RÉSERVOIRS

SoMMAinE :

§ Considérations générales. — 247. Rôle des réservoirs. — 218. Niveau. — 249. Emplacement. — 250. Capacité. — 251. Forme générale. — 252. Épaisseur do la tranche d'eau. — 253. Dispositions diverses.

§ 2. Réservoirs en déifiai. — 254. Conditions d'établissement. — 255. Réservoirs en tranchée. — 2jG. Réservoirs en souterrain.

§ 3. Réservoirs en élévation. — 257. Réservoirs partiellemonl en déblai. — 258. Réservoirs entièrement en élévation. — 259. Tours d'eau.

§ 4. Mode de construction des réservoirs. — 2o0. Radier. — 2ol. Murs d'encoinle. — 262. Moyens employés pour obtenir l'élanchéité. — 263. Cuves en lole. — 26'i. Cuves en fonte.

§ 5. Couverture des réservoirs. — 265. Divers modes de couverture. — 2oG. Voûte? eu berceau. — 267. Voûtes d'arêtes. — 268. Échappement de l'air. Ecoulement des eaux pluviales.

§ 6. Appareils accessoires. — 239. Fonctionnement des réservoirs. — 270. Arrivée de l'eau. — ,271. Répartition do l'eau entre plusieurs compartiments. — 272. Départ de l'eau. — 273. Trop-plein. — 274. Vidange. — 275. Indicateurs de niveau.

247. Rôle des réservoirs. — L'eau amenée par une dérivation ou élevée par des machines pour l'alimentation d'une ville est presque toujours reçue dans un ou plusieurs réservoirs, qui dominent le réseau de la distribution.

Ces ouvrages ne sont pas destinés, comme les vastes réserves dont nous avons parlé dans un précédent chapitre, à contenir un approvisionnement d'eau capable de parer aux besoins du service pendant une période de plusieurs semaines ou de plusieurs mois. Ils ne doivent pas être confondus non plus avec les bassins de compensation, qui emmagasinent l'eau dans la saison humide, pour la restituer à l'époque des sécheresses, et encore moins avec les bassins de dépôt, où l'eau séjourne afin de se clarifier par l'effet du repos. Leur véritable rôle est celui de régulateurs

de la distribution : ils ont pour objet essentiel de maintenir dans les conduites la pression jugée utile pour assurer convenablement le service, et de compenser les variations diurnes de la consommation, en recevant à certaines heures la fi-action du volume fourni par l'alimentation, qui n'est pas absorbée par la distribution en ville, et la restituant ensuite quand ce volume devient au contraire momentanément insuffisant.

Pour remplir utilement ce double office, les réservoirs doivent être en état de contenir une quantité d'eau notable, ce qui leur permet de rendre accessoirement de précieiix services quand l'arrivée de l'eau est interrompue par un accident quelconque. A ce dernier point de vue, ils sont particulièrement indispensables , et ils doivent recevoir, par suite, une capacité plus grande, dans les villes qui sont alimentées par une dérivation unique ; les ruptures, auxquelles une dérivation est toujours exposée, ont alors pour conséquence un arrêt complet de l'alimentation, et, pendant le temps de la réparation à effectuer en quelque endroit parfois assez éloigné et dans des conditions plus ou moins difficiles, on ne dispose que de l'approvisionnement d'eau contenu dans les réservoirs pour répondre à tous les besoins de la distribution. Ils reçoivent sans inconvénient des dimensions moindres dans les villes alimentées par une usine élévatoire pourvue de rechanges, ou dont la distribution est desservie à la fois par plusiem'S systèmes d'alimentation distincts, parce que les accidents, qui peuvent s'y produire, n'y ont pas pour conséquence une interruption complète de l'arrivée de feau.

