MATIÈRES USÉES
Fabriques de colle forte (l''' classe); Industries travaillant les cornes et sabots
avec macération (2*= classe) ; Blanchisseries des déchets de coton et
coton gras (3^ classe); Blanchisseries des déchets des filatures de
lin, de chanvre et de jute (2- classe); Lavage et séchage des éponges (3" classe); Féculeries (3^ classe); Filatures de cocons (3" classe); Fonte des graisses aux acides (2" classe); Fabrication d'huile de ressencc (2'' classe); Lavoirs à houille (3° classe);
— à laine (3" classe);
— à minerais (3" classe);
Malteries (3" classe); Confiserie des olives (3" classe); Préparation de la pâte à papier (2^ classe); Extraction et lavage du i)hosphate de chaux (3'' classe);
Fabrication d'engrais de matières animales (1" classe);
Rouissage du chanvre et du lin (1'" classe);
Râperics de sucre (3" classe);
Fabrication du suif d'os (l""" classe);
Fabrication du sulfate de fer, d'alumine et alun par le lavage des terres pyriteuses et alumineuses grillées (3^ classe);
Teintureries (3" classe);
Triperies (3" classe).
Pour étudier les différentes propriétés des résidus par lesquels ces industries souillent les eaux, on peut adopter la classification suivante ])roposée i)ar Arnould ^ :
1° Résidus encombrants. — Les scories de la métallurgie, les mâchefers, la terre provenant du lavage des betteraves, sont des types de résidus purement encombrants. Ces matières n-ont que le tort, assez grave toutefois, d'exhausser le lit des rivières. A vrai dire, elles peuvent servir de support à d autres résidus plus dangereux et former, avec ceux-ci, une vase compromettante. Parmi ces derniers, il en est, comme les matières organiques putrides, qui sont également encombrants, tout en possédant des propriétés novices.
La chaux qui a servi à épurer certaines eaux, que Ton écoule à la rivière sans décantation suffisante, peut sans doute être rangée parmi les résidus encombrants. Les chlorures de sodium et de calcium et les nitrates, qui passent dans la nappe souterraine et dans les cours d'eau, d ordinaire à la suite de l'épuration par le sol, mais quelquefois directement, restent habituellement dans des proi)ortions qui permettent de ne pas les inscrire dans une classe plus élevée que celle-ci. iMais, même à l'égard des matières simplement encombrantes, il convient de limiter la tolérance, puisque, en changeant le titre hydrotimétrique de l'eau, on altère déjà ses quahtés naturelles. Il suffit d'élever la proportion des sels terreux pour faire disparaître certaines espèces de poissons et rendre l'eau impropre à la consommation des - machines à vapeur. Les eaux séléniteuses sont toujours prêtes à donner de l'hydrogène sulfuré. On l'a vu à propos de l'eau des houillères. D'après Kœnig, l'eau qui renferme plus de 1 gramme de chlorure de sodium ou de calcium par litre est impropre à l'irrigation.
"t" Résidus odorants ou colorés. — Les usines à gaz, la distillation du goudron de houille, les fabriques d'essence minérale, etc., envoient parfois dans les puits ou . dans les petits cours d'eau des résidus hquides odorants, qui, naturellement, font repousser ces eaux de tous les usages. De même pour l'eau nuancée par les résidus de teinturerie ou de fabriques de couleurs, lors même qu'elle ne serait pas positivement nuisible.
3° Résidus acides. — Les acides sulfureux, sulfurique, nitrique, hypochloreux, chlorhydrique, produits ou employés largement dans l'industrie, sont les plus compromettants pour les eaux. Nous retrouverons les acides arsénieux et arsénique parmi les poisons.
i. Arnould, Congrès international d'hygiène, 1889.
L'acide sulfureux, mêlé à la fumée de la combustion des houilles pyriteuses ou provenant du travail des minerais de zinc, des fabriques de bleu d'outremer, se convertit en acide sulfurique dans l'atmosphère et est rabattu sur le sol avec l'eau des pluies. La végétation souffre beaucoup de cette rosée; les puits s'en ressentent, mais surtout les citernes, dans les localités où l'on recueille l'eau des pluies pour les . usages domestiques. La proportion d'acide sulfurique n'est pas très élevée, il est vrai.
Il est clair que les eaux résiduaires de la métallurgie du zinc et des fabriques de bleu contiennent le même acide sulfureux en dissolution. On le retrouve, avec des quantités variables d'acide sulfurique, dans les eaux des fabriques de bougies stéariques, de certains procédés de blanchiment (soie, laine, plumes, etc.).
L'acide sulfurique lui-même coule avec les eaux des usines dans lesquelles on le produit. Cet acide est employé dans la fabrication de l'acide stéarique, de l'acide clilorhydrique au moyen du sel marin, de la potasse par le procédé Leblanc, dans l'affinage des métaux, la raffinerie de l'huile, la rectification du pétrole, le blanchiment de l'amidon, la fabrication de la paraffine, les fonderies de suif, les distilleries (saccharification de la pulpe de pommes de terre, du maïs). Les eaux sortant des usines où s'accomplissent ces opérations ont des chances d'en renfermer des quantités plus ou moins grandes.
D'après G. Weigelt, l'acide sulfureux est déjà très nuisible aux poissons, à la dose de 0,0005 p. 1 000; l'acide sulfurique à 0,1 p. 1 000 (l'acide azotique, comme l'acide sulfurique).
Il ne se perd pas beaucoup d'acide nitrique dans la fabrication de cet agent, parce qu'il a une valeur sérieuse. Ce sont plutôt les eaux des usines où il est employé qui en répandent autour d'elles. Il sert d'oxydant ou de nitrifiant. Dans les opérations du premier ordre, il fournit des vapeurs d'acides azoteux et hypoazotique, que la pluie rabat ensuite. Dans le second cas, il se trouve partiellement dans les eaux résiduaires. Ainsi les eaux des fabriques de nitroglycérine renferment de l'acide sulfurique, des acides azoteux et hypoazotique.
Les acides picrique, oxalique, benzoïque, cyanique, accompagnent le précédent dans les eaux de fabrication de l'acide picrique, de la nitrocellulose, du nitrobenzol, et sont tous aussi compromettants.
Les hypochlorites de potasse, de soude, de magnésie, employés dans le blanchiment rapide des tissus végétaux et dans la fabrication du papier, fournissent aux eaux résiduaires du chlorure de calcium, du chlorure de chaux, des acides chlorhydrique et sulfurique. Dans la fabrication du blanc de baryte, l'action de l'acide sulfurique sur le chlorure de baryum donne lieu également à des eaux acides.
Le chlorure de chaux est un des corps les plus funestes que l'industrie puisse verser dans les eaux, puisqu'il est toxique pour les poissons entre 0,0008 et 0,005 p. 1 000.
Tous les acides répandus sur le sol, en quantité suffisante, présentent cet inconvénient qu'ils en augmentent outre mesure la perméabiUté et, en dissolvant la partie calcaire du terrain, y pratiquent des lacunes et des voies imprévues, qui peuvent troubler singulièrement les résultats de l'irrigation.
4° Résidus toxiques. — Ceux dont il vient d'être question le sont déjà, plus ou moins énergiquement, et nous ne les avons mis à part qu'à cause de la conséquence spéciale de l'acidité, qui vient d'être signalée. D'autres ne sont remarquables 'que par la netteté et l'intensité de leurs propriétés toxiques.
Tels sont les résidus arsenicaux provenant du travail des mines d'arsenic et, plus ordinairement, des fabriques de papiers peints. Dans une fabrique de Nancy, l'arsenic du vert de Schweinfurt a donné lieu à des accidents mortels par Feau des puits empoisonnés (Tardieu). Les couleurs d'aniline ont été longtemps obtenues à l'aide de l'acide arsénique comme corps oxydant. Dans les grands lleuves, les eaux résiduaires arsenicales sont tout d'abord assez diluées pour être peu dangereuses. Ensuite, il y a dans l'eau fluviale assez de fer pour réaliser des combinaisons insolubles de fer et d'arsenic. Mais, comme cette éventualité admet quelque incertitude et quelque délai, les administrations interdisent généralement le déversement aux eaux publiiiues des lessives arsenicales.
Les industries qui manient le plomb, le phosphore, le mercure, en dehors du travail des minerais, donnent peu d'eaux résiduaires et ne sont pas accusées au point de vue qui nous occupe.
5° Résidus putrides. — Ce sont les plus communs et les plus abondants de tous ceux que l'industrie verse aux eaux publiques. Il faut, naturellement, y réunir toutes les matières organiques mortes qui, sans être encore envahies par la putréfaction, au moment de leur projection, sont fatalement destinées à l'être à bref délai. On n'a ici qu'à rappeler les méfaits absolument vulgaires des abattoirs, des amidonneries, féculeries, routoirs, peignages de laine, tanneries, papeteries, etc.
Ce sont ces matières putrides qui, en absorbant l'oxygène de l'eau par la décomposition, font surtout périr les poissons (par asphyxie) ; ce sont elles qui empuantissent et troublent les rivières, éloignent les promeneurs et les baigneurs, rendent l'eau impropre à désaltérer le bétail et à servir à d'autres industries. Les rivières qui les reçoivent sont perdues pour les approvisionnements municipaux d'eau de boisson; les nappes sous-jacentes aux terrains, sur lesquels on les étend parfois, n'en sont pas fatalement compromises, mais elles courent souvent de grands risques par le fait du mode vicieux dont les industriels exécutent les épandages.
La plupart du temps, la souillure industrielle est tellement intense, qu'il n'y a plus lieu de poser la question de la nocuité de l'eau altérée, prise en boisson, parce que personne n'est plus tenté d'en boire.
A un degré moindre, la souillure organique ne rend pas les eaux manifestement impotables ; cela arrive surtout pour les eaux de la nappe souterraine qu'elles gagnent par infiltration.
6*^ Résidus infectieux. — Indépendamment du lavage des laines qui peut mettre les bacilles charbonneux dans l'eau de l'Espierre, comme on le sait, il est clair que les eaux d'abattoir peuvent porter aux rivières des micro-organismes pathogènes divers, celles d'équarrissage encore plus probablement. Les blanchisseries, ou plutôt les lavoirs, sont particulièrement redoutables, à cet égard, car ils peuvent mêler à l'eau entre autres les microbes de la fièvre typhoïde, de la dysenterie et du choléra.
En résumé quand il s'agit de résidus industriels inertes et purement encombrants, c'est une simple question de soin et d'argent de les éloigner des cours d'eau, de les transporter dans des locaUtés où ils ne gênent plus personne, ainsi que cela se pratique par immersion sur les plages désertes de plusieurs cotes anglaises. Ces matières peuvent même servir à former ou assainir des voies publiques ou bien à constituer des filtres économiques; on utiHse ainsi les mâchefers et les scories diverses.
. Lorsque les eaux industrielles ont un caractère chimique marqué, lorsqu'elles renferment des matières minérales acides ou alcalines, ou même vénéreuses, il est presque toujours possible de les corriger, au moins partiellement, par une réaction contraire. La chaux est souvent employée et produit des dépôts qu'on retient dans des bassins. Les mêmes observations sont appKcables aux résidus solides minéraux.
Dans l'état actuel de la science, et laissant bien entendu de côté les cas spéciaux où les eaux à traiter sont de véritables réactifs chimiques, dont la manipulation est indiquée par les règles élémentaires de la chimie minérale, ce sont encore les procédés naturels que nous allons étudier : la décantation, la filtration, le traitement biologique naturel ou artificiel, qui assurent vraiment seuls la véritable épuration de ces eaux.
Éloignement et épuration des eaux d'égout.
Si le principe de l'évacuation immédiate et complète des déchets est la base de l'hygiène de l'habitation, il ne s'impose pas moins pour les villes. Mais comment éloigner ces énormes masses d'eau d'égout que rejettent les collecteurs des grandes villes? Le problème ne paraît pas simple si l'on songe que Paris rejette quotidiennement une moyenne de 600 000 mètres cubes d'eaux d'égout.
La solution qui a paru tout d'abord la plus pratique c'est de déverser les égouts directement dans les grandes masses d'eau de surface, la mer pour les villes maritimes, les lacs ou les cours d'eau pour les autres agglomérations. Mais dans l'immense majorité des cas on n'a abouti qu'à un éloignement insuffisant, lorsqu'il s'agissait de la mer ou des lacs, ou à une périlleuse contamination des eaux courantes en aval, lorsqu'il s'agissait des cours d'eau. Force a donc été d'imaginer une solution plus efficace et de recourir aux différents procédés d'épuration des eaux d'égout.
Le déversement à la mer n'est tolérable qu'à la condition qu'il soit fait en un point delà côte très éloigné de la ville et au milieu de courants entraînant le sewage vers la pleine mer. Il n'est pas admissible que les matières soient en aucun cas ramenées au rivage.
A Marseille, la ville est divisée en bassins dont les collecteurs se jettent dans un émissaire long de près de 12 kilomètres et débouchant en pleine mer de l'autre côté des collines de Marseille- Veïre, à l'est du cap Groisette, dans des fonds de 30 à 60 mètres, dont les courants se dirigent au large (fig. 192).
A Boston les deux émissaires sont conduits dans des îles situées à plus de 5 milles de la côte et déversés, au large, au milieu de courants qui empêchent que le sewage puisse jamais être rejeté à la côte.
Les lacs^ même étendus, remplissent diflicilement des conditions suffisantes pour que le déversement des égouts n'entraîne pas d'inconvénient. Les courants y sont à peu près nuls, tandis que les vents, dont la direction est très variable, éloignent tour à tour ou rejettent à la rive les déchets des égouts.
Les cours d'eau avaient été de toute ancienneté considérés comme les collecteurs naturels des déchets des agglomérations, jusqu'au jour où l'augmentation progressive des populations et par suite des matières usées, l'apport toujours croissant d'eaux résiduaires industrielles ont réellement transformé en égouts infects un grand
ÉVACUATION DBS MATIÈRES USÉES 993 nombre de cours d'eau et même de rivières. C'est ce qui s'est passé pour les petites rivières du bassin parisien et des centres industriels du Nord. C'est ce qu'on pouvait constater il y a 25 ans pour la Tamise, il y a quelques années encore pour la Seine, lorsque ces deux rivières recevaient la totalité des eaux d'égout des deux capitales.
Nous ne saurions mieux faire que de reproduire ici la description que Durand- Claye donnait de l'infection de la Seine, à la sortie de Paris, en montrant en même temps comment le fleuve se débarrassait peu à peu en aval de ses souillures, en les oxydant :
« En amont de Paris, dit Durand-Glaye, dans la traversée de la capitale, ainsi
Fig. 192. — Plan du grand égout collecteur ou émissaire de Marseille. (Imbeaux.)
qu'entre les fortifications et Asnières, la Seine présente un aspect satisfaisant, au moins à la simple inspection superficielle... En un certain nombre de points répartis sur les deux rives, des filets d'eaux impures sortent de divers établissements industriels ou des égouts de la banlieue et même des égouts de Paris, non encore réunis au collecteur; mais ces fdets d'eaux impures sont rapidement noyés dans la masse du fleuve. Les poissons vivent dans toute la largeur de la rivière, des végétaux d'ordre élevé poussent sur leurs berges, le fond de la Seine est formé de sable blanc... En aval du pont d'Asnières la situation change brusquement. Sur la rive droite de la Seine se trouve le débouché du grand collecteur de Clichy. Un courant considérable d'eau noirâtre sort de ce collecteur et s'épanouit en Seine, en formant une courbe parabolique. Cette courbe occupe une étendue variable dans le courant. En temps ordinaire, elle tient environ la moitié de la largeur du fleuve. En temps
PROUST, TRAITÉ d'hYGIÈNE. 63
d'orage, elle se rapproche de la rive gauche. Cette eau est chargée de débris organiques de toute sorte : légumes, bouchons, poils, cheveux, cadavres d'animaux, etc. Elle est ordinairement recouverte d'une couche de matières graisseuses qui, suivant la direction du vent, vient s'accumuler sur une rive ou sur l'autre. Une vase grise, mélangée de débris organiques, s'accumule le long de la rive droite et forme des bancs d'atterrissement qui, à certaines périodes de l'année, présentent des saillies considérables hors de l'eau, et ne disparaissent que grâce à de coûteux dragages... Cette vase est le siège d'une fermentation active qui se traduit par des bulles innombrables de gaz venant crever à la surface de l'eau : pendant une grande partie de l'année et spécialement au moment des fortes chaleurs, ces bulles atteignent des proportions considérables : 1 mètre à 1 m. 50 de diamètre. Elles entraînent la vase en s'en dégageant et amènent à la surface des matières noires et infectes, qui cheminent ensuite à découvert avec le courant. Le passage d'un bateau soulève des flots d'écume et crée une véritable ébullition qui dure quelques minutes dans le sillage. Tous ces phénomènes se produisaient, en 1870, sur la seule rive droite du fleuve et l'infection ne se manifestait d'une manière évidente que sur le premier des trois bras que la Seine forme à Clichy.
« Aujourd'hui le second bras est complètement envahi et l'altération se montre sur la rive droite du dernier bras. Aucun être vivant, aucun poisson, aucune herbe verte ne se rencontrent dans le bras droit; dans le bras central le poisson recommence à apparaître et se retrouve dans le bras gauche. Les jours de grande pluie d'orage, lorsque le courant des eaux d'égout a envahi la totalité de la largeur de la Seine, les poissons peuvent être accidentellement détruits, même dans les parages qu'ils fréquentent habituellement, par suite de l'infection générale et temporaire du fleuve... Au delà des îles de Clichy, et jusqu'à l'île Saint-Denis, l'infection continue en s'accusant un peu moins fortement à la surface... A Saint-Ouen commence l'île Saint-Denis qui square le fleuve en deux bras distincts : le bras gauche, aUmenté par la partie la moins altérée du fleuve et ne recevant du reste aucun nouvel affluent d'eau infecte, présente des eaux qui semblent d'une pureté très suffisante; le bras droit, au contraire, alimenté par le courant même du collecteur de GKchy qui a suivi spécialement la rive droite, conserve, devant Saint-Ouen et au delà, les caractères d'infection constatés à Clichy, ceux-ci vont cependant en diminuant d'intensité apparente jusqu'au pont suspendu de Saint-Denis... Aux premières maisons de Saint-Denis des usines commencent à amener une recrudescence d'infection par un assez grand nombre de déjections industrielles, mais leur action est peu de chose à côté de celle du collecteur départemental qui débouche à quelques mètres en aval du pont suspendu. Cet égout vomit une eau absolument noire et fétide dont Todeur ammoniacale est des plus prononcées. Cette eau envahit bientôt la largeur complète du bras. Ces écumes flottent sur toute la surface. Des bulles de gaz se dégagent de tous côtés; cet état se continue avec une intensité presque constante jusqu'en face le village d'Épinay. Le fond du fleuve est dans tout ce parcours garni d'une vase noire, fétide, gluante, peuplée de vers rougeâtres qui ne se trouvent que dans les eaux de vidanges les plus infectes. Périodiquement cette vase émerge au voisinage de la bouche du collecteur et doit être extraite par dragage. Notons que la rivière du Croult, qui débouche en Seine entre Saint-Denis et Épinay, vient ajouter un assez notable contingent d'eaux industrielles à l'afflux infect du collecteur.
EVACUATION DES MATIERES USEES 99b
« D'Épinay à Argenteuil une amélioration apparente se manifeste... D'Argenteuil au barrage, de Bezons, la Seine présente un aspect acceptable; mais, au niveau du barrage, une odeur très marquée se fait de nouveau sentir, les eaux impures semblent rejetées par le barrage sur la rive gauche. La vase noirâtre réapparaît sur toute la largeur du bras avec une épaisseur de 0 m. 70 environ. Bientôt Fodeur disparaît. Une végétation des plus abondantes garnit les deux rives... A Marly, les basjoyers de l'écluse sont couverts d'un dépôt noir et fétide, des écumes se voient le long du barrage et des appareils annexes. L'eau conserve toujours une teinte foncée qu'elle manifeste également dans le bras droit qui passe devant Ghatou. L'intensité de coloration du fleuve diminue graduellement : l'eau est encore trouble et d'un goût peu agréable à Saint-Germain et à Maisons-Laffitte. Au delà, vers La Frette et Gonflans, et spécialement après le confluent de l'Oise, la Seine a repris une apparence, un état sensiblement analogue à celui qu'elle offrait en amont des collecteurs. A Meulan, toute trace extérieure d'infection a disparu.
« L'analyse chimique vient confirmer les données que fournit l'inspection extérieure, en montrant que les eaux impures, qui se déversent en Seine, jettent dans ce fleuve deux ordres de produits entièrement différents. Les matières minérales encombrent le cours du fleuve et altèrent sa composition par simple mélange, les matières organiques subissent une multitude de transformations en absorbant de l'oxygène et donnent naissance à de l'acide carbonique, de l'eau, des carbures d'hydrogène, de l'ammoniaque, de l'hydrogène sulfuré et des sels divers.
« Tant que les matières organiques azotées sont abondantes, l'eau est absolument impure : lorsque la fermentation est achevée, les eaux présentent à la fois une diminution dans l'oxygène dissous et une disparition des matières organiques azotées, remplacées par des composés divers et en particulier par l'ammoniaque; enfin, lorsque, par suite du mouvement et de l'aération, elles ont redissous une quantité normale d'oxygène, elles redeviennent réellement potables, c'est ce qui a heu pour la Seine au niveau de Meulan. »
Quelques caractères chimiques de cette eau permettent d'en juger la valeur :
Azote total Oxygène dissous
Azote y compris les sels par litre,
organique. ammoniacaux. en cent, cub.
Pont crAsnières, amont du
collecteur 0^%85 1^%^ 5 34
p M ) Clichy, aval du collecteur,
far mètre ] ^^^^ ^^^.^ ^ ^ ^^^^
Saint-Ouen, bras droit 1 ,16 2 ,0 4 07
Débouché du collecteur dé- ' parlementai » 98 ,0 >,
cube.
On trouve, si l'on prend la composition de l'eau :
Az. org. Az. tôt. Oxyg. dissous.
Du côté de Mantes • » 1^4 g 96
— Vernon » „ 10,40
— Rouen .. ,. lo'42
Les analyses bactériologiques de Miquel ont entièrement confirmé ces renseignements fournis par la chimie. Le nombre des bactéries de l'eau diminue dans des proportions énormes dans le trajet de la Seine de Paris à Mantes.
Le tableau (p. 997) et les graphiques (fig. 193 et 194) ci-après^ dus à Bordas, montrent avec quelle rapidité se faisait Tépuration de la Seine, contaminée par les collecteurs de Clicliy et de Saint-Denis. On y constate également la diminution delà pollution de la Seine, après la fermeture du collecteur de Glichy en 1899 (colonne G du tableau).
Il ressort de ces données que, quel que soit le degré de pollution d'un cours d'eau, il se fait une épuration progressive en aval pourvu qu'il n'y ait pas d'apport important de nouvelles souillures.
Get assainissement des eaux à mesure qu'elles s'éloignent du point d'infection est dû à une épuration spontanée qui a été particulièrement bien étudiée par Duclaux. Des facteurs multiples concourrent à déterminer cette épuration et à la favoriser; ce sont :
Le débit du fleuve comparé à l'apport des souillures et par suite le degré de dilution de celles-cL
La rapidité de ses courants (les faibles courants permettant la sédimentation des corps en suspension ; les courants rapides produisant un brassage favorable à l'aération et à l'oxydation des matières).
L'état de pureté du fleuve avant qu'il ait reçu les eaux d'égout.
L'action biologique des bactéries, qui, comme dans le sol, détruisent la matière organique par oxydation et nitrification.
La lumière et la température, qui sont plus ou moins favorables à cette action biologique, dont l'intervention est capitale.
Encore faut-il, pour que cette purification spontanée soit efficace et débarrasse assez rapidement les eaux de leur souillure, que, suivant l'expression de Duclaux, la rivière soit proportionnée à l'égout. Malheureusement cette condition primordiale est trop rarement réahsée.
Pour ne pas être réduit à interdire d'une façon absolue l'accès des eaux d'égout dans les cours d'eau, on a cherché à étabhr dans quelles conditions ce déversement pourrait être permis sans danger pour la santé publique.
L'office sanitaire allemand, à la suite des recherches de Pettenkofer, a établi comme règle que l'apport des eaux d'égout dans les rivières ne serait autorisé que si :
1° La dilution du sewage dans la rivière, en basses eaux, était au moins de 1/15® àl/20^
2^* La vitesse des eaux dans le collecteur ne devait pas être supérieure à celle du courant de la rivière.
3° Aucune agglomération humaine riveraine ne se trouvait entre le point de déversement en rivière et le point où l'épuration spontanée est effective.
4° Des usines ne déversaient pas des eaux résiduaires dont la composition chimique empêcherait les processus biologiques d'auto-épuration.
Les hygiénistes anglais sont beaucoup plus exigeants et, en Amérique, on en est arrivé à demander que les eaux d'égout ne puissent être déversées dans les rivières que si le débit de celles-ci est plus de 130 fois plus considérable (Stearns).
La conclusion qui s'impose c'est que le déversement des égouts dans les rivières ne peut être toléré qu'exceptionnellement après enquête locale ayant démontré à la suite d'analyses répétées que l'épuration spontanée des eaux est assez complète et assez rapide, pour que cette contamination passagère reste sans danger.
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Dans l'état actuel de la législation, les pouvoirs publics sont insuffisamment armés en France pour protéger les cours d'eau. Il n'en est pas de même en Angleterre, où existe depuis 1876 une loi spéciale (The rivers pollution prévention Act), et aux États-Unis, où 22 États ont une loi qui régit la protection des cours d'eau.
Nous avons vu plus haut que la façon de beaucoup la plus commode d'éloigner le sewage des villes était le déversement dans les cours d'eau. Mais en même temps force nous a été de constater que bien rarement le débit et le courant des rivières étaient suffisants pour assurer l'épuration spontanée des matières usées ainsi reje-
Fig.
Nombre des
colonies microbiennes par cent cube
fOO.OOO
Numéros d'ordre correspondant à ceux du tableau précédent.
n* <otei~ co
Totales
... Aérobies
Anaérobies
Graphique de l'analyse bactériologique des eaux de Seine, de Paris à Rouen, le 6 avril 1899.
tées. Le plus souvent on n'aboutit qu'à une infection du fleuve, menaçant les agglomérations humaines riveraines en aval.
Sans renoncer donc à la voie si économique et si commode des cours d'eau, il faut recourir d'abord à des procédés permettant de n'y laisser pénétrer les eaux d'égout que lorsqu'elles ont perdu leur nocuité, c'est-à-dire après leur épuration. Les méthodes d'épuration des eaux d'égout sont basées sur les mêmes principes que celles qui servent à purifier les eaux potables. Ce sont encore des moyens mécaniques ou chimiques qui permettent d'atteindre le résultat cherché. Mais le procédé qui tend à prendre de plus en plus d'extension, c'est la réahsation par des moyens naturels ou artificiels de l'épuration biologique, que subissent les eaux en traversant le sol.
ÉVACUATION DES MATIÈRES USÉES 999^ Epuration mécanique el chimique des eaux d'égout. — Les procédés mécaniques sont surtout le barrage, la filtration et la décantation. En établissant des barrages ou des grands réservoirs pour la réception des eaux d egout, on arrive, par le repos, à faire précipiter toutes les matières suspendues dans Peau (subsidence des Anglais), ce qui permet alors de laisser écouler le liquide clarifié. On débarrasse
3 Numéros d'ordre correspondant à ceux du tableau précédent.
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Totales
Aérobies
Anaérobies
Fig. 194. — Graphique de l'analyse bactériologique des eaux de Seine, de Paris à Rouen,
le 21 septembre 1899.
ainsi les eaux de la silice et des autres substances minérales solides qu'elles charrient, ainsi que d'une portion considérable des matières organiques qui ne sont point à l'état de solution; mais ce procédé présente un double inconvénient.
D'abord le liquide qui s'écoule des bassins collecteurs est encore chargé de matières organiques fermentescibles et putrides en dissolution. Si donc on le verse dans les rivières, il y deviendra une source d'infection très considérable, bien que moins intense que l'eau d'égout elle-même.
De plus, pour les villes comme Paris ou Londres, il s'agit de 800 à 1 000 mètres cubes de dépôt par jour. Leur extraction, leur manutention, leur transport, leur déchargement, constitueraient autant d'opérations coûteuses et dangereuses. Aussi
toutes les commissions d'enquête, françaises ou anglaises, ont-elles énergiquement condamné ces procédés.
Si les procédés mécaniques ne donnent pas une épuration suffisante, leur utilité pour clarifier les eaux d'égout et les préparer à un traitement purificateur plus complet n'en subsiste pas moins. Avec des bassins de décantation où la vitesse du courant est réduite à 4 millimètres par seconde, on obtient la sédimentation de la moitié des corps en suspension.
Quant à la filtration, telle que nous l'avons envisagée pour les eaux potables, elle ne peut rendre ici les mêmes services. Les pores trop ténus de la matière filtrante ne tarderaient pas à être obstrués par les corps solides en suspension et le filtre serait rapidement hors d'usage.
Tout au plus peut-on utiliser, pour débarrasser les eaux d'une certaine quantité de matières solides, des dégrossisseurs munis de gros galets ou de pierres cassées dans les interstices desquelles s'écoulent les eaux. D'ailleurs, à la sortie des égouts, les eaux sont généralement débarrassées, par des grilles, des corps étrangers volumineux qu'elles entraînent. A Londres, on recueille ainsi 80 à 100 tonnes de fumier et de débris de toutes sortes, chaque semaine.
Avec les bassins de sédimentation à grande surface, il faut procéder à des nettoyages assez compliqués pour enlever les boues qui déposent Comme cette opération doit être répétée en moyenne tous les huit jours, elle fait perdre beaucoup de temps. Ces difficultés ont conduit à remplacer dans bien des cas les bassins plats par des sortes de puits où les eaux d'égout pénètrent par le bas et s'élèvent insensiblement. La progression des eaux doit être extrêmement lente (moins de 2 millimètres par seconde) pour favoriser la sédimentation des particules solides. Celles-ci déposent au fond des puits, d'où il est facile de les extraire très rapidement au moyen de pompes qui les aspirent.
Les procédés chimiques sont extrêmement nombreux; ils ont pour but de précipiter les matières organiques dissoutes, ce qui permet alors de laisser écouler les eaux, tandis que le précipité recueilli au fond des bassins est employé comme engrais.
Un chimiste français, de Boissieu, avait proposé, en 1762, de purifier les eaux d'égout par un mélange d'acétate de plomb et de sulfate de fer; telle est la première appUcation du système qui nous occupe en ce moment. Les principaux réactifs chimiques qu'on emploie aujourd'hui sont : le sulfate d'alumine plus ou moins impur, la chaux vive, l'hypochlorite de chaux, le phosphate de chaux, les sels de magnésie, les sels de fer, les permanganates, le charbon sous une multitude de formes (charbon de bois, tourbe, charbon d'algues marines, lignite, fragments de coke, etc.). Enfin, on a longtemps usité en Angleterre un procédé connu sous le nom de méthode a, 6, c, qui consiste à employer un mélange d'alun, de sang, de charbon et d'argile (en anglais alum, blood, charcoal, clay). Ce mélange a l'inconvénient de contenir de la matière organique.
Ces divers procédés chimiques ont pour effet de précipiter très rapidement les matières organiques que renferment les eaux d'égout. Le liquide à purifier est versé dans des réservoirs où il reçoit les mélanges chimiques qui doivent agir sur lui ; le tout est agité à l'aide d'une turbine ; enfin on laisse reposer, et le précipité s'étant formé, on fait écouler les eaux clarifiées et on recueille le précipité, qui peut servir d'engrais. Il est à remarquer que les eaux qui s'échappent, après avoir été
soumises à ces diverses méthodes d'épuration, contiennent toujours une quantité considérable de matières organiques; en d'autres termes, Tépuration est incomplète.
Le meilleur de tous les réactifs jusqu'ici connus paraît être le sulfate d'alumine \ qui se décompose en présence de l'alcalinité des eaux d'égout et abandonne de l'alumine à l'état gélatineux; il en résulte une sorte de collage; les matières solides sont entraînées au fond du bassin, mais les matières dissoutes restent dans l'eau ; il s'agit donc bien moins d'un procédé d'épuration que d'un moyen de clarification ; c'est ce que démontrent les analyses faites par les commissions de la ville de Paris. Elles ont établi que l'eau épurée contient les 2/3 de l'azote total de l'eau d'égout et le 1/3 des matières volatiles et combustibles, lesquelles sont en grande partie organiques. Au reste, les reproches qu'on peut faire au sulfate d'alumine s'adressent avec bien plus de force encore aux autres réactifs. Frankland, chargé d'une enquête sur ce procédé par le gouvernement anglais, a constaté qu'il ne faisait disparaître qu'un tiers des produits nuisibles renfermés dans l'eau d'égout, laissant subsister les deux tiers qui vont empoisonner les rivières.
On ne saurait à Paris comment se débarrasser des boues résultant de la précipitation chimique; ce produit sans valeur agricole ne représenterait pas moins de 800 mètres cubes par jour pour cette ville. Enfin, les procédés chimiques coûtent beaucoup plus cher que les autres systèmes, et ils négligent entièrement la question de l'uliUsation des eaux d'égout.
De plus, il est très difficile de déterminer la dose convenable du précipitant, étant données les variations rapides de la composition du sewage.
A Londres, où on a recours à l'épuration chimique (1 partie de vitriol pour 4 de chaux), on n'a trouvé qu'un moyen d'évacuer ces dépôts. C'est de profiter du voisinage de la mer, d'y transporter et d'y déverser les boues au moyen de bateaux spéciaux (tank-steamers).
Dans plusieurs villes d'Allemagne et d'Angleterre, on traite les eaux d'égout par une méthode mixte mécanico-chimique, qui revient à faire subir un traitement chimique aux eaux recueillies dans des bassins de décantation. Le procédé qui est le plus connu en France et que l'on se propose d'appliquer à Toulon et à Rouen, est le système Howatson, dont nous avons déjà parlé à propos de l'épuration des eaux potables.
Étant données les espérances que permettent de concevoir les nouvelles méthodes d'épuration biologique, on est en droit de penser que les méthodes d'épuration chimique ne se généraliseront pas et seront réservées pour des cas spéciaux, notamment pour l'épuration et la correction des eaux industrielles. Celles-ci, en effet, contiennent souvent des substances chimiques nuisibles, qu'on ne peut neutraliser qu'en provoquant une réaction chimique appropriée. Quant aux appUcations de l'électricité à l'épuration des eaux d'égout (procédés Woolf, Hermite, Webster), nous en avons parlé à propos de l'assainissement de l'eau potable (p. 619). Ces méthodes d'épuration physique ne paraissent guère pratiquement efficaces).
Les eaux résiduaires industrielles infectent les rivières lorsqu'elles y sont directement déversées. Elles ne se prêtent pas non plus toujours à l'épuration biologique.
1. Cependant les expériences de Dibdin sont plus favorables à la chaux et au sulfate de fer, qui coûtent moins cher.
Si elles sont déversées dans les égouts dont le liquide est épuré par le sol, elles produisent par l'abondance et la nature colloïde des matières organiques qu'elles contiennent un colmatage qui arrête rapidement la filtration.
Les eaux résiduaires des tanneries contiennent une proportion notable d'arsenic qui stérilise le sol filtrant et empêche la nitrification. Le même inconvénient est produit par les composés chimiques très variés qui restent en dissolution dans les eaux de désuintage des usines qui préparent la laine.
Le traitement préalable par les précipitants chimiques (alun ou chaux pour les eaux des papeteries, chlorure de chaux pour les usines préparant les laines) s'impose dans ces cas.
Galmette et Rolants ont dernièrement montré que les eaux résiduaires de Verviers, provenant en majeure partie de lavoirs à laines et d'usines de carbonisages, sont tellement chargées de graisses que les procédés biologiques d'épuration ne leur sont pas directement applicables. Il faut alors recourir à la précipitation chimique par une méthode permettant ensuite l'extraction des graisses. Le procédé Delattre, qui va être appliqué à l'épuration de l'Espierre, véritable collecteur de Roubaix, Tourcoing et leurs usines, permet d'arriver à ce résultat. On traite les eaux résiduaires par un mélange de 400 grammes de sulfate ferrique et de 275 grammes d'acide sulfurique, à 53° Baumé, par mètre cube d'eau. Les boues précipitées sont débarrassées des graisses, par des dissolvants appropriés, et transformées ensuite en tourteaux. Ce procédé a l'avantage non seulement d'utihser industriellement les produits de la précipitation chimique, mais encore de permettre ensuite l'épuration plus complète de l'effluent par un procédé biologique.
Nous avons déjà dit, en effet, que les eaux qui étaient écoulées à la suite d'un des traitements chimiques usuels contenaient encore une proportion élevée de matières organiques, d'azote ammoniacal et d'azote albuminoïde. Elles sont donc essentiellement fermentescibles et il serait imprudent de les déverser telles quelles dans un cours d'eau. On doit recourir alors à l'épuration biologique, en choisissant, parmi les méthodes que nous allons décrire, celle qui paraît la mieux appropriée dans la circonstance.
Epuration biologique naturelle. Purification des eaux d'égout par Vaction du sol. — Il est aujourd'hui démontré que les eaux d'égout, distribuées par l'irrigation sur un sol perméable, abandonnent leurs principes fermentescibles aux couches qu'elles traversent et deviennent ainsi l'un des engrais les plus puissants. Le sol est en effet l'épurateur le plus parfait des eaux chargées de matières organiques. Cette propriété ressort de l'examen des faits que la nature nous permet d'observer tous les jours. Voici, d'ailleurs, comment les choses se passent :
Lorsque ces eaux impures sont versées sur un sol meuble, les matières insolubles sont d'abord arrêtées par la surface comme par un filtre : quelques particules, assez ténues pour franchir ce premier obstacle, sont bientôt fixées un peu plus bas. Tel est le premier effet produit ; c'est un simple filtrage mécanique. L'eau, débarrassée des matières insolubles, descend plus avant; le sol s'en imbibe; chaque particule de terre s'enveloppe d'une couche hquide extrêmement mince; ainsi divisée, l'eau présente à l'air, confiné dans le sol, une surface énorme ; alors s'opère le second effet de l'irrigation : la combustion de la matière organique dissoute dans l'eau d'égout. On dit que le feu purifie tout ; et, en effet, il n'y a pas de matière organique si impure.
si malsaine, que le feu ne transforme, avec le concours de l'oxygène de l'air, en acide carbonique, eau et azote, composés minéraux absolument inoffensifs. Dans l'intérieur du sol se passe un phénomène du même ordre, non plus violent et visible comme celui produit par le feu, mais lent, sans aucun signe extérieur; ce n'en est pas moins une combustion qui réduit toute impureté organique en acide carbonique, eau et azote; il lui arrive même d'être plus parfaite que la combustion vive, et d'oxyder, de brûler l'azote, ce que le feu ne peut pas faire. L'azote est, en effet, beaucoup moins combustible que le carbone et l'hydrogène, c'est-à-dire qu'il se combine beaucoup plus difficilement que ces corps avec l'oxygène ; c'est pourquoi la transformation de l'azote organique en acide nitrique est le signe d'une parfaite combustion dans le sol. Quant aux matières insolubles retenues à la surface, elles n'échappent pas davantage à la combustion lente, surtout quand un labour les a incorporées dans le sol. Tout ce qui en reste est un sable extrêmement fin qui comptera désormais parmi les éléments minéraux de la terre.
Les expériences dues à Schlœsing et à Mlintz ont d'abord jeté quelque jour sur cette propriété remarquable de la terre végétale de brûler les matières organiques des eaux d'égout et de nitrifier l'azote. Les matières humiques, qui existent dans tous les sols sous des doses très variées, ne sont point indispensables pour la manifestation de cette propriété : en effet, quand on arrose régulièrement, avec de l'eau d'égout, du sable quartzeux calciné au rouge, c'est-à-dire dépouillé de toute trace de substance organique, on peut obtenir la combustion totale des impuretés et la nitrification complète de l'azote, si la dose journalière versée sur le sable est telle que le liquide mette huit jours à en parcourir l'épaisseur.
Mais la nitrification, opérée dans ces conditions, est arrêtée absolument lorsqu'on introduit dans le sable des vapeurs de chloroforme. Or, Mûntz avait démontré que cet anesthésique paralyse tous les organismes, fonctionnant comme ferments : les levûres, le mycoderma aceti, les vibrions des fermentations putrides, etc. Il devenait donc extrêmement probable que la nitrification peut être corrélative de la vie d'organismes capables, comme le mycoderma aceti et d'autres, dont Pasteur a si bien défini les fonctions, de transporter l'oxygène de l'air sur les matières organiques les plus diverses.
Ces hypothèses ont été pleinement confirmées par la découverte d'un ferment nitrique du sol par Winogradsky. Nous renvoyons à la description détaillée du mode de destruction de la matière organique par les microbes, que nous avons donnée à propos des souillures du sol.
L'eau d'égout est assez riche en matières organiques ou minérales pour nourrir les organismes chargés de l'épurer, sans le secours de la matière humique du sol; c'est pourquoi le sable calciné peut remplacer la terre végétale pour épurer l'eau d'égout.
L'épuration par le sable ne s'établit pas dès le premier jour de l'irrigation. Les germes des organismes nitrificateurs ne se trouvant pas dans ce milieu, il faut d'abord qu'ils y soient apportés et qu'ils s'y développent en quantité suffisante : ce n'est, d'ordinaire, qu'après quelques semaines que l'épuration se produit. Dans la terre végétale, elle commence immédiatement, parce que les organismes sont en pleine possession du terrain. Mais, à cette différence près, un sable, convenablement accessible à l'air, doit valoir la terre la plus riche en humus, au point de vue spécial de l'épuration.
Les terres plus ou moins arables, comprenant, par suite, une plus ou moins forte
proportion d'humus, sont donc propres à épurer les eaux d'égout, en même temps qu'elles en utilisent les éléments; mais les terres les plus pauvres, les sables purs, assurent, au bout d'un temps très court, une épuration tout aussi parfaite, l'eau d'égout fournissant d'elle-même les organismes nitrificateurs que renferme à l'avance l'humus des terres arables.
Dans les documents sur l'irrigation par les eaux d'égout, on associe souvent le sol et les plantes comme agents épurateurs. Il y a là sans doute une confusion : le sol nu, sans végétation, suffit pour une purification parfaite; s'il lui fallait le concours des plantes, comment se ferait l'épuration pendant l'hiver, ou pendant l'été, entre deux cultures consécutives? L'expression « épuration par les plantes » emporte l'idée qu'elles absorbent, pour vivre, une partie des impuretés organiques des eaux. Or, rien n'autorise une hypothèse semblable. Il est parfaitement étabh que les plantes vivent de composés minéraux : acide carbonique, eau, ammoniaque, acide nitrique, phosphates, etc. Elles organisent la matière minérale. Quant aux substances organiques contenues dans les eaux, elles sont généralement très peu diffusibles à travers les membranes qui revêtent les organes d'absorption des racines, et il est rationnel de penser que leur rôle, comme aliments directs, est très réduit ; les plantes ne les absorbent pas en quantité notable; elles concourent cependant à l'épuration, mais d'une autre manière : par Tévaporation, elles dépensent une partie de l'eau versée sur le sol, et servent ainsi à l'évacuation des hquides. Elles laissent dans le sol et à sa surface des restes de leur végétation qui serviront à entretenir, à augmenter la provision de terreau. Elles consomment enfin une partie de l'ammoniaque ou de l'acide nitrique, qui en dérive, et en déchargent d'autant les eaux épurées. Il est presque superflu de faire observer que la culture est ici envisagée exclusivement au point de vue de l'épuration : il ne s'agit pas encore de l'utilisation des eaux d'égout.
Pour discerner ces conditions, il suffit de considérer le mécanisme de l'épuration; on y voit deux mouvements, celui de l'eau, celui de l'air. Le mouvement de l'eau se décompose en trois temps : la distribution des eaux impures à la surface, la filtration à travers le sol épurateur, l'évacuation des eaux épurées, c'est-à-dire l'arrivée, le travail, le départ. Le mouvement de l'air consiste en échanges entre le sol et l'atmosphère ayant pour effet de renouveler constamment la provision d'oxygène dans le sol, à mesure qu'elle est consommée par la combustion des impuretés de l'eau.
Il y a des dépendances évidentes entre ces divers mouvements et le pouvoir épurateur du sol, l'aération et la circulation de l'eau sont comme des pourvoyeurs de l'épuration, lui apportant, l'un le gaz comburant, l'autre la matière combustible, dans les proportions voulues. Or, le pouvoir épurateur du sol, ou, en d'autres termes la quantité d'impuretés qu'il peut brûler dans un temps donné, lui appartient en propre ; on ne le change pas ; on le prend tel qu'il est. Mais il est possible de le mesurer, et, par conséquent, de régler l'apport des impuretés qu'il doit consumer, comme on règle l'apport du bois dans un foyer, quand on sait combien celui-ci en peut brûler. Sans être maître de l'aération, on peut beaucoup sur elle ; on la favorise en ameublissant le sol par des labours profonds ; on l'excite par le drainage ; on peut lui nuire aussi par l'excès de l'irrigation. Quant à sa mesure, on ne la connaît pas; on n'a aucune idée des quantités d'air qui circulent entre la terre et l'atmosphère. Par contre, les mouvements de l'eau sont entièrement à la disposition de l'homme : il en règle la distribution et même l'évacuation avec une complète liberté.
On voit, d'après ces observations, que les conditions de bonne épuration dont rhom me peut disposer se rapportent à l'aération du sol et aux mouvements des eaux.
Lorsque le sol a reçu les préparations mécaniques destinées à faciliter la circulation de l'air, on n'a plus d'action sur l'aération, si ce n'est par les apports d'eau.
L'épuration est un phénomène de combustion lente, continue; la circulation de l'air est un fait mécanique, également continu. La perfection, dans les mouvements de l'eau, consisterait donc à les rendre continus à leur tour. Mais cela n'est pas possible; l'irrigation est nécessairement intermittente; la filtration et l'évacuation le deviennent après elle. Cette intermittence, quand elle est convenablement réglée, ne nuit pas à la continuité de l'opération principale ; mais il est évident que les variations de la distribution dans le temps et dans la quantité doivent être comprises entre certaines limites, en dehors desquelles l'opération est compromise.
La circulation de l'eau, pour que l'épuration soit complète, doit être réglée de telle sorte que l'eau demeure toujours dans l'intérieur du sol, au moins le temps voulu pour une complète épuration. On peut laisser chômer le pouvoir épurateur du sol, en suspendant ou diminuant les arrosages dans l'intérêt des cultures ; mais il ne faut jamais essayer de réparer le temps perdu, en donnant au sol plus qu'il ne peut épurer.
Il est d'ailleurs impossible de fixer d'une manière générale, par des chiffres constants, la dose des arrosages, ou l'intervalle de temps entre chacun d'eux; il y a trop de variabihté dans les éléments qui déterminent ces chiffres, c'est-à-dire dans le pouvoir épurateur du sol, dans son épaisseur, dans la quantité d'eau qu'il retient par capillarité. Dans chaque cas particuher, il faut faire un calcul fondé sur des données expérimentales propres au terrain.
Il y a des terres, comme celles du pays de Gaux, qui sont placées sur des sols fdtrants très élevés au-dessus des eaux souterraines ; toute précaution prise dans ces terres, en vue de l'évacuation des eaux, serait superflue; mais le plus souvent, surtout quand la distribution atteint une certaine importance, il est indispensable d'ouvrir un chemin aux eaux épurées. C'est au drainage qu'on a recours; son établissement est évidemment nécessaire dans tous les terrains compacts, reposant sur des sous-sols peu perméables, comme il y en a beaucoup en Angleterre. Sans lui, l'eau s'accumulerait dans le sol et remplirait les interstices réservés à l'air; dès lors seraient supprimées à la fois l'aération, la combustion des matières organiques et par suite l'épuration; la putréfaction s'emparerait du terrain. La nécessité de drainer s'impose encore dans des cas où l'on pourrait s'en croire exempté, par exemple lorsqu'un terrain graveleux, essentiellement filtrant, est placé sur un fond imperméable; les eaux d'infiltration, rassemblées sur ce fond, s'écoulent selon sa pente, en filtrant à travers les matériaux du sol; or, si l'inclinaison est faible, si la distance à parcourir est considérable, si la distribution à la surface est faite avec l'abondance que la nature du terrain semble autoriser, il se forme une nappe souterraine qui augmente d'épaisseur, jusqu'à ce qu'elle ait pris une pente suffisante pour son écoulement. La hauteur du sol épurateur peut être ainsi diminuée et devenir trop faible pour assurer l'épuration complète. Dans ce cas le drainage doit comprendre essentiellement un certain nombre de tuyaux évacuateurs imperméables avec des branches collectrices perméables, nécessaires pour maintenir aux nappes souterraines leur niveau normal.
.En résumé, entretenir le plus possible l'aération du sol, distribuer l'eau régulièrement, c'est-à-dire en même quantité et à des intervalles de temps égaux, de manière que sa descente à travers le sol dure au moins le temps voulu pour son épuration ; prendre, quand cela est nécessaire, des dispositions pour l'évacuation de l'eau, afin de ne jamais l'accumuler dans le sol : telles sont les conditions d'une bonne épuration.
On ne fait d'ailleurs ainsi qu'imiter la nature. Les eaux de source, le plus souvent si pures et si limpides, ne proviennent-elles pas d'eaux superficielles souillées par des matières végétales et animales, qui ont subi une épuration biologique en traversant le sol?
L'épandage agricole des eaux d'égout, resté si longtemps à l'étude à Paris, n'est
Fig. 195. — Plan de l'émissaire des eaux d'égout de Paris et des tevrains irrigués. (Imbeaux.)
guère complètement appliqué que dans une trentaine de villes françaises, dont quatre seulement présentent une réelle importance (Paris, Reims, Poitiers et Montélimar).
A Paris le sewage, à la sortie des usines de Glichy, de Colombes et de Pierrelay, est conduit par l'émissaire général jusqu'à l'entrée des champs d'épandage de Gennevilliers, Achères et Garrières-Triel. Gette vaste surface, qui est ainsi devenue d'une fertilité inouie, est couverte de cultures de plantes maraîchères et fourragères. La carte ci-contre (fig. 195) montre la topographie de cette distribution et indique qu'une vaste étendue de terrain sur la rive sud de la Seine, de Yernouillet à Mézières, pourrait être prochainement utilisée pour l'irrigation.
L'étendue du terrain actuellement utilisée à l'épuration agricole des eaux d'égouts de la Seine comprend plus de 5 000 hectares, qui reçoivent chaque jour une moyenne de 600 000 mètres cubes de matières usées liquides ; ce qui donne environ 40 000 mètres cubes par hectare et par an.
Des expériences très concluantes ont eu lieu, depuis longtemps, sur plusieurs points différents de l'Angleterre, qui nous a précédé depuis longtemps dans l'étude de cette question, sous l'impulsion des recherches de Frankland; à Edimbourg, des
prairies établies sur un terrain sablonneux et ne rapportant que 50 francs par an, ont atteint, par ce régime, une valeur locative de 1 300 francs. Des résultats analogues ont été obtenus à Groydon, Rugby et dans diverses autres localités.
L'une des expériences les plus célèbres et les plus complètes a été tentée, dans rétablissement connu sous le nom de Lodge Farm^ par la Compagnie concessionnaire des eaux d'égout de la partie nