PROCÉDÉS PHYSIQUES

Chaleur. — Les procédés physiques d'épuration ont cet avantage de n'introduire dans l'eau aucune substance étrangère qui puisse être nuisible à l'organisme.

Le meilleur procédé de stérilisation de l'eau est' la chaleur. On sait que les microbes ne peuvent résister à une certaine température qui est ce qu'on appelle la température mortelle, variable suivant les espèces. ' En suspension dans l'eau, certains meurent à la température de 65-70°. Les microbes sans spores sont dans ce cas, d'autres au contraire qui ont des endospores ne meurent qu'après une ébullition prolongée.

On peut donc obtenir une stérilisation complète en chauffant l'eau à la température d'ébullition pendant un temps suffisant. On admet généralement qu'une ébullition de dix à quinze minutes suffit pour obtenir la destruction de toutes les espèces sans spores. 11 ne reste même que quelques rares germes sporulés.

Toutefois la pratique a montré que l'eau bouillie était plus lourde à digérer que l'eau ordinaire, et n'était pas très agréable au goût (1). Les Chinois emploient le thé pour la rendre digestible et éviter ces inconvénients. Non seulement l'ébullilion tue les microbes, mais encore

(1) Certaines personnes prétendent que l'eau bouillie est aussi agréable à boire que l'eau non bouillie. Il est évident que limaginalion aide beaucoup pour déclarer que l'eau bouillie est indigeste.

elle modifie la composilion chimique de Feau. Elle décompose les bicarbonates alcali no-terreux (chaux et magnésie), en carbonates beaucoup moins solubles qui se déposent. Il est probable que le petit changement de goût observé, tient à une petite altération des matières organiques que l'eau renferme.

Pour traiter de grandes quantités d'eau, il faut se servir d'appareils à marche continue. U yen a de nombreux modèles, par exemple ceux de Rouart, de Geneste et Herscher, de Siemens, de Vaillard et Desmaroux, de Maiche, de Lepage, etc. Us permettent de récolter, après stérilisation, une eau ayant, à un degré près, la température qu'elle avait à l'entrée dans l'appareil. 11 est nf^cessaire d'aérer l'eau bouillie avant de l'employer.

La chaleur est un procédé relativement coûteux pour stériliser une grande quantité d'eau.

Filtration. — La filtration est un procédé d'épuration naturelle des eaux, rencontré dans la nature chaque fois que les terrains perméables en petit forment une couche sédimentaire assez épaisse, sans solution de continuité. Malheureusement ces terrains ne sont pas suffisamment répandus à la surface du sol, ils y sont remplacés, en beaucoup de points, par des roches fissurées peu filtrantes.

Nous avons déjà eu l'occasion d'indiquer en quoi consiste la filtration. Nous rapellerons qu'elle résulte de la propriété qu'ont tous les corps, en contact avec une eau chargée d'impuretés, d'attirer à eux les substances en suspension et même certaines autres en solution.

Ce phénomène a lieu à la condition que les impuretés passent en deçà d'une certaine distance, très faible d'ailleurs, de la surface du corps attirant. On désigne sous le nom de sphère d'attraction cette zone d'activité. Ceci réalisé, il se produit, en sus de l'attraction, une adhérence très forte de l'impureté au corps filtrant.

Les grains de sable laissent entre eux des vides. Si

toutes les substances, que l'eau infiltrée tient en suspension, passent dans le rayon de la sphère d'attraction de chaque grain, elles seront attirées et retenues par eux. L'eau, au sortir du sable, ne contiendra aucun corps en suspension et par conséquent aucun microbe.

Mais admettons que, par un moyen quelconque, on élargisse suffisamment ces vides. Certaines substances en suspension échapperont alors à la sphère d'attraction et pourront ressortir avec l'eau à la base du sable.

