ASSAINISSEMENT CENTRAL DES EAUX

Pour assurer l'épuralion des eaux destinées aux aggloméralions, il est toujours prudent de ne pas compter sur l'initiative individuelle et de ne s'en rapporter qu'à des services publics, d'ailleurs minutieusement contrôlés. Dans ces cas il y a tout avantage à centraliser les opérations nécessaires et à pratiquer l'assainissement des eaux en grand.

Les différents procédés utilisés comprennent des moyens mécaniques, chimiques et physiques. Certaines méthodes sont mixtes, à la fois chimiques et mécaniques, par exemple.

1° Moyens mécaniques. — La décanlalion, qu'on obtient en ralentissant ou en arrêtant le cours des eaux, permet leur purification, en laissant déposer les matières solides qui se trouvent en suspension. C'est un procédé de dégrossissage qui prépare et facilite la purification des eaux, mais ne suffit pas à les débarrasser de la plupart des germes qu'elles contiennent. Aussi ne sert-il en général qu'à clarifier les eaux, qui seront ensuite purifiées par des filtres à sable. On procède à la décantation soit au moyen de barrages-réservoirs, soit au moyen de bassins établis à la suite les uns des autres, de façon à ralentir le cours des eaux, soit au moyen de galeries ou de couloirs contournés où l'eau s'écoule lentement au travers de moellons et de graviers (dégrossisseurs système Puech). Les filtres à sable de la ville de Paris sont précédés à Saint-Maur par des bassins de décantation et à Ivry par des dégrossisseurs Puech; les résultats satisfaisants obtenus sont sensiblement égaux dans l'une et l'autre usine.

La filtratio7i en grand est employée depuis fort longtemps déjà. Il y a près d'un siècle que les Anglais utilisent les filtres à sable pour la clarification de l'eau; aussi leur donne-t-on couramment le nom de filtres anglais. Mais on ne les emploie d'une façon raisonnée et réellement utile à la purification des eaux que depuis que les découvertes bactériologiques ont montré quel était le but à atteindre et surtout depuis qu'une commission d'hygiénistes allemands, à la suite de l'épidémie de choléra de 1892, a établi scientifiquement les règles auxquelles les filtres à sable doivent satisfaire pour arrêter les germes nocifs qui souillent les eaux qu'on se propose d'assainir.

D'une façon générale ce filtre est constitué par de grands bassins de maçonnerie rectangulaires, cimentés à l'intérieur et revêtus à l'extérieur d'un corroi argileux ou de béton.

On les recouvre dans les climats froids pour éviter la formation de la glace en hiver. Allen Hazen préconise cette mesure de précaution pour les pays dont l'isotherme de janvier est égal ou inférieur à 0° C.

Au fond est placé un réseau de drains qui amènent l'eau filtrée vers un collecteur qui se déverse daus un réservoir:

La filtration, pour être efficace, doit se faire de haut en bas, de sorte que l'on dispose les couches filtrantes dans l'ordre suivant, en commençant par la couche supérieure :

1 Sable fin ;

2 Gros sable:

3 Gravier fin

4 Coquillages marins;

5 Gros graviers ;

6 Pierres cassées.

On supprime souvent dans la pratique les couches de gros sable el celles de coquillages marins.

Les filtres du service des eaux de la banlieue de Paris comprennent de haut en bas :

1 Sable de la Loire:

2 Gravillon ;

3 Cailloux;

4 Rognons de silex 0 Briques.

On se rend compte par la figure 89 de la constitution des filtres de T usine d'Ivry du service des eaux de Paris.

Le tableau ci-joint (fig. 90), que nous empruntons à Imbeaux, montre la dispo-

Fig. 89. — Établissement de filtrage d'Ivry. Plan général. (Imbeaux.)

sition des couches filtrantes,, leur épaisseur et la hauteur de Feau qui les recouvre dans les principaux établissements des pays qui emploient les filtres à sable.

La couche véritablement indispensable est celle du sable fin ; les autres lui servent de support. Cette couche de sable a généralement une épaisseur qui varie de 0'°^,50 à 1 mètre. Elle ne peut être constituée de sable extrêmement fin, sans quoi la résistance au passage de l'eau serait trop forte. La taille généralement adoptée est de 1/3 à 1 milhmètrede grosseur de grain Il est évident que ce sable doit être extrêmement propre.

1. Les expériences faites à Lawrence montrent qu'une épaisse couche (l'",20 à r',50) de sable très fin suffit à elle seule pour arrêter les microbes. Il faut donc employer du sable assez fin pour pouvoir aider et au besoin même suppléer l'action de la membrane filtrante en cas de rupture de celle-ci.

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rifiée, et ayant conservé presque toutes les bactéries qu'elle contenait auparavant. Pour que les microbes soient convenablement arrêtés, il faut que le filtre ait déjà fonctionné pendant quelques jours. Il se forme alors peu à peu à la partie supérieure de la couche de sable un véritable colmatage, une membrane très serrée formée par le dépôt des particules solides, des algues et des bactéries ^ en suspension dans Teau. On dit alors que le filtre est « mûr ». C'est celte membrane qui constitue le véritable liltre et qu'il importe de conserver intacte en évitant de la soumettre à une pression trop forte. Pour cela on maintient au-dessus une couche d'eau dont l'épaisseur est assez faible pour que la vitesse de Qllration reste lente tout en étant constante. A mesure que la membrane filtrante se feutre davantage, l'eau filtre de plus en plus lentement, c'est la perte de charge; il est donc nécessaire d'augmenter la hauteur de l'eau qui s'étale au-dessus et, par suite la pression, pour que le débit ne se ralentisse pas. Aussi arrive-t-il un moment où le colmatage s'étant épaissi progressivement, il serait nécessaire pour obtenir le même débit de le soumettre à une pression d'eau qui pourrait le fissurer, en compromettre l'intégrité et enlever toute valeur à la filtration. C'est alors qu'il faut arrêter le fonctionnement du filtre et en opérer le nettoyage, en enlevant la membrane épaisse de quelques millimètres, pour remettre le filtre à neuf. Puis l'opération recommence à nouveau et dès que le colmatage est régénéré sur une épaisseur suffisante, le filtrage s'opère dans des conditions convenables. La durée qui s'écoule entre deux nettoyages ou la période du filtre est très variable suivant le degré de pureté des eaux qui le traversent. Tel est d'une façon générale le mécanisme de la filtration à travers les filtres à sable.

Les hygiénistes allemands, notamment Koch et Piefke, ont établi en 1894 une série de règles dont l'application est destinée à assurer le bon fonctionnement des filtres à sable. En voici les principales :

(( L'eau filtrée ne doit pas contenir plus de 100 germes environ par centimètre cube "... 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... On n'admettra pas dans la canalisation d'eau pure et on ne Uvrera pas à la consommation les eaux qui sortent d'un filtre dans trois cas : 1° aussitôt après qu'on a enlevé le colmatage de la couche de sable ; 2° quand on a renouvelé entièrement cette couche; 3° tant que la teneur bactériologique de l'eau filtrée est trop élevée.

\. Strotimeyer à Hambourg, Kemna à Anvers ont étudié la flore des algues, qui contribuent à former la membrane filtrante. Cette flore comprend plus de 450 espèces, chaque espèce se montrant de préférence à une saison déterminée de l'année. Les algues vertes, d'après Strohmeyer, contribuent à détruire les bactéries et à arrêter leur développement. De là l'indication pour favoriser la végétation de ces algues, qui ont besoin de soleil, de ne pas couvrir les bassins filtrants, quand le climat le permet. Les membranes filtrantes possèdent aussi une faune particulière : des petits crustacés, des insectes, de petits poissons; ces derniers pouvant même compromettre l'intégrité de la pellicule de colmatage par leurs mouvements.

■2. En Allemagne, la numération des microbes est praLiquée 43 heures après rcnsomcncement, tandis qu'en France cette opération n'est généralement faite que beaucoup plus tard, 15 à 20 jours après, par exemple (Miquel). Dans le second cas il va de soi que le nombre des colonies développées est beaucoup plus considérable que dans le premier. Il serait désirable qu'on établisse l'uniformité dans les méthodes de recherches quantitatives.

