WaterSupply,^. US

Seine; et la température, sans éprouver des variations aussi prononcées (|uc celle des eaux de la rivière, n'a pas la constance ordinaire de celle des eaux de nappe.

En général, c'est parmi les eaux souterraines que doivent être classées celles qui proviennent des galeries creusées au bord des rivières.

h. Eaux dormantes.

137. Prises d'eau dans les lacs. — Les prises d'eau dans les lacs peuvent être établies dans des conditions analogues aux prises d'eau en rivière et présenter des dispositions presque identiques. Elles en diffèrent cependant en quelques points. Rares d'ailleurs en France, elles sont surtout nombreuses en Angleterre et aux Etats-Unis : Glascow est alimentée par le lac Katrin, Boston par le lac Cochituate, Chicago par le grandlac Michigan.

11 est important de placer la prise à un niveau convenablement déterminé, de manière à obtenir toujours un débit suffisant malgré les variations de hauteur de la surface ; assez bas pour éviter l'introduction des corps flottants, les obstructions par les glaces, et pour que l'on conserve une température sensiblement constante.

En outre, dans les lacs qui reçoivent les eaux d'égout des villes, il est nécessaire de puiser l'eau à une distance suffisante des rives contaminées, car l'absence de courant rend le départ des matières très lent, l'oxydation est faible, et l'eau reste corrompue sur une assez iirande étendue. Tout dernièrement, il a fallu pour ce motif déplacer la prise d'eau de la ville de Zurich. Chicago a dû faire sa prise à plus de :j kilomètres du bord au moyen d'un tunnel souterrain, qui aboutit à une énorme tour isolée au milieu du lac et pourvue de vannes à diverses hauteurs.

Lorsque les lacs ont des rives peu inclinées, dans la zone sans profondeur qui les entoure, la végétation se développe et les herbes pourries communiquent à l'eau un goût de poisson, de concombre, de croupi, de sorte qu'elle n'est plus acceptée pour l'alimentation. Ce phénomène s'aggrave encore lorsque, par suite du peu d'étendue du lac, les variations de niveau y sont grandes et qu'une partie des rives est alternativement couverte et à découvert. Dans le premier cas, il peut être utile de construire sur le pourtour des murs ou des perrés de manière à supprimer la partie marécageuse ; dans le second, on est souvent conduit à augmenter la profondeur et la capacité du lac en l'endiguant sur une partie de son pourtour et à le transformer ainsi en réservoir artificiel.

138. Réserves artificielles. — On se procure souvent, en effet, des réserves d'eau en arrêtant l'écoulement des eaux de superficie au moyen d'une digue établie en travers d'un vallon ou d'une vallée plus ou moins lara'c.

Lorsciue cette réserve est sans profondeur et constitue un étang, 1 eau

y acquiert bien vite les défauts ordinaires des eaux do marécages et devient impropre aux usages domestiques. Ainsi, quelque intérêt que présente, au point de vue de l'histoire de l'hydraulique, e système ingénieux et complexe d'étangs artificiels créés, au 17* siècle, sur le plateau qui domine Versailles au sud-ouest, pour contribuer à l'alimentation du parc et du château, on ne saurait certainement le proposer comme un exemple ù imiter. Les eaux blanches des étangs, bien qu'admises encore dans la distribution d'eau de Versadles, sont de qualité médiocre et nécessairement très chargées de matières organiques.

Au contraire, quand on barre une vallée profonde et encaissée et que l'on y forme un véritable lac, on obtient une réserve importante, où l'eau se décante, acquiert une température presque constante, s'altère peu, pourvu que la profondeur ne descende nulle part au-dessous de l"», 50 à 2 mètres, et qui est considérée, particulièrement en Angleterre et aux Etats-Unis, comme une excellente ressource pour l'alimentation des villes.

