UTILISATION DE L'EAU DE PLUIE

129. Les citernes. — Le moyen le plus simple de recueillir l'eau de I pluie tombée sur les toits des bâtiments est d'amener le produit des ; gouttières dans une dépression du sol rendue étanche par une légère 1 couclie d'argile: on a ainsi une mare comme on en rencontre dans beau- ( coup de fermes de la Normandie et de la Beauce. Mais l'eau de ces ( mares se corrompt rapidement et se couvre de végétations : elle est 1 impropre à l'alimentation.

Partout oi'i l'eau de pluie est recueillie pour la consommation domes- ' tique, on fait usage de citernes.

Oe sont des réservoirs, la plupart du temps creusés dans le sol au- ' dessous ou auprès des bâtiments, aux parois revêtues d'argile, de bois, de métal, ou maçonnés. et couverts. Un irop-plein assure l'évacuation

m ClIAPITllE VII. — MODES DE CAPTATION ET DE PUISAGE

dos eaux surabondantes ; un tuyau de puisage sert à y prendre l'eau au moyen d'une pompe, à moins qu'on n'y plonge tout simplement un seau.

Les citernes ont été répandues dès la plus haute antiquité : nous avons cité celles de Jérusalem ; Carthage en avait d'immenses qui furent restaurées et utilisées par les Romains et qui vont servir de vrservoirs pour Tunis. Elles sont encore employées presque dans tous li s pays; et en Suisse, en Hollande, en Autriche, en Italie, aux Étal — Unis elles servent môme quelquefois à l'alimentation des villes.

Grimaud de Caux, dans son ouvrage suv les Eaux publiques, amonii ('le parti que l'on i)eut tirer des citernes pour une alimentation rati(jiinelle des habitations rurales et des petites agglomérations, situées loin des sources et des rivières, et où l'eau de puits fait défaut.

130. Nécessité de précautions spéciales. — Il ne faut pas se dissimuler, cependant, que les citernes constituent un mode d'alimentation assez imparfait, parce qu'elles impliquent la stagnation de l'eau. Elli s ne peuvent répondre aux besoins domestiques qu'à la condition d'êti cconstruites avec grand soin et entretenues avec des précautions tout i n spéciales, qui sont dans la pratique un véritable assujettissement et risquent fort par suite d'être souvent négligées.

Si l'on n'éloigne pas, en effet, les premières eaux de pluie, nécessairement chargées de toutes les souillures entraînées, pour recueillir seulement les eaux subséquentes relativement pures ; si on ne maintient pas le tuyau de puisage à un niveau convenable, assez loin du fond pom* ne pas agiter les impuretés qui s'y déposent et de la surface pour ne pas recueillir celles qui flottent, si l'on n'assure pas la propreté constante de l'eau par des curages fréquemment renouvelés, on risque de voir cette eau se corrompre et Ton s'expose à mille causes d'insalubrité.

C'est là ce qui explique la tendance moderne vers l'exclusion deseaux de citernes, soit pour la boisson, soit même pour les autres usages ; elles disparaissent peu à peu dans les villes pourvues d'une distribution d'eau.

131. Dispositions recommandées. — Il importe de se conformer aux recommandations suivantes, si l'on veut tirer d'une citerne le meill<nu> parti possible :

Éloigner par un moyen automatique ou non les premières eaux de

pluie; f| Décanter toujours les eaux recueillies dans un citemeau d'où ellef

passent par déversement dans la citerne proprement dite ;

Rendre les parois absolument étanches afin d'empêcher toute comnui-

nication avec les eaux plus ou moins impures du sous-sol ;

Éviter toute liaison entre le trop-plein et les conduits d'assainissement

des habitations, afin de rendre impossible la pénétration de liquides ou

de gaz insalubres ;

§ 1. — UTILISATION DE L'EAU DE PLUIE 139 Employer des matériaux inaltérables à l'eau — le mortier laisse dissoudre un peu de chaux, la tôle se rouille et rend l'eau ferrugineuse, le o'oudron lai communique un mauvais goût, etc. ;

° Déterminer avec soin la position du tuyau de puisage qui doit toujours être alimenté tout en restant suffisamment éloigné du fond et de la surface ;

Maintenir la réserve d'eau dans l'obscurité, afin d'y empêcher le développement de la vie animale et végétale ;

Nettoyer fréquemment toutes les parties de l'ouvrage et les curer à vit' fond, deux fois par an au moins.

Bien souvent quelqu'une de ces précautions a été négligée ; et l'on rencontre des citernes qui ne sont ni étanches ni à l'abri de la lumière, où l'eau est recueilbe et puisée sans aucun soin, qu'on cure peu ou point ; il s'y forme alors d'abondants dépôts de matières organiques et autres, mis en mouvement à chaque pluie, et qui entrent en putréfaction pendant l'été, en communiquant au liquide une saveur sut generis, celle de l'eau croupie. M. Nichols cite une enquête faite à Memphis (États-Unis), d'où il est ressorti que, sur 529 citernes visitées, 190 n'étaient pas étanches et 94 douteuses ! Il mentionne également les citernes en bois de cyprès très répandues à la Nouvelle-Orléans et qui sont établies presque toujours au-dessus du sol, à peine ou point couvertes, et quelquefois exposées aux émanations de privés mal tenus.

En sens inverse, et comme preuve de la possibilité de conserver indéfiniment l'eau de pluie lorsque les précautions ont été bien prises, il est à propos de rapporter ici la découverte faite, il y a quelques années, à Alger, d'une citerne antique cachée sous une mosaïque entièrement recouverte de terres, et où l'eau a été encore retrouvée agréable à boire Cl bonne à tous les usages, après y avoir séjourné pendant de longs siècles !

132. Citernes filtrantes. — On peut apporter aux citernes une notable amélioration en y adaptant un mode de filtration de l'eau soit au moment où on la recueille, soit à l'instant où on la puise.

FiG. 9.

Les citernes de Venise fournissent un exemple classique du premier type. Pendant longtemps elles ont été le seul mode d'alimentation de

140 CHAPITRE VII. - MODES DE GAPTATION ET DE PUISAGE cette ville si origina](3. Elles se composaient d'un réservoir creusé dans le sol en forme de tronc de pyramide renversé, et dont les parois étaient couvertes d'un lit d'argile compacte obtenu en lançant avec force les unes sur les autres une série de boules d'argile pétries à la main ; le réservoir était rempli de sable fin et l'eau y arrivait par des bâches, dites cassetoni, en pierre, placées aux angles, et reliées par une rigole en briques posées à sec ; elle était recueillie, après avoir traversé le sable, dans un puits circulaire central alimenté par des barbacanes placées à la partie inférieure.

Le second type, fréquemment employé aux États-Unis, mériterait d'être plus répandu. Tantôt le tuyau de puisage plonge dans une petite chambre séparée de la citerne par une cloison poreu.se en pierre, en brique ou même en charbon ; tantôt l'aspiration se fait à travers un filtre fixe ou mobile; ailleurs l'eau est recueillie dans un réservoir plac/ sous le toit et passe à travers un filtre avant de descendre dans l'intérieur de la maison, ou bien elle est refoulée par une pompe de la citerne souterraine dans un réservoir supérieur pourvu d'un filtre.

a. Eaux courantes.

133. Prises directes en rivière. — Lorsque, pour l'alimentation d'une ville, on fait un emprunt à un cours d'eau, deux cas se présentent, .suivant que l'eau doit être amenée par l'effet de la gravité et au moyen d'une rigole, d'un canal, d'un aqueduc ou d'une conduite forcée, ou qu'elle est aspirée et refoulée par des engins mécaniques.

Dans le premier de ces deux cas, les ouvrages de prise d'eau ne diffèrent 2)as essentiellement de ceux qu'il est d'usage d'établir pour dériver les eaux utilisées par les u.sines hydrauliques et les irrigations. Si le débit total du cours d'eau doit être détourné, on construit en travers du lit un barrage fixe, à l'amont duquel est placée l'origine de la dérivation : les eaux surabondantes s'écoulent, s'il y a lieu, par déver.semcnt. au-dessus du barrage, et un orifice inférieur sert à faire de temps à autre un nettoyage de la retenue. Quand on n'a besoin que d'une fraction du débit, on di.spose un ouvrage partiteur, de manière à diviser le courant et à détourner une moitié, un tiers, une portion déterminée quelconque du volume d'eau. Enfin, si la quantité d'eau à prélever sur le débit tuial est ti'ès faible par l'apport à ce débit, la iJi-isc se compose d'une simple chambre maçonnée ou d'un bout d'aqueduc établi sur la rive, et numi d'un système quelconque de fermeture mobile.

On a encore recours à des ouvrages du même genre, toutes les fois

que Teau doit passer par des bassins de dépôt ou de filtrage, avant de parvenir aux machines élévatoires.

Les dispositions de ces ouvrages de prise d'eau varient à l'infini, suivant les circonstances locales ; et, comme ils né jDrésentent pas d'intérêt spécial au point de vue de l'alimentation, nous ne nous arrêterons pas à en décrire les types les plus répandus.

134. Précautions particulières. — Il convient cependant d'indiquer les conditions auxquelles ils doivent satisfaire.

Conmie l'eau doit être puisée au point où elle est le plus pure, on "recommande de placer la prise loin de toute cause de contamination, débouché d'égout, lavoir, etc. Dans les gi'ands cours d'eau, il faut éviter les endroits où le défaut de vitesse et les remous tendent à accumuler les impuretés, et jjrendre l'eau soit en plein courant, soit dans une partie de la rive constamment balayée par un écoulement rapide.

Parfois, il y a intérêt à recueillir l'eau à un niveau déterminé, tantôt à la surface et par déverse- n ..^.ol.^^-., ... . . ...o., ,

ment, tantôt à quelque pro^ [jj^ U i ^TQ

fondeur au moyen d'orifices pourvus ou non d'un système defermeture mobile. Ailleurs, on se proposera de la prendre à une profondeur constante au-dessous delà surface, dont le niveau est lui-même variable; et l'on emploiera, pour y parvenir, un artifice plus ou moins ingénieux, comme celui qui a été appliqué sur la rivière Dee pour la distribution d'eau d'Aberdeen, où un tuyau à joint mobile, formant déversoir à .sa partie

FiG. 10.

supérieure , et placé dans une chambre en communication avec le cours d'eau, se déplace de manière à fournir un débit constant.

Presque toujours il est indispensable d'arrêter les corps flottants, d'en empêcher l'introduction dans les conduits : des grilles , fixes ou mobiles, u barreaux plus ou moins rapprochés, à mailles plus ou moins serrées, sont généralement employées à cet effet.

Le service des eaux de Paris se sert d'un type de grille fixe qui mél'itc d'être cité : c'est une série de fers plats, maintenus à des écartements '■'••yuliers de 0'",015 à 0"',020 par des traverses, et qui présentent leur ti'anche au courant; en ne les engageant qu'à moitié dans les traverses, et leur donnant une position inclinée, on rend très facile le nettoyage au moyen de griffes ou de râteaux. On y a souvent aussi fait emploi de

l/i2 CHAPITRE VII. - MODES DE CAPTATION ET DE PUISAGE

grilles mol)ilcs composées d'un cadre en fer portant une toile métallique un panier, également en métal, placé à la partie inférieure, retient !<•

FiG. H.

corps flottants, et, en juxtaposant deux appareils semblables qui servent alternativement et qui sont mus à l'aide de treuils ou de contrepoids, on

rr- ■!

FiG. 12.

assure un nettoyage facile et rapide, en même temps qu un service ininterrompu. .

135. Conduites d'aspiration. — Lorsque la prise en nviere est en relation directe avec les machines élévatoires, elle se réduit à une con-

EMPLOI DEg EAUX DE SUPERFICIE

duiic d'aspiration en fonte ou en tôle posée dans une tranchée au fond (le la rivière et sur la rive jusqu'à l'entrée de l'usine. Il y a grand intérêt dans ce cas à empêcher l'introduction des corps flottants et des

■ '-'/pi

sables ; et, à cet effet, la conduite doit déboucher dans le courant même, à une certaine hauteur au-dessus du fond, et présenter son orifice vers l'aval ; par surcroît de précaution, on en gai'nit souvent l'extrémité d'une sorte de grillage formant crépine. Et si la rivière est navigable, on la protège contre le choc des bateaux en la surmon- FiG. 13. — l'i'ise d'oau do l'usine tant d'une estacade en charpente ou patte d'oie d'ivi-y. — A, patte d'oio; — vovant apparent, crue l'on éclaire au besoin

B, conduite de prise d eau ; — i^>.<v^>^ «^^ XI ' l

c, gaiciio de puisage; — D, pendant la nuit. Ces diverses dispositions sont

Tuvau d'aspiration; — E, con- i-r • n 'i-ii- o-

dui'ted eau en pression pour les appliquées aux priscs d eau etaljhes en Seine par

•^''•■'sscs. \q service des eaux de Paris.

La conduite peut être posée à l'abri d'un bâtardeau, ou formée de tuyaux à joints mobiles qui permettent de la couler dans l'eau. Souvent l'Ile est en tôle et rigide, on la fait alors flotter aisément, et, après l'avoir amenée au-dessus de l'emplacement qu'elle doit occuper, on la descend en y introduisant une surcharge d'eau ; une ligne de pieux contre laquelle elle s'appuie assure la réussite de l'opération, et des plongeurs font ensuite sous l'eau les raccordements nécessaires.

Malgré toutes les précautions, il est rare que les conduites ne s'ensablent pas plus ou moins vite ; et, en vue de cette éventualité, on doit se ménager les moyens d'en opérer le nettoyage. Le mode le plus pratique < st l'emploi des chasses au moyen de l'eau à haute pression, empruntée Hux conduites de refoulement de l'usine élévatoire, que l'on introduit 'lans le tuyau de prise d'eau, après l'avoir isolé par un robinet ou une vanne spéciale. De temps en temps il faut recourir en outre au scaphandre pour dégager la crépine et l'orifice d'aval.

Quand la distance est un peu grande de la prise à l'usine, une con- 'iLiite d'a.spiration se maintient difficilement étanche et par les joints elle

l-'i4 CHAPITRE VII. — MODKS DE CAPTATION ET DE PUISAGE

aspii'o alors parfois des eaux souterraines de nature plus ou moins suspecte. Aussi est-il préférable, dans ce cas, de faire plonger l(;s prises des appareils élév^atoires dans une chambre d'eau établie dans l'enceinte même de l'usine au niveau convenable et mise simplement en communication avec la rivière; dès lors, la conduite, n'ayant plus d'autre rôle (j:u': de relier la chambre d'eau à la prise en rivière, fonctionne sans pression et peut être conservée longtemps en bon état, surtout si l'on dispose d'un moyen pratique pour y opérer des chasses de temps à autre : quant à la chambre, où il se dépose des vases, il est relativement facile de la nettoyer, soit en l'isolant par une vanne et procédant par épuisement, soit en draguant sans avoir même à interrompre le service. Cesystème a été appliqué à l'usine de la ville de Paris, à Ivry ; les deux conduites de prise d'eau aboutissent à une galerie voûtée, dans laquelle se trouvent les crépines des pompes, et chacune débouche entre deux grilles inclinées destinées à retenir les corps flottants qui auraient échappé aux grillages des pattes d'oie.

136. Théorie de la filtration naturelle. — Les troubles constituant l'inconvénient le plus sensible des eaux de rivières, on a cherché à s'y soustraire en puisant l'eau, non point dans le lit des cours d'eau, mais dans les dépôts de gravier perméables qui se forment en certains points sur les rives, afm de la recueillir après son passage à travers une certaine épaisseur de gravier et d'obtenir ce que l'on a qualifié de filtration yiaturelle.