« La vitesse de filtratioii ne doit jamais dépasser 100 décimètres cubes par mètre carré et par heure (soit ^'"^4 par vingt-quatre heures).

« L'épaisseur de la couche de sable doit être assez grande pour ne jamais être réduite par les nettoyages au-dessous de 0™,30 et on doit autant que possible rester au-dessus de cette limite.

« La perte de charge due à la iîllration, c'est-à-dire Paccroissement de pression sur le filtre, ne doit jamais devenir assez grande pour produire des ruptures de la membrane filtrante. La limite qu'il faut fixer à raugmentation de la pression doit être déterminée dans chaque cas suivant les résultats fournis par les analyses bactériologiques »

Nous avons vu que pour obtenir un débit constant il est nécessaire de l'aire varier fréquemment la hauteur de la couche d'eau qui s'étale à la surface du filtre. Aussi faut-il pouvoir régler à volonté ou môme automatiquement la charge. C'est là une des conditions les plus importantes du bon fonctionnement des filtres à sable. La façon dont chaque filtre est surveillé au i)oint de vue mécanique et bactériologique constitue le principal facteur de succès de l'opération.

Lorsque la membrane filtrante qui est à la surface du filtre est devenue trop peu perméable, on procède à la rénovation du filtre. Pour cela on arrête son fonctionnement et des ouvriers abrasent à l'aide de pelles plates ou de raclettes la surface colmatée jusqu'à ce qu'on retrouve le sable avec sa coloration normale. En général il suffit d'enlever ainsi 1 à 2 centimètres au plus. En moyenne il faut renouveler ce nettoyage tous les mois en été, toutes les semaines et même plus souvent en hiver. Dans certaines contrées froides, à Hambourg par exemple, on a installé un dispositif permettant de pratiquer l'abrasion du colmatage du filtre sous la glace. Quand cette opération a été renouvelée un certain nombre de fois, la couche de sable du filtre a sensiblement diminué de hauteur et l'on sait qu'elle ne doit jamais être inférieure à 30 et même pour plus de sûreté à 40 centimètres. Il faut alors recharger le filtre soit avec du sable nouveau si l'on en a facilement à sa disposition, soit avec le sable enlevé à chaque abrasion du filtre et soigneusement lavé en le faisant traverser par un jet d'eau, jusqu'à ce que celle-ci ressorte claire, ou en le faisant passer par des appareils spéciaux (tambours-laveurs de Berlin ou malaxeurs de l'usine de Ghoisy-le-Roi).

L'eau qui a traversé les filtres à sable a subi des modifications dans sa composition chimique et dans sa composition biologique. Elle renferme beaucoup moins de matière organique et d'ammoniaque albuminoïde. La diminution de la matière organique est en général de plus d'un quart et est due, comme l'a montré Piefke, à l'action des microbes retenus dans la membrane filtrante. En revanche la proportion des nitrites et des nitrates a augmenté dans l'eau filtrée, les acides nilreux et nitriques étant les derniers termes de l'oxydation de l'azote organi(|ue.

Mais les modifications biologiques dues au filtrage, sont d'une importance bien autrement considérable au point de vue i>ratique. Le nombre des microbes retenus par un filtre fonctionnant bien est égal en général à 98 ou 99 p. 100 de la teneur en

1. Le niveau de Teau admise sur le filtre ne devrait pas en général s'élever au-dessus de 1 m. 50. A Berlin on ne dépasse pas 0 m. 60, à Hambourg 0 m. 70, dans le service des eaux de la banlieue de Paris 1 ni; 20. La limite admissible dépend surtout de la finesse du sable utilisé.

micro-organismes de Teaii brute. On voit que l'épuration ainsi obtenue n'est jamais parfaite et reste tout à fait insuffisante pour assainir des eaux fortement souillées. Cependant en s'adressant à des eaux relativement assez pures on obtient des résultats satisfaisants. C'est ce que montre pour un grand nombre de villes de l'Allemagne le travail de Pannwitz qui a étudié les résultats obtenus dans l'empire par la filtration des eaux de surface de 1894 à 1896. Les eaux les plus pauvres en microbes après la filtration sont celles qui sont fournies par des lacs ; les eaux brutes de cette origine sont en effet soumises à peu de contaminations.

Les filtres à sable de la banlieue de Paris qui ont été établis dans les usines de Ghoisy-le-Roi, Neuilly-sur-Marne, Nogent-sur-Marne et Boulogne-sur-Seine, fournissent l'eau d'alimentation à 62 communes du département de la Seine. Quant aux établissements filtrants de Saint-Maur et d'Ivry, ils sont destinés à former une réserve pour les eaux de la ville de Paris, en cas de disette momentanée. Tous ces filtres ont été établis d'après des règles moins rigoureuses que celles qui ont été instituées en Allemagne. Ainsi la quantité d'eau filtrée par mètre carré et par vingtquatre heures varie de 2 m. c. à 3 m. c. au lieu de 2>^c,40 seulement. Aussi les résultats sont-ils moins favorables en France qu'en Allemagne au point de vue de l'épuration bactérienne, et si la fièvre typhoïde est devenue notablement plus rare dans la banlieue de Paris depuis l'établissement des filtres à sable, la diminution de la mortalité typhique n'est pas aussi marquée que celle qu'on a obtenue à Zurich et à Hambourg. Le tableau et le graphique suivants empruntés à M. Chabal ^ en donnent la preuve.

Mortalité typhique Mortalité typhique

avant la construction après la construction Villes. des filtres à sable des filtres à sable

— (moyenne (moyenne

portant sur 5 années). de 5 années).

Lawrence (ÉLals-Unis) 113 25

Hamloourg (Allemagne) 47 6,6

Zuricli (Suisse) 76 8

Banlieue de Paris (21 localités) 41 12

Moyenne 69,3 12, o

Amélioration 81 p. 100.

Nous ferons remarquer aussi que pour les filtres de Saint-Maur et d'Ivry le service des eaux de Paris ne fait en général pratiquer d'analyse bactériologique que toutes les semaines; ce n'est que lorsque les eaux sont très chargées d'impuretés qu'on en fait deux ou trois par semaine.

On ne saurait cependant apporter trop de surveillance à une méthode d'épuration aussi fragile, suivant l'expression de Duclaux; car elle peut fournir brusquement des résultats tout à fait irréguhers et l'apparition d'une épidémie devient la sanction de la plus légère négligence.

Il n'en est pas moins vrai que les villes qui ont adopté ce mode d'assainissement de leurs eaux potables, en se conformant aux règles fixées par la science, ont obtenu jusqu'ici des résultats très satisfaisants au point de vue de l'hygiène et que leur

1. Pannwitz, Arheiten aus dem kaiserlichen Gesundlieitsamte^ XIV, p. 153.

2. Gliabal, Soc. de médecine publique^ séance du 27 mars 1901.

morbidité typhique, véritable critérium de la valeur sanitaire de Teau potable, suivant l'expression de Brouardel, n'y est pas plus élevée que dans les cenlj-es qui s'alimentent d'eaux de sources bien choisies.

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Fig. 91. — Graphique.

Un des reproches les plus justifiés qu'on ait fait aux eaux sortant des filtres à sable c'est de présenter une température très élevée pendant la saison chaude.

De plus l'installation des bassins filtrants nécessite des dépenses considérables^ qui peuvent varier de 40 à 100 francs et plus par mètre carré utile de filtre. Les frais

PROUST, TRAITÉ d'HYGÎÈNH;.

610 l'atmosphère, le sol et l'eau

annuels que nécessitent lenirelien et le fonctionnement des 11 lires sont également très forts. On compte en Allemagne de 2 à 4 millimes par mètre cube d'eau filtrée, dans la banlieue de Paris de 4 à 6,3 millimes, en Amérique de 2,5 à 7 millimes.

Un perfectionnement aux filtres de sable a été imaginé par Goltze, de Brème. Il relie entre eux à Faide de siphons tous les bassins filtrants, de telle façon que l'eau

qui a passé par l'un des filtres puisse être répandue sur un filtre voisin pour y subir une nouvelle filtration. Cette opération est applicable aux eaux qui viennent de traverser un filtre récemment nettoyé, dont la membrane filtrante n'est pas encore formée; elle évite la perte d'eau et les frais d'évacuation d'un liquide qui serait impropre à la consommation sans la seconde filtration. La méthode est également appUcable en temps de haufes eaux, lorsque l'eau brute est très chargée d'impuretés.

