Le Bouillon (Loiret)

Trois sources ont été décrites : le Bouillon , l'Abîme en aval du Bouillon, et le Gouffre. L'Abîme était la principale source au XVII^e siècle. Quand elle s'est retrouvée bouchée, le débit de la source du Bouillon a augmenté[1]. Il a même été dit que la source du Bouillon n'est apparue qu'en 1672, lors d'un colmatage accidentel de l'Abîme[2].

Jusqu'à la fin du XVII^e siècle le parc floral actuel ne contient que deux sources : la Grande Source (dite aussi l'Abîme ou le Grand Bouillon) et le Petit Bouillon (l'actuel Bouillon)[3].

• Trois plans du xviii^e siècle des sources du Loiret
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  Plan I (1734, encart en bas à gauche)
  et plan II (1736)
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  Plan III (1739)

Lord Bolingbroke, revenu en France — mais non plus en exil — en 1735 (voir article sur Bolingbroke), vit au château de la Source et y modifie les bassins des sources, comme l'indique le plan II ci-dessus de 1736.

Dans la première moitié du XVIII^e siècle le porche d'entrée du Grand Bouillon s'effondre ; subséquemment le débit de la source diminue notablement. Vers la même époque le château et les jardins subissent des aménagements ; la vasque du Grand Bouillon est utilisée comme décharge pour les gravats et autres rebuts de construction. Elle finit par se boucher entièrement et la source est oubliée[4]. En parallèle, le débit de la source du Bouillon augmente[4].

En 1994, rencontre de Philippe Boismoreau et Jacques Munerot, spéléologues et plongeurs membres de l'association Spéléologie subaquatique Loiret (SSL) d'une part, et de Michel Lepiller, spéléologue et hydrogéologue, et Patrick Albéric, géochimiste, tous deux étudiants chercheurs à l'université d'Orléans et axés sur les circulations souterraines locales d'autre part. Les quatre premières années de leur collaboration sont consacrées à l'exploration de diverses pertes hydrologiques, galeries, émergences et autres phénomènes d'hydrologie karstique locaux :

• de 1994 à 1996 : la perte de la Goule de l'Anche dans la vallée du ruisseau de l'Anche[Loc 2] entre Saint-Denis-de-l'Hôtel et Châteauneuf-sur-Loire ; et l'émergence temporaire des Vernelles[Loc 3] à Saint-Denis-de-l'Hôtel ;
• de 1996 à 1998 : la galerie noyée du karst sous le plan d'eau[Loc 4] de la base de loisirs de l'Île Charlemagne ; l'émergence sous-fluviale de Bellevue[Loc 5] à la Chapelle-Saint-Mesmin ; différentes émergences dans la rivière le Loiret : Béchets[Loc 6], traçage à la fluorescéine le 1^er mars 2009), Tacreniers[Loc 7], etc.

Depuis 1998 l'équipe s'est focalisée en particulier sur les sources du Loiret[5].

En 2001, il ne reste plus de l'Abîme qu'une cuvette boueuse de deux mètres de profondeur parsemée de quelques affleurements de calcaire, avec un mince filet d'eau sortant au pied d'une petite barrière de calcaire[4]. Au printemps 2002, la source de l'Abîme est désobstruée après plusieurs sessions d'excavation totalisant 250 heures de travail pendant l'hiver 2001-2002 ; un travail ralenti par des glissements de terrain dont la fréquence et l'amplitude augmentent au fur et à mesure des sessions. Le collecteur de l'Abîme est enfin atteint à environ 30 m de l'entrée[4].

Le Gouffre est depuis 1877 « le puits du Gouffre », un captage d'eau pour la ville d'Orléans à laquelle s'ajoutent Saint-Denis-en-Val, Saint-Jean-le-Blanc et Saint-Pryvé-Saint-Mesmin[6].

L'origine des eaux a fait l'objet de discussions dès la fin du XVIII^e siècle où les deux hypothèses en vigueur étaient une résurgence de la Loire et celle d'eaux venant de la Sologne. L'idée d'une circulation souterraine d'un bras de la Loire réapparaissant sous forme de Loiret, devient prédominante en raison d'arguments de débit[2] : Henri Sainjon, inspecteur général des Ponts et Chaussées, effectue vers 1880 une série de mesures du débit de la Loire depuis le hameau de Bouteille sur Guilly (41 km en amont d'Orléans) jusqu'aux abords d'Orléans. Or le débit en amont de Guilly baisse constamment sur ce trajet et les 7 à 20 m³/s perdus sur ce trajet ne sont récupérés par des résurgences qu'à 9 km en aval d'Orléans (soit plus de 50 km en aval de Guilly), et en aval de la confluence du Loiret[7]. Le baron de Beaucorps confirme le fait grâce à sa baguette de sourcier[2]. En 1901, Félix Marboutin en fait définitivement la preuve en retrouvant dans le Loiret un colorant qu'il a dilué plus en amont dans la Loire, l'origine de la déviation se situant dans les environs de la commune de Jargeau[2].

