

Vendôme . 1929 367 360 J.

LOIRET :

Châtillon-sur-Loire . 1934 480 ? P.

Montcresson . 1925 600 600

Sully-sur-Loire . 1890 192 0

MAINE :

Dompremy . 1932 480 480 P.

Heiltz-le-Hutier . 1932 480 480 P.

Outines . ? 26.4 ? P.

Saint- Jean-devant-Possesse . 1932 100 100 P.

Sainte-Menehould (Cavalerie) . 1885 83 20 P.

Vavra y-le-Grand . 1935 113 113 P.

Vavray-le-Petit . 1932 528 528 P.

OISE :

Autheuil . 1936 240 240 P.

Beauvais . 1929 288 288 P.

Coudra y-Saint-Germer . 1934 89 89 P.

SEINE :

Charenton . 1934 3.360 J. . 3.000 J.

Épinay-sur-Seine . 1935 7.000 J. 2.400 J.

Issy-les-Moulineaux . 1925 9.600 J. 8.400 (1933) J.

Ivry-Postillon . 1928 7.200 J. 960 (1934) J.

Nanterre . 1933 5.500 P. 4.000 P.

La Plaine-Saint-Denis . 1936 5.720 P. 5.720 P.

Pantin-Leduc . 1935 3.600 P. 1.800(1938) P.

Pantin-Ourcq . 1936 3.600 P. 3.600 P.

Pantin-C.G.E . 1936 4. 900. P. 4.900 P.

Paris-Grenelle . 1841 3.200 0

Paris-Passy . 1861 20.000 J. 0 J.

Paris-Hébert . 1891 2.100 J. 0

Paris-Hébert (2e puits) . 1937 2.500 P. 2.500 P.

Mémoires du Muséum, nouvelle série. — T. XI. 12

178

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

123.680 à 127.830

soit : 125.000 à 130.000 m3 par 24 heures.

Cette quantité est bien peu importante et la comparaison avec le débit

de certaines nappes françaises montre la précarité de la nappe albienne.

C’est ainsi qu’à lui seul l’étage sparnacien fournit un débit supérieur dans

les forages de la région parisienne immédiate, et que la craie sénonienne

débite, dans la seule station d’eaux souterraines du Pecq et de Croissy,

environ 150 . 000 m3 par 24 heures, au moyen d’une série de forages profonds

de 60 à 150 mètres.

En 1910, il n’existait que 9 puits dans la région parisienne, le forage

du bois de Vincennes ayant été comblé vers 1902. On possède des renseigne¬

ments assez précis sur le débit des plus importants d’entre eux :

Grenelle .

Passy .

Hébert .

Buttes-aux-Cailles .

Raffinerie Say .

Maisons-Laffitte .

Carrières, Gassicourt, Rosny

0

5 . 000 m3 par 24 heures

0 —

2.500

5.000 —

12.000 —

1.000 —

25 . 000 m3 par 24 heures

En octobre 1933, après la mise en service du puits d’AuLNAY-sous-Bois,

la nappe était exploitée par 18 forages :

Issy-les-Moulineaux . 8.000

IvRY-PoSTILLON . 1.040

Nanterre . 5.000

Paris-Raffinerie Say . 2.000

Paris-Blomet . 980

Achères . 3.000 env.

Aincourt . Mém.

Andresy . 3.500

Bonnières . 2.000

Bougival . 4.500 env.

Maisons-Laffitte . 3.000

180

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

Orsay . 4.400

Le Pecq . 5.500

Passy . 4.700

Port-Villez . 700

Triel . 5.000

Versailles-Chèvreloup . Mém.

Viry-Chatillon . 8.950

Aulnay . 6.400

68.670 m3 par 24 h.

Pour l’ensemble de la nappe albienne les chiffres sont beaucoup moins

exacts, étant donné le manque de renseignements précis sur la marche des

débits dans le temps, notamment pour le terme moyen, c’est-à-dire l’année

1933, peu de jaugeages étant parvenus à notre connaissance à cette époque.

1910

1933

1937-1938 Débit total de la nappe . 130 . 000 m3

Déperditions occultes. — Il ne faut pas perdre de vue qu’une déperdition

occulte se produit dans un certain nombre de forages accidentés ou affaiblis :

Carrières-sous-Poissy, qui perd ses eaux dans la Craie et les Alluvions ;

Maisons-Laffitte (1909), dont le tubage crevé perd les eaux dans le Spar-

nacien ; Hébert qui a pendant longtemps déversé une partie de son débit

dans le Nummulitique, etc.

La mise en communication des eaux albiennes avec les eaux des nappes

inférieures ne paraît pas avoir de conséquences néfastes pour la nappe des

Sables verts. Les nappes aptienne, barrémienne et néocomienne ont en effet

une pression supérieure à la nappe albienne ; elles remontent le point de

charge et le débit de l’ensemble des nappes captées. On a pu observer le

fait dans deux forages de la région parisienne.

C’est tout d’abord le cas du puits de BouGivAL,qui a atteint la nappe

albienne en novembre 1930, le débit atteignait alors 5 . 000 m3 par 24 heures

par jaillissement au sol. L’approfondissement du forage s’est effectué

SORTIES d’eau DE LA NAPPE ALBIENNE

181

ensuite et la nappe barrémienne ne fut atteinte qu’un an plus tard, à fin

octobre 1931. Le débit s’éleva alors à 9.500 m3. Il y avait eu addition des

débits et non absorption, comme on eût pu le craindre, de la nappe de débit

supérieur par la nappe plus faible.

Un second exemple a été donné par le forage de la Cie Générale des Eaux

à Pantin. D’après la méthode de captage employée, les deux nappes infra-

crétacées étant décolmatées en premier lieu, il y eut un jaillissement de

10 m3 et les eaux s’élevèrent à quelques mètres au-dessus du sol, situé à

l’altitude -(- 49,00. Après décolmatage de la nappe albienne, le jaillissement

cessa et le point de charge s’établit à la cote -f- 32,00. Les caracté¬

ristiques chimiques de l’eau obtenue par mélange des deux nappes indique

une minéralisation un peu plus élevée que celle de la nappe albienne. Il y

a donc débit simultané des deux nappes quand on pompe dans le forage,

mais la nappe inférieure, de débit plus faible, est retenue sous pression par

la nappe albienne, plus importante comme débit, mais dont le point de

charge est moins élevé.

Là encore, il s’établit un équilibre entre les deux nappes artésiennes au

profit du débit total du puits, quand celui-ci est appelé à fonctionner. Il n’y

a donc pas de déperdition des eaux albiennes par les forages, d’ailleurs peu

nombreux, captant simultanément plusieurs niveaux aquifères sous pres¬

sion. Mais il n’en est pas de même pour les forages mis accidentellement en

communication avec des fissures ou des horizons sableux, aquifères ou non,

situés beaucoup plus près de la surface du sol ; il peut se produire, dans ce

cas, un vidage important contribuant, pour une part plus ou moins grande,

à l’épuisement des nappes profondes et, plus particulièrement, de la nappe

des Sables verts.

CHAPITRE XIII

TEMPÉRATURE DES EAUX ARTÉSIENNES

Le degré géothermique. — Influence des erreurs sur sa valeur. — Les tempéra¬

tures observées. — L'abaissement de la température en fonction du temps.

Le degré géothermique.

La température des eaux artésiennes dépend surtout de la profondeur

à laquelle on les rencontre.

On sait, en effet, que la température des couches du sous-sol augmente

avec leur profondeur, en moyenne d’un degré centigrade tous les trente

mètres environ.

I. — La température moyenne du sol est assez difficile à mesurer avec

précision ; elle résulte de longues moyennes météorologiques ; on peut y

substituer, soit la température constante de souterrains profonds, soit la

température de l’eau des puits ordinaires. On trouve à cet égard les rensei¬

gnements suivants :

Arago (1835) a montré qu’à Paris les souterrains de Y Observatoire, à

28 m. au-dessous du sol, dans le calcaire grossier, ont une température

de 11°70, sans variations, et que la température du sol est de 11°6.

Becquerel (1876) a trouvé des nombres très voisins au cours de longues

observations dans un forage du Muséum.

Arago a observé 11° dans un puits sans eau, à 15 m.60, rue Mouffetard.

On peut admettre que dans la région parisienne, la température du sol

est d’environ 11°.

IL — La température des eaux profondes est mesurée au moyen de

thermomètres. Walferdin (1836 à 1838) a essayé de diminuer les causes

d’erreur possibles. Mais il ne semble pas que l’on puisse obtenir une

approximation supérieure au 1/10 de degré et, dans la plupart des cas où

l’on ne prend pas de précautions spéciales, l’approximation d’un degré.

III. — Pour rendre comparables les observations faites sur les eaux arté¬

siennes, captées forcément à des profondeurs variables, suivant la position

TEMPÉRATURE DES EAUX ARTÉSIENNES

183

synclinale ou anticlinale, il est nécessaire (P. Lemoine et R. Nassans,

1929), de calculer pour chaque puits le degré géothermique donné par la

formule.

P = profondeur du puits.

T = température de l’eau profonde.

T ' = température moyenne du sol.

ou plus simplement, pour la région parisienne :

P

- T — 11°

IV. — La profondeur des puits peut être considérée comme connue avec

certitude ; il subsiste cependant deux causes d’erreurs :

1° La non-verticalité du sondage. L’erreur de ce chef ne paraît pas pou¬

voir être supérieure à 0 m. 10 pour 100 m.,soit 1 pour 1000, erreur très

minime.

2° Les erreurs sur les mesures de longueur, l’allongement des cordes,

la dilatation des tiges ; elles sont beaucoup plus faibles encore.

On peut donc compter sur une approximation supérieure à 1 ou 2 %0,

c’est-à-dire 1 m. sur 500 m.

Influence des erreurs sur la valeur du degré géothermique.

Il est facile par le calcul de se rendre compte de l’importance des erreurs

admissibles sur le degré géothermique. On trouve 1 m. 10 à 1 m. 20. Ainsi

dans les conditions réalisées dans le Bassin de Paris, l’erreur sur le degré

géothermique peut être de 1 à 2 m.

Il ne faut donc pas tenir compte des variations de l’ordre du mètre dans

la valeur du degré géothermique. Par contre, les variations supérieures

doivent attirer l’attention.

Or ces variations paraissent considérables : si le puits de Grenelle a

un degré géothermique normal (33 mètres), d’autres en ont un beaucoup

plus faible (Pressagny l’Orgueilleux, 11 m. 60) ou beaucoup plus élevé

(Pantin C. G. E., 45 m. 69).

Ces différences dépassent trop les erreurs d’expérience pour ne pas avoir

une cause géologique.

La profondeur paraît connue avec une grande certitude mais, en pratique,

et dans beaucoup de cas, on hésite pour adopter un nombre. Est-ce le fond

du puits, est-ce au contraire le sommet de la nappe aquifère ? Celle-ci est

184

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

quelquefois très importante, au moins en apparence, car plusieurs puits ont

capté les diverses sous-nappes, séparées par des lentilles argileuses.

Les TEMPÉRATURES OBSERVÉES.

On peut essayer de grouper les puits en trois catégories, suivant la valeur

de leur degré géothermique :

Plus de 35 m. : Pantin C. G. E., Villemomble, Épinay, Villeneuve-la-

Garenne, Ivry-Richard, Viry-Chatillon, Butte-aux-Cailles, Nan¬

terre, La Bucaille et Saint-André de I’Eure.

Entre 31 et 35 m. : Aulnay-sous-Bois, Noisy-le-Grand, Hébert,

Poissy, Blomet et Bucy-le-Long.

Moins de 31 m. : Orsay, Issy-les-Moulineaux, Triel, Bonnières,

Press agny-l’Orgueilleux.

TEMPÉRATURE DES EAUX ARTESIENNES 185

Températures théoriques et températures observées.

Profondeur Temp. Température

Prof. Totale de la nappe théor. observée

Pantin C. G. E.., . 875 m. 68 850 m. 00 37°36 29°7

Villemomble . 849 m. 75 847 m. 75 35°47 31“5 puis 31°4

Aulnay-sops-Bois . 838 m. 50 829 m. 30 36° 35°5 puis 33°5

Pantin (Leduc) . 808 m. 79 35°26 28°6

Épinay . 819 m. 00 784 m 00 35“57 33°

Villeneuve-la-Garenne . 782 m. 12 776 m. 43 34°46 28°5

Noisy-i.e-Grand . 764 m. 06 744 m. 75 33°92 33°85 puis 31°

Ivry (Richard) . 744 m. 21 715 m. 50 33“32 32°

Viry-Chatillon . 688 m. 90 685 m. 20 31°66 28°

Butte-aux-Cailles . 677 m. 67 634 m. 69 31°33 29°1

Hébert . 667 m. 00 31°01 30°

Orsay . 655 m. 75 622 m. 81 30°65 31°4

Nanterre . 616 m. 00 605 m. 00 29°48 27°

Vincennes . 597 m. 00 28°91 27°

Passy . 586 m. 00 28°57 28“

PoisdY . 580 in. 48 527 m. 34 27°

Raffinerie Say . 580 m. 00 28°40 28°

Maisons-Laffitte . 576 m. 00 28°28 28°5

Ivry-Port . 560 m. 15 27°80 28°

La Bucaille . 548 m. 06 27°44 24°

Grenei.le . 548 m. 00 27°44 27“5

Andresy . 542 m. 00 27°26 27°

Blomet . 534 m. 00 27°2 28°

Issy-les-Moulineaux . 497 m. 60 25°92 28°

Triei . 486 m. 20 25°58 27“

Bonnières . 220 m. 00 17°60 19“2

Pressagny-l’Orgueillf.ux ..... 70 m. 00 13°10 17“

Saint-André-de-l’Eure . 253 m. 00 18°59 17“75

Bucy-le-Long . 630 m. 30 628 m. 50 29°90 30“4

Ainsi les causes de ces variations du degré géothermique sont très énig¬

matiques.

