L’EAU
Du Rhéne.
Du la gat rie.
Des réservoirs
degrés.
degrés.
degrés.
7 avril 1857 .
21 avril 1857 .
1er mai 1857 .
18 mai 1857 .
11 ressort de là que la température des eaui de la galerie et des réservoirs est à fieu près invariable et ne diffère pas de celle des puits.
Les eaux se rendent de la galerie de filtration dans un puisard couvert placé sous les pompes des machines où chacune d éliés peut puiser isolément.
Le volume d’eau de filtration que ce puisard reçoit de la galerie et des bassins filtrants est réglé par une vanne qui peut se manœuvrer du dehors.
Les eaux sont refoulées dans les réservoirs de distribution par 3 machines de Cornouailles à détente et à condensation, alimentant la première, le réservoir du bas service, la seconde, le réservoir du haut service et la troisième pouvant fonctionner à volonté pour le haut ou pour le bas service. Chacune d’elles est de 170 chevaux de force.
Les beaux travaux de distribution d’eau de la ville de Lyon ont été exécutés par M. Aristide Dumont.
4° A la roche de Comps (près de Beaucaire) où se trouve établie l'usine hydraulique qui refoule jusqu’à ÎN'imes les eaux filtrées du Rhône, la prise d’eau se compose : d’une galerie de filtration, d’une galerie d’amenée qui conduit les eaux depuis la galerie jusqu’aux machines, et des puisards des machines (1).
La galerie de filtration, la plus grande de toutes celles qui ont été exécutées jusqu’à ce jour, a 500 mèt. de longueur; c’est une voûte en arc de cercle d’un rayon de 5 ,75, construite en maçonnerie ordinaire de chaux hvdrauliquc du Theil.
L’ouverture intérieure de la galerie entre les culées est de 11 mèt., l’épaisseur à la clef est de O™, 60, l'épaisseur aux naissances de lm, 40. (Voir la pl. lll.)
Les culées sont fondées sur le gravier au niveau de l’étiage, elles ont 3 mèt. d'épaisseur avec une retraite de 0m,50, à 1 mèt. au-dessus de l'étiage.
Le radier filtrant est une demi-ellipse ayant 8 mèt, au grand axe et 3 mèt. au petit axe ; de chaque côté sont deux berges en gravier de 1 mèt. de largeur chacune.
La galerie a une surface filtrante de 5,500 mèt., cubes. Comme en l’état ordinaire il n’y a pas de communication directe entre le fleuve et l’intérieur de la galerie placée au bord et parallèlement à celui-ci, les eaux n’arrivent à la
(1) Les plans de l'usine hydraulique delà Hoche de Comps. des réservoirs et de la canalisation sont exposés dans la classe 6G. (Travaux exécutés par M. Aristide Dumont, ingénieur en chef des Ponts et Chaussées en 1871).
DISTRIBUTIONS D'EAUX
galerie que par filtration à travers la masse de graviers dans lesquels elle est creusée. '
Quand on puise l’eau à l’aide des machines il s’établit un courant; les eaux de la galerie se rendent dans les puisards, elles baissent dans l’intérieur de la galerie et le Rhône exerce par suite une pression qui donne naissance à une filtration à travers les couches de gravier. 11 s’établit sur toute la surface du radier filtrant des sources artificielles.
Quand le régime est atteint, c’est-à-dire quand il y a équilibre entre l’aspiration des machines et le produit des sources artificielles dont il est parlé ci-dessus, le niveau de l’eau dans la galerie de filtration demeure constant.
Le dessus du radier de la galerie de filtration et de la galerie d’amenée est à 2 mèt. en contre-bas de l’étiage du Rhône à la Roche de Comps.
Il est important qu’aucune filtration n’ait lieu dans le radier des puisards des
Fig. 5. — Coupc Jû !a galerio lie filtration dos eaux du Rhône à la Roche de Romps.
machines ni dans celui de la galerie d’amenée, car dans le cas contraire la solidité des massifs qui supportent les machines et tes pompes pourrait être compromise. On a en conséquence dallé les puisards et on a constitué la galerie d’amenée en tuyaux de tôle noyés dans un massif de béton hydraulique.
