LOIRE

brûle.

DÉGROS - SISSEURS.

BASSiN

no 6.

COLLEC- TEUR

général.

Après 5 jours : Nombre de germes par c. c. .

10 jours: —

15 jours: —

20 jours: —

25 jours : —

30 jours: —

— Recherche du B. coli

40 jours : Nombre de germes par ce.

— Recherche du B. coli

50 jours : Nombre de germes par ce..

— Recherche du B. coli

paracoli

75 jours : Nombre de germes par ce.

— Recherche du B. coli

100 jours : Nombre de germes parc c. .

— Recherche du B. coli

En résumé, les dégrossisseurs, méthodiquement combinés, sont des appareils efficaces pour faciliter le travail des filtres à sable et augmenter leur durée. Ils rendent possible la suppression des bassins de décantation dont les inconvénients sont nombreux.

Après les appareils de préfiltration, citons encore les appareils de

(1) Bulletin du Lab. de bactériologie de l'Institut Pasteur de la Loire-Inférieure. Nantes, 1905.

Maignen appliqués à Lowcr Roxborough, près de Philadelphie : il3 sont constitués par des couches de gravier, de coke, de scories, d'éponges comprimées maintenues entre une plaque métallique perforée et un plancher non jointif en bois ; l'utilisation de matières telles que l'éponge, le bois, dans ce genre d'opérations, nous paraît très critiquable.

Double filtration. — Dans certaines installations, notamment à Zurich, à Vienne, à Philadelphie, on fait subir une seconde filtration à l'eau déjà décantée ou préfiltrée et filtrée sur le sable fin : l'application originale de ce procédé, mis enusagepar Gôtze pour la ville de Brème, est revendiquée par Puech. La double filtration, d'après Gôtze, diminuerait le nombre de germes, surtout lorsque les eaux brutes en contiennent des nombres énormes, en temps de crue, par exemple, et assurerait de meilleurs résultats.

Parmi les dernières installations de double filtrage au sable, l'une des plus perfectionnées est celle que vient d'établir la Compagnie générale des Eauxde la banlieue de Paris, à Suresnes, pour l'épuration de l'eau de la Seine, en vue de l'alimentation des communes de Suresnes, Courbevoie, Colombes, Bois-Colombes, Nanterre, Gennevilliers, Asnières, Rueil (34000 mètres cubes par 24 heures). L'eau de Seine puisée au barrage de Suresnes est élevée presque au sommet du Mont Valérien où elle subit un dégrossissage d'après le procédé Puech, et une double filtration. Les bassins sont disposés en cascade et dans chaque opération l'eau passe d'un bassin à un autre en s'écoulant en large nappe mince et par conséquent en s'aérant. L'épaisseur de la couche de sable de Seine est de 90 centimètres. La vitesse de la seconde filtration est de 3 mètres cubes par mètre carré de filtre et par vingt-quatre heures. Un laboratoire de bactériologie dirigé avec toute la compétence voulue permet de vérifier la marche des appareils. Les résultats de cette installation très perfectionnée seront fort intéressants à suivre.

Filtration intermittente. — La filtration intermittente a été étudiée, mais dans des conditions défectueuses, à Lawrence. Le filtre était vidé et mis au repos tous les jours. On a reconnu que l'oxydation de la matière organique et la nitrification étaient plus appréciables que dans les filtres ordinaires.

Allen Hazen recommande particulièrement ce procédé pour les eaux très chargées de matières organiques.

Filtres non submergés et continus. — Les filtres non submergés sont étudiés en ce moment par Miquel et Mouchet (1). Ces savants ont obtenu déjà, dans des installations d'essai, des résultats extrêmement remarquables.

(1) Miquel et Mouchet, Nouvelles recherches sur l'épuration des eaux de source et de rivière par les filtres à sable non submerges. Annales de l'Observatoire municipal de la Ville de Paris, t. VI, 1905.

La ville de Ghûteaudun expérimente actuellement ce procédé.

Le filtre est formé, de bas en haut, de matériaux de drainage et de soutien, occupant une hauteur de 0m,80, et d'une couche de sable de Seine très fin de lm,17 d'épaisseur. L'arrivée de l'eau à la surface est réglée de manière que le filtre ne soit pas submergé.

Dans les essais effectués avec l'eau de source, Miquela constaté dès le quatrième jour que le B. coli n'existait plus dans l'eau filtrée. En augmentant progressivement le débit jusqu'à 2m,430 par vingtquatre heures, môme après 70 jours de marche, on ne trouvait plus le B. coll. Dans ce laps de temps le fonctionnement intermittent n'a pas eu de résultats fâcheux. Enfin, avec un débit de 0m,l par heure, c'est-à-dire de 2m, 10 par vingt-quatre heures, chiffre adopté dans la plupart des installations filtrantes, après 44 semaines de marche l'eau filtrée ne contient pas le B. coll (essai sur 440 centimètres cubes d'eau). - Quant au nombre des bactéries, nous reproduisons ci-dessous les chiffres les plus intéressants :

Bactéries.

Semaines. Eau de source. Eau de rivière (Ourcq).

Brute.

Filtrée.

Brute.

Filtrée.