L’étude détaillée du degré géothermique faite dans la craie, à l’occasion

du premier forage de la Butte-aux-Cailles, a montré des anomalies difficile¬

ment explicables. On a pensé qu’elles étaient dues à des différences dans la

conductibilité de la craie, mais cette hypothèse est invraisemblable, en

raison de la grande homogénéité de cette masse calcaire. Il serait plus plau-

186

P. LEMOINE, R. HUMERY, H. SOYER

sible d’admettre que l’on a affaire à des eaux d’origine différente, ayant

chacune une température propre.

Les eaux captives, et même celles qui circulent dans les diaclases de la

craie, peuvent être considérées comme assez bien isolées calorifiquement.

Cela est particulièrement vrai pour les eaux albiennes, qui circulent d’une

façon très indépendante entre deux couches d’argile, jouant pour ainsi

dire un rôle calorifuge d’autant plus effectif que ces couches sont situées à

peu près à la même profondeur, et sont sans doute à des températures qui

ne diffèrent que de quelques degrés de celle des eaux albiennes.

On peut alors se demander si le degré géothermique, c’est-à-dire l’aug¬

mentation de la température par mètre de profondeur, est le seul facteur en

cause.

Il se peut que l’eau des Sables verts, accumulée, surtout dans certaines

zones, y acquière une certaine température, et qu’appelée en d’autres

régions par les puits artésiens elle y prenne une température qui est fonction,

à la fois de sa température d’origine et de la température que lui imposerait

le degré géothermique.

A cet effet, il convient de calculer pour chaque puits la température

qu’imposerait un degré géothermique moyen (33 m.), et de la comparer à

la température constatée.

On prendrait donc comme normale la température du puits de Grenelle

(27°5). (V. tableau p. 185.)

En comparant les températures théoriques et les températures observées,

on constate que la plupart des divergences ramènent la température cons¬

tatée aux environs de 28°, que l’on peut considérer comme la température

d’ensemble de la nappe.

Ainsi à Pantin, l’eau n’est qu’à 28°6 et 29°7, alors qu’elle devrait être

théoriquement entre 35° et 37°.

Par contre, à Pressagny, elle est à 17°, alors qu’elle ne devrait qu’à

13°10 ; elle est à Bonnières de 19°, au lieu de 17°60.

D’une façon générale, tout se passerait comme si on avait une masse

d’eau à une température voisine de 28°, mais réchauffée ou refroidie dans

une certaine mesure pour des causes locales.

L’abaissement de la température en fonction du temps.

Cette explication n’est pas suffisante. Il faut faire intervenir le facteur

« temps ».

Ainsi à Orsay, où l’eau devrait théoriquement être à 30°65, elle est

anormalement chaude à 31°4; pour Orsay on peut invoquer ici le cas

d’un synclinal différent de celui de la Seine, où les conditions ne sont

pas exactement les mêmes.

Pour Noisy-le-Grand l’eau devrait être théoriquement à 33°92 ; elle

TEMPÉRATURE DES EAUX ARTÉSIENNES

187

est en réalité à 33°85, puis

elle a baissé à 31°8. L’abais¬

sement de température attri¬

buable au refroidissement

pendant la remontée des

eaux est probablement dû

à une cause plus générale.

Dans la fosse profonde de

Saint-Denis on a pris

d’abord des eaux mises en

équilibre avec le degré géo¬

thermique, puis on a puisé

des eaux d’origine plus loin¬

taine, venant de régions de

profondeur et de tempéra¬

ture variables.

Le même phénomène a

été observé à Aulnay-sous-

Bois où la température ini¬

tiale était de 35°5, et où des

mesures faites en février

1937 ne révèlent plus que

33°5 ; ainsi qu’à Épinay-

sur-Seine où la tempéra¬

ture de l’eau s’est abaissée

de 33° en 1935 à 28°5 en

mars 1937.

Ainsi tout se passe comme

si l’ensemble des eaux al-

biennes était aux environs

de 28° et se refroidissait ou

se réchauffait suivant les cir¬

constances locales.

Mais la méthode statis¬

tique donne une explication

plus satisfaisante du phéno¬

mène. On constate en effet

une augmentation continue

du degré géothermique dans

la région parisienne de 1841

à 1937 ; sauf quelques rares

exceptions dues à des

circonstances locales, la

décroissance de la tempéra-

i

1

Fig. 49. — Augmentation du degré géothermique en fonction du temps.

188

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

ture des eaux de l’Albien s’accentue régulièrement comme on peut le cons¬

tater dans le tableau suivant :

Augmentation de la valeur du degré géothermique de 1841 à 1937.

Paris-Grenelle .

Paris-Passy .

Paris-Say .

Paris-Hébert .

Vincennes .

Paris -Butte- aux-Cailles .

Maisons-Laffitte .

Issy-les-Moulineaux .

IvRY-PoSTILLON .

Blomet .

Triel .

Bonnières .

PoiSSY .

La Bucaille .

Nanterre .

Aulnay-sous-Bois .

Andrésy .

Noisy-le-Grand .

Paris-Butte-aux-C AILLES .

Villeneuve-la-Garenne .

VlLLEMOMBLE .

Épinay .

Pantin-Blanchisserie Leduc. . .

Pantin C. G. E .

Une telle régularité comporte immédiatement une conséquence pratique ;

l’abaissement constaté de la température dans les forages d’AuLNAY, de

Noisy-le-Grand et d’-ÉpiNAY, est à rapprocher de celle de l’abaisse¬

ment des points de charge des puits depuis le jaillissement du puits de

Grenelle.

CHAPITRE XIV

CARACTÈRES PHYSIQUES

DES SARLES ALBIENS ET INFRA-CRÉTACÉS

GRANULOMÉTRIE

Porosité. — Granulométrie. — Calibrage des sables. — Courbes granulométriques.

— Le grain critique.

Porosité des Sables verts.

Les premières recherches sur la porosité des Sables verts ont été faites

par Maynard (1937 a, p. 5) ; des échantillons provenant du forage de

Pantin, de la Compagnie générale des Eaux, présenteraient une porosité

de 24,2 à 25,2 %.

Nous avons repris cette étude sur des carottes extraites de plusieurs

puits et, portant, sur divers niveaux géologiques, tant dans l’Albien que

dans les niveaux inférieurs.

La nature du sable étant extrêmement variable, il n’y a aucun intérêt

à en évaluer la porosité avec une précision supérieure à 1 %. Or, la densité

de la matière des grains est elle-même connue avec une approximation

de 1 /2 %. En effet, entre un sable purement quartzeux (d = 2,653) et un

sable contenant 10 % d’argile (d = 2,653 X 0,9 + 2,600 X 0,1 = 2,648),

la différence 0,005 correspond à une erreur relative de 0,2 %. La propor¬

tion de glauconie (d = 2,2 à 2,3) est toujours insuffisante pour modifier

sensiblement ces nombres.

Il suffit donc pour avoir la porosité à 1 % près, de mesurer la densité

apparente à 0,8 % près, c’est-à-dire à environ 1 % près et d’appliquer la

formule :

Densité apparente

porosité =1 - ttttp -

2,65

On évite ainsi la mesure directe de la porosité, mesure fort délicate si

l’on veut s’astreindre à ne pas modifier la structure de dépôt des sables.

190 P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

Il conviendrait d’ailleurs d’utiliser un liquide qui ne soit pas absorbé par

l’argile : l’eau fait en effet gonfler les carottes argileuses, et les mesures

en sont faussées d’autant.

Il importe aussi de noter que la densité apparente doit être mesurés

sur des carottes intactes ; elle représente alors vraiment la densité de la

roche en place, si on néglige la compression qui, en effet, n’agit pas sensible¬

ment sur le volume, comme on peut le vérifier en comparant le diamètre

de la carotte au diamètre de l’outil carottier.

Il faut écarter toute mesure faite sur du sable remanié, car la compres¬

sion du sable dans une éprouvette ne saurait lui faire recouvrer sa struc¬

ture de dépôt.

Le résultat des mesures de porosité est consigné dans un tableau, qui

montre le caractère extrêmement variable de la porosité :

Albien . de 3 % à 35 % Moyenne (3 éch.) : 21,5 %

Aptien . de 20 % à 31 % Moyenne (3 éch.) : 27,7 %

Barrémien. ... de 23 % à 26 % Moyenne (3 éch.) : 23,7 %

Granulométrie des Sables verts.

La composition granulométrique des Sables verts n’a jamais fait l’objet

de publications, à l’exception de la note succincte de Maynard.

Nous avons donc entrepris ces recherches sur les Sables aquifères dont

nous avions déjà mesuré la densité apparente.

Les recherches granulométriques, qui se sont étendues depuis plusieurs

années, non seulement aux recherches scientifiques pures, mais aussi à

plusieurs branches de la technique industrielle, ont une grande impor¬

tance en hydrogéologie. La notion essentielle du grain critique, notamment,

s’applique immédiatement aux captages en zones sableuses.

Grain critique.

C’est à Von Terzaghi (1922), que l’on doit la notion du grain critique.

Dans un cylindre de verre muni de deux tubulures, l’une pour l’arrivée

de l’eau, l’autre pour son départ, l’on comprime fortement le sable à étu¬

dier. On fait passer un courant d’eau de vitesse connue. L’eau traverse

les sables et entraîne les particules fines (argile colloïdale, limon, etc.) qui

se déposent ensuite dans un vase.

Le niveau du sable ne varie d’abord pas. On augmente la vitesse : des

particules plus grosses sont entraînées, mais l’équilibre persiste.

Mais si l’on continue à augmenter encore la vitesse de l’eau, il arrive

un moment où la structure de l’édifice sableux se modifie brusquement :

GRANULOMÉTRIE

191

une grande partie du sable est entraîné, et sa dimension est prise pour défi¬

nition du « grain critique ». La vitesse correspondante est donc celle qu’il

ne faut pas dépasser sous peine de rompre l’architecture granulaire de la

couche aquifère.

Au delà, le sable entraîné bouche les crépines et les filtres et la cavité

formée peut provoquer des accidents de toute nature.

Si l’on constitue des filtres par du gravier calibré, les interstices doivent

être inférieurs au diamètre du grain critique.

Cette précaution rend inofîensifs les afflux brusques d’eau qui restent

sans effet sensible sur la masse sableuse ; on atténue ainsi le danger d’ensa¬

blement des forages.

Calibrage des Sables.

Les seuls renseignements connus sur le calibrage des Sables albiens et

infra-crétacés ont été publiés par P. Deleau (1930), qui a étudié les sédiments

néocomiens et albiens du Boulonnais. Pour les Sables verts, ses recherches

ont porté sur des échantillons provenant de Wissant (Boulonnais) et de

Grandpré (Ardennes), dont les grains mesurent de 0 mm. 25 à 0 mm. 80

de diamètre et dépassent rarement 1 à 2 millimètres.

Les recherches sur les Sables albiens de la région parisienne donnent des

résultats un peu différents.

Nos essais personnels ont été faits à l’aide du tamis vibratoire Rex, appar¬

tenant au Laboratoire de Géologie du Muséum.

Cet appareil tamise électriquement les sables par vibration d’une série

de 10 tamis, n° 20 au n° 200, dont la perforation correspond aux entrefils

(vides entre les fils) suivants :

Numéros . 20 40 60 80 100

Millimètres . 0,910 0,390 0,250 0,177 0,150

Numéros . 120 140 150 180 200

Millimètres . 0,125 0,103 0,100 0,080 0,075

L’examen des refus de chacun des tamis amène à les répartir en quatre

fractions :

1° Gros éléments : retenus sur les tamis n08 20 et 40, donc d’un diamètre

supérieur à 0 mm. 390.

Ces gros éléments comprennent des quartz subanguleux blancs ou jau¬

nâtres avec quelques feldspath, des particules pyriteuses, des fragments

de lignite ; plus rarement, des débris de grès remaniés et des oolithes fer¬

rugineuses.

2° Éléments moyens : retenus sur les tamis nos 60 à 140, donc d’un dia¬

mètre compris entre 0 mm. 390 et 0 mm. 103.

192

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

Ce sont des quartz gris, blancs ou verts, arrondis, du mica, de la glauconie.