Fiacher a imaginé de réduire considérablement l'espace qu'exigent les installations de filtres à sable, en remplaçant les différentes couches dont ils se composent par de simples plaques en sable solidifié au moyen de silicate de soude. Ces plaques sont cuites à une baule température. Quatre de ces plaques réunies, comme l'indique la figure 92, de façon h laisser entre elles un espace libre de 0™,0î2, forment un élément. La filtration se fait de dehors en dedans. On réunit, sur un même tuyau destiné à collecter l'eau filtrant, un certain nombre d'éléments qui forment une batterie. La vitesse de filtration, la perte de charge sont sensiblement égales à celles qu'on constate avec les filtres de sable. L'épuration microbienne paraît aussi satisfaisante. Le nettoyage des plaques s'obtient en faisant passer un courant d'eau propre en sens inverse de la filtration. Les filtres de Fischer exigent, ainsi que les filtres de sable, des contrôles bactériologiques répétés.

La plupart des autres systèmes de filtration appliqués à l'assainissement des eaux en grand utilisent encore le gravier et le sable comme couches filtrantes; mais ils restent tous très imparfaits au point de vue de l'épuration bactérienne.

Dans le système Hoœalson, les eaux, après s'être clarifiées en traversant une couche de silex concassé, arrivent sur un filtre formé d'une couche polarité comprise entre une couche de silex fin et une couche de gros silex. Le polarité est un composé spécial ^ qui, comme la mousse de platine, absorberait l'oxygène de l'air et oxyderait les matières organiques, de telle façon qu'après la filtration l'eau en contiendrait 80 à 85 p. 100 en moins. La réduction des bactéries est moins certaine puisque l'inventeur propose de compléter l'action de son filtre par un procédé d'épuration chimique (procédé Bergé).

On a aussi tenté d'épurer les eaux à travers une couche d'amiante {système Breyer et système Maignen). Dans ce dernier procédé une couche de charbon pulvérisée est comprise entre deux toiles d'amiante. Les vérifications expérimentales du Val-de-Grâce et les résultats qu'ont donnés les installations de Cherbourg n'ont pas répondu aux espérances de l'auteur.

Une filtration à travers des parois solides, comparable à celle qui est mise en pratique par les plaques filtrantes Fischer, a été utilisée par Vialet et par Kurka. Le premier fait traverser à l'eau préalablement dégrossie des cloisons de béton de ciment poreux. L'élément filtrant de Kurka est une énorme bougie de l'^,20 de haut et de 0™,25 de diamètre creusée dans une pierre poreuse spéciale très homogène et très fine. Plusieurs éléments sont groupés en batterie. L'inventeur conseille de terminer l'épuration de l'eau en faisant passer celle-ci sur un filtre à sable ordinaire.

Moyens chimiques. — Nous parlerons d'abord des procédés mixtes dans lesquels on obtient une précipitation des impuretés de l'eau au moyen de substances chimiques, puis on débarrasse l'eau du précipité par la filtration.

On emploie beaucoup en Amérique, où les eaux courantes sont soumises à des crues très fortes et sont de ce fait souvent très bourbeuses, un procédé mixte qui consiste à obtenir d'abord- une précipitation des matières en suspension dans l'eau

1. C'est un mélange de 54 p. 100 d'oyyde de fer magnétique, de 25 p. 100 de silice, de 7 p. 100 de magnésie, de 6 p. 100 d'alcalis, de 6 p. 100 d'alumine et de 2 p. 100 de chaux.

au nioyen de raliin ou plutôt du sulfate d'alumine ^ L'eau traverse ensuite une couche de sable, qui retient à sa surface le sédiment.

Tel est le principe des (litres dits américains ou rapides dont le premier a été imaginé par Hyatt en 18812 2. L'action de l'alun, déjà très anciennement utilisé pour la clarification des eaux, est la suivante : L'acide sulfurique du sulfate d'alumine s'unit aux sels terreux et l'alumine devenue libre forme une masse floconneuse qui précipite lentement en collant le liquide, comme le blanc d'œuf, et en entraînant les particules et les microbes en suspension. De plus, cette masse gélatineuse recouvre la surface du sable et y joue le rôle de membrane filtrante.

La dose d'alun introduite dans l'eau doit être proportionnelle à la teneur de l'eau en sels terreux. S'il y a excès d'alun la totalité de l'acide sulfurique ne s'unit pas

Fig. 93. — Automatic pressure-flltre américain. — Système dit New-York filter, type horizontal

(d'après Imbeaux).

aux bases; il reste de l'acide sulfurique libre, qui attaque les conduites. Ce sont donc les eaux calcaires auxquelles s'applique le mieux cette méthode d'épuration. On ajoute en moyenne 17s'',l d'alun par mètre cube d'eau brute.

Il existe une très grande variété de filtres américains, mais ils ne diffèrent guère entre eux que par des détails et répondent à la description générale suivante que nous empruntons à Imbeaux :

« Ces filtres (fig. 93) comprennent tous essentiellement une cuve (filter tank) en bois, fonte, tôle ou fer forgé, ayant un fond perforé d'orifices très nombreux, mais très petits et renfermant au-dessus de ce fond les couches filtrantes, généralement en sable. Dans les grands appareils le sable a une épaisseur qui varie de 0°^,60 à l'^jSO et sa taille effective est de 0°'"*,30 à 0'^°^,50. La cuve est ouverte en haut dans les appareils sans pression (gravity-filters) et naturellement hermétiquement

1. Le sulfate d'alumine (appelé vulgairement alun par les Américains) contient 17 parties d'alumine pour 38 2/3 d'acide sulfurique.

2. On donne également ce nom à des filtres construits en Amérique, dans lesquels l'eau subit une double filtration sans précipitation chimique préalable. Ces filtres ne réduisent les bactéries que dans la proportion de 10 à 50 p. 100 d'après Allen Hazen et ne peuvent être recommandés pour l'épuration des eaux potables.

close dans ceux qui doivent travailler sous la pression habituelle des conduites d'eau (pressure-filters) ; enfin le récipient principal, d'ordinaire cylindrique, est soit placé sur son fond, c'est-à-dire vertical, soit couché horizontalement le long d'une génératrice.... Ces filtres sont construits dans toutes les tailles depuis le petit filtre de ménage jusqu'aux grandes cuves de plusieurs mètres de diamètre et de hauteur. Enfin i)our l'alimenlation des villes, on associe généralement plusieurs appareils en batterie et on fait souvent précéder les filtres d'un ou plusieurs bassins de sédimentation, comme cela se pratique pour les filtres à sable anglais. Les filtres comportent, en outre, deux accessoires importants. Le premier est l'engin mécanique, destiné au brassage du sable pendant les lavages fréquemment réitérés, lavages qui se font en intervertissant, par un jeu de rol)inets, le sens de l'écoulement et faisant repasser ainsi par le filtre une certaine quantité d'eau filtrée, agitée alors avec le sable en mouvement, puis rejetée à l'égout. L'engin en question est d'ordinaire un agitateur à bras, chaque bras portant des palettes qu'on fait entrer dans le sable et le tout étant animé au moment voulu d'un mouvement de rotation conduit par un manège ou une force motrice quelconque. Le second accessoire est le récipient dans lequel on ajoute à l'eau le coagulant chimique; ce récipient précède les filtres et a des dimensions très variables, depuis celles des grands bassins de sédimentation jusqu'à celles des petits baquets qu'on place au-dessus des cuves et qui sont semblables à ceux qu'on emploie en Europe dans les épurateurs industriels. »

Au point de vue de l'épuration bactérienne, les filtres américains, fonctionnant bien, restent légèrement inférieurs aux filtres anglais; ils ne réduisent guère le nombre des microbes que de 97 à 98 p. 100. Mais la vitesse de filtration est de 37 à 50 fois plus grande que dans les filtres à sable ; d'où une économie d'emplacement considérable pour le même débit. Si le nettoyage des filtres américains doit être beaucoup plus fréquent (on doit le faire au moins une fois par jour) que pour les filtres anglais, il est beaucoup plus rapide (10 à 20 minutes) et beaucoup moins onéreux; il exige S p. 100 de l'eau filtrée. Lorsque le filtre est remis en marche après le nettoyage on doit laisser passer, comme dans les filtres à sable, une certaine quantité d'eau sans l'utiliser. La perte d'eau de ce chef est de 3 p. 100.

