PL. OOSTENDE 21E Service géologique
A.Rutot de Belgique
40 EXTRAIT DU BULLETIN DE LA SOCIETE BELGE DE GEOLOGIE
DE PALEONTOLOGIE ET D'HYDROLOGIE
Tome XV.- Année 1901. - Procès-Verbaux,
séance du 19 mars, pp.178-189.
LE PUITS ARTESIEN DU ROYAL PALACE HOTEL A OSTENDE (5)
par le baron Oct. VAN ERTBORN
(AVEC ANALYSES DE MM. KLEMENT ET WAUTERS)
(1er mai au 14 août 1899).
Cote de l'orifice : 10 environ.
Profondeur en mètres
Moderne Sable dunal 0.00 à 7.00
Argile polderienne 7.00 13.20
La même, sableuse 13.20 16.20
Quaternaire Sable tourbeux 16.00 28.75
Sable grossier avec coquilles et cailloux 28.75 34.30
Ypresien Argile brunâtre 34.30 40.00
inférieur Argile plastique 40.00 52.50
Argile dure 52.50 71.20
Argile brunâtre 71.20 74.30
Argile verdâtre 74.30 76.10
Argile brunâtre 76.10 99.25
Septaria 99.25 99.57
Argile plastique 99.57 117.15
Argile vert foncé 117.15 121.25
Argile brunâtre 121.25 133.90
Argile avec zones schistoïdes 133.90 158.35
A 139.54 de 0.12
A 142.56 de 0.05
A 145.20 de 0.40
A 148.25 de 0.10
A 150.15 de 0.23
A 157.70 de 0.20
Argile vert bleuâtre 158.35 162.05
Argile brunâtre 162.05 162.70
Argile dure 162.70 164.15
Concrétion schistoïde 164.15 164.23
Argile brunâtre 164.23 166.48
Concrétion schitoïde 166.48 166.59
Argile brunâtre 166.59 169.30
Concrétion schistoïde 169.30 169.35
Argile plastique 169.35 170.00
Argile dure 170.00 173.35
Sable argileux bleuâtre 173.35 174.85
Argile dure 174.85 175.60
Sable coquillier (1) et cailloux 175.60 175.80
(Base de l'Yprésien à la cote - 165.80)
Landenien Argile dure 175.80 176.20
supérieur Argile sableuse 176.20 177.25
(Sparnacien)Grès dur, coquillier 177.25 177.55
Sable argileux noir, coquillier,
ligniteux 177.55 178.45
Grès dur, coquillier 178.45 178.68
Argile sableuse noirâtre, ligniteuse 178.68 180.23
Sable coquillier (non percé) 180.23 185.24
(1) Coquilles remaniées.
Cette coupe nous apprend rien de bien nouveau au point
de vue gèologique. Nous appelerons cependant
l'attention sur les grès durs du Landenien supérieur.
Les pierres dures désignées avec doute comme silex
à 171m,07, 186m40 et 191m45 de profondeur au sondage
de Mariakerke-lez Gand (2) ne seraient-elles pas de
même nature ? Le fait paraît probable.
Quoique n'ayant pas vu ia série d'échantillons, on
serait tenté de placer en ce point la base de
l'Yprésien à la cote - 166.
A Gand, elle se trouve à la cote - 144.5.
Elle s'infléchirait donc vers le Nord-Ouest de 21m,50;
la distance étant d'environ de 4 kilomètres, son allure
serait tout à fait normale.
La pierre tendre ou marne notée à Mariakerke à 194m,87
serait du sable calcareux cohérent, ou même de la marne
blanchâtre, comme il y en avait des strates dans
l'argile ligniteuse landenienne à Ostende.
Ceci sous toutes réserves (3).
Rappelons aussi que nous avons rencontré à 168m,90,
au sondage de la rue Charles-Quint, à Gand, une pierre
très dure qui ne fut pas percée, probablement un grès
semblable à ceux d'Ostende.
Au point de vue paléontologique, les découvertes ont
été plus intéressantes. Nous avons trouvé dans le
Landenien supérieur de nombreux fossiles, dont quelques
uns sont nouveaux pour la faune belge.
Les déterminations sont de M.Leriche (4), qui s'occupe
tout spécialement de la faune sparnacienne.
Gastéropodes
Tritonidea lata Sow. r
Potamides funatus Mant. c.
Melanopsis buccinoidea Fer. c.
Faunus curvicostatus Desh. c.
Melania inquinata Defr. ar.
Stenothyra miliota Mellev. r.
Pelécypodes.
Cyrena caneiformis Fer. cc.
Cyrena sp.