3° Éléments fins : retenus sur les tamis n08 140 à 200, donc d’un diamètre

compris entre 0 mm. 103 et 0 mm. 075.

Ce sont surtout des quartz gris ou blanc. Quelques paillettes de mica

traversent encore le tamis 180 ; la glauconie, finement divisée, traverse

aussi le tamis n° 150.

4° Éléments très fins : passant à travers le tamis n° 200, donc d’un dia¬

mètre inférieur à 0 mm. 075.

Cette fraction ne comprend que des argiles, grises ou noires. *

L’échantillon n° 8, provenant d’Orsay (de 598 à 592 m.), qui présentait

une proportion très grande d’éléments fins, a fait l’objet d’un tamisage

plus poussé.

Proportion arrêtée par chacun des tamis.

N08 des tamis . 220 270 300 350

Entrefils en mm . 0,050

% . 9 28 96 97

On peut conclure de cet essai que les grains argileux ont un diamètre

d’environ un vingtième de millimètre.

Courbes granulométriques.

L’un de nous (Humery, 1933) a montré que l’on peut représenter la

composition d’un mélange de poussières par trois notations :

a) Notation anglaise. — On note pour chaque tamis la proportion de ce

qu’il laisse passer par rapport à ce qu’il a reçu du tamis précédent.

Cette convention ne se traduit pas d’une façon immédiate par une courbe

continue.

b) Notation différentielle. — On suppose les tamis superposés, le plus

gros au-dessus, on met 100 grammes de poussières dans le tamis supérieur

et l’on note la quantité recueillie par chaque tamis.

Cette convention très expressive a l’inconvénient de donner des nombres

différents selon les numéros des tamis employés. Elle ne permet pas l’inter¬

polation, ni l’extrapolation.

c) Notation française. — On note, par rapport au total, la proportion

de ce qui est arrêté (refusé) par chaque tamis.

Les résultats écrits dans cette notation se traduisent directement par

une courbe, facile à interpoler et extrapoler, qui est indépendante des

numéros des tamis employés.

C’est cette notation que nous emploierons exclusivement.

Les résultats peuvent être consignés par une courbe, représentant en

B-

S

Puits

Profondeur

D

G

H

Albif.n.

1. Pantin (Blanchisserie) .

2. Pantin (Blanchisserie) .

3. Pantin (Blanchisserie) .

4. Pantin (Blanchisserie .

5. Pantin (Blanchisserie) .

6. VlLI.EMOMBLE .

7. VlLLEMOMBLE .

8. Orsay .

9. Orsay .

10. Orsay .

11. Pantin (C.G.E) .

12. La Plaine-Saint-Denis . . .

13. La Plaine Saint-Denis....

Moyennes .

Aptien.

14. Orsay .

15. Pantin (C.G.E.) .

16. Ivry (Brasserie) .

Moyennes .

Barrémien.

17. Pantin (C.G.E.) .

18. Ivry .

19. Ivry (Brasserie) .

Moyennes,

GRANULOMETRIE

194

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

abscisse le diamètre des grains, et en ordonnée (à échelle cartésienne ou

logarithmique) le « refus », c’est-à-dire la proportion arrêtée par le tamis

correspondant, s'il était seul.

Pour chaque sable, il est commode de mesurer sur la courbe, ce que l’un

de nous (Humery, 1933, p. 59) a appelé l 'entrefil probable, c’est-à-dire

l’écartement du tamis, tel que 50 % des grains passent et 50 % des grains

sont refusés.

Cet entrefil probable est loin d’être suffisant pour définir à lui seul un

sable donné, mais il caractérise sa finesse avec une précision suffisante dans

la pratique.

Nous avons consigné dans un tableau les résultats détaillés des mesures

(densité gravimétrique, porosité, granulométrie, entrefils probables) qu’on

retrouve sur les courbes de la figure 51, où, pour plus de clarté, ne sont

figurées qu’un certain nombre de courbes.

Pour l’Albien (en traits pleins), deux échantillons gros (nos 6 et 24), un

échantillon moyen (n° 3), deux échantillons fins (n° 9 et n° 12).

Pour l’Aptien (en traits interrompus), un échantillon (n° 16) et un échan¬

tillon fin (n° 15).

Pour le Barrémien (en points), un échantillon moyen (n° 18).

On remarquera à la fois la régularité des courbes et leur variété ; mais

elles s’apparentent à toutes les courbes analogues obtenues pour les sables

des environs de Paris.

La figure 50 représente les courbes granulométriques moyennes des

Sables albiens, aptiens et barrémiens. Pour l’Albien seul, où nous disposons

d’un nombre suffisant de mesures, on a figuré des courbes limites englobant

les courbes connues.

En général, les Sables albiens sont plus gros que les Sables aptiens et

ceux-ci plus gros que ceux du Barrémien, mais les Sables de l’Aptien com¬

prennent une proportion plus importante de particules très fines, c’est-à-

dire argileuses.

Existe-t-il une relation entre la porosité et la grosseur du sable (c’est-à-

dire son entrefil probable) ? Si les grains étaient tous semblables, ces deux

variables seraient indépendantes, d’après cette considération géométrique

évidente (grâce à l’homothétie), mais souvent méconnue, qu’un tas de

billes présente une proportion de vides indépendante de leur diamètre.

Mais la porosité est, en fait, fonction de l’architecture du sable et de la pro¬

portion entre la fraction moyenne et la fraction argileuse très fine ; elle

varie enfin, non seulement avec l’allure de la courbe granulométrique,

mais aussi avec la façon dont s’est formé le dépôt et les pressions succes¬

sives (statiques ou orogéniques) qu’il a subies : toutes ces actions ont con¬

tribué à faire pénétrer les petits grains dans les intervalles des gros et à

modifier ainsi la porosité.

Si l’on examine les choses d’une manière plus précise, on constate que,

dans la série d’échantillons étudiés, la fraction de gros quartz est très

GRANULOMÉTRIE

195

variable : (3 à 50 %) ne semble pas jouer un rôle hydrogéologique prépon¬

dérant, elle ne constitue qu’un support. On note une forte proportion de

gros éléments dans des sables peu poreux : nos 8 et 10 par exemple, où ils

représentent 37 et 34,3 % de la masse.

La fraction de quartz moyens joue un rôle considérable, car elle forme

la partie principale de la masse sableuse ; elle attei nt 93,4 0 /0 dans un échan¬

tillon venant de Pantin-C. G. E. (n° 11) dont la porosité calculée atteint

35 %. Les échantillons de porosité faible comportent généralement une

proportion moins grande de grains de la fraction moyenne.

La fraction d’éléments fins est toujours peu importante. Elle varie entre

2,6 et 8,1 %. Toutefois, un échantillon de porosité faible (n° 12) en conte¬

nait 12%. Elle ne présente aucune particularité, et le graphique montre

un parallélisme bien régulier dans la partie des courbes relatives à cette

fraction.

Par contre, il est évident que la fraction argileuse a un caractère empê-

196

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

chant. La teneur en particules traversant le tamis de 200 s’accroît en pro

portion inverse de la porosité.

Tableau du grain critique.

Dans ce tableau, on a condensé les indications données par les opéra¬

tions de calibrage.

0,i5 0^0,1 0.15 a! 0t5 03 m 0.5 0.6 07 0.8 0.1 I 1} mllinilrti

£chflle /oyari/hmiçi/e

Fig. 51. — Courbes granulométriques moyennes des sables albiens,

aptiens et barrémiens, et courbes limites des sables albiens.

Les échantillons sont classés par ordre de porosité décroissante. Chaque

fraction est indiquée par son pourcentage et, dans la fraction moyenne, on

a indiqué au moyen d’un « X » le ou les grains qui représentent les parties

dominantes, celles qu’il ne faut pas entraîner afin de ne pas colmater le

gîte aquifère.

Le maximum semble se reporter entre les tamis nos 80 et 100 correspon¬

dant à des sables ayant 0 mm. 15 à 0 mm. 177 de diamètre.

En résumé, les Sables albiens, hétéromorphes, comportent quatre frac¬

tions s’étendant du grain n° 20 au grain n° 200 pour la partie sableuse,

et allant au delà du grain n° 350 pour le résidu argileux.

La fraction moyenne joue un rôle prépondérant au point de vue hydro¬

géologique ; les grains dominants dans celle-ci se répartissent dans les

nos 80 et 100 (0 mm. 15 à 0 mm. 177). La fraction fine, peu importante,

peut être entraînée sans inconvénient au cours du développement des

puits. La fraction argileuse a un rôle empêchant très net. Il est préférable

de ne pas entraîner les plus fins numéros de la fraction moyenne (grain

140), dont la proportion peut être quelquefois assez forte.

Enfin, il ne faut pas perdre de vue que les Sables albiens constituent

GRANULOMETRIE

197

une masse hétérogène, et que les indications des carottages n’ont de valeur

que pour l’emplacement où ils ont été faits ; elles sont particulières à celui-

ci et on ne peut les extrapoler. Mais ces indications présentent toutefois

une importance primordiale pour la confection du système captant : cré¬

pine, filtres et massifs de graviers.

Tableau indiquant les grain» dominants dans les Sables verts albiens.

CHAPITRE XV

CHIMIE DES SÉDIMENTS

ET DES EAUX ALBIENNES

Composition chimique des Sables verts. — Composition chimique des argiles

albiennes. — Caractères généraux des eaux albiennes et infra-crétacées. — Sali¬

nité : Chlorure de sodium. — Sels de soude et de potasse. — Sels de chaux et de

magnésie. — Sulfate de chaux. — Bactériologie des eaux albiennes.

Composition des Sables verts.

Les Sables verts n’ont pas fait l’objet de recherches physiques et chi¬

miques systématiques. La composition chimique des Sables verts a été

étudiée par Péroux (1910), sur des échantillons provenant du forage de

Maisons-Laffitte :

« Densité apparente : 1,52. Densité réelle : 2,32 L Porté au rouge faible

après dessiccation, il devient jaune rouge et perd 1,73 % de son poids.

Traité par HCl, il abandonne 1,01 % de matières solubles où le fer entre

pour 33,6 %. Le Sable vert lavé laisse de la silice transparente, incolore,

rose et jaune, en petits grains arrondis ( 0 m. 0003 à 4), de mica, de petites

masses amorphes blanches et jaunes. L’eau de lévigation donne des sels

de fer au minimum, très lentement se forme un dépôt très terne, de consis¬

tance argileuse, composé de grains verts de glauconie, noirs, très petits,

et d’oxyde de fer magnétique. Ce dépôt lavé donne encore une solution

louche qui, évaporée à siccité, laisse un extrait vert qui devient rapidement

rouge, soluble dans S04H2 étendu (oxyde et bicarbonate ferreux). Le dépôt

resté sur le filtre n’est qu’en partie attaqué par l’eau régale (silicates). »

Les Sables verts renferment encore, en petite quantité, de l’ambre (succi-

nite), des nodules phosphatés dont la teneur en acide phosphorique peut

atteindre 23 %, des pyrites, des lignites pyriteuses.

Le carbonate de chaux n’existe qu’à l’état de traces dans les sables pro¬

prement dits ; fait vérifié par Maynard (1937) et par nous-mêmes sur de

1. Ce qui correspond à une porosité de 35 °/0.

CHIMIE DE l’aLBIEN

199

nombreuses carottes de sondages effectués dans des régions très diverses.

Il en existe cependant une faible proportion dans les nodules phosphatés,

ainsi que de Y argile, de la glauconie, des matières organiques.

Composition des argiles albiennes.

Les argiles albiennes ont été étudiées par Laville (1906), Lavezard (1906)

et Thiébaut (192), dont les recherches ont porté surtout sur les argiles de

Myennes et de Saint-Amand-en-Puisaye.

Composition de l’argile de Myennes, d’après Thiébaut : Composition globale.

Calcite . 8,25

Phyllite . 23,00

Halloysite . 4,20

Mica blanc . 15,40

Ilmenite, rutile . 1,70

Orthose . 4,60

Quartz et Zircon . 42,85

100,00

Après élimination des carbonates, l’analyse indique la composition chi¬

mique suivante :

Analyse de l’argile de Myennes (Thiébaut).

SiO2 . 45,94

A1203 . 21,07

FeO . 17,61

MnO . 0

CaO . 0

MgO . 3,71

K20 . 5,27

Na20 . 0,75

Perte au feu, matières organiques, TiO2, ZrO2. 5,65

100,00

Analyses des argiles albiennes de la région de Cosne (Lavezard).