Les filtres rapides utilisés en Amérique pour l'alimentation en eau potable d'un grand nombre de villes semblent, d'après les expériences comparatives faites tant en Amérique que récemment à Moscou, devoir être préférés aux filtres anglais dans les contrées où les cours d'eau restent troubles pendant une longue partie de l'année. Dans les pays très froids, ils sont bien plus faciles à mettre à l'abri de la gelée que les grands filtres à sable.

Enfin, si les frais d'entretien sont un peu plus élevés que pour les filtres lents, le prix de première installation csl sensiblement moindre.

Le système Anderson est encore un procédé mixte dans lequel on se propose d'obtenir une première épuration de l'eau en la mettant en contact avec du fer avant de lui faire traverser un filtre à sable. D'après l'inventeur, le brassage des eaux avec le fer déterminerait la coagulation de l'alumine colloïdale qui produirait un véritable collage en entraînant les particules en suspension. Il se formerait ainsi, à la surface du sable, un feutrage de 5 à 6 centimètres qui renforcerait la membrane filtrante. L'eau est mise en contact avec de petits morceaux de fonte neuve cassés dans un

cylindre rotatif appelé revolver, où des palettes intérieures agitent ensemble Teau et les parcelles métalliques. Le contact dure 3 ou 4 minutes, ce qni suffit à dissoudre 2er,50 de fer par mètre cube. L'eau passe de là dans des bassins de décantation et arrive ensuite sur des filtres à sable. Dans la pratique, les résultats obtenus par l'application de ce système à Libourne et plus récemment dans la banlieue de Paris ne se sont pas montrés sensiblement supérieurs à ceux obtenus avec la filtration lente simple. A Anvers, on a renoncé à faire passer l'eau dans les appareils Anderson et on se contente maintenant de l'amener directement sur les fdtres à sable.

On a utilisé les propriétés oxydantes du permanganate de potasse^ de chaux ou alumino- calcaire pour détruire la matière organique et les microbes de l'eau. On filtre ensuite sur du charbon, du bioxyde de manganèse ou delà tourbe purifiée. Les filtres utilisant les permanganates sont plutôt des appareils de ménage que des procédés de filtration en grand.

Arrivons maintenant à une méthode mixte, à la fois chimique et physique. La purification des eaux par V ozone proposée en 1891 parFrohlich (de Berlin), chaleureusement défendue parTindal (1893-1895), est entrée depuis quelques années dans la pratique. L'ozone est produit en faisant agir sur l'air des effluves électriques; il agit comme corps oxydant sur les matières organiques et les bactéries. Pour purifier l'eau, on y fait barboter de l'air ozonisé contenant 5 à 6 grammes d'ozone par mètre cube. Les essais en grand, faits à Lille par Marinier et Abraham, à Berlin par Siemens et Halske, ont donné heu à des rapports très favorables. A Lille, les eaux des nappes souterraines d'Emmerin, contenant de 2 500 à 4 000 bactéries par centimètre cube, étaient à peu près complètement stériles après l'opération; elles ne contenaient plus que quelques rares germes de bacilus subtilis. A Berhn, l'eau de la Sprée, chargée de 200 000 microbes par centimètre cube, ne contenait plus au maximum que 20 à 50 microbes par centimètre cube après l'ozonisation. Ce mode de stérihsation n'introduit dans l'eau aucun élément étranger qui soit préjudiciable à la santé des consommateurs. Lorsque l'eau contient une forte proportion de matière organique, il y aurait avantage, suivant Van Ermengen, à lui faire subir une filtration préalable sur polarité. Pour se prononcer sur la valeur pratique du procédé, il faut attendre qu'il ait été utihsé pendant un temps assez long par une agglomération importante.

Les méthodes d'assainissement de l'eau, purement chimiques, sont celles qui ont recours au chlorure de chaux et au peroxyde de chlore. En 1894, M. Traube a proposé, pour la purification de l'eau, l'emploi du chlorure de chaux. Il débarrassait ensuite l'eau traitée du chlore dégagé en ajoutant du bisulfite de soude. Avec 0s^004 de chlorure de chaux on arriverait à slérihser un litre d'eau très souillée. Une tentative de stérilisation en grand par ce procédé a été faite avec un certain succès sur les eaux du Nil.

Un composé du chlore qui paraît présenter plusieurs avantages sur le chlorure de chaux, c'est \e peroxyde de ch lore, dont la décomposition et l'éhmination sont beaucoup plus aisées. Ce produit est un oxydant très énergique dont les propriétés bactéricides ont été mises en évidence par les expériences de Van Ermengen, Mohnari, Malvoz et Van Pée. Un procédé industriel pour l'utilisation du peroxyde de chlore en vue de purifier les eaux potables a été imaginé par H. et A. Bergé (de Bruxelles). Voici en résumé le principe du procédé Bergé :

Le peroxyde de chlore sV)])lienl en faisant agir du chlorate de potasse sur de Facide sulfuriqne. Mais, à Télat gazeux et surtout à Tétat li([uide, ce produit, dont le point d'ébullition est aux environs de 10° C. devient un ex])losif dangereux. Pour rendre son maniement et son emploi industriel inoffensifs, les inventeurs du procédé utiUsent une solution aqueuse de peroxyde et proscrivent aljsolument reui])loi de Tacide sulfuriqne concentré qui donne lieu à un dégagement rapide et produit souvent des explosions et des projections. Ils ont recours à un acide légèrement étendu, à 58° Baumé (densité : 1,67), en ayant soin de ne remployer qu'après refroidissement.

Il se fait dans ces conditions une décomposition lente et régulière du chlorate de potasse et on évite ainsi les risques d'ex})losion. Pour plus de sûreté on empêche Taccumulation de quantités importantes de perox} de de chlore gazeux, en entraînant le gaz à mesure qu'il se forme, au moyen d'un courant d'air qui traverse le mélange.

Ces précautions minutieuses ne sont pas négligeal)les, car la ])réparation du peroxyde de chlore a déterminé à plusieurs reprises des accidents de lalioratoire.

Une condition nécessaire pour que l'eau soit bien purifiée, c'est qu'elle contienne un excès de solution de peroxyde de chlore. Mais, d'autre part, il faut que ce produit soit totalement détruit pour que l'eau puisse être livrée à la consommation, sans quoi les tuyaux de plomb que traverserait cette eau ne tarderaient pas à être attaqués; de plus la présence d'un composé oxygéné de chlore à Tétat libre ou sous forme d'acides oxygénés inférieurs ne serait pas sans danger pour la santé des consommateurs.

Un procédé chimique très simple permet de s'assurer si le peroxyde de chlore persiste en excès dans l'eau ou a disparu. On ajoute à l'échantillon d'eau à examiner un mélange d'eau d'amidon et de solution d'iodure de potassium; le moindre excès de peroxyde de chlore met en liberté de l'iode qui colore l'amidon en bleu.

Dans le procédé Bergé on obtient une élimination rapide de l'excès de peroxyde de chlore en faisant passer l'eau sur du coke.

D'après les recherches d'Ogier le peroxyde de chlore diminuerait la matière organique de plus de moitié et détruirait les microbes non seulement par son action oxydante, mais encore par la formation d'une certaine quantité d'ozone. L'action du peroxyde de chlore est d'autant plus rapide et efficace que les eaux contiennent une plus faible quantité de matière organique. Une eau contenant très peu de matière organique, comme l'eau de la Vanne, est très rapidement stérihsée par une dose excessivement faible de peroxyde de chlore (Os*', 008 par litre). Lorsque les eaux sont très chargées de matières organiques, il y a avantage à recourir à une filtration préalable.

Le procédé Bergé a été essayé à Oslende et à Middelkerke à l'aide d'appareils d'études. A Ostende les élèves d'une école ont bu tout l'été une eau ainsi traitée. Les résultats ont été très satisfaisants.

