ÉTUDE DES RESSOURCES D'UNE RÉGION

97. Considérations générales. — Lorsqu'on entreprend l'étude d'une l'.i.stribution d'eau pour l'alimentation d'une ville, il .s'agit le plu,s souvent (le remplacer par un système général et unique les anciens modes d'alimentation jugés défectueux, et qui, d'ordinaire, dus à l'initiative privée, consistent dans l'utilisation de l'eau de pluie ou de l'eau de la nappe au moyen de citernes ou de puits. Dès lors ces deux natures d'eau se

trouvent immédiatement écartées : elles conviennent du reste assez peu pour une distribution d'eau ; il est trop difficile de recueillir l'eau d(; pluie en grande quantité, et la nappe des puits est trop exposée soit à ^ des diminutions de débit par suite de puisages abondants au voisinage, soit à des altérations de qualité par l'effet de l'infiltration dans le sol des eaux chargées de détritus.

On a donc recours, en général, aux rivières, aux lacs, aux .sources ou aux nappes profondes.

Avant l'invention des machines élévatoires, on ne savait pas employer les eaux de nappes profondes non artésiennes, et l'on ne pouvait guèr*' recourir qu'aux sources ou aux eaux superficielles dont le niveau était supérieur à celui des points à desservir et qui pouvaient y être amenées par l'action de la gravité. H Depuis, le champ des recherches s'est considérablement étendu, et ■ l'on peut maintenant utiliser aussi bien les nappes profondes que les ' eaux de drainage ou de superficie, quel que soit le niveau de la prise , par rapport à celui que l'on veut atteindre.

En d'autres termes, toutes les eaux de la région qui avoisine unagglomération urbaine peuvent être indifféremment employées à son alimentation, si elles présentent les quahtés convenables : les moyens dont dispose actuellement l'art de l'ingénieur permettent en ^ effet de vaincre tous les obstacles naturels, et dans le choix à faire il n'y a plus à en tenir compte que comme d'un élément, important il est vrai, de la dépense.

Suivant les divers modes de prise ou de captage auxquels se prêtent les eaux employées pour l'alimentation des villes, elles rentrent ordinairement dans l'une des cinq catégories suivantes : Eaux superficielles (rivières, lacs, etc.) ; Eaux de source ; Eaux de drainage ; Eaux profondes ; Eaux artésiennes ou jaillissantes.

Tout naturellement on s'adresse', d'abord aux sources et aux eaux de superficie, aux eaux apparentes ; en second lieu viennent les eaux de drainarje, récoltées dans le sol aux dépens de la première nappe en des points éloignés des habitations, et qui étaient déjà connues des anciens et utilisées par eux ; et c'est seulement à défaut d'eaux dispombles de ces trois premières catégories que l'on va rechercher plus profondément dans le sol celles des deux autres.

98. Examen hydrologique et géologique du pays. — Si Ion veut procéder d'une manière rationnelle et ne faire un choix qu'à bon escient, la première étude à entreprendre en vue de l'établissement d'une distributiori d'eau consiste dans l'examen des diverses solutions possibles,

§ 1. - ÉTUDE DES. RESSOURCES D'UNE RÉGION lOO dont il convient de dresser l'état complet, l'inventaire pour ainsi dire, afin de les soumettre à une comparaison instructive.

A cet effet, on procède à une reconnaissance générale de' la distribution naturelle des eaux dans la région qui entoure immédiatement la localité considérée, de manière à bien connaître Vhxjdrologie du bassin dans lequel elle se trouve située. Dans le cas où les i-ésultats de cette reconnaissance ne sont point satisfaisants, et seulement dans ce cas, on peut être conduit à porter plus loin les investigations et à chercher mieux, au delà des limites du bassin, soit dans les bassins contigus, soit dans quelques autres plus éloignés. L'étude hydrologique n'est d'ailleurs pas complète si elle n'a porté que sur les eaux apparentes, et si l'on ne s'est pas rendu compte de la situation, de l'étendue et de l'importance (les nappes supérieures qui pourraient se prêter à des drainages et sur lesquelles les puits isolés dans la campagne fournissent d'utiles indications.

Un examen géologique est nécessaire si l'on veut en même temps apprécier la possibilité de recourir à des forages et les chances que l'on aurait d'obtenir des eaux profondes ou artésiennes. Le plus souvent on trouve des indications, à cet égard, dans des travaux antérieurs faits à d'autres points de vue dans la région, cai'tes géologiques, recherche.^ de mines, forages entrepris jDar l'industrie, carrières, etc.

Le beau livre de Belgrand, La Seine, où l'éminent ingénieur a résumé les remarquables travaux auxquels il s'est livré en vue de la discussion complète du problème de l'alimentation de Paris, est le modèle d'une étude de ce genre. Orographie, hydrologie, météorologie, géologie, régime des cours d'eau et des soui'ces, porosité du sol, influence des forêts, etc., tout s'y trouve réuni. C'est un vaste ensemble résumé en quelques chapitres sous une forme saisissante ; et, tant qu'on ne sortira pas, pour l'alimentation de la capitale, du bassin de la Seine auquel Belgrand a volontairement limité ses recherches, son livre restera la base de toutes les études qui peuvent être entreprises désormais afm d'augmenter l'approvisionnement d'eau de Paris. Il y a montré en outre l'influence des reliefs du sol sur la répartition des pluies, de la perméabilité des couches superficielles sur le nombre et le régime des cours d'eau, de la constitution géologique du sous-sol sur la composition des eaux ; il y a fait ressortir, à la suite d'une comparaison détaillée et approfondie, les avantages que présentent les eaux de source pour les usages domestiques ; il y établit enfin une classification rationnelle de ces eaux.

Les plus pures, celles des terrains arénacés, quel que soit leur âge {granit, green sand, sables de Fontainebleau), sont, en général, peu abondantes. Celles qui viennent ensuite, au contraire, fournies par les calcaires non argileux {craie blanche de la Champagne et de la Normandie, calcaire de Beauce, terrains oolithiques de la Bourgogne) sont ex-

trêmement abondantes, et, malgré l'inconvénient d'une dureté un peu plus grande, constituent la ressource la plus précieuse pour l'alimentation de Paris. Les marnes vertes, Vargile plastique, les calcaires oolithiques marneux, les terrains tertiaires entre l'argile plastique et les marnes vertes, fournissent encore quelques sources, mais notablcmeni plus riches en carbonate de chaux. Enfin, en dernière ligne, arrivent les eaux séléniteuses du lias et des terrains qui avoisinent la grande lentille de gypse du bassin parisien.

99. Hydroscopie. — Lorsque, à défaut d'eaux superficielles ou do sources apparentes, on est contraint de rechercher pour l'alimentation des eaux souterraines, il n'est point d'autre guide scientifique que l'étude géologique du sol, point d'outil qui puisse remplacer la sonde.

Mais la science de la géologie et l'art du sondeur sont tout modernes, et, dès l'antiquité, on a cherché à utiliser l'eau des nappes et des cours d'eau souterrains que l'on savait découvrir par des procédés plus on moins mystérieux. Ces procédés étaient déjà connus des Grecs, et les Romains avaient pour les chercheurs d'eau ou aquilèges les plus grands égards. Pline et Vitruve ont décrit quelques-uns des moyens employés pour la découverte des eaux souterraines : tantôt c'est l'observation fies vapeurs qui s'élèvent au-dessus des terrains à l'intérieur desquels circulent les veines liquides, tantôt la recherche des points où séjournent de préférence les moucherons ou les grenouilles, de ceux où végètent les roseaux, les joncs, le baume sauvage, bien qu'on n'y aperçoive pas d'eaux superficielles. A une époque plus rapprochée de nous, on a ou recours à la baguette divinatoire, fourche de bois de coudrier, qui devait s'incliner irrésistiblement vers la terre pour indiquer la présence do sources souterraines, renouvelant ainsi le miracle de Moïse après la traversée de la mer Rouge : Jacques Aymard fit grand bruit à Paris, on 1693, avec ce talisman.

