1. Historique du thermalisme à Contrexéville

Les propriétés curatives des eaux de Contrexéville sont connues au moins depuis le XVII^e siècle.

Fig.6 : Carte postale ancienne (© Delcampe) montrant une vue générale de l'Etablissement thermal
au début du XX^e siècle (en haut) ; entrée actuelle des thermes et gros plan sur
la mosaïque murale (cliquer sur l'image pour agrandir) rappellant l'histoire de la cité (en bas).

En 1760, le docteur Bagard (fig.6), médecin personnel de Stanislas Leszczynski cherche le moyen de soulager les maux du souverain lorrain. Il s'intéresse alors aux sources d'eaux thermales de Contrexéville. Le Duc de Lorraine décéde malheureusement en 1766 sans avoir pu venir profiter des eaux de Contrexéville pour soigner son obésité.

Le premier établissement thermal est créé en 1774 à la suite du dépôt d'un mémoire devant l'Académie Royale de Médecine par le Docteur Thouvenel. Les vertus thérapeutiques des eaux étaient ainsi reconnues par la science, marquant le début du thermalisme à Contrexéville.

En 1861 l'eau de Contrexéville est déclarée "eau minérale naturelle d'utilité publique".

En 1903, le Ministère de la Santé, après avis de l'Académie de Médecine, reconnait ses bienfaits.

Le premier centre d'embouteillage voit le jour en 1908 (fig.7c).

Dès 1912, on vient de toute l'Europe se faire soigner à Contrexéville. L'accès à la cité est facilité par la ligne de chemin de fer (fig 7a).

En 1953, Contrexéville est rachetée par le groupe Perrier.

En 1976, Contrexéville change de nom et devient "Contrex" ; la marque "Contrex" est déposée.

En 1992, "Contrex passe sous le contrôle du groupe Nestlé (qui possède également Vittel) et se protège tout comme comme Vittel d'une pollution éventuelle de ses nappes qui sont superficielles en créant Agrivair, programme de protection des périmètres de captage contre les pollutions d'origine agricole (interdiction des pesticides... - voir ci-après la partie 5. "la protection des ressources").

2. Les sources et la station thermale de Contrexéville

Les eaux thermales dont profitent les curistes sont des eaux minérales.

"La dénomination "eau thermale" ne répond pas à une définition précise. Certains auteurs considèrent cette appellation pour des eaux dont la température excède 35°C et réservent le terme d'"eau minérale" pour les autres. Dans le langage courant, l'eau thermale désigne toute eau utilisée dans un établissement de soins, quelle que soit sa température. (...) Au sens légal, une "eau minérale" est une eau souterraine naturellement pure (à l'abri de toute source de pollution), de composition physico-chimique constante et qui contient des éléments, sels, gaz et boues, agissant favorablement pour la santé. En France, pour recevoir l'appellation "eau minérale", une eau de source ou captée en profondeur doit être agréée pour ses bienfaits par le Ministère chargé de la santé sur avis de l'Académie nationale de médecine." ⁽¹⁾

Une concentration minimale en sels dissous ne constitue pas un critère d'attribution de l'appelation. Une eau minérale peut donc être fortement (jusqu'à 6 g.L^-1 - eau de Vichy-Saint-Yorre) ou faiblement (0,1 g.L^-1 - eau de Volvic) minéralisée. Par comparaison, la composition chimique d'une eau destinée à la distribution publique (= "eau du robinet") ne doit pas dépasser une concentration de 1,5 g.L^-1 (ou 1500 mg.L^-1) en sels minéraux.

Pour l'embouteillage, le traitement des eaux minérales peut être exceptionnellement autorisé pour la déferrisation (décret national de 1964) ou pour éliminer certains éléments indésirables comme l'arsenic ou le fluor (directive européenne de 1996 sous recommandation de l'Organisme Mondial de la Santé). ⁽²⁾ Ce n'est pas le cas des eaux de Contrexéville.

Plusieurs sources d'émergences artésiennes naturelles (ou accessibles à faible profondeur) sont ou ont été exploitées pour l'établissement hydrominéral de Contrexéville. Comme partout sur le territoire français, ces eaux minérales et thermales sont dorénavant captées par forages et sécurisées par des ouvrages de protection (voir partie 5. ci-après). Quatre sources sont actuellement aménagées en fontaines publiques autour des thermes : source Pavillon, souce Souveraine, source du Quai et source du Prince (ex-source des Bains) (fig.7a, b et c).

