C. Tuyau qui placé plus bas
conduit cette eau jusqu’à l’appareil
D. Tuyau par lequel l’eau filtrée est déversée dans un réservoir particulier B.
Ces deux tuyaux communiquent avec la machine à filtrer au moyen des robinets R , R , R , R , r , r, r , r .
N, est un robinet qui sert au nettoiement de l’ap-
Les parties recouvertes de hachures et désignées par les lettres F, F, E, E, représentent la section ver= ticale d’une cuve (en bois) en forme de tronc de cône.
f, f', f'',.,.. Faux-fonds (en bois) percés d’une infinité de petits trous.
C est entre ces faux-fonds que se trouvent comprises les matières filtrantes ; celles-ci sont placées par couches horizontales et fortement tassées avec une lourde batte. Le filtre n° 1 compris entre les faux-fonds f et f se compose de cinq couches bien distinctes 3,2, 1, 2, 3; les deux couches extrêmes 3 et 3 sont formées de gros sable de rivière bien tamisé; les grains doivent être d’une grosseur telle qu'ils ne puissent passer par les petits trous des faux-fonds sur lesquels reposent ces couches. Les couches 2,2, sont composées de sable plus fin; la couche du milieu 1 est formée de grés pulvérisé. Le but principal de cette disposition est de donner aux filtres assez de solidité pour qu’ils puissent résister aux courans rapides qui doivent les traverser, et pour empêcher le sable et surtout le grés de se disséminer dans la masse liquide. Le filtre n° 2 et le filtre n° 3 ont la même composition.
a, b, c, d, sont des intervalles vides ménagés entre les faux- fonds; c’est là que se rassemblent les eaux qui viennent du réservoir et celles qui sortent des filtres.
Expliquons maintenant la marche de cet appareil:
On voit sur la figure que les robinets R , R", r , r sont ouverts et que les robinets R', R", r et r" sont fermés. Or, voici ce qui résultera de cette disposition; 1 eau du réservoir A descendra par le tube C, passera par le robinet R, se répandra dans la cavité a, et près-
sera sur la surface supérieure du filtre n° 1 de tout le poids d’une colonne d’eau qui aurait cette surface pour base, et pour hauteur, la hauteur elle-même du niveau de l’eau au-dessus de l’appareil ; cette pression sera énorme pour peu que le réservoir A soit élevé. S’il est à 10 mètres de hauteur, par exemple, et que le filtre ait un mètre quarré de surface , la pression sera de 10,000 Kil og. On comprend que toutes les parties de cet appareil doivent être solidement construites et solidement assemblées pour résister à une pareille pression, (près de Paris, à Belleviile et à la Villette, les surfaces filtrantes des cuves supportent une pression de près de 100,000 Kilog.) mais aussi, on conçoit que, sous l’impulsion d’une force aussi considérable, l’eau devra traverser rapidement le filtre n° 1 et se répandre ensuite dans l’espace vide b , d’où elle pourra s’écouler par le robinet r' ouvert.
Voilà en quoi consiste la filtration dans le système Fonvielle.
La cuve contient encore deux filtres qui fonctionnent de la même manière. Le robinet R" étant ouvert, l’eau sale afflue dans l’espace c, et là, toujours en veitu de la forte pression qui s’y exerce, une partie de cette eau traverse en remontant, le filtre n° 2 et va se réunir dans la cavité b à celle qui sort déjà du 1er filtre; une autre partie traverse en descendant le filtre n° 3, et s’accumule dans la cavité d d’où elle peut sortir par le robinet f ouvert.