Myennes

Prasle Cosne Château

de Barrés

SiO2 . . 61,53 65,11 56,39

TiO2 . 1,30 1,05

A1203 . 21,98 22,45 16,69

200

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

Fe203 . 3,92 3,50 16,72

CaO . 0,92 0,71 0,25

MgO . 0,66 0,74 0,22

K20 . 2,29 2,55 0,64

Na20 . 0,70 0,70 0,41

H20 (perte au rouge) . 6,70 4,24 7,83

100,00 100,00 100,00

Pour la région de Saint- Amand-en-Puisaye une analyse a été effectuée

par Lavezard sur l’argile sableuse des Grimards, comprenant 17,29 % de

sable gris violacé, fin, micacé et 82,71 % d’argile :

SiO2 . 61,18 %

TiO2 . 1,19

A1203 . 25,81

Fe203 . 1,22

CaO . 0,46

MgO . 0,40

K20 . 2,20

Na20 . 0,45

H20 (perte au rouge) . 7,09

100,00

La fraction argileuse des Sables de la Puisaye du Chesneau, qui se

présentent sous forme de sables en rognons caillouteux mêlés d’argile et

renfermant 81,48 % de gros sable jaune quartzeux, à été étudiée par

Lavezard qui lui attribue la composition suivante :

SiO2 . 74,28

TiO2 . 1,38

A1203 . 12,64

Fe203 . 2,94

CaO . 0,64

MgO . 0,74

K20 . 2,40

Na20 . 1,63

H20 (perte au rouge) . 3,35

100,00

Les argiles albiennes de Puisaye sont donc composées presque exclusi¬

vement de silicate d’alumine et d’oxyde de fer. Accessoirement elles ren¬

ferment tout d’abord de la potasse (provenant de la décomposition des

feldspaths), de la magnésie, de l’oxyde de titane, un peu de chaux, et par¬

fois de la soude.

CHIMIE DE l’aLBIEN

201

La silice et l’alumine des silicates varient un peu suivant la proportion

des silicates : phyllite et halloysite.

Ces argiles ont été beaucoup exploitées autrefois pour la fabrication des

poteries ménagères et d’ornement ; il ne subsiste plus aujourd’hui que

quelques carrières.

Dans la région de Troyes, les argiles du Gault sont exploitées à ciel

ouvert par les briqueteries et les tuileries, mais le nombre des glaisières

diminue chaque année.

Caractères généraux des eaux albiennes et infra-crétacées.

Les eaux artésiennes du Crétacé moyen (Sablés verts) et du Crétacé

inférieur sont tièdes, faiblement minéralisées, légèrement basiques (pH :

7,1 à 7,9). Elles dégagent à leur arrivée au jour une odeur d’hvdrogène

sulfuré qui disparaît assez rapidement. Leur faible teneur en sels dissous

(degré hydrotimétrique total : 6 à 16 d.) les rend légèrement agressives ;

leur mélange avec des eaux plus douces les rend plus propres à la con¬

sommation.

Les eaux souterraines peuvent se minéraliser de plusieurs manières :

1° Par dissolution des roches, qui constituent la couche magasin.

2° Par mélange naturel avec d’autres eaux déjà minéralisées et notam¬

ment les eaux marines.

3° Par adjonction artificielle ou accidentelle de sels envoyés dans la

nappe (puits absorbants, travaux de captage, injection, etc...).

Les couches sableuses, qui renferment les eaux et les argiles qui les

retiennent sous pression, présentent une composition chimique très simple

où le silicate d’alumine et le fer entrent pour la quasi-totalité. Mais on

rencontre parfois parmi les sables des espèces minéralogiques plus ou moins

accidentelles : mica, phosphates, feldspath, etc... auxquels l’eau emprun¬

tera K, Na, Mg, Ca, Li, Ba, — P03H, etc., mais en faible proportion surtout

dans la région parisienne. Dans les eaux du synclinal de la Somme et du

littoral, cette proportion est plus élevée : Leroux (1935) et Maynard

(1937 a) pensent qu’il y a migration des sels dans une « zone de diffusion »

située à l’aval du synclinal, entre Amiens et la mer, et qui correspond à la

zone d’échangesde bases de J. Delecourt (1938).

Salinité : Chlorure de sodium.

Le chlorure de sodium pourrait provenir des eaux marines empri¬

sonnées dans la couche albienne immédiatement après son dépôt, mais le

lavage des sables est chose faite depuis longtemps, et la teneur en NaCl

202

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

est infime. Il est regrettable que nous n’ayons pas toujours la teneur en

NaCl dans les analyses, et que ce sel ne soit pas dosé systématiquement.

Voici d’après les renseignements connus, la teneur en NaCl dans les

forages du Bassin de Paris.

Synclinal de la Seine :

Mgr. /litre

IvRY-Postillon . 10,6

PANTiN-Blanchisserie Leduc . 17,2

La Plaine-Saint-Denis . 23

Maisons-Laffitte . 12,9

Bougival . 12,4

Triel . 9,2

Le Pecq . 10,8

Andrésy . 11,8

Poissy . 12

Bonnières-sur-Seine . 23,6

Vernon . 138

Elbeuf . 30

Caudebec-lès-Elbeuf . 44

Synclinal de V Eure :

Orsay . 9,4

Synclinal de la Somme :

Bucy-le-Long . 42

Amiens . 2.691

Péronne . 2.500

Longueval . 3.000

Pour le synclinal de la Seine, il semble donc exister deux maxima, l’un

peu élevé dans la fosse Saint-Denis-Pantin, l’autre beaucoup plus fort

dans la région de Vernon où l’eau atteint une teneur de 138 mg. par litre.

On peut attribuer ce fait à la proximité de la mer ; les Sables verts af¬

fleurent en effet en aval dans la région de Pont-de-l’Arche, point extrême

où se fait sentir l’influence des marées. Les sels marins peuvent se diffuser

dans cette zone ; car, plus en aval, à l’endroit où les Sables verts s’enfoncent

de nouveau vers Elbeuf et Caudebec-lès-Elbeuf, la teneur en NaCl

dissous, quoique plus élevée que dans la région parisienne, s’abaisse à 30

et 44 mg. par litre.

Ainsi, dans le synclinal de la Seine, les analyses viennent compléter les

renseignements donnés par la stratigraphie et la tectonique, à savoir qu’il

ne se produit aucune rentrée d’eau marine dans la nappe. Tout au plus

peut-on croire possible un contact avec les eaux faiblement saumâtres de

la Basse-Seine.

CHIMIE DE l’aLBIEN

203

Pour les eaux du synclinal de l'Eure, où l’on n’a qu’une seule donnée,

celle du puits d’ORSAY (9,4 mg./litre de NaCl) ; on ne peut rien conclure.

Autres sels de soude.

Quelques forages ont donné des teneurs variées en sels de soude; mais en

l’absence de recherches systématiques on ne peut tirer aucune conclusion,

et on les indiquera seulement à titre documentaire :

Potasse.

Les sels de potassium ont été mentionnés dans un petit nombre d’ana¬

lyses :

Villemomble . K 13,5 mg/litre

Vendôme . K 17 mg/litre

Beauvais K20 . (K = 5.7mg.) 8 mg/litre

Pont-de-l’Arche KOH . (K = 101.7 ing.) 146 mg/litre

Il est intéressant de constater une teneur assez élevée en potasse dans

l’eau du forage de Pont-de-l’Arche, placé dans les mêmes conditions que

les forages de Vernon ; car comme la soude, elle provient sans doute de la

diffusion saline et des échanges de bases qui s’opèrent dans l’affleurement

sous-fluvial des sables albiens, vers la Basse-Seine.

Sels de chaux et de magnésie.

La teneur en chaux et en magnésie est généralement faible, mais sou¬

mise à de telles variations qu’elle a souvent attiré l’attention.

Les dosages les plus nombreux ont été obtenus grâce à l’hydrotimètre.

Le degré hydrotimétrique, mesuré par la quantité de savon neutralisée par

les sels de chaux et de magnésie contenus dans l’eau, n’a aucune valeur

scientifique, ce procédé empirique a été très employé par les auteurs anciens,

204

P. LEMOINE, E. HUMERY, R. SOYER

et en particulier par Belgrand, on est bien obligé d’en tenir compte, tout

au moins à titre de comparaison.

Au surplus, le degré hydrotimétrique fournit des renseignements qui

sont assez utiles dans la pratique.

Ainsi, l’eau commence à former des incrustations calcaires quand le degré

à l’hydrotimètre dépasse 18° environ (0 gr. 185 par litre).

Les eaux du Crétacé inférieur ( Vallée de la Marne) varient entre 10° et

23°, tandis que celles des puits artésiens de la région de Paris demeurent

assez constantes autour d’une moyenne de 12° (v. tableau, p. 204-205).

Mais, dès qu’on essaye de dégager de ces données des conclusions scien¬

tifiques, on se heurte à de sérieuses difficultés.

Ainsi, pour le puits de Grenelle, Belgrand donne 4°, d’après une ana¬

lyse de Boutron et Henri (1856) et, à la même page, indique, d’après les

essais à l’hydrotimètre, un minimum de 8°25 et un maximum de 9°25.

Plus tard il a trouvé des écarts encore plus grands.

D’autre part, lorsque l’on compare le degré hydrotimétrique avec le titre

alcalimétrique, c’est-à-dire avec la teneur en C03Ca, on constate des écarts

beaucoup plus forts encore, ce qui s’explique en partie par le fait que le

degré hydrotimétrique résulte à la fois de la teneur en sels de chaux (car¬

bonate et sulfate) et en sels de magnésie.

Enfin, les mesures de degré hydrotimétrique faites sur une même eau,

mais à des époques différentes, donnent des résultats tout à fait divergents.

Ainsi pour le puits artésien de Grenelle :

Date d’analyse

1855 .

1857-1860 .

Actuellement .

Degré hydrométrique

8°25 à 9°25

9°18 à 12°15

12°9

Ces variations sont-elles réelles, ou sont-elles dues à des fautes d’expé¬

rience ? La question ne paraît pas avoir jamais été posée.

Quoi qu’il en soit, Belgrand, qui avait grande confiance dans l’hydroti¬

mètre, a multiplié les mesures personnelles, notamment entre 1857 et 1860

sur l’eau du puits de Grenelle, et donné une courbe du degré hydrotimé¬

trique, qui varie entre 9°18 et 12°15. (voir fig. 52, p. 212).

Le degré hydrotimétrique et l’alcalimétrie des eaux albiennes sont très

variables dans le Bassin de Paris :

CHIMIE DE l’aLBIEN

205

Belgrand a en outre comparé la courbe des degrés hydrotimétriques avec

les courbes de la hauteur des cours d’eau, laquelle correspond approxima¬

tivement aux variations pluviométriques et, par conséquent, aux varia¬

tions dans les infiltrations.

Cet auteur a cru reconnaître que les maxima et minima de la courbe hy¬

drotimétrique étaient en retard de deux mois environ sur ceux de la courbe

des hauteurs des cours d’eau. (Voir chapitre XVI, p. 212.)

Actuellement, cette hypothèse paraît inadmissible et, si les coïnci¬

dences notées par Belgrand sont exactes, on doit penser que le décalage

est, non pas de deux mois, mais de « n » années 2 mois. Quant aux coïnci¬

dences avec des années plus ou moins pluvieuses, elles se seraient produites

par hasard.

Variations suivant les puits.

I. — Malgré l’imperfection de la méthode hydrotimétrique on peut

essayer de classer les puits d’après leur degré hydrotimétrique, qui varie,

pour la région parisienne, entre 7°4 et 16°.

Il semble qu’approximativement, le degré soit faible dans la région de

Saint-Denis, moyen dans la zone de Paris, plus élevé en aval (le maximum

de 16° est atteint par le puits de Poissy).

206

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

II. — Si l’on veut tenir compte de l’alcalimétrie (teneur évaluée en

C03Ca), on se heurte à d’autres difficultés. En effet, les résultats ne sont

nullement comparables, dans le département de la Seine et dans les autres

départements où la teneur est calculée tantôt en C03Ca tantôt en CaO.

D’autre part, on ignore toujours si l’on a dosé la magnésie avec la chaux,

ou séparément. Il faudrait refaire toutes ces analyses par le même procédé,

sinon dans le même laboratoire.

Ces réserves faites, si l’on classe les puits par teneur en C03Ca, on trouve

la répartition suivante :

Bougival . 138

Andrésy . 132

Maisons-Laffitte . 130

Ivry-Port . 125

Pantin (Blanchisserie Leduc). 132

Poissy . 125

Triel . 120

Le Pecq . 119

Orsay . 108

Viry-Chatillon . 58

Il faut ajouter :

Bucy-le-Long . 305

Amiens . 520

Vendôme . 111

Caudebec-lès-Elbeuf . 292

Ainsi, dans le synclinal de la Seine, la teneur en carbonate de chaux la

plus élevée est celle de l’eau du forage de Bougival, qui fournit des eaux

mixtes albiennes et infra-crétacées. Elle varie entre 132 et 119 mmg./litre

dans les forages albiens de la région parisienne, et s’élève à 292 dans les

puits de la Basse-Seine.

Dans le synclinal de l’Eure, le titre alcalimétrique est plus faible ; il

s’abaisse à 58 mmg./litre à Viry-Chatillon. Pour ceux du synclinal de

la Somme, leur salinité considérable les rend comparables à de véritables

eaux minérales.

Ces différences d’alcalinité viennent confirmer ce qu’avait appris l’étude

des débits : l’origine de l’eau est différente dans les divers synclinaux, et

on sera certainement amené à étudier au point de vue chimique les eaux

des zones d’affleurements pour expliquer ces divergences.

