C103K + 2SO^H2 = G10*K + 2S0*HK + 2G102 + H

Le peroxyde de chlore est un gaz peu stable, soluble dans Teau. Sa fabrication n'est pas exempte de dangers. On en fait une solution concentrée dans un volume d'eau restreint qu'on répartit ensuite dans la masse à stériliser.

On obtient ainsi la destruction des microbes et une réduction de la matière organique. Cette substance, comme le permanganate, n'agit que si elle est employée en excès. Après son action, elle est éliminée en faisant ruisseler l'eau sur le coke.

La présence de traces de ce réactif se reconnaît en ajoutant à l'eau de l'iodure de potassium et de l'empois d'amidon. Le peroxyde de chlore donne avec ce réactif une coloration bleue.

En dehors des dangers d'explosion, l'action de ce corps sur les matières organiques est mal connue. On ignore s'il ne forme pas avec elles des combinaisons nuisibles à l'organisme

D'autre part, M. Schoofs a récemment fait voir que dans ce traitement, il se formerait des hypochlorites et des chlorates, corps nuisibles. Enfin, s'il reste des traces de peroxyde de chlore, on constate une attaque des tuyaux de plomb, qui ne serait pas sans danger pour les consommateurs.

La réduction microbienne par ce procédé est très grande : la réduction organique ne dépasse guère 60 p. 100. La ville d'Ostende, qui avait commencé l'emploi de ce procédé, semble l'avoir à peu près abandonné à la suite de quelques accidents.

Procédé par l'ozone. — L'ozone est l'oxydant par excellence qui, par sa composition, n'introduit aucune

substance nuisible. En se décomposant, il donne de l'oxygène, dont la présence dans les eaux est nécessaire. Malheureusement, c'est un gaz insoluble, et pour arriver à détruire tous les microbes, il faudra le répartir dans toute la masse du liquide aussi intimement que possible.

C'est en 4893 que le baron de Tindall entreprit à Oudshoom, près de Leyde, des expériences de stérilisation en grand sur les eaux souillées du vieux Rhin. Les résultats furent favorables.

D'autres expérimentateurs renouvelèrent ces essais en grand; nous citerons parmi les plus connus : MM. Marmier et Abraham, Otto, Siemens et Halske.

C'est M>î. Marmier et Abraham qui étudièrent les premiers, au laboratoire, les conditions d'une bonne stérilisation par l'ozone. Ils reconnurent, en faisant barbotler de l'air ozonisé dans l'eau, que la richesse de cet air en ozone devait être au minimum de 3»', 5 par mètre cube et que le contact de l'air et de l'eau demandait à être le plus intime possible.

Les résultats de leurs expériences, faites à Lille sur de l'eau claire, mais riches en germes (2 à 4 000 bactéries), furent contrôlés par une commission composée de MM. les D'^ Roux, Calmette et Staes Biame, et de MM. Buisine et Bouriez (4).

Tous les microbes sont tués à l'exception de quelques germes très résistants, comme le fî* subtilis, espèce saprophyte non pathogène.

Procédé Marmier et Abraham. — Ce procédé comprend trois parties :

4° La production du courant électrique;

2° La production de l'ozone ;

3° La stérilisation de l'eau.

La figure 109, extraite du livre de M. Imbeaux, Alimentation en eau potable, montre le plan schématique d'une

(1) Voy. Annales de V Institut Pasteur y 1899.

PURIFICATION CHIMIQUE

installation : « Le liquide est aspiré en a par une pompe centrifuge 6, et envoyé au sommet c de la colonne de stérilisation d; un puisard g recueille Teau traitée qui,

Fig. 109. — Inslaliatioii schématique pour la pui-ificatioii des eaux \mv 1 ozone.

a, tuyau d'aspiration; b, pompe centrifuge; c, arrivée de l'eau; d, colonne de stérilisation ; f, départ de l'ozone après son action sur l'eau ; g, arrivée des eaux stérilisées; i, pompe refoulant l'eau dans le réservoir y; A, ozoneur; l, dessiccateur; m, pompe h air; n, déflagrateur; t, transformateur; u, alternateur; r, moteur.

reprise par une pompe î, est refoulée au réservoir de distribution j. L'air ozonisé est amené en lias de la colonne de stérilisation qu'il traverse de bas en haut, pour sortir en f; sa circulation est assurée par un venti-

lateur m aspirant Tair atmosphérique, pour le faire passer du dessiccateur / dans Tozoneur /r, et enfin dans la colonne d.

Le dessiccateur n'est autre chose qu'un cylindre contenant de l'acide sulfurique concentré, qui absorbe la vapeur d'eau contenue dans l'air.

Enfin le courant électrique alternatif nécessaire pour produire les effluves électriques est fourni par un tmnsformateur t dont le circuit primaire (1) reçoit le courant d'un alternateur w, actionné par une machine à vapeur v et son générateur; le circuit secondaire (2) fournit à l'ozoneur des courants d'une tension voisine de 4000 volts. En n on place un dérivateur sur le circuit de haute tension, un déflagrateur à boules, formé de deux sphères entre lesquelles jaillit une étincelle électrique, que l'on souffle continuellement au moyen d'air comprimé ou de vapeur : le rôle du déflagrateur est de maintenir entre les pôles de l'ozoneur un potentiel régulier, de plus, d'introduire, grâce aux étincelles, dans chaque période du courant alternatif, des vibrations intermédiaires qui accroissent notablement la concentration de l'ozone et, par suite, le rendement.

« L'ozoneur (fig. 110) de MM. Marmier et Abraham est formé d'une série d'électrodes métalliques D, recouvertes d'une glace P, séparées par un intervalle d'une autre glace P' recouvrant une électrode métallique D^, etc.

« Les électrodes de rang pair sont reliées à l'un des pôles du tiansformateur, les électrodes de rang impair à l'autre pôle. Entre les glaces jaillit l'effluve, qui transforme en ozone l'oxygène de l'air ; cet air ne peut sortir de l'appareil qu'après avoir traversé la zone d'effluves en suivant la direction ao.

« Les électrodes de chaque série sont refroidies d'une façon continue, de telle sorte qu'il n'y ait jamais de court circuit dans l'appareil. L'isolement de l'eau est obtenu par des coupures de la colonne réfrigérante, au

PURIFICATION CHIMIQUE

moyen d'appareils à égouttements, à l'entrée et à k sortie (1). »

La concentration obtenue est ainsi de plus de 2 grammes d'ozone par mètre cube d'air; la densité d'effluve corresH

Fig. 110. — Ozoneur Alarniier-Abruham.

P et P^, glace formant diélectrique ; Dj et D2, électrodes métalliques; a, arrivée de lair; o, départ de lair.

pond à 4 ou 5 kilowatts par mètre carré d'électrodes.

La colonne de stérilisation a pour but de mettre l'air ozonisé en contact intime avec l'eau. C'est une simpk chambre en maçonnerie, contenant des stratifications de divers matériaux concassés et formant filtres : l'ozone, entre par le bas, et l'eau tombe en pluie par le haut, les

(1) Description tirée de J. Ocitu cl Bonjean, p. i2i {Traité d'hygiène ôk Brouardel et Mosnv).

jçouttes d'eau ainsi divisées sont nnises en contact prolongé avec le gaz oxydant dans les vides laissés libres entre les matériaux. Une trompe renouvelle le gaz par un appel énergique.