La moyenne des germes dans l'eau de source brute étant de 1870, l'eau sortant du filtre non submergé en contient 250 par centimètre cube : le coefficient apparent d'épuration serait donc de 7 d'après le nombre de germes ; il serait de 1080 d'après la teneur en B. coll. Les résultats obtenus pour l'épuration de l'eau de l'Ourcq sont encore plus remarquables avec des vitesses de filtration de lm,800. — Au cours des expériences le filtre fut accidentellement inondé par l'eau brute et le B. coli passa dans l'eau filtrée.

Miquel et Mouchet résument ainsi leurs recherches : « Ces résultats expérimentaux obtenus avec constance depuis plus d'un an nous font espérer:

« 1° Que la purification mécanique des eaux de source non obtenue jusqu'à ce jour sera rendue possible au moyen des filtres à sable non submergés ;

« 2° Que la purification des eaux de rivière, actuellement obtenue au moyen des bassins à sable submergés, sera rendue plus sûre et plus parfaite avec les filtres à sable non submergés.

a Enfin ({lie les filtres à sable non submergés devront toujours Ponctionner à couvert, tant pour rester à l'abri des gelées que des végétations alguaires ou autres qui peuvent promptement imperméabiliser leur surface. »

Ces déductions intéressantes reposent surtout sur le fait de la disparition du B. coli dans Peau filtrée : Miquel admet « qu'une eau qui ne présente plus le bacille d'Escherich et qui, par là, se montre dépourvue de souillures dues aux déjections animales ne saurait être soupçonnée de véhiculer le bacille typhique toujours accompagné du Bacillus coli commune. »

Nous souscrivons à cette opinion lorsqu'il s'agit d'eaux brutes; et nous admettons que l'eau brute qui ne renferme pas de B. coli ne recèle pas le B. typhique ou le V. cholérique. Mais nous estimons jusqu'à preuve du contraire que le B. typhique comme le V. cholérique et d'autres espèces pathogènes peuvent traverser un filtre alors que le B. coli sera retenu, et par conséquent, qu'une eau filtrée renfermant encore un certain nombre de germes provenant d'une eau dangereusement souillée peut véhiculer des espèces pathogènes malgré l'arrêt du B. coli dans le filtre.

D'ailleurs nous avons reconnu expérimentalement ce fait, que le B. pyocyanique peut traverser un filtre à sable où le B. coli est retenu .

Résultats de la fil trat ion par les filtres à sable submergés. — Il y a quelques années on ne demandait aux appareils d'épuration que de transformer une eau trouble en une eau limpide, et les filtres à sable ordinaires donnaient toute satisfaction ; mais depuis la connaissance de la transmission de certaines épidémies par l'eau, on a cherché à obtenir des eaux filtrées renfermant le moins possible de matière organique et un très petit nombre de microbes, espérant ainsi éliminer les toxines et les germes pathogènes : sous ce rapport les résultats sont moins satisfaisants, car les meilleurs filtres à sable laissent passer de 50 à 400 germes par centimètre cube, et la moitié environ de la matière organique soluble.

La numération rapide des germes, autrefois considérée comme suffisante, est accompagnée maintenant de recherches spéciales du B. coli, espèce généralement répandue dans les eaux soumises à la filtration et assez facile à reconnaître (bien que les caractères de la culture en bouillon phéniqué, dont on se contente souvent dans les essais des filtres à sable, soient insuffisants pour la définir).

Actuellement, on se préoccupe de savoir si le filtre effectue une sélection des germes, laissant passer quelques bactéries d'espèces banales ou inoffensives et arrêtant les espèces suspectes ou pathogènes. Le laboratoire de bactériologie est donc devenu l'auxiliaire indispensable de toute installation de filtrage artificiel et la marche des appareils est réglée sur les résultats bactériologiques. La filtra-

tion, de ce fait, a revêtu un caractère plus scientifique, et les anciens filtres à sable ordinaires se transforment ou s'établissent sous le cachet de « filtres à sable scientifiquement construits et bactériologiquement conduits ». Les installations nouvelles réalisent clone des progrès marqués. Mais on ne peut encore dire que la filtration sur sable soit régulièrement capable de transformer une eau impure ou susceptible de devenir dangereuse en une eau constamment pure et inoffensive : les eaux sont « améliorées », rien de plus, et, suivant l'avis de Koch (1), « aucun filtre ne peut parer au danger d'une infection : le stérilisateur est le seul moyen ». Miquel et Gambier (2) disent de même très justement que les filtres à sable fournissent de l'eau généralement assez bien épurée, mais jamais stérilisée, même pendant la meilleure période de maturité du filtre.

Cette réserve dans l'appréciation de la qualité des eaux filtrées est motivée par les résultats des analyses chimiques et surtout bactériologiques, et aussi par les résultats sanitaires.

Les recherches bactériologiques démontrent que dans toutes les installations européennes et américaines les germes passent à travers les filtres, comme nous l'avons dit précédemment, en nombre variable, mais généralement restent supérieurs à 100 par centimètre cube (3).

Les filtres réalisent souvent une réduction très considérable du nombre des germes. Toutefois les « coefficients de réduction » élevés ne correspondent pas toujours à une épuration très parfaite. En effet, si l'on opère sur des eaux très peuplées en germes, il ne sera pas difficile d'obtenir une réduction très forte du nombre primitif, tout en recueillant une eau encore impropre à l'alimentation : ainsi la filtration même grossière d'une eau d'égout contenant au début 3 000 000 de germes par centimètre cube pourrait donner une eau filtrée n'en contenant plus que 3 000, mais certainement impotable : cependant le coefficient d'épuration serait de 99,9 p. 100. — Les résultats sont tout autres et les coefficients d'épuration moins satisfaisants lorsque les eaux traitées sont pauvres en germes. Il n'est même pas rare d'observer des coefficients inverses, c'est-à-dire de trouver plus de bactéries dans l'eau filtrée que dans l'eau brute.

