GSAM - Groupe Spéléologique Archéologique de Mandeure

Les "colorations" GSAM (traçages) et le mode opératoire

Olivier — 2020-05-17T07:00:16Z

Dans le Doubs, la quasi totalité des terrains qui affleurent sont calcaires. Le relief et le monde souterrain résultent d'une érosion particulière de ces formations carbonatées, appelée érosion karstique ; son produit s'appelle le karst.

La nature du sous-sol explique la pauvreté de la région en circulations de surface et l'existence d'un réseau hydrographique lâche. Il est donc logique de trouver un faible nombre de vallées où se concentrent les émergences karstiques. Cette origine explique aussi certains caractères particuliers du régime des rivières comme leur réponse rapide à un épisode pluvieux, mais aussi leur baisse de niveau rapide par temps sec. Le régime de la haute vallée du Doubs avec ses crues violentes et les étiages prononcés en est un exemple significatif. Des phénomènes de capture par érosion régressive dans des conduits souterrains à l'origine sont responsables des déviations du Doubs dans son cours supérieur (Gorges du Fourperret) et de son cours moyen (Clos du Doubs) et d'une évolution irréversible vers une liaison permanente entre Doubs et Loue à partir de Pontarlier.

UNE METHODE D'ETUDE PRIVILEGIEE DU KARST JURASSIEN : LES TRAÇAGES

Quelque fois accidentels, comme par exemple la mise en évidence de la capture du Doubs par la Loue (Incendie des usines Pernod à Pontarlier en 1901 & le parcours de l'Absinthe déversé), la liaison entre le Creux Billard et la Source du Lison, les traçages ont permis de mettre en évidence les principales circulations souterraines du massif du Jura.

C'est sur, on est tracé ...
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De nos jours, l'emploi de colorants spécifiques, doublés d'une analyse sophistiquée des eaux prélevées aux points de résurgence, permet une analyse précise du fonctionnement hydrogéologique des aquifères karstiques de notre région.

L'expérience la plus classique fondée sur la réponse d'un exutoire à une stimulation provoquée artificiellement est l'essai de traçage, longtemps connu sous l'appellation de "coloration".

UN TRACAGE, MAIS POURQUOI FAIRE ?

Depuis 1886, date de la première expérience de traçage (liaison entre les entonnoirs de Nancray et les Sources d'Arcier), des centaines de traçages ont été réalisés en Franche-Comté …

Ces expériences ont été motivées par un souci de compréhension des mécanismes internes des systèmes et aquifères karstiques (études fondamentales) mais également nécessitées pour un grand nombre d'applications pratiques :

– L'exploitation des eaux karstiques (ex : aux émergences aux Sources d'Arcier, par forage, captage de la forêt de Chailluz, etc

– La prévention des pollutions par la délimitation des bassins versants et des périmètres de protection des captages. Cette connaissance permet de contrôler l'implantation d'établissements à caractère polluant, les épandages agricoles et les boues d'épuration ainsi que les stockages de déchets, tout en permettant une action efficace en cas de déversement accidentel.

– Les travaux publics et le génie civil en terrain karstique (percements de tunnels et fondations, définition de mesure de prévention en cas de déversement (fosses de décantation, étanchéification, bassins de rétention, déversoirs, etc …).

– L'exploitation d'aquifères karstiques pour la production d'énergie (pompes à chaleur) ou encore barrage hydroélectrique. Il faut souligner que cette exploitation du karst à des fins énergétiques était généralisée au début du siècle comme l'atteste les vestiges de nombreux moulins et scieries au droit des gouffres pertes (Moulin du Narbief, Moulin de la Goulay, au Bizot etc…) et aux émergences principales (source de la Loue, moulin de Vermondans, etc …).

– Le contrôle et la régulation du débit des sources karstiques et des rivières (pertes du Doubs dans la région de Pontarlier, …)

– L'exploitation piscicole des émergences karstiques ou plus simplement la détérioration de la qualité des eaux des rivières tributaires des circulations souterraines

– L'interférence entre la qualité et la quantité des eaux et le tourisme (entonnoirs d'absorption au fond des bassins du Doubs compromettant l'esthétisme du Saut du Doubs, détérioration de la qualité des eaux des principales rivières piscicoles, etc …).