Système Otto. — Le système de M. Otto comprend un émulseur et un stérilisateur à plateaux. L'émulseur se compose de deux cônes concentriques. Par un ajutage se reliant au cône extérieur, on envoie Tair ozonisé, tandis que l'eau est amenée par l'autre cône et se divise en lame mince, subissant l'action efficace de l'ozone.

Le mélange se réunit dans un récipient, puis passe dans le stérilisaleur à plateaux. Celui-ci est formé d'une superposition de vingt à cinquante plateaux à grande surface, sur lesquels l'eau séjourne et circule en lame mince de haut en bas, les orifices des plateaux alternant d'un côté à l'autre, de manière à assurer un écoulement en zigzag. L'ozone circule, lui, en sens inverse et s'échappe à la partie supérieure. Les producteurs d'ozone sont, pour le procédé Otto, de deux sortes : ou bien ils ressemblent aux appareils du procédé Marmier et Abraham (c'est ainsi qu'on stérilise les eaux de Nice), ou bien ce sont des appareils rotatifs qui semblent souvent fournir un air trop pauvre en ozone.

Procédé Siemens et Halske. — Dans ce procédé, l'eau est débarrassée des corps organiques en suspension en la faisant passer sur des filtres Brix, puis envoyée à la partie supérieure d'une tour à ozoniser, remplie de graviers de la grosseur d'œufs de pigeon. Ensuite elle ruisselle le long des graviers, tandis que le courant d'ozone circule de bas en haut dans la tour. Le gaz lèche les eaux qui ruissellent et les stérilise.

Installé à Martinikenfelde, en Prusse, ce procédé sert à épurer l'eau de la Sprée ; on ne cherche pas la stérilisation absolue, mais simplement une grande réduction microbienne (20 à 50 microbes par centimètre cube).

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Mi*

Fig. m. — stérilisation par l'ozone (système de Frise). Siiiéma de l'installation.

Fig. 112. — Ozoneur (système de Frise).

Procédé de la société Sanudpr; système de Frise (fig. lil). Ce procédé diffère des précédents surtout par le dispositif des ozoneurs et des stérilisateurs.

L'ozoneur (fig. 112) est constitué par une auge demicylindrique métallique contenue dans une caisse dans laquelle circule de Teau destinée au refroidissement de Tair pendant la production de Tozone.

Cette auge est en communication avec un pôle du transformateur.

Dans cette auge sont placés verticalement des disques métalliques formant deuxième électrode. Leur diamètre est plus petit que celui de l'auge, de façon à laisser un espace libre dans lequel se produira Teffluve productrice d'ozone.

Ces disques sont dentelés légèrement et ont un diamètre de 52 millimètres.

L'auge et les disques sont couverts par une plaque de verre. Un dispositif spécial permet d'éviter les courts circuits qui donneraient des étincelles, nuisibles à la production de l'ozone.

L'air ressort de ces appareils à une température de 30«.

L'ozone est envoyé dans de grandes colonnes représentées par la ligure 113, de façon à circuler de bas en haut.

L'eau à stériliser, qui doit être le plus pauvre possible en matières organiques et renfermer le moins possible de substances en suspension, arrive par la partie supérieure. Elle rencontre un plateau en celluloïde percé de trou, lequel est traversé par l'ozone de bas en haut. Ce gaz empêche l'eau de s'échapper par les orifices du plateau. Le liquide s'accumule sur ce plancher et à un certain moment trouve sur le côté un oriflce qui l'amène à l'étage inférieur et ainsi de suite.

En plein fonctionnement de l'appareil, on constate, par ce dispositif, que l'air ozone, à la plus grande concentra-

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tion, agit sur les eaux les plus pures. U y a ainsi meilleure utilisation de l'ozone ; l'air ozone du plateau supérieur, le plus pauvre, sert surtout à oxyder les matières organiques qui gênent la stérilisation micro-

Fig. 113. — Colonnes à stériliser (système de Frise).

bienne des eaux ; celle-ci se fait surtout sur les plateaux inférieurs.

()n obtient alors ainsi une stérilisation, parait-il, parfaite avec de l'air plus pauvre en ozone.

Procédé a l'étiier mtreux. — MM. J. Jean et Palamierr ont préconisé un procédé de stérilisation fondé sur l'emploi de la pulvérisation à l'infini d'un mélange d'eaci et d'éther nitreux. La pulvérisation se fait en injectant de l'eau sur un ventilateur à très nombreuses aileltes

appelé a(omhiein\ La division de Feau en présence d'air produit une oxydation énergique des matières organiques. L'éther nitreux, à raison de 2 grammes par mètre cube d'eau, est décomposé et on obtient une très grande diminution du nombre des germes* Ce procédé n'a pas encore été expérimenté en grand.

Considérations générales sur les procédés de stérilisation. — Les divers moyens de stériliser les eaux, indiqués dans un rapide exposé, sont relativement onéreux. Jusqu'ici rien n'est venu démontrer l'utilité de leur emploi là où les eaux ne reçoivent pas de contaminations venant de malades atteints de maladies transmissibles par l'eau. Dans l'état de la science ces procédés ne doivent être préconisés que lorsqu'on ne peut empêcher les contaminations suspectes de souiller irrémédiablement les eaux potables. L'avenir décidera s'il est nécessaire de rechercher fine pureté microbienne des eaux, absolument parfaite.

Une eau peut être inutilisable pour l'industrie si elle est trop riche en sels, ou bien encore si elle contient des sel 5 de fer, ou de l'hydrogène sulfuré. Dans ces divers cas elles doivent être traitées chimiquement. Lorsqu'on dispose d'eaux de qualités différentes, on devra de préférence capter celles qui n'ont pas besoin d'être traitées, mi^me si les frais de captage sont un peu plus élevés. Toute amélioration chimique d'une eau est, en effet, une opération assez dispendieuse.

Amélioration . — On prétend qu'une eau pauvre en oxygène est indigeste. Si cette assertion est un peu exagérée, on sait toutefois qu'une eau non aérée est iTioins agréable au goût.

L'aération de Teau se fait soit en lagitant énergique-

ment àTair, soit en la faisant ruisseler sur des morceaux de coke, soit enfin en insufflant de Tair dans la masse liquide.

L'eau est très avide d'air, et par conséquent Taération est très rapide. Certaines eaux profondes sont très pauvres en oxygène, et ont besoin d'être traitées par un de ces moyens.

Pour faire disparaître l'odeur désagréable que quelquesunes possèdent, on les aère énergiquement. Ce défaut tient à un développement anormal de certaines algues malodorantes. En Amérique, à Butte City (Montana), on devait aérer les eaux du lac artificiel servant à l'alimentation.

Au moyen d'un petit bateau on insuffla de l'air en tous les points de cette grosse masse d'eau et ce traitement suffit pour redonner à l'eau ses qualités physiques.

Là où la quantité à traiter est moins considérable, comme à Rochester (N.Y.) on se contente d'envoyer l'eau dans l'air sous forme de jets. £n retombant, les filets liquides se résolvent en pluie et s'aèrent.

Adoucissement de l'eau. — Les eaux trop calcaires et trop magnésiennes ont un certain nombre d'inconvénients. Au point de vue industriel, elles sont le plus souvent nuisibles. Elles cuisent mal les légumes et lavent difficilement le linge.

En outre elles encrassent les machines à vapeur. Pour pallier à ces inconvénients, plusieurs moyens ont été préconisés, mais tous n'agissent pas également sur les substances calcaires ou magnésiennes, dont il faut les débarrasser.