Chaque grain de sable a sa sphère d'activité. Une particule peut passer en dehors d'elle sur une certaine épaisseur, mais, si la couche de sable est suffisamment épaisse, elle a des chances d'être attirée à un moment donné après avoir échappé à l'action d'un certain nombre de sphères d'attraction.

11 en résultera que dans de tels fdtres la filtration sera incomplète, si l'épaisseur de la couche est insuffisante.

Les premiers appareils de fillration étaient formés de plaques de grès laissant passer l'eau à travers leurs pores. En principe ces appareils sont excellents, maisen pratique ils ont deux graves défauts. En premier lieu ces plaques se fendent très facilement, ce qui facilite le passage des germes. Ensuite, même quand elles ne sont pas fissurées, elles laissent passer les microbes au bout d'un certain temps. En effet, les substances organiques insolubles, ainsi que les microbes, sont retenues par ce filtre. Elles sont décomposées par certains germes que l'eau contient toujours et, remises en solution, elles constituent ainsi oin bouillon de culture pour les bactéries retenues dans l'intérieur du grès. Grâce à cette arrivée de matières nutritives, les cellules se multiplieront et s'affranchiront de la force d'adhésion qui les retenait aux particules de la plaque. L'eau filtrée pourra être contaminée comme l'eau non traitée. D'autre part ces filtres ne peuvent être stérilisés.

On avait fondé beaucoup plus d'espérance sur les

filtres en porcelaine dont le plus ancien en date est le filtre Chamberland. Us ont certains défauts des filtres en grès. Us ne sont efficaces que si tous les huit jours o» peut les laver, les brosser à grande eau et les stériliser (4). En opérant ainsi et à la condition de s'assurer que pendant la stérilisation les parois filtrantes ne se sont pas fissurées, on arrive à obtenir des eaux complètement stériles. Sans ces précautions le filtre Chamberland ou ses similaires sont inefficaces. Il en est de même des filtres en cellulose dont la pastille doit être changée tous les trois ou quatre jours.

Le point sensible de tous les appareils de filtration précités semble être de ne posséder qu'une très faible épaisseur de couche filtrante. Si, au lieu de grès ou de porcelaine, on prend une couche de sable stérUisé suffisamment épaisse, qu'on fasse filtrer à travers elle une eau contenant un microbe quelconque, l'eau récoltée à la base doit être stérile.

C'est l'expérience que M. Pottevin fit en 4903. Il prend une allonge, remplie de sable fin et stérile. 11 amène à la parUe supérieure de l'eau stérile à laquelle on ajoute des cultures pures du bacille du côlon ou du bacille de la fièvre typhoïde. Le débit est réglé de telle sorte que toute goutte atteignant le sable y soit immédiatement absorbée, c'est-à-dire que le sable ne soit jamais saturé d'eau. Nous savons déjà qu'un sable, en présence d'un excès d'eau, voit ses espaces lacunaires augmenter. C'est un inconvénient qu'il faut éviter quand on veut obtenir le maximum de filtration. En opérant comme il est dit^ M, Pottevin a toujours obtenu pendant plusieurs semaines de l'eau stérile à la sortie de l'allonge.

En étudiant le sable après la filtration M. Pottevin a pu voir que les germes étaient retenus, encore vivants, à la surface des grains.

(I) M. Guiiiochet prétend qu'en filtrant à basse température on peut faire servir une bougie efficacement pendant plus de huit jours.

FILTRATIOX. 369

Ces expériences, quoique postérieures à celles de M. Miquel, dont nous allons parler, ont été citées avant parce qu'elles vont nous être utiles par la suite.

Filtre établi par iMM. Miquel et Mouchet (à l'Observatoire de Montsouris). — A sa base un lit de briques de champ destiné au drainage des eaux, au-dessus un lit de 20 centimètres environ de graviers un peu gros, et enfin, au-dessus tout à fait, une couche de sable, assez fin, bien tamisé, de l'^,20 d'épaisseur (1).