Mémo de nos jours, Vhydroscopie — c'est ainsi que l'on nomme 1 art de découvrir les sources - est restée on honneur. L'abbé Paramello, curé de Saint-Céré, s'est fait une célébrité, il y a quelque quarante ans, en se consacrant à la recherche des eaux souterraines, et, dans un ouvrage spécial, il a exposé les principes de son art et formulé les règles qu'il en avait déduites. Partant d'un aphorisme de Sénèque : Crede infm quidquid vides supra — qui est exact sans doute dans le cas ou la surface imperméable souterraine est parallèle à celle du sol, mais no l'est plus si cette condition n'est pas remplie, c'est-à-dire dans le cas <n>néral — il admet que la nappe souterraine se forme et se déplace do fa même manière que les eaux de superficie; il calcule la profondeur a laquelle on peut espérer rencontrer l'eau d'après le niveau des puits, l'inclinaison des versants du vallon et l'examen de la pente des couches imperméables; il apprécie le débit probable en partant de ces bases: que le rapport annuel du débit des sources à la quantité de pluie est

d'environ 1/12; que les couches détritiques de 2 à 8 mètres d'épaisseur, reposant sur une couche imperméable suffisamment inclinée, produisent après une sécheresse ordinaire 4 litres par minute pour 5 hectares de superficie. Ces règles empiriques peuvent, on le conçoit, se vérifier assez souvent, mais elles laissent une large part à l'aléa : elles donnent fréquemment une probabilité, jamais une certitude.

L'abbé Paramelle a, aujourd'hui encore, des émules, des imitateurs en France, en Allemagne, etc., et plus d'un spécialiste pi"étend avoir le don naturel qui permet, en parcourant un pays, de désigner les points où passent les eaux souterraines : il y a encore des hydroscopes. Ils rendent incontestablement des services dans certains cas, en l'absence [l'étudcs géologiques et hydrologiques approfondies dans la région, et fournissent des indications utiles pour la reclierche des eaux au moyen de sondages, lorsqu'on n'en a pas de plus scientifiques.

100. Étude de l'importance des ressources. — Les ressources auxquelles on peut recourir pour l'alimentation d'une ville étant détermijices, il convient de se rendre compte des quantités d'eau qu'elles sont capables de fournir.

A ce sujet, nous nous bornerons à donner quelques considérations générales, renvoyant aux ouvrages spéciaux pour la description des procédés et des appareils de jaugeage.

Ce qu'il importe de connaître en général, remarquons-le tout d'abord, rc n'est point le débit moyen du cours d'eau, de la source, de la nappe où l'on se propose de puiser, encore moins le débit maximum, mais le (h:bit minimum, qui seul fournit la limite des ressources disponibles en loiit temps. Il y a intérêt à déterminer ce minimum aussi exactement que possible, ainsi que l'époque où il se produit, si l'on veut éviter des mécomptes ultérieurs.

Faute de pouvoir le faire directement, on raisonne parfois par analogie, et l'on cherche à déduire le résultat de quelques faits constatés non point sur la source d'alimentation même dont on s'occupe, mais sur quelque autre de nature peu différente, et qui se trouve dans la même région chmatérique. Il faut se défier de ce genre d'assimilation qui n'est pas sans danger : rien n'est plus variable, en effet, que le régime hydraulique des diverses localités, et, en concluant de l'une à l'autre, on s expose souvent à de grossières erreurs.

101. Eaux superficielles. — Les eaux courantes passent sans cesse par des périodes successives de crue et de décrue dont les lois sont elle.s-mêmes fort variables. Il peut y avoir intérêt à étudier lem- régime

en tout temps, mais c'est pendant les époques de sécheresse qu'il est le plus utile de les jauger.

A cet effet, s'il s'agit de petits cours d'eau, on établit un déversoir, de la largeur du lit autant que possible, et en mince paroi ; ou l'on se sert des ouvrages' existants, barrages mobiles, vannages des usines, etc. Pour les grands cours d'eau, oîi les mêmes moyens ne sont pas applicables, on se sert de flotteurs dont on note le passage en deux points déterminés qui doivent être aux extrémités d'une section à profil sensiblement uniforme, et l'on détermine ainsi la vitesse superficielle un peu supérieure à la vitesse moyenne (5/4 environ) ; on peut aussi chercher à obtenir directement la vitesse moyenne au moyen de flotteurs de fond; ou, si l'on veut plus de précision encoi^e, on a recours au tube de Pitot et Darcy ou au moidinet de Woltmann.

Pour qu'un cours d'eau puisse satisfaire à des besoins donnés, il faut qu'en tout temps son débit soit supérieur au volume jugé nécessaire, et réponde notamment au maximum des besoins, à quelque moment qu'il vienne à se produire, quand bien même il coïnciderait, comme il arrive souvent dans les pays à climat tempéré, avec le minimum du débit. Et cela ne suffit pas si le cours d'eau est déjà consacré à d'autres usages ({ue l'on est tenu de respecter, irrigations, moulins, etc. ; alors le seul volume d'eau disponible est celui qui est superflu pour ces usages, à moins que l'on ne parvienne, par un système de compensation, à restituer aux usagers l'eau qu'on aurait à leur enlever. C'est dans ce but que l'on crée parfois de vastes réservoirs artificiels où s'emmagasinent les eaux surabondantes en temps humide et qui sont destinés à fournir en temps sec l'appoint nécessaire pour compléter le débit requis. Ce procédé, fort usité en Angleterre, et appliqué, quoique moins fréquemment, dans tous les pays, rend des services précieux lorsque les vallées sont assez encaissées et le sol suffisamment imperméable pour se prêter à la construction de barrages-réservoirs sans dépenses exagérées ; il sert soit à fournir l'eau nécessaire à l'alimentation de manière à ne porter aucune atteinte aux droits des usagers, soit à rendre à ces derniers un volume d'eau équivalent à celui qui leur a été enlevé en vue d'une distribution d'eau. L'étabUssement de semblables ouvrages exige des études spéciales sur la quantité annuelle de pluie, le régime des eaux, la perméabihté du sol, l'importance de l'évaporation, etc.

Les lacs sont des réservoirs de compensation du môme genre, que la nature a mis à la disposition de l'homme. Lorsqu'ils ont un émissaire, on peut, en jaugeant le débit de cet émissaire, se rendre compte du volume d'eau qu'il est possible de leur emprunter. Quelquefois on observe de très grandes variations du niveau du lac et du débit de l'émissaire : c'est que la capacité du lac n'est pas suffisante pour établir uno compensation complète, et l'on peut y remédier en relevant le plan d eau artificiellement, pour augmenter le volume emmagasiné. Lorsque le lac

s g. DÉTERMINATION DES QUANTITÉS D'EAU DISPONIBLES 109

n'a point d'émissaire, il est iilus malaisé d'évaluer là quantité d'eau (ju'il peut fournir, et, pour y parvenir, on est obligé de recourir à une étude approfondie de son régime, de ses variations de niveau, de son mode d'alimentation, etc.

102. Sources. — Des jaugeages j^i'écis et des observations continues sont encore plus nécessaires pour lés sources, car si on trouve assez souvent dans un cours d'eau une quantité bien supérieure aux besoins à desservir, une source ne fournit, assez souvent, que tout juste le volume indispensable à l'alimentation d'une distribution d'eau, ou même une fraction seulement de ce volume.