Ostrea sparnacensis (5) Defr.
Ostrea bellovacina Lam.
Spongiaires
Cliona erodens Dollf. c.
M. Leriche ajoute en note : "Dans un forage fait à Gand
MM. Renard et Vincent (Annales de l'Association des
Ingénieurs sortis de l'Ecole de Gand, t.XX,p. 70,
1896-1897) ont signalé sous l'argile " ypresienne, dans
les couches traversées de 152 à 171 mètres, la précense
de Melania inquinata. Cyrena cuneiformis, Melanopsis
sodalis et Ostrea submissa. Ces deux dernières
espèces n'ont pas encore été rencontrées en France
dans l'étage sparnacien."
(2) Bulletin de la Société, t.I. (Mém.pp.8 et 9.)
(3) Cette interprétation et celle qui précède relative
aux couches naguère considérées comme "silex" pour des
roches dures rencontrées de 171 à 191 mètres au puits
de Mariakerke, et qui fait des 61 mètres inférieurs de
ce puits tout simplement du Landenien, se rencontre
avec celle qui vient d'être signalée, avec examen des
échantillons à l'appui, par M. Van den Broeck, à la
séance du 26 février dernier. Voir page 73, note 1.
(4) Annales de la Société géologique du Nord, t.XXVIII,
pp. 280 et suivantes. (Séance du 22 novembre 1899.)
(5) Les débris d'huitres sont extrêmement nombeux;
quelques rares fragments se prêtent seuls à une
détermination spécifique.
"Melanopsis sodalis des sables de Châlon-sur-Vesle est
assez voisin de Melanopsis buccinoidea, qui est très
commun dans les lignites du Soissonnais.
"Quant à Ostrea submissa, elle se rencontre, en France,
dans les sables de Cuise et dans le calcaire grossier
inférieur."
Malgré ces légères différences fauniques, il est
probable que les couches d'Ostende et de Gand
appartiennent au même horizon géologique (1).
Au sondage du Royal Palace Hotel, la base de l'Yprésien
est formée de coquilles brisées et remaniées; la même
couche a été rencontrée au sondage de la ville
d'Ostende (2). A Gand (puits artésien de la ville), une
couche graveleuse avec débris de coquilles constitue
également la base de l'Ypresien (3).
Au Royal Palace Hotel, la base de l'Ypresien se trouve
à la cote - 175.80. Au sondage d'Ostende-Ville,
distant de 1,700 mètres environ dans la direction
est-nord-est, cette même base se trouve à la cote
- 175.50. Remarquons qu'en ce point, la couche avec
cailloux commence à la cote - 166.50 pour se terminer à
- 175.50. La pente kilométrique dans cette direction
est donc de 3 mètres.
Au puits artésien de Blankenberghe, à 18 kilomètres
environ dans la même direction, la base de l'Yprésien
se trouve à la cote - 237.
L'inflexion n'est plus que de 5m,33, soit de moitié
moindre.
Au Royal Palace Hotel, l'étanchéité du puits dans la
traversée des couches perméables supérieures est
absolue.
Son débit à la cote 10 est de 20 litres par minute; le
niveau hydrostatique de la nappe aquifère se trouve
donc au moins à la cote 12.
MM. Rutot et Van den Broeck ont publié, dans les
Annales de la Société, une Notice des plus
intéressantes sur la composition chimique des eaux
artésiennes. (5).
Elle comprend en outre de nombreux détails sur le puits
artésien de la ville d'Ostende.
Il serait intéressant de comparer les analyses faites
à cette époque avec celles de mes collaborateurs. Nous
prendrons la liberté d'y renvoyer le lecteur.
MM. Rutot et Van den Broeck nous donnent aussi les
niveaux hydrostatiques des différentes nappes aquifères
rencontrées au forage d'Ostende-Ville. Soit:
Première nappe à 173 mètres du sol : cote d'équilibre + 8.14
Deuxième nappe à 185 mètres du sol : cote d'équilibre + 9.54
Troisième nappe à 299 mètres du sol : cote d'équilibre + 11.29
Le niveau hydrostatique de 11m,29 au-dessus de la
basse-mer est considéré comme la résultante des trois
nappes.
On remarquera que pour les nappes landeniennes, les
niveaux sont inférieurs d'au moins 2m,50 à celui
constaté au Royal Palace Hotel.
Cette différence, inexplicable à aussi courte distance,
nous a donné la raison d'être des faits suivants,
attribués à l'influence de la marée.