Dans un récent travail, M. Schoofs, de Liège, soutient que les eaux traitées par le procédé Bergé contiennent, même après leur passage sur le coke, des hypochlorites et des chlorates qui pourraient avoir un effet fâcheux sur l'organisme.

En résumé les méthodes d'épuration de l'eau par l'ozone et par le peroxyde de chlore méritent d'être mises de nouveau à l'essai. Mais il serait peut-être imprudent de les appliquer sans nouvelles études préalables sur une grande échelle, ces pro-

616 l'atmosphère, LE SOL ET L'EAU

cédés n'ayant pas encore fait suffisamment leurs preuves au point de vue pratique et industriel.

Parmi les moyens chimiques d'assainissement de l'eau potable il faut encore faire rentrer les procédés de correction destinés à modifier les défectuosités de la composition chimique d'une eau.

La correction la plus usuelle est celle des eaux renfermant un excès de sels terreux; mais si elle est fréquemment utilisée dans l'industrie, elle est rarement appliquée aux eaux destinées à l'alimentation. Quehpies villes anglaises cependant corrigent leurs eaux potables par \q procédé Clarkc-Alklns qui précipite le carbonate de chaux par l'eau de chaux et le retient ensuite par filtration. On ramène ainsi le degré hydrotimétrique des eaux de Southampton de 26° (français) à 8%5, celles de Wellinghorough de 53° à 29^

Tous les procédés dits anti-calcaires^ anti-tartres^ anti-incrustants, répandus dans le commerce, sont hasés sur les principes suivants :

1° On précipite le carbonate de chaux, en ajoutant à l'eau un oxyde d'un métal alcalin ou alcalino-terreux (le plus souvent la chaux, ou encore la potasse, la soude et la magnésie) ;

2° On précipite le sulfate de chaux en ajoutant un carbonate alcalin soluble (habituellement du carbonate de soude).

On peut encore débarrasser les eaux d'un excès de carbonate de chaux (mais sans diminuer suffisamment le sulfate de chaux) par Vaération des eaux en les étalant en nappes ou en les faisant tomber en cascades. L'excès de carbonate de chaux n'est en effet maintenu en solution dans l'eau que par l'acide carbonique, qui se dégage au contact de l'air.

Vébullition^ le brassage de Veau avec la vapeur agissent de même en expulsant l'acide carbonique.

Une correction inverse est celle qui consiste à ajouter du carbonate de chaux à une eau trop peu minéralisée. On arrive à ce résultat en faisant couler les eaux lentement au travers d'un amas de pierres calcaires, auxquelles elles empruntent du carbonate neutre par dissolution et du bicarbonate à la faveur de l'acide carbonique libre.

Pour débarrasser les eaux ferrugineuses de leur excès d'oxyde de fer l'Institut d'hygiène de Llambourg conseille d'ajouter à l'eau 10 grammes de perchlorure de fer par mètre cube; on brasse, on ajoute 50 à 100 grammes de chaux par mètre cube et on brasse de nouveau. Au bout de 15 à 30 minutes le précipité a déposé, il ne reste plus qu'à en débarrasser l'eau par filtration sur le sable.

L'aération suffit à transformer le protoxyde de fer de l'eau en oxyde insoluble. Aussi l'emploie-t-on pour la correction des eaux ferrugineuses, en leur faisant traverser une couche de cailloux cassés (Salbach), en les étalant en minces filets le long des' marches d'une sorte d'escalier (Anklam) ou en les faisant retomber en pluie d'une assez grande hauteur (OEsten), ou encore en les faisant passer au travers d'une colonne remplie de morceaux de coke empilés (Piefke). On débarrasse ensuite les eaux du précipité par filtration.

Parmi les moyens de correction de l'eau on peut indiquer la distillation'^ car elle n'est guère employée que pour utiliser l'eau de mer pour l'alimentation, après l'avoir débarrassée du chlorure de sodium, qui la rend impropre à la consommation.

Les appareils de dislillalion usilés à l)ord des navires soûl disposés de telle façon que la vapeur se condense dans des serpentins renfermés dans des manchons métalliques où circule de Teau froide.

Si la vapeur est produite i)ar nu générateur spécial, il suffit (Teunnaganiser Teau condensée dans des réservoirs en t(Me galvanisée conservés au frais.

Lorsqu'on coudense la vapeur qui s'échappe de la machine motrice du navire, ce qui est beaucoup moins dispendieux, l'eau dislillée ainsi obtenue est souillée par des particules grasses. Il faut la traiter par du charbon gramilé ou par du lait de chaux, puis la filtrer pour la débari-asser de ces impuretés et lui enlever le goût désagréable qu'elle conserverait sans cela.

3° Moyens physiques. — La chaleur est un moyen bien connu d'épuration de l'eau. Il suffit de maintenir celle-ci en ébullition pendant 15 à 20 minutes pour la débarrasser des microbes pathogènes connus et de presque tous les sapro})hytcs. Il est vrai que l'eau bouillie est privée de ses gaz, de ses bicarbonates, troublée souvent par la précipitation des carbonates calcaires, qu'elle est généralement considérée comme indigeste et fade. Si on élève la température de l'eau pendant quelques minutes seulement à 120° sous pression, elle devient absolument stérile et elle conserve en dissolution ses sels et une partie de ses gaz. Malheureusement ce procédé d'assainissement de l'eau est d'un prix de revient beaucoup trop élevé pour être couramment appliqué à l'alimentation des villes. On compte qu'il faut en moyenne de 0f'',50 à 1 franc de combustible pour stériliser un mètre cube d'eau par la chaleur. Dans ces conditions, s'il est possible de conseiller aux habitants d'une ville en temps d'épidémie de faire bouillir l'eau potable avant de la consommer, il serait par trop coûteux de leur fournir l'eau qui leur est nécessaire, après l'avoir épurée par la chaleur K

La plupart des appareils de stérilisation de l'eau par la chaleur utilisent des cylindres, échangeurs de température, dans lesquels sont placés côte à côte le courant froid de l'eau à stériliser et le courant chaud de l'eau stérilisée. On élève ainsi la température de l'eau brute qui arrive déjà chaude à la chaudière, tandis que l'eau purifiée sort de l'appareil à peu près froide. On obtient au moyen de ce dispositif une économie notable de combustible et de temps.

Dans Vappareil Rouart^ Geneste et Herscher (fig. 94) l'eau brute est d'abord clarifiée dans un dégrossisseur, elle traverse ensuite successivement les échangeurs de température B et G, dont l'un est à serpentin et l'autre capillaire. L'eau brute s'élève à plus de 100°, quand elle pénètre dans la chaudière A. Elle y circule pendant 10 minutes dans des tubes où elle est maintenue à 125*^ par la vapeur ambiante sous pression. L'eau stérilisée ressort de la chaudière, parcourt les échangeurs capillaires et à serpentin et enfin un clarificateur.

De même dans le stérilisateur Vaillard et Desmaroux l'eau brute préalablement clarifiée s'échauffe dans des récupérateurs-échangeurs, est stérilisée dans un serpentin emboîté dans la chaudière, puis se refroidit dans les récupérateurs-échangeurs.

1. La ville de Parthenay, cependant, qui compte 6 000 habitants, a utilisé pour l'épuration de son eau potalde des appareils Rouart, Geneste et Herscher stérilisant l'eau à 120° sous pression. La dépense de combustible par mètre cnbe serait de 0'%3o.

618 l'atmosphère, LE SOL ET L'EAU

Les appareils allemands nV'lèvenl guère Teaii au-dessus de 100°, car ils ne fonctionnent pas sous pression; mais en réalité il semble bien que dans la pratique cette température soit suffisante pourvu qu'elle soil maintenue assez longtemps. Le slcrilisateur [de Strehel, avec une consommation de 7 mètres cubes de gaz par mètre oube d'eau, débite 100 litres à l'heure. Celui de David Grove donne la même quantité d'eau stérilisée avec 4 mètres cubes de gaz seulement par mètre cube d'eau.

Fig. 94. — Stérilisateur d'eau sous pression, Rouart, Genesto et Herschcr.

A, chaudière; B, échangeur de température; C, complément d'écliaiigeur ; D, clarificatcur ; E, Pompe amenant l'eau à stériliser; P, sortie d'eau stérilisée.