Fig.7a : Source Pavillon sous la rotonde et affiche publicitaire des années 1900
(cliquer sur l'image pour l'agrandir)

Fig.7b : Carte postale ancienne (époque 1900) de la source du Prince (© Delcampe) et aménagement actuel des sources thermales de Contrexéville - bec de cygne de la source Pavillon (rotonde), sources Souveraine, du Quai et du Prince situées sous la galerie et dans l'enceinte de l'établissement thermal (cliquer sur l'image pour l'agrandir)

Fig.7c : Cartes postales anciennes (© Delcampe) montrant les sources au début du XX^e siècle - embouteillage à la Source du Pavillon (A et C) avec une fontaine Art Nouveau Ecole de Nancy (A), puis une évolution vers une sorte de cratère en roche granitique (C) avant la fontaine et sa statuaire actuelle, ainsi que des vues des sources Souveraine et Duchesse (B et D) - (cliquer sur l'image pour l'agrandir)

Il s'agit de sources froides qui jaillissent à la surface à une température de 11°C-12°C environ ⁽¹⁾. La source la plus célèbre et qui possède le plus gros débit est la source (du) Pavillon dont les eaux alimentent la fontaine à la statue, située sous la rotonde de la galerie des thermes (fig.7a). Suite à une baisse considérable de son débit (passant de 100 - 200 L.min^-1 à moins de 30 L.min^-1) due à un colmatage, conséquence d'une profondeur de forage du premier puits insuffisante, le captage de la source Pavillon a été reconçu et refait en 1947 ⁽³⁾.

Fig.8: Encarts publicitaires des années 1930 et actuel pour les eaux thermales de Contrexéville

Les cures thermales (entre 400 et 600 curistes par an actuellement à Contrexéville - 26 000 pour l'ensemble des stations thermales de Lorraine), prises en charge par la Sécurité sociale, sont préconisées en cas de maladies métaboliques et de l'appareil digestif (surcharge pondérale – obésité – hypercholestérolémie – hyperuricémie – hypertriglycéridémie – diabète de type 2) et de maladies de l'appareil urinaire (lithiases rénales – séquelles d’interventions chirurgicales ou lithotritie, infections urinaires à répétition - fig.8) ⁽⁴⁾. L'établissement hydrominéral de Contrexéville propose également des soins non médicaux de remise en forme ou d'agrément, destinés à un public plus large.

3. Chimisme des eaux minérales de Contrexéville

Les eaux minérales françaises sont classées en 4 groupes principaux ⁽²⁾ selon la prédominance d'un anion (et des cations associés). On distingue :

• les eaux bicarbonatées qui peuvent être calciques ou sodiques, elles sont souvent riches en dioxyde de carbone ;
• les eaux sulfatées qui sont généralement calciques et magnésiennes ;
• les eaux chlorurées, également sodiques la plupart du temps ;
• les eaux sulfurées riches en sufures et hydrogène sulfuré.

Le diagramme de Piper (fig.9) permet de déterminer la famille d'une eau minérale en fonction de sa composition en anions et cations:

Fig.9 : Diagramme de Piper des eaux minérales françaises ⁽²⁾ et position des eaux de Contrexéville (source Pavillon) - (cliquer sur l'image pour comprendre l'utilisation du diagramme de Piper - légendes en anglais)

Les sources thermales de Contrexéville produisent des eaux sulfatées, calciques et magnésiennes. Elles ont aussi la particularité de contenir du lithium. Le résidu sec varie de 1790 à 2370 mg.L^-1(1), ce qui en fait des eaux fortement minéralisées (fig.9 et 10).

Les eaux minérales pour la consommation sont issues d'autres captages principalement répartis autour du hameau d'Outrancourt au nord de Contrexéville (fig.17). Le volume d'eau minérale prélevé pour l'embouteillage "Contrex" (S^té. Nestlé-Waters) était de 660 millions de litres en 2011⁽⁵⁾.

Fig.10: Tableau d'analyses des eaux de Contrexéville

(N.B.: la conductivité d'une eau, mesurée ici en micro-siemens par centimètre, est une indication de sa charge minérale ; pour une eau courante, la conductivité moyenne est de l'ordre de 500 à 800 µS.cm^-1, la valeur maximale de potabilité autorisée pour la distribution publique est de 1500 µS.cm^-1).