248. Niveau. — Le niveau de l'eau dans le réservoir détermine la pression en tous les points du réseau de conduites correspondant : il doit, être tel que, malgré les pertes dues au frottement contre les parois des tuyaux, l'eau conserve jusqu'aux orifices de puisage une chavge suffisante pour répondre aux besoins du service, ou en d'autres termes que le niveau piézométrique passe assez haut au-dessus du sol. Pour vm service de rezde-chaussée on peut se contenter à la rigueur d'une charge de 4 à 5 mètres seulement ; mais il faut 8 à 10 mètres pour assurer le service du premier étage, 24 à 25 mètres pour les maisons de grande hauteur, plus encore si l'on veut se servir de l'eau par jet direct pour l'extinction des incendies, l'utiliser comme force motrice, etc.

Il est évident que plus le réservoir est proche des points à desservir, et plus les conduites jde distrilDution sont grosses pour un débit donné, moins il y a de perte de charge par l'effet de l'écoulement. On conçoit donc qu'il y ait quelquefois à mettre en balance les avantages ou les inconvénients resioectifs de deux solutions, dont l'une comporterait un réservoir plus élevé avec des conduites de moindre diamètre, et l'autre des conduites plus fortes avec un réservoir placé un peu moins haut. De même on est assez souvent conduit à établir deux ou plusieurs réservoirs en divers points d'un même réseau de distribution, afin de diminuer les distances que l'eau devra franchir, et d'obtenir une régularisation plus

27li CHAPITRE XI. - RÉSERVOIRS

complète des pressions : cette disposition est à recommander particulièrement dans le cas où la charge totale n'est pas considéraljle, et où l'on se trouve dans l'obligation de la ménager le plus possible en diminuant les pertes par frottement dans les tuyaux.

249. Emplacement. — La position ordinaire et normale d'un réservoiiest en tête du réseau qu'il dessert, au point où aboutit la conduite d'alimentation, et d'où partent les conduites maîtresses formant le tronc commun de la canalisation générale de distribution. Lorsqu'il est ainsi placé, un réservoir se prête également bien au jaugeage de l'eau fournie et à celui de l'eau dépensée, l'écoulement de l'eau se fait toujours dans ]c môme sens, les manœuvres sont simples et se compi-ennent aisément.

Quand on veut avoir un second réservoir sur le même réseau de conduites en vue d'y améliorer les pressions, il convient de l'établir à l'ex-

FiG. 205. — Uosorvoirs de Dijon.

trémité opposée , en bout de la canalisation : l'eau sortant du premier réservoir va s'y emmagasiner alors en partie, après avoir traversé tout le réseau, aux heures où la consommation est faible, et, quand le service est plus actif, elle en sort suivant une direction inverse, de telle sorte que, dans la partie médiane de la distribution, l'eau afflue par les deux

côtés à la fois. Les circonstances topographiques se prêtent assez souvent à une combinaison de ce genre, notamment dans les villes assises au bord d'un coui\s d'eau, au fond d'une vallée, et dominées de part et d'autre ]}av des coteaux plus ou moins élevés ; elle a été appliquée par

Darcy à Dijon, où l'aqueduc du Rosoiv vient se terminer dans le i-éservoir de la Porte-Guillaume, qu'une conduite de distribution traversant toute la ville relie à celui de Montmusard (fig. 205). On en trouve à Paris une api^lication intéressante sur une plus grande échelle : l'eau du canal de l'Oux-cq, qui est reçue d'abord au bassin de La Villette, est répartie le long des coteaux de la rive droite de la Seine par l'aqueduc de ceinture, qui la conduit jusqu'au réservoir Monceau; et des conduites de distribution, se détachant de l'aqueduc de ceinture et traversant tout le réseau des conduites secondaires, vont aboutir de l'autre côté de la Seine, à trois réservoirs d'extrémité, Saint- Victor, Racine et Vaugirard, placés à un niveau un peu inférieur, qui s'approvisionnent la nuit et sou-' tiennent efficacement le service durant le jour (fig. 206).