Teneur en magnésie.

Pour la teneur en magnésie, on possède une première série de rensei¬

gnements dus à Leroux (1935), qui a publié les chiffres suivants :

CHIMIE DE l’aLBIEN

207

Voici, en outre, un tableau des teneurs en magnésie relatives à diverses

eaux artésiennes :

En mg /litre

Paris (Butte-aux-Cailles) . 24,4

Nanterre . 12,3

Ivry (Richard Frères) . 3,2

Villeneuve-la-Garenne . 13,0

Pantin (Blanchisserie Leduc) . . 14

La Plaine-Saint-Denis . 16

Pantin (C. G. E.) . 15,3

Épinay-sur-Seine . 15,8

Orsay . 13,8

Viry-Chatillon . 10,5

Aulnay-sous-Bois . . . 10,3

Noisy-le-Grand . 12,9

Btjcy-le-Long . 10,8

Romorantin . 14,4

Vendôme . 24,5

Elbeuf . 30

Pont-de-l’Arche . 51

Ainsi la teneur en magnésie serait presque nulle à I’Isle-Adam, minime

à Eu (0,59), qui est tout près de la mer, de même qu’à Bucy-le-Long

(0,61), qui cependant donne une eau très minéralisée, et fait curieux à

Blomet (0,75).

Par contre, la magnésie abonde au Crotoy et à Amiens dans le synclinal

de la Somme, que Leroux pense en relation directe ou indirecte avec la mer.

On peut comparer ces millivalences en magnésium avec les millivalences

en chlore, leur parallélisme amène à croire que, dans les puits voisins de la

mer (Le Crotoy, Amiens et même Eu), le magnésium se trouve à l’état de

chlorure.

Mais comme d’autre part la magnésie est dans les roches beaucoup plus

rare que la chaux, on doit comme pour les sels de soude poser le problème

de leur origine.

Peut-être la mer, pour les puits voisins de la Manche, mais cette origine

est bien difficile à admettre pour les puits de l’intérieur, tels que Blomet.

y aurait-il donc des accidents magnésiens dans les Sables verts ? Cette

hypothèse n’est pas théoriquement à rejeter, mais elle n’a jamais été véri¬

fiée.

208

P. LEMOINE, R. HUMF.RY, R. SOYER

Il est bien plus probable que la magnésie, dont la teneur moyenne est

de 10 à 16 mmg /litre dans l’eau albienne des fosses profondes de la région

parisienne, provient de la décomposition de la glauconie si abondante dans

toute la masse des sables albiens. La glauconie offre une teneur en MgO très

variable, mais qui peut atteindre 5% ; elle se décompose en présence d’eaux

agressives, dans certaines conditions (L. W. Collet, 1907), et la potasse

l’abandonne la première ; elle est suivie par le carbonate de chaux et les

oxydes de fer. Or, les grains sableux sont souvent recouverts d’un enduit

rougeâtre d’oxvde de fer, provenant très probablement de la dissolution

de la glauconie. On connaît d’ailleurs quelques gisements de fer oxydé

formé aux dépens de la glauconie, par exemple le gite infra-crétacé de

Grandpré dans les Ardennes (Cayeux, 1906).

On constate par contre une faible teneur en magnésie ; 3,20 mmg /litre,

dans l’eau du puits d’IvRY-suR-SEiNE (Brasserie Richard Frères), qui capte

les eaux infra-crétacées. Ce fait s’explique parce que les sables du Crétacé

inférieur sont beaucoup moins glauconieux que ceux de l’Albien.

Enfin les nodules des sables albiens (à Amiens notamment) peuvent être

considérés comme causes indirectes de la production de magnésie.

En effet, les recherches de Cayeux ont montré que le phosphate des

roches sédimentaires n’est pas dû seulement à des restes de poissons et de

reptiles, peu producteurs de phosphates, mais qu’il est probablement dû à

des bactéries. En lumière infra-rouge, les phosphates décèlent ainsi des

quantités de bactéries en forme de sphérules, dont le diamètre varie de 1/2

(/. à 1 1 /2 ;j. (Cayeux, 1936 a).

Sulfate de chaux.

Quoique moins soluble que les sels de soude et de potasse, le sulfate de

chaux existe normalement dans les eaux souterraines à dose sensible :

Alluvions . 300 à 800 mg/litre

Sparnacien . 100 à 300 mg/litre

Craie . 100 à 150 mg/litre

Pour les eaux albiennes et infra-crétacées la teneur est beaucoup plus

faible :

Dans le synclinal de la Seine le minimum est de 13 mg/litre (Achères),

et le maximum de 68 mg/litre (Vernon-Steiner).

Dans le synclinal de l’Eure, la teneur est moyenne à Orsay avec 27,2

mg/litre.

Dans les autres synclinaux, la teneur est un peu plus forte : 37,9 mg/litre

à Bucy-le-Long, 56 mg/litre à Valençay.

Il n’existe pas de sulfate de chaux dans les Sables verts albiens et les

argiles encaissantes ou intercalaires ; l’air est nécessaire pour que s’oxydent

CHIMIE DE l’aLBIEN

209

les fossiles pyriteux souvent recouverts d’une croûte gypseuse, lorsqu’ils

ont séjourné pendant quelque temps à la surface des argiles. D’où provient

le sulfate de chaux ? Est-il un résidu de l’eau marine originaire ? Est-il

amené par des eaux infiltrées dans la zone perméable en contact avec le

Jurassique et le Primaire, d’après l’hypothèse de J. Delecourt (1938) ?

Existe-t-il des accidents gypseux, ou provient-il simplement des nodules

phosphatés si abondants dans quelques régions ? Il est impossible de se

prononcer entre ces diverses hypothèses. Mais on ne retiendra que la

teneur très faible des eaux en sulfate de chaux; ce sel n’intervient presque

pas dans la minéralisation de l’eau.

Bactériologie des eaux albiennes.

L’une des qualités principales des eaux albiennes profondes est leur

grande pureté bactériologique qui rend inutile toute épuration.

Une première indication est constante dans toutes les analyses :1a faible

demande en oxygène, nécessaire pour la réduction des matières organiques.

Elle dépasse rarement 0 mmg. 750, pour la région parisienne immédiate,

mais peut s’élever toutefois, dans quelques forages du Bassin de Paris,

situés à des profondeurs moins considérables, jusqu’à 1 mmg. 1 (Le Cou-

dray-Saint-Germer) et 2 mmg. 250 (Chatillon-sur-Indre). L’ammo¬

niaque n’existe pour ainsi dire jamais, ou à l’état de traces faibles.

L’examen bactériologique ne décèle que 25 à 60 germes microbiens par

litre au début de la mise en service des forages, mais elle tombe ensuite à un

chiffre moins élevé. Par ce nombre réduit de germes, les eaux des Sables

verts et du Crétacé inférieur se classent, soit dans les eaux très pures, soit

dans les eaux excessivement pures.

D’ailleurs les organismes microbiens se répartissent de la façon suivante :

Moisissures : Absence totale ou présence rare d’espèces banales : Levure

blanche, Levure rosée, Pénicillium glaucum.

Germes pathogènes : Absence dans toutes les analyses qui nous sont par¬

venues. En particulier, la recherche obligatoire du Bacterium Coli donne

toujours des résultats négatifs.

Germes liquéfiant la gélatine (suspects) ; toujours absents. Une seule

exception est relevée dans le tableau des analyses, où un forage a montré la

présence accidentelle du Bacillus fluorescens liquefaciens, germe vivant

dans les eaux croupies.

Germes banaux : Ils constituent, avec les moisissures, la totalité des espèces

microbiennes vivant dans les eaux. Les plus couramment observés sont

Micrococcus luteus, M. candicans, M. aquatilis, M. versicolor, Bacillus sub-

tilis.

Cette flore est inofîensive, et l’on peut considérer les eaux artésiennes

profondes comme bactériologiquement parfaites.

Mémoires du Muséum, nouvelle série. — T. XI.

14

210

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

Contamination des eaux albiennes.

Les eaux albiennes peuvent-elles être contaminées, soit par la volonté

des hommes (malveillance, hostilités intérieures ou extérieures), soit par

accident (négligence, accident au matériel, chutes d’huile ou de chiffons

graisseux) ?

Il semble que la contamination en grand soit tout à fait impossible. Les

sables constituent un filtre si ténu et si compact que les germes ne pour¬

raient proliférer et que la nappe s’épurerait d’elle-même dans un délai très

court.

Dans les puits artésiens qui jaillissent encore, le résultat serait le même.

L’eau se renouvelle si vite dans le forage que, seule une tranche d’eau très

faible pourrait se polluer. La pression des eaux sortant des couches, jointe

à la présence des filtres, empêchera les germes de pénétrer plus avant dans

la nappe.

Pour les puits pompés il en serait peut-être différemment surtout après

un repos prolongé. La flore bactérienne trouverait là un milieu favorable

à une prolifération rapide : obscurité, température très propice : 27 à 32°.

Contre ce danger prévu depuis longtemps, toutes précautions ont été

prises ; lorsqu’un puits pompé est resté en repos pendant un certain temps

la première eau pompée est rejetée à l’égout, en quantité très supérieure à

celle qui pourrait être contaminée. La région parisienne, largement tribu¬

taire de l’eau artésienne, peut être complètement rassurée sur sa qualité.

La pureté des eaux albiennes et infra-crétacées et leur basicité (pLI =

7, 1 à 7, 9) les rend spécialement intéressantes dans l’industrie de la bras¬

serie. En effet les levures se développent plus rapidement dans les eaux

alcalines que dans les eaux acides. La levure de bière trouve un milieu

très favorable dans les eaux des nappes profondes ; les produits sont de

qualité supérieure, la fabrication est plus facile et le rendement meilleur.

CHAPITRE XVI

AGE ET DURÉE DU VOYAGE DE L’EAU

1. Deux erreurs a ne pas commettre.

Il n’est pas superflu, dès le début, d’énoncer deux vérités, qui sans doute

paraîtront trop simples. Pourtant la lecture de quelques travaux récents

rend cette précaution nécessaire :

1° Quand un réservoir est plein, il est impossible d’y ajouter une goutte

d’eau, et par suite l’eau y est immobile.

2° La vitesse de l’eau n’est pas une constante (comme la vitesse de la

lumière), mais elle varie avec les circonstances de son cheminement.

Si donc, la nappe des Sables verts n’a aucun exutoire, ni naturel, ni

artificiel, l’eau qu’elle contient est immobile et elle date de l’époque où

l’eau de pluie l’a remplie.

Quels pourraient être ces exutoires ?

D’abord la Manche. Depuis longtemps, on s’est demandé si la nappe des

Sables verts ne sourdait pas dans la Manche.

Grâce à de nombreux sondages, nos études stratigraphiques ne laissent

pas de doute à ce sujet. Non seulement la couche aquifère ne se déverse

pas dans la Manche, mais on peut, au contraire, craindre que par osmose,

ou plutôt par dépression, la salure de l’eau de la mer ne gagne l’eau douce

des Sables verts, car il a été reconnu d’une façon constante que les eaux,

même jaillissantes des puits voisins de la Manche, présentaient une teneur

non négligeable en chlorures (à Eu, 1 gramme de sel marin par litre), beau¬

coup plus forte qu’au centre du bassin.

Si malgré tout, il existait un exutoire de la nappe des Sables verts dans

la Manche, aucun calcul ne serait possible, car l’on ignorerait la forme de

la source (quasi ponctuelle linéaire ou superficielle, unique ou multiple),

ses dimensions et sa position, et encore, connaîtrait-on ces données, il

semble fort difficile que pour le calcul l’on puisse utiliser des renseigne¬

ments aussi complexes.

Mais, on a toute raison de croire que les seuls exutoires sont les puits

212

P. LEMOINE, B. HUMERY, R. SOYER

artésiens, pratiqués depuis cent ans : le puits artésien de Grenelle, rnis

en service en 1840, avait un débit de 900 mètres cubes par jour. Un

recensement récent — puits par puits — permet d’évaluer à 125.000m3

par jour le débit total actuel des puits artésiens de la région parisienne 1.

Donc, avant le creusement du puits de Grenelle, l’eau était sans vitesse et,

par suite, datait de l’époque géologique du remplissage de la nappe par la

pluie, si bien que l’eau, qui a été débitée par le puits de Grenelle, peut donc

à juste titre être qualifiée d’eau fossile.

D’autre part, il est évident que la vitesse de l’eau n’est pas plus cons¬

tante, quand elle traverse du sable que lorsqu’elle s’écoule à l’air libre. S’il

en était autrement, les études de l’hydraulique seraient merveilleusement

simplifiées...

2. Études de Belgrand.

Au cours de la séance du 28 mai 1861, de la Société Météorologique de

France (1861), p. 124, Belgrand a comparé le degré hydrotimétrique de

l’eau du puits artésien de Passy avec le niveau des rivières, qui coupent

l’affleurement des Sables verts, par exemple de la Barse à Troyes.

Le résultat de ses mesures est reproduit sur le graphique de la figure 1.