LES TRACAGES AVEC LA CONTRIBUTION DU GSAM

Date	Commune	Cavité	Projet	Commentaires
1984	Solemont	Trou de La Fiautre	Coloration pour compléter l'exploration	Apres avoir obtenu 2 kgs de fluorescéine du S. R. A. E. , no us décidons de colorer la Fiautre, le 14 Avril 1984, juste après les crues de printemps. . Malgré tous nos efforts, la perte de la Fiautre garde son secret.	CR détaillé voir escarpolette n°7 Et escarpolette n°6
1986	Villars-les-Blamont	Gouffre des Bruyères	coloration pour compléter l'exploration	Le 14 juin 1986, coloration par le GSAM, avec 2 kg de fluorescéine, la réapparition n'a pas été constatée.	CR dans l'Escarpolette N°8
1989	Chazot	Puits Fenoz	Coloration pendant le pompage du Puits Fenoz, pour vérifier que l'on ne pompait pas l'eau déjà pompée...		CR détaillé voir Article
1992	Villars-les-Blamont		coloration des rejets de la station d'épuration du village pour vérifier la non pollution du captage d'eau de Blamont	le Groupe Spéléologique et Archéologique de Mandeure a su impliquer une classe de 4ème du Collège de Blamont	Article
1999	Mandeure	Puits de la Charme	Dans le cadre des journées environnement, le GSAM a choisi de traiter le problème de pollution en milieu karstique	Les enfants ont pu observer les différents ossements d'animaux domestiques mais aussi d'animaux sauvages tombés accidentellement. Mais le plus intéressant, après un petit cours sur les traçage fut d'assister à une coloration du gouffre à la fluorécéine.	Article
2020	Montenois	Gouffre du Truchot	Coloration pour compléter l'exploration en cours	Un traçage inattendu avec la réapparition du colorant où on ne l'attendait pas !	article

En 1999, à Mandeure
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Une méthode peu orthodoxe ...
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Jean-Paul en action, Coloration lors du pompage du puits Fenoz à Chazot des eaux rejetées...

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Coloration au Gouffre du Truchot en 2020

LE MODE OPERATOIRE

La spéléologie, éthymologiquement "étude et exploration des cavernes", dans son acceptation originelle est basée sur la recherche, l'étude et la compréhension des mécanismes à l'origine de la formation et de l'évolution du karst ainsi que de ses habitants actuels ou passés (géologie, hydrogéologie, biospéologie mais également paléontologie et préhistoire).

Les spéléologues, forts de leurs expériences, ont acquis une connaissance irremplaçable de terrain et organisent des projets de coloration des eaux souterraines, afin de parfaire les connaissances sur les circulations du karst, ces traçages étant à la base de toutes études ultérieures.

Une expérience de traçage est une opération d'envergure qui exige d'avoir un minimum d'organisation tout au long du processus.
Le mode opératoire en pièce-jointe, réalisé par le GSAM dans le cadre du GIPEK, est une des réponses à ce soucis de résultats.

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LES PERTES DU DOUBS OU LES MESAVENTURES D'UN APERITIF

Forcément, ce n'est pas une coloration GSAM ….
Mais tant de Pont' passer sous les ponts, ça ne laisse pas indifférent un spéléo …

Extrait de "UNIVERS" Numéro spécial "Le Monde souterrain" - Juin 1985

Le dimanche 11 Août 1901, à midi et demi, débutait à Pontarlier, l'incendie des usines Pernod, situées à proximité du Doubs : " Les caves renfermaient, au moment de l'incendie, 1 800 hectos de trois-six et 4 700 hectos d'absinthe, soit 650 m3 d'un liquide capable de donner une odeur très nettement perceptible à un volume d'eau plusieurs milliers de fois plus considérable." (Fournier 1926). Pour éviter une plus grave catastrophe, le précieux breuvage fut déversé volontairement dans le puits perdu de l'usine.