Nous résumons :
On aurait constaté que la venue d'eau aurait augmenté
jadis avec la pleine mer, que le niveau hydrostatique
se relèverait de 0m,12 à 0m,15, pour revenir ensuite
à son niveau primitif.
(1) On n'a pas signalé les psammites très durs, qu'il
a fallu percer par percussion.
(2) Bulletin de la Société, t.I. (Mém. p. 4)
(3) Annales de l'Association des Ingénieurs sortis de
l'Ecole de Gand, t. XX. p. 70.
(4) Bulletin de la Société, t. II. (Mém. p. 260)
(5) Bulletin de la Société, t. IV. (Mém. p. 172.)
Un jaugeage fait à la marée haute accusait un débit de
80.000 litres par vingt-quatre heures, et un autre
jaugeage, fait à marée basse, en révélait un de 145.000
litres pendant le méme espace de temps.
"Les membres de la Commission, dans leur rapport du
12 mars, pensent que la relation entre les variations
du niveau et son débit avec la marée proviendrait de
ce que les couches renfermant les nappes artésiennes
viennent affleurer au fond de la mer dans leur
prolongement ouest."
L'influance de la marée n'est point discutable ici,
mais cette influence peut se manifester de deux
matières fort différentes, soit en pesant sur
l'affleurement des couches, comme le pensaient les
membres de la Commission, soit en s'opposant aux
fuites dans la couche superficielle perméable. La
première influence peut être désignée sous le nom
d'influence de fond.
Toutefois, cette influence de fond ne peut expliquer
de telles différences de débit dans le cas qui nous
occupe. Elle peut être sensible lorsque les puits ont
leur source dans les roches fissurées (1) ayant leur
débouché à peu de distance dans la mer; mais, à Ostende
les sables landeniens sont recouverts par une puissante
couche d'argile ypresienne, dont la zone d'extension
est énorme. Les affleurements sous-marins de sables
landeniens, s'ils existent, doivent se trouver à une
distance telle d'Ostende, qu'une surcharge de 3 à 4
mètres, par suite de la perte de charge sur une si
longue distance, doit être à peu près sans influence
notable sur le débit (1').
Cette influence aurait dû se manifester au sondage du
Royal Palace Hotel, ou rien de sensible ne fut constaté.
Elle devrait même s'étendre dans l'intérieur des
terres, ou elle n'a été signalée que dans les fissures
du calcaire carbonifère.
Enfin, les variations de niveau, produites pendant le
cours de saisons, dans les nappes phréatiques, ne
paraissent influencer que d'une manière absolument
insensible le débit des sources, lorsque ces mêmes
nappes, en s'enfonçant dans le sol, deviennent
artésiennes. Une faible surcharge, soit dans la zone
d'affleurement des nappes perméables sableuses, soit en
leur point de déversement dans le fond des mers, ne
peut donc avoir qu'une influence minime lorsque les
points d'affleurement et de déversement sont distants
de 100 kilomètres et plus, et le débit ne peut varier
du simple au double, comme on l'a constaté au puits
d'Ostende-Ville.
L'influence de la marée devait donc se manifester d'une
autre manière, en mettant obstacle à l'épanchement de
la source dans les couches perméables supérieures à
l'argile ypresienne, par manque d'étanchéité des
tubages. Nous la désignerons sous le nom d'influence
de surface.
(1) LAURENT et DEGOUSEE (Guide du sondeur, t.I, p. 38)
nous disent que la fontaine jaillissante de
Noyelle-sur-mer et toutes celles forées dans les environs
d'Abbeville, montent et baissent avec la marée.
Il rappelle qu'Arago fit faire des observations
analogues au sujet d'un puits artésien à Lille.
Observons que les premières ont leur source dans les
fissures du Crétacé et le puits artésien de Lille dans
celles du calcaire carbonifère, ce qui explique ces
variations de débit. L'eau circule, non dans les porcs
d'une couche perméable, mais dans de vrais canaux
souterrains.
Cette influence de surface ne peut produire ses effets
que dans la zone ou le sable dunal s'imprègne
rapidement d'eau et la laisse échapper avec la même
facilité, soit donc dans une zone restreinte, celle
ou est situé le puits artésien d'Ostende-Ville. Il y
avait donc une fuite variable avec la charge (3);
il nous sera facile de le démonter. Il est
(1') A Grenelle, la perte de charge due à la masse
filtrante est d'environ 56 mètres.
(DUPUIT, Traité de la conduite et de la distributiion
des eaux, p. 101.)
(2) DUPUIT. Traité théorique et pratique de la conduite
et de la distribution des eaux, p. 101.
(3) Voir aussi DUPUIT. Etudes théoriques et pratiques
sur le mouvement des eaux, pp.284 et suivantes.