Il arrive souvent que, dans un but d'économie ou par quelque autre motif, on supprime le réservoir de tête pour conserver celui d'extrémité: la conduite d'amenée de l'eau sert alors elle-même à la distribution avant d'arriver au réservoir ; elle fait suivant le terme consacré le service en route. Cette disposition a une partie des avantages que pi'ésente l'emploi de deux réservoirs placés en tête et en bout du réseau, mais elle ne procure pas autant de sécurité, ne se prête pas aux jaugeages et empêche de suivre aussi bien les variations qui se produisent dans le service : elle est d'ailleurs à recommander plutôt dans le cas d'une dérivation que dans celui d'une alimentation par machines, parce que, la marche des pompes n'étant pas continue, il arrive fréquemment que l'eau n'afflue pas des deux côtés dans la distribution, ce qui est plus rare avec un aqueduc où l'écoulement doit être constant.

250. Capacité. — Pour remplir le rôle de régulateurs de la distribution, il suffit que les réservoirs soient à même de recevoir à chaque instant du jour la fraction de la quantité d'eau amenée ou élevée que n'absorbe point le service ; il n'est donc nécessaire de leur donner qu'une capacité notablement inférieure au volume d'eau représentant la consommation d'une journée.

Dans le cas d'une dérivation, cette capacité doit atteindre au moins la moitié du volume amené par 24 heures, parce que, l'arrivée de l'eau étant constante, il faut pouvoir l'emmagasiner durant la nuit tout entière. Elle peut être extrêmement réduite, presque nulle même, avec un service d'eau alimenté au moyen de machines, si l'on s'astreint à faire varier le volume d'eau élevé par les pompes suivant les besoins de la distribution ; c'est ainsi que dans les pays plats, comme la Hollande, on sait se contenter de simples bâches de très faible volume placées au sommet de véritables tours ; mais, on le conçoit, l'attention soutenue et les soins incessants, qu'exige, dans de pareilles conditions, la conduite du service, constituent la plus onéreuse des sujétions, et, toutes les fois que la disposition des lieux s'y prête, il est bien préférable d'avoir des bassins de capacité suffisante pour admettre, pendant le jour tout au moins, la

marche continue des macliincs d'alimentation à une allure constammont la môme.

Dans la plupart des cas, on dépasse la proportion strictement indispensable pour assurer la régularisation du service, afin de se créer une réserve destinée à parer aux accidents qu'il faut toujours prévoir et qui peuvent entraver momentanément l'arrivée de l'eau. Mais ce siu-croît de sécurité coûte généralement cher, et la considération de la dépense oblige d'ordinaire à se tenir dans des limites fort restreintes. Au i*este il convient d'observer qu'une longue stagnation de l'eau n'est pas chose désirable, et qu'il ne faut pas s'y exposer on donnant aux réservoirs de trop grandes dimensions. La règle la i)lus habituellement suivie consiste à prendre pour la capacité des réservoirs un cube égal ou un peu supérieur au volume d'eau maximum à distribuer dans une journée.

Cette règle est excellente toutes les fois qu'il s'agit d'une alimentation par machines ou mixte, où l'on dispose de rechanges et où les interruptions ne peuvent être que partielles ou de courte durée. Il est à propos d'aller un peu au delà quand le service dépend d'une dérivation unique de grande longueur : c'est ainsi qu'on a donné aux bassins supiM-ieurs de Ménilmontant à Paris, où aboutit l'aqueduc de la Dhuis, une capacité suffisante pour contenir deux fois et demi le volume que fournirait par jour l'aqueduc coulant à plein débit, tandis que l'ensemble des réservoirs dont dispose le service des eaux à Paris ne constitue qu'un approvisionnement un peu supérieur à la consommation d'une journée.

251. Forme générale. — L'enceinte des ré.servoirs est dans la généralité des cas la partie la plus coûteuse de ces ouvrages ; pour Umiter la dépense de construction, on doit s'attacher en conséquence à en réduire le développement, et rechercher le moyen d'obtenir la plus grande capacité possible ou, ce qui revient au même, la plus grande superficie avec le moindre périmètre.