Quoi qu'il en soit, dans certaines périodes de la marche d'un filtre à sable bien établi et bien conduit, on arrive à recueillir des eaux ne renfermant plus qu'un très petit nombre de germes.

Au point de vue de la sélection des espèces bactériennes sur les

(1) Dr J. Tallayrach, La lutte contre la lièvre typhoïde. Revue d'hygiène, 20 avril 1904.

(2) Miquel et Camuiek, Traité de bactériologie pure et appliquée, 1902, Naud, Paris.

(3) On trouve dans les numérations effectuées par certains laboratoires, surtout américains et allemands, des nombres inférieurs; mais il ne faut pas oublier que les chiffres de germes sont le plus souvent déterminés après quarante-huit heures de culture seulement et devraient être multipliés par le coefficient un peu fantaisiste 7, et qu'en réalité souvent l'indication de 50 germes en représenterait 350 environ.

Traité i>'hygiène. H. — 25

filtres, on a reconnu que les divers germes faciles à caractériser (Bacillus violaceus (1), levures, B.prodigiosus, B. coli, B. fluorescens liqaef. et non liq.) étaient susceptibles de traverser les filtres;

néanmoins, il peut se produire un certain changement dans les proportions relatives de chaque espèce : c'est ainsi que, d'après Miquel et le Service micrographique de l'Observatoire municipal de Paris, l'eau de la Marne, qui renferme constamment le B. coli, ne contiendrait plus ce germe après passage sur les filtres de Saint-Maur que dans 26 à 56 p. 100 des échantillons examinés [l'examen étant fait sur 40 centimètres cubes (2)]. Ce fait a acquis une telle importance qu'actuellement on règle la distribution de l'eau filtrée à Paris d'après la présence du B. coli (3).

(J) C. Frjenkel et Piefke, Zeitsch, f. Hyg., 1890.

(:!) Annales de l'Observatoire de Montsouris, t. VI, 1905, Paris.

(3) A. — Règles pour le fonctionnement des filtres de la ville de Paris à Ivry et à Saint-Maur.

« 1° L'eau des bassins filtrants ne doit être mise en service privé que lorsqu'elle ne donne pas de bacille du colon depuis cinq jours consécutifs.

« 2° Lorque l'eau d'un bassin filtrant, mise dans le service privé, renferme deux jours de suite des Bacillus coli, ce bassin filtrant doit être abandonné, c'est-à-dire mis en décharge, et il ne doit être remis en service privé que lorsque les conditions ci-dessus sont remplies.

« Les laboratoires procèdent aux travaux suivants :

« 1° Tous les jours, recherche du Bacillus coli dans les eaux filtrées par les précédents filtres en service ou en maturation;

« 2° Tous les jours, numération des bactéries dans l'eau filtrée du réservoir collecteur;

« 3° Quand les eaux sont envoyées dans le service privé, recherche du bacille d'Eberth deux à trois fois par semaine.

« 4° Tous les jours, détermination de l'oxygène dissous et de la matière organique dans l'eau brute et dans l'eau de deux filtres au moins. »

On voit par ce règlement que la présence du B. coli est considérée comme la preuve suffisante de la mauvaise marche d'un filtre. Dans ces conditions, le fonctionnement des filtres devient assez onéreux : aux dépenses ordinaires d'entretien s'ajoutent les frais d'élévation d'eaux qui ne sont pas utilisées.

B. — Voici les règles fixées en Allemagne par le Kaiserlicher GesundJieitsamt, pour la filtration par le sable (1894, 1899).

§ 1. — a) L'effet d'un filtre peut être regardé comme satisfaisant, lorsqu'il réduit le nombre des germes au minimum, sans dépasser la limite que l'expérience a montré pouvoir être atteinte par l'ouvrage considéré. On prendra pour règle générale que le produit d'un filtre ne devra pas contenir plus de 100 germes environ par centimètre cube.

b) L'eau filtrée doit être aussi claire que possible, et en ce qui regarde la couleur, le goût, la température et la composition chimique, ne doit pas être plus mauvaise qu'avant la filtration.

§ 2. — Pour contrôler constamment l'efficacité bactériologique de la filtration, on doit analyser tous les jours le produit de chaque filtre isolément : tout accroissement brusque du nombre des bactéries doit faire soupçonner et rechercher une cause de perturbation.

Cet examen journalier est surtout nécessaire.

a) Après la réfection complète d'un filtre, jusqu'à sa maturité;

Jb) Après chaque nettoyage partiel et au moins deux jours après;

c) Quand la perte de charge arrive aux deux tiers du maximum qu'on s'est fixé;

d) Lorsque la pression vient brusquement à manquer;

e) En toutes circonstances exceptionnelles et notamment en temps de crues.

§ 3. — Pour permettre les recherches bactériologiques mentionnées au § 1,

Voici quelques chiffres concernant les filtres de la Ville de Paris : Filtration de la Marne à Saint-Maur (Ville de Paris).

Eau brute

— filtrée

chaque filtre doit être construit de façon qu'on puisse à tout instant prélever un échantillon de l'eau qu'il fournit.