établi que les débits sont proportionnels aux charges
à partir d'un point donné et peuvent être déterminés
graphiquement par une ligne droite. On prend donc les
hauteurs pour ordonnées et les débits pour abscisses
pour obtenir la ligne des débits. Le débit maximum
d'Ostende-Ville étant, à la cote 6.37, de 100,8 (1)
par minute et le niveau hydrostatique à ce moment de
11m,29 + 20, la figure graphique nous donne les débits,
par minute, à tous les niveaux; soit 80 litres par
minute à la cote 7.40; 60 litres par minutes à la cote
8.48; 40 litres par minute à la cote 9.44; 20 litres
par minute à la cote 10.46 et 0 à la cote 11.49.
Le débit de 0,926 par seconde, soit 55,5 par minute à
marée basse à la cote 6.37, se trouve à la cote 9
environ au moment de la marée haute. Il s'abaisse donc
de 2m,60; il devrait en être de même du niveau
hydrostatique; or il n'en est rien, celui-ci varie à
peine de 0m,15 à 0m,20.
Cette anomalie prouve à l'évidence qu'il y a une fuite,
dont l'épanchement dans la couche perméable supérieure
est contrariée par les dénivellations de la marée et
qui n'influence que faiblement le niveau hydrostatique.
Passons à présent à l'analyse chimique de l'eau du
puits artésien du Royal Palace Hotel; celle-ci est
l'oeuvre entière de mes honorables collaborateurs.
L'eau nécessaire pour les analyses chimiques et
bactériologiques fut prise le 2 novembre 1900. Elle
possède un goût salé assez prononcé et l'odeur
caractéristique des eaux ferrugineuses. Vue en petite
masse, elle paraît claire et incolore, mais, en couche
plus épaisse, elle est légèrement opaline avec une
faible teinte jaunâtre et abandonne, après quelque
temps de repos, un léger dépôt silico-ferrugineux. La
réaction au papier de tournesol est franchement alcaline.
I. - Analyse de M.C. Klement.
1. - 50 c.c. d'eau donnèrent : a) 0gr,1397 de chlorure
d'argent et 0gr,0030 d'argent métallique; b) ogr,1432
de chlorure d'argent et 0gr,0006 d'argent métallique.
2. - 250 c.c. d'eau donnèrent 0gr,2722 de sulfate de baryum.
3. - a) 100 c.c. d'eau donnèrent 0gr,2592 de chlorure
de sodium et de potassium et 0gr,0092 de chloro-
platinate de potassium; b) 50 c.c. d'eau donnèrent
0gr,1291 de chlorure de sodium et de potassium.
4. - 1 litre d'eau donna 0gr,215 de silice, 0gr,0029
de peroxyde de fer (avec traces d'alumine), 0gr,0112
de chaux et 0gr,0315 de pyrophosphate de magnésium.
5. - 500 c.c. d'eau furent soumis à la distillation.
La première portion distillée renfermait autant
d'ammonique que 5 c.c. d'une solution de chlorure
d'ammonium (1 c.c.= 0gr,05 NH3); la seconde portion en
renfermait encore autant que 0cc,5 de la solution
ammoniacale, et la portion distillée après l'addition
de permanganate de potassium encore autant que 0cc,6
de cette solution.
6. - 100 c.c. d'eau demandèrent, pour l'oxydation des
substances organiques, 3cc,5 de solution de
permanganate de potassium (1 c.c. = 0gr,000203 KMnO4).
7. - 50 c.c. d'eau, évaporés à sicité, laissèrent
0gr,1370 de résidu séché à 110 .
L'eau renferme donc, par litre, en grammes:
Analyse Klément. Analyse Wauter
a b.