Le mardi 13 Août, à midi, l'absinthe commençait a apparaître à la source de la Loue, distante, en ligne directe de 13 kilomètres. Le mercredi matin : " L'odeur s'était répandue le long du cours de la Loue ; à Mouthier, elle était aussi forte que celle d'un verre d'absinthe pris à la table d'un café. Elle était plus faible dans la caverne, avec un léger goût d'anis communiqué à l'eau. Au dessous de la chute initiale de la Loue, l'eau moussait en flocons blancs, d'aspect savonneux ; dans les remous, elle accumulait d'énormes paquets d'écume vert sale." (Berthelot 1901). Les analyses de Berthelot décelèrent nettement la présence d'essence d'anis et d'un liquide vert, épais à base d'essence d'absinthe et d'une résine spéciale : " Ces caractères, dit-il, ne laissent subsister aucun doute sur l'épanchement de la liqueur originelle dans les eaux de la Loue ; aucun corps de ce genre ne saurait préexister dans une eau naturelle."

Depuis longtemps, les riverains du Doubs devaient faire face au problème chronique de l'assèchement de la rivière en aval de Pontarlier lors des périodes d'étiage en raison de l'existence de pertes dans le lit du Doubs, à la hauteur de Pontarlier, Arçon et Maison-du-Bois. Pour réduire ces infiltrations, les pertes avaient été colmatées à l'argile et, en 1908, le Syndicat des Usiniers du Doubs fit bétonner certaines d'entre elles. Le débit du Doubs à l'étiage s'en trouva temporairement amélioré, d'autant que l'on releva dans le même temps le niveau du lac de Saint-Point. Fournier considérait que l'absinthe avait fait la preuve de ses hypothèses, admettant une communication entre les pertes du Doubs et la Source de la Loue, cependant tout le monde ne partageait pas cette conviction, et en particulier la presse qui s'appuyait sur les résultats d'une expérience datant de 1872 pour réfuter la thèse du géologue bisontin. En effet, le 16 Juillet 1872, Gresset et Maire, avaient, alors que le Doubs était à sec en aval d'Arçon, déversé 5 000 kg de sel marin dans la rivière au barrage d'Arçon. Le sel était réapparu le lendemain dans la vallée du Doubs, entre Entreroches et Remonot (Puits de Sombrenon), tandis que la Source de la Loue ne montrait aucun indice de salinité. Pour vaincre ses détracteurs, Fournier devait donc prouver que l'expérience de 1872 n'avait pas été réalisée dans des conditions optimale et que le traçage accidentel à l'absinthe était le bon !

Extrait powerpoint présentation POLE KARST
Patrimoines karstiques d'ici et d'ailleurs, 5 décembre 2019

Fournier, Maréchal et Martel confirment la capture partielle du Doubs par la Loue

Le 31 Août 1910, Eugène Fournier, E.A. Martel (le fondateur de la spéléologie) et le docteur Maréchal procède à l'injection de 100 kilogrammes de fluoresceïne directement dans les pertes du Doubs à Maison-du-Bois entre 14h30 et 16h00.

"Aucune coloration ne reparut à l'aval dans le lit du Doubs, bien que la surveillance, et même l'examen fluorescopique, aient été poursuivis pendant plusieurs jours par la Service des pont-et-Chaussées et par nous même (du 1er au 4 Septembre). Mais dès 8 heures du matin, le 3 Septembre, nous constations l'apparition d'une coloration, extrèmement intense, à la source de la Loue ; à deux heures de l'après-midi, cette coloration arrivait à Mouthier et à 3h30 à Lods ; elle persistait encore à Mouthier pendant toute la journée du 4 Septembre et s'affaiblissait graduellement au cours de la journée du 5. En aval, la coloration fut observée dans un grand nombre de village traversés par la Loue ... et ce jusqu'à Quingey où elle était devenu peu visible. On peu afffirmer hautement que toute la matière colorante déversée dans les pertes du Doubs est ressortie à la Loue et qu'il n'en a pas été restitué une parcelle au cours inférieur du Doubs.

Toutes les véritables pertes sont donc tributaires de la Loue et ... seules les eaux qui s'infiltrent dans les alluvions du lit mineur du Doubs reviennent dans cette rivière à l'aval, comme l'a montre l'expérience de Gresset et Maire ...." (Fournier 1926)

Depuis la démonstration de Fournier, les querelles entre riverains de la Haute-Loue et du Haut-Doubs ne sont pas rares, elles ressurgissent à chaque étiage prolongé, les uns craignant de voir leur rivière tarir tandis que les autres tentent de conserver le leur ...