Le premier avantage de cette disposition , c’est la multiplication des surfaces filtrantes dans la meme cuve , en sorte que l’appareil que nous venons de décrire filtre environ 3 fois plus d’eau, à diamètre égal , qu une cuve de moindre hauteur qui ne contiendrait qu’un seul filtre (*). Par exemple , si un seul filtre d’un mètre quarré de surface donne , sous une pression de 10 mètres, 2,000 hectolitres d’eau clarifiée, cette cuve devra fournir 6,000 hectolitres dans le même espace temps , puisqu’elle contient 3 filtres marchant séparément et indépendans l’un de l’autre. Il n’est pas nécessaire de dire qu’on peut construire des cuves qui ne contiennent qu’un seul filtre , comme aussi , que l’on peut en faire à 4, à 5, et même à 6 filtres distincts. Les cuves que la Compagnie Française de Filtrage a fait faire pour la clarification des eaux de Paris en ont six.
Il se pourrait dans certains cas que l’eau ne fut pas suffisamment clarifiée par son passage à travers un seul filtre. La disposition de la machine permet de remédier aussitôt à cet inconvénient d’une manière aussi simple qu’élégante. Que l’on ferme, en effet, tous les robinets, sauf Pc et r' qui doivent rester ouverts , et l’eau sale
(*) Tl n’en n’est pas ainsi cependant en réalité; les 3 filtres ^ fonctionnant séparément , ne sont pas absolument indépendans les uns des autres ; cela tient à ce qu'il s’établit dans le tuyau C une vitesse assez considérable qui diminue la pression en raison de la hauteur à laquelle serait due cette vitesse. Mais quand les diverses parties de la machine sont bien proportionnées, la diminution n’est pas assez forte pour être prise en considération.
traversera les trois filtres , subira aussi trois filtrations successives, et sortira par le robinet r dans un état parfait de limpidité. On voit par là qu’une partie seulement de la pression est absorbée et annulée par la résistance que les conduits capillaires des filtres opposent au mouvement de l’eau , puisque l’eau qui a traversé le premier filtre peut encore traverser le second et le troisième. Bien plus, l’eau pourra remonter encore dans le tuyau D à un niveau presqu’aussi élevé que le niveau de l’eau sale dans le réservoir A. On peut profiter de cette propriété pour reporter l’eau filtrée aux différens étages d’une maison , ce qui s'accorde parfaitement avec les besoins ordinaires des grands établissemens (*). Mais il faut dire, que la quantité d’eau filtrée, fournie par l’appareil, diminue au fur et à mesure qu’on la fait couler d’un point plus élevé au-dessus du filtre , parce que la pression effective sous laquelle marche l’appareil est due à la différence de hauteur entre le niveau dans le réservoir A, et l’orifice du déversement du tuyau D.
Quant au limon que l’eau tient en suspension , il se
(*) Le filtre établi à l’Hôtel-Dieu est alimenté par les réservoirs de la machine hydraulique du pont Notre-Dame. La hauteur de ces réservoirs au-dessus du plancher où le filtre est établi est de 12 mètres. L’eau filtrée est renvoyée par des tuyaux à différer étages supérieurs de l’Hôpital , dan3 les cuisines, par exemple, qui sont élevées de plus de 1 o mètres au-dessus des filtres. Quand le filtre fournit à ce dernier service , il ne fonctionne donc en réalité que sous une charge de 2 mètres, différence de hauteur entre le point de départ de l’eau sale et le point de déversement de l’eau filtrée.
déposé ail sein des couches filtrantes où il pénètre d’autant plus profondément que la pression est plus forte, Au bout d’un certain temps, la quantité d’eau fournie par l’appareil commence à diminuer et finit même par se réduire à quelques gouttes , lorsque les couches filtrantes sont tout-à-fait engorgées par la vase. Quand cette diminution devient sensible, il faut procéder au nettoiement des filtres.
