Pentes, vitesses. — 178. Tracé des dérivations

§ 2. Aqueducs découverts. — 179. Rigoles en terre. — 180. Canaux d'amenée servant à la navigation. — 181. Rigoles en maçonnerie.

§ 3. Aqueducs couverts. 182. Leurs avantages. — 183. Section transversale des aqueducs couverts. — 184. Types d'aqueducs couverts. — 185. Mode de construction des aqueducs.

§ 4. Conduites forcées. — 186. Amenée de l'eau en pression. — 187. Matériaux employés.

§ 5. Traversée des vallées. — 188. Arcades. — 189. Ponts-aqueducs. — 190. Mode de construction de ces ouvrages. — 191. Siphons. — 192. Ponts-siphons.

§ 6. Souterrains. — 193. Percement des contreforts. — 194. Section des aqueducs souterrains.

§ 7. Ouvrages accessoires. — 195. Leur objet. — 196. Regards. Puits. Ventouses. — 197. Déversoirs. Décharges. — 198. Têtes de siphons.

GÉNÉRALITÉS

174. Différents modes d'amenée de l'eau. — L'eau destinée à l'alimentation est généralement captée en un lieu plus ou moins éloigné de celui où elle doit être consommée ; il faut donc, avant de la distribuer aux consommateurs, V amener en un point convenablement choisi dans le voisinage. Entre ce point d'arrivée et la prise d'eau, il y aune certaine distance horizontale à franchir, en même temps qu'une différence de niveau dans un sens ou dans l'autre.

Si le point de départ est plus élevé que le point d'arrivée, la pesanteur suffît presque toujours pour obliger l'eau à parcourir la distance horizontale qui les sépare. Imitant alors ce qui se passe dans la nature, où l'eau s'écoule en vertu de la gravité, soit à la surface du sol dont elle suit les pentes, soit dans les canaux qu'elle s'est elle-même creusés dans les couches profondes, on lui fait un Ut artificiel, où on la

conduit après l'avoir détournée de son ancien cours, et où elle se met en mouvement, grâce à la différence de niveau qui lui permet de vaincre la résistance que le frottement sur les parois oppose à son écoulement. C'est ce que Ton appelle une dérivation.

Si c'est le point d'arrivée qui est plus élevé, la pesanteur devient un obstacle qu'il faut vaincre par l'emploi d'une force motrice capable d!élever l'eau jusqu'au niveau qu'elle doit atteindre. Le plus souvent, les machines qui élèvent l'eau lui font en même temps franchir la distance horizontale du départ à l'arrivée. D'autres fois, elles la refoulent tout d'abord à une altitude un peu supérieure à celle du point d'arrivée, à l'origine d'un canal où elle coule ensuite par le seul effet de la gravité : c'est ainsi que la machine de Marly élève l'eau de la Seine au sommet d'un coteau d'où elle gagne Versailles, et que les nouvelles eaux de Constantinople sont portées des bords de la mer Noire jusque sur les collines qui la dominent pour s'écouler ensuite vers Péra dans un aqueduc de grande longueur.

Parfois on est conduit à réunir, pour les amener au même point, des eaux hautes qui pourraient s'y rendre par le seul effet de la gravité, et des eaux basses qui ne sauraient y parvenir sans l'effort des machines. L'aqueduô qui amène à Paris les sources de la Vanne offre un exemple de cette combinaison mixte : des machines jettent dans la dérivation des sources hautes le produit de plusieurs sources basses, de telle sorte que ces dernières ont pu être utilisées sans perdre l'avantage résultant de l'altitude supérieure des autres. C'est ainsi également que le débit du canal de l'Ourcq est renforcé du produit deTnachines élévatoires qui y refoulent l'eau de la Marne.