Fig. 52. — Variations du degré hydrotimétrique (Mesures de Belgrand (1857-1860).

1. Ce nombre est à rapprocher des estimations de M. Pattier, ingénieur à la C,e Ga|e des Eaux,

qui a trouvé que le débit moyen des puits forés récemment par sa Compagnie, était de 3.360 m3

par jour. Le débit trouvé ci-dessus correspond donc à 37 puits moyens, ce qui est de l’ordre des

grandeurs admissibles.

AGE ET DURÉE DU VOYAGE DE l’eAU

213

Belgrand, croyant avoir reconnu que les deux mesures variaient simul¬

tanément, moyennant un décalage de deux mois, concluait : « Les eaux

d’infiltration parcourent donc en deux mois environ l’espace compris

entre les points d’affleurement de la craie inférieure et Paris ».

La méthode de Belgrand appelle les plus expresses réserves :

1° Belgrand donne le degré hydrotimétrique à 1/100 près. Or, malgré le

soin que l’on peut prendre (Belgrand, très consciencieux, a effectué lui-

même ses essais pendant quatre ans), il est reconnu qu’on ne peut guère

actuellement attendre une précision supérieure à un degré, et ceci au prix

de précautions minutieuses, dont on n’avait pas idée au temps de Belgrand.

2° D’autre part, aurait-on des déterminations rigoureuses (par une ana¬

lyse chimique exacte, ou une mesure du pH),la méthode ne saurait donner

de résultats. Si l’eau des rivières s’engouffrait aux affleurements, elle se

mélangerait avec la masse d’eau, le « stock » d’eau, que renferme la couche

aquifère, laquelle est supérieure à cent milliards de mètres cubes. Il est

bien évident qu’une infiltration de 120.000 m3 par mois (débit à cette

époque des puits de Grenelle et de Passy), soit un millionième, ne sau¬

rait affecter la salinité de la masse totale de l’eau.

3° En admettant qu’un décalage de 2 mois ait été réellement constaté,

on ne saurait discerner (le phénomène des crues étant à période annuelle),

si le décalage est 2 mois ou 14 mois ou 26 mois.

Enfin 4° ce décalage de 2 mois a été obtenu par un examen superficiel,

sans recourir à une vérification mathématique de la coordination. Si l’on

refait les calculs, on s’aperçoit que la meilleure coordination est obtenue

par des décalages de 3, 8, 13 et 24 mois.

On ne peut donc absolument rien retenir des travaux de Belgrand ;

sinon l’exemple d’une probité exemplaire dans l’observation, mais mal

utilisée par le désir de résultats trop rapides.

3. Hypothèses du calcul.

On examinera d’abord les hypothèses qui sont indispensables puisqu’on

ne connaît encore que très imparfaitement la géométrie de la couche aqui¬

fère ; et on rappellera que ces calculs n’ont d’autre objet que de fixer

des ordres de grandeur.

A la couche réelle des Sables verts albiens, on substituera une couche fic¬

tive présentant les caractères géométriques suivants :

Forme : une surface conique évidée très aplatie (hauteur 700 à 800 mètres

pour un rayon de 175.000 mètres, soit une pente de 5 pour mille environ).

Épaisseur utile : 40 mètres au centre, 15 mètres aux affleurements.

Porosité (rapport du vide au plein) : 20 °/0.

Longueur des affleurements (de Vervins à Bourges) : 400.000 mètres.

Distance moyenne du puits aux affleurements (moyenne des rayons

214

P. LEMOINE, B. HUMERY, R. SOYER

vecteurs tracés depuis Paris jusqu’au milieu des affleurements) D =

175.000 mètres.

On supposera en outre, le sable uniforme, donc opposant la même résis¬

tance au passage de l’eau aux affleurements et dans le centre du bassin.

Ces hypothèses, si elles sont plus simples que la réalité, ne sont cepen¬

dant pas de nature à infirmer les résultats du calcul. Comme il s’agit d’une

surface considérable, lambeau découpé par les caprices de l’érosion dans

une couche beaucoup plus étendue au moment de son dépôt, on peut ad¬

mettre facilement que les accidents de structure sont, en gros, partout les

mêmes : passes argileuses et passes grésifiées notamment.

De même, les épaisseurs utiles admises sont bien les moyennes des épais¬

seurs mesurées au centre (40 mètres) et aux bords de la cuvette (15 mètres).

Beaucoup plus aventureuse est l’hypothèse que l’eau s’écoule d’une

façon uniforme à partir des affleurements. On peut objecter en effet que

les affleurements dans leur partie centrale sont plus étendus en surface et,

par conséquent, qu’ils reçoivent plus d’eau de pluie qu’à la limite nord à

Vierzon et à la limite sud à Bourges, et que cette hétérogénéité dans l’ali¬

mentation provoque une grande variété dans les parcours des filets d’eau.

D’autre part, la couche sableuse est loin d’être régulière : elle est frisée par

une série de synclinaux et d’anticlinaux dont les séparations constituent des

lignes d’inflexion qui ont subi de ce fait une plus grande compression : il

a pu être constaté directement, que les couches de sable sont souvent trans¬

formées en grès le long des lignes d’inflexion, si bien qu’il est probable que

ces lignes gréseuses opposent une résistance plus grande au passage de

l’eau. S’il en était ainsi, cette « indépendance des synclinaux » aurait pour

conséquence l’indépendance des bassins d’alimentation, par suite, chacun

d’entre eux serait rétréci d’autant.

Il serait facile d’effectuer pour chacun de ces cas d’hypothèse, des cal¬

culs, au demeurant assez simples. Mais il nous paraît vain de les exposer

en détail, car ils aboutissent tous à des ordres de grandeur analogues et

ne sauraient modifier les conclusions.

4. Volume de la couche fictive et de l’eau qu’elle contient.

Il est aisé de calculer le volume utile de la couche de sable. En l’assimi¬

lant à un prismatoïde, son volume est égal à :

1

- (40 m. -f 15 m. X 2 )x 175.000 m. X 400.000 m.

= 812 milliards de mètres cubes de sable.

Pour une porosité de 20 %, elle recèlerait donc environ 162 milliards de

mètres cubes d’eau.

AGE ET DURÉE DU VOYAGE DE l’eAU

215

5. Durée du voyage de l’eau.

La durée du voyage de l’eau, depuis les affleurements jusqu’au puits, est

facile à évaluer, tout au moins en ordre de grandeur, sans qu’il soit besoin

de connaître dans le détail les variations de la vitesse le long du parcours.

Connaissant le volume de l’eau et sa vitesse d’écoulement à l’orifice, une

simple division donne la durée nécessaire à son évacuation.

Cette durée de voyage est inversement proportionnelle au débit.

Comme il a été observé plus haut, l’eau restait immobile dans sa couche

de sable, avant le percement du puits artésien de Grenelle.

Dès le premier puits foré, chaque molécule d’eau jaillissant en aval est

remplacée par la molécule d’eau voisine située en amont et, ainsi de proche

en proche, en vertu de la loi de continuité deBernouilli, jusqu’aux affleure¬

ments.

Si le puits de Grenelle était resté seul indéfiniment, il aurait amené au

jour toute l’eau primitive de la couche aquifère en un temps égal au quo¬

tient du volume d’eau par le débit, soit :

162.000.000.000 m3 : 900 m3/j.

= 180 millions de jours ou environ 500.000 ans.

Le débit actuel, 125.000 m3/j, étant environ 140 fois celui du puits de

Grenelle seul, réduit la durée du voyage de l’eau dans la même proportion.

Ce débit renouvellerait la réserve d’eau en 3.500 ans environ.

Ces résultats peuvent être consignés dans le tableau suivant :

6. Vitesse df. l’eau aux divers points de son parcours.

S’il est relativement facile d’évaluer grosso modo la durée totale du

voyage de l’eau depuis les affleurements jusqu’aux puits artésiens, et par

suite sa vitesse moyenne, il est presque impossible de calculer sa vitesse

instantanée en chaque point.

Mais si pour la commodité du calcul, on suppose que les filets d’eau se

dirigent en ligne droite depuis chaque point de l’affleurement jusqu’à un

216

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

point moyen situé à Paris, le calcul redevient facile : les surfaces d’égale

vitesse sont des secteurs cylindriques, et la vitesse instantanée de chaque

molécule d’eau est inversement proportionnelle à sa distance de l’exutoire

Dans ce cas, un calcul intégral facile permet de relier la vitesse en chaque

point à la vitesse moyenne calculée plus haut.

Mais le parcours de l’eau, sûrement plus complexe, est inconnu. Si on

peut admettre qu’au sortir des affleurements, l’eau suit un chemin radial,

on est également sûrs qu’à un certain point de leur parcours, les filets

d’eau s’incurvent et parviennent au tubage de chacun des puits et sous

tous les azimuths.

Le temps du voyage de l’eau dépend donc non seulement du nombre des

puits, mais de leurs débits et de leurs positions respectives. Les surfaces

traversées au voisinage des puits sont beaucoup plus grandes que le sec¬

teur de cylindre défini plus haut ; la vitesse de l’eau est donc plus faible et

le temps total du parcours plus long.

On peut cependant étudier avec plus de détail la vitesse de l’eau dans le

tubage, au bas du tubage, à quelques mètres du tubage et enfin aux affleu¬

rements.

Vitesse d’ ascension de l’eau.

Belgrand (1861) a calculé que la vitesse de l’eau dans le puits de Passy

(diamètre de 0 m. 70) ne dépassait pas 0 m. 50 par seconde.

La vitesse est plus grande dans les puits modernes au diamètre de 0 m. 305.

Pour le puits d’AuLNAY-sous-Bois, le débit de 250 m3 à l’heure, à fin 1933,

correspond à une vitesse de remontée d’environ 1 mètre par seconde, soit

environ 3.600 mètres à l’heure.

Vitesse de l’eau à la base du tubage.

On peut prendre encore l’exemple du forage d’AuLNAY-sous-Bois. Dans

cet ouvrage, profond de 827 mètres, les Sables albiensont 69 m. 34 d’épais¬

seur, mais la présence de bancs argileux et de couches gréseuses stériles

réduit la zone captante à 60 mètres. La crépine extérieure d’un diamètre

de 0 m. 305 est munie de perforations verticales, sur environ 1/5 de sa sur¬

face. Le débit de 250 m3 à l’heure correspond à une vitesse, à la crépine de

1 mm. par seconde. Dans la traversée des fentes et du massif de gravillons,

placé entre la crépine extérieure à fentes et la crépine intérieure à per-

siennes, la vitesse est au moins cinq fois supérieure, elle atteint donc envi¬

ron 5 mm. à la seconde.

Vitesse de l’eau à quelques mètres du tubage.

On peut examiner deux cas extrêmes :

a) Le tubage n’a pas de crépine ; l’eau afflue par son orifice circulaire

de base : les surfaces d’égale vitesse sont des sphères et des zones sphériques.

AGE ET DURÉE DU VOYAGE DE l’eAU

217

b) Le tubage est crépine sur toute la hauteur de la couche aquifère : les

surfaces d’égale vitesse sont des cylindres.

Un calcul simple démontre que les deux hypothèses n’apportent que

des différences insignifiantes, et qu’il suffit d’adopter la seconde hypothèse,

analytiquement plus simple.

Dans cette supposition, les surfaces d’égale vitesse sont des cylindres

ayant pour hauteur l’épaisseur de la couche aquifère (soit 40 mètres) ; la

vitesse des molécules d’eau varie en raison inverse de leur distance à l’axe

des tubages. On trouve ainsi (pour une couche de 40 m. à la porosité de

20 % et pour un débit de 6.000 m3/j.) les résultats suivants :

Distance . 1 m. 10 m. 100 m. 1.000 m.

Vitesse intergranulaire de

l’eau, par jour . 120 m. 12 m. 1 m. 20 0 m. 12

Durée du parcours . 12 minutes 20 heures 83 jours 23 ans

On voit l’extrême lenteur du cheminement de l’eau. A quelques mètres

du tubage, l’eau artésienne ne chemine pas plus vite que dans les filtres

à sable pour l’épuration industrielle de l’eau. A quelques dizaines de mètres,

la vitesse devient beaucoup plus faible.

V itesse aux affleurements.

Il n’est pas possible de calculer exactement la vitesse de l’eau au milieu

de son parcours, puisque, comme nous l’avons dit, on ignore la forme des

surfaces d’égale vitesse. Mais aux affleurements, le calcul présente plus de

certitude.

Ce calcul est important. En effet, pour que l’eau de pluie puisse alimen¬

ter les forages d’une façon continue, encore faut-il qu’elle puisse pénétrer

par les affleurements. C’est ici que peuvent servir les mesures de pénétra¬

tion de l’eau faites par plusieurs auteurs, et notamment par F. Dienert.

(1931-1934).

Les évaluations données d’autre part démontrent que sur les 94.368 hec¬

tares d’affleurement horizontal des Sables verts tombe une hauteur de pluie

d’hiver de 458 mm., soit au total 431.000 m3 d’eau. Comme les puits arté¬

siens débitent 125.000 m3/j. (soit 45.625.000 m3/an), on voit qu’il suffit

pour réapprovisionner la nappe qu’il ne s’infiltre qu’un dixième des pluies

d’hiver, car

431 . 000 . 000 : 45 . 625 . 000 = 9,5 » f0

Or, le pluviomètre souterrain de Dienert a toujours donné des péné¬

trations beaucoup plus grandes.