Supposons qu’il s’agisse de nettoyer le filtre n° 1 , on commence par ouvrir le robinet de vidange N ; un ouvrier saisit le robinet R d’une main et le robinet R' de l’autre; un second ouvrier saisit également les robinets , r et r. A un signal convenu , au commandement un, par exemple , afin d’opérer simultanément, le 1er ferme R et ouvre R , le second ouvre r et ferme r'. Quelques instans après , au commandement deux ! le premier ouvre R et ferme R , le second ferme r et ouvre r . On fait répéter ces mêmes mouvemens trois ou quatre fois par des manœuvres brusques qu’exécutent en même temps les deux ouvriers. On produit de cette manière des courans contraires à travers les matières filtrantes , des chocs , du remous , des secousses qui mettent la vase en mouvement et la font sortir des tuyaux capillaires où elle se trouvait fortement engagée; on laisse couler ensuite l’eau pendant quelque temps , R et r étant fermés et R' et r ouverts, jusqu’à ce quelle sorte à-peu-près limpide ; puis, on remet les robinets dans l’état primitif (R , r , fermés , R , r ouverts), on ferme le robinet de vidange N par lequel sortait
l’eau chargée de vase provenant des opérations que nous venons d’indiquer, et la filtration recommence de nouveau comme si le filtre n ' 1 était tout neuf. L’eau filtrée reprend son chemin , remonte le tuyau D et se déverse comme à l’ordinaire dans le réservoir B. Les autres filtres , n° 1 et n° 2 , se nettoient absolument de même. La facilité de cette manœuvre si simple et si prompte (car elle dure seulement quelques minutes) , provient de ce qu’en tournant les robinets , on peut intervertir instantanément la marche de l’eau dans les Couches filtrantes et produire successivement ou simultanément des courans ascendant et des courans descendans. On voit que dans ce système de nettoyage on n’emploie que les élémens nécessaires à la filtration même: l’eau sale et la pression.
Une cuve semblable à celle que nous venons de décrire , filtrera , en 24 heures, 1500 hectolitres d’eau sale, à l’aide d’une pression d’une athmosphère, (10 mètres environ de colonne d’eau) , et en faisant traverser les trois filtres , pour obtenir une clarification parfaite. Supposons que les eaux soient tellement troubles qu’il soit -nécessaire de nettoyer cette cuve tous les deux jours et que cette opération dure 15 minutes. D’après ces chiffres , calculons ce qu’il faudrait de cuves pour la filtration des eaux d’Amsterdam.
D’abord , pour filtrer 42,000 hectolitres par 24 heures, il suffit de 28 cuves, ensuite, comme il faudra nettoyer chaque jour la moitié de ce nombre de cuves,
14) , et que l’opération dure ~ d’heure pour chacune, il faudra ajouter une cuve de réserve fonctionnant 3 h. | sur 24 heures, afin que la quantité d’eau filtrée ne souffre pas de diminution par le chômage momentané des cuves que l’on nettoie. Ainsi, avec 29 cuves et la demi-journée de deux ouvriers on pourrait faire le service régulier de toute la ville d’Amsterdam.
Nous avons vu que Mr de Bruin emploierait 140 cuves pour ce même service , sans compter celles qu’il faudrait avoir en réserve à cause du chômage des appareils en réparation. Quant aux frais annuels de nettoyage de ces 1 40 cuves, il nous est impossible de les évaluer, mais nous les croyons assez considérables (*). Il est inutile d'ajouter que Mr de Bruin demanderait qu’on lui élevât l’eau sale à une hauteur de î 1 mètres. Dans le cas où la pression serait de 5 mètres au lieu de 10 mètres, il faudrait augmenter le nombre des cuves.
Maintenant, pour confirmer nos assertions, citons de nouveaux passages du Rapport queM‘ Aragoa faità l’Académie des Sciences sur le Système deMr de Fon vielle.
(*) Nous pouvons donner une idée de la quantité de vase qu’un filtre doit retenir dans certains cas. Les eaux des fleuves contiennent jusqu’à —J— de limon en temps de crues, èn sorte qu’un filtre doit , pour filtrer 2000 hectolitres , pouvoir retenir 100 Kilog. de vase. — Cette difficulté disparaît dans le Système Fonvielle, puisqu’on peut, en quelques instans et à volonté, dégorger ses Filtres par la manœuvre décrite page 31; mais elle est insurmontable pour tous les autres Systèmes à haute pression qui n'ont aucun moyen de parer à un engorgement aussi rapide.
Page 25. — « Le Filtre de M1 Henri de Fonvieîle, a » FHôtel-Dieu , quoiqu’il n’ait pas un mètre d étendue « superficielle , donne par jour, avec 88 centimètres de » pression de mercure (une athmosphère et 1 / 6) 50,000 » litres au moins d’eau clarifiée. Ce nombre déduit de » l’examen des divers services de l’hôpital, est une » petite partie de ce que l’Appareil fournirait si la » pompe alimentaire était perpétuellement en charge; >> dans certains momens nous avons trouvé, en effet, » par des expériences directes, que le filtre donnait jus- » qu’à 95 litres par minute: ce serait donc près de » 137,000 litres en 24 heures, ou près de 7 pouces de » fontainier »
Pages 26, 27 et 28. — «Nous avons déjà dit qu’à » Greenock, quand le filtrage s’est opéré du haut en bas, « l’ingénieur Robert Thom nettoie la masse de sable en » y faisant passer rapidement dans la direction con- » traire, c’est-à-dire de bas en haut une grande quantité » de liquide. Ce Procédé peut suffire si les filtres ne sont » engorgés que très-près de la surface ; mais les Filtres de » Mr Fonvielle exigent des moyens plus puissans: ces « moyens, l’Auteur les a trouvés dans l’action de deux » courans contraires, dans les chocs, dans les secous- » ses brusques, dans les remous qui en résultent. «Pour nettoyer le Filtre, hermétiquement fermé, de » l’Hôtel-Dieu , l’ouvrier chargé de cette opération « ouvre tout-à-coup, simultanément ou presque siniul- « tanémenf, les robinets des tuyaux qui mettent le des- » sus et le dessous de l’ Appareil en communication avec
le réservoir élevé ou avec le corps de pompe qui renferme feau alimentaire. Le Filtre se trouve ainsi traversé brusquement et en sens opposé par deux forts courans, dont l’effet nous semble pouvoir être assimilé à celui du froissement que la blanchisseuse fait éprouver au linge qu’elle manipule; ces courans en tous cas ont certainement la propriété de détacher du gravier filtrant, des matières terreuses , qui, sans cela, y seraient restées adhérentes. Nous ne pouvons avoir aucun doute sur la grande utilité de ce conflit de deux courans opposés ; car, après avoir nettoyé le Filtre de f Motel- Dieu à la manière de Mr l’Ingénieur Thom, nous voulons dire à l aide d’un courant ascendant; et après nous être assuré que ce même courant ascendant ne donnait au robinet de dégorgement, que de 1 eau limpide, dès qu’on manœuvrait les deux autres robinets, alors l’eau sortait au contraire du Filtre dans un état de saleté extrême. Pour le dire en passant, les malades, témoins de l’opération, exprimaient hautement leur surprise en voyant à quelques secondes d intervalle, la même fontaine fournir tantôt une épaisse bouillie jaunâtre, et tantôt de l’eau claire comme du cristal.
» Ajoutons à tant de détails que le Procédé dont » vous nous avez chargée de vous rendre compte a reçu » l’épreuve du temps; que depuis plus de huit mois il » est en action à l’Hôtel-Dieu ; que depuis plus de huit >> mois une même couche de sable de moins d’un mètre » superficiel y fonctionne sans interruption , qu’on n a
v point eu à Ja renouveler - que cependant dans cet » intervalle la Seine a été extrêmement bourbeuse , et » qu’en cavant tout au plus bas, douze-millions de «litres d’eau ont traversé l’appareil; aussi, bien qu’à » raison de diverses circonstances , nous ayons dû » renoncer à faire des essais sur ce que l’auteur du Mé- « moire attend d’avantageux du partage des épaisses » couches filtrantes actuelles en couches minces séparées les unes des autres; en nous en tenant exclusi- » vement à ce que nous avons suffisamment étudié ,
» nous n’hésitons pas à dire qu’en montrant la possibi- « lité de clarifier de grandes quantités d’eau avec de » très-petits appareils , Mr Henri de Fonvielle a fait faire » un pas important à l’art.