Ceci confirme que l'eau de la Loire participe à l'alimentation du Loiret, mais ne dit pas que la Loire en est la seule origine. Il est vrai que le Loiret est principalement formé de résurgences de la Loire[7] ; la source du Bouillon est un des points d'accès classiques du réseau karstique[8] et activement explorée[note 1]. Mais une partie de son eau provient de la forêt d'Orléans[1], c'est-à-dire en rive droite de la Loire, côté nord. Michel Lepiller a démontré par traçage le lien entre la source du Loiret et le gouffre de l'Anche à Châteauneuf-sur-Loire[Loc 2], ainsi qu'avec les fosses de la Noue[Loc 8] sur le ruisseau de Chenailles à Saint-Denis-de-l'Hôtel[9]. La Goule de l'Anche, la plus grosse de ces pertes, a été explorée par l'association SSL ; elle se présente comme une cavité exondée avec de petits siphons[1]. La carrière de Darvoy à 4 km en aval du pont de la D921 à Jargeau et en bord de Loire, est reliée à la Loire par un chenal depuis les crues de 2003 ; elle est aussi reliée au Bouillon, dont elle est éloignée de 10,3 km à vol d'oiseau, par le réseau karstique qu'elle parcourt en 48 h. En août 2009, le chenal reliant la carrière à la Loire a été bouché par des alluvions, si bien que l'eau de la Loire ne pouvait plus pénétrer dans la carrière ; le niveau du Loiret a baissé, et s'est rétabli rapidement dès que le chenal de la carrière a été débouché[10].

Pour comprendre le Loiret et ses sources il faut comprendre la Loire dans la région.

À Gien, la Loire entre dans une zone dont la roche-mère est le calcaire lacustre de la Beauce, qui participe de la formation géologique du bassin Parisien. De plus à partir de Guilly (7 km en aval de Sully-sur-Loire – là ou le Dhuy s'approche à 100 m d'elle) et sur environ 33[11] à 50 km elle traverse le val d'Orléans, une vallée d'alluvions dont les couches peu épaisses laissent parfois le calcaire à nu[12]. Le calcaire se trouve entre 0 m et environ 10 m de profondeur[13].
L'eau dissout le calcaire ; celle de la Loire (légèrement acide[8] - [note 2]) dissout la roche-mère ; sur ces 50 km, son cours prend une pente à 5 % alors que la pente du terrain n'est que de 1 %[12]. Et dans cette zone de calcaires fissurés, une bonne partie du débit d'étiage est souterrain[14] : elle y perd entre 7 et 20 m³/s[12] dans un réseau karstique particulièrement développé[8] qui ne lui restitue son eau qu'en aval de la confluence avec son affluent le Loiret[15]. Déjà Sainjon, qui avait poursuivi ses travaux au-delà du Loiret, avait démontré l'existence de résurgences formées dans le lit même de la Loire en aval de sa confluence[7].

Ce réseau karstique repose sur une couche inférieure dite « molasses du Gâtinais », imperméable et à ce jour non traversée. Les galeries dans le calcaire vont par endroits jusqu'à 22 m de profondeur et ont été façonnées par la Loire en seulement quelques dizaines de milliers d'années[15]. Les premières pertes de la Loire sont celles de Châteauneuf-sur-Loire, qui peuvent atteindre 15 m³/s[13].

La source du Bouillon est un des points d'accès classiques de ce réseau[8] et activement explorée[note 1].

Parmi leurs nombreuses recherches sur le terrain, l'équipe d'étude verse le 1^er mars 2009 de la fluorescéine dans les pertes dans le Loiret en face de l'hôtel-restaurant le Rivage[Loc 9]. Le colorant est retrouvé pour une bonne part à 580 m en aval dans le bassin du moulin de Saint-Julien[Loc 10], mais aussi 3,7 km à l'ouest – en aval – au pont Saint-Nicolas sur le Loiret[Loc 11] ; à l'émergence sous-fluviale de Bellevue[Loc 5], à 4 km au nord-ouest) dans la Loire à la Chapelle-Saint-Mesmin ; et dans la Loire à Tavers, 25 km au sud-ouest[16]. Le transit de l'eau dans le réseau est plutôt rapide : 48 h entre les pertes de Jarjeau et le puits du Gouffre[9].