175. Dérivations. — Le type primitif des dérivations est la rigole en terre tout à fait analogue au lit naturel que se creusent les cours d'eau au fond des vallées. La nécessité de prévenir les corrosions des parois de ce canal et surtout d'empêcher les infiltrations dans un sol perméable a conduit à en revêtir le fond et les bords de bois ou de maçonnerie, à faire des aqueducs découverts. Puis le besoin de protéger l'eau contre les agents naturels de contamination, de la mettre à l'abri des variations dé température, l'obligation de vaincre les obstacles naturels que la topographie du terrain oppose parfois au tracé des rigoles, ont donné naissance aux aqueducs couverts en maçonnerie, aux conduites en bois, en poterie, en métal. Pour franchir les vallées, on a dû supporter la rigole, couverte ou non, au moyen d^arcades, et créer les 2^onts-aqueducs, ou recourir aux sij^hons, c'est-à-dire à des conduites posées suivant les déclivités du sol et dans lesquelles l'eau descendant d'abord jusqu'au fond de la dépression naturelle à traverser remonte ensuite sur l'autre versant à une hauteur un peu moinche. Pour passer d'un côté à l'autre d'un contrefort, on a imaginé de percer des souterrains dans le sol meuble ou dans le roc.

§ 1. — GENERALITES - . 189

Quelque soit d'ailleurs parmi les divers types de dérivations celui que l'on ait choisi, l'écoulement s'y produira toujours en vertu de la penie totale dont on dispose et d'où résulte la charge qui permet de vaincre le frottement. La ligne qui joint le point de départ au point d'arrivée prend le nom de ligne de pente ou ligne de charge. Si la pente est uniformément répartie sur toute la longueur, l'eau tend à prendre un mouvement uniforme, dans le cas contraire son mouvement est varié. Lorsque rien ne s'y oppose, sa surface s'établit '^suivant la ligne de pente même, qui se confond alors avec la ligne d'eau; c'est ce qui arrive dans les aqueducs découverts ou fermés dont le -profil suit précisément cette ligne et auxquels s'applique l'appellation de conduites ou aqueducs libres. Lors-

FiG. 60.

que le profil s'écarte de la ligne de pente et s'abaisse en contre-bas pour remonter plus loin à son niveau, l'eau ne peut le suivre qu'à la condition d'être enfermée dans un tuyau qu'elle remplit comjDlètement, où elle se met en pression et qui constitue une conduite forcée.

Les anciens n'employaient les conduites forcées que. pour des écoulements de peu d'importance, sauf de rares exceptions ; mais ils ont construit des conduites libres de grandes dimensions, parmi lesquelles les plus célèbres, les neuf aqueducs de l'Ancienne Rome, présentaient des longueurs comprises entre 16 Idl. 6 (Appia) et 91 kil. 6 {Anio vêtus). Dans les dérivations modernes, les conduites forcées jouent un rôle considérable, bien que la majeure partie en soit toujours exécutée en conduites libres. Au point de vue de la longueur totale, ce sont celles qui ont été exécutées pour l'alimentation de Paris, la Dhuis et la Vanne, qui tiennent le premier rang,^elles ont respectivement 131 et 173 kilomètres de longueur ; on peut citer ensuite Vienne 98 kilomètres, Naples 83, Francfort 82, New-York {Croton) 65.

176. Formules de l'écoulement dans les canaux découverts et les tuyaux. — Nous ne traiterons pas ici des lois de l'écoulement de l'eau dans les canaux découverts ou dans les tuyaux, et nous nous bornerons à rappeler que les formules employées pour résoudre les problèmes qui se présentent dans la pratique, et qui donnent la relation entre la pente, la section, la vitesse moyenne et le débit dans un aqueduc, sont en général encore celles dues à de Prony et à MM. Darcy et Bazin.

La formule de Prony, applicable aux parois de toute nature, est de la forme :

RI = a« + j&«2

R est le raijon moxjen ou en d'autres termes le rapport y entre la secion mouillée £2 et le périmètre mouillé y , I la pente ou la chax'ge par niè-

tre, u la vitesse moyenne, a et h des coefficients numériques constants

pour lesquels Prony a donné les nombres :

a = 0,0000444 , n — OÙOOMTi

A = 0, 000309 découverls) ;,~o 000348 i^^^^^^)-

ot Eytelweiu '

Dans la formule de Darcy et Bazin :