Cette question reste d'actualité, à l'heure où l'on cherche les remèdes destinés à garantir un débit minimum du Doubs ..., phénomène encore accentué par les proliférations d'algues vertes en période estivale qui compromettent à la fois la qualité de la rivière et l'image de cette région du Haut-Doubs. Il faut signaler que d'autres pertes ont été reconnues récemment environ 500 mètres en amont de la Grotte du Trésor ... S'agit-il d'une nouvelle capture ? au profit de quelle source ? Le mystère reste entier ...

Année 1992 : Coloration à Villars-les-Blamont par le GSAM

Olivier — 2020-04-05T10:33:32Z

En février 1992, à la demande du maire de Villars-les-Blamont, une coloration des rejets de la station d'épuration du village pour vérifier la non pollution du captage d'eau de Blamont a été organisée.

La non pollution a été prouvée.

Une classe de 4ème du collège de Mandeure a été associée à la réalisation du projet.

Une vidéo avait été réalisée & montée par Serge Reimuth , texte : Claude Paris

On reconnait les membres GSAM :

Christian Guitton, Claude Paris, Christophe Claudel, Patrick Mangin, Jean-Paul Lentement ne doit pas être bien loin , (à compléter)

En 1992, le GSAM comptait déjà 24 membres !
D'après les statistiques fédérales :
BROCARD NATHALIE, RODRIGUES BRUNO, CLAUDEL CHRISTOPHE, ROULLEAU JEAN MICHEL, SILVANT CHRISTOPHE, FAHY YAHN, VERGON PHILIPPE, ROYER ALAIN, MANGIN PATRICK, GONDARD LUC, GASSER STEPHANIE, REIMUTH SERGE, BONVALOT LEON, BROUILLARD SANDRINE, FRIOT FREDERIC, MONNIER DAVID, PATER DOMINIQUE, RIAZA ISABELLE, GUITTON VINCENT, PARIS CLAUDE, GIRARDOT CHRISTIAN, FRIOT JEAN CLAUDE, LENTEMENT JEAN PAUL ET GUITTON CHRISTIAN
Mais, il est où le 25ème ?

Une double coloration au gouffre du Truchot

Claude — 2020-02-27T19:18:29Z

Les préparatifs

En début décembre 2019, nous rencontrons Lionel, l'homme coloration du GIPEK ou l'on apprend les rudiments nécessaires et en particulier les bases pour l'utilisation des fluorimètres de terrain et de labo, avec également la récupération de tout le matériel nécessaire.

Il ne manque plus que de l'eau pour alimenter la perte. On l'aura en fin de mois avec une belle crue, mais difficile de compter sur la présence du personnel en cette période de fêtes de fin d'année.
Il est décidé en début janvier 2020 de tout mettre en place afin d'être prêt à la prochaine période pluvieuse.

Le 4 janvier, nous installons le fluorimètre de terrain dans le Blizard (arrivée d'eau dans le Trou du Pic n° 1) ou d'après nos études et l'expérience du GSML, le colorant devrait réapparaitre. Puis nous visitons tous les points à surveiller pour un prélèvement d'eau et la pose de deux fluocapteurs (un pour le prélèvement journalier, l'autre pour le prélèvement hebdomadaire). Il ne restera juste qu'à injecter le colorant quand la bonne période pluvieuse se présentera.

Préparation et pose des fluocapteurs, mise en place du fluorimètre de terrain...

Le 2 février, le moment est venu et 3 kg de fluorécéïne sont déversés dans la perte en présence des clubs invités GS Catamaran et GS Marcel Loubens.

Injection de la fluorécéïne...

Tous les jours, une tournée est organisée pour réaliser un prélèvement d'eau et récupérer le fluocapteur journalier.
Le vendredi 7 toujours rien en vue, récupération des fluocapteurs hebdomadaires, préparation le samedi 8 et analyse le 9.

Tiens, c'est bizarre, un léger reflet vert est visible à l'œil nu dans une éprouvette mais pas dans celle que l'on attendait…
Effectivement, le fluorimètre confirmera nos observations, c'est bizarre… Vite, on traite dans la foulée les prélèvements d'eau journaliers, et là aussi, il y a une légère présence de colorant le mardi 4 à la résurgence du Moulin de Soulce, carrément à l'opposé de ce que l'on attendait...
Il n'y a plus qu'à analyser les fluocapteurs journaliers de cette source pour confirmer et préciser le temps de passage. Mais il va falloir attendre car la préparation demande du temps.

