I. DÉTAIL DES OPÉRATIONS

19 Prise d’eau.

La prise d’eau se fait dans le bras nord de l’Elbe, en un point situé à 3 kilomètres en amont de la ville de Hambourg, à 8 km. 500 en amont des grandes écluses. L'ancrage des navires est interdit sur une étendue de 1 kilomètre en amont et 1 kilomètre en aval de la bouche d’aspiration. L'orifice, de > m. 4o de diamètre, est construit en briques, et en basalte bétonné. Il est abrité par deux murailles latérales en saillie, et muni d’un grillage mobile.

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Le niveau inférieur du canal est à + 90 centimètres au-dessus de l’éliage, son niveau supérieur à + 3 m.30, de sorte que l’orifice tout enter est encore au-dessous du niveau moyen des basses eaux de l’Elbe, et son plan inférieur encore à 70 centimètres au-dessous des plus basses marées du siècle, A l’orifice fait suite un canal en maçonnerie, long de 180 mètres, et formé de quaire assises cylindriques de briques bétonnées. Ce canal se termine à la salle des machines aspiratrices, dont nous ne pouvons faire 1c1 une description détaillée. Cette salle contient cinq machines couplées, d'une force moyenne de 40 chevaux, actionnant chacune deux pompes à double effet. Ces pompes puisent l’eau dans un canal large de 6 m. 0, courant sous les bâtiments dans toute leur longueur,et la refoulent dans un avant-bassin de forme rectangulaire, de 36 mètres de long sur 8 de large. De là l'eau gagne les bassins de sédimentation, par un canal ouvert de 730 mètres de longueur environ, pour 8 de large. Il existe en outre un « canal de nécessité », fermé en temps ordinaire, qui peut, le cas échéant, faire communiquer directement l’avant-bassin avec la conduite qui se rend aux filtres, afin de permettre, en cas de besoin, de diriger l’eau immédiatement de l'usine de prise vers les filtres, sans passer par les bassins de décantation.

1 Cf. Das Hambürger Wasserwerk ünd die Entwickläng seiner Maschinenanlagen, von Rud-Schrôüder; Hamburg, 1902. Otto Meissner Verlag.

29 Décantation !.

L'entrée de l’eau dans les bassins de décantation s'opère par l'intermédiaire d’un système de conduites cylindriques, munies de soupapes, et abritées par un pelit édifice en maçonnerie. Cette soupape se manœuvre à la main, et on la ferme, quand le niveau de l’eau dans les bassins a atteint +8 m. 60 au dessus de l’étiage de l’Elbe.

Les bassins de décantation sont au nombre de quatre ; ils ont une longueur de 350 mètres environ, sur une largeur de 120 mètres ; leur profondeur utilisable est de > mètres. Il contiennent chacun, en chiffres ronds, 80.000 mètres cubes,

Le fond de ces bassins est pavé de dalles plates, sur une forte couche d'argile ; les parois sont en maçonnerie.

L'eau séjourne dans ces bassins assez longlemps, et laisse déposer une grande partie de ses impurelés et de ses malières en suspension. La durée de cette sédimentalion est variable : elle se règle d’après la consommation de l’eau en ville, et oscille entre quinze et trente heures, la moyenne étant de vingt heures. Lorsque l’eau s’est décantée, on la laisse s’écouler vers les filtres, jusqu'à ce que le niveau, dans le bassin de sédimentation, soit descendu à + 6 m. 60. On évacue

1 Cf. Die Filtration von Oberflächenwasser in den deütschen Wasserwerken wiährend der Jahre, 1894 bis 1896, par le D'G. Pannwitz (Arbeilen aûs dem Kaiserlichen Gesündheilsamte, XIV vol 1898),

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ensuite le reste du contenu {1 m./0 à 1m.60) dans le vieux bras de l’Elbe, au moyen d’une conduite en fonte de g1 centimètres de diamètre. Le nettoyage en grand des bassins se fait une fois par an.

La sortie de l'eau s'effectue au travers d’une vanne de sortie, analogue à celle de l'entrée, et pouvant aussi se manœuvrer à la main; mais comme il faut pouvoir concilier les variations de hauteur de l’eau dans les bassins de décantation, avec la constance du niveau dans les filtres, il existe, en outre des soupapes, un réglage automatique de la sortie de l’eau, au moyen d’un flotteur à balancier. A sa sortie du bassin, l’eau se dirige vers le canal conducteur principal des filtres.