La création de réserves artilicielles a été pratiquée dans l'antiquité, soit en profitant de dépressions naturelles et les fermant au moyen de barrages et de digues, soit en creusant à bras d'homme d'immenses fouilles destinées à emmagasiner l'eau nécessaire à l'alimentation et surtout à l'irrigation des terres : nous avons cité les grands lacs de l'Egypte, les innombrables réserves d'eau de l'Inde. En Espagne, on a eu recours à ce moyen, pour la fertilisation des campagnes dans des temps fort reculés. A notre époque, il est encore fréquemment appliqué pour le môme objet : la construction de grands barrages compte parmi les travaux les plus utiles pour la colonisation de l'Algérie. Le même procédé sert aussi à l'alimentation des canaux de navigation à point de partage, à la régularisation du débit des rivières dont l'eau est utihsée par l'industrie ; il se prête à la compensation destinée à restituer aux cours d'eau en temps normal la fraction du volume que leur enlève l'alimentation des villes, il est enfin très employé pour cette alimentation même. Constantinople, New- York, Washington, Manchester, Dundee, Halifax, Saint-Étienne, Verviers ont des distributions d'eau basées sur la constitution de vastes réserves artificielles.

139. Mode d'établissement des réserves. — La création d'une de ces reserves d'eau suppose une étude approfondie des conditions locales • il est indispensable de connaître en effet la superficie du bassin versakt la hauteur annuelle des pluies, la fraction que l'on en peut recueillir i' nnportance des besoins, la capacité à donner à la retenue, etd'apprécier 1 influence des infiltrations, celle de l'évaporation, le régime probable. Cette étude soulève une multitude de questions délicates auxquelles il est souvent malaisé de répondre avec quelque certitude, et il ne faut pas

i- 3/7 d'aprbs Mary, CUai-ic-MarsaiQes j 1/2 d'après Graeff, Picard.

s'étonner si, dans bien des circonstances et malgré les soins les plus grands, les réserves d'eau ont donné lieu à de sérieux mécomptes.

Pour l'établissement de la digue ou du bnrrage, il faut rechercher un emplacement favorable, éviter par exemple le voisinage iiinnédiat des centres habités, choisir le point où, avec la moindre dépense, on obtiendra le maximum de capacité, etc. Parfois on se trouve conduit à substituer à une réserve unique une série de retenues soit superposées dans le même vallon*, soit réparties dans plusieurs vallons voisins. Dans tous les cas, un examen topographique et géographique doit accompagner l'étude du régime hydraulique.

Au surplus, « les barrages ne peuvent pas être établis indistinctement « dans toute espèce de terrains... il faut que les terrains sur lesquels les « eaux devront s'étendre offrent une résistance suffisante pour supporter <; la pression énorme développée par le poids de la digue et des eaux « accumulées ; en d'autres termes, ils ne doivent pas être de nature à se « détremper profondément, à tasser ou à couler quand surviennent les « incidents météorologiques. Sans cela on peut compromettre gravement « la sûreté des villes qui recourent à ce mode d'alimentation, ainsi que « les contrées situées sur le parcours naturel des eaux en aval de la « digue ^. »

On a conservé en Espagne le souvenir de la rupture du barrage de Guentès le 30 avril 1802 (608 noyés, 89 maisons détruites), en Angleterre celui de la destruction du barrage de Sheffield en 1864 et de l'inondation qui en a été la conséquence (798 maisons détruites, 238 noyés)...; récemment plusieurs des grands barrages algériens ont été emportés pendant la saison des pluies et le flot a ravagé la contrée, détruisant les cultures, entraînant la terre végétale (Habra, 16 décembre 1881). Ces exemples suffisent à faire comprendre la grandeur du péril, la responsabilité qui en résulte, et la nécessité des précautions à prendre dans la préparation des projets, dans l'étude des dispositions d'ensemble et de détail, dans la construction des barrages et des ouvrages accessoires, déversoirs de trop-plein, aqueducs de prise d'eau, vannages, etc., dans la surveillance et l'entretien.

Les eaux se décantant par le repos, derrière les digues qui les retiennent, donnent lieu à des. dépois plus ou moins abondants, dont Taccumulation, si elle est tant soit peu rapide, ne tarde pas à devenir un inconvénient grave ; car l'enlèvement des vases est une opération toujours malaisée, et qui constitue la plus grosse difficulté de l'entretien des retenues d'eau.

140. Grands barrages. — Les grands barrages, qu'on établit en

1. Réservoirs du Pas-dc-Riol et do Rochelaillée; voir l'iulroduclion au Irailé des Ponts en maçonnerie de r Encyclopédie.

2. De Fueycinet. Principes de F assuinisscnicnt des villes; 18/U, p. 'ti.

§ 2. — EMPLOI DES EAUX DE SUPERFICIE li<J

travers des vallées iiour la formation de vastes réserves artificielles, peuvent être construits en terre ou en maçonnerie.

Le mode le plus simple d'établissement des barrages en terre est celui qui a été fort anciennement appliqué dans les Indes et dans l'île de Ceylan : sur la terre simplement grattée, le remblai s'exécute par petites couches; il est foulé aux pieds des hommes et des animaux, tassé par l'effet des alternatives de sécheresse et d'humidité dues à la succession des moussons, et finit par former une énorme masse, f!g::^^j:.^;::::;:;:„,,^,,^:r..:z;,,,^.^.^^.]^^ bien homogène, qui résiste •'- ' ' ' ■•

parfaitement à la pression i'*de l'eau. L'épaisseur du barrage, au couronnement, atteint généralement la moitié au moins de la hauteur maxima. La figure ci-contre donne la coupe d'une digue de ce type, celle de Cummun dans la présidence de Madras.

A notre époque, ce système de construction exigerait beaucoup trop de temps et une somme trop considérable de main-d'œuvre, et les types modernes de barrages en terre n'ont pas une pareille masse. Le type français, dont le principe se rapproche de celui des digues de l'Hiudoustan, se compose essentiellement aussi d'un massif homogène

et imperméable mais où la terre est : ..^ ^ /:=>^,

remplacée par un corroi, sorte de

mélange d'argile et de sable rendu ' fig. 15.

compacte par l'addition d'un peu de chaux * et tritm-é au moyen de rouleaux ou de disques en fonte. La largeur en couronne ne dépasse pas 5 à 8 mètres ; le talus amont reçoit une pente de 1,5 pour 1 et se compose soit d'un plan incliné, soit d'une série de gradins, le talus aval présente une suite de pentes variant de 1,5 à 2,5 pour 1 et formant d(; petits plans inclinés séparés par des banquettes ; la face d'amont est revêtue soit d'un perré reposant sur une couche de cailloux, soit de petits murs en gradins. Ce type a été surtout appliqué à des retenues destinées à l'ahmentation des canaux à point de partage.

Les nombreuses digues anglaises, exécutées plutôt pour l'alimentation des villes, sont d'un système moins satisfaisant : elles se composent toujours d'un massif central en argile corroyée pénétrant profondement dans le sol et de deux autres massifs en remblais ordinaires cX talus très inchnés ; le premier assure l'étanchéité, les deux autres procurent la résistance grâce à leur grande épaisseur et à leur empattement considérable. M. Rawlinson donne au corroi une épais-

12 litres (le cliaux en poudre par mèlrc cube de corroi (Vallée).

seul- (le 1 pied par 3 pieds d'eau, et aux deux massifs latéraux, des-

FiG. 10.

tinés à protéger ie corroi contre la pression de l'eau d'un côté et l'effet dé l'air de l'autre, des talus de 3 pour 1 à l'amont et 2,5 pour 1 à l'aval. Le remblai est exécuté au wagon sans trituration spéciale.

La digue française de Saint-Ferréol (canal du Midi) est d'un typo mixte qui se rapproche de celui des digues anglaises et qui ne méi'itc guère d'être recommandé : elle est formée d'un mur central en maçonnerie de 34 mètres de hauteur sur lequel s'aj^puient de part et d'autre des massifs en terre limités par des talus à pentes adoucies.