Exposition à Vair et agitation — Le carbonate de chaux est très peu soluble dans l'eau. Sa solubilité augmente quand elle renferme du gaz carbonique. A l'air libre l'eau abandonne ce gaz plus ou moins vile et du carbonate de chaux se dépose. On connaît, en effet, les eaux pétrifiantes qui, aussitôt sorties de terre,

recouvrent de carbonate de chaux les objets qu'elles rencontrent. Mais les eaux moins riches en carbonate de chaux abandonnent plus lentement à Tair leur gaz carbonique et ce sel. Aussi dans les aqueducs, les eaux de la Dhuys (1) contenant 270 milligrammes de carbonate de chaux commencent seulement à abandonner leur calcaire vingt-quatre heures après être sorties de terre, ' celles de la Vanne (240 à 220 milligrammes de carbonate) seulement trente-six heures après. Ëntîri, celles de TAvre (17® hydrotimétriques) n'ont pas le temps, pendant trentesix à quarante-huit heures de parcours, d'abandonner une trace de chaux.

L'agitation facilite le départ du gaz carbonique, surtout quand elle a lieu en présence de particules de carbonate chaux en suspension, comme des expériences personnelles nous l'ont montré.

On insuffle de l'air dans l'eau additionnée de 1 p. 100 de carbonate de chaux en poudre. Le départ du gaz carbonique se fait facilement et l'eau perd assez rapidement la moitié de son carbonate de chaux.

Chauffage et brassage avec la vapeur, — En '

envoyant un jet de vapeur dans une eau, il se produit un brassage énergique et une élévation de température qui favorisent le départ de l'acide carbonique.

C'est un procédé très employé pour déminéraliser une eau riche en carbonate de chaux.

Mais ce procédé ainsi que le précédent ne peuvent agir sur les eaux riches en sulfate ou en chlorure de calcium.

Dans ce cas on doit les traiter par congélation ou chimiquement.

Congélation. — Quand on congèle lentement un

(1) F. DiKNKRT, Siir la surveillance des aqueducs {Aimales de VObiervatoire de Montsouris, 1905).

AMÉLIORATION CHIMIQUE p'UNE EAU. 4H

liquide, les premières portions qui se prennent en glace sont très pauvres en sels minéraux.

Depuis longtemps on sait que les banquises, provenant de la congélation d'eau de la mer, donnent, par fusion,. 4^Veau douce et potable.

MM. Bordas et Imbart de la Tour prirent de Teau de la Vanne dosant 190 milligrammes de calcaire. Us purent,, par congélation, obtenir une eau contenant 30 milligrammes de carbonate de chaux. Le résidu, riche en sels, marquait 60<» hydrotimétriques.

Ce procédé permet donc de déminéraliser une eau, malheureusement il coûte relativement cher et n'est guère pratique lorsqu'il faut en traiter de grandes q^a^tités.

Traitement chimique. — Le principe de ce traitement est le suivant. Étant donnés des sels de chaux et de magnésie solubles, les transformer en sels insolubles qui se déposeront. En l'espèce on les transforme en carbonate de chaux ou de magnésie, corps très peu solubles dans l'eau.

Si le sel de chaux ou de magnésie est un bicarbonate, on fait agir un alcali ou un alcalino-terreux.

(C03)2GaH2 + MO = C03Ca 4- C03M + H^O,

M étant un métal bivalent.

Supposons que l'eau renferme 100 parties, en poids,, de carbonate de chaux. Pour précipiter celui-ci, on emploiera :

Potasse 94 parties.

Soude 62 —

Magnésie 40 —

Chaux 56 —

Chaux éteinte 74 —

Pour la magnésie il faudra un peu plus d'alcali que pour la chaux.

Si le sel de chaux est un sulfate, on traitera Feau par un carbonate autre que celui de chaux ou de magnésie :

SO*Ca + G03M — C03Ca + SO*M.

En se servant d'un sel alcalin, de soude par exemple, pour éliminer le bicarbonate de chaux, il se forme du carbonate de soude qui précipite également le sulfate de chaux s'il existe. Si la proportion de carbonate de soude ainsi formée est insuffisante, on devra en même temps que la soude en ajouter une certaine quantité.

Voici un calcul qui permet de savoir la dose de ces deux corps à employer.

Si p est le poids de carbonate de chaux et p celui de chaux, on ajoute un poids p X 0,62 de soude qui précipite tout le carbonate de chaux à Tétat de bicarbonate et, par suite de la formation du carbonate de soude dans cette réaction, transforme en CO'Ca un poids égal à 1,36 p de sulfate. Si p, le poids du sulfate, est plus petit que p X 1»36, tous les sels de chaux seront précipités et il sera inutile par conséquent d'ajouter encore du carbonate de soude. Au contraire, si p' est plus grand que 1,36 p il restera dans l'eau un poids de sulfate de chaux représenté par p' — 1 ,36 p et c'est sur ce nouveau chiffre qu'il faudra se baser pour ajouter la quantité de carbonate de soude, en multipliant ce dernier nombre {p — 1,36 p) par 0,779. Avec le carbonate de potasse ce nombre serait 1,001, le carbonate de magnésie 0,617 et le chlorure de baryum 1,529.

Le chlorure de baryum a pour effet de transformer le sulfate de chaux en sulfate de baryum insoluble et en chlorure de calcium.

Comme on le voit, par ces réactifs, on ne cherche nulhîment à abaisser le degré de minéralisation d'une eau mais simplement à transformer certains, sels en de nouveaux corps d'une nature différente. Et ceci pour éviter que dans les chaudières, par exemple, les sels de chaux

cristallisent et viennent former sur les différentes parties de l'appareil d'évaporation une croûte très adhérente et dont la présence est un danger d'explosion. Au contraire Finconvénient n'existe plus, avec le carbonate de soude, le chlorure de calcium, le sel marin, qui se déposent au fond de la chaudière et qu'on retrouve dans les boues, très faciles à enlever. Pour le lavage du linge c'est le sel calcaire qui est nuisible parce qu'il forme avec le savon un corps peu soluble et empêche la formation de la mousse.

De même pour la cuisson des légumes, la chaux se combine dans leur intérieur et empêche la transformation des matières pectiques en substances solubles. L'emploi d'oxydes alcalins ou alcalino-terreux et de carbonates alcalins n'est pas nuisible à l'organisme. Au contraire les sels de baryum sont réputés nocifs.

On peut encore se servir de différents produits appelés désincrustants qui sont à base de carbonate de soude (1).

Le carbonate de soude agit sur le bicarbonate de chaux de la façon suivante :

(C03)2CaH2 -f 2C03Na2 = CO^Ca + 2C03Na âCO^NalI.

Sous l'action de la chaleur supérieur à 70<* on a :

G03Na2 2C03NaH = 2C03Na2 + CO2 4 H20.

C'est-à-dire qu'on retrouve intact le carbonate de soude introduit. Celui-ci agira sur le sulfate de chaux comme nous l'avons vu précédemment de telle sorte que, pour précipiter les sels calcaires, il suffira de connaître la quantité de sulfate de chaux et de calculer, avec un léger

(i) On appelle désiiicruslant, une substance c.-ipable de transformer le dépôt adhérant aux tubes des chaudières en un autre dépôt moins adhérent qui fo)*mera des boues et qu'on pourra facilement enlever. On emploie le carbonate de soude mélangé le plus souvent à de la matière organique. Cette dernière semble agir par les acides faibles qui se produisent sous l'influence de la chaleur. Ils aident à la transformation du dépôt de carbonate et de sulfate de chaux ou de magnésie. La matière organique employée est en général très riche en tanin ou^n produits empyreumatiques commo le sucre caramélisé.

excès, la quantité de carbonate de soude à ajouter pour obtenir sa précipitation complète.