Si le débit de la source considérée est peu important, on en fait un jaugeage direct, en constatant le temps nécessaire pour le remplissage d'une capacité déterminée : ce procédé primitif est le plus exact de tous. ,

Lorsque le débit est plus considérable, on établit le plus souvent un déversoir sur l'évacuateur du bassin sourcier. Mais on doit faire en sorte que le niveau naturel de la source ne soit pas modifié : on risque, en effet, si on l'élève, de diminuer le débit en augmentant la charge sur les orifices naturels des filets liquides, ou en créant des écoulements nouveaux à travers des fissures que l'eau n'atteint pas d'ordinaire; et, si on l'abaisse, il est à craindre qu'il ne résulte de cet abaissement même un accroissement momentané du débit, dû à la vidange partielle du réservoir naturel alimentaire, et qui serait suivi bientôt d'une diminution persistante.

On ne doit jamais omettre d'observer le régime d'une source pendant au moins une année entière, afin de connaître le minimum annuel de Sun débit et l'époque où il se produit, et s'il se peut pendant plusieurs . nnées consécutives et surtout pendant une période de sécheresse pour ' U déterminer le minimum absolu : plus longue est la durée des observations, plus la sécurité qu'elles procurent est grande, car il ne faut pas oublier que certaines sécheresses ne se reproduisent que tous les dix, quinze, vingt ans. Dans la iilupart.des cas, le temps manque pour faire des observations aussi prolongées'; et, afin d'y suppléer, on a recours soit aux souvenirs des habitants de la contrée, bien que les renseignements qu'ils fournissent soient d'ordinaire bien vagues et bien insuffisants, soit à des comparaisons par analogie, dont il convient de n'user d'ailleurs qu'avec une extrême réserve.

Remarquons, en passant, que les observations les plus consciencieuses ne sauraient donner une sécurité parfaite : certaines Sources autrefois utilisées ont disparu; on retrouve d'anciens aqueducs dans des; vallons aujourd'liui de.s.séchés; et si l'on ne dispose pas d'un périmètre de protection suffisant, des travaux .exécutés dans le voisinage 'l'une .source, des forages, le percement de galeries de mines, l'ouverture d'un souterrain de chemin de fer peuvent en amener la suppression

subite ou en réduire sensiblement le débit. Ce sont là sans doute des dangers exceptionnels, mais qu'il convient pourtant de signaler, fÊÉ 103. Nappes souterraines. — Pour apprécier le débit que peut four- ^ nir une nappe souterraine il n'est plus possible de recourir à un jaugeage, et l'on se trouve en présence d'une difficulté bien plus grande.

Il convient d'examiner d'abord si la nappe dont il s'agit est stagnante ou animée d'une certaine vitesse, si c'est un lac ou un cours d'eau souter- î rain. Pour cela, et à défaut de carte hydrologique, on utilise les obser vations faites sur les puits existants ou dans les forages antérieurs; ou bien on procède à une série de forages .spéciaux, et l'on trace les courbes de niveau de la nappe : ces courbes, .si elles sont assez étendues, indiquent nettement soit une réserve d'eau dans une cuvette naturelle, soit un com'ant dans le thalv^'eg d'une vallée souterraine.

Le cas d'une nappe d'eau en mouvement est toujours plus favorable, car il implique nécessairement un débit d'une certaine importance ; tandis qu'une nappe stagnante peut être de formation ancienne et ne se l'cnouveler que très lentement. On apprécie la vitesse de l'eau en mouvement dans le sol, soit au moyen de relevés comparatifs des hauteurs variables de son niveau dans deux ou dans un plus grand nombre de puits, soit par des observations sur le retard des crues de la nappe par rapport à celles de la rivière à laquelle elle correspond, soit en observant le temps au bout duquel une substance dis.soute (sel marin ou matière colorante) passe d'un puits à un autre, etc. Il reste à connaître la section d'écoulement, que l'on détermine par une série de forages suivant une ou plusieurs lignes perpendiculaires au courant.

Dans le cas d'une eau dormante, la constatation, par le moyen de forages, de l'étendue de la nappe, de son épaisseur, de ses pentes superficielles, ne donne d'indications que sur l'importance de la réserve; et, pour apprécier l'alimentation du lac souterrain, il faut recourir à l'étude du bassin, des quantités d'eau de pluie, de la proportion des infiltralions, de la perméabilité du terrain, etc.

Quelque soin que l'on apporte à des opérations de ce genre pour l'évaluation du débit d'une nappe, elles ne conduisent en général qu'à une approximation assez grossière et qui laisse une grande part à l'aléa. Aussi, lorsqu'on veut avoir un résultat plus certain, a-t-on recours le plus souvent à l'expérience directe. Dans un puits, de diamètre suffisant, on installe une pompe, dont le fonctionnement doit être bien régulier et le débit assez grand pour déterminer en peu de temps un abaissement notable du niveau de l'eau dans le puits ; on peut arrêter la pompe à un moment donné et laisser remonter l'eau en notant le temps au bout

luquel elle reprend son niveau primitif ; la nappe ayant fourni pendant :e temps une quantité d'eau égale à celle qui a été pompée, on en déduit aisément quel est son débit par seconde ou par minute. Mais il est préférable do continuer à ])omper, de laisser s'étal)lir un régime et de le

maintenir le plus longtemps possible, d'une manière continue et sans arrêt des pompes ; si le niveau moyen de l'eau dans le puits reste invariable, c'est que la nappe fournit sans peine le volume d'eau élevé par les pompes, qui se trouve être une limite inférieure du débit de la nappe dans l'unité de temps. On conçoit que plus l'expérience est prolongée, plus les indications qui en découlent sont sérieuses. Cependant il ne faudrait pas en tirer encore de conclusion absolue, et il est bon de s'assurer que l'abaissement déterminé dans le puits ne persiste pas longtemps après la cessation des épuisements, sans quoi l'on poui-rait craindre d'avoir dépassé le débit réel de la nappe et porté atteinte à la réserve séculaire; il est utile aussi de rechercher si l'époque de l'année où l'on opère doit être celle du minimum de débit de la nappe, de peur de mécompte dans le cas contraire. Dans tous les cas, il est prudent de ne jamais compter que sur un volume d'eau notablement inférieur au débit observé ou calculé, quand même il résulterait d'une expérience |)i'olongée et bien conduite.

« Il en est de l'eau souterraine, dit Dupuit, comme des richesses miné- « raies ; les sondages préliminaires en font bien reconnaître et apprécier (i jusqu'à un certain point l'importance, mais l'exploitation seule fournit « des données positives sur leur étendue et leur puissance. » Dans un cas comme dans l'autre, il faut bien se contenter de probabilités de succès, car il n'est guère possible de parvenir à une certitude complète.

Les prévisions sont particulièrement aléatoires lorsqu'il s'agit d'eaux artésiennes, car ni forage préliminaire, ni expérience directe n'est possible; et, s'il s'agit du premier puits à percer dans une région, on en est réduit à des considérations théoriques, à des conjectures plus ou moins plausibles d'après la connaissance que l'on peut avoir des circonstances géologiques et de la constitution du sous-sol. Lorsqu'il existe déjà des puits artésiens au voisinage du point considéré, on cherche à tirer de l'observation des débits de ces puits des indications au sujet du débit probable que fournira un nouveau forage, en faisant application de la loi donnée par Darcy et Dupuit, et qui consiste en une assimilation complète du mouvement des eaux artésiennes à celui d'un liquide dans une conduite forcée, aussi bien quand ces eaux constituent un courant dans des canaux souterrains^ que si elles forment une nappe continue dans une couche arénacée. Une nappe inférieure débiitera, généralement, plus qu'une autre nappe qui lui est superposée, en raison de la charge j^lus grande déterminant^l'écoulement ; mais on observe parfois le contraire, et le résultat diffère naturellement suivant la facilité avec laquelle l'eau •se meut dans le terrain où elle est emprisonnée. Il convient, en outre, de tenir compte de l'influence qu'exercent les puits voisins les uns sur autres, car le débit total n'est sans doute pas indéfini, et d'ailleurs, le serait-il, que si l'on coupait la colonne jaillissante de l'un des puits, à un niveau inférieur à celui des autres, on augmenterait son dél)it, mais, en