30 Filtration.

A. Bassins filtrants. — Le conducteur principal, qui amène l'eau aux fillres, est un canal souterrain de 2750 mètres de longueur, sur 2 m60o de diamètre. Situé à 4m.30 dans la Billwarder-Insel, il a sur 900 mètres de longueur une pente de 30 centimètres, son niveau à Kaltehofe n’est plus qu'à 4 mètres.

Ce canal est construit, partie en béton, parte en briques; il est muni en outre d’un revêtement d’argile de 10 centimètres d'épaisseur. Après la distribution d'eau aux premières rangées de filtres, un conduit d'aussi gros calibre n'étant plus nécessaire, 1l est continué par un canal en maçonnerie de 270 mètres de long, sur 1 m, 6 de diamètre.

Du conducteur principal se détachent les canaux

ER de secondaires, en maçonnerie, de 1 m. 20 de diamètre, qui, par l'intermédiaire de conduites collatérales courtes, de 8o centimètres de diamètre, amènent l’eau aux vannes d'entrée des filtres. Celles-ci se composent de deux chambres, renfermant : la première, un système de double soupape; la deuxième, un flotteur à balancier, obturant automatiquement la soupape, quand le niveau de l’eau dans le filtre est arrivé à 6 mètres au-dessus de l’étiage. L'eau pénètre dans le bassin par deux ouvertures latérales, situées à la surface même du sable.

Les bassins filtrants sont au nombre de vingt-deux ; ils sont de forme rectangulaire, à l'exception du filtre situé à l’extrémité nord-ouest de Kaltehofe, dont la forme semi-circulaire est en rapport avec la place qu'il occupe’.

Tous les filtres sont à ciel ouvert: outre les avantages de construction el d'économie, que présente cette disposition, 1l est certain que le nettoyage des filtres ouverts est plus commode, moins coûteux et plus facile à surveiller que celui des filtres voûtés. Enfin, l’achon de l'air et de la lumière sur l’eau, loin d’être à redouter, peut au contraire exercer, comme cela a lieu pour les fleuves, une action purifiante qui n’est pas à dédaigner. L’élévation de température de l'eau, pendant l'été, est largement corrigée par le long séjour souterrain de l’eau, dans les couches filtrantes, dans les canalisations et les réservoirs, ainsi que dans les conduites de distribution.

! Voir le plan ci-dessus.

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À l'encontre de la plupart des autres installations filtrantes, les filtres sont de très grandes dimensions (7650 mètres carrés de surface filtrante). L'expérience a montré, à Hambourg, que le nettoyage de ces grands filtres s'effectue aussi bien que pour de petits bassins. Le seul argument en faveur d’une plus grande division de la surface filtrante est le suivant : c’est qu’elle permet de ne pas conserver en dehors de l’exploitation, en réserve ou en nettoyage, des surfaces de filtration démesurément grandes. C’est pourquoi la surface d’un filtre ne doit pas dépasser un tant pour cent de la superficie totale : ce principe, d’ailleurs, a été observé à Hambourg. Il faut aussi considérer que, si l’on construit des filtres plus petits, la longueur de digues de séparaion augmente, ainsi que le nombre des vannes et des déversoirs ; le rapport du périmètre des filtres à leur surface s'accroît également. Par conséquent on a, d’une part, augmentation des frais de construction et d'exploitation ; d'autre part, diminution de la sécurité et de la facihté d'exploitation. Il semble donc que cette discussion soit à lavantage des grands filtres ; et, jusqu'ici, ni l'exploitation, n1 la teneur bactériologique du filtrat n’ont paru souffrir de ces grandes dimensions.

Le fond des bassins est constitué par une couche de terre glaise grasse, de 35 centimètres d'épaisseur, rapportée artificiellement, et surmontée d’une couche d’argile plastique de ro centimètres, sur laquelle on place enfin une assise de briques noyées dans du ciment. Le bord des bassins est protégé par une margelle en béton.

nt Les digues qui séparent les bassins sont gazonnées, et parcourues par un chemin de gravier garni de rails. Pour assécher le sous-sol des bassins, on y installe, pendant leur construction, un système de tuyaux de drainage, en communication avec des pompes d’épuisement.

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Ikanal ÉÉLREE

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Zweigszmmelkanal

Plan d'un bassin fillrant, montrant les canaux collecteurs de l'eau filtrée.

Abflüsshbrünnen— Vanne de sortie. Züflüssbrünnen— Vanne d'entrée. Haüptsammelkanal — Canal collecteur central du filtre, Zweigsammelkanal = Canal collecteur latéral.

Reinwasserkanal — Canal collecteur principal d’eau filtrée. Zùfièsskanal — Conduite d’amenée de l’eau brute. Entwasserungssiel — Canal de dessèchement.

Pour recueillir l’eau qui a filtré à travers le gravier el le sable, il existe un réseau de canaux représenté sur la figure 2. Le collecteur principal s'étend, en droite ligne, dans toute la longueur du filtre. Il à 55 centimètres de hauteur sur 80 de large!; ses parois latérales

1 Voir figures 2 et 3.

EST ee sont en maçonnerie, et 1l est recouvert par des dalles de granit.

Sur lui se branchent latéralement les canaux secondaires, qui ont 19 centimètres de hauteur sur 15 de large, et sont uniquement formés de briques. Ils sont complètement noyés dans la couche de gravier ; quant au collecteur principal, la dalle qui le recouvre pénètre de ro centimètres environ dans la couche de sable, Il est muni d’orifices latéraux, pratiqués juste au niveau du fond du filtre; et qui livrent passage à l’eau filtrée, qui peut aussi pénétrer de la même façon dans les collecteurs latéraux, et de là, dans le canal central qui l’amène à la vanne de sortie. Nous étudierons en détail, à propos du réglage du filtre, le fonctionnement de cette vanne,

L'eau filtrée, provenant de tous les collecteurs des filtres, est recueillie par un collecteur général, qui traverse la baie de Billwärder, dans une conduite de fer forgé, de 224 mètres de long, sur 2 mètres de diamètre, pour gagner Rothenburgsort. Là le canal s’élargit, et acquiert un diamètre de 4 m. 80, pour aboutir enfin aux réservoirs d'eau filtrée. Ces réservoirs sont au nombre de deux ; ils ont, réunis par une conduite en fer, une capacité de 10.000 mètres cubes environ. L'un des réservoirs est formé de deux parties de 80 m.30 de long, sur 35 m. 22 de largeur, ayant une surface de 2.667 mètres carrés; l’autre a 124 m. 54 de long, 3o m. 68 de large, et 3.821 mètres carrés de surface. Tous les deux sont voûtés, et recouverts d’une couche de terre d’une épaisseur minima de 76 centimètres. De ces réservoirs, l’eau filtrée passe à l’usine élévatoire de

ts Rothenburgsort, d'où elle est répartie dans les conduites de distribution de la ville.

: Maintenant que nous avons passé en revue les dispositifs filtrants, que traverse l’eau de l'Elbe avant d’être livrée à la consommation, analysons, d'une façon plus approfondie, le mécanisme de sa filtration, en com-

mençant par l’étude des couches filtrantes.

B. Couches fillrantes. — Avant de parvenir aux collecteurs d'eau pure, situés au fond du bassin, l’eau de l'Elbe, déjà débarrassée de ses impuretés grossières, par le séjour dans les bassins de sédimentation, doit traverser une couche de matériel filtrant d’une épaisseur totale de 1 m. 6o.

Nous étudierons la composition de ce matériel, de bas en haut, tel qu'on le dispose dans les filtres, au moment de leur construcüon.

Sur les larges dalles plates, qui forment le fond du bassin, on place d’abord à la main de grosses pierres, sur une hauteur de 20 centimètres, puis ro centimètres de cailloux de la grosseur d’un œuf d'oie. Enfin, sur une épaisseur de 30 centimètres, on entasse du gravier, allant en diminuant de diamètre, de la grosseur d’une noix à celle d’un pois. On a ainsi constitué une assise de gravier de plus en plus petit et serré, d’une hauteur totale de 60 centimètres.

Sur cette couche de gravier, on dispose enfin l'élément principal du filtre, c’est-à-dire une couche de sable fin, de 1 mètre d'épaisseur. Par l'enlèvement périodique, lors du nettoyage du filtre, de la couche

superficielle souillée, l'épaisseur de sable s’'abaisse

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graduellement. Lorsqu'elle n’atteint plus que 40 centimètres, on lui restitue sa valeur primitive, par l’apport de sable préalablement lavé.

La grosseur du sable employé, c'est-à-dire le diamètre moyen des grains, varie de 1/2 à 2 millimètres.

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