» Nous proposons donc à 1 Académie d’accorder son » entière approbation aux nouveaux procédés qu elle » nous avait chargés d’examiner. >>
Immédiatement après la lecture de ce rapport , l’ Académie en délibère et adopte à l'unanimité les conclusions de la Commission.
Extrait des Comptes-Rendus de ï Académie des Sciences. Séance du 14 août 1 8 3-7 V
Personne ne contestera 1 impartialité qui a présidé à l’examen que nous venons de faire, ni l’exactitude de nos assertions fondées pour la plupart sur des docuinens authentiques. Loin d’avoir exagéré nous nous sommes constamment tenus au-dessous de la réalité (*) afin d'être sûrs d’éviter la moindre objection; il y a donc lieu de croire qu’on adoptera les conclusions qui ressortent naturellement de tout ce qui précède.
On peut ranger les divers procédés de clarification en deux classes : ceux qui ont été réellement appliqués sur une grande échelle , et qui le sont encore aujourd’hui, formeraient la première classe; la seconde, comprendrait ceux qui n ont pas reçu cette épreuve décisive, et que nous sommes en droit d’écarter par cette seule fin de non recevoir. Nous ne trouvons à placer dans la première classe que le système anglais des bassins de repos combinés avec un bassin-filtre d’une immense étendue, et le Procédé Fonvielle que l’Administration de la ville de Paris a adopté pour la filtration de ses eaux. Nous laisserons les Anglais décider
eux-mêmes entre ces deux systèmes, et nous nous contenterons de citer le passage suivant d’une lettre
(*) passage delà Pièce Justificative N° 9 prouve qu’un Filtre Fonvielle placé dans des circonstances analogues à celle que nous avons supposées dans le courant de cette Notice, sauf que la pression était un peu plus considérable, a donné plus de 4,000 hectolitres d’eau, parfaitement claire, par 2 4 heures; et nous n’avons calculé que sur un débit de 1 5oo hectolitres seulement.
(publiée) de M1 Ara go , membre du conseil municipal de la ville de Paris:
« Le nom de l’Ingénieur Tliom de Greenock est sou- » vent cité dans le Mémoire de vos adversaires (*). Ce « nom, qui, par parenthèse, a été pris dans mon Rap- » port, n’a pas empêché le célèbre ingénieur Mylne(**), » du New-River , le principal établissement hydrauli- » que de Londres , de considérer l’Appareil Formelle » comme une belle et bonne invention. Lorsque der- » nièrement AL Mylne vint à Paris avec M. Curtis, le » président de la Banque d’Angleterre , y apporter un » projet de distribution d’eau à domicile , et que le » Conseil municipal me chargea de veiller à la rédaction du cahier des charges, M. Mylne me déclara » qu’il entendait s’adresser à la Compagnie Française ,
(*) Il s’agit ici d’un procès. La Compagnie Française de Filtrage ayant cru apercevoir une contrefaçon à son Système dans un filtre établi aux Bains Chinois par MM. Lanet et de Sornay , fit saisir cet appareil et poursuivit ces derniers. Ceux-ci , au contraire , demandèrent contre la Compagnie la déchéance de ses brevets , se fondant sur ce. . . . qu’en mettant au jour ce prétendu nouveau système , on n’avait fait que s’approprier une idée déjà tombée dans le domaine public. L’affaire fut d’abord portée devant le Tribunal civil de la Seine, puis en Cour royale; La Compagnie Française eut gain de cause devant ces deux Juridictions.
Voir aux Pièces Justificatives N05 5 et 6; d’abord, la teneur du Jugement rendu par la 2me Chambre; ensuite , le Rapport des Experts.
(**) M1' Mylne est lTngénieur-en-chef de la Compagnie de A'w- River qui distribue par 24 heures 800,000 hectolitres d’eau dans la ville de Londres.
» et lui acheter le droit de filtrer suivant ses procé- » des. »
Dans une lettre sur le Filtre Fon vielle, écrite le l€t septembre 1837 et publiée en partie , Mr Mylne disait:
; « pour mon filtre , il va admirablement
» bien.