même temps on déterminerait, presque à coup sûr, une diminution du débit des puits voisins. Puis, une foule de causes accessoires peuvent encore intervenir et modifier le résultat : tantôt, par exemple, il se forme, û'râce à l'entraînement des sables par les eaux jaillissantes, une cavité, une poche, à la base du puits, qui facilite l'écoulement et amène un(augmentation du débit; tantôt, la paroi du puits n'étant pas étanche, une partie des eaux s'échappe par des fissures dans les terrains perméables traversés avant de parvenir au niveau du sol, et le débit observé se trouve, par suite, inférieur au volume réellement fourni par la napjic artésienne. D'autre part, il importe peu que les observations soient faites à telle ou telle époque de l'année, car le débit des eaux artésiennes est indépendant des saisons : on conçoit, en effet, que les variations du niveau du réservoir souterrain soient relativement faibles, et la charge, par suite, très sensiblement constante.

a. Examen préliminaire.

104. Caractères physiques. — Quand on se trouve en présence d'une eau destinée à l'alimentation, on est tout naturellement porté à la juger d'abord par son aspect, par ses caractères apparents, et ce qui frappe immédiatement c'est sa plus ou moins grande transparence et sa couleur. Puis, lorsque la vue a prononcé, les sens du toucher, de l'odorat et du n-oût' interviennent et l'on examine la température, Vodeur et la saveur de l'eau. Enfin, si cette eau s'étale à la superficie du sol et y forme un bassin de quelque étendue, on remarque immédiatement les végétaux qui s'y développent, les animaux aquatiques qui y vivent; et, sans pousser loin les investigations botaniques ou zoologiques, on est plus ou moins favorablement impressionné, suivant qu'on trouve des plantes via-oureuses, au feuillage d'un vert franc, comme le cresson de fontaine, les épis d'eau, la véronique, etc., des poissons ou des crustacés aux mouvements rapides, à la chair délicate, comme la truite, Vécrevisse, ou (lue la végétation se rapproche de ceUe des marais, roseaux, cigue, joncs, nénuphars, carex,etc., et que les poissons sont remplacés par des grenouilles et autres animaux d'ordre inférieur.

L'eau transparente comme le cristal sous une faible épaisseur, et d un beau bleu d'azur sous une épaisseur plus grande, est d'un aspect séduisant et invite à la boisson ; l'eau trouble et d'un gris verdâtre est repoussante au contraire. Certaines eaux paraissent claires, mais ne tardent pas à se troubler, si on les conserve, en prenant une teinte blanche ou verd'itre • ce sont des eaux chargées de matières organiques où se développent rapidement des animalcules ou des végétations microscopiques.

D'autres, troubles au moment du puisage, se clai-ifient par le repos : (:'est le cas de celles qui contiennent des matières minérales en suspension. Pour juger de la limpidité d'une eau, par comparaison avec une eau connue, on place des échantillons des deux eaux dans des vases identiques et disposés de manière que des tranches d'égale hauteur se détachent sur un fond blanc. Un autre procédé, fort ingénieux, consiste à faire passer un faisceau lumineux à travers les échantillons d'eau placés dans des ballons de verre noirci ; on y voit alors apparaître toutes les particules en suspension sur le trajet du faisceau lumineux, comme un rayon de soleil fait miroiter les poussières de l'air dans une chambre obscure.

La température de l'eau fournit presque toujours de précieuses indications. Souvent elle permet de conjecturer son origine; en effet, loi'sque cette température est très variable et s'écarte peu de celle de l'air ambiant, on peut affirmer, presque à coup sûr, que l'eau examinée provient surtout d'écoulements superficiels ; si elle est constante ou se maintient dans d'étroites limites, il s'agit au contraire d'une eau puisée dans les profondeurs du sol; si elle est très élevée et dépasse notablement la température moyenne de la localité, l'eau est fournie, sans nul doute, par une nappe profonde, et le degré de chaleur permet d'en déterminer assez exactement la situation par rapport au niveau du sol ; si elle diffère peu de la température moyenne, l'eau doit être empruntée à une nappe située à une faible profondeur. Pai-fois, la considération de la température seule permet d'apprécier la proportion de deux eaux de nature différente dans un mélange, et de jauger l'apport de l'une d'elles, connaissant le débit de l'autre ou le débit total. Un thei-momèti^e ordinaire à mercure, suffisamment sensible, et gradué en dixièmes de degré, suffit dans la plupart des cas ; et c'est seulement lorsqu'il s'agit d'eaux profondes, et que les indications du thermomètre pourraient être altérées pendant le trajet, que l'on a recours à des instruments spéciaux.

L'odorat décèle la présence de très faibles quantités d'acide sulfhydrique, surtout si l'on a soin d'agiter l'eau en petite quantité dans un flacon à demi rempH. Il arrive souvent que la présence de l'acide sulfhydrique masque certaines odeurs qui apparaissent après l'addition d'une faible quantité de sulfate de cuivre. D'autres ne se dégagent que lorsque l'eau est tiède, à la température de 40°, par exemple. Toute odeur est une indication fâcheuse qui révèle la présence certaine d'impuretés et doit à elle seule faire rejeter une eau proposée pour l'alimentation.

Le goût ne décèle que la présence d'une assez forte proportion de sels. D'une sensibilité très différente suivant les individus, il peut être, en outre, singulièrement aiguisé par l'exercice. Aussi les limites données par certains auteurs n'ont-elles qu'une valeur relative : telle personne trouve une eau salée lorsqu'elle contient 1 gramme de chlorure de sodium par litre, telle autre ne sent rien ou croit reconnaître un goût de bois ou

114 CHAPITRE VI. - REGHEHCHE, EXAMEN EJ CHOrX

une saveur métallique. 0»'',05 de sulfate de chaux, d'alun, de chlorure d<calcium, de nitrate de chaux, Oe',05 de sulfate de fer, par litre d'eau, échappent absolument au goût. Au contraire, certaines eaux provenani de terrains tourbeux ont une saveur désagréable, bien que chimiqueinont très pures; de même, certaines eaux contenant des matières nuisil)lcs peuvent avoir un goût agréable. On ne doit jamais oulilier, d'ailleurs, que la température a une influence incontestable sur le goût, et il convient de renouveler, à. 30°, res.sai fait d'abord à la température ordinaire. Rn somme, le goût, comme l'odorat, ne fournit que des indications vagues, insuffisantes, parfois même trompeuses. Une eau qui a une saveur prononcée doit être rejetée; mais un goût agréable, pas plus que l'ab.senc<' d'odeur, ne saurait suffire pour la faire admettre.

105. Étude des circonstances locales. — L'incertitude que laisse l'examen des caractères physiques d'une eau, et que l'analyse chimique elle-même est parfois impuissante à lever, donne une importance réelle à l'étude des particularités locales, étude qui peut souvent fournir des renseignements fort utiles sur sa qualité réelle.

Il convient d'observer, notamment, d'où elle provient, quels terrains (die traverse, si elle est exposée sur son parcours à des causes d'altération, quelle peut être l'origine des impuretés qu'on y trouve ; de rechercher l'influence qu'elle peut avoir sur la santé des populations qui en font usage, et la probabilité plus ou moins grande du maintien indéfim de l'état actuel ou d'une contamination progressive par le fait du développement de la population, de la culture ou de l'industrie.

Toutes choses égales d'ailleurs, on devra toujours préférer les eaux provenant de terrains non habités, soit nus, soit recouverts d'une végétation sauvage, à celles qui seraient prises dans le voismage de quehiuc centre populeux ou au miUeu de terrains en culture ; et les eaux courantes, superficielles ou .souterraines, aux eaux stagnantes de t..ute nature. On évitera celles qui seraient puisées dans le voisinage dun cunetière, d'un marécage, de puisards et de fosses, de dépôts de fumier, du débouché d'un égout, etc., quand même l'analyse n aurait donne (lue des résultats favorables. , • r

Quelquefois l'étiologie d'une maladie peut fournir pour le choix d une eau potable une indication impérieuse, et motiver l'exclusion absolue de telle ou telle source d'alimentation jugée auparavant excellente, mais dont l'expérience aura démontré le danger. w \

Enfin, il convient de tenir compte des préférences des populations, à moins qu'elles ne soient manifestement mal placées, auquel cas ce serait un devoir de les combattre. On irait au-devant d'un insuccès certain l'on prétendait imposer dans une ville telle eau contre laquelle il y a un« répugnance instinctive, un préjugé plus ou moins plausible parmi les habirants; cette impression irraisonnée peut être, sans aucun doute le résultat d'une erreur fâcheuse; mais parfois aussi, et bien que les motits

apparents soient sans valeur, elle peut avoir une cause sérieuse qu'un événement fortuit mettra quelque jour en évidence ; ne fût-elle d'ailleurs ({u'un pur effet de l'imagination, il n'en serait pas moins prudent d'y avoir égard, car, nous l'avons déjà dit, il importe que l'eau potable ne puisse pas être soupçonnée. Ne serait-il pas déplorable de voir l'eau distribuée dans une ville par un réseau de conduites, après y avoir été amenée à grands frais, tenue en suspicion par ceux qui devraient en faire usace? Que dire si les médecins pouvaient, avec quelque apparence de raison, soit en proscrire absolument l'emploi, soit en interdire l'usage sans préparation préalable, et recommander les eaux minérales pour la boisson courante ?

b. Analyse chimique.

106. Généralités. — L'analyse complète d'une eau naturelle est une opération longue et délicate, en raison du nombre considérable de substances cbimiques différentes qui s'y trouvent ordinairement en dissolution et des très faibles proportions de ces diverses substances.

Elle comprend une série d'essais qui supposent un laboratoire bien monté, de nombreux réactifs, et ne fournit pas, en somme, de résultats on rapport avec la peine qu'elle cause, l'outillage qu'elle réclame, le temps qu'il faut y consacrer. En effet, il importe peu, en général, de savoir exactement quels corps l'eau considérée tient en dissolution, mais seulement si elle renferme des substances nuisibles ou réputées telles, et en quelles proportions; et, dès lors, on peut se borner le plus souvent à rechercher ces substances, sans attacher trop d'importance au surplus.

Aussi, tandis que précédemment on se croyait obligé de faire l'analyse complète d'une eau destinée à l'alimentation, on y a de moins en moins recours maintenant, et l'on préfère des méthodes plus rapides, qui ont pour objet de déceler et de doser les quelques substances dont il est le plus intéressant de constater la présence et de connaître les qiiantités.

Malheureusement, il y a de très grandes divergences dans la façon de procéder, soit pour les essais mêmes, soit pour l'indication des l'ésultats; et les chiffres oljtenus ne sont pas comparables entre eux dans la plu- |)art des cas. Pour en donner une idée, il suffira de faire remarquer que les mots matière organique désignent tantôt un poids de matières de nature assez indéterminée en dissolution dans l'eau, tantôt le poids ou le volmne de gaz oxygène nécessaire pour en opérer la combustion, tantôt le poids du réactif qui le fournit ; que les quantités des divers corps dont la présence est révélée par l'analyse sont données tantôt en cent-millièmes, tantôt en millionièmes ou en milligrammes par litre—ce qui revient au même lorsque la densité de l'eau s'écarte peu de l'unité — soit en grains par gallon, et que le gallon n'a pas la même valeur en Angleterre et aux États-Unis d'Amérique.

Il en résulte ([ue l'analyse donne seulement des indications relatives,

dont il est difficile de tirer parti pour une étude générale, et que les comparaisons les plus instructives, les plus utiles, se trouvent souvent rendues impossibles. C'est en vain que l'on a émis, plus d'une fois, le vœu d'arriver à une entente générale entre les chimistes des divers pays, et d'adopter un type unique et universel d'analyse des eaux ; parmi les nombreux congrès scientifiques qui se succèdent fréquemment à notre époque, celui qui réalisera ce vœu pourra compter parmi les plus utiles.

107. Prise d'échantillon. — La prise de l'échantillon à soumettre à l'analyse doit être faite avec des précautions toutes spéciales, si l'on veut éviter les causes d'erreur.

La quantité d'eau nécessaire est de 2 litres au moins ; il faut 5 et même 10 litres, si l'on veut procéder à une analyse complète.

On recueille cette quantité d'eau dans un flacon en verre, incolore de préférence, et n'ayant jamais servi, ou du moins n'ayant point contenu d'autre liquide. Si le flacon est enveloppé d'osier, il est bon que le revêtement d'osier soit amovible, afin qu'on puisse, au besoin, voir le flacon et son contenu. Les meilleurs bouchons sont ceux de verre ou de liège neuf et parfaitement sain. Flacon et bouchon doivent toujours être soigneusement nettoyés et lavés au moyen de l'eau même dont on veut prendre un échantillon. . , ■ i

Lorsqu'il s'agit de l'eau d'un lac, il faut avoir grand soin de faire la prise un peu au-dessous de la surface, afin de ne pas entraîner de corps flottants, et assez loin du fond pour ne pas agiter la vase. En rivière, il est indispensable de se placer dans le courant. Pour une source, on doit rechercher le point où les filets liquides émergent du sol. Dans tous les cas, l'eau doit être puisée, autant que possible, telle que la donne normalement la source d'alimentation qu'on se propose d'examiner II ne faut donc prélever l'échantiUon que lorsque le régime est bien etabh; et s'il se produit des variations dans ce régime, suivant les saisons ou suivant les points considérés, il y a lieu de faire plusieurs prises en de., endroits ou à des époques différentes. Enfin, chaque flacon doit être soigneusement cacheté et étiqueté.

Il est indispensable de procéder aux essais le plus tôt possible, car l'eau se modifie souvent par le repos ou sous l'influence des changements de température, et il est bon d'indiquer toujours après combien de temps et à quelle température l'analyse d'un échantillon d'eau a été faite.

Les réactifs employés doivent être parfaitement purs et ne contenir surtout aucune trace des corps que l'analyse est chargée de rechercher

dans les diverses eaux.

108. Matières en suspension. - Lorsqu'une eau est trouble, on ne saurait procéder utilement à l'analyse qu'après l'avoir debaijassee des matière^ en suspension. A cet effet, on peut opérer soi par décaniatwn ap ès un repos prolongé, soit par fUtration sur un filtre en papier. Ce

§ 3. — EXAMEN QUALITATIF DES EAUX il!

dernier mode est préférable, car il permet de déterminer la proportion des matières en suspension, qu'il est souvent intéressant de connaître. A cet effet, on fait passer une certaine quantité de l'eau à examiner sur un filtre en papier Joseph préalablement desséché à 100° et pesé ; on dessèche ensuite de nouveau, et on fait une seconde pesée : la différence est le poids des matières en suspension dans la quantité d'eau considérée.

109. Gaz dissous. — Il était autrefois d'usage de faire une analyse comjDlète des gaz dissous dans l'eau. MaiS on a reconnu que la composition de ces gaz est chose assez indifférente, et qu'elle se modifie, d'ailleurs, le plus souvent après la prise; aussi renonce-t-on presque toujours aujourd'hui à ce genre d'analyse, et se borne-t-on à déterminer la quantité cVoxygène libre en dissolution dans l'eau. On sait, en effet, qu'une eau chargée de matières organiques en est peu à peu débarrassée par l'action comburante de l'oxygène dissous ; la plus ou moins grande quantité de ce gaz en dissolution dans l'eau est considérée, par suite, comme un indice de sa plus ou moins grande pureté. Mais il ne faut voir dans cette recherche qu'un moyen de comparaison, utile, par exemple, pour suivre la loi de la contamination progressive d'un cours d'eau, et ne pas lui demander d'indications absolues qui seraient sans valeur, puisque certaines eaux, dépourvues d'oxygène au moment où on les puise, sont néanmoins de bonne qualité, et inversement.

Parmi les diverses méthodes employées pour le dosage de l'oxygène libre en dissolution dans l'eau, le Comité' consultatif d'hygiène de France a donné la préférence à celle présentée, en 1884, par M. Albert Lévy, chef du service chimique à l'Observatoire de Montsouris. Dans une certaine quantité d'eau, rendue alcaline par la potasse, M. Lévy verse un poids déterminé de sulfate de protoxyde de fer ammoniacal ; l'oxyde de fer se précipite, et une partie se transforme en sesquioxyde l'n présence de l'oxygène dissous dans l'eau : il reste à doser le sesquioxyde, ce qui se fait par différence en saturant la potasse et dissolvant les oxydes de fer par l'acide sulfurique, puis recherchant la quantité de protoxyde restant au moyen de l'addition d'une dissolution titrée de permanganate de potasse, opérée goutte à goutte avec une burette graduée.

110. Résidu solide total. — Au contraire, on détermine presque toujours le résidu solide total, que laisse l'évaporation d'un litre d'eau.

On opère sur une fraction de litre, sur 100 ou 250 centilitres le plus souvent, qu'on place dans une capsule de porcelaine ou de platine, et qu'on porte à l'étuve jusqu'à dessiccation.

Le résidu solide ainsi obtenu ne représente pas la totalité des corps uissous ; quelques-uns, en effet, s'échappent à l'état gazeux pendant l'évaporation ; d'autres se modifient sous l'influence dè la chaleur ; d'autres enfin conservent, même après la dessiccation, une certaine quantité d'eau

(l'iiydratation. Lcf résultat varie, d'ailleurs, suivant la température à laquelle on opère ; certains chimistes pratiquent l'cvaporation à 100», d'autres à 120° ou 140°, quelques-uns même à 180°, bien qu'une température aussi élevée donne lieu à de nombreuses décompositions. Il n'y a pas de motif absolu de préférence on faveur de tel ou tel mode dopérei- ; mais il est évident que les r('sultats ne sont pas conq)arables s'ils n'ont pas été obtenus dans des conditions identiques.

Le résidu est presque toujours blanc, si l'eau est de bonne qualité, et ne contient guère que des sels tle chaux et peu de matières organiques ; il est coloré en jaune ou jaune brun lorsqu'il s'y trouve du fer, des matières organiques, etc.

En portant au rouge la capsule de platine qui a servi à levaporation et contient le résidu, on obtient par différence la perte au [eu, qm ne représente pas seulement le poids des matières organiques, comme on l'a parfois admis, mais en même temps les pertes résultant de la décomposition des nitrites et nitrates, de la réduction des sulfates, du départ

du chlore, etc. j- i

111. Détermination des quantités de certains corps en dissolution.

— Les corps inorganiques dont on recherche le plus ordinairement la présence dans les échantillons d'eau soumis à l'analyse sont les sels de chaux et de magnésie, les chlorures, les nitrates, les sulfates, 1 ammoniaque. . ...

La chaux est précipitée par loxalate d'ammomaque : on recueille sur un filtre l'oxalatc de chaux, qu'on transforme en chaux vive par la calcination, et l'on pèse immédiatement.

La magnésie se dose à l'état de phosphate ammomaco-iuagnesien, obtenu en versant dans l'eau du phosphate de soude en présence d un excès d'ammoniaque. , . . . „

Pour la détermination du chlore, on emploie le mtrate d argen , et 1 on opère tantôt en précipitant le chlore sous forme de clilorure d argent insoluble qui est desséché et pesé, tantôt au moyen d une hqueur ti ree de nitrate d'argent qui est versée goutte à goutte dans 1 eau, préalablement colorée In jaune par le chromate neutre de potasse, jusqu a ce ciu'apparaisse la coloration rouge du chromate d'argent.

Diverses méthodes peuvent être employées pour le dosage des nitrates. Voici celle.de M. Albert Lévy : l'eau est additionnée d acide chlorhydrique qui provoque la décomposition de 1 acide azotique c cesulfate de protoxyde de fer qui se transforme partiellement en se sesquioxyde en présence de l'oxygène dégage; on detennme pa. difkence. au moyen de permanganate de potasse, la quantité du sesqu.o.xyde aînsf formé et Ton en déduit le poids azote ^ùtrique correspondant. Tonéra on ainsi conduite ne donne un résultat exact que si eau a ete piéala^^^^^^^^^ débarrassée des matières organiques et que l'on opère dans un milieu privé d'air.

Uazote ammoniacal est obtenu par le même chimiste en distillant une certaine quantité d'eau rendue alcaline par addition de magnésie, et i-ecueillant les produits de la distillation dans une quantité connue d'acide sulfurique coloré en jaune par quelques gouttes de teinture de cochenille. On verse ensuite goutte à goutte une liqueur ammoniacale titrée jusqu'à l'apparition d'une coloration rouge violet caractéristique, et l'on trouve ainsi par différence la quantité d'acide sulfurique neutrahsée par l'ammoniaque contenue dans l'eau, d'où l'on déduit le poids d'azote correspondant.

Les sulfates sont précipités par le chlorure de baryum et l'acide sulfurique est dosé à l'état de sulfate de baryte.

Quelquefois, mais plus rarement, il y a lieu de con^ater la présence du zinc, du cuivre, du plomb, etc.; nous ne donnerons pas ici l'indication des procédés employés pour ces recherches exceptionnelles, et nous renvoyons d'ailleurs aux ouvrages spéciaux pour ce qui concerne les appareils et le détail des opérations, nous contentant d'avoir indiqué le pi'incipe des méthodes considérées comme les plus sûres et les plus pratiques.

112. Matières organiques. — Il est souvent utile de connaître les quantités de matières organiques contenues dans une eau donnée et l'on a proposé, depuis quelques années, divers procédés à cet effet.

Aucun opérateur ne se contente désormais de rechercher la perte au feu; comme nous l'avons indiqué jdIus haut, on n'obtient par ce moyen que des résultats inexacts et d'ailleurs variables suivant la température de la calcination et le mode d'opérer.

Parmi les méthodes récentes, il convient de citer le procédé par l'ammoniaque très usité en Angleterre, mais par lequel on dose seulement les matières azotées : il consiste à chasser d'abord l'ammoniaque contenue dans l'eau par la distillation, après quoi on additionne la liqueur de soude caustique et de permanganate de potasse et l'on reprend la distillation ; il se reforme de l'ammoniaque, que l'on dose sous la rubrique ammoniaque alhuyninoïde.

La méthode du Frankland, dite par coynhustion, a été appliquée par la Commission anglaise de la pollution des rivières dans le très ■grand nombre d'analyses qu'elle a faites. Elle comporte une série d'opérations longues et délicates qui sui)posent un laboratoire bien organi.sé et un opérateur habile. Une certaine quantité d'eau est oyaporée et le résidu soumis à une analyse spéciale qui a pour objet d'isoler l'azote pour le doser à l'état gazeux et de convertir le carbone en acide carbonique dosé séparément. Les résultats sont donnés sous 'a désignation de carbone organique et azote organiciue; on ajoute parfois les deux chiffres correspondants pour obtenir la somme des éléments organiques.

Un autre procédé, d'une application plus facile, et auquel M. Albert

120 CHAPITRli: VI. — RECHERCHE, EXAMEN ET CHOIX

Lévy a donné beaucoup de précision, consiste à doser la quantitr d'oxygène nécessaire à la combustion des matières organiques, A cet effet, on porte à l'ébullition 100 centimètres cubes d'eau additionnée de quantités connues de carbonate de soude et de permanganate de potasse en excès; on rend la liqueur acide, et on y ver.se du .sulfate de fer ammoniacal qui la décolore : puis , on ajoute goutte à goutte unf liqueur titrée de permanganate de potasse jusqu'à réapparition de la coloration rose. On opère de même sur une autre prise de 200 centimètres cubes. La différence des lectures faites sur la burette graduée dans les deux cas donne la quantité de permanganate nécessaire à In combustion des matières organiques contenues dans 100 centimètres cubes d'eau, et l'on en déduit immédiatement le poids d'oxygène correspondant. C'est ce poids d'oxygène qui est donné comme résultat de l'analyse sous la mention : matière organique.

413. Résultats des analyses et conclusions. — Quelque complète qu'elle soit, et avec quelque soin et quelque habileté qu'elle soit faite, l'analyse chimique seule est, dans la majorité des cas, impuissante à fournir une appréciation certaine de la valeur d'une eau. Sans doute elle permet d'écarter immédiatement une eau trop dure, contenant du plomb ou de l'arsenic, très chargée d'impuretés de diverse nature, etc.; mais ce sont là des exceptions, et presque toujours elle laisse une incertitude telle qu'à défaut d'indications complémentaires, il n'est pas permis d'en tirer de conclusion formelle. Dès 1851, V Annuaire des Eaux, rédigé sous l'inspiration de Dumas, déclarait que l'analyse chimique d'une eau ne suffit pas pour la juger. Depuis lors, on s'est de plus en plus convaincu de cette vérité, en constatant que l'on trouvait parfois les mêmes quantités d'ammoniaque, de chlore, de matières organiques, dans une eau de bonne qualité employée de tout temps sans inconvénient, et dans une autre eau manifestement mauvaise.

Néanmoins, l'analyse chimique reste le principal et le meilleur guide dans les recherches à faire sur la qualité d'une eau ; elle fournit des indications nombreuses et précises, d'une utibté incontestable, et que rien ne saurait remplacer. La connaissance des quantités de matières sobdes dissoutes, des' proportions de chaux et de magnésie, la constatation de la présence de l'acide sulfurique, des sels de fer, etc., sont indispensables pour toute eau destinée à un emploi industriel. Une trop grande quantité de matières organiques, révélée par l'analyse, suffit à faire condamner une eau destinée à la boisson. Une quantité un peu notable de chlore, d'azote nitrique ou ammoniacal est l'indice d'une contamination antérieure de l'eau par des déjections animales.

Sans doute il ne faut pas donner aux résultats de l'analyse une importance exagérée, qui conduirait assez souvent à des conclusions erronées • le chlore peut provenir de résidus industriels ou même du sel marin entraîné fort loin dans l'intérieur des terres par les vents qm

s 3. — EXAMEN QUALITATIF DES EAUX

viennent de l'océan, tout aussi bien que des déjections animales ; les matières organiques se trouvent dans les eaux des contrées vierges en aussi forte proportion parfois que dans celles des régions les plus peuplées, et, comme l'analyse chimique en fait connaître seulement la (quantité totale sans en distinguer la nature, elle ne marque pas la différence entre les deux cas. Ses indications ne doivent donc pas être considérées comme absolues ; elles ont besoin d'être vérifiées, contrôlées, rectifiées par d'autres moyens d'investigation , d'autres procédés d'examen; il faut les discuter avec soin, mais elles fournissent, à cette condition, de précieux renseignements sur la valeur relative des diverses eaux. L'analyse chimique constitue surtout un puissant instrument de comparaison.

c. — Méthodes rapides.

114. Hydrotimétrie. — La complication et la longueur de l'analyse chimique, le soin et l'habileté qu'elle réclame, l'incertitude qu'elle laisse, devaient nécessairement faire rechercher des méthodes plus rapides et d'une application plus facile, au moins pour la détermination des quantités de certains corps que l'on rencontre le plus généralement dans l'eau, ou pour la comparaison sommaire d'eaux de nature analogue où il est intéressant de connaître les proportions diverses d'un même élément.

lu hydrotimétrie est une de ces méthodes et la plus répandue. Elle a pour objet de déterminer la dureté ou la crudité d'une eau, ou, en d'autres termes, la quantité de sels terreux ou magnésiens qu'elle contient. Elle est basée sur cette observation du D"" Clarke que, si l'on verse goutte à goutte clans l'eau une dissolution alcoolic|ue de savon, il se forme d'abord des grumeaux insolubles par la combinaison des acides gras du savon avec la chaux et la magnésie, puis, le précipité formé, l'addition d'une seule goutte donne à l'eau une onctuosité telle cj;ue l'agitation y produit immédiatement une mousse légère et persistante. MM. Boutron et Bondet ont imaginé et appliqué, dès 1856, le procédé praticfue généralement employé aujourd'hui : la liqueur titrée est composée de manière C|u'une division de la burette graduée au moyen de laquelle on la verse corresponde à la saturation de 0'"ff,4 de carbonate de chaux; et l'on opère sur ■iO centimètres cubes d'eau, de sorte que chaque

division représente 10 milligrammes par litre, soit 1 cent-miUième de carbonate de chaux ou une quantité équivalente de sels terreux. L'eau est placée dans un petit flacon à goulot étroit, où l'on verse la liqueur titrée goutte à goutte, au moyen de la burette, et qu'on agite fréquem-

ment ; lorsque la mousse apparaît et persiste pendant deux minutes au moins, on lit le nombre de divisions de la burette et l'on a le degré hydrotimétrique.

Dans certains cas, il y a quelques précautions à prendre pour écarter toute chance d'erreur. Ainsi, lorsque l'eau est très cViargée de sels terreux, les grumeaux se produisent en si grande abondance ([u'ils emp('chent la production de la mousse ; on opère alors sur 20 ou sur 10 centimètres cubes de l'eau soumise à l'essai qu'on additionne de 20 ou 30 centimètres cubes d'eau distillée; le degré trouvé doit être alors multiplié par 2 ou par 4. Quand l'eau contient des sulfates et surtout du sulfate de magnésie, il se produit, après la précipitation des carbonates une première mousse, dite fausse mousse, qui ne persiste pas, et qu'il ne faut pas confondre avec la mousse caractéristique qui se forme plus tard, si l'on continue Topération.

Les eaux potables marquent d'ordinaire de 3° à 25" à l'hydrotimètrc ; l'eau de pluie, 0° à 10».

Si, après avoir pris le degré hydrotimétrique d'une eau de la manière que nous venons d'indiquer, on fait cette opération sur la même eau préalablement bouillie, on trouve un résultat différent, parce que l'ébullition a déterminé la précipitation des carbonates; ce résultai correspond aux sulfates terreux. C'est ce qu'on appelle en Angleterre permanent hardness, le degré de crudité persistant, par opposition au degré de crudité temporaire, temporary hardness, donné par la^ différence des deux lectures, ou au degré hydrotimétrique obtenu par l'application de la méthode ordinaire à l'eau non bouillie, io fa i hardness.

En Allemagne, chaque degré hydrotimétrique correspond à 1 centmillième de chaux et non de carbonate de chaux, de sorte que les indications allemandes ne sont pas comparables à celles des chimistes français et anglais.