La vitesse de la filtration est telle que chaque mètre carré de surface filtrante débite par heure 5 à 6 mèt. cubes d’eau; de sorte que quand le Rhône est à l’étiage la galerie de filtration peut fournir au moins 30,000 mèt. cubes d’eau par 24 heures; c’est là le cas le plus défavorable.
Il est inutile de répéter ici ce que nous avons dit plus haut relativement au nettoyage naturel du filtre dont la permanence est assurée aussi bien qu’à Toulouse et à Lyon.
Pour se mettre en garde contre toutes les éventualités on a disposé à la queue de la galerie un aqueduc de 2 mèt. de largeur dont le radier est à 0ra,75 au-dessous des plus basses eaux du fleuve, de sorte qu’on peut au besoin introduire directement et à volonté les eaux du Rhône dans la galerie, fig. 5.
Cet aqueduc est ordinairement fermé par une vanne; une autre vanne ferme la galerie en tête et sert à permettre son accès pour réparation ou nettoyage,
Les regards pratiqués au sommet de la voûte de la galerie sont fermés par des plaques en fonte pour que dans les crues exceptionnelles, quand la galerie peut être recouverte d’eau, la filtration puisse s’opérer comme en temps normal.
Cette galerie a coûté 600 francs par mètre carré (tout compris). A Lyon les galeries de filtration ne sont pas revenues à moins de 1000 francs par mètre pourant.
A Mmes la filtration naturelle ne revient pas à plus de 0L003 par mèt. cube. Nous avons dit plus haut qu’à Lyon le prix de cette filtration pouvait être évalué à 0,007 et que le filtrage artificiel tel qu’il est pratiqué à Londres ne s’élève pas à plus de 0,005.
L’abaissement du prix de revient à Nîmes, comparativement à celui de Lyon
HYDRAULIQUE
provient de ce que la dépense de l’appareil de filtrage à Nîmes a été beaucoup moins élevée qu'à Lyon pour un volume d’eau quotidien supérieur, ce qui est dû à l’heureuse situation de la galerie, à son grand diamètre et à l'été exceptionnel
pendant lequel celle galerie a été construite, sans pilotage et sans épuisement coûteux.
Si on se base sur les résultats obtenus à Nîmes en 1871, ou voit qu’il n’y a pas de règle absolue à établir sous le rapport du prix de revient de la filtration naturelle et de la filtration artificielle. Si la première est heureusement disposée, elle peut être plus économique que la seconde. Mais il ressort de là un fait indiscutable c’est qu'on peut filtrer facilement et économiquement de grandes masses d’eau.
Si nous nous sommes étendu aussi longuement sur la description des travaux de filtration exécutés à la Roche de Comps pour Fi?. G. - Aqueduc pouvant servir à l in- l'alimentation de la ville de Nîmes en eau iroiiuction des eaux du fKuve dans la gale- potable c est que ces travaux ont une imporrie de idiration. tance capitale. Ils font le plus grand hon¬
neur à l’éminent ingénieur en chef des ponts et chaussées, M. Aristide Dumont, qui les a dirigés et exécutés de 1869 à 1871 en un laps de temps relativement très-court.
Le public pourra d’ailleurs apprécier tous les détails de ce grand travail qui figure à l’Exposition universelle de 1878.
Des filtres naturels existent à Tours (Indre-et-Loire), à Noltingham (Angleterre), à Perth (Écosse), etc.; ils s’établissent avec succès le long des rivières dont la vitesse à la surface de leur lit de sable ou de gravier est suffisante.
Quand on a affaire à des cours d'eau où cette vitesse n'est pas suffisante, on est obligé d’avoir recours au filtrage artificiel dont nous allons examiner les procédés principaux.
Filtrage artificiel. — D’une manière générale, la filtration artificielle qui n’est qu’une imitation de la filtration naturelle consiste à faire passer l’eau à travers une couche de sable et de gravier.
Les filtres artificiels peuvent être disposés de bien des manières. Ainsi à Londres ce système est employé pour la clarification des eaux de la Tamise.