L'analyse d'une eau est donc nécessaire pour l'emploi rationnel de ces substances. Admettons qu'on n'ait que le degré hydwti métrique total, temporaire et permanent, on fait le calcul suivant. Le degré permanent diminué de 3<> et multiplié par 0,013 donne le poids des sulfates et chlorures par litre. Pour améliorer une eau servant à l'alimentation des chaudières il faut environ 7»^,5 de chaux éteinte par degré temporaire pour 1 mètre cube d'eau, soit 5*,5 d'eau de chaux. 11 faut 10»*',6 de carbonate de soude pur ou 21 grammes de carbonate de soude hydraté par degré hydroti métrique permanent.

Certaines villes traitent leurs eaux potables parla chaux.

La ville de Winnipeg (Manitoba) possède une eau artésienne de composition suivante :

Acide carbonique libre 22 milligrammes.

Carbonate de chaux 203 —

— de magnésie 113 —

Sulfate de chaux 6 —

— de magnésie 172™s'',5

— de soude 65°l8^9

Chlorure de sodium 396 —

Degré hydrotimétrique 48o,5

Cette eau, fortement minéralisée, ne perd guère que son carbonate de chaux après un traitement parla chaux qui revient à fr. 032 par mètre cube.

Parmi les grandes installations, celle de la ville de Southampton traite par la chaux le plus grand volume d'eau (20 000 mètres cubes par jour).

Eaux acides — L'eau ayant passé à travers les terrains humides riches en matières organiques, est acide. Si elle circule, au sortir de ces terrains, dans un sol calcaire, elle neutralise son acidité et n'a besoin d'aucun traitement, sinon il faut la faire passer sur des morceaux d^ carbo-

nate de chaux. Cette précaution est indispensable pour empêcher l'attaque des tuyaux de plomb. Si ces eaux sont filtrées sur sable, on commence par saturer une partie seulement de Tacidité avant la filtralion au moyen de carbonate de chaux, puis, après la fîltration on la neutralise complètement au moyen de chaux pure.

Déferrisation. — Certaines nappes profondes contiennent des doses assez grandes de sels ferreux et de manganèse, supérieures quelquefois à 100 milligrammes par litre. Par eux-mêmes ces sels ne sont pas nuisibles aux organismes, mais à Tair ils s'oxydent, et forment des oxydes ferriques et de manganèse insolubles. L'eau devient trouble, rougeâtre ou brune. En même temps il se développe dans ces eaux, certaines algues comme les crenothrix qui obstruent les tuyaux de la canalisation.

Le fer existe à l'état de carbonate ou de phosphate ferreux; le manganèse est très souvent à l'état de combinaisons organiques très stables.

Avant d'envoyer ces eaux dans la canalisation on peut oxyder leurs sels ferreux par une aération énergique, mais les sels de manganèse ne sont guère atteints par ce procédé. La ville de Breslau, en Silésie, s'en est aperçue en 1905.

L'Allemagne possède beaucoup d'eaux de cette nature, dans toute la partie où s'étendent les sables et limons d'origine glacière.

Procédé de Piefke. — Piefke est l'auteur d'un procédé industriel pour déferriser en grand les eaux.

On fait arriver l'eau à déferriser dans une colonne, ayant une hauteur variable de 2 à 4 mètres suivant la richesse en fer, contenant des morceaux de coke ou d'un corps poreux quelconque. Cette eau tombant en pluie sur cette colonne ruisselle sur le corps poreux, absorbe de l'oxygène qui transforme le fer en oxyde ferrique. L'eau récoltée à la base est envoyée sur un filtre à sable très grossier, quelquefois même, comme à Wildau, on

pratique une double filtrat ion (fig. 114). Dans leur partie inférieure ces colonnes de coke retiennent de l'oxyde de fer qui les encrassent. Il devient donc nécessaire de les nettoyer de temps en temps par un fort courant d'eau.

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Fig. m. — Appareil de Piefke (d'après MM. Debauve et Imbeaux)

Par ce moyen on arrive, à Kiel, à abaisser la teneur en fer par litre de 3 à 4 milligrammes à 0™'^*f,l.

Procédé d'Oësten. — Au lieu d'envoyer l'eau à travers une colonne de coke, on se contente simplement de la faire arriver en pluie à la surface du filtre à sable. L'oxyde de fer se dépose à sa surface et encrasse le filtre au bout d'un certain temps. Un dispositif très simple permet le nettoyage rapide, lequel a lieu généralement tous les mois. La richesse en fer tombe à Mittweida de e™"s,5 à moins de 0™™fe',5. Il existe même un appareil de ménage transportable basé sur le même principe. H serait

très lutile en France où se rencontrent, dans tous les terrains, de petites zones riches en fer dont les eaux se troublent à Tair. Comme nous avons eu souvent l'occasion de le constater, ces eaux sont très désagréables à boire et une déferrisation les rendrait potables. Certaines eaux renferment du fer sous une autre forme que le carbonate ou le phosphate, par exemple à Tétat de combinaisons, avec Tacidehumiqueou Tacide crénique. 11 faut alors employer un moyen d'oxydation plus énergique et Œsten préconise à ce point de vue l'emploi de l'ozone. Une application en a été faite dans un hôpital de Derlin. Dans cette ville on emploie une colonne formée d'une série de planches posées sur le champ et légèrement inclinées. L'eau ruisselle sur celles-ci puis est recueillie à la base dans un bassin de décantation et renvoyée sur les filtres à sable.

Procédé de Holle. — Au lieu d'envoyer l'eau en pluie sur un filtre, on peut la projeter au moyen de la force centrifuge sur un tamis qui la réduit en buée très fine et facilite l'action de l'oxygène de l'air.

Procédé chimique. — On sait que le perchlorure de fer est un oxydant. En le faisant agir en présence de chaux on obtient l'oxydation énergique des sels ferreux et leur précipitation rapide. Il ne reste plus qu'à faire passer cette eau à travers un filtre pour la débarrasser de ce dépôt.

Désuif uration. — Certaines eaux souterraines, comme celles des sables du Soissonnais, sont chargées de sulfui^s et d'hydrogène sulfuré qui communiquent à l'eau une odeur très désagréable. On fait disparaître cette odeur en oxydant l'eau par un procédé identique à celui employé pour éliminer le fer. Beaucoup d'auteurs estiment que ce procédé est inutile et qu'en très peu de temps l'hydrogène sulfuré est oxydé dans les carafes. Pour notre part nous considérons que l'eau garde longtemps une très légère odeur, sensible pour ceux qui ne boivent que de l'eau, et

qu'il faut pratiquer une oxydation très énergique pour lui enlever cet arrière-goût désagréable.

Refroidissement. — La fraîcheur de l'eau est non seulement nécessaire pour les eaux potables mais encore pour certaines industries, comme la laiterie. En été les eaux de rivière sont trop chaudes, et on a cherché un moyen pratique et économique d'obtepir leur refroidissement.

Quand on n'emploie que peu d'eau, on refroidit celleci avec de la glace ou bien encore en utilisant les vases poreux appelés alcarazas. A travers les pores de ces récipients se produit une évaporation énergique qui refroidit le liquide intérieur. Ces procédés sont employés dans les ménages.

Au contraire, quand il s'agit de grandes masses d'eau, l'emploi de la glace n'est guère économique. D'après M. Imbeaux, le prix de revient d'un tel procédé de refroidissement serait de 20 à 30 centimes le mètre cube, chiffre très élevé puisque l'eau elle-même n'est vendue que de 30 à 50 centimes le mètre cube.

Le procédé le plus économique est l'irrigation des eaux sur une prairie et leurrécolte par un drainage approprié.

On arrive facilement à obtenirainsiuneeau ayant une température de 10 à 14° centigrades.

Il n'est malheureusement pas applicable partout. 11 faut pouvoir disposer d'un espace de terrain convenable (on ne doit pas irriguer plus de 50 000 à 100000 mètres cubes d'eau par hectare et par an).

M. Leblanc a préconisé un système qui consiste à faire une aspiration énergique à la surface de l'eau de façon à accélérer l'évaporation. C'est donc ici encore le système

de Févaporation qui reparaît. Des essais en petit, au dire de Tinvenleur, permettraient d'obtenir un refroidissement de IC» C. pour un prix très minime allant à environ fr. 02 par mètre cube.

En 1899, M. Dejust a proposé d'insuffler de Fair sec et chaud dans les galeries qui recueillent Feau au-dessous des filtres à sables. A Faide du calcul, on arrive à trouver que par ce moyen un mètre cube d'air à 100°, en se saturant, peut refroidir de 1° jusqu'à 363 k. 6 d'eau. Tout dernièrement le même ingénieur proposait d'installer un système ressemblant beaucoup, mais en grand, à celui des alcarazas. Malheureusement nous n'avons aucune expérience pratique qui permette de nous faire une idée suffisante de la simplicité et de Fefficacité de ces méthodes.

Au point de vue agricole, le seul procédé pratique, quand on pourra Femployer, sera celui deVirrigation (1), ce qui revient à augmenter la nappe souterraine, si celle-ci n'est pas assez abondante.

Odeur. — Certaines eaux ont une odeur désagréable provenant généralement du développement de petits organismes qu'il faut chercher à détruire et à éliminer le plus possible.

Le département de l'Agriculture des États-Unis s'est occupé de la question ^ en raison de ce fait que les eaux d'étang sont très répandues dans l'alimentation de ce pays. Il a recommandé l'emploi du sulfate de cuivre.

Avant ce remède on avait préconisé la couverture des filtres qui, empêchant l'arrivée de la lumière, arrête ou ralentit le développement des algues.

Dans les grands réservoirs naturels on a diminué

la matière végétale qui formait le substratum aux

organismes en décapant très consciencieusement les

végétations du fond qu'on remplaçait par un lit de fins

-graviers.

coh.

(1) Voy. RisLER el Wkuy, Irrigations et Drainage {Encyclopédie agri-

On a préconisé également, comme nous 1 avons dit, les insufflations d'air dans les lacs, insufflations qui diminuaient beaucoup la teneur des eauxen acide carbonique, gaz favorisantle développement des végétaux, producteurs de mauvaises odeurs.

On a essayé également l'emploi des filtres à sables et des filtres américains.

On a reconnu, par des expériences très sérieuses, faîtesà Lawrence et à Springfield, qu'une simple filtration ne suffisait pas toujours à éliminer les germes encombrants. (Dinobryonj Anabœna, Asterionella) et même les Anahœna persistaient si souvent, qu'il fallait pratiquer une deuxième filtration.

Au contraire, en employantune substance peu coûteuse et facile à se procurer comme le sulfate de cuivre, le département de l'Agriculture des États-Unis est arrivé à se débarrasser de ces algues tout en employant des doses insuffisantes pour nuire à la potabilité de ces eaux. Toutefois chaque organisme a une sensibilité propre.

Quantités d'eau pour 1 de SO^Cu.

Ghlamydomonas piriforniis 2000

Raphidium polymorphum 50 000 à 75 000

Spirogyra stricta 75000 à JOOOOO

Desmidium Swartzii 100 000

Stigeoclonium tenue 50000 à 500000

Draparnaldia glomeraU —

Navicula 200000 à 300000

Sechedesmus quadhcauda 300000 à 400000

Eaglena viridis —

Conferva bombycinum 1 000000

Synura uvella —

Glosterium moniliferuni 1000000 à 20C0000

La station physiologique du département de l'Agriculture a cherché à quelle dose le sulfs^te de cuivre pouviit être nuisible pourr^l'homme.

A- la dose de 1/1 000 000 il faudrait une absorption de 50 litres d'eau par jour pour arriver à produire un elfet sensible, ce qui n'arrive jamais. En outre, comme on le fait justement remarquer, le sulfate de cuivre employé se fixe d'abord sur les algues qu'il est chargé de détruire et il n'en reste plus que des traces infinitésimales dans les eaux. Des essais en grand furent faits en 1901 dans une cressonnière de l'État de Virginia, infectée par les Spirogyra. Au moyen d'une solution à 1/50000000 de sulfate de cuivre on a réussi à se débarrasser de ces algues qui empêchaient la végétation du cresson.

En 1903 la ville de Kentucky, alimentée par un barrageréservoir, se plaignait très vivement de la mauvaise saveur de son eau. L'analyse a montré qu'elle renfermait en moyenne 7400 Anabœna, iiOO Clalhrocystis ei'200 Endorina par centimètre cube . On convint d'employer le sulfate de cuivre à la dose de 1/4 000 000, soit 50livres de sel pour 95000 mètres cubes d'eau. On attacha ce sel, renfermé dans un sac de grosse toile, à l'avant d'une barque qu'un rameur promena par toute la surface de cet étang artificiel. Pendant deux jours l'odeur mauvaise dégagée s'accrut par suite de mort rapide de toutes ces algues, puis peu à peu elle disparut. Rapidement l'eau reprit sa couleur bleue normale. A l'analyse on ne retrouva plus d'Aimbœna et la dépense ne fut guère que de 250 francs.

D'autres essais ont été faits sur d'autres points et ont donhé des résultats ti*ès satisfaisants. L'eau consommée n'a pas été nuisible aux habitants, l'expérience a été faite en grand et d'une façon pratique, on peut donc recommander l'emploi du sulfate de cuivre dans tous les cas semblables.

Le département de l'Agriculture a également montré qu'en faisant plonger dans l'eau des feuilles de cuivre (1 centimètre carré pour 100 centimètres cubes d'eau) on obtient la mort des Uroylena et des Spirogyra. Pour les germes pathogènes comme le bacille typhique ou le bacille DiËNERT. — Hydrologie agricole. 24

du choléra il faut environ douze heures pour provoquer leur mort en employant le môme procédé sur la base de

4 centimètre carré de cuivre pour 6 centimètres cubes d'eau.

Glariflcation. — Les eaux troubles sont peu goûtées. Certaines industries en plus, comme la brasserie, ne peuvent les utiliser.

Pour clarifier une eau on emploie plusieurs procédés :

Le premier de tous est la décantation. Quaud on laisse une eau trouble au repos les particules en suspension s'assemblent et se déposent.

Les lacs et les barrages- réservoirs sont de grands bassins qui permettent aux eaux troubles de se clarilier. Les bassins de décantation sont de longs couloirs dans lesquels l'eau circule à travers une série de chicanes qui donnent le temps aux particules en suspension de se déposer.

Dans les eaux pauvres en calcaire l'eau reste longtemps trouble. Pour l'accélérer il faut ajouter de la chaux ou un coagulant.

A cet effet on emploie le sulfate d'alumine. Si p est la quantité de carbonate contenu dans Peau, exprimée en milligramme, il faudra employer une dose de sulfate d'alumine : A = 2 (p-5) en milligrammes. On soustrait 5 de p de façon à conserver toujours dans l'eau

5 milligrammes de carbonate de chaux. Le restant décompose le sulfate d'alumine et il se forme du sulfate de chaux et de l'alumine. Le temps que met la clarification à se produire dépend beaucoup de la limpidité de ces eaux. Plus elles sont chargées en matières en suspension, plus il faudra de temps. On admet qu'au-dessous du degré de turbidité = 400 (1) une heure suffit, pour 800 il faut deux heures, 1200, trois heures, 2000, cinq heures, mais, comme l'indiquent MM. Debauve et Imbeaux, il est préférable

(1) Chiffres lus au turbidimètre.

de faire des expériences directes dans chaque cas particulier, en se rappelant en outre qu'au laboratoire il faut environ 25 p. 100 de sulfate de plus que dans la pratique.

10 20 30 <0 50 60 .70 80 30 lOO 110 120 130 liO 150 ISO 170 I80 190 200

Couleur de l'eau à traiter.

Fig. 115. — Influence du carbonate de chaux contenu dans les eaux quand on veut décolorer l'eau par le sulfate d'alumine.

On peut encore employer comme coagulant la chaux avec le sulfate ferreux. L'hydrate ferreux formé s'oxyde et se transforme en oxyde ferriquc, lequel remplace ainsi l'alumine et se précipite. Les filtres de ménage sont

42i STÉRILISATION ET AMÉLIORATION DES EAUX.

d'excellents appareils pour obtenir la clarification des liquides troubles.

Décoloration. — Certaines eaux, surtout en Amérique, sont très colorées et ne peuvent être consommées ainsi. Pour les décolorer on se sert d'un coagulant, le sulfate d alumine qui, additionné ensuite de carbonate de chaux, se décompose en alumine insoluble, laquelle entraîne la matière colorante de l'eau en se déposant.

Le graphique ci-dessus indique la quantité de sulfate d'alumine nécessaire pour décolorer une eau plus ou moins colorée. Il montre l'influence néfaste du carbonate de chaux se trouvant primitivement dans l'eau (fig. 115).

Au problème de l'alimentation en eau, succède celui tout aussi délicat de son évacuation après utilisation.

Fig. 116. — Diverses in.slallalions de puisard.

Très brièvement nous dirons quelques mots de l'épuration des eaux usées.

Le plus souvent à la campagne on se contente de les envoyer dans un ancien puits abandonné ou dans un « puisard >», simple trou peu profond, où elles s'absorbent.

Au point de vue sanitaire (1) le puisard doit être banni, sauf dans quelques cas particuliers très rares, comme celui d'un puits (A ou p des figures 116 et i 17) creusé dans un terrain dont les eaux de la nappe ne servent pas à Falimentation, ou se perdent directement à la mer (fig. 117).

Si le volume d'eau à évacuer est faible et si le débit de

Fig. 117. — Installation de puisard.

la rivière voisine dépasse trente fois celui des eaux usées qu'elle reçoit, on peut faire l'évacuation directe dans le cours d'eau, sauf le cas où les eaux résiduaires contiennent des substances nuisibles à la vie des animaux et des plantes (2).

Quand on ne peut évacuer les eaux usées dans le cours

(1) Au point de vue juridique, voir les articles suivants d'Henry Thierry : 1» Assainissement des villages ; 2* Fumiers et fosses à purin {Hygiène générale et appliquée, mai 1906).

(2) La récolte des matières fécales se fait à la campagne dans des fosses non élanches le plus souvent. Pour notre part, nous croyons qu'il est préférable de préconiser la tinette mobile dont le principe est représenté figure 118, ou bien la tinette à 'système diviseur (fig. 119, 120, 121), avec lesquelles les parties liquides peuvent se rendre à la fosse à purin. Celle-ci, dans les terrains peu perméables, doit être drainée (fig. 122), si on veut éviter qu'elle ne se fissure et ne soit plus étanche.

d'eau voisin, il faut les traiter par un des trois moyens suivants :

i° L'épandage;

2° Les substances chimiques ;

3*» Les procédés biologiques.

yWk.

Fig. 118. — Binette mobile.

Fig. 119.

Fig. 120.

Épandage. — Les déjections humaines, les purins et les fumiers sont épandus sur le sol, où ils sont détruits par les microbes pour le plus grand bien de la végétation. Le volume de ces déchets est assez faible, mais il n'en est pas de même des eaux résiduaires fournies par les industries agricoles comme la brasserie, la laiterie et la distillerie.

Suivant l'importance de ces exploitations, il faudra disposer dans les environs d'un terrain sufOsant pour les épandre. Si ces eaux sont très souillées il est indispensable que les conditions d'épuration soient aussi parfaites que possible, de façon à ne pas contaminer la nappe souterraine.

Les terrains perméables en petit sont les seuls qui conviennent dans ce cas. Les terrainsfîssurés ne peuvent

être utilisés que pour l'épandage des eaux peu souillées et là seulement où -la roche n'est parcourue que par de très fines fissures. Dans les sables on peut irriguer à raison de 40 000 mètres cubes par hectare. Dans les

Fig. 121. — Système diviseurs divers.

terrains fissUrés tels que ceux des régions calcaires, on diminuera beaucoup ce volume. 11 est en outre indispensable d'y faire des cultures absorbant et évaporant beaucoup d'eau (prairies, peupliers, oseraies), de façon à diminuer l'arrivée des eaux épurées à la nappe.

Procédés chimiques. — Si on est trop éloigné des campagnes ou que le terrain dont on dispose ne permette

pas de pratiquer des irrigations, on peut s'adresser aux procédés chimiques pour épurer les eaux résiduaires. On sait en effet que ces eaux ne peuvent être évacuées dans une rivièi-ede débit insuffisant, parce qu'elles contiennent des substances organiques facilement putrescibles qui dégageraient de très mauvaises odeurs et nuiraient à la vie des poissons.

Par les procédés chimiques on arrive à se débarrasser de ces matières organiques. A cet effet, on emploie la chaux, le perchlorure de fer, le sulfate ferreux, le

sulfate ferrique, soif seul soit en mélange, c'est-à-dire tous corps susceptibles de coaguler les substances putrescibles et de les entraîner dans les dépôts qui constituent draui les boues .

En principe, dans ce procédé, on se sert de deux cuves dont l'une sert à mélanger la substance avec les eaux à traiter; l'autre reçoit le mélange, lequel est laissé au repos pendant un temps plus ou moins long, généralement vingt-quatre heures, de façon à permettre au précipité, formé par la substance chimique, de se déposer. Après le dépôt on décante le liquide surnageant qu'on évacue à la rivière, et les boues sont ensuite transportées dans les champs où elles servent d'engrais, de peu de valeur du reste. Dans certains cas le traitement chimique de ces eaux précède le traitement bactérien, dont nous allons parler par la suite, comme, par exemple, dans le cas d'une eau riche en matière grasse.

Fig. 122. — Fosse à purin.

Les eaux résiduaires qu'on évacue dans les puisards, ne sont pas traitées par les substances précédentes mais stérilisées complètement au moyen des hypochlorites, du chlore, du bioxyde de chlore, et même par l'ozone. Le traitement chimique a deux graves défauts : l^^ Il nécessite un apport continuel de substances chimiques dont le prix, quoique modique lorsqu'il s'a^xit de

ros:>t' Moura

petitesquantités,nelaissepasde constituer un chitFreélevé pour le traitement permanent d'un grand volume d'eau.

2*^ II se forme des boues conslituantd'ailleurs un engrais de faible valeur, qu'il faut transporter ensuite sur les champs, et dont le plus souvent on est encombré, faute du terrain suffisant pour les utiliser au fur et à mesure de leur production.

On peut ranger dans les procédés chimiques la neutralisation des eaux acides ou trop alcalines qu'on ne peut évacuer sans ce traitement à la rivière.

Toutes les fois qu'on pourra éviter ou diminuer l'importance (le ces boues par un autre procédé, il faudra abandonner les substances chimiques. Toutefois celles-ci sont absolument indispensables pour se débarrasser des goudrons que certaines eaux contiennent. Pour cela on les traite parle sulfate ferreux riche en acide sulfurique.

Procédé biologique. — Les eaux usées, débarrassées de leurs substances putrescibles, peuvent être évacuées sans danger. On s'est alors demandé si on ne pourrait arrivera ce résultat en faisant fermenter au préalable ces eaux dans des bassins spéciaux. De là sont nés les procédés biologiques.

Ils sont basés sur le principe suivant : dans une cuve fermée on laisse une eau résiduaire au repos pendant vingt-quatre heures. Pendant ce temps elle subit une fermentation anaérobie qui a pour but de dégrader une grande quantité de matières organiques solubles et d'en solubiliser une certaine quantité de celle qui s'y trouvait en suspension. (On s'est aperçu qu'on pouvait obtenir le même résultat au moyen de fosses ouvertes mais profondes) (IJ.

Cette fermentation anaérobie prépare l'action des germes aérobies, qui va suivre, et en même temps solubilise une partie du dépôt, c'est-à-dire diminue la proportion des boues.

Fig. 124. — Fosse Mouras mobile.

(1) La fosse Mouras (fig. 123 et 124) n'est autre qu'une fosse septique. Les matières arrivent dans une fosse étanche remplie d'eau. Une liquéfaction s'y produit et le tuyau de vidange de cette fosse ne peut évacuer que des substar.ces. liquides. Celte fosse ne se vide jamais.

Jusqu'ici cependant les expériences ne sont pas assez nombreuses pour indiquer dans quelle proportion cette fermentation anaérobie solubilise les dépôts. Quelques expérimentateurs même contestent cette action.

Après cette fermentation de vingt-quatre heures, on décante l'eau de ce bassin, appelé fosse septique, pour l'envoyer sur des lits formés de scories, de coke, ou tout autre corps poreux, appelés lits bactérienSj où elles vont subir la fermentation aérobie.

Les germes aérobies possèdent la propriété de brûler les matières organiques, de les transformer en eau, acide carbonique et acide nitrique. Mais pour accomplir cette action ils ont besoin de beaucoup d'oxygène qu'ils rencontrent dans les corps poreux. Toutefois cette quantité est limitée et de temps en temps il faudra aérer à nouveau les lits bactériens de façon à leur restituer l'oxygène que les microbes leur ont pris.

En principe on met une heure pour remplir, avec l'eau sortant des fosses sep tiques, la cuve contenant les lits de scories. On laisse l'eau en contact pendant deux heures avec le corps poreux, et on fait la vidange pendant une heure. La cuve est laissée vide durant quatre heures de façon à récupérer son oxygène, puis on procède de nouveau à son remplissage. Ce procédé est celui des lits de contact intermittents; il nécessite des manœuvres nombreuses et par conséquent un personnel spécial. Au sortir du premier lit de contact, l'eau n'est pas suffisam ment purifiée pour être évacuée à la rivière, il faut la renvoyer sur un autre lit bactérien identique au premier, et, si cela est insuffisant, une troisième et même opération sera nécessaire.

Lits bactériens de contact (1). Installés par M. Calmette sur la rive droite de la Basse-Deule, à la station de la

(1) D après le livre de >f . Calmette, Recherches sur l'épuration chimique et biologique des eaux, Paris, 190 6.

Madeleine-lez-Lille, sont au nombre de quatre ; ils sont disposés par paires en deux étages.

Les deux lits du premier contact, immédiatement contigus au bassin collecteur, ont chacun 192 mètres carrés de surface, 80 centimètres de profondeur, et une capacité volumélrique de 152 mètres cubes. Us sont constitués par deux bassins rectangulaires à murs en pisé de scories (200 kilogrammes de chaux hydraulique par mètre cube de scories) sur un mètre de hauteur à partir du fond. La sole en béton de scories, est légèrement inclinée avec une pente de 2 centimètres par mètre dans le sens d écoulement de Teau. Elle porte un drainage en tuyaux de poterie non rejointoyés et rangés en forme d'arête de poisson (fig. 125, p. 438-439). Chaque bassin est rempli de scories ou mâchefer criblé à trois dimensions : la couche immédiatement en contact avec le drainage est formée sur 30 centimètres d'épaisseur de morceaux triés de 5 à 10 centimètres de diamètre. Au-dessus, sur 25 centimètres d'épaisseur, les fragments ont de2 à 5 centimètres de diamèti^e et, à la surface, sur 25 centimètres d'épaisseur également, on a étalé une couche de grains fins de 5 millimètres à 2 centimètres de diamètre, bien débarrassés de poussières.

Le volume ainsi occupé par les scories dans chaque bassin est d'environ les deux tiere de la capacité volumétrique, soit exactement 153 mètres cubes. Leur capacité utile pour l'eau n'est donc plus que de 69 mètres cubes, en admettant qu'on les submerge entièrement. La surface de chaque lit est sillonnée de rigoles rayonnantes à partir du point de déversement de l'eau et creusée directement dans les scories sur environ 10 centimètres de profondeur (fig. 126, p. 434-435).

L'eau provenant du bassin collecteur est admise à la surface du lit lorsqu'on ouvre la vanne d'entrée correspondante. En avant de celle-ci, un déversoir en éventail, portant un reboid de trous plus étroits au milieu que

sur les côlés, assure la répartition aussi égale et rapide que possible de Feau dans les rigoles sur toute leur longueur.

Les dimensions de la vanne et le nombre des rigoles sont calculés de manière à permettre le remplissage du lit en une heure au plus. A chaque remplissage, chaque lit reçoit environ 67 mètres cubes d'eau sortant de Tune ou l'autre fosse septique et préalablement emmagasinés dans le bassin collecteur.

Les deux lits de second contact sont exactement construits et disposés comme les précédents, en avant et en contre-bas, de telle manière que l'eau puisse être évacuée par une vanne des premiers sur les seconds,

Faute d'une dénivellation suffisante, M. Calmette a dû donner à ces lits de deuxième contact un peu moins de profondeur (70 centimètres) et un peu plus de surface (224 mèlres carrés) ; leur capacité volu métrique est de 15G mètres cubes.

Leur évacuation est assurée par une vanne de sortie qui permet la vidange totale de chaque lit en une heure. L'eau épurée s'écoule dans un canal tapissé de carreaux de céramique et se déverse dans la Deule, après avoir alimenté un bassin dans lequel on élève des poissons (cyprins dorés) et diverses plantes aquatiques.

Ces dispositifs ont permis à M. Calmette d'effectuer ses expériences en variant à son gré les durées de contact de Tcau à épurer sur chaque lit bactérien. Les vannes d'entrée et de sortie se manœuvrent à la main.

M. Calmette a pu faire ainsi successivement 1, 2, 3 et 4 contacts par vingt-quatre heures, c'est-à-dire que chaque lit était alternativement rempli, puis vidé, aéré dans toute sa masse et rempli de nouveau de une à quatre fois par jour, l'eau restant pendant des laps de temps variables en contact avec les scories et avec les microbes auxquels les anfractuosités de celles-ci servent le support. (Calmette.)

DiÉNEHT. — Hydrologie agricolo. 25

Fig. 125. — Vue générale des lits bactériens de premier et de second con

cl à la station expérimentale de la Madeleine (d'après Calmelte). (Voy. p. 432.)

Lits bactériens à percolation. — A cause de son intermittence le procédé des lits de contacta été presque abandonné et remplacé par le procédé des lits bactériens par percolation (1). Grâce à cet appareil, l'eau se répand sur les scories en quelques minutes, s'y infiltre, et permet à Toxygène de l'air de venir immédiatement après au contact de la substance poreuse. La matière organique so brûle très rapidement et on obtient à la base de ces

Vig. 12C. — Tourniquet hydraulique.

lits à percolation, au bout d'une heure ou deux, une eau suffisamment épurée pour être envoyée à la rivière, quoique un peu louche.

Parmi les systèmes de répartition de l'eau à la surface des lits bactériens à percolation, nous mentionnerons les systèmes pulvérisateurs.

(i) Certains procédés emploient le tourniquet hydraulique (fig. 120) pour répartir les eaux dégoût à la surface des lits aérobies. Leur fonctionnement n'est pas régulier.

Le principe de ces systèmes consiste à placer sur toute la surface d'un seul lit bactérien de 2 à 3 mètres d'épaisseur, une série de tuyaux métalliques percés de distance en distance (tous les 1 m. 50 environ) d'un orifice sur lequel est adapté un ajutage pulvérisateur spécial.

L'eau d'égout sortant des fosses septiques est amenée à chaque tuyau par une nourrice (conduite à large section) dont le diamètre intérieur est calculé de manière que toutes les canalisations secondaires, perpendiculairement branchées sur elle, reçoivent une égale quantité de liquide. Toute la surface du lit bactérien se trouve ainsi couverte d'un réseau de hecs pulvérisateurs (fig. 128, p. 440) qui projettent l'eau d'égout sous une pression suffisante pour obliger celle-ci à retomber en pluie fine sur les scories.

Un autre dispositif de lits bactériens à percolations est celui des gouttières à renversement automatique. M. Calmette a fait installer à la station expérimentale de la Madeleine-lez-Lille le distributeur rotatif de Piddian qu'on peut voir fonctionner en Angleterre, à Walsall, à Birmingham, à Liverpool. Nous en empruntons la desci'iption et la figure à M. Calmette (fig. 129 et 130, p. 441 et 442). Il se compose d'une roue cylindrique de 23 à 38 centimètres de diamètre, dont toute la surface porte une série d'augets. Le remplissage successif de ceux-ci détermine un mouvement circulaire d'autant plus rapide que l'eau à épurer arrive en plus grande quantité.

L'alimentation des augets s'efl'eclue par des déversoirs formant vases communicants avec un réservoir axial. Les augets se vident successivement à la surface des scories au fur et à mesure que la rotation de l'appareil s'effectue.

L'ensemble du lit bactérien, portant son distributeur rotatif sur rail, a seulement 2 m. 20 de hauteur environ pour une épaisseur de 1 m. 75 de scories. Il ne doit recevoir que des eaux préalablement débarrassées des

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Fig. 127. — Construction des lits bactériens de la station expérimenta

de la Madeleine. Disposition du drainage au fond d'un lit. (Voy.'p. 432.)

malit'res en suspension, par un séjour convenable en fosse seplique. L«s eiïets d'épuration sont aussi parfaits qu'on peut le désirer : le coefficient varie de 80 à 92 p. 100, avec un débit moyen de 1200 litres par mètre carré de

Fig. 128. — Becs pulvérisateurs des lits l>aitériens].ù Chesterfield (Galmclle) •

surface et par jour dans les expériences de M. Calmetle, à la Madeleine-lez- Lille. L'eau épurée se montre toujours absolument claire et imputrescible, et cependant l'appareil marche sans discontinuité jour et nuit depuis trois mois.

La nitrilication s'est établie rapidement et d'une manière active dans le lit alimenté par le distributeur Fiddian. Au point de vue bactériologique, M. Càlniette a

constaté que le nombre des microbes est plus faible que dans l'effluent des lits de contact: 1 400 000 germes cultivables en gélatine peptonée, comptés le 5« jour et 400 000 germes liquéfiants;

M. (^aimette pense que si les distributeurs de ce getire peuvent rendre des services dans les installations urbaines de peu d'importance et surtout dans les casernes,

collèges ou châteaux, les grandes villes auront avantage à éviter les appareils mécaniques susceptibles d'exiger des réparations fréquentes ou nécessitant des arrêts de fonctionnement.

Le dernier appareil automatique que ce savant emploie

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pour envoyer par intermittence les eaux sortant de la

fosse seplique, se compose d'une cuve de 100 litres environ, munie d'un dispositif qui s'amorce et se désamorce à la façon des siphons de chasse des appareils d'évacuation. La figure (131) représente une installation de M. Calmette à Lille. En 1, 2, 3, 4, 5, 6, sont les cuves des appareils de chasse. On aperçoit les rigoles creusées à la surface des lits de scories qui reçoivent par intermittence les eaux sortant des cuves 1, 2, 3, 4, 5, 6, venant de la fosse septique. Pour certains lits bactériens, les rigoles sont remplacées par des lignes de briques creuses.

Un drainage en tuiles faîtières permet la récolte des eaux épurées à la base des lits bactériens.

M. Calmette donne la préférence à la méthode par percolation qui, à l'avantage d'être plus économique, joint celui de donner de meilleurs résultats.

Toutes les fois qu'il s'agira d'épurer des eaux riches en matières azotées, il faudra d'abord les traiter dans la fosse septique et ensuite sur les lits bactériens.

Mais les eaux résiduaires des féculeries, des distilleries deviendraient acides dans la fosse septique parce que leurs matières hydro-carbonées, comme M. RoUants l'a démontré, se transforment en acides lactique, buty-. rique, etc.

On commence par les laisser déposer quelques heures seulement dans une fosse où elles abandonneront leurs matières en suspension, lesquelles colmateraient la surface des lits aérobies et en interroinperaient le fonctionnement. L'eau décantée est envoyée directement sur les lits aérobies, et les résultats obtenus montrent qu'on obtient une épuration des plus satisfaisante. Untraitement préalable par la chaux est souvent nécessaire en sucrerie, distillerie, etc.

La grande supériorité du procédé biologique sur l'épuration chimique est son prix de revient beaucoup plus bas, en même temps qu'il diminue considérablement la proportion des boues. Mais il est évident que toutes

les fois qu'on le pourra il sera préférable de pratiquer l'irrigation. Dans certains procédés récents c'est le sol qui est employé comme lit bactérien. L'irrigation s'y pratique par intermittence et on arrive, paraît-il, par cette méthode à de meilleurs résultats qu'avec les lits de coke. La tendance actuelle est d'irriguer les champs au moyen des eaux sortant des lits bactériens.

TABLE DES MATIÈRES

Introduction par M. le D' P. Rkynard.

Pri^ace .'