Cette distance de 25 km vers l'aval et les 41 km en amont depuis Guilly, donnent une idée de la grande amplitude du réseau karstique local. Outre ceci, l'idée à retenir est que le Loiret — comme la Loire dans l'Orléanais — est une entité complexe avec des échanges souterrains multidirectionnels sur tout son parcours[3].

Les 432 km du parcours de la Loire en terrain sédimentaire sont classés en « risque karstique », val d'Orléans en tête de liste avec plus d'un gouffre par km². La plupart ont été rebouchés, mais l'eau ne cesse de creuser son chemin. Des bîmes se forment fréquemment sur les digues, sur tout ce parcours. Des effondrements se produisent parfois, avec en exemple récent celui qui a entièrement englouti une maison à Saint-Pryvé-Saint-Mesmin en 2010[17]. Les interventions humaines provoquent également des effondrements à l'occasion : témoin en 1979 le premier forage géothermique de Melleray à Saint-Denis-en-Val, où à environ 16 mètres de profondeur, la foreuse de gros diamètre a traversé la voûte d'une large cavité ; un large cratère de plusieurs mètres de circonférence s'est créé au-dessus du vide sous la plate-forme de forage en béton qui s'y est affaissée et le châssis entier, supportant foreuse et moteurs, s'est retrouvé suspendu et retenu seulement par les bords du cratère[7].

Des précautions doivent donc être mises en place pour toute excavation sur ce territoire. Ainsi le forage de 1979 a repris à côté du premier trou malencontreux, en ajoutant un tube de soutènement ancré dans le calcaire pour empêcher les alluvions des couches supérieures de s'engouffrer dans le trou creusé et de créer une bîme[7]. En l'an 2000, l’architecte Santiago Calatrava, qui construit le pont de l’Europe, doit positionner les appuis principaux du pont à plus de 200 mètres d'écart, à la recherche de terrains stables. La reconstruction de la station d’épuration à l’île Arrault[Loc 12] (achevée en 2012[18]) en rive gauche de la Loire sur Saint-Pryvé-Saint-Mesmin, implique de combler de béton le karst qui mine le site[17] (cette station d'épuration reçoit également les eaux usées de la rive droite par deux siphons passant sous la Loire[19]).

La connaissance du réseau karstique permet d'affiner les mesures de prévention nécessaires lors d'interventions humaines et pour protéger les constructions existantes, à commencer par les digues dont la rupture peut entraîner des inondations graves ou mois graves. Les services géologiques des trois régions concernées : Bourgogne, Centre et Pays de la Loire, ont participé aux analyses géologiques et hydrogéologiques de la Loire menées de 2006 à 2011 par le BRGM dans toute la zone concernée[17].

Occasionnellement, le sens de l'écoulement des sources peut s'inverser : le Bouillon absorbe l'eau du Loiret et du Dhuy, qui disparaît alors dans le réseau karstique. Ce phénomène apparaît lorsque deux facteurs se produisent conjointement : les eaux de la Loire et de sa nappe sont basses (période d'étiage) et les pluies locales sont fortes, avec montée rapide des eaux du Dhuy et donc de celles du Loiret. Ces deux cours d'eau se retrouvent alors plus élevés que la nappe et le réseau karstique, et l'eau suit naturellement la pente. Les résurgences deviennent alors des pertes.
L'équipe de recherche a réalisé un traçage en 1997 lors d'un épisode d'inversac du Bouillon. La fluorescéine a été retrouvée 30 heures plus tard aux sources de Saint-Avit[Loc 13] et de la Pie[Loc 14], ce qui confirme les connexions entre les cours d'eau locaux[3].

Avant la réouverture de la source de l'Abîme, la source de la Rigouillarde[Loc 15] fonctionnait en inversac en même temps que celle du Bouillon. Depuis cette réouverture en 2001, c'est l'Abîme qui fonctionne en inversac ; le Bouillon ne fonctionne plus en perte[3].

Une autre caractéristique de ce système karstique est de fonctionner comme un énorme échangeur thermique, ce qui maintient les sources à une température fraîche et stable. Ainsi l'eau à proximité des sources du Loiret ne gèle jamais. Des relevés de température de l'Abîme sur 35 mois entre 2002 et 2004 ont donné un minima moyen de 9 °C en février et un maxima moyen de 18 °C en août[20].