SALUBRITÉ

EAU. — L'eau, répandue dans l'univers sous toutes les formes que peut revêtir la matière, joue bien réellement ce rôle d'élément que lui attribuait la science antique. Mêlée à la trame organique depuis ses rudiments jusqu'au plus haut degré de perfection qu'elle puisse atteindre, combinée à l'atmosphère, ou formant à elle seule près des trois quarts du globe, elle est, après l'air, Lé principal agent de la vie universelle, non-seulement par elle-même, mais encore par les principes secondaires auxquels elle sert de véhicule. Indispensable dans l'ordre naturel, elle ne sert pas moins dans les arts, où le génie de l'homme a su en faire son plus utile auxiliaire, et où sous forme de vapeur elle a reculé, pour ainsi dire, les bornes de la puissance humaine. Aussi les applications de l'eau sont-elles véritablement innombrables, et, pour les énumérer seulement, nous devrions reculer devant la grandeur de la tâche.

On ne trouvera donc dans cet article qu'une indication très sommaire des propriétés et des usages de l'eau, considérée d'une part au point de vue de l'hygiène générale , soit comme agent physique , soit comme boisson; d'une autre part, au point de vue de la salubrité, dans sa distribution à l'intérieur des villes et des habitations, soit pour l'emploi industriel ou agricole , soit comme moyen de propreté.

De l'eau considérée dans sa distribution géologique et sa composition. — Nous avons exposé déjà le rôle que l'eau, répandue dans l'atmosphère à l'état de vapeur ou condensée sous forme de brouillard ou de pluie, joue dans la composition de I'air ou dans la constitution des climats. Nous n'ajouterons rien sur ce point, et nous examinerons comment elle est répartie sur le globe. Elle forme autour des terres les grands bassins océaniques, et séjourne aux pôles et sur les hauts sommets en amas de glace. Au sein de la terre, l'eau s'étend en

nappes souterraines qui s'échappent en sources vives, ou qui jaillissent soit naturellement, soit par les voies que l'industrie humaine a su leur creuser à travers les profondeurs du sol. A la surface du globe, tantôt on rencontre des masses d'eau stagnante, étangs ou marais, où s'élaborent si souvent ces miasmes délétères dont les effets se font si cruellement sentir sur la santé des hommes ; et des eaux courantes, sources, ruisseaux, rivières, fleuves, qui sillonnent et fécondent les diverses régions de la terre, offrant partout à l'homme l'élément nécessaire à sa vie ou à ses travaux.

En résumé, nous dirons d'une manière générale, avec le savant auteur de l'introduction de V Annuaire des eaux de la France, que l'eau a dans la nature deux grands réceptacles : l'un aérien, c'est l'atmosphère; l'autre liquide, c'est l'étendue des mers. Ces deux réceptacles sont en communication permanente par l'évaporation de l'eau de la mer qu'activent la chaleur et la liquéfaction de la vapeur atmosphérique qui a lieu sous l'influence du refroidissement; mais comme le second de ces phénomènes, particulièrement sous certaines latitudes, est sujet à de grandes variations ou se répartit très inégalement entre les saisons, l'infiltration souterraine est destinée à régulariser pour ainsi dire le débit de ces eaux qui, sans l'action bienfaisante du sol qui les absorbe et les restitue sous forme de sources, s'écouleraient avec trop de rapidité.

Eu égard à leur composition et à leurs qualités, les eaux se divisent en trois grandes classes : les eaux douces, les eaux de mer et des salines, les eaux minérales.

Ces dernières, chargées de principes minéralisateurs plus ou moins actifs auxquels elles doivent des propriétés spéciales et variées, dont l'art de guérir tire un si grand parti, méritent une étude particulière.

Les eaux de la mer, dont le rôle dans la constitution des climats a été signalé, doivent leur qualité essentielle au chlorure de sodium qu'elles contiennent. Elles présentent dans leur composition une fixité presque absolue aux dillérentes latitudes et loin des côtes. Un litre d'eau de mer pris dans l'océan Atlantique, l'océan Indien, le golfe du Bengale ou l'océan Pacifique, et h des profondeurs variables entre la surface et 450 brasses, laisse un résidu solide, anhydre, qui peut varier de 328' , 18 à 36f?r,69. La proportion de sel dissous diminue, au contraire, dans les mers polaires par l'effet de la fusion des glaces éternelles, et sur le littoral ou dans les mers intérieures de peu d'étendue par l'abondance des eaux douces qu'elles reçoivent. La Méditerranée fait exception, et sa densité supérieure à celle de l'Océan répond à une proportion plus forte du résidu qui est de 39sr,55. Le chlorure de sodium constitue à lui seul les trois quarts du poids des rési-

EAU. 3 dus, qui se composent en outre de chlorure de magnésium et de potassium, une petite quantité de bromure alcalin, des traces d'iodures, des sulfates de chaux, de magnésie et de potasse, enfin du carbonate de chaux. D'autres substances, en plus ou moins grand nombre, mais en quantités impondérables, doivent très certainement être contenues dans l'immense réservoir des mers ; l'argent, le plomb et le cuivre y ont été décelés par les recherches récentes de MM. Malaguti, Durocher et Sarzeau. Il faut y joindre les principes condensés dans les plantes qui vivent au sein des eaux, et où on les retrouve par l'incinération. Nous avons dit comment l'oxygénation de l'air peut varier à la surface des mers.

On doit rapprocher des eaux de mer les eaux des sources salées qui s'écoulent dans les terrains où existent des couches de sel gemme, et qui sont marqués par la présence de marais salés ou d'une végétation analogue à celle du voisinage de la mer. Le sol des Vosges, du Jura, de la Meurthe, en offre des exemples.

Les eaux douces, sinon par leur abondance, du moins par leurs propriétés, l'emportent de beaucoup sur toutes les autres au point de vue de l'hygiène et de la salubrité. Et c'est d'elles presque exclusivement que nous aurons à parler dans la suite de cette étude. La plupart des eaux des sources, fleuves et rivières, contiennent les composés suivants ou leurs éléments ; acide silicique, bicarbonates de chaux et de magnésie, sulfate de chaux, chlorure de sodium, traces d'azotate, de chlorure de potassium, de bromure et d'iodure, acide carbonique, azote, oxygène, matières organiques azotées et non azotées. Un très petit nombre d'eaux de cette classe contiennent des bicarbonates de soude ou de potasse, parfois tous les deux. Ces eaux alcalines peuvent tenir en solution des sulfates et chlorures alcalins, des bicarbonates de chaux et de magnésie et de l'acide silicique. On comprend qu'elles ne doivent pas contenir du sulfate de chaux, car il serait décomposé par les carbonates alcalins. Outre les matières dissoutes qu'elles contiennent, les eaux douces naturelles charrient soit des matières terreuses qu'elles entraînent dans leur cours et qui forment un limon dont la composi tion n'est pas indifférente pour les usages agricoles ou industriels auxquels l'eau peut être employée. Nous ne pouvons passer sous silence à cette occasion l'action que, suivant sa nature, le sol peut exercer sur l'eau de pluie qu'il reçoit et qui peut être recueillie par le drainage. M. le professeur Way a constaté que l'argile n'agit pas à la manière d'un filtre, mais bien qu'elle absorbe en proportions diverses les différents sels alcalins ou terreux contenus dans l'eau dont le sol est imprégné, et que, par conséquent, celle-ci se purifie à mesure qu'elle pénètre le terrain. On comprend par avance les modifications qu'apporte dans les éléments constitutifs

k EAU.

de l'eau le mélange des produits de l'industrie ,'i laquelle elle a pu servir.

Des eaux potables. — L'eau, considérée comme boisson et dans ses usages culinaires ou domestiques, exige des qualités spéciales sans lesquelles elle peut devenir d'une insalubrité d'autant plus lâcheuse que son action est incessante et souvent presque inévitable.

Nous empruntons à Y Annuaire des eaux de la France un exposé fidèle des caractères propres aux bonnes eaux.

« On admet généralement qu'une eau peut être considérée comme bonne et potable quand elle est fraîche, limpide, sans odeur; quand sa saveur est très faible, qu'elle n'est surtout ni désagréable, ni fade, ni salée , ni douceâtre ; quand elle contient peu de matières étrangères, quand elle renferme suffisamment d'air en dissolution ; quand elle dissout 'le savon sans former de grumeaux, et qu'elle cuit bien les légumes.

» Une faible proportion d'acide carbonique donne une légère sapidité à l'eau et la rend plus agréable, en même temps qu'elle facilite les fonctions digestives par une légère excitation. Sa présence dans une eau, même en petite quantité, peut donc être regardée comme utile. Tous les auteurs admettent, en outre, qu'une eau de bonne qualité doit contenir de l'air en dissolution ; plusieurs ont avancé que c'est particulièrement l'oxygène dont l'influence est favorable, et ont même attribué à son absence dans les eaux provenant de la fonte des neiges certaines maladies plus particulièrement endémiques aux vallées montagneuses.

» Sauf de très rares exceptions, les eaux qui tiennent en dissolulion une proportion notable de matières organiques se putréfient vite et acquièrent des propriétés nuisibles. Il est bien évident que des diarrhées, des dysenteries et d'autres maladies aiguës ou chroniques ont été endémiquement déterminées par l'usage continué quelque temps d'eau de mares, de marais ou de puits, tenant des proportions trop grandes de matières organiques altérées, soit en suspension, soit en dissolution. On admet donc comme un résultat général d'observation que, toutes choses égales, moins une eau potable contient de matières organiques, meilleure elle est.

» Les eaux qui contiennent des proportions élevées de matières fixes en dissolution ont presque toutes une saveur désagréable, une action purgative prononcée, ou une action altérante, nuisible sur l'ensemble de la nutrition. Une eau peut contenir un demi-millième environ de certaines matières fixes que nous indiquerons plus loin et être considérée encore comme une eau potable de bonne qualité. Mais voilà h peu près la limite d'impureté qu'une eau peut atteindre sans

EAU. H inconvénient. La plupart des eaux potables de bonne qualité, et en particulier les eaux des fleuves et des rivières, contiennent de 1 à 2 dix millièmes de matières fixes. »

La plupart des auteurs qui se sont occupés des qualités hygiéniques des eaux pensent qu'une eau potable est d'autant meilleure qu'elle se rapproche le plus de l'état de pureté, et que les seules substances étrangères à Peau qui sont nécessaires pour en faire une eau potable d'excellente qualité sont, Pair et l'acide carbonique qu'elle doit tenir en dissolution; d'autres personnes soutiennent, au contraire, que certaines matières en petite proportion sont tout à fait nécessaires non-seulement à la sapidité, mais encore à la bonne qualité des eaux. Pour résoudre cette question, il importe d'apprécier l'influence des chlorures, bromures, iodures, des sulfates, des azotates, des sels calcaires et magnésiens sur la qualité des eaux.

Influence des sels calcaires sur la qualité des eaux. — Quand une eau contient plus d'un millième d'un sel calcaire en dissolution, elle est regardée comme impropre aux usages ordinaires de la vie ; on la range parmi les eaux qu'on désigne habituellement sous les noms de dures, crues, etc. Néanmoins tous les sels calcaires ne sont pas regardés comme nuisibles dans les eaux. La plupart des auteurs pensent que non-seulement le bicarbonate de chaux dans la proportion d'un demi-millième n'est pas défavorable, mais encore qu'il constitue un élément utile des bonnes eaux. Voici ce qui peut légitimer cette exception en faveur du carbonate de chaux : dans les eaux potables, il existe une relation nécessaire entre les quantités d'acide carbonique et de carbonate de chaux qu'elles contiennent, qui rend presque toujours la proportion du sel calcaire inférieure ou peu supérieure à un demi-millième. Le carbonate de chaux en petite quantité peut être utile, dans certaines conditions de la digestion, en saturant un excès d'acide du suc gastrique. L'acide carbonique en excès , de même que ce qui se dégage , peut favoriser la digestion stomacale, et le bicarbonate de chaux, sous ce rapport, rendrait un service analogue à celui qui est obtenu du bicarbonate de soude, des eaux minérales alcalines; enfin, la petite proportion de chaux que contiennent ces eaux peut utilement concourir à la nutrition des jeunes enfants en fournissant à leurs os un élément indispensable.

Influence des sels magnésiens. — Les sels magnésiens solubles doivent être rangés parmi les produits inorganiques qui peuvent être administrés en proportion élevée, sans déterminer d'accidents immédiats. Leur emploi médical journalier, les expériences de M. le professeur BouchardaL relatives à l'action du sulfate de magnésie sur les animaux qui vivent dans l'eau, ne laissent aucun doute à cet égard ;

mais sont-ils également inoffensifs lorsque , se rencontrant en proportion notable dans les eaux potables, ils interviennent tous les jours, et à chaque instant dans la nutrition de l'homme ? Les observations récentes de M. le docteur Grange sembleraient indiquer le contraire ; mais, avant de les adopter, une étude sévère des faits est indispensable. Peut-être ne doit-on rapporter les effets qu'on a attribués aux eaux magnésiennes qu'à une simple coïncidence, qu'il serait alors très important de voir bien préciser.

Influence des sulfates sur la qualité des eaux. — Le sulfate de chaux en dissolution dans les eaux joue un rôle très différent de celui qu'on a attribué au bicarbonate de chaux. En effet, il n'a pas, comme ce dernier sel, la propriété de dégager un gaz favorable à l'action digestive et éminemment stable ; il ne peut non plus fournir, par sa décomposition, un élément basique à un excès d'acidité gastrique ; en outre, l'eau peut en dissoudre une proportion assez grande pour en acquérir une saveur douceâtre et fort désagréable ; enfin, comme, tous les sulfates, il est susceptible de se décomposer sous l'influence d'une matière, organique, en produisant du gaz sulfhydrique, ce qui le rend pernicieux pour les eaux qui, faute d'écoulement facile, sont exposées à séjourner plus ou moins longtemps sur le sol. Si l'on ajoute à ces considérations celles que nous avons déjà exposées, relativement à son action décomposante sur les savons et à ses propriétés incrustantes , on devra admettre que la présence , dans les eaux, du sulfate de chaux en quantités notables est une circonstance fâcheuse.

Influence des azotates sur la qualité des eaux. — Les azotates, bien qu'ils paraissent être dans toutes les eaux naturelles, se trouvent en trop faible quantité dans les eaux potables pour qu'on ait pu jusqu'ici apprécier rigoureusement si, même en très petite proportion, ils exercent une action heureuse ou défavorable. Néanmoins il y a lieu de penser que l'azotate de chaux agit sur l'économie, comme dans les usages domestiques, d'une manière analogue au sulfate de chaux, tandis qu'il est éminemment favorable au développement de la végétation.

Influence des chlorures, bromures, iodures sur la qualité des eaux potables. — La très faible quantité de chlorure de sodium (un millionième à peine) qu'on rencontre dans beaucoup d'eaux potables n'exerce vraisemblablement sur l'économie qu'une action indifférente, mais plutôt utile que nuisible. Si l'on a égard à la proportion beaucoup plus élevée de sel marin qu'on trouve dans les aliments, on comprendra sans peine qu'une si faible quantité de sel dans l'eau n'a d'autre effet que de concourir avec les autres substances à sa sapidité. Mais on doit remarquer que les chlorures en dissolution dans

EAU. 1 les eaux paraissent constamment accompagnés d'iodures et de bromures; et les recherches de M. Chatin, en démontrant que certains végétaux qui vivent dans les eaux douces jouissent de la propriété de s'assimiler ces sels, y ont établi leur présence d'une manière presque constante. Comme ces derniers sels, administrés chaque jour, môme en quantité extrêmement faible, peuvent exercer sur l'organisme une action dont beaucoup de faits ont révélé la puissance, on devra attacher une grande importance à la détermination rigoureuse des chlorures, iodures et bromures dans les eaux potables. Peut-être trouvera-t-on soit dans leur présence, soit dans leur absence bien constatée, l'explication de faits qui pourront conduire, à d'utiles applications.

Ces caractères des eaux potables ne se rencontrent pas toujours dans les eaux dont l'homme peut disposer, et il importe d'une part d'apprécier leur composition par l'analyse, et d'autre part de trouver les moyens de corriger leur insalubrité de manière à les approprier à son usage.

II y<l rot inié (■■£<-. — Au premier point se rapportent des méthodes très diverses parmi lesquelles il nous paraît indispensable de citer avec quelques développements les nouveaux procédés hydrotimétriques indiqués par MM. Boutron et F. Boudet.

La méthode proposée par ces savants a pour point de départ les curieuses observations du docteur Clarke sur l'emploi de la teinture alcoolique du savon pour mesurer la dureté des eaux. Elle est fondée sur la propriété si connue que possède le savon de rendre l'eau pure mousseuse et de ne produire de mousse dans les eaux chargées de sels terreux et particulièrement à bases de chaux et de magnésie, qu'autant que ces sels ont été décomposés et neutralisés par une proportion équivalente de savon et qu'il reste un petit excès de celui-ci dans la liqueur. La dureté d'une eau étant proportionnelle aux sels terreux qu'elle contient, la quantité de teinture de savon nécessaire pour produire la mousse peut donner la mesure de sa dureté.

« Tel est le principe que le docteur Clarke a établi, et à l'aide d'une burette graduée et d'une liqueur titrée qu'il a mise en usage en Angleterre, on peut apprécier la dureté des eaux et la proportion de matières incrustantes qu'elles déposent sous l'influence d'une ébullition prolongée.

» C'est au développement de ce principe que nous nous sommes attachés, convaincus qu'il pouvait fournir un procédé facile et rapide pour doser, dans les eaux de sources et de rivières, les principales substances qu'elles contiennent, telles que la chaux et la magnésie et les acides avec lesquels ces bases s'y trouvent le plus ordinairement combinées.

» Le fait fondamental sur lequel nous nous appuyons est donc la production de la mousse dans l'eau pure par le savon et l'obstacle que les bases terreuses apportent à cette production en transformant le savon en composés insolubles.

» Vient-on, en effet, à verser quelques gouttes d'une teinture alcoolique de savon dans un flacon renfermant, par exemple, 40 centimètres cubes ou hO grammes d'eau distillée, si l'on agite le mélange, il se forme immédiatement à la surface du liquide une couche de mousse légère et persistante ; mais si, au lieu d'eau distillée, on emploie une eau plus ou moins calcaire ou magnésienne, le phénomène de la mousse n'apparaît qu'autant que la chaux ou la magnésie contenues dans cette eau ont été neutralisées par une quantité proportionnelle de savon, et que l'on a ajouté un léger excès de celuici qui, ne rencontrant plus de chaux ni de magnésie, manifeste ses propriétés, comme s'il se trouvait en dissolution dans l'eau pure.

» La proportion de savon exigée par U0 centimètres cubes d'une eau quelconque pour produire une mousse persistante donne donc la mesure de la quantité de sels calcaires ou magnésiens contenus dans cette eau, et, comme la plupart des eaux de sources et de rivières, la chaux et la magnésie sont les principales matières qui, combinées avec différents acides, influent réellement sur leur qualité, il est évident qu'en déterminant le proportion qu'elles renferment de ces bases, on détermine la valeur de ces eaux relativement au plus grand nombre de leurs usages.

» La formation de la mousse à la surface de l'eau est d'ailleurs un phénomène si saillant, la proportion de savon que nous avons reconnue nécessaire pour la produire (un décigramme par litre) est si faible, et le moment où une eau calcaire ou magnésienne cesse de neutraliser le savon et devient mousseuse par l'agitation, est si facile a saisir, qu'une dissolution alcoolique de savon peut être considérée comme un réactif extrêmement sensible pour déceler et doser les sels calcaires et magnésiens, dans des liquides très étendus tels que les eaux de sources et de rivières. Le mérite essentiel de ce réactif résulte, il faut le remarquer, de cette circonstance, qu'il indique immédiatement lui-môme par un phénomène très saillant, celui de la mousse, la limite de l'action que les bases terreuses exercent sur lui.

» Nous employons le savon à l'état de dissolution alcoolique, et pour éviter les inconvénients qui résulteraient de la composition variable des savons du commerce, nous litrons cette liqueur d'épreuve, au moyen d'une dissolution de chlorure de calcium (t)

(1) On peut substituer au chlorure de calcium une proportion chimiquement équivalente de tout autre sel capable de former avec les acides gras du savon une combinaison

tondu, contenant de son poids, ou l)sr, 25 de ce sel par litre d'eau distillée.

» Voici la méthode à suivre pour la préparation de cette liqueur :

On prend : Savon de Marseille 100 gr.

Alcool à 90° centésimaux 1600

On dissout le savon dans l'alcool en chauffant jusqu'à l'ébullition, on filtre pour séparer les sels et les matières étrangères insolubles dans l'alcool, que le savon peut contenir, et on ajoute à la dissolution filtrée : Eau distillée. . . 1000

On obtient ainsi 2700 gr.

d'une liqueur qui doit avoir un titre très rapproché de celui que nous avons fixé, mais qui ne peut être employée cependant sans être soumise à un essai qui en constate la valeur réelle.

» Cet essai s'exécute avec les mêmes appareils que nous avons adoptés pour déterminer la composition des eaux, c'est-à-dire au moyen d'une petite burette graduée et d'un flacon bouché à l'émeri de 60 à 80 centimètres cubes de capacité, jaugé à U0 centimètres cubes, par un trait circulaire.

» La graduation delà burette est faite de telle manière qu'une capacité de deux centimètres cubes et quatre dixièmes, prise à partir d'un trait circulaire, tracé au sommet de la burette, se trouve divisée en 23 parties égales, et que les divisions suivantes sont parfaitement égales aux premières.

» Chaque division représente 1 degré ; mais, bien que pour chaque expérience la burette doive être chargée jusqu'au trait circulaire, le 0° n'est marqué qu'au-dessous de la première division. Pour expliquer cette particularité, nous devons faire observer que la proportion d'eau que nous avons adoptée pour chaque expérience est un vingtcinquième de litre ou liQ centimètres cubes, et que, quelle que soit la composition de cette eau, nous la considérons comme formée de 40 centimètres cubes d'eau pure et d'une proportion quelconque de matières capables de décomposer le savon. Or, pour acquérir une certaine viscosité, et devenir capable de produire une mousse persistante, U0 centimètres cubes d'eau pure exigeant une division de

insoluble, tel que le chlorure de baryum, l'azotate de baryle,[etc. M. Marchand (de Fécamp) a fait remarquer, avec raison, que l'azotate barylique est plus facile à manier que le chlorure de ealcium qui est déliquescent; mais au poiut de vue de la graduation de notre burette, ce dernier sel offrait des avantages qui ont dû nous le faire préférer.

L'équivalent de 0sr,25 de chlorure de calcium, en azotate de baryle, étant Os',59 c'est cette proportion qu'on doit leur substituer pour obtenir une dissolution barytique de même degré.

liqueur d'épreuve, la lrc division de la burette a été réservée pour cet usage, et laissée en dehors de la graduation, afin que les divisions suivantes représentassent uniquement et réellement la quantité de savon décomposé par les matières tenues en dissolution dans l'eau.

» La liqueur d'épreuve doit être titrée de manière que les 23 divisions comprises entre le trait circulaire marqué au-dessus de 0° et le 23e degré, c'est-à-dire 22 degrés, soient rigoureusement nécessaires pour produire une mousse persistante avec 40 centimètres cubes

de la dissolution de chlorure de calcium à ■ , dissolution que nous

appelons normale.

'» En conséquence, lorsque la liqueur savonneuse a été préparée dans les proportions que nous venons d'indiquer, on détermine par une expérience le nombre de degrés que 40 centimètres cubes de dissolution normale de chlorure de calcium en exigent pour produire une mousse persistante ; si le nombre de degrés observé est 22, la liqueur savonneuse est parfaite ; mais s'il est inférieur à 22°, on étend cette liqueur d'une nouvelle quantité d'eau, en calculant qu'il faut environ un vingt-troisième de son poids d'eau pour diminuer sa force de 1°. On fait ensuite un nouvel essai et on ne s'arrête qu'autant que l'on a obtenu le titre voulu.

» D'après ce qui précède, la dissolution normale de chlorure de calcium étant faite avec 25 centigrammes de chlorure pour un litre d'eau, contient évidemment 1 centigramme de ce sel pour un vingtcinquième de litre ou 40 grammes. De là résulte que 22 degrés de liqueur d'épreuve sont neutralisés par 1 centigramme de chlorure,

que 1° correspond à — 0,00045 de ce sel, et enfin que chaque

degré de liqueur d'épreuve neutralisée par 40 centimètres cubes de

Qgr 1x25

dissolution normale représente ' = 0,0114 de chlorure de

calcium dans un litre de cette même dissolution.

«Ainsi, comme il est possible, à un demi-degré près, de juger le moment où il se produit une mousse persistante à la surface d'une dissolution, il est évident :

» 1° Que la liqueur cl épreuve peut accuser — - — , soitun quart de

milligramme de chlorure de calcium dans 40 grammes d'eau, et doser avec plus d'exactitude encore tout autre sel terreux dont l'équivalent chimique serait plus considérable.

» 2° Qu'en opérant sur 40 centimètres cubes d'une dissolution de

0gr,0114

chlorure de calcium, on reconnaît à — = 0gr,0057, soit à 5 ou

6 milligrammes près, la proportion de chlorure contenu dans un litre de cette dissolution .

» D'autre part, si, considérant, d'après l'analyse de M. ïhenard, le savon marbré du commerce comme formé de :

on prend, pour son équivalent chimique, le nombre 64.53, et si, multipliant 0gr,25 de chlorure de calcium par 6453, on divise le produit par l'équivalent du chlorure de calcium 693,20, on obtient pour quotient 2gr,326 qui représentent la proportion de savon équivalente à 0g,',25 de chlorure de calcium.

» De là cette conséquence qu'un litre de dissolution normale de chlorure de calcium doit exiger 23 décigrammes de savon, pour transformer les 0gr,25 de sel calcaire en savon insoluble. Or, comme la graduation de la burette d'essai a été calculée de telle manière qu'en opérant sur 40 centimètres cubes de la dissolution normale, la division 23 et le degré 22 correspondent à la production de la mousse persistante, on peut admettre que chaque degré de la burette représente un décigramme de savon neutralisé par un litre de cette dissolution (1). La composition de la liqueur d'épreuve et la graduation de la burette sont, comme on voit, réglées dans de telles conditions qu'en opérant sur 40 centimètres cubes d'une dissolution quelconque de chlorure de calcium, on peut savoir immédiatement, par le degré correspondant à la production de la mousse persistante, la proportion du chlorure contenu dans un litre de cette dissolution, et la proportion de savon qu'il doit neutraliser.

» Il est évident d'ailleurs qu'une dissolution d'un sel de chaux, de magnésie, de baryte ou de toute autre base capable de former un composé insoluble avec les acides du savon, peut être analysée au moyen de la liqueur d'épreuve aussi facilement qu'une dissolution de chlorure de calcium ; qu'il serait facile de fixer, par un simple calcul de proportion, les poids correspondant à un degré de la burette, par chaque litre de dissolution, pour les sels à bases terreuses, et d'en dresser une table qui permettrait de connaître très rapidement les résultats de ces analyses.

(1) Le nombre exact serait 0s',106 de savon pour chaque degré hydrotimétrique, au lieu de Os',1. Dans un calcul rigoureux il faudrait multiplier le nombre de degrés observé par 0,106, on aurait ainsi en décigrammes le poids juste du savon neutralisé pari litre de l'eau examinée.

Soude. . .

Acides gras Eau. . . .

G 6Zj

» Si, au lieu d'une dissolution rie chlorure de calcium, on soumettait à l'expérience une eau de source ou de rivière, contenant, comme cela arrive le plus ordinairement, des sels de chaux el de magnésie (1), le degré observé indiquerait tout à la fois la proportion de chlorure de calcium, et la proportion de savon neutralisé, équivalant à ces sels, pour un litre de l'eau examinée.

» Rien de plus simple dès lors que d'obtenir ce double résultat pour une eau quelconque, puisqu'il suffit pour cela rie déterminer par une expérience rapide combien centimètres cubes rie cette eau exigent de degrés de liqueur d'épreuve pour produire une mousse persistante.

» Supposons, par exemple, qu'une eau ait donné le degré 20 ; ce degré fera connaître :

» 1° Le numéro d'ordre rie l'eau examinée, rians une classification méthodique, qui aurait pour point rie départ l'eau pure représentée par 0° ;

» 2° La proportion de chlorure de calcium équivalente aux sels de chaux et de magnésie contenus clans un litre de cette eau, c'est-à-dire Osr,01Mx20 = Os',228;

» 3° La proportion de savon que neutraliserait un litre de cette eau, soit 20 riécigrammes.

» Nous avons donné à notre burette le nom d'hydrotimètre (2) (mesure de la valeur de l'eau). Notre méthode d'essai constitue donc l'hydrotimétrie, et les eaux peuvent être classées d'après leurs degrés hydrotimétriques, en les comparant à l'eau pure qui marque 0e.

» Mais nous ne nous sommes pas bornés à déterminer en bloc la

(1) Indépendamment des sels de chaux et de magnésie, les eaux de sources et de rivières peuvent contenir une petite quantité d'alumine, de silice, de sels de fer et de manganèse, qui forment aussi avec les acides du savon, des combinaisons insolubles el dont la présence est également accusée par la liqueur d'épreuve. Leur influence vient donc s'ajouter à celle qu'exercent sur le savon les sels de chaux et de magnésie ; mais il est à remarquer que dans la plupart des eaux de rivières ou de sources non minérales, ces matières ne se rencontrent qu'eu proportions extrêmement faibles.

(2) Les noms hydrolimètre (uiîœp, eau; Ttfj.À, valeur; fttTpov, mesure) et hydrolimétrie, que nous avons proposés ne sont pas à l'abri de toute critique, nous n'hésitons pas à l'avouer, et nous pensons avec M. Chevreul que notre méthode ne mériterait d'une manière absolue la qualification d'hydrotimélrie qu'autant qu'il serait constaté que la bonne qualité des eaux est précisément en raison inverse de la quantité de sels de chaux el de magnésie qu'elles contiennent, ce qui n'est pas démontré. Mais si, comme nous l'avons compris, on se borne à voir dans l'hydrotimétrie un moyen de reconnaître non pas la valeur absolue des eaux, mais leur valeur relative et considérée au point de vue de leurs différents usages, on admettra, nous l'espérons, que cette dénomination n'est pas aussi défectueuse qu'elle le parait au premier abord, et que, faute d'eu avoir trouvé une plus exacte, nous avons pu l'adopter.

EAU. 13 proportion de la chaux et de la magnésie contenue dans les eaux, nous avons cherché à étendre davantage les applications de l'hydrotimètre, et nous en avons fait un véritable moyen d'analyse quantitative, pouvant servir, non-seulement à déterminer la composition des eaux de sources et de rivières, mais encore à résoudre rapidement un grand nombre d'autres problèmes analogues.

)) Les matières fixes contenues dans les eaux de sources et de rivières consistent principalement en carbonates de chaux et de magnésie associés à des proportions variables, mais ordinairement très faibles, de ces mêmes bases, à l'état de sulfates, d'azotates ou de chlorhydrates. On y trouve en outre quelques sels de soude et de potasse et des traces de carbonates de fer et de manganèse, de silice et d'alumine. La pureté de ces eaux et leur valeur, au point de vue de leurs usages, dépendent donc surtout des proportions de chaux et de magnésie qu'elles contiennent, et de la nature des acides avec lesquels ces bases sont combinées. Aussi, dans la pratique, le but vraiment utile de l'analyse des eaux de sources et de rivières, peutil être le plus souvent atteint en se bornant à doser la chaux et la magnésie qui y existent, et à déterminer dans quelles proportions elles s'y trouvent combinées avec chacun des différents acides qui les saturent. Or, l'hydrotimétrie peut fournir ces données essentielles; toutefois, pour établir la véritable valeur et l'exactitude de cette méthode, il est nécessaire d'exposer les faits principaux qui lui servent de base, et que nous n'avons admis qu'après les avoir constatés ou vérifiés par nos expériences. Ces faits sont au nombre de trois :

» Le premier, c'est que la liqueur hydrolimétrique, préparée et titrée conformément à nos indications, se comporte, en présence des sels à bases terreuses capables de former des composés insolubles avec les acides gras du savon, comme un composé parfaitement défini, et exerce sur eux une action exactement proportionnelle à leurs équivalents chimiques.

» Le second c'est que, dans les limites dans lesquelles l'hydrotimètre peut donner des indications exactes, c'est-à-dire en opérant sur des eaux dont le degré ne s'élève pas au-dessus de 25 a 30 degrès, les proportions de sels de soude ou de potasse qui s'y trouvent ordinairement sont sans action sur la liqueur hydrotimétrique.

» Le troisième enfin, c'est que le carbonate de magnésie étant beaucoup moins insoluble dans l'eau que le carbonate de chaux, surtout à froid, lorsqu'une eau contient des bicarbonates de chaux et de magnésie seulement, ou ces mômes sels associés à d'autres sels de chaux et de magnésie, les réactions suivantes se produisent sous l'influence de l'ébullition convenablement prolongée :

)> 1° Si l'eau contient des bicarbonates de chaux et de magnésie,

ik EAU.

avec ou sans autres sels de magnésie, pendant l'ébullition les bicarbonates sont transformés en carbonates, le carbonate de chaux se précipite soit seul, soit accompagné d'une petite quantité de carbonate de magnésie ; mais par le refroidissement et l'agitation de la liqueur, ce dernier se redissout, de manière qu'en filtrant on ne sépare que le carbonate de chaux;

» 2° Si les carbonates de chaux et de magnésie sont associés à un ou plusieurs autres sels de magnésie et de chaux, tels que des sulfates, azotates ou chlorhydrates et dans des proportions suffisantes pour que la chaux soit en excès, par rapport à l'acide des deux carbonates, il se fait pendant l'ébullition une telle répartition des acides entre les bases, que la liqueur se comporte comme si tout l'acide carbonique qu'elle renferme était combiné avec la chaux, que la moitié de cet acide se dégage, tandis que l'autre moitié se précipite à l'état de carbonate de chaux, et qu'on retrouve dans la liqueur filtrée le reste de la chaux et la totalité de la magnésie combinés avec les acides sulfurique, azotique et chlorhydrique.

)) Ceci posé, si dans une eau quelconque, contenant des sels de chaux et de magnésie, on vient à verser de i'oxalate d'ammoniaque en proportion convenable, toute la chaux se précipite bientôt à l'état d'oxalate insoluble et peut être isolée par le filtre, tandis que la magnésie reste dissoute à l'état d'oxalate ammoniaco magnésien. Le degré hydrométrique de cette dissolution représente la magnésie qu'elle contient, et si l'on retranche ce degré de celui de l'eau ellemême avant la précipitation, la différence entre ces deux degrés doit représenter, à son tour, la quantité totale de la chaux qui existait dans l'eau examinée.

» D'autre part, si l'on soumet une nouvelle portion de cette eau à une ébullition prolongée pendant vingt minutes, si on la ramène à son volume primitif avec de l'eau distillée, et si on la filtre après l'avoir laissée refroidir et agitée, pour redissoudre le carbonate de magnésie qui aurait pu s'en séparer à chaud, on en isole le carbonate de chaux que l'ébullition a précipité, et son degré hydrotimétrique comparé à celui qu'elle avait avant l'ébullition, fait connaître, par différence, la proportion de carbonate de chaux qu'elle a perdue.

» Ainsi en prenant le degré hydrotimétrique d'une eau quelconque : 1° le degré hydrotimétrique de cette môme eau précipitée par I'oxalate d'ammoniaque et filtrée ; 2° le degré de cette eau soumise à une ébullition de vingt minutes, agitée et filtrée après son refroidissement, on peut connaître : 1° le rang ou le numéro d'ordre de cette eau dans l'échelle hydrotimétrique, et, par conséquent, la proportion de savon qu'elle neutralise par litre ; 2° l'équivalent de toute la chaux qu'elle contient; 3° l'équivalent de la magnésie; h° l'équivalent du

EAU. 15 carbonate de chaux précipité sous l'influence d'une ébullition prolongée.

» Toutes ces données sont obtenues, comme on voit, à l'aide d'un seul réactif, par des procédés aussi simples qu'expéditifs, et au premier abord elles semblent suffisantes pour établir la valeur relative d'une eau quelconque.

» Mais indépendamment des matières fixes qui existent en dissolution dans les eaux douces, on y rencontre un élément gazeux, l'acide carbonique libre, qui s'y trouve constamment associé à l'air atmosphérique. Ce gaz est loin d'être sans influence sur la salubrité et sur la valeur agricole et industrielle de ces eaux ; leur analyse n'est donc complète et ne peut remplir entièrement son but, qu'autant qu'elle fait connaître la proportion d'acide carbonique qu'elles contiennent; aussi cette donnée se trouve-t-elle ordinairement au nombre des résultats d'une analyse achevée ; mais chacun sait combien elle est difficile à obtenir avec précision, quelle incertitude présentent les procédés de dosage direct de l'acide carbonique libre, et quelles divergences existent sous ce point de vue entre les observations de la plupart des chimistes.

» Un moyen d'apprécier l'acide carbonique libre serait donc une utile acquisition pour l'étude des eaux, et viendrait ajouter à notre méthode un complément nécessaire. La liqueur hydrotimétrique peut encore servir à cet usage. L'acide carbonique, en effet, décompose le savon ; le docteur Clarke en a fait la remarque, et nous l'avons vérifiée par de nombreuses expériences.

)> Lorsqu'on fait passer un courant d'acide carbonique à travers une dissolution aqueuse de savon, elle se décompose, se trouble, devient laiteuse et perd la propriété de mousser par l'agitation. Si l'on recueille sur un filtre le précipité qui s'est formé, on voit qu'il présente les propriétés d'un savon avec excès d'acide gras. Soluble à chaud dans l'alcool, il lui communique la propriété de rougir légèrement le papier de tournesol; mis en contact avec l'éther, il ne s'y dissout pas, mais il lui cède une partie de son acide ; insoluble dans l'eau froide, il se divise dans l'eau bouillante et la rend laiteuse.

» Abandonnée à elle-même, la liqueur savonneuse décomposée par l'acide carbonique se régénère lentement et reprend la propriété de mousser par l'agitation. Chauffée, elle dégage de l'acide carbonique, s'éclaircit et revient à l'état de dissolution savonneuse.

» Ainsi un courant d'acide carbonique décompose le savon dissous dans l'eau en savon avec excès d'acide et de bicarbonate de soude. 1 équivalent d'acide carbonique correspond exactement dans cette réaction à 1 équivalent de savon.

» Mais ce n'est point ainsi que les choses se passent quand on verse

peu à pou, dans de l'eau légèrement chargée d'acide carbonique, la dissolution alcoolique de savon qui constitue la liqueur hydrolimétrique. La proportion de cette liqueur neutralisée par l'acide carbonique représente seulement 1 équivalent de savon pour 2 équivalents d'acide carbonique. Cette différence d'action de l'acide carbonique sur le savon, suivant qu'il traverse à l'état de courant une eau savonneuse plus ou moins concentrée, ou que, dissous dans l'eau, il est mis en contact peu à peu avec la liqueur hydrotimétrique, est un fait curieux, mais qui s'explique cependant lorsque l'on considère les conditions très différentes dans lesquelles ces phénomènes se produisent.

» Si, calculant, d'après cette observation, le rapport qui existe entre la liqueur hydrotimétrique et l'acide carbonique, on évalue les degrés de l'hydrotimètre correspondants à une dissolution d'acide carbonique contenant un volume de ce gaz, on voit que hO centimètres cubes ou un vingt-cinquième de litre de cette dissolution doivent exiger 218 divisions ou degrés de liqueur hydrotimétrique. En effet le poids d'un litre d'acide carbonique étant lBr,97ft, et l'eau en dissolvant un volume égal au sien, dans un litre d'eau saturée de ce gaz il s'en trouve nécessairement lgr,974. Or l'équivalent de l'acide carbonique étant 275 et celui du chlore de calcium 693, il est mani-

feste que lgr,974 de cet acide équivaut à lgr,974x — — 4gr,97 de

chlorure de calcium.

» D'autre part, la dissolution normale de chlorure de calcium à 22° contenant par litre 0gr,25 de ce sel, la dissolution d'acide carbonique qui équivaudrait à une dissolution de chlorure contenant Zigr,97 par litre devrait exiger :

22°X -~— = 437°, 3 ; mais comme deux équivalents d'acide carbo- 0,25

nique neutralisent un équivalent de savon, il faut prendre seulement la moitié de 437°,3; c'est-à-dire 218°. 6 pour représenter le degré hydrotimétrique d'une dissolution saturée d'acide carbonique , c'està-dire chargée d'un volume égal au sien de ce gaz.

» Ce calcul montre que la liqueur hydrotimétrique doit être un réactif très sensible pour l'acide carbonique en dissolution dans

l'eau, puisqu'il suffit qu'une eau contienne — - de son volume de cet 218 6

acide, pour accuser — soit 2°, 186 ou 2°, 19 à l'hydrotimètre.

L'expérience nous a démontré, en effet, qu'une dissolution d'acide carbonique au dixième de son volume exigeait 21°, 5 de liqueur hy-

EAU. 1' drolimétrique ; qu'une dissolution au vingtième en exigeait 11" et une dissolution au seizième W, ce qui est exactement conforme au calcul (1).

« Il résulte de ce qui précède que, lorsqu'on soumet à l'épreuve de l'hydrotimètre une eau qui contient de l'acide carbonique libre, l'eau de Seine par exemple, une partie de la liqueur hydrotimétrique est neutralisée par l'acide carbonique, de façon que son degré ne représente pas seulement les sels de chaux et de magnésie, mais aussi l'acide carbonique libre qui les accompagne ; la présence de ce gaz troublerait donc l'exactitude des analyses, s'il n'était possible d'en tenir compte, en suivant la marche que nous allons décrire pour l'analyse des eaux douces. Toutefois, avant d'exposer cette marche générale, il nous reste à l'aire connaître le procédé que nous avons appliqué à la détermination de l'acide sulfurique qui se rencontre souvent dans les eaux douces, en combinaison avec les bases. Voici en quoi il consiste :

» On détermine d'abord le degré hydrotimétrique de l'eau à l'état naturel; le degré observé étant 16, par exemple, on prend UO centimètres cubes de cette eau, et on y ajoute l'équivalent de 16° d'azotate de baryte, c'est-à-dire huit dixièmes de centimètre cube d'une dissolution titrée de ce sel, représentant 10° pour 1 centimètre cube, on obtient ainsi une liqueur qui représente 32° hydrotimétriques dont 16 de baryte ; mais la réaction de l'acide des sulfates contenus dans l'eau, sur la baryte, donne naissance à un dépôt de sulfate de baryte qui fait baisser ce degré proportionnément à la quantité de ce sel qui s'est formé, et, en effet, si, après avoir laissé déposer et filtré la liqueur, on prend son degré, on reconnaît qu'il est descendu à 20° par exemple; il y a donc eu perte de 12° qui représentent 12° d'acide sulfurique ou de sulfate.

» L'exposé qui précède des applications de l'hydrotimètre à l'analyse des eaux, montre que cet appareil suffit pour apprécier, nonseulement les proportions de chaux et de magnésie qu'elles contiennent, mais aussi celles du carbonate de chaux qui s'en précipite par une ébullition prolongée, et celles de l'acide carbonique libre et des sulfates qui s'y trouvent ; il nous reste maintenant à faire connaître les appareils que l'on doit employer, et la marche générale que l'on doit suivre pour faire une analyse hydrotimétrique. Cette partie de notre mémoire sera tout à la fois le résumé de ce qui précède, et l'instruction destinée à guider les expérimentateurs dans l'emploi de l'hydrotimètre.

(1) Nous devons faire observer toutefois, que la réaction de l'acide carbonique sur la liqueur hydrotimétrique est moins prompte que celles des bases terreuses, et que les déterminations d'acide carbonique réclament une attention particulière.

TARÏlIEU. — DICT. D'ilYG. T, 11, 2

18 EAl*.

» Instruction sur l'emploi de l'hydrotimètre pour déterminer la composition des eaux de sources et de rivières. — Les essais hydrotimétriques s'exécutent au moyen d'un flacon jaugé à 10, 20, 30 cl 40 centimètres cubes et de la burette graduée que nous avons désignée sous le nom (Vhydrotimètre.

» Chaque essai exige 40 centimètres cubes ou 40 grammes d'eau, que l'on mesure dans le flacon d'essai lui-même. L'hydrotimètre est gradué de telle manière que le trait circulaire marqué au sommet de l'instrument est la limite que la liqueur y doit atteindre pour qu'il soit chargé. La division comprise entre ce trait circulaire et 0e, représente la proportion de liqueur nécessaire pour produire le phénomène de la mousse avec l'eau distillée pure. Les degrés à partir de 0 sont les degrés hydrotimétriques. La composition de la liqueur a été calculée de manière que chaque degré représente 0gr,l de savon neutralisé par 1 litre de l'eau soumise à l'expérience, et correspond soit à 0,0114 de chlorure de calcium, soit à 0gr,01 de carbonate de chaux pour la même quantité d'eau. Le degré hydrotimétrique d'une eau indique donc immédiatement la proportion de savon qu'elle neutralise par litre, et la mesure de sa pureté.

» L'hydrotimètre est non-seulement utile pour classer les eaux d'après leur pureté, il sert aussi à en faire dans certaines limites une véritable analyse.

» Le nécessaire hydrotimétrique contient tout ce qui est utile pour cette analyse : il se compose : 1° d'un hydrotimètre ; 2° d'un flacon d'essai de 60 centimètres cubes de capacité et jaugé à 10, 20, 30 et 40 centimètres cubes par des traits circulaires; 3° d'un flacon de liqueur hydrotimétrique ; 4° d'un flacon d'eau distillée; 5° d'un flacon d'une dissolution d'oxalate d'ammoniaque au soixantième ; 6° d'un flacon d'azotate de baryte titré à 20" pour 1 centimètre cube ; 7° d'une pipette divisée en dixièmes de centimètre cube ; 8° d'un ballon jaugé par un trait circulaire marqué à la base du col ; 9° d'une lampe à esprit de vin avec un support pour maintenir le ballon au-dessus de la lampe ; 10° d'un entonnoir de verre; 11° d'un tube agitateur; 12° d'un thermomètre pour déterminer la température de l'eau.

» Détermination du degré hydrotimétrique des eaux. — Lorsqu'on veut essayer une eau quelconque, on en mesure dans le flacon d'essai 40 centimètres cubes, et on y ajoute peu à peu la liqueur hydrotimétrique, en essayant de temps en temps si elle produit par l'agitation une mousse légère et persistante (1). Le degré qu'on lit sur

(1) La mousse doit former à la surface de l'eau une couche régulière de plus d'un demi-centimètre d'épaisseur, et se maintenirau moins dix minutes sans s'affaisser.

EAU. 19 l'hydrotimètïe, quand on a obtenu cette mousse, est le degré hydrotimétrique de l'eau examinée (1).

• Échelle hydrotimétrique des eaux de sources et de rivières.