» La semaine dernière , j’ai reçu des nouvelles « d’Amérique au sujet de filtrer l’eau pour les besoins « de Boston. J’ai envoyé votre carte, en recommandant » votre filtre autant que je l’ai pu , pour faire compren- » dre quil est le meilleur que je connaisse. » (*).
Ainsi donc, la théorie, la pratique, l’assentiment des hommes spéciaux, tout, en un mot, concourt à établir la supériorité des Procédés de Ml de Fonvielle. J1 est démontré, maintenant, qu’il est toujours possible de satisfaire à l’un des premiers besoins d’une grande ville, celui d être alimentée régulièrement et à un prix modique, d’eaux propres à tous les usages, lorsqu’il se trouve à portée des eaux auxquelles il ne manque que la limpidité.
Or, un grand nombre de villes en Hollande se trouvent dans ce cas. Il est sûr, en effet, que les eaux du
(*) Des Armateurs anglais, ayant fait placer un filtre du Système Fonvielle sur un de leurs navires, ont reçu du Capitaine la lettre dont un extrait se trouve aux Pièces Justificatives N° 7.
Rhin et de la Meuse, dont les diverses branches arrosent une grande partie du pays, sont aussi salubres que les eaux de la Seine, du Danube, de la Tamise, etc., tandis que les eaux des puits, des sources et des citernes sont telles, pour la plupart, que l’emploi continuel qu’en font les habitans de ce pays doit avoir une influence nuisible sur leur santé.
Dans ces villes on trouve tous les élémens nécessaires à l’établissement d’un service régulier des eaux de rivière , et pourtant les conditions où les habitans se trouvent placés sous ce rapport, ne sont tolérables qu’à l aide de la longue habitude qu ils ont contractée de les subir.
Du reste, nous ne chercherons pas à prouver qu Tl y ait quelque progrès à faire dans cette direction. Tout le monde le sent , et d’ailleurs nous ne saurions mieux faire que de renvoyer aux rapports des Commissions spéciales chargées de rechercher la nature des besoins premiers de la population et les moyens d’y satisfaire. Qu’on lise ces Rapports si remarquables , et l’on verra de quelle importance est pour le pays tout perfectionnement apporté à l une des branches du service des eaux. Quant à nous, notre conviction est que l’opinion publique est suffisamment éclairée sur ce point en Hollande , et qu’il suffit d indiquer le remède à un mal que tous connaissent. Notre rôle doit se borner là.
Outre ces besoins capitaux qui intéressent les grands
centres dépopulation , il y a des besoins, secondaires d est vrai, mais pourtant importuns , qui réclament
aussi satisfaction: nous voulons parler des Etablissemens publics où se trouvent réunis un grand nombre d hommes, tels que les Hôpitaux, les Casernes, les Colonies de Bienfaisance, les Vaisseaux, les Prisons, et des Etablissemens particuliers, des Usines où la qualité des eaux consommées est d’une haute importance; comme: les Teintureries , les Bi assénés , les Raffineries. Nous aurions à ce sujet occasion de présenter le Système Fonvielle sous un point de vue nouveau , mais nous nous contenterons de dire que déjà, en France, outre l’application faite sur la plus grande échelle dans la ville de Paris et dans certaines Usines considérables, des Commissions spéciales, nommées par le Ministre
de la Marine, ont décidé que les dp par cils Foiwielle
(levaient être employés sur les navires de FEtat, dans les Bagnes, dans les Casernes, dans les Hôpitaux des ports de mer français (*).
Le Gouvernement de sa Majesté le Roi des Pays-Bas, jaloux de réaliser des améliorations reconnues si nécessaires, a bien voulu favoriser celle que nous proposons ici, et en a déjà ordonné l’application sur plusieurs points du Royaume (**y.
(*) Voir aux Pièces Justificatives N° 3, 4, 8, et 10.
(**) Déjà un Filtre Fonvielte a été placé à la Prison militaire do 1 .eyde.