Les parois du filtre étaient formées d'un tuyau en fonte d'environ 1 mètre de diamètre et de 2 mètres de hauteur.

L'arrivée de l'eau se faisait au moyen d'un tuyau de plomb, muni d'ouvertures de place en place et enroulé en spirale.

Le liquide arrivait à la surface de ce filtre avec un débit uniforme mais tel qu'aussitôt déposée à la surface du sable l'eau est absorbée immédiatement. MM. Miquel et Mouchet se sont très étroitement attachés à éviter de noyer d'eau leur sable, ayant, sans cette précaution, constaté une marche défectueuse de leur filtre.

Il y a bien, à la surface, quelques flaques d'eau dues au colmatage de petites portions du sable supérieur, mais au point de vue de la filtration, elles n'ont aucune importance. Le point essentiel est que le sable ne soit pas saturé d'eau. On sait qu'il suffit, pour s'en assurer, de faire un trou suivant la génératrice du tuyau.

Toutes les fois qu'il y a non saturation en sable on ne trouve pas d'eau dans le trou ainsi formé. Au contraire toute l'eau qu'on déverse dans cette cavilé doit être absorbée immédiatement.

L'eau récoltée à la partie inférieure était analysée à

(1) M. Miquel a remplacé ce dispositif par un autre plus simple : à la base, des briques de Bourgogne posées à plat. Au-dessus des dalles filtrantes en l)éton maigre, et dii-ectement au-dessus de celles-ci, du sable passant au crible de 2 millimètres carrés.

intervalles fixes. Contrairement à ce que fit M. Poitevin, le sable de ces filtres n'était pas stérilisé. Il contenait des microbes et également des matières organiques à sa surface. On se débarrassa de toutes ces impuretés par un lavage prolongé à Teau ordinaire. Suivant MM. Miquel et Mouchet, il faut environ deux mois pour que le filtre soit déclaré bon à fonctionner.

Le lavage est suivi au moyen des analyses bactériologiques quotidiennes. On considère qu'il est terminé quand, pendant huitjours, les eaux filtrées necontiennent plus le hacterium coli commune. A partir de ce moment le filtre ne laisse plus passer le bacille du côlon ni le bacille de la fièvre typhoïde.

Le sable blanc de Fontainebleau est plus pur que le sable de rivière et son lavage demande moins de temps, il a rinconvénient de se colmater trop vite et d'empêcher d'obtenir de gros débits.

Malgré les inconvénients du lavage, M. Miquel recommande l'emploi du sable de rivière criblé passant à la maille de 1 millimètre carré et débarrassé des grains non retenus par la maille de 0™°»'ï,5. A la suite de ce changement dans la nature du sable MM. Miqùél et Mouchet ont pu augmenter la hauteur d'eau filtrée par jour et passer de 2°»,40 à 4"^°», 80 et 5 mètres tout en continuant à obtenir de bons résultats.

L'arrivée de l'eau se fait en général par 9 orifices au mètre carré.

Le filtre de M. Miquel a fonctionné pendant deux années consécutives. A différentes époques il est nécessaire de faire un nettoyage de la surface sui^ environ 8 à 15 centimètres de profondeur, à cause des dépôts argileux qui colmatent les porès et diminuent le débit du filtre.

Le sable enlevé est lavé à grande eau, pour entraîner, les particules d'argile, et remis sur le filtre.

L'explication de l'action du filtre à sable de M. Miquel est la même que celle de l'expérience de M. Poitevin.

FILTRXtION. 374

Le sable s'enrichit en germes tandis que Teau s'en appauvrit.

L'essai de M. Miquel, sur un filtre ayant fonctionné pendant dix-huit mois, démontre la réalité de cette explication. Ce savant a eu l'idée de rechercher quelle était la richesse en bactéries d'un centimètre cube de sable, pris à différentes profondeurs.

Voici les résultats obtenus :

Microorg.anismes par gramme de sable.

Bactéries, Moisissures.

A la surface 202000 U410