§ 4. — Pour assurer l'uniformité de méthode des analyses bactériologiques, le procédé suivant est recommandé.

Le milieu nutritif sera la gélatine peptonifiée à l'extrait de viande (Fleischwasser- Peptongelatine) à 10 p. 100. On conservera les plaques aux environs de 20°, et on fera la numération des colonies à la loupe, quarante-huit heures après l'ensemencement.

Si l'on conserve les plaques à une température inférieure à 20°, le développement des colonies étant lent, la numération devra être plus tardive.

Si le nombre des bactéries par centimètre cube dépasse 100, la numération est facilitée par l'appareil Wolffhiïgel.

§ 5. — Les personnes auxquelles l'analyse bactériologique est confiée doivent fournir la preuve qu'elles possèdent les connaissances requises à cet effet. Elles appartiendront autant que possible au personnel normal de l'installation.

$ 6. — Lorsque l'eau d'un filtre n'est plus suffisamment pure, elle doit être rejetée de l'alimentation, jusqu'à ce que la cause du mauvais fonctionnement soit découverte et qu'on y ait porté -remède.

§ 7. — Pour permettre de rejeter l'eau provenant d'un filtre lorsqu'elle ne répond plus aux conditions voulues (§ 6), chaque filtre doit être muni d'un dispositif capable de réaliser l'isolement et l'évacuation séparée du produit de ce filtre. Cette évacuation devra se faire notamment : 1° pendant un certain temps après qu'on a nettoyé la couche supérieure de sable; 2° après qu'on a renouvelé entièrement cette couche. Le directeur appréciera, d'après l'expérience que lui auront donnée les analyses bactériologiques, au bout de combien de temps après le nettoyage ou le renouvellement du sable, le filtre aura recouvré son efficacité et pourra être remis en service.

§ 8. — Une bonne installation doit comporter une surface filtrante largement calculée et une réserve suffisante, afin que la vitesse de filtration reste modérée et soit bien proportionnée aux conditions locales et à la qualité de l'eau brute.

§ 9. — Chaque filtre doit pouvoir se régler directement, et on doit pouvoir contrôler la qualité et les caractères de son produit, ainsi que sa perte de charge : il doit pouvoir être vidé seul complètement, et après un nettoyage, on doit pouvoir le remplir de bas en haut jusqu'au-dessus de la surface supérieure du sable.

§ 10. — La vitesse de filtration doit pouvoir être réglée convenablement et rendue uniforme pour chaque filtre : elle devra être à l'abri de toute variation ou interruption brusque. Dans ce but, des réservoirs d'eau filtrée répondront aux variations horaires de la consommation.

§ 11. — Les filtres seront établis de manière que leur fonctionnement ne puisse ctre influencé par les variations du niveau des puisards et réservoirs de distribution.

§ 12. — La pression (perte de charge) admissible sera déterminée clans chaque cas par l'expérience bactériologique. On ne la laissera jamais atteindre une valeur telle que la couche supérieure puisse se crevasser.

§ 13. — Les filtres seront construits de manière que tous les points travaillent uniformément.

§ 14. — Les parois et le fond des filtres seront étanches, et toute ouverture par

J. OGIKK ET ED. BONJEAN

L'EAU. PURIFICATION

Filtration de l'eau de Seine à Ivry et de l'eau de la Marne à Saint-Maur, d'après les travaux de l'Observatoire de Montsouris.

Janvier 1905.

Eau brute .

— filtrée ,

Février 1905.

Eau brute ,

— filtrée

Mars 1905.

Eau brute

— filtrée

Avril 1905.

Eau brute

— filtrée

Mai 1905.

Eau brute

— filtrée

Juin 1905.

Eau brute

— filtrée

Eau de Seine.

Matière

organique,

Bactéries par c. c.

Bacille (1) du côlon.

Matière organique.

Bactéries par c. c-

Bacille (1 du côlon.

(1) Les chiffres indiqués dans cette colonne expriment le nombre pour 100 des échantillons ayant donné le B. coli sur 40 cent, cubes d'eau.

Au point de vue chimique, on constate une réduction très irrégulière de la matière organique oxydable par le permanganate de potassium. Par exemple, nous avons relevé les chiffres suivants, obtenus dans des installations à l'étranger.

Matière organique.

Zurich, avant filtration 3,76

— après filtration 3,04

Berlin, avant filtration 6,6

— après filtration 4,7

On peut se rendre compte de la variation de divers éléments d'après les déterminations de Percy Frankland sur l'eau de la rivière Ouse.

où l'eau extérieure pourrait s'introduire dans les canaux d'eau filtrée sera soigneusement fermée; les puits de visite et d'aérage d'eau filtrée seront bien étanches.

g lô. — L'épaisseur de la couche de sable fin sera telle qu'elle ne descende jamais par suite des nettoyages au-dessous de 0"i,30 et si possible de 0^,40.

§ 16. — Toute ville allemande ayant des filtres à sable est invitée à adresser au K. Gesundheitsamt des rapports trimestriels rendant compte, surtout au point de vue de l'efficacité bactériologique, des résultats obtenus ; une description de Installation doit être jointe au premier rapport.

Avant Après

filtration. filtration.

milligr. milligr.

Matière solide totale 248,00 262,00

Carbone organique 1,23 1,19

Azote 0,25 0,22

Ammoniaque 0 0

Azote des nitrates et nitrites (1) 0,77(1) 0,89 (1)

Azote total combiné (1) 1,02(1) 1,11(1)

Chlore 16,00 16,00

Les variations sont, comme on le voit, très minimes.

Voici encore d'autres chiffres extraits des travaux [de la station expérimentale de Lawrence (Massachusetts) Les modifications sont plus accentuées.

Eau brute. Eau filtrée.

Matière organique 3,9 2,8

Ammoniaque libre 0,084 0,068

— albuminoïde 0,202 0,109

Nitrites en ^zote 0,140 0,310

Nitrates en azote 0,003 0,005

Les déterminations d'Albert Lévy sur les eaux filtrées de la Seine et de la Marne et de tous les analystes sur les différentes installations de filtres à sable donnent des résultats analogues.

En somme, la filtration modifie peu la composition chimique de l'eau : elle retient les .corps en suspension, ne retient pas ou à peine les éléments chimiques solubles et laisse subsister dans feau une grande partie de la matière organique sans lui faire subir de modifications appréciables.

Enfin, au point de vue sanitaire, les opinions sur la ^valeur des filtres sont très partagées, et, pour s'en rendre compte, il suffit de lire les discussions qui ont eu lieu ces derniers temps, sur les eaux filtrées, à la Société d'hygiène publique (1904) (2). Les faits ont été généralement exagérés de part et d'autre, et à l'aide de statistiques différemment maniées, on a pu faire enregistrer à l'actif de la filtration des résultats très opposés.

Il y a lieu de ne pas plus exagérer la portée de l'exemple classique de la ville d'Altona, épargnée par le choléra grâce à la filtration de l'eau, que celui des villes de Cherbourg (3), de Castres (4), etc., frappées de fièvre typhoïde, malgré l'usage d'eaux filtrées.

On ne saurait nier que, dans beaucoup de cas, la filtration lente sur sable d'eaux contaminées a grandement amélioré la situation sanitaire de diverses villes autrefois alimentées par les mêmes eaux non

(1) Les procédés de dosage ne permettent pas d'apprécier avec certitude la valeur de ces chiffres dans de telles limites.

(2) Revue d'hygiène et de police sanitaire, 1904.

(3) Vaillard, Fièvre typhoïde à Cherbourg, liée, des Trav. du Comité consult. d' hygiène, t. XXIX, 1899, p. 16.

(4) Chantemisssk, Fièvre typhoïde à Castres. Ibid., t. XXVIII, 189s, p. 181.

titrées ( I : mais il serait exagéré de croire que la filtra ti on seule suffira toujours — dans les conditions où fonctionnent actuellement les filtres ordinaires — à garantir ces villes des épidémies d'origine hydrique. La filtrai ion bien conduite diminue fortement le nombre des germes pathogènes, — et c'est un résultat très important, — mais elle ne les arrête pas tous, et le petit nombre de ceux qui restent peut devenir considérable en peu de temps, par suite de leur prolifération dans les réservoirs et conduites. Il ne faut donc pas voir, dans la filtration, une barrière infranchissable aux maladies transmissibles par l'eau de boisson. Ce procédé d'épuration est évidemment recommandablc dans les cas où Ton ne peut se procurer que des eaux superficielles, troubles et contaminées, et lorsqu'il est impossible de procéder à une véritable stérilisation.

Bien des points sont encore obscurs dans le mécanisme de la filtration, et la question reste à l'étude.

Puits filtrants, système Lefort. — Les puits filtrants préconisés par Lefort sont des appareils qui peuvent être rapprochés des filtres à sable. Ils ont été proposés pour l'alimentation de la ville de Nantes en eau de Loire filtrée (1889).

Un puits d'essai a» été établi à la pointe orientale de l'île Beaulieu, où le courant de la Loire est assez fort. Le sol est formé par une alluvion sableuse, très pure, reposant sur un dépôt de « jalle » (vase compacte) qui constitue le lit du fleuve. Ce puits avait 2 mètres de diamètre et 7 mètres de profondeur. La maçonnerie en chaux hydraulique était percée sur toute sa hauteur de barbacanes disposées en rangs horizontaux espacés de 0m,50, pouvant s'ouvrir et se fermer à volonté. Le puits donnait 1500 mètres cubes par jour d'eau de Loire, claire et privée de limon : la qualité des eaux était différente suivant le rang* des barbacanes où on la recueillait; les plus rapprochées de la jalle, donnant des eaux ferrugineuses et peu propres aux usages domestiques. Au point de vue bactériologique, les résultats ont élé de l'ordre de ceux que donnerait une filtration artificielle médiocre (2).

A la suite de ces essais, Lefort a proposé d'établir au milieu d'un bras de la Loire un massif filtrant, constitué par un îlot de sables rapportés, s'élevant de 0m,36 au-dessus des plus hautes eaux de la Loire, et encadré dans des digues d'enrochement. Ces digues, devaient être reliées transversalement par des cordons en débris de carrières, de manière à former treize fosses de 30 mètres de longueur et de 23 mètres de largeur moyenne, complètement indépendantes. Au milieu des fosses on devait établir un puits pour écouler l'eau du massif. Chaque puits, de 3 mètres de diamètre intérieur, et formé d'une enveloppe en tôle galvanisée renforcée par une maçonnerie de briques

(1) Chabal, Fièvre typhoïde et filtres à sable, Revue d'hygiène, avril 190.1,

(2) Recueil des Ir.àv. du Comité consul t. d'hygiène, t. XXII, 1852, p. 466.

et mortier de ciment, devait être pourvu de 18 rangées horizontales d'orifices d'écoulement distantes de 0 m, 50.

Chaque rangée comprenait huit barbacanes mobiles, formées d'un cylindre en métal s'adaptant à une gaine faisant partie intégrante du puits.

Les eaux devaient être recueillies dans un collecteur circulaire. Chaque arrivée d'eau pouvait être isolée.

La filtration devait s'exercer à travers une épaisseur de 11 mètres de sable. — Ce projet n'a pas été exécuté (1).

Filtres rapides. — Filtres américains. — En dehors des filtres à faible débit, tels qu'ils sont ordinairement employés en Europe, il existe un grand nombre d'installations filtrantes où Ton cherche à éviter la formation de la membrane biologique, de manière à obtenir un débit plus considérable.

Ces sortes de filtres rapides ont été surtout employés aux États- Unis ; on les désigne quelquefois sous le nom de « filtres américains » ou « filtres rapides », le nom de « filtres anglais » étant ordinairement appliqué aux filtres lents.

La nécessité d'obtenir, soit pour la boisson, soit pour les usages industriels, une eau parfaitement limpide avec des eaux de fleuve souvent souillées de matières en suspension très ténues que les filtres ordinaires ne réussissent pas toujours à arrêter, a conduit à purifier l'eau, avant le filtrage, par des agents chimiques coagulants, comme l'alun ou le sulfate d'alumine. Les dépôts floconneux qui se forment par l'emploi de ces substances ont pour effet d'entraîner les matières minérales en suspension, et aussi dans une certaine mesure les microorganismes. La filtration consécutive sur le sable a pour but de retenir ces dépôts floconneux; elle peut être conduite très rapidement; la surface du filtre est nettoyée à des intervalles rapprochés, dès que la couche devient trop épaisse et que le débit commence à se ralentir.

L'avantage principal des filtres rapides est d'occuper une surface beaucoup moindre que les filtres lents; l'économie réalisée de ce chef est d'ailleurs compensée par la complication plus grande des appareils, la main-d'œuvre plus élevée, la dépense des produits chimiques ajoutés : en sorte que le prix de revient du mètre cube est à peu près le même dans les deux systèmes.

Un autre avantage des filtres rapides est d'éviter, pendant la saison froide, la production de glace, très gênante sur les filtres lents à ciel ouvert : il est facile, en effet, vu la petite dimension des appareils, de les couvrir, et de les installer dans des locaux fermés et au besoin chauffés.

(1) Jacquot, Système de filtration d'eau de rivière dit système Lefort. Rec. des Trav. du Comité consult. d'/njyiène, 1896, t. XXVI, p. 7; et G. Pouchet, Ibid., 1891, t. XXI, p. 196.

L'EAU. PURIFICATION

coagulant

mélange intime avec

Il n'entre pas dans notre plan de décrire les nombreuses installations de filtres rapides qui existent aux Étals-Unis et ailleurs (par exemple Alexandrie, Trieste, York, Wolverhampton, Nijni- Novgorod, Moscou, etc.). Nous nous contenterons d'indiquer les traits essentiels de ces appareils et les résultats obtenus.

Les fillrcs rapides (fig. 65) sont souvent précédés d'un bassin de décantation, où l'eau abandonne, par gravité, ses impuretés les plus grossières. — Elle passe ensuite dans un récipient où se fait le mélange avec le réactif chimique coagulant, qui est presque toujours le sulfate d'alumine. La quantité de réactif doit être parfaitement

déterminée, selon la composition de l'eau à traiter. Des appareils ingénieux ont été imaginés pour obtenir une distribution régulière du et assurer son eau.

La matière filtrante est ordinairement du sable fin, en grains de 0mm,3 à 0mm,5 de diamètre. L'épaisseur de la couche varie de 0m,60 à lm,50. Ce sable repose sur un fond perforé de nombreux orifices très petits.

Le récipient est en tôle, bois, béton, ou ciment armé.

Certains appareils fonctionnent sans pression ; d'autres sont fermés et fonctionnent avec pression. Le lavage de la surface du filtre se fait de la manière la plus simple, par renversement du sens d'arrivée de l'eau, et évacuation des boues accumulées à la surface : il est naturellement préférable d'opérer ce lavage avec de l'eau déjà filtrée. Des engins mécaniques de diverses formes facilitent l'agitation de la couche supérieure du sable et l'élimination des boues. Quelquefois l'agitation est produite par une insufflation d'air. Un nettoyage plus complet de la matière filtrante est nécessaire, à des intervalles plus ou moins rapprochés, selon la nature de l'eau traitée ; par exemple une ou deux fois par an avec les eaux ordinaires, et plus souvent lorsque l'eau abandonne des matières grasses. Ce nettoyage se fait avec du carbonate de soude, que l'on place à la surface du filtre (celui-ci étant recouvert d'un peu d'eau), à raison d'environ 2k&,500 par mètre carré. Le sel se dissout, reste en contact pendant plusieurs heures avec le sable ; on procède ensuite à un nettoyage ordinaire. — Il est préférable d'opérer à chaud, en faisant

Fig. 6ê>. — Coupe schématique d'un filtre rapide.

A, B, arrivée de l'eau; a, couche de sable; c, graviers; C, sortie de l'eau; BDE, entrée et sortie de l'eau pour le nettoyage.

arriver un courant de vapeur sous pression ; on lave ensuite et on laisse perdre une certaine quantité des premières eaux de filtrage, jusqu'à élimination complète du carbonate de soude.

Un organe important des filtres rapides est le controller, ou régulateur automatique chargé d'assurer la constance du débit. Citons par exemple le controller du filtre Jewell, l'un des plus employés ; c'est un récipient de fonte divisé par des cloisons intérieures formant une sorte de siphon; un flotteur sphérique en cuivre commande la valve d'entrée, et maintient la constance du niveau et du débit.

Parmi les filtres nombreux appliqués aux Etats-Unis, mentionnons, sans les décrire, le New-York filter, le Warren fdter, le Riddell filter, le Torrent fdter, les filtres Gerson, Cummings, Weaver, Manhattan, Loomis-Manning , etc.

Résultats obtenus avec les filtres rapides. — De nombreuses expériences méthodiques ont été laites en Amérique sur le fonctionnement et l'efficacité des filtres rapides. Citons, par exemple, les essais entrepris en 1897-1898, par Allen Hazen, à Pittsburg. — L'eau utilisée dans cette ville est celle du fleuve Allegheny : elle est fortement souillée de matières organiques; elle est parfois très trouble et exhale une odeur de pétrole. — Des expériences comparatives ont été effectuées avec deux bassins de sable à filtration lente, ou filtres anglais, et avec des filtres rapides, systèmes Warren, Jewell et Fischer.

Avec les filtres anglais, fonctionnant à raison de 3 mètres cubes par jour et par mètre carré, on obtint de très bons résultats au point de vue bactériologique, la diminution des microorganismes atteignant 99 p. 100. La composition chimique était peu modifiée. L'azote albuminoïde était réduit de 47 p. 100; le fer, de 65 p. 100. Il a été reconnu qu'un bassin de décantation était tout à fait utile. Cependant les filtres anglais ne parvenaient pas à clarifier complètement l'eau, lorsque celle-ci tenait en suspension des matériaux argileux très ténus.

Les filtres rapides Warren et Jewell ont fonctionné à raison de 90 à 120 mètres cubes par jour. Tous deux ont un bassin de sédimentation. Dans le premier de ces filtres, l'épaisseur du sable est de 0m,69 ; la grosseur des grains 0mm,6; dans le Jewell, les grains sont plus petits et l'épaisseur plus grande (lm,42). La dose de sulfate d'alumine ajoutée était en moyenne de 1 grain 28 par gallon (0&l',018 par litre).

L'effet du sulfate d'alumine est double : il permet d'oblenir une eau parfaitement limpide, et il agit puissamment pour emprisonner et retenir les bactéries. La diminution est jusqu'à un certain point proportionnelle à la dose du sulfate d'alumine : avec une vitesse de filtration de 52 mètres cubes par mètre carré et par jour, l'addition de 0 grain 56 par gallon (0«r,0079 par litre) amena une diminution àe 93,2 p. loo. Avec la même vitesse, et une dose de sulfate d'alumine de 1 grain 36 par gallon (0*r,019 par litre), on put obtenir une réduc-

tion de près de 99 p. 100. — Sans sulfaté d'alumine, la filtration dans ces appareils n'élimine guère que la moitié des germes. Après l'addition du coagulant, il se passe quelque temps avant que le filtre ait huile son efficacité, et il convient de rejeter les premières eaux. L'azote albuminoïde diminue de 5.S à 57 p. 100.

Des résultats analogues oui été obtenus par Fuller (expériences pour les filtres de Cincinnati; eaux de l'Ohio; traitement de 300000 à 400000 mètres cubes par jour), par Bitter et Gotschlich (filtres destinés à la ville d'Alexandrie; eau du Nil prise dans le canal Mahmoudich), etc. (1).

En résumé, des essais déjà très nombreux ont montré la possibilité d'épurer les eaux d'une manière satisfaisante par l'emploi de filtres à sable rapides, combiné avec l'addition de produits dits coagulants, comme le sulfate d'alumine. Ces appareils pourront évidemment rendre de grands services : leur supériorité sur les filtres à sable ordinaire est certaine lorsqu'il s'agit d'épurer et de clarifier des eaux tenant en suspension de fines particules argileuses.

Les partisans des filtres lents objecteront sans doute que le trouble produit par ces matériaux très ténus est sans importance pour la santé publique : il n'en est pas moins vrai qu'il est utile de distribuer des eaux, non seulement saines, mais encore séduisantes par tous leurs caractères organoleptiques, agréables à boire et aussi à voir : la limpidité d'une eau est un élément essentiel du plaisir avec lequel on la consomme.

En ce qui concerne l'épuration bactérienne, il semble que l'avantage reste plutôt du côté des filtres lents.

Le prix de revient de l'épuration n'est pas très différent dans les deux genres d'appareils: il est d'ailleurs sujet à de larges variations selon la nature de l'eau à épurer et les diverses conditions locales.

Nous n'avons pas connaissance cle faits montrant que le sulfate d'alumine judicieusement employé dans les filtres rapides ait eu une action fâcheuse sur la santé des consommateurs.