4. Contexte hydrogéologique

Les aquifères qui alimentent ces sources sont situés au niveau des plateaux vosgiens du sud de la Lorraine (précipitations de l'ordre de 1000 mm par an), dans les couches carbonatées du Trias, à travers lesquelles les eaux souterraines cheminent en se chargeant progressivement en éléments minéraux. Deux gîtes hydrominéraux sont reconnus dans le Muschelkalk ou le Keuper inférieur (fig.11):

• le gîte A, le plus superficiel, localisé dans les couches marneuses gypsifères et dolomitiques du Keuper inférieur (Lettenkohle) et dans les dolomies de Vittel du Muschelkalk supérieur (cf. fiche Vittel sur ce site) ;
• le gîte B, un peu plus profond dans la série, situé dans les calcaires à entroques (cf. fiche Marey sur ce site) et les marnes gypseuses blanches du Muschelkalk moyen.

La dissolution du gypse (CaSO₄, 2H₂O) est à l'origine de la minéralisation et du caractère sulfaté de la composition des eaux de Contrexéville.

Les deux gîtes A et B sont séparés par un ensemble étanche ^(6,7) constitué par les alternances marno-calcaires des Couches à Cératites (Muschelkalk supérieur) d'une puissance de 25 mètres environ.

La faille de Vittel (fig.12 à 15) qui traverse, d'est en ouest, cette zone géographique constitue un élément déterminant expliquant l'origine des gîtes hydrominéraux (voir ci-après). La faille de Vittel est une faille de décrochement dextre, le compartiment nord glissant vers l'est. Le jeu de cette structure régionale majeure, d'origine hercynienne, comprend aussi une composante verticale correspondant toutefois à un rejet modeste d'une dizaine de mètres.

Fig.11: Localisation des gîtes hydrominéraux de Contrexéville dans la série stratigraphique (illustration © BRGM)

La zone d'impluvium (i.e. d'alimentation) des nappes souterraines captées pour le thermalisme ou l'embouteillage se fait principalement sur le plateau au sud et les collines à l'ouest de Contrexéville (fig.12), soit une surface de 4100 ha ^(8c). Ces couches sédimentaires s'enfoncent doucement vers l'ouest où, dans le secteur de Vittel-Contrexéville, les aquifères se retrouvent sous la couverture marneuse imperméable et protectrice du Trias (Marnes irisées du Keuper), constituant des nappes captives, dans lesquelles l'eau, sous pression, jaillit en émergences artésiennes à la surface. Dans leur partie orientale, les aquifères du Muschelkalk abritent des nappes phréatiques superficielles et vulnérables qu'il a été nécessaire de protéger d'éventuelles pollutions accidentelles.

Fig.12: Panorama sur le bassin de Contrexéville-Vittel depuis le sud de Suriauville (cliquer sur l'image pour l'agrandir)

La piézométrie générale (= cote du niveau des nappes dans les aquifères) des gîtes hydrominéraux (fig.13) montre que les eaux descendent depuis les reliefs du sud-est et du sud-ouest en direction de la faille de Vittel et des villes thermales de Contrexéville et de Vittel. Bloquées dans leur progression souterraine vers le nord par le jeu de la faille de Vittel, amenant les aquifères au contact d'un compartiment étanche du sous-sol (formations marneuses du Muschelkalk ou du Keuper), l'eau des gîtes hydrominéraux s'accumule à l'aplomb de Contrexéville et de Vittel, favorisant ainsi l'artésianisme et leur mise en charge à cet endroit. La piézométrie des eaux souterraines est constante depuis des décennies, signe d'une gestion raisonnée de la ressource.⁽⁹⁾

Fig.13: Niveaux piézométriques (altitudes en mètres) et sens de circulation des eaux souterraines (flèches) des gîtes hydrominéraux de Contrexéville-Vittel (d'après Y. Babot, 2002 ^{(7) -} voir aussi ^(8a))

La faille de Vittel-Contrexéville bouleverse aussi la position des aquifères selon qu'on se situe dans le compartiment nord (abaissé) ou le compartiment sud (surélevé) de la structure. Ainsi l'origine des eaux de Contrexéville (comme celles de Vittel à quelques kilomètres plus à l'est - voir fiche correspondante sur ce site) captées par forage varie selon cette configuration et leur proximité à la surface : au nord et près de la faille (localités de Mandres-sur-Vair, de Norroy et de Vittel Nord), ce sont les eaux du gîte hydrominéral A, alors qu'au sud (villes de Contrexéville et de Vittel Sud), les eaux prélevées sont essentiellement celles du gîte hydrominéral B ⁽⁵⁾ (fig.14 et 15).