A ce point de vue, le cercle est la ligure qui présente le plus d'avantages. Aussi y a-t-on souvent recours ; le réservoir de la Porte-Guillaume à Dijon, est construit sur plan circulaire avec un diamètre de 24 mètres, celui des Buttes-Chaumont, à Paris, présente une section horizontale formée par un demi-cercle. En Angleterre surtout on rencontre très souvent la forme circulaire : on peut citer les réservoirs de GreeuAvich, de Canterbury, d'Aberdeen, etc.

Mais cette forme entraîne assez souvent des sujétions qui en compensent et au delà les avantages ; si elle convient parfaitement pour les réservoirs dont l'enceinte est formée par une digue en terre ou pour les cuves métalliques, on y renonce fréquemment quand on emploie la maçonnerie pour se rapprocher de préférence de la forme carrée ou rectangulaire. Parmi les surfaces à quatre côtés et à angles droits, c'est le ! carré qui présente le moindre périmètre pour une aire donnée ; il doit donc être choisi en premier lieu à défaut du cercle. Quand le réservoir

est divisé en deux compartiments on est conduit à écarter le carré à son tour, pour adopter le rectangle.

Au reste la question ne se pi-ésente sous un aspect aussi simple que si le terrain dont on dispose se prête à toutes les combinaisons, et si l'enceinte est de beaucoup la partie la plus importante de la dépense. Quand l'ouvrage est en déblai dans un sol résistant et qu'on peut réduire l'épaisseur des parois, quand il est en élévation à grande hauteur et qu'il faut en soutenir le radier par des substructions, quand il doit être couvert, d'autres considérations interviennent et peuvent conduire à des conclusions différentes. Puis les circonstances topographiques, les difficultés d'acquisition de teiTains, les convenances architecturales influent aussi sur le choix et peuvent faire donner aux réservoirs des formes très diverses, parfois même irrégulières et sans aucun rapport avec celles qui résulteraient de tel ou tel motif théorique.

252. Epaisseur de la tranche d'eau. — La dépense de construction des réservoirs varie beaucoup avec l'épaisseur de la tranche d'eau qu'ils doivent contenir. Plus cette épaisseur est grande, plus la surface est réduite pour une capacité donnée, mais aussi plus l'enceinte doit être résistante ; et, si l'on veut obtenir la solution la plus économique, il faut évidemment dans chaque cas procéder par voie de tâtonnements.

Mais la considération de la dépense n'est pas la seule dont on ait à tenir compte. Il faut observer que, pour réduire les variations correspondantes de pression dans le réseau des conduites, on doit éviter de trop grandes dénivellations dans le réservoir, et qu'à ce point de vue, il y aurait avantage à diminuer la hauteur de la couche d'eau emmaganisée et par suite à en augmenter la surface. D'autre part une hauteur d'eau trop faible n'est pas sans inconvénients, car elle expose davantage aux variations de température et aux diverses causes d'altération ; et, comme il est toujours nécessaire de prendre l'eau à distribuer assez loin de la surface pour ne pas entraîner les poussières, et un peu au-dessus du fond pour ne pas agiter la vase, il en résulte en outre une réduction assez sensible de la fraction utilisable du volume total.

En pratique, l'épaisseur de la tranche d'eau dans les réservoirs est le plus ordinairement comprise entre 2 et 5 mètres.

253. Dispositions diverses. — Les réservoirs sont presque toujours divisés en deux compartiments, dont l'un reste en service pendant que l'autre est mis en nettoyage ou en réparation : c'est une excellente me sure à laquelle il est bon de se conformer. Mais il est inutile de pousser la division plus loin, à moins qu'on n'ait à desservir plusieurs réseaux distincts ou à distribuer des eaux de natures différentes ; ce serait compliquer les dispositions de l'ouvrage et les manoeuvres, sans aucun motif, à moins que l'on ne veuille, en obligeant l'eau à passer par plusieurs bassins successifs, s'opposer à une stagnation même partielle. Cette dernière considération est invoquée parfois en Allemagne pour justifier

la construction de murs intérieurs, que l'eau doit contourner pour sn rendre de l'orifice d'arrivée à celui de départ ; on trouve ces sortes d.chicanes aux réservoirs de Schmelz et de Rosenhûgel à Vienne.

Les matériaux employés pour la construction des réservoirs doivent être de nature telle qu'il ne puisse résulter de leur contact avec l'eau une altération quelconque de ses qualités ; si l'on est contraint exceptionnellement d'utiliser des matériaux qui donnent des craintes à cet égard, on doit avoir soin de les protéger par un revêtement ; on empêchera, par exemple, les terres argileuses de se délayer en les recouvrant d'un pcrr<' ou d'un bétonnage, on pi-otégera la tôle contre la rouille par une peinture ou un enduit.

Une couverture est toujours utile, elle garantit l'eau contre la projection de corps étrangers, contre la chute des poussières de l'air ; en la mettant à l'abri de la lumière, elle s'oppose au développement de la vie végétale et de la vie animale ; si elle a une épaisseur suffisante elle la défend en outre contre les variations de température. On ne peut dire évidemment qu'une couverture soit indispensable quand l'eau séjourne peu de temps dans les bassins, quand elle y arrive déjà à une température voisine de celle de l'air et variable avec elle, lorsque, surtout, elle n'est pas destinée aux usages domestiques ; mais elle offre de .précieux avantages au contraire s'il s'agit d'empêcher l'altération d'une eau à température constante, destinée à la boisson, et qui, exposée un peu longtemps à l'air sous un climat chaud ou tempéré, risquerait fort d'y perdre la plupart de ses qualités.

254. Conditions d'établissement. — La meilleure situation qu'on puisse rencontrer pour un réservoir est celle où ils se trouve entièrement en déblai, soit dans une dépression naturelle, soit dans une fouille ouverte pour le recevoir. La dépense à faire pour l'établissement de l'enceinte se trouve ainsi réduite au minimum, puisqu'on profite de la résistance propre du sol et que souvent il suffira de recouvrir les parois d'un revêtement destiné uniquement à en empêcher l'altération. On obtient d'autre part une très grande sécurité, puisqu'il n'y a pas à craindre de ruptures de l'enceinte par le renversement des parois ; tout au plus y a-t-il quelques précautions à prendre contre les infiltrations possibles, qui dans tous les cas ne sauraient avoir pour conséquence une inondation ou une catastrophe quelconque.

Mais, pour établir un réservoir en déblai, il faut trouver réunies plu-

sieurs conditions favorables qui font souvent défaut : un terrain disponible au niveau convenable, un sol suffisamment résistant et que le contact de l'eau ou les infiltrations ne peuvent ni délayer ni dissoudre, un déblai point trop dur ni ti'op dispendieux. L'absence de la première de ces conditions oblige souvent à établir les réservoirs au-dessus du sol, soit partie en déblai et partie en élévation, soit entièrement en élévation, ce qui sûrement n'est pas aussi avantageux et offre moins de garanties.

255. Réservoirs en tranchée. — Il est rare qu'on puisse utiliser une dépression naturelle pour l'établissement d'un réservoir de distribution, rare aussi que le terrain soit inaltérable au contact de l'eau et complètement imperméable sans être très dur ; on est donc contraint de faire une fouille et d'en revêtir les parois.

Quand le terrain est compact et résistant, les parois de la fouille peuvent être tenues presque verti-

tement du fond, le radier est très ,

' . , FiG. 207.

mmce et la maçonnerie du pourtour n'a que l'épaissem' nécessaire pour supporter la retombée de la voûte de couverture {fig. 207).

Quand le terrain, quoique compact, est trop peu consistant pour ne pas prendre un talus incliné lorsqu'on abandonne à elles-mêmes les

parois de la fouille, on peut bien encore ne donner au radier qu'une assez faible épaisseur, 0"',20 à 0'",40, par exemple, mais il faut nécessairement former l'enceinte soit au moyen d'un mur assez épais pour

cales ou sous une inclinaison très faible ; et, comme la poussée est nulle, le revêtement se réduit à la plus simple expression, à un enduit, par exemple, avec ou sans interposition d'une coucbe mince de maçonnerie ou de béton. Au réservoir d'Emmerin (distribution d'eau de Lille), établi dans ces conditions, le revê-

FiG. "208. — Réservoir Monceau

Fir. 209. — Réservoir de la Porle-Guillaume.

résister à la poussée des terres, soit en réglant les terres suivant leur talus naturel et les recouvrant d'un percé ou d'un bétonnarje. Leréservoii Monceau, à Paris, et celui de la Porte-Ouillaunic, à Dijon, sont des exemples du premier cas; celui des liuttes-Cliaumont, à Paris, en est un

Fio. 210. — Ruscrvoir (les Bulles-Cliaiimont. l'io. 211.

du second, il a été creusé dans les marnes vertes et l'on a simplement l'evêtu les talus d'une couche mince de béton. En Angleterre, on adopte parfois un prolil courbe avec maçonnerie de faible épaisseur, sorte d'intermédiaire entre le mur et le perré ; le réservoir de Port-Glasgow se rattache à ce type {fig. 211).

Enfin, lorsque le terrain est de telle nature qu'il est nécessaire de le protéger contre les infiltrations possibles, afin d'éviter des effets df tassement, de désagrégation, d'entramement, d'amollis.semcnt, de dissolution même, capables de compromettre la solidité des ouvrages et d'en préparer la destruction, il faut avoir recours à des di.spo.si tiens .spéciales : c'est en pareil cas qu'en Angleterre on interpose souvent une couche plus ou moins épaisse de terre glaise ou d'argile ; en France, on préfère ordinairement pratiquer un drainage sous le radier, afin de recueillir

FiG. 212. — Uéservoir de Villejuif.

Coupe suivant M, N, 0, P. — Plan suivant A, B.

immédiatement et de conduire au loin les eaux d'infiltration; mais ce procédé n'est applicable ({u'aux réservoirs construits au sommet ou sur

le flanc d'un coteau, car il faut assurer un écoulement facile à l'eau des drains. Lors de la construction récente du réservoir de Villejuif (1882), fondé sur un banc de gypse dur et compact mais assez soluble, les ino-énieurs de la ville de Paris ont fait l'application d'un procédé coûteux, mais qui donne une sécurité complète : au-dessus du radier et dans toute son étendue ont été pratiquées des galeries, partout accessibles, où tombent nécessairement toutes les eaux d'infiltration et qui les conduisent à un égout avec lequel elles se raccordent ; c'est encore un drainage, mais que l'on peut constamment surveiller dans toutes ses parties, et qui permet de visiter à toute époque le radier, d'en observer les fissures, d'en assurer la réparation; on y trouve en même temps le moyen de disposer commodément la tuyauterie d'arrivée et de départ de l'eau.

256. Réservoirs en souterrain. — Quelquefois, au lieu d'établir les réservoirs à fleur de sol ou dans une tranchée à ciel ouvert, on se trouve amené à les construire à grande profondeur en ouvrant dans les couches du sous-sol des fouilles en souterrain. Cette méthode est excellente quand le terrain s'y prête : on obtient, en effet, par là, une couverture naturelle de gr^mde épaisseur, et, par suite, une parfaite égalité de température et une sécurité absolue.

Tout récemment, des réservoirs souterrains ont été construits pour

FiG. 213 — UOsci'voir de Naplcs.

la ville de Naples dans des conditions particulièrement favorables : il a suffi de creuser à cet effet de vastes galeries dans le tuf résistant, mais tendre, qui constitue les collines avoisinant la ville, et un simple enduit