A Bettersca, fig. 7, au-dessus de Londres, sont placés deux réservoirs creusés dans le sol, ayant 4 met. de profondeur et 5,000 mèt. de surface; à côté d’eux on a établi deux bassins filtrants de 80 mèt. de long et de 58 mèt. de large.
L’eau de la Tamise arrive directement par un canal dans le réservoir au fond duquel se trouve une rigole circulaire destinée à recueillir le dépôt des matières en suspension dans l’eau. Cette dernière se trouve donc un peu purifiée el passe du réservoir dans le bassin filtrant qui lui fait suite en s'écoulant par des canaux en maçonnerie percés de trous.
Ces canaux sont élablis au-dessus d’une couche filtrante composée ainsi qu’il suit :
q ) hauteur totale -i m, /O.
f ’oo ]
Gravier .
Sable grossier .
Sable fin ... .
Sable de rivière
DISTRIBUTIONS D'EAUX
L’eau qui a traversé cette couche, est reprise par des canaux qui la versent dan» un collecteur aboutissant aux machines qui la refoulent jusqu’aux étages les plus élevés des maisons de la ville.
Ces filtres fournissent 9800 mètres cubes d’eau par 24 heures, de temps en temps on procède au netLoyage complet des bassins.
Dans le quartier de Chelsea, à proximité de Rettersea, on a installé un système analogue. Un double jeu de réservoirs de clarification et de bassins filtrants
l’jg 7. - Réservoir et bassin filtrant de Bettersea.
peut fournir par an 5000000 de mètres cubes d’eau ; chaque bassin filtrant à 75 mètres de longueur et 55 mètres de largeur.
L’un des filtres fonctionne pendant qu’on nettoie l’autre.
La composition de la couche filtrante des réservoirs de Chelsea est la suivante :
Épaisseur.
Sable fin de mer . . °œ-co \
Sable gravier . 0 >30 ( 2m,05 1
Coquilles de mer . ,,.... . 0 d5 t
Gros gravier dans lequel sont engagés les collecteurs. 1 ,00 J
La Cie de Southwark a des filtres artificiels composés comme suit :
Sable fin de mer Sable et gravier Gravier fin. . . .
Gravier gros. . .
Cailloux .
Épaisseur.
0 ,22 \ lm,64
HYDRAULIQUE
La ville de Hall en Angleterre, est approvisionnée d'eau filtrée par le même système. L’établissement hydraulique permet de fournir 177 litres d’eau par habitant et par jour.
On peut citer encore la disposition adoptée à Berlin pour clarifier les eaux de la Sprée :
Deux réservoirs A el B communiquent au moyen de 4 filtres a, b, c, d, fig. 8.
Chaque filtre est constitué par une couche filtrante de 1 “,40 d’épaisseur; à la partie inférieure du bassin filtrant et en son milieu, se trouve d'abord une conduite percée de trous à sa partie supérieure, pour permettre à l'eau filtrée de s’y engager. Elle est entourée d’une sorte de canal en pierre sèche. La première couche filtrante se compose de cailloux de la grosseur du poing; la seconde est placée au-dessus du gravier, enfin la troisième est constituée par du sable
Fig. 8. — Clarification des eaux de la Spréo à Berlin.
moyen. L'eau de la rivière qui a été élevée par des machines à vapeur et introduite dans les deux réservoirs coupés de murs, se rend de là dans les bassins de filtration, elle est reprise par des conduites qui se trouvent au fond de ces bassins, pour se rendre dans un collecteur général et de là dans les conduites de la ville, fig. 11.
A Marseille, on emploie pour clarifier les eaux de la Durance des filtres artificiels couverts, qui fournissent par mètre carré de surface filtrante et par 24 heures 13 mètres cubes d'eau.
La couche est ainsi constituée :
Sable très-fin de Montredon . . . 0m,30 \
— moyen de Gondes . 0 ,08 J
Gros sable de Biom. . 0 , 1 8 f hauteur totale
Petit gravier du Prado de Marseille. ... 0 ,12/ O^O. Pierres concassées passant au travers I
d'un anneau de 0,06 . 0 ,12 ]
Le nettoyage de ces filtres s'opère en faisant passer un courant d'eau de bas en haut, c'est-à-dire dans le sens opposé dans lequel se fait la filtration, mais leur fonctionnement n’est pas irréprochable.