L'analyse des capteurs demande de la concentration...

Persuadé que le colorant allait réapparaitre au Trou du Pic, que faut-il penser de ce résultat ? Et si l'on était sur une fausse piste, du genre "on est pollué par une autre coloration, la notre n'est pas encore sortie…" Du coup, on continue la tournée de ramassage journalière, jusqu'à l'analyse, ce qui est fait le mardi 11.

Et c'est la confirmation, avec une grosse concentration le mardi 4, mais également les jours suivants en plus faible quantité. Il n'y a plus de doute ! Le traçage est bien passé dans la résurgence du Moulin de Soulce à LONGEVELLE-SUR-LE-DOUBS.

Bien que l'expérience soit réussie, c'est rageant que le fluorimètre de terrain prêté par la Fédé n'ait pas servi…
Maintenant que l'on connait la résurgence à surveiller, que l'on a le matériel et que les conditions climatiques sont bonnes, si on renouvelait l'expérience ? Il suffit de trouver de la fluorécéïne, ce qui fut fait rapidement.

On recommence...

Le samedi 15, on renouvelle l'injection à 16 h 15. Auparavant, le fluorimètre avait été installé à la sortie de la vasque de la source. Le lundi, avec 5 visites, la résurgence est particulièrement surveillée. Mais, le colorant sortira de nuit. Le mardi, l'eau restera d'un joli vert fluo toute la journée.

Il n'y a plus de doute possible...

On récupérera le fluorimètre le vendredi et l'analyse des données suivra autour d'un barbecue.
Le traitement des données est un peu obscur mais nous sommes émerveillés de voir apparaître une magnifique courbe de restitution !

Résultat des analyses. Le traitement des fluocapteurs hebdomadaires donne un résultat positif à la résurgence du moulin de Soulce. Ensuite, le traitement des fluocapteurs journaliers permet de déterminer les jours du passage du traceur. Le traitement des prélèvements d'eau confirme le résultat mais reste moins parlant.

Courbe de restitution obtenue par le fluorimètre de terrain.

Le tracé...

CONCLUSIONS

Injection le 15 février à 16 h 15.
Début de réapparition le 17 février à 22 h 30, avec le pic de passage le 18 à 9 h 49 et une fin de passage le 21 en fin de journée, soit un temps de parcours d'environ 54 h 16 .
Distance parcourue à vol d'oiseau : 4 690 m
Vitesse apparente : 86 m/h
Dénivelé : 103 m

En final, ce traçage pourtant réussi soulève plus de questions qu'il n'en résout... les charme de la spéléo, en somme !

REMERCIEMENTS

Nous tenons à remercier tous les membres du club qui se sont investis dans cette expérience et également :
Le GIPEK pour le prêt de matériel et en particulier Lionel BRABANT pour ses conseils et son expérience,
Le GS Marcel Loubens pour ses conseils et nous avoir ouvert les portes du Trou du Pic,
La Fédération Française de Spéléologie pour le prêt du fluorimètre de terrain,
La DREAL pour la fourniture du colorant.

Projet de traçage au gouffre du Truchot - MONTENOIS

Claude — 2019-02-10T14:39:59Z

Après avoir découvert cette perte et l'avoir explorée en partie, le GSAM propose de réaliser une coloration.
Ce traçage est nécessaire pour la compréhension de l'aquifère du secteur, orienter nos recherches futures et continuer l'exploration.

HISTORIQUE

En décembre 2016, une prospection dans le bois du Truchot à MONTENOIS, permet de découvrir plusieurs pertes. Parmi ces phénomènes karstiques qui s'étalent depuis le stade d'acrobranche jusqu'à la route D317, un écoulement superficiel se perd dans un gouffre. Une grande partie du bord terreux de la doline a été lessivée, le grillage de protection s'est effondrée, une extrémité est encore visible.
En janvier 2017, par une journée très froide, nous revenons sur le site pour l'explorer en détail. Une colonne de vapeur monte du gouffre. Mais après avoir fouillé le fond qui est obstrué, la sortie d'air chaud est localisée dans une anfractuosité située en haut de la doline.
C'est le début d'une longue exploration.