D’autre part, la vitesse de cette pénétration est elle-même suffisante.

Pour alimenter les puits, l’eau infiltrée doit avoir (pour une porosité de

20%) une vitesse intergranulaire égale à :

218

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

45 . 625 . 000 m3/an

943 . 680 . 000 mq X 0,20

= environ 25 cm. par an

Cette vitesse nécessaire est très inférieure à celle que l’on connaît dans

les cas analogues : 0 m. 40 par jour mesurés dans les Sables de Fontaine¬

bleau par Maynard (1937 o), par exemple ; ou 0 m. 12 par jour observés

dans les Sables verts eux-mêmes à leur affleurement de Montiéramey,

par l’un de nous (Soyer).

7. Conclusion.

Quelle que soit la part obligatoire des hypothèses dans ces calculs, ils

ont l’avantage de fixer sur l’ordre de grandeur d’un phénomène fort impor¬

tant : la vitesse de l’eau dans les Sables verts de la couche albienne.

Qu’on augmente ou diminue l’imperméabilité des couches, ou leur épais¬

seur, qu’on rétrécisse la surface des bassins d’alimentation, on diminuera

ou on augmentera les durées dans des rapports de 1 à 4, par exemple, mais

dans tous les cas les vitesses resteront extrêmement faibles (de quelques

millimètres à quelques mètres par an) et les durées de voyage incroyable¬

ment longues (de quelques milliers à quelques centaines de milliers d’an¬

nées), incomparablement plus longues que la durée de la vie humaine et

des projets actuels des hommes.

Cette considération exclut donc l’idée séduisante d’intervenir par des

moyens humains dans le débit de la nappe, autrement qu’en interdisant

d’y puiser sans discernement.

On s’est souvent posé en effet le problème de la réalimentation de la

nappe artésienne. Sans discuter tous les facteurs du problème, l’étude pré¬

sente donne immédiatement une réponse négative sans intérêt dans l’état

actuel de la civilisation.

Si, en effet, l’on perçait un puits absorbant à une centaine de kilomètres

de Paris et que ce puits mis en charge suffisante, pût débiter dans la nappe

une quantité d’eau appréciable, cette eau arriverait bien un jour à la capi¬

tale : mais dans un temps qui ne saurait être inférieur à plusieurs milliers

d’années.

CONCLUSIONS GÉNÉRALES

La nappe albienne des Sables verts, connue dans le sous-sol de 22 dépar¬

tements du Bassin de Paris, est retenue captive dans un complexe de sables

et d’argiles, encaissés au toit par les couches bien continues de l’Argile du

Gault, au mur par une série argileuse infra-crétacée qui occupe à peu près

toute la superficie de la couverture albienne. Cependant, aux affleurements,

les Sables albiens transgressifs peuvent reposer, comme dans les Ardennes,

sur le substratum jurassique. Les Sables verts sont connus en affleurement

sur la lisière orientale du Bassin de Paris, où ils forment entre Hirson et

Bourges un arc de cercle de 430 km. de longueur ; ils recouvrent une super¬

ficie de 943 km2. Dans le Pays de Bray,les affleurements des Sables albiens

recouvrent 63 km2.

Les Sables albiens donnent des sols boisés, où les cours d’eau sont nom¬

breux ; leur faible perméabilité a déterminé l’existence de nombreux étangs ;

on y rencontre peu de localités importantes en raison du climat humide

et de la pauvreté du sol peu propice à la culture.

L’extension des Sables albiens vers l’Ouest et le Sud-Ouest est imprécise.

En Basse-Normandie l’Albien disparaît en biseau sous le Cénomanien, et

en Touraine les Sables cénomaniens remplacent les Sables verts au point

de vue hydrologique. Ceux-ci diminuent considérablement d’épaisseur

dans l’Eure-et-Loir et le Loir-et-Cher.

Le centre du Bassin parisien est maintenant bien connu jusqu’au Cré¬

tacé inférieur. L’Albien, en particulier, a été atteint ou traversé par de

nombreux puits. Pour l’ensemble du bassin on a pu recueillir les coupes

de 288 forages ou sondages, dont 109 aux Sables verts, situés pour la plu¬

part dans les départements limitrophes de la vallée de la Seine.

Apports a la nappe.

Les apports à la nappe sont constitués uniquement par les eaux de pluie ;

l’apport, des cours d’eau et du ruissellement est pratiquement nul. Il ne

semble pas que l’eau marine rentre actuellement dans la nappe albienne,

mais de nouveaux puits, abaissant trop bas le point de charge, peuvent

220

P. LEMOINE, R. HUMEHY, R. SOYER

devenir un danger. Les siphonages souterrains peuvent s’exercer dans les

zones où l’Albien est transgressif sur le Jurassique, mais cet apport est

limité par la faible perméabilité des grès verts.

Sorties de la nappe.

Les sorties d’eau sont importantes ; de nombreuses sources naissent

dans les Sables verts et rejettent les eaux pluviales dans le réseau hydro¬

graphique très près de leur zone d’infiltration. Les pertes sous-marines ne

s’effectuent plus à notre époque ; les déperditions d’eau par le toit argi¬

leux des Sables verts sont nulles. Les failles colmatées ne montrent aucune

ligne de sources permettant de déceler des communications entre l’Albien

et les autres étages. Par contre, les failles déterminent des compartiments

très indépendants où la nappe albienne offre une mise en pression impor¬

tante (Incarville).

Les sorties d’eau sont surtout dues aux forages artésiens ; leur débit

actuel, calculé au sol, ne dépasse pas 125.000 m3 par 24 heures. Toutefois,

certains ouvrages anciens, avariés, peuvent perdre une partie de leur débit

dans les terrains plus récents s’ils sont fissurés ou perméables. Les forages

mixtes, captant deux ou plusieurs nappes, ne provoquent pas de déperdi¬

tion des eaux par absorption d’une nappe par une autre ; dans ce cas les

débits s’ajoutent lorsque les puits sont jaillissants et le point de charge se

relève dans les puits pompés.

Température des eaux artésiennes.

Les eaux souterraines ont une température élevée, en relation directe

avec la profondeur. On admet qu’elle augmente de 1° tous les 30 mètres

environ. Les eaux albiennes sont tièdes : 27 à 35° suivant la profondeur

où elles sont situées. Toutefois des anomalies ont été constatées : tantôt

le degré géothermique est plus faible que la moyenne (Pressagny-l’Orgueil-

leux), tantôt il est plus fort (Nanterre) ; dans certains endroits on peut

attribuer parfois ces exceptions aux conditions tectoniques locales, mais,

dans la plupart des cas, cette cause ne peut être invoquée. Des prises de

température, effectuées dans quelques forages de la région parisienne, à

diverses reprises, ont montré que la température de l’eau du puits s’abaisse,

donc que le degré géothermique augmente, quand le débit diminue.

Le degré géothermique, qui était de 33 m. 20 en 1841 pour le puits de

Grenelle, est passé à 45 m. 45, en 1936, dans le forage de la Compagnie géné¬

rale des Eaux à Pantin. La température des eaux s’abaisse donc dans l’Al¬

bien, en fonction du temps.

Les eaux qui arrivent au sol naturellement, grâce à leur force ascension-

CONCLUSIONS GÉNÉRALES

221

nelle naturelle, ou artificiellement par pompage, n’ont pas eu le temps de

s’élever à la température correspondant à la profondeur où elles circulent.

C’est l’un des signes de la « fatigue » de la nappe albienne.

Niveau statique.

Parallèlement à l’accroissement du degré géothermique, on constate

un abaissement considérable du point de charge, qui de -f- 126 en 1841,

est tombé à -)- 32,00 en 1936, dans le Synclinal de la Seine.

On peut concevoir l’individualité hydrogéologique des grands syncli¬

naux dont les points de charge s’établissent à des cotes très différentes. Le

maximum d’abaissement se produit dans les fosses profondes, très ponc¬

tionnées, où la perte de charge atteint son maximum, et l’on doit, pour

maintenir les débits, opérer des pompages intensifs, en abaissant toujours

davantage le niveau d’aspiration des engins d’exhaure.

La perte de charge.

La perte de charge est un facteur important dans la baisse des points

de charge des puits artésiens de la nappe albienne, mais d’autres causes

interviennent, les unes relatives au gîte (porosité des sables, lentilles argi¬

leuses, passées solides, colmatage par entraînement des parties argileuses,

etc.), les autres d’ordre technique (procédés de forage, méthodes de cap¬

tage, massifs captants naturels ou artificiels, crépines, etc.).

La circulation de l’eau dans les sables ne s’opère qu’avec une extrême

lenteur, et bien que les sorties d’eau annuelles par les puits artésiens soient

inférieures en volume aux rentrées théoriques, le débit décroît de plus en

plus, et l’ouverture de tout nouveau puits influence d’une façon sensible

l’ensemble des ouvrages précédents. De plus la théorie courante des puits

artésiens semble insuffisante pour expliquer les anomalies constatées dans

le régime de certains puits.

Caractères physiques des sables.

Les Sables verts sont siliceux ; le quartz constitue une grande partie de

la masse et on trouve, en proportion variable, de la glauconie, de l’oxyde

de fer magnétique, de l’argile, du mica et quelques rares feldspaths. Acces¬

soirement on rencontre des nodules phosphatés. Pratiquement le carbo¬

nate de chaux n’existe pas.

Les Sables albiens ont une porosité plutôt faible (moyenne de 20% envi¬

ron) ; une finesse moyenne (entrefil probable moyen de 0 mm. 20) ; hété-

222

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

romorphes, ils comportent généralement une fraction dominante qui se

répartit dans les grains dont le diamètre varie de 0 mm. 150 à 0 mm. 177

et qui peut dépasser 78 °/0 de la masse. Cette fraction joue un rôle impor¬

tant au point de vue hydrogéologique ; la fraction la plus fine, toujours

faible proportion (moins de 15 °/0) peut être entraînée sans inconvénient.

Quant à la partie argileuse, qui peut atteindre 20 % de la masse, elle joue

un rôle empêchant, très net ; elle est toujours importante dans les échan¬

tillons de faible porosité.

La composition chimique des Sables verts conditionne celle des eaux

albiennes, faiblement minéralisées et légèrement basiques, dont le degré

hydrotimétrique est compris entre 6 et 16 d. On y rencontre en proportion

variable mais toujours faible, du chlorure de sodium, du carbonate de

soude, des sels de potassium. Le titre alcalimétrique est toujours faible,

sauf dans certaines eaux provenant de forages établis sur le littoral ou dans

le synclinal de la Somme où l’on peut invoquer une diffusion des sels marins.

La chaux, la magnésie sont peu abondantes dans les forages exécutés à

l’intérieur du Bassin de Paris. La teneur en sulfate de chaux est toujours

faible. Au point de vue bactériologique, l’Albien donne des eaux parfai¬

tement pures.

On aura remarqué que n’ont pas été traitées certaines questions sur

lesquelles divers hydrologues se sont étendus. On n’a pas tenté d’évaluer

avec précision le cubage total de la nappe, car cette opération ne con¬

duirait probablement à aucun résultat acceptable. Malgré le nombre

important de forages connus, leur répartition n’est pas assez satisfai¬

sante pour qu’on puisse tenter un rattachement direct entre la région

bien connue de Paris et les affleurements les plus proches (ceux de

l’Aube), car il existe un hiatus de 150 km. sans forages où l’on ignore le

comportement de l’Albien. De même, les limites nord et ouest sont encore

trop imprécises et l’on ne peut estimer avec exactitude la valeur spéciale

de la zone albienne.

D’ailleurs, même si cette notion était connue d’une manière satisfaisante,

elle ne conduirait à aucun résultat positif, car la granulométrie des Sables

verts est encore peu étudiée. Les coefficients publiés sont trop peu nom¬

breux pour une formation géologique aussi étendue que l’Albien.

Dans l’ensemble la nappe albienne ne constitue pas véritablement un

système aquifère particulièrement remarquable, car son débit actuel, estimé

à 125.000 m3 par 24 heures, ce qui est probablement un peu au delà de la

vérité, correspond à un débit quotidien de 2 m3 par km2, vraiment faible

pour une nappe théoriquement réalimentée ; et il apparaît dès maintenant

qu’aucune infiltration importante ne se produit à l’amont de la nappe

albienne.

La question de la réalimentation de la nappe a été soulevée par l’un de

nous (Paul Lemoine, 1937) qui croit cette opération possible à l’époque

actuelle. On ne peut infirmer cette conception à laquelle toutefois ses col-

CONCLUSIONS GÉNÉRALES

223

laborateurs (R. Humery et R. Soyer) ne se sont pas ralliés. Il est d’ailleurs

curieux de souligner à ce sujet que les partisans de la perte de charge envi¬

sagée comme seul facteur de l’abaissement du débit général de la nappe,

sont des adversaires résolus de la réalimentation de celle-ci.