Dans le compartiment sud de la faille, à la faveur du pendage des couches et de la topographie, les eaux du gîte A se retrouvent proches de la surface et sont également captées (ou reconnues) près des localités de Suriauville (fig.14) et Crainvilliers au sud-ouest de Contrexéville.

D'autres failles mineures affectant le compartiment au sud de la faille de Vittel, non cartographiées sur la feuille géologique de Vittel, d'orientation NNO-SSE ou NNE-SSO, interviennent également et complexifient la répartition, l'alimentation et la circulation des eaux souterraines dans ce secteur géographique^{(8a et 8b)}.

Fig.14: Extrait de la carte géologique de Vittel et principaux captages (ou sondages de reconnaisance) des eaux de Contrexéville ⁽⁵⁾

Fig.15: Coupe géologique schématique et position des gîtes hydrominéraux de Contrexéville-Vittel (flèches : alimentation des nappes et sens de circulation des eaux souterraines) - (cliquer sur l'image pour l'agrandir)

A certains endroits, le jeu de la faille de Vittel établit un contact latéral entre les deux aquifères et des débordements de nappe peuvent occasionner des mélanges d'eaux entre les gîtes hydrominéraux A et B.

Quelques forages (ex.: Source des Frênes à l'est de Contrexéville) ont atteint la nappe profonde du Grès vosgien (fig.15): ces eaux captées complètent l'inventaire des ressources exploitées à Contrexéville.

5. La protection des ressources

Le forage est actuellement la règle en termes d'exploitation des eaux minérales ou thermales. Afin de prévenir tout risque de pollution superficielle ou de mélanges entre eaux de différentes nappes ou encore le déversement de l'eau plus ou moins contrôlé en surface, les installations de captage sont pourvues de dispositifs assurant une étanchéité parfaite autour du forage entre l'aquifère et la surface (fig.16). La surveillance et la maintenance régulières de ces installations est nécessaire pour maintenir des volumes de prélèvement constants.

Fig.16: Protection et principe du captage par forage

Au-delà des ouvrages, la protection doit aussi prendre en compte les risques liés aux activités humaines qui pourraient nuire à la ressource, tant d'un point de vue quantitatif par excès de prélèvement, que qualitatif par la pollution.

La réglementation en vigueur ⁽¹⁾⁽²⁾ dans le cadre de l'exploitation des eaux minérales, définit ainsi un premier niveau de protection concernant les installations de captage devant garantir une sécurité de fonctionnement pérenne et de maintien de la qualité sanitaire des eaux.

Le deuxième niveau de protection est l'établissement d'un périmètre sanitaire d'émergence (au voisinage direct du captage), à l'intérieur duquel l'exploitant doit assurer la maîtrise environnementale et foncière. Ainsi dans cette zone qui doit être clôturée (fig.17), sont prohibés toutes sortes de travaux hormis ceux consistant à l'entretien du captage.

Fig.17: Périmètres sanitaires d'émergence pour le captage des eaux "Contrex" autour du hameau d'Outrancourt

Le troisième niveau réglementaire de protection rejoint celui mis en place pour l'Alimentation en Eau Potable (AEP), à savoir un périmètre de protection élargi, dans lequel un certain nombre de contraintes concernant les activités humaines sont établies, en fonction des caractéristiques environnementales, géologiques, hydrogéologiques, etc. des lieux.

Sur le plan quantitatif, la protection consiste à limiter les travaux souterrains dans l'environnement proche de la ressource : forages, travaux miniers, canaux d'assainissement, etc. qui pourraient détourner ou influencer défavorablement le volume d'eau recherchée disponible.

Sur le plan qualitatif, il faut éviter l'introduction de pollution dans tout le bassin d'alimentation des nappes souterraines constituant les gîtes hydrominéraux (voir plus haut). Toutes les activités anthropiques sont potentiellement sources de telles nuisances :

• rejets domestiques (fosses septiques, égouts...);
• activités industrielles (stockages de produits dangereux);
• activités agricoles (utilisation mal raisonnée d'engrais azotés et de produits phytosanitaires).

Concernant l'exploitation des eaux du bassin de Contrexéville-Vittel, situé en zone rurale, ce sont surtout les pollutions d'origine agricole qu'il a fallu anticiper et maîtriser suite au développement, sous l'impulsion de la Politique Agricole Commune (PAC), de la culture intensive du maïs dans les années 1970.