Localisation du gouffre...

HYDROLOGIE

Le gouffre du Bois du Truchot est une des rares pertes pénétrables du secteur, située à 403 m d'altitude.

L'eau d'infiltration arrive de façon diffuse sur la face sud-ouest de la doline, au contact de l'argile Oxfordienne et du Callovien. Il se forme un ruisselet qui cascade dans la partie historique du gouffre et qui disparait dans l'éboulis du fond.

A l'étiage, la perte est asséchée.
En forte crue, l'eau n'est pas entièrement absorbée et le niveau peut monter jusqu'à entrer par la partie désobstruée.
Au niveau du puits de 12 m, une trace de mise en charge a été constatée à 6 m de hauteur.

La zone d'étude est naturellement limitée :
Du nord au sud-est :
Le ruisseau de la Sapoie qui draine les marais de Saulnot disparait à la perte du Moulin de la Baume (Alt : 363 m) à GONVILLARS. Il résurge à 7,600 km à vol d'oiseau au sud-ouest à la Font de Lougres (Alt : 308 m) , puis s'écoule vers le Doubs. Cette partie souterraine est connue sur environ 4000 m depuis la perte et de 4520 m depuis la résurgence. Du coté aval, des affluents ont été découverts et sont toujours en cours d'exploration.

Zones à surveiller :
Font de Lougre. Alt : 308 m
Affluent droite (à l'intérieur du Trou du Pic)
Affluent gauche (à l'intérieur du Trou du Pic)
Résurgence n°2 . Alt : 310 m

A l'ouest :
Un drain, constitué d'un ruisseau issu de MARVELISE, se perd à ONANS (Alt : 350 m) et vient résurger à la Fontaine du Poue (Alt : 295 m) à MEDIERE. Le ruisseau se jette ensuite dans le Doubs.

Zone à surveiller :
Fontaine du Poue. Alt : 295 m.

Au sud :
La vallée du Doubs barre entièrement la zone sud. Deux petites résurgences sont présentes en rive droite.

Zones à surveiller :
Source captée. Alt : 302 m.
Résurgence du Moulin de Soulce. Alt : 320 m.

GEOLOGIE

Géologie générale :

Le site se place au sud-ouest du bombement anticlinal de Montenois (prolongement de celui du Mont Bart), en limite nord d'un plateau incliné vers le sud, des formations du Jurassique Supérieur et plus particulièrement du Callovien, sur le flanc nord de la cuvette synclinale de la vallée du Doubs.
Ce vaste Synclinorium est compartimenté par un réseau de fractures majeures de direction subméridiennes (nord-sud), avec des rejets délimitant des zones effondrées, et des cassures secondaires, emprisonnant des lambeaux de Jurassique Supérieur (« pincée » de Lougres).

Géologie locale :
Le gouffre s'ouvre au niveau d'une dépression (perte temporaire), au contact de l'Oxfordien Inférieur marneux (+ Callovien Sup marneux) et du Callovien Moyen calcaire. Cette ligne de contact présente de nombreuses dolines, en limite nord du Bois du Truchot.
Les bancs calcaires à oolithes ferrugineuses présentent plutôt un pendage orienté vers le sud ou le sud-est.
La galerie principale tout d'abord ouest-est, part ensuite vers le sud à la faveur d'une diaclase de même orientation que les fractures structurales.
Les cassures principales ou secondaires, semblent modeler le paysage, mais aussi les réseaux souterrains, qui débouchent pour l'essentiel sur la vallée du Doubs.

PROJET DE TRAÇAGE

Planning
Nous prévoyons une coloration au printemps ou en automne, quand la perte temporaire est la plus active.
L'injection est prévue dans la doline d'entrée.
Il sera procédé également à une mesure de débit.

Organisation
Nous pensons que la réapparition du colorant se fera à la Font de Lougres distante à vol d'oiseau de 2,400 km pour environ 100 m de dénivelé. Quantité de fluorescéine envisagée : 3 kg.

Eventuellement, nous souhaiterions colorer en même temps la plus grosse perte du secteur située à 300 m au sud-est avec 3 kg de rhodamine.

La suite