En réalité, dans les conditions actuelles, les Sables albienssont pratique¬

ment imperméables ; les eaux qui parviennent à s’infiltrer actuellement

suffisent à peine à assurer le mouillage des sables qui constituent les affleure¬

ments. On puise dans une nappe qui s’est remplie à une échelle de temps

géologique et on la vide à une échelle de temps humaine. Le temps néces¬

saire pour qu’un puits de type artésien passe au type pompé ne dépasse

guère 20 années, ce qui n’est qu’un moment très court de la vie du globe,

alors qu’il faut à la goutte d’eau, qui traverse les grès verts, un temps con¬

sidérable pour atteindre les fosses profondes du Rassin de Paris, se miné-

raliser et s’élever à la température correspondant au degré géothermique

moyen du Bassin parisien.

Une autre question se pose. Si de nos jours l’approvisionnement de la

nappe n’est plus possible, à quel moment a pu s’opérer le remplissage de

la nappe albienne ? On a répondu partiellement à cette question (chapitre

XI) ; il est certain que l’on n’a plus affaire aux eaux marines originales

de l’Albien, qui se sont vidées, au Quaternaire ancien, à la période pré¬

cédant l’abaissement de la Manche, dont l’amplitude négative a atteint de

30 à 60 mètres.

La disposition des affleurements albiens montre, au delà des affleure¬

ments actuels, un certain nombre de lambeaux isolés, d’outliers, séparés

des premiers par des vallées profondes, et nous rappellerons à ce sujet qu’un

système hydrographique important jalonne les affleurements avant de les

traverser. Quel était le régime de ce système au quaternaire ? Il est en

partie connu d’après les travaux de Denizot (1917-1919-1921-1929) qui,

dans une série d’études, a indiqué que la pénéplaine supérieure du bassin

de Paris s’élevait vers l’altitude moyenne de 200 m. et montait jusqu’à

300 m. en Puisaye. Les fleuves avaient alors un régime différent et leurs

alluvions s’étageaient successivement à 70, 50, 25, 15 et 10 mètres au-dessus

de l’étiage actuel. Dans la plus grande partie de la zone des Sables verts,

une élévation de 25 mètres du plan d’eau des rivières suffisait pour recou¬

vrir, immédiatement après le stade de décapage intermédiaire entre le

niveau des plateaux de 50 mètres et celui de haute terrasse de 25 mètres,

la totalité des affleurements de Sables verts. Au Chelléen (terrasse de 15

mètres), une grande partie de ceux-ci étaient encore sous les eaux. A cette

période, la nappe aquifère recouvrant les Sables albiens était suffisam¬

ment importante, en quantité et en pression, pour imprégner complète¬

ment les affleurements qui étaient beaucoup plus développés qu actuellement.

On est donc parfaitement en droit d’appliquer le terme d’eau fossile à une

eau infiltrée entre la fin du Pliocène et la période monastirienne.

Quand paraîtront ces lignes, la nappe albienne aura disparu, en temps

224

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

que nappe artésienne. Cent années à peine auront suffi pour faire de cette

collection d’eau souterraine, que l’on croyait inépuisable, une nappe sim¬

plement ascendante, soumise à la règle des eaux pompées. Faut-il le regret¬

ter ? Certainement pas, car elle a fourni depuis la première ponction d’EL-

betjf, un débit qui a rémunéré largement les dépenses engagées pour son

exploitation, malgré les mécomptes survenus dans plusieurs ouvrages.

Mais son exemple doit servir pour les autres nappes aquifères et pour les

eaux souterraines des formations non sableuses. Les discussions qu’elle a

suscitées ne resteront pas stériles, les problèmes qu’elle a soulevés ne demeu¬

reront pas sans solution. Son exemple a montré à tous les hommes inté¬

ressés, à un titre quelconque, aux questions d’hydrologie souterraine, que

l’étude des nappes profondes, est devenue une nécessité de plus en plus

pressante et, nous serons heureux si nous avons pu apporter notre con¬

tribution à cette œuvre nationale.

LISTE ALPHABÉTIQUE

DES COUPES DE FORAGES

CLASSÉES PAR DÉPARTEMENTS

Mémoires du Muséum, nouvelle série.

T. XI.

15

AISNE

Bergues -sur - Sambre .

Forage exécuté en 1898, par Portet, à la Laiterie de Bergues.

Cote du sol : + 160.

Couche Profondeur Cote Épaisseur Nature de la couche

N° (Mètres) (Mètres) (Mètres) (Roche, analyse, échantillons, étage, etc...)

Avant-puits.

15 m. (+ 160 à + 145)

1 15.00 + 145.00 15.00 Puits maçonné : 1 .20.

Turonien et Cénomanien ( pro parte).

34 m. 45 ( + 145 à + 110.55)

2 49.45 + 110.55 34.45 Marne verdâtre argileuse très sèche avec

pyrites.

Cénomanien.

sur 35 m. 05 (+ 110.55 à + 75.50)

et noirs.

Le niveau statique s’est établi à 12 m. 70 de l’orifice (ait. : -f- 147.30).

En pompage, avec une dénivellation de 20 m. (niveau dynamique à

+ 127.30) on obtenait un débit horaire de 4 m3 500.

AISNE

229

Aptien.

sur 1 m. 80 (— 584,70 à — 586.30)

26 630.30 — 586.30 s.1.60 Argile noire bleuâtre.

Ce forage a fourni au sol (ait. : -)- 44) le débit horaire de 430 m3, soit

10.300 m3 par 24 heures Le débit a même atteint 450 m3 /heure vers le

15 juin 1935.

Des essais de débit effectués à des hauteurs différentes au-dessus du

sol, par la Société Layne-France, ont donné les résultats suivants :

Le niveau statique a pu être calculé d’après ces observations. Il s’établit

à la cote + 116.20.

La température de l’eau est : 30°4.

Fig. 53. — Graphique des essais de débit du forage de Bucy-le-Long.

(Communiqué par la Société Française de Forages Layne-France) .

230

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

Analyse de l’eau du puits artésien de Bucy-le-Long

FAITE PAR M. DlMITRI.

Analyse chimique :

Tous les résultats sont exprimés en milligrammes par litre d’eau :

/ . „ , t Solution acide . 0.875

Évaluation de la ^ n 0X^Sene ^ Solution alcaline . 0.875

matière organique j 2° En C204H2 \ Solution acide . 6.895

' + 2 H20 j Solution alcaline . 6.895

Azote ammoniacal . traces

Azote organique . 0

Nitrites . 0

Nitrates, en N03H . 0

Acide phosphorique, en P04H2 . 0

Acide sulfurique, en SO3 . 133.7

Chlorure de sodium, en NaCl . . . , . 42.0

Chlore correspondant (Cl) . 25.5

Analyse minérale :

Résidu à 110° . 624.0

Résidu après calcination . 562.0

Perte au rouge . 62.0

Silice, en SiO2 . 36.0

Chaux, en CaO . 15.6

Magnésie, en MgO . 10.8

Acide sulfurique, en SO3 . 133.7

Acide nitrique, en N03H . 0

Chlore, en Cl . 25.5

Fer, en Fe203 . 0.2

Composition probable :

Silice en SiO2 . 36.0

Sulfate de chaux en S04Ca . 37.9

Carbonate de chaux, en C03Ca . 0

Sulfate de magnésie, en S03Mg0 . 32.4

Chlorure de sodium, en NaCl . 42.0

Nitrate de chaux, en (N03)2Ca . 0

Sulfate de soude, en S04Na2 . 159.3

Carbonate de soude, en C03Na2 . 322.2

Fer, en Fe2Os . 0.2

AISNE

231

Hydrotimétrie et Alcalimétrie :

Degré hydrotimétrique total . 4.5 d

Alcalimétrie . 304.0

Concentration en ions-hydrogène, pH . 8.2

Examen bactériologique.

Numération. — Cette eau renferme 18 germes par cm3. La numération

est effectuée 20 jours après l’ensemencement.

Spécification. — Levure blanche ; Micrococcus luteus ; Bacillus mesen-

tericus ruber.

Recherches spéciales sur 110 cm3: Bacilles putrides et Coli, négatives.

Conclusion. — Eau reconnue comme minérale, sulfatée et carbonatée,

sodique faible, ne répondant pas à une eau d’alimentation courante.

Très pure au point de vue bactériologique.

Bibliographie. — Société des Sucreries et Distilleries du Soissonnais

(1934) ; Leroux et Pruvost (1935) ; N... (1935).

Estreux.

Forage exécuté par Bregi.

Cote du sol : + 140 environ.

Couche Profondeur Cote Épaisseur Nature de la couche

N° (Mètres) (Mètres) (Mètres) (Roche, analyse, échantillons, étage, etc...)

Alluvions.

12 m. (+ 140 à + 128)

Carbonifère.

sur 200 m. (+ 40 à — 160)

10 300.00 — 160.00 200.00 Pierre bleue de Tournai.

Voir : Dollfus (1890) ; Hermary (1904) ; Paul Lemoine (1910).

232

P. LEMOINE, R. HUMER Y, R. SOYER

Étréaupont.

Forage exécuté en 1931 par la Société Auxiliaire des Distributions d’Eau,

pour le compte de la commune.

Cote du sol : -f- 223.

Couche Profondeur Cote Épaisseur Nature de la couche

N° (Mètres) (Mètres) (Mètres) (Roche, analyse, échantillons, étage, etc...)

Limons et Argile a Silex.

7 m. ( + 223 à + 216)

Albien.

12 m. 50 ( + 143.50 à + 131)

12 92.00 + 131.00 12.50 Marne bleue avec calcaire gris, pyrites,

sables verts, cailloux noirs, calcaire blanc,

parcelles de bois, etc.

Aptien-Barrémien.

5 m. 30 (+ 131.00 à + 125.70)

13 97.30 + 125.70 5.30 Marne grise bleuâtre.

Néocomien (Aachénien).

15 m. 70 (+ 125.70 à + 110)

14 113.00 + 110.00 15.70 Sables verts argileux, pyriteux.

Jurassique (Bathonien ?).

sur 29 m. (+ 110 à + 81)

15 142.00 + 81.00 29.00 Calcaire blanc tendre avec grains de sables

verts.

AISNE

233

Le niveau statique s’est établi à 82 m. de profondeur (ait. : 141).

En pompage, avec une dénivellation d’environ 6 mètres (niveau de pom¬

page à -f- 135) on obtenait un débit horaire de 6 m3, soit 144 m3 par

24 heures.

Analyse chimique d’eau,

faite par l’Institut Pasteur. Lille.

Date d’arrivée : 24-12-31. — Échantillon n° 4049.

Provenance : Etréaupont (Aisne).

Forage communal, hameau entre deux bois.

Limpidité au repos . limpide

Réaction . légèrement alcaline

Odeur . nulle

Degré hydrotimétrique total . 38‘*

— — permanent . 19d5

en grammes par litre

Résidu sec à 110° ....'. . 0.578

Titre alcalimétrique (en C03Ca) . 0.235

Chlore des chlorures (en Cl) . 0.162

Acide sulfurique des sulfates en S04H2) . 0.038

Acide nitrique des nitrates . . 0 . 030

Acide nitreux des nitrites . néant

Chaux (en CaO) . 0.216

Magnésie (en MgO) . 0.012

Ammoniaque (en NH3) . néant

Matières organiques (en O) .

Dosage en solution acide . 0.0006

Dosage en solution alcaline . 0.0007

Interprétation des résultats de l’analyse : Eau plus minéralisée que celle

des autres forages mais néanmoins propre aux usages domestiques.

Lille, le 6 janvier 1932.

Le Directeur de l’ Institut Pasteur,

Signé : Marmier.

Analyse bactériologique d’eau

faite par l’Institut Pasteur. Lille.

Date d’arrivée : 24-12-1931. — N° d’ordre : 4050.

Provenance : Étréaupont (Aisne).

Forage, hameau entre deux bois.

Nombre de germes aérobies par c. c . 18

(Comptés par la méthode des plaques de gélatine nutritive

après 10 jours.)

234

P. LEMOINE, R. HUMERY, R. SOYER

Nombre de microbes liquéfiant la gélatine, par c. c . 4

Bacterium coli, par litre . néant

Sarcines . »

Bacillus fluorescens liquefaciens . »

Conclusion : Eau propre aux usages domestiques.

Lille, le 6 janvier 1932.

Le Directeur de l' Institut Pasteur,

Signé : Marmier.

Nota. — Nous exprimons nos vifs remerciements à M. le Maire d’Etréau-

pont, qui a bien voulu nous communiquer la documentation relative à ce

forage.

Guise.

Sondage exécuté pour le compte de M. Godin, en 1878.

Cote du sol : + 90.

Couche Profondeur Cote Épaisseur Nature de la couche

N» (Mètres) (Mètres) (Mètres) (Roche, analyse, échantillons, étage, etc...)

Sénonien.

37 m. (+ 90 à + 53)

1 0.00 + 90.00 37.00 Craie.

Turonien.