Fig.18: Les acteurs et les enjeux de la protection des eaux de Contrexéville-Vittel
(d'après C. Claude, 2002 ⁽¹⁰⁾) et affiche publicitaire de 1934

Entreprise au début des années 1990, une gestion territoriale concertée, impliquant les différents acteurs usagers de l'eau, la société d'exploitation des eaux minérales (Nestlé-Waters - Agrivair), les institutions (état, organismes publics, Union européenne), les agriculteurs et les consommateurs, a permis l'instauration d'un plan de protection de la ressource sur le long terme (fig.18).

Entre autres actions mises en place dans le bassin de Contrexéville-Vittel, on peut citer pour les activités agricoles⁽⁸⁾:

• une modification des assolements (= rotation des cultures) et des systèmes de culture avec la suppression du maïs, la hausse des surfaces en jachères, la baisse des rendements céréaliers, la non-utilisation de produits phytosanitaires, etc. ;
• des pratiques d'élevage moins intensives (baisse du chargement moyen des pâturages ramené à 1 vache laitière par hectare);
• rachat foncier des terres agricoles par la société d'exploitation des eaux minérales et mise à disposition gratuite des terrains aux exploitants agricoles (sous condition de respect d'un cahier des charges)...

En compensation, des aides versées aux agriculteurs (principalement par la société d'exploitation de la ressource Vittel-Contrex) leur ont permis de s'adapter aux changements de pratiques demandés.

Ce plan de gestion et de protection du territoire a ainsi permis de maintenir la qualité des eaux de Contrexéville-Vittel avec des taux de nitrates très bas (inférieur à 10 mg.L^-1) et l'absence de traces de pesticides ^(8c).

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Ressources bibliographiques et sitographiques:

(1) Pomerol C. et Ricour J. (dir.) - (1992) - Terroirs et thermalisme de France - BRGM éd.

(2) Risler J.-J. - (2006) - Eaux thermales et minérales in Aquifères & eaux souteraines en France - tome 2, J.-C. Leroux dir. - BRGM éd.

(3) G. Minoux - (1947) - Rapport sur la réfection du captage de la Source du Pavillon - archive BRGM

(4) Site web de la station thermale de Contrexéville

(5) Fourniguet G. - (2012) - Bilan sur les gîtes hydrominéraux A et B du secteur Contrexéville-Villel - Lorraine. BRGM/RP61534-FR.

(6) Minoux G. - (1964) - Carte géologique de la France à 1/50.000 - feuille XXXIII-18 (n°338) de Vittel et notice. BRGM éd.

(7) Minoux G. - (1969) - Observations géologiques et hydrologiques complémentaires dans le bassin des eaux minérales de Contrexéville (Vosges). Campagne de recherche et d'aménagement du gîte 1956-1968 - Service géologique régional Nord-Est. Rapport confidentiel BRGM - 69 SGL 280 NES.

(8) Actes du colloque du CFH-AIH d'Evian 2009:

(8a)https://www.cfh-aih.fr/images/DOCS/2-Colloques/Colloque_2009-evian/diaporamas/S2_P1_03_Vittel-Contrex%20-%20présentation%20OV_P1.pdf

(8b)https://www.cfh-aih.fr/images/DOCS/2-Colloques/Colloque_2009-evian/diaporamas/S2_P1_03_Vittel-Contrex%20-%20présentation%20OV_P2.pdf

(8c)https://www.cfh-aih.fr/images/DOCS/2-Colloques/Colloque_2009-evian/diaporamas/S3-02_Présentation_Agrivair_fr_2008.pdf

(9) Babot Y. - (2002) - Les gîtes hydro-minéraux du bassin de Vittel-Contrexéville in Des sources au thermalisme, Contrexéville Vittel, Actes de Journées d'Études vosgiennes, 27-28 octobre 2001, J.-P. Rothiot dir. Cercle d'Études locales  de Contrexéville et Cercle d'Études de Vittel et de sa région éd.

(10) Claude C. - (2002) - La protection des nappes hydro-minérales: un enjeu décisif in Des sources au thermalisme, Conrexéville Vittel, Actes de Journées d'Études vosgiennes, 27-28 octobre 2001, J.-P. Rothiot dir. Cercle d'Études locales  de Contrexéville et Cercle d'Études de Vittel et de sa région éd.

Site "L'officiel du thermalisme": https://www.officiel-thermalisme.com/la-carte-des-stations-thermales/