Filtres rapides divers. — Parmi les filtres rapides français, nous pouvons citer les appareils suivants :

Le filtre Dervaux, appareil à gros débit, dont la caractéristique est un siphon qui s'amorce au moment où le colmatage rend le nettoyage nécessaire : ce siphon enlève les boues de la surface et aspire l'eau filtrée qui s'est amassée au fond de l'appareil : le sable étant ainsi nettoyé, le siphon se désamorce et l'appareil reprend sa marche.

(!) Nomblot, Filtration des eaux potables par les procédés américains. Thèse de Lyon, 190 i. — L. Lacome, L'épuration des eaux par les filtres à sable dits américains. Revue d'hyyiène, janvier 1905.

Le fdlre Desrumaux est formé de couches de silex concassé supportées par une plaque métallique, au-dessous de laquelle est un réservoir en l'orme de tronc de cône renversé. L'eau brute arrive par un tube central et se distribue sur toute la surface du silex; l'eau filtrée s'accumule à la partie inférieure, et remonte ensuite au-dessus du plan de l'arrivée de l'eau. Lorsque la hauteur d'eau filtrée atteint une certaine limite, un flotteur se soulève et ferme l'arrivée de l'eau brute : à ce moment la couche de silex est colmatée, et il convient de la nettoyer; ce qui se fait en renversant le sens d'arrivée de l'eau, pendant qu'un disque tournant muni d'armatures secoue la surface supérieure du silex. Les impuretés sont drainées par un robinet de vidange placé un peu au-dessus de la première couche de silex.

Dans le filire Dellwlel et Moride, l'eau arrive sur du sable quartzeux par l'intermédiaire d'ajutages courbes qui déterminent une certaine agitation de la surface; on retarde ainsi le colmatage du filtre; mais il est très probable aussi que les résultats sont médiocres quant à l'élimination des bactéries.

Ces appareils, et plusieurs autres analogues, doivent être considérés plutôt comme des dégrossisseurs que comme de véritables filtres.

Procédé Anderson. — A côté des filtres rapides, nous dirons quelques mots du Procédé Anderson, dans lequel des composés ferriques jouent un rôle analogue à celui du sulfate d'alumine dans les filtres américains.

, L'emploi du fer spongieux pour la purification des eaux, proposé vers 1870, par Bishof (Voy. p. 403), a été appliqué en 1880, à Anvers, par Easton et Anderson (traitement des eaux de la Nèthè). Le colmatage des bassins filtrants fut rapide et le procédé dut être abandonné.

L'invention du « purificateur rotatif Anderson », ou « revolver », a rendu plus pratique l'emploi du fer pour la purification des eaux (1), et une application a été faite avec un certain succès à Waelhem,en 1885. Le principe du système consiste à mettre en contact intime le fer et l'eau à purifier, en faisant passer celle-ci dans un cylindre horizontal tournant lentement autour de son axe et contenant des fragments de fonte. Le contact de l'eau et du fer dure de quatre à cinq minutes. Une certaine quantité de métal entre en dissolution (de 500 grammes à 3 kilogrammes pour 1000 mètres cubes d'eau). Les mal ières organiques, et l'acide carbonique dissous dans l'eau, attaquent le fer métallique et le transforment en carbonate ferreux et composés organo-métalliques solubles. L'eau étant aérée à la sortie du revolver, ces combinaisons sont détruites par oxydation (quatre à sixheures); il se forme des composés IVniques insolubles, qui se précipitent en entraînant par une

(!) E. Devokshihe, La purification des eaux par le fer métallique. Purificateur rotatif Anderson, traduit par Kenina, Gand, 1889.

sorte de collage, les substances argileuses et organiques, ainsi qu'une grande proportion des germes. L'eau est alors éclaircie ; il reste à la filtrer rapidement sur du sable.

Outre les essais d'Anvers, l'appareil Anderson a été appliqué à Gouda (Hollande), 1886 ; à Doordrecht, sur l'eau de la Merwede, 1887 ; à Ostende, sur Peau du canal de Bruges, 1887; à Paris, sur l'eau de Seine prise au quai de Grenelle; à Berlin, sur l'eau de la Sprée. La Compagnie générale des eaux en a fait des installations à Boulognesur-Seine pour le traitement de 5 000 mètres cubes par jour d'eau de Seine (1890-1892), puis dans les usines de Choisy-le-Roi (80000 mètres cubes), de Neuilly-sur-Marne (70000 mètres cubes), de Nogent-sur-Marne (10000 mètres cubes); enfin, à Villefranchesur-Mer (15 000 mètres cubes).

A Choisy-le-Roi, les revolvers Anderson sont constitués par des cylindres de tôles d'acier de 7 mètres de longueur sur lm,70 de diamètre, faisant un tour en trois minutes. Ces cylindres renferment 3500 kilogrammes de fragments de fonte neuve, que l'on recharge à raison de 300 kilogrammes environ par mois.

L'aération et le collage s'effectuent dans des bassins de décantation constitués par des couloirs de plus en plus larges que l'eau parcourt sur une longueur de 300 mètres. On filtre ensuite sur sable, à une vitesse de 4 mètres (Choisy) et même 8 mètres (Villefranche).

Le procédé Anderson améliore notablement les eaux, au point de vue de la matière organique.

Le nombre des germes diminue aussi dans une forte proportion. Mais on n'obtient pas une véritable stérilisation, et des germes pathogènes peuvent subsister dans l'eau épurée (1).