Quand on dispose, pour la fondation de l'ouvrage, d'un terrain suffisamment résistant, les digues en maçonnerie ont une supériorité marquée

au ti^iple point de vue de la résistance, de la durée et de la facilité de l'entretien ; elles ont d'ailleurs l'avantage de se prêter à des calculs, tandis que l'on n'a pour les digues en terre que des données empiriques ; mais les énormes pressions ({ui s'y développent supposent nécessairement qu'elles s'appuient sur le roclier. On donne au mur un profil qui en assure la stabilité propre, et souvent FiG. 17. — Barrage du Fmciis. en outrc uuc coui'bure vers l'amont de manière qu'il forme voûte pour résister à la pression. Un type très rationnel est celui qui a été adopté pour le beau réservoir du Furens (Saint-Étienne), mais il suppose une exécution particulièrement soignée

et l'emploi de matériaux de choix, capables de résister à l'action continue des suintements, conséquence des fissures dues aux variations de la température ; on peut le considérer comme donnant une section minima au-dessus de laquelle il conviendra de se tenir dans les cas ordinaires, bien

q^^'il ne puisse plus être question d'en reve- •Y ' nir aux énormes massifs des barrages espa-

^FiG. 18. - Barrage d'Alicanic. m^ols.Nousrenvoyonsd'ailleurspourlcs méthodes dc calcul aux nombreux traités et documents relatifs à la matière K I.Guillema.n: Encyclopédie des Iravnux puhlks.(myibves(iUmtiMx) (Il.chop. xxv,§7.)

141. Ouvrages accessoires. — Un barrage formant retenue d'eau est nécessairement accompagné do plusieurs ouvrages accessoires, prise d'eau, bo)ide de vidange, déversoir de trop-plein, auxcfuels viennent s'ajouter parfois des bassins de décantation, destinés à recevoir les troubles des affluents, ou des rigoles de ceinture, permettant de les dériver, de manière à diminuer l'importance des envasements.

La prise d'eau, la bonde, le déversoir ne doivent pas être établis dans la digue même, si elle est en terre, parce qu'ils en rompraient l'bomogénéité et y détermineraient des points faibles qui pourraient devenir une cause de rupture : il y a cependant de nombreux barrages où l'on n'a pas observé cette précaution et qui n'en ont pas moins fonctionné avec succès ; c'est d'ailleurs sans inconvénient lorsque les digues sont construites en maçonnerie. La meilleure disposition consiste à ouvrir dans le flanc du coteau, sur l'un

FiG. 19.

des côtés du vallon, un tunnel destiné à recevoir les conduites de prise d'eau et de vidange, et plus haut, sur le même coteau ou sur le coteau opposé, une rigole découverte ou voûtée pour là décharge de superficie, à moins que le déversoir ne communique lui-même avec le tunnel inférieur. Souvent la prise d'eau est placée dans une tour isolée, construite dans la retenue même, en arrière de la digue, et reliée au couronnement par unepassei-elle : des vannes disposées à diverses hauteurs livrent passage à l'eau vers les conduites d'évacuation.

Le déversoir de superficie et la bonde de vidange rejettent les eaux inutilisées dans l'ancien lit du cours d'eau, au fond du thalweg de la vallée ; la vitesse de l'écoulement de ces eaux est grande, et pour éviter les ravinements, il faut d'abord adoucir la pente autant que possible, puis recourir à des revêtements maçonnés sur une certaine longueur.

Afin d'empêcher les vagues, souvent très hautes, que soulèvent les vents à la surface de la retenue, de franchir le couronnement de la digue, ce qui pourrait compromettre le parement 'lavai, on a recours presque toujours à un fort parapet en maçonnerie.

Au réservoir de Mittersheim i, le déversoir de superficie a été rem-