Chlore (Cl.) 0,7108 0gr,7122 0gr,710
Acide sulfurique (SO3) 0,3738 " 0,371
Acide azotique faibles traces. traces
Acide azoteux faibles traces. traces
Silice (SiO2) 0.0215 " 0,008
Soude (Na2O) 1,3605 1,3552 1,359
Potasse (K2O) 0,0178 " 0,018
Chaux (CaO) 0,0112 " 0,011
Magnésie (MgO) 0,0114 " 0,008
Peroyxde de fer (Fe2O3)
avec traces d'alumine 0,029 " 0,003
Ammoniaque libre (NH3) 0,00055 " 0,00012
Ammoniaque albuminoïde 0,00006 " 0,00006
Résidu fixe à 110 2,7400 " "
Résidu fixe à 160 2,7400 " 2,706
Oxydabilité (en
permanganate) 0,0071 " "
D'après ces données, en supposant que le fer s'y trouve
à l'état de carbonate ferreux, on peut admettre la
présence des substances suivantes:
Analyse Klement. Analyse Wauters
Chlorure de sodium (NaCl) 1gr,1517 1gr,149
Chlorure de potassium (KCl) 0,0282 0,028
Sulfate de sodium (Na2SO4) 0,6635 0,659
Carbonate de sodium (Na2CO3) 0,7815 0,790
Carbonate de calcium (CaCO3) 0,0200 0,020
Carbonate de magnésium (MgCO3) 0,0239 0,017
Carbonate de fer (FeCO3) 0,0042 0,004
Silice (SiO2) 0,0215 0,008
Ammoniaque libre (NH3) 0,00055 0,00012
Ammoniaque albuminoïde 0,00006 0,00006
L'analyse bactériologique a démontré l'absence de
microbes pathogènes et de bacterium coli.
Cette eau est donc fortement minéralisée et
caractérisée par la présence de sels presque
exclusivement sodiques: chlorure, carbonate et sulfate.
Elle a une composition tout à fait analogue à celle du
grand puits artésien d'Ostende, foré en 1858 et 1859,
et dont l'eau à été analysée à différentes reprises (1).
La présence d'ammoniaque libre et surtout d'ammoniaque
albuminoïde dans cette eau est assez insolite; à
notre connaissance, elle n'a jamais été signalée dans
des eaux artésiennes. Dans les eaux superficielles, on
attribue généralement cette ammoniaque albuminoïde à
une contamination par les produits de putréfaction
animale. Mais il serait bien difficile de lui donner
la même signification dans une eau provenant de 180
mètres de profondeur et où toute infiltration
étrangère est absolument exclue. Est-ce qu'elle
proviendrait du lessivage de restes organiques fossiles?
D'ailleurs toute la composition de ces eaux
artésiennes du littoral belge, aussi bien que celle de
certaines nappes d'eau artésienne de l'intérieur du
pays, est encore assez mal expliquée. On admet
généralement une infiltration d'eau de mer dans les
diverses nappes aquifères, ce qui expliquerait au moins
leur forte teneur en chlorure de sodium.
Mais comment cette eau de mer s'est-elle débarrassée
de ses sels magnésiques et les a-t-elle remplacés par
la carbonate et le sulfate sodiques? Voilà des
questions qui attendent encore leur solution.
Quant au fer, il pourrait provenir, en partie du moins,
de l'attaque du tubage par l'eau alcaline.
(1) Cf. Rutot et VAN DEN BROECK : Matériaux pour servir
à la connaissance de la composition chimique des eaux
artésiennes du sous-sol de la Belgique. (Bulletin de la
Société belge de Géologie, de Paléontologie et
d'Hydrologie, 1890, t. IV, Mém. p. 170.)
Je me permettrai d'ajouter quelques mots incidents au
travail si remarquable de mes honorables collaborateurs.
Le puits artésien du château de Westerloo a sa source
dans les sables bruxelliens à 187m,20.
Il est jaillissant; ses tubages sont d'un étanchéité
absolue, de manière qu'il n'y a aucune communication
possible avec la nappe aquifère superficielle.
Cette eau, d'après une analyse de notre confrère et
ami M. Kemna, contient aussi 0gr,032 de matières
organiques par litre.
La quantité de sels en dissolution est relativement
faible; elle n'est que de 0gr,576, soit à peu près cinq
fois moins que celle dissoute dans l'eau de la source
landenienne d'Ostende.
Il ne paraît pas douteux que cette matière organique,
plus de mille fois centenaire, puisse être encore nuisible.
L'eau saline du Landenien nous donnera peut-être
quelques notions sur la composition chimique des eaux
lagunaires à cette époque géologique.
M.Rutot fait remarquer, à propos de la première
communication de M. van Ertborn, que l'épaisseur de 16
mètres attribuée par notre collègue au terrain moderne
d'Ostende est exagérée; tourbe comprise, l'épaisseur
maximum de ce dépôt ne dépasse jamais 7 m.
Dans la plaine maritime, la coupe des terrains montre
que le Quaternaire commence directement sous la tourbe
et que le terrain moderne s'étend jusqu'au bas de
celle-ci. Les couches quaternaires qui se développent
sous la tourbe appartiennent au Flandrien.
M.Rutot est convaincu que ce que M.van Ertborn appelle
argile polderienne renferme Alpl et Alr2, et que sous
13m20 commence immédiatement le Quaternaire flandrien.
Celui-ci aurait donc 21m10.