Un dernier système est celui en usage 4 Glascow, il est connu sous le nom de système à gradins.
DISTRIBUTIONS D'EAUX
Les eaux commencent A se clarifier par le repos dans deux grands réservoirs,* contenant l’un 349000 mètres cubes, l’autre 1 million de mètres cubes et coulent de IA dans les bassins de filtration contenant des couches en gradins.
Elles rencontrent d’abord des sables grossiers, puis des cailloux, du sable fin, et tombent de IA dans un réservoir inférieur. Des conduites aboutissant A la partie basse de ce réservoir, reprennent les eaux clarifiées.
Chacune des couches filtrantes est séparée de la précédente par une cloison percée de canaux munis d’écluscs automatiques. Les eaux qui ont passé à travers une des couches, se rendent dans la couche inférieure par ces canaux.
Nous avons indiqué dans le chapitre précédent, la disposition des citernes de Venise, qui ne sont autres que des réservoirs filtrants bien combinés.
Signalons enfin une disposition applicable au cas où l’on aurait A exécuter une distribution peu importante d’eau provenant d'un cours d’eau, d’un marais, etc. Il est indispensable dans ce cas, de filtrer le liquide, et on y arrive en plaçant sur la conduite de distribution, une chambre en maçonnerie hydraulique recouverte intérieurement d’une couche de ciment.
CeLte chambre, est divisée en 4 compartiments, chaque cloison de séparation est munie d’une ouverture; chaque réservoir est rempli de sable et de charbon de bois en menus morceaux. Le sable retiendra les impuretés et la vase, le charbon désinfectera l’eau. Celle-ci passe successivement dans chaque compartiment et reprend son cours dans la conduite de sortie.
Les dimensions de ces filtres sont subordonnées au volume d’eau à fournir et à son degré d’impureté.
Nous n’ajouterons rien A ce qui précède concernant la filtration artificielle opérée en grand; les exemples donnés ci-dessus permettant de se rendi’e un compte suffisamment exact du principe de cette filtration.
Filtration de l’eau dans les maisons particulières. — Dans l’intérieur des habitations particulières, on emploie des fontaines filtrantes quand l’eau «jui y est distribuée n’a pas été purifiée en grand.
Le cas se présente A Paris pour l’eau de Seine destinée A la boisson.
11 existe un très-giand nombre de systèmes qui semblent différer en apparence, mais qui en réalité sont fort simples, et ne se distinguent les uns des autres que pai la nature des matières filtrantes et la manière dont on les dispose.
Les anciens employaient pour purifier l’eau, des vases en terre poreux. L’eau suinte à travers leurs parois et se clarifie en les transversant.
Dans cet ordre d’idées, rappelons les principaux systèmes ayant pour but le filtrage de petites quantités d’eau.
Le filtre Vedel Bernard, A haute pression qui sert pour clarifier les eaux des fontaines marchandes, consiste en un cylindie hermétiquement clos, dans lequel on a placé des couches successives de déchets d’éponge ou de laine préparée au tannate de fer, de grès, de charbon et de gravier. L’eau arrive en pression à la partie supérieure du cylindre, et soit à la partie inférieure après avoir traversé les couches filtrantes.
1 de surface filtrante sous une charge d’eau de fo mètres donne environ 90 mètres cubes d’eau par 24 heures.
Dans les habitations, on se sert toujours de la fontaine de ménage dont le principe est de faire passer l’eau à travers un filtre en pierre.
D’autres systèmes consistent A faire traverser par l’eau, un feutre fortement comprimé, mainLenu entre 2 grilles de fer galvanisé, et rendu imputrescible par une préparation de cachou. On complète le filtre par l’addition d’une couche de charbon au-dessus du feutre. Le débit de cet appareil est plus considérable que celui du filtre de ménage en pierre.