Le condenseur de Baird, utilisé aux États-Unis, n'est qu'un alambic où la vapeur, à son entrée dans le serpentin, s'aère en entraînant un courant d'air amené par un ajutage.

Disons encore quelques mots des applications de Vélectriciié à l'assainissement de l'eau potable. Nous nous sommes suffisamment étendus sur l'emploi de l'ozone pour n'avoir pas à y revenir ici. Woolf à New-York et Hermite en France ont tenté de purifier l'eau en y ajoutant une faible quantité d'eau salée décomposée par électrolyse. En réalité cette eau éleclrolysée ne doit son pouvoir bactéricide qu'au peroxyde de chlore et aux hypochlorites qui résultent de la décomposition du sel marin. On a

également voulu utiliser 1 eleclrolyse dans le même but, en obtenant une production d'hydrate d'alumine par Tattaque d électrodes daluminium (Webster). Lliydrale d'alumine forme un précipité qui entraîne les particules solides et les bactéries de Peau en déposant.

Ces procédés ont été surtout appliqués au traitement des eaux d'égout. On ne s'est pas encore accordé sur leur efficacité.

ASSAINISSEMENT DE l'EAU A DOMICILE

Les méthodes de purification de l'eau à domicile reposent sur les mêmes principes que celles d'épuration de l'eau en grand. Aussi diviserons-nous également ces procédés en mécaniques, chimiques et physiques.

1° Moyens mécaniques. — La fillralion est de beaucoup le procédé de purification de l'eau à domicile le plus répandu.

Il faut diviser les filtres de ménage en deux catégories : la première comprend ceux qui laissent passer l'eau à travers une substance à pores étroites (porcelaine, terre d'infusoires, amiante) ; la seconde répond à ceux qui sont formés d'une substance à pores larges (pierres poreuses, charbon, sable, etc.).

Les filtres de la première catégorie peuvent seuls être considérés dans la pratique comme établis de façon à pouvoir retenir les microbes d'une façon satisfaisante. En revanche leur utilisation est d'une technique assez délicate, car il faut les surveiller et les nettoyer incessamment avec grand soin.

Le filtre Chamberland est de beaucoup le plus utilisé en France parmi les appareils de la première catégorie. Son élément essentiel est une bougie ou cylindre de porcelaine dégourdie à travers laquelle l'eau filtre de dehors en dedans. Une des extrémités du cylindre est fermée, l'autre se termine par une tétine émaillée d'où s'écoule l'eau filtrée (fig. 95).

Avec les filtres en porcelaine la perte de charge est énorme. Aussi faut-il au minimum une pression d'un mètre d'eau pour que les bougies soient traversées (un filtre à sable n'est qu'exceptionnellement soumis à une pression aussi forte) ; on peut sans inconvénient élever cette pression jusqu'à 10 et même 15 mètres ^

Le débit d'une bougie neuve ou récemment nettoyée est au début d'un tiers de htre par mètre de pression et par heure ; mais il ne tarde pas à baisser et diminue progressivement par suite du dépôt à sa surface d'une couche de limon et d'impuretés. Au bout de quelques jours il est nécessaire de faire subir un nettoyage à la bougie 2. Cette opération est d'autant plus indispensable que l'eau qui avait d'abord passé absolument pure de germes, cesse d'être complètement stérile du fait de la

1. On construit des bougies Ghamberlaud (l)ougies F) qui fonctionnent au moyen d'une aspiration relativement faible (pompe à main ou tube d'évacuation formant siphon); mais la pâte de la porcelaine est alors moins compacte que dans les éléments qui fonctionnent sous pression.

2. Certaines eaux, celles de l'Oise par exemple, contiennent des particules argileuses si fines qu'elles déterminent l'occlusion irrémédiable des pores du filtre, qu'elles graissent, suivant l'expression consacrée. L'emploi des filtres à pores étroites, notamment du filtre Chamberland, est impossible avec ces eaux.

pénétration de proclie en proche des bacléries à travers les pores de la porcelaine. La période (ou espace de temps qui sépare deux nettoyages) du filtre Chamberland variera naturellement suivant le degré de souillure de Teau brute, la pression, la température, etc. Elle doit être rarement inférieure à cinq jours et supérieure à dix; tels sont du moins les r.^sultats des recherches bactériologiques de Miquel, de Freudenreich, de Plagge destinées à déterminer le temps pendant lequel leau passe

Fig. 95. — Filtre Chamberland. Fig. 96. — Batterie avec nettoyeur André.

A, bougie do porcelaine; B, ouverture de la bougie A, admission; B, bougies filtrantes; C, collecteur par laquelle sort l'eau filtrée; C, écrou mainte- d'eau filtrée; F, sortie de l'eau filtrée; T, netnant la bougie dans le tube métallique; D, tube toyeur, à rotation hélicoïde alternée; frottcur en métal enfermant la bougie; E, espace rempli élastique; jets cinglants; V, vidange, par l'eau à filtrer.

à travers le filtre sans entraîner de bactérie. Dans la pratique il faut donc nettoyer chaque bougie au moins une fois par semaine.

Pour nettoyer les bougies on les porte sous un courant d'eau et on détache l'enduit de limon qui en couvre la face externe en les brossant au moyen d'une brosse en crin. Lorsqu'il s'agit d'appareils comprenant un grand nombre de bougies ce mode de nettoyage est assez long et assez imparfait; de plus il pourrait compromettre l'intégrité des éléments qui risquent d'être heurtés les uns contre les autres.

ASSAINISSEMENT DE L'EAU POTABLE 021 Aussi est-il avantageux de n'utiliser que des appareils munis du nettoyeur André

Les bougies sont alors réunies dans un récipient métallique cylindri([ue. Tout autour des bougies sont disposés des tubes verticaux percés de trous, d'où sortent des jets d'eau arrosant la surface des bougies pendant le nettoyage en même temps que des frotteurs en caoutcliouc, formant le peigne-nettoyeur, qui recouvrent ces tubes, débarrassent les bougies des impuretés qui les recouvrent. Les mouvements imprimés en différents sens aux frotteurs sont dus à une manivelle extérieure à rotalion héliçoïde alternée. La durée totale du nettoyage à l'aide de cet appareil ne dépasse pas cinq minutes.

Le fait d'avoir débarrassé le iiltre de son enduit extérieur de limon ne donne pas des garanties suffisantes au point de vue de l'hygiène. Il faut encore détruire les germes qui ont pu pénétrer les pores de l'appareil et compléter la première opéralion par une stéi'ilisation suffisante. Pour bien faire, la stérilisation devrait suivre chaque nettoyage.

On stérilise les bougies isolées en les maintenant pendant lo à 20 minutes dans de l'eau en ébuUition, ou encore en les flambant sur la flamme d'une lampe à alcool (après les avoir séchées bien soigneusement, sans quoi elles se briseraient). Si l'on veut obtenir une stérilisation absolue, pour les usages de laboratoire, on placera les bougies pendant un quart d'heure à l'autoclave à 120° ou mieux encore on les fera rougir au rouge cerise dans un mou file. Mais ces derniers procédés de stérihsation ne sont pas d'un usage courant; quant à l'ébuUition ou au flambage, on peut leur reprocher de casser fréquemment les bougies. Aussi a-t-on essayé la stérihsalion au moyen des antiseptiques chimiques. Guinochet, Vincent préconisent un bain prolongé pendant 1/2 heure dans une solution de permanganate de potasse titrée à 1 p. 1000 (Guinochet), à 5 p. 100 (Vincent). La bougie est régénérée par un bain de 30 minutes, de bisulfite de soude (solution du commerce) à 5 p. 100. On ajoute avec avantage à la solution, au moment de s'en servir, 5 c. c. d'acide chlorhydrique par litre.

La vérification fréquente des bougies est une mesure de précaution indispensable, car ces appareils sont sujets à des fêlures plus ou moins apparentes, qui laissent passer toutes les impuretés de l'eau. Ces fêlures sont plus faciles à constater lorsque la bougie a été chauffée à une haute température, mais souvent elles restent invisibles à l'œil nu. Il faut alors pratiquer l'insufflation de la bougie sous l'eau, la production de bulles d'air indique que l'appareil doit être rejeté.

Dans les cas où les circonstances le permettent, par exemple dans une caserne dont l'eau potable est filtrée par une on plusieurs batteries de filtres Chamberland, il serait prudent de soumettre l'eau filtrée à des examens bactériologiques fréquents pour contrôler l'efficacité des nettoyages et vérifier l'intégrité des éléments filtrants.

Difïérents modèles de filtres Chamberland sont utiUsés dans la pratique. Le filtre sous pression à bougie unique est généralement branché sur un robinet, où il est maintenu par un manchon métaUique (voir fig. 95). L'eau filtrée peut être recueillie dans un tonnelet en verre. Mais il est indispensable que ce récipient soit soigneusement nettoyé à des intervalles rapprochés.

Lorsqu'on veut obtenir un débit plus grand on assemble une batterie de bougies dans un cyhndre mélalUque dont le couvercle est boulonné. L'eau y est amenée

sous pression el passe à travers les parois des bougies d'où elle s'écoule dans un récipient (tig. 97).

Si Teau dont on dispose n'est pas sous pression on lui fait traverser des bougies spéciales de pâte moins compacte (voir la note 1 page 619) par simple aspiration.

Fig, 97. — Filtre Chamberland sous pression, Fig. 98. — Filtre Chamberland : filtre

à plusieurs bougies. de ménage sans pression.

C'est ainsi que fonctionnent, par l'aspiration déterminée à l'aide d'un tube d'évacuation faisant siphon, les filtres de ménage Chamberland (fig. 98), dont le récipient supérieur contient l'eau brute et le récipient inférieur l'eau filtrée.

Les autres appareils qui filtrent à travers une substance à pores très étroits sont construits sur des principes analogues à celui du filtre Chamberland.

Le filtre de Berkefeld, très répandu en Allemagne, utilise des bougies en terre d'infusoires. Son débit est sensiblement supérieur cà celui du filtre Chamberland. Le filtre siliceux d'Howatson, très analogue au précédent, est également en terre d'infusoires. Le filtre Maillé est constitué par des bougies ou des boules formées

d'une i)orceIaine d'amiante inventée par Garros. Une fontaine de ménage assez répandue (fig. 99) utilise le filtre Mallié sans ])ression.

Tous ces fdtres à pores très étroits présentent le môme avantap^e, c'est qu'ils retiennent effectivement (U complètement les bactéries à la condition d'être maintenus dans un état de propreté et de stérilisation continus. Ils ont l'inconvénient d'exiger une surveillance incessante et de présenter une très grande fragilité.

La seconde catégorie des filtres domestiques comprend ceux qui sont formés d'une substance à pores larges. Tous laissent passer les germes soit en partie, soit en totalité. Parfois même l'eau filtrée contient plus de bactéries que Peau brute, parce que les microbes se multiplient dans la matière filtrante qui les cède à l'eau. Le nettoyage de ces filtres est le plus souvent très malaisé, leur stérilisation est à peu près impossible.

Les anciens fillrcs de pierres fllrcuiies, les divers filtres de ménage à couches filtrantes superposées, composées surtout de sable et de cbarbon, ne pouvaient guère que clarifier l'eau qui les traversait.

Mais les résultats ne sont pas meilleurs avec les différentes variétés de filtres au charbon récemment imaginés, ^^ous avons d'ailleurs signalé déjà les inconvénient du iiltre Maignen.

On a utilisé aussi comme matières fdtrantes des feuilles de papier avec de la poudre de charbon ou encore des plaques de cellulose. Dans ces appareils l'élément filtrant présente l'avantage de pouvoir être remplacé aussi souvent que cela est nécessaire à cause de son bas prix. Mais dans la plupart de ces filtres l'épuration bactérienne ne s'est pas Fig. 99. - Fontaine de ménage,

„ avec filtre Mallié sans pression,

montrée sultisante. débit : 15 litres.

Il en est de même pour les différents filtres domestiques qui utilisent la toile d'amiante {filtres Arnold et Shirmer, filtres Breyer, etc.).

2° Moyens chimiques. — Les procédés mixtes ont été appliqués à la stérilisation de l'eau à domicile aussi bien qu'à sa purification en grand. On a construit des filtres de ménage américains qui ne sont que la réduction des grands filtres du même système.

Les filtres à l'éponge de fer (filtre Bisbof) ou au fer magnétique reposent sur un principe analogue à celui du système Anderson. Il se forme un peroxyde de fer, qui détruit la matière organique et opère un véritable collage de l'eau. Il est nécessaire ensuite de filtrer celle-ci sur du marbre en poudre ou du sable mélangé de bioxyde de manganèse.

Nous avons déjà indiqué les filtres au j:>erma^^a»afe de potasse, de chaux ou alumino- calcaires comme des filtres de ménage. Tous ces filtres présentent des défectuosités que nous avons signalées à propos de la filtration en grand.

^t"" Moyens physiques. — L'ébullition simple est sans doute le plus pratique- de ces procédés, mais nous en avons déjà montré les inconvénients.

La stérilisation par la chaleur sous pression est parfois réalisée à domicile par de petits appareils spéciaux.

Le stérilisateur Frémont est formé d'une bouilloire métallique, où l'on maintient l'eau à deux atmosphères pendant un quart d'heure. Après cela on laisse refroidir et on fait traverser à l'eau un filtre.

La stérilisateur de Werner von Siemens^ bien que de dimensions plus considérables, ne peut guère être considéré que comme un appareil de ménage. Il ne donne

Fig. 100. — Stérilisateur de Siemens.

en effet que 30 litres d'eau stérilisée par heure. Il se compose d'une marmite métallique hermétiquement fermée où l'eau est maintenue en ébuUition, par un foyer au-dessus duquel elle est placée.

L'arrivée de l'eau brute y est réglée par un flotteur commandant un intercepteur automatique, et cesse dès que l'eau n'est plus bouillante. Lorsque l'eau a été maintenue pendant 7 minutes à 100°, elle passe dans un échangeur de température où elle se refroidit.

ALIMENTATION DE PARIS EN EAU POTABLE

En terminant ce chapitre consacré à l'étude de l'eau au point de vue hygiénique, nous croyons utile d'indiquer à grands traits les hgnes principales de l'ahmentation en eau potable de la ville de Paris.

C'est à Belgrand que cette ville doit d'être dotée d'eaux de sources pour son alimentation. Après de longues études on décida d'abord d'amener à Paris les eaux des sources de la Dhuys et de la Vanne, qui sortent des terrains crayeux du bassin de Paris, à la limite des argiles de la Brie et de la craie blanche de Champagne. Ce projet a été réahsé dans son intégrité de 1861 à 1876 et a fourni à la ville environ 1^0 000 mètres cubes d'eaux de sources par vingt-quatre heures.

ALIMENTATION DE PARIS EN EAU POTABLE 625

On a commencé par amener les eaux de la Dhuys ; le travail a été terminé en 1865. L'aqueduc de dérivation est formé de galeries en maçonnerie de 1 m. 76 à 1 m. 40 de largeur intérieure et de tuyaux en fonte de 1 mètre à 1 m. 10 de diamètre. Il suit les coteaux qui bordent la Dhuys et la Marne. Son développement est de 131 kilomètres. Les eaux sont prises à 130 mètres d'altitude et elles arrivent à Paris sur les hauteurs de Ménilmontant à 108 mètres au-dessus du niveau de la mer, soit à 81 mètres au-dessus delà Seine. Elles sont reçues là dans un vaste réservoir^ (réservoir de Ménilmontant) et fournissent un peu plus de :20000 mètres cubes par jour.

L'aqueduc de la Vanne n'a pu être terminé qu'en 1873. Il a 173 kilomètres de développement. Les sources utilisées sont à deux niveaux différents. Les eaux des sources hautes sont amenées à Paris par gravitation. Celles des sources basses sont de 15 à 20 mètres au-dessous de l'aqueduc principal, dans lequel elles sont élevées mécaniquement. L'aqueduc passe de la vallée de la Vanne dans celle de l'Yonne par l'intermédiaire d'un siphon de près de 4 kilomètres de développement, soutenu par un pont en béton aggloméré. Il traverse les sables de la forêt de Fontainebleau et passe sur la Bièvre à l'aide d'un pont-canal de 990 mètres de longueur, composé de 77 arcades. Il arrive enfin dans Paris, à Montrouge, à l'altitude de 80 mètres, c'està-dire à 53 mètres seulement au-dessus du niveau de la Seine ; cette eau ne peut donc être distribuée aux quartiers élevés de la ville. Les eaux de la Vanne sont reçues là dans un réservoir (réservoir de Montsouris) qui recueille en même temps une faible partie des eaux de l'Avre et toutes les eaux de la dérivation du Loing et du Lunain. La dérivation de la Vanne donne environ 100 000 mètres cubes d'eau par jour à la ville de Paris.

Au début de l'année 1893 les eaux de l'Avre étaient amenées et distribuées dans Paris. Les sources captées comprennent : la source du Breuil, dans l'Eure, et les sources de la Vigne, petit affluent de l'Avre, à savoir les sources du Nouvet, d'Erigny, des Graviers et des Foisys, dans le département d'Eure-et-Loir. L'aqueduc d'amenée a un développement de 102 kilomètres. Il aboutit à Saint-Cloud au réservoir de Montretout, à une altitude de 107 mètres, soit à 80 mètres au-dessus du niveau de la Seine. Les eaux de l'Avre fournissent quotidiennement 80 000 mètres cubes en moyenne à la ville de Paris.

Depuis le mois de juin 1900 le réservoir de Montsouris reçoit les eaux du Loing et du Lunain. Les sept sources dérivées ne sont pas éloignées de Nemours et de Moret (Seine-et-Marne). A cause de leur faible altitude (79 mètres) il a fallu élever les eaux mécaniquement d'une quarantaine de mètres à la jonction des aqueducs secondaires. L'aqueduc principal s'étend sur une longueur d'un peu plus de 73 kilomètres et côtoie presque partout l'aqueduc de la Vanne. Le nouvel apport fourni par les eaux du Loing et du Lunain est en moyenne de 50 000 mètres cubes par jour. Pas plus que celles de la Vanne et pour la même raison, ces eaux ne peuvent être distribuées dans les quartiers élevés de Paris.

On voit donc qu'actuellement la ville de Paris reçoit chaque jour, grâce aux différentes amenées que nous venons de passer en revue, à peu près 250 000 mètres cubes d'eaux de sources. Si on ajoute à ce chiffre le volume d'eau fourni par des sources beaucoup moins importantes (Arcueil : 1 600 m. c. par jour et les sources du

1. Avant de se déverser dans ce réservoir le canal de dérivation de la Dhuys reçoit les eaux filtrées de la Marne venant des usines de Saint-Maur.

Nord 267 m. c. par jour) dont la ville usait déjà auparavant, on voit qu'il est possible de distribuer quotidiennement 252 000 mètres cubes d'eaux de sources dans Paris, soit au total 91 980 000 mètres cubes par an et 93 litres par habitant et par jour, la population de Paris étant d'après le dernier recensement de 2 714 068 habitants.

Les eaux de sources étant réservées aux usages domestiques et les autres eaux, dont dispose Paris (eaux de la Seine et de la Marme, eaux du canal de l'Ourcq, eau des puits artésiens près de 200 000 000 de m. c. par an) devant être affectées aux lavages et aux arrosages de la voie publique, ce chiffre de 93 litres par habitant et par jour semblerait suffisant. Malheureusement il faut compter avec les gaspillages. Pendant les jours chauds d'été la consommation totale augmente de 25 p. 100 ; celle de l'eau

Fig. 101. — Carte des réservoirs et conduites principales des eaux de sources dans Paris.

de source de 35 p. 100. De plus les établissements pubhcs de Paris, recevant l'eau de source gratuitement, consomment plus d'eau de source à eux seuls que la population privée tout entière, comme l'indiquait en 1898 M. Rendu dans son rapport au Conseil municipal. Il y aurait probablement là, avec un contrôle plus sévère, de sérieuses économies à réaliser.

Jusqu'à ces dernières années le service des eaux se trouvait dans la nécessité de fournir à certains quartiers, pendant de courtes périodes il est vrai, de l'eau de rivière n'ayant subi aucune épuration. Il est inutile d'insister sur les dangers de cette distribution d'eau suspecte.

C'est donc pour parer à toute éventualité que la ville de Paris a établi à Saint-Maur et à Ivry des usines destinées à la filtra tion par le sable des eaux de la Marne et de la Seine. C'est un supplément de 60 000 mètres cubes d'eau potable par jour (25 000 m. c. à Saint-Maur, 35 000 m. c. à Ivry), que le service des eaux peut fournir quand la quantité d'eau de source distribuée ne répond plus aux besoins de la population. Aussi pendant l'été 1899, grâce à l'appoint des bassins filtrants de Saint-Maur, la substitution d'eau de rivière brute à l'eau de source a-t-elle pu être évitéej

ALIMENTATION DE PARIS EN EAU POTABLE

Les réservoirs et les conduites principales de distribution d'eau de source dans Paris sont distribués comme le montre la carte ci-dessus (fig. 101).

Nous avons déjà indiqué que le réservoir de Ménilmonlant reçoit les eaux de la Dhuys, le réservoir de Montsouris (Montrouge) reçoit les eaux de la Vanne, du Loing et du Lunain ainsi qu'une faible partie des eaux de l'Avre; enfin le réservoir de Montretout (Saint-Gloud) reçoit les eaux de l'Avre et de la Vigne. Trois autres réservoirs (Grand-Passy supérieur, Montmartre supérieur et Belleville supérieur) recueillent aussi ces eaux de source. Des usines élévatoires refoulent, en cas de besoin, soit

Auteu

Ecauc mélangées de Icu Vanne, dLu Zaing et dio lunaui

avec lam petite^ qiLcuitUe' cL'eouo de' Z'Aure/. Illim Ecao de> UAvre. .

I \ EoAJj dxi^ la/ JJIvLU/s .

Fig. 102. — Répartition des eaux de sources dans Paris.

aux réservoirs de Montmartre supérieur, soit à celui de Belleville supérieur, ou encore dans la canalisation du service privé, les eaux de source provenant des divers réservoirs où aboutissent les dérivations. Voici un tableau indiquant l'altitude et la capacité de chacun de 6 réservoirs d'eau de source * de la ville de Paris :

Montsouris

Réservoirs.

supérieur. . .

inférieur

Montretout

Grand-Passy supérieur.

Montmartre

Ménilmontant supérieur.

Altitude.

Capacité.

1; La ville de Paris a encore 15 autres réservoirs^ dont 11 reçoivent de Peau de rivière

628 l'atmosphère, LE SOL ET L^EAU

L'étude du réseau des conduites maîtresses de distribution montre qu'elles communiquent entre elles sur différents points, notamment à leurs extrémités. En sorte que, sauf en certains points élevés assez limités, qui sont exclusivement alimentés soit par Teau de la Dhuys, soit par l'eau de l'Avre, dans le reste de la canalisation il se produit un certain mélange des eaux des différentes sources dont les zones de distribution sont contiguës. Sous cette réserve, on peut cependant indiquer approximativement la distribution des différentes eaux de sources dans Paris de la façon suivante (fig. 102) :

1" Les eaux de la Vanne ^ du Loing et du Lunain, mélangées à une petite quantité d'eaux de l'Avre, desservent toute la rive gauche, sauf les quartiers de Plaisance et du Petit-Montrouge ; sur la rive droite : les P', 11% IIP, IV^ et XII^ arrondissements en totalité; une partie du VHP, du IX'' et du XP arrondissement; enfin le quartier d'Auteuil.

2° Les eaux de la Dhuys alimentent la totalité des XIX^ et XX^ arrondissements ainsi qu'une partie des X'' et XP.

S'' Les eaux de VAvre desservent la totalité des XVIP et X'VIIP arrondissements; le XYP, moins le quartier d'Auteuil ; une partie des YIIP, IX'' et X^ arrondissements ; enfin, sur la rive gauche, les quartiers de Plaisance et du Petil-Montrouge.

et 4 de l'eau du canal de l'Ourcq. Leur capacité totale est de 172 609 m. c. pour les réservoirs d'eau de rivière et de 28 564 m. c. pour les réservoirs d'eau de TOurcq.