Ce principe paraît avoir été appliqué pour la première fois à Toulouse, par d'Aubuisson, en 1825-1828 : on y obtint de l'eau limpide et fraîche, d'une qualité très supérieure à celle des eaux souvent boueuses de la Garonne. Le succès de la tentative provoqua de nombreuses imitations : les distributions d'eau de Lyon et de Nîmes, dues à M. Aristide Dumont, ardent propagateur et défenseur convaincu de la fdtration naturelle, celles d'Angers, de Nevers, de Blois, de Fontainebleau, etc., furent établies d'après le même système. On en cite aussi de nombreuses applications à l'étranger : Nottingham et Perth en Angleterre et en Écosse, Dresde, Magdebourg en Allemagne, Gênes en Italie, Lowell aux Etats- Unis, etc.

Une étude plus approfondie de ce mode de captation des eaux a montré que les galeries ainsi établies, bien qu'à peu de distance de la berge, ne sont généralement pas alimentées par la rivière, et qu'il n'y a pas là, en conséquence, une filtration comme on l'avait cru d'abord. Belgrand a mis bien en évidence l'inexactitude de la théorie : « L'eau qui circule « dans les graviers des berges, dit-il, ne provient pas des rivières ; elle. « est toujours à un niveau plus élevé et provient par conséquent des « nappes souterraines. Si, donc, on se contentait de prendre l'eau dans « ces graviers, sans abaisser son niveau, on serait certain de ne pas « recevoir une seule goutte d'eau provenant de la rivière. Mais on admet

a généralement (|u'en abaissant notablement le niveau de l'eau de la « tranchée au-dessous de celui de la rivière on fait un appel à l'eau de (( cette dernière et qu'on obtient ainsi un filtrage naturel. Telle est l'opi- « ni on de plusieurs ingénieurs distingués, notamment de Darcy. J'ai été « conduit à une opinion opposée par l'étude des faits » Et il montre qu'à Lyon, à Toulouse, à Fontainebleau, à Nevers, à Blois, l'eau des galeries a un titre liydrotimétrique différent de celui des cours d'eau voisins :

Rivières Galeries

Lyon 16° Rhône. 17°,94 à 18°,43

Toulouse 13",31 Garonne. 15°, 92

Fontainebleau.. iQ",lS Seine. 21°, 20

Nevers 4°,96 Loire. 20°,07

Blois 7°, 76 — 14°,45

Un puits d'expérience creusé dans la plaine d'Ivry à 96 mètres du bord de la Seine (Usine du Port à l'Anglais), en 1861, donna jusqu'à 2.246 mètres cubes d'eau avec un abaissement de niveau de 1 mètre au-dessous du plan d'eau de la rivière, sans que le titre hydrotimétrique descendît audessous de 46°, 46, alors que l'eau de Seine marquait 19°, 58. L'eau d'é^xiisement, pendant l'exécution des fondations de l'usine du quai d'Austerlitz, à Paris, marquait 13.5° à l'hydrotimètre ; récemment, lors des travaux de l'usine d'Ivry, l'eau trouvée dans les fouilles titrait 80°. La différence de composition des deux eaux est donc manifeste : l'analyse chimique la confirme. Bien souvent la couleur seule suffirait à les distinguer ; et la différence des températures est toujours nettement caractérisée : à peu près constante dans les galeries, même découvertes, elle est très variable dans les cours d'ea;u. Aussi tous les auteurs se rangent-ils aujourd'hui ù l'opinion de Belgrand, qui n'est plus contestée : « On supposait naguère, « dit le professeur Nichols, — et les personnes qui n'ont pas fait une « étude spéciale du sujet le croient encore — qu'en pareil cas l'eau pro- « vient de la rivière et se trouve filtrée par son passage à travers le « sable et le gravier. Sans doute, dans certains cas, une proportion con- « sidéra])le est ainsi dérivée, mais en règle générale c'est le contraire « qui est vrai 2.., »

Il faut des circonstances toutes spéciales pour obtenir exceptionnellement de l'eau de rivière filtrée par des galeries creusées dans les graviers. C'est ainsi que dans la plaine Saint-Julien, près de Troyes, sorte d'île comprise entre la Seine et la Barse, non loin du confluent, M. Couche a observé, en 1880, un véritable courant souterrain, analogue aux infiltrations d'un canal à flanc de coteau dont une digue ne serait pas étanche : le titre hydrôtimétrique des eaux est celui môme de la