115. Essais sommaires. — Certains essais sommaires, d une application courante et facile, permettent aussi d'obtenir des r(Miseignements utiles sur la composition d'une eau.

Par exemple, lorsqu'on la chauffe dans un ballon de verre, on voit les gaz dissous se dégager en bulles dont la plus ou moins grande abondance renseigne jusqu'à un certain point sur son aération; si on la porte à l'ébullition, les carbonates terreux se précipitent et déterminent un trouble dont l'intensité permet d'en apprécier la quantité; si ou l'évaporé, elle prend finalement une odeur de vase d'autant phis prononcée qu'eUe contient plus de matières organiques.

Le sucre a été indiqué comme réactif pour déceler la présence <le matières organiques provenant des égouts ou plus exactement de dc^ections animales: dans un flacon en verre incolore, on verse un dcmi-litre d'eau, on ajoute quelques grammes de sucre, on agite et on laisse le flacon à la lumièie pendant dix jours dans un endroit chaud. S, 1 eau

devient trouble, il y a probabilité de contamination; si elle reste claire, clc pureté relative.

On a proposé aussi l'emploi d'un aréomètre très sensible, gradué de manière cxu'un degré corresponde à une teneur d'un dix-millième de chlorure de sodium par litre, et au moyen duquel on détermine le poids spécifique de l'eau soumise ù l'essai;' on écarterait toute eau marquant plus de 6° à Vhydromètre.

Bien entendu, ces essais sommaires n'ont qu'une valeur médiocre ; et il ne faut leur demander que ce qu'ils peuvent donner, c'est-à-dire de simples présomptions.

d. Examen micrographique.

116. Utilité de ce nouveau mode d'examen. — Les travaux récents sur les êtres infiniment petits, que l'on rencontre partout dans la nature et en particulier dans les eaux, ont donné lieu à l'appaintion d'une science nouvelle, la micrographie, dont les progrès ont été très rapides et qui peut, dès à présent, venir grandement en aide à la chimie pour concourir à la détermination de la qualité d'une eau donnée.

Comme la chimie, elle ne fournira, dans la plupart des cas, que des indications relatives ; car beaucoup de ces micro-organismes sont inoffensifs, et leur présence en plus ou moins grande quantité n'a pas nécessairement une influence sur la santé. Néanmoins, et en attendant que l'on sache isoler et reconnaître à coup sûr les microbes pathogènes, l'abondance des colonies est considérée comme une circonstance fâcheuse. Le nombre total des microbes par centimètre cube d'eau, les proportions des microbes des diverses catégories sont devenus d'utiles . éléments de comparaison, qui permettent parfois de deviner la provenance d'une eau, d'en expliquer certaines propriétés, et servent à étucUer les progrès ou les variations de la contamination.

Bien que cette science nouvelle en soit encore à ses débuts, on n'est plus en droit de n'en pas tenir compte, et de négliger les renseignements qu'elle fournit, lorsqu'il s'agit de juger de la qualité d'une eau.

Aucune eau naturelle ne paraît exempte de micro-organismes ; dans

FiG. 8. — Gouttes d'eau vues au microscope.

les eaux très pures, contenant seulement des traces ou des quantités extrêmement faibles de matières organiques, on trouve surtout des algues,

I2'i CHAPITRE VI. — RECHERCHE, EXAMEN ET CHOIX

des diatomées et quelques animalcules en petit nombre ; dans les eaux moins pures, les microbes sont plus nombreux et d'espèces plus vaxnées, îTiicrococcus, bacilles, vibrions; enfm, ils pullulent dans les eaux très chargées de matières organiques.

117. Indication sommaire des méthodes employées. — Pour l'exa men micrographique, on opère sur des échantillons recueillis dans de. ampoules de verre préparées d'avance et stérilisées, que l'on a flambées où l'on a fait le vide et dont le col a été fermé à la lampe. Au moment d( la prise, on introduit l'ampoule dans l'eau, on en brise sous l'eau le col effilé au moyen d'une pince flambée à l'instant même, et on le referme immédiatement à la lampe pour le briser de nouveau lors de l'essai. Il y a d'ailleurs intérêt à procéder à l'essai dans le plus bref délai, car les changements sont rapides ; et, comme le moindre écart de température a une influence considérable, il importe d'opérer toujours.au même degré de chaleur.

M. le D-- Miquel, qui a inauguré l'étude micrographique des eaux à l'Observatoire de Montsouris, distribue le Hquide à analyser, par gouttes ou fractions de goutte, dans 50 ou 100 conserves de bouillon de bœuf et observe le nombre de ballons où le liquide de culture est infecté et se trouble. Si l'eau est très chargée, il la dilue au dixième, au centième, au milUème, dans un véhicule hquide stérilisé, et opère ensuite par le même procédé.

Un autre mode d'essai, indiqué par le D'' Koch, de Berlin, consiste à mélanger l'eau soumise à l'analyse à une petite quantité de gélatine nutritive, liquéfiable à une douce chaleur; on jette le mélange à l'état liquide sur une plaque de verre quadrillé préalablement stérilisée, la masse se coagule et les bactéries emprisonnées se multiplient en formant des colonies sur les points mêmes où elles se sont trouvées retenues par la gélatine sohdifiée.

M. Miquel a imaginé un procédé plus rapide encore, qui consiste a plonger une ou deux minutes dans l'eau à essayer un papier enduit sur ses deux faces de gelée nutritive et à le plonger ensuite dans une éprouvette stérilisée : l'augmentation de poids du papier donne la quantité d'eau absorbée, et l'on fait apparaître les colonies en les teintant en bleu par une réaction spéciale, ce qui permet de les compter avec la

plus grande facilité.

Nous avons vu qu'un faisceau lumineux fait miroiter les particules en suspension dans l'eau : de là une méthode optique d'observation des micro-organismes. Le microscope permet d'ailleurs de les étudier directement, d'en déterminer et dessiner les formes; on obtient même aisément, avec la photographie, la reproduction fidèle des images

fournies par le micrcscope. • •■, i v i„

• Enfin pour la recherche des microbes ou des germes nuisibles à la santé, lé Emmerich a proposé, en 1878,de faire ù un lapin une mjeo-

ion sous-cutanée de l'eau à analyser. S'il ne se produit pas une élévation de température de plus d'un degré centigrade, suivie de mort au bout d'un temps plus ou moins long, il en conclut que l'eau ne contient pas de substances dangereuses ou qu'elles sont en trop ijetite quantité pour qu'il y ait à en tenir compte.

118. Résultats. — Ces méthodes ne sont pas encore entrées dans la pratique ordinaire et courante, et il faut laisser aux sj^écialistes le soin de discuter les résultats qu'elles peuvent fournir et les conclusions qu'il convient d'en tirer.

Mais on peut juger de la sensibilité du mode de comparaison basé sur leur emploi à la seule inspection des chiffres suivants donnés par M. Miquel, après un certain nombre d'expériences sur les eaux à Paris :

Eau de pluie 7 microbes par cent, cube

Eau de la Vanne (sources). .62 — —

Eau de la Seine à Bercy 1.400 — —

— — à Asnières .3.200 — —

Eau d'égout . 20.000 — —

Les eaux souterraines ont, en général, au jDoint de vue micrographique, une supériorité marquée sur les eaux de superficie; les terres à travers lesquelles elles se sont infiltrées ont en effet la propriété de les débarrasser des microbes. Aussi, l'eau d'égout, chargée de 20.000 microbes par centimètre cube, employée en irrigation à Gennevilliers, n'en contient plus que 20 lorsqu'elle est recueillie par les drains après avoir traversé quelques mètres d'épaisseur de terre.

Tableau

CHAPITRE VI. - RECHERCHE, EXAMEN ET CHOIX e,. Résultats de l'examen quaUtatif de diverses eaux. 119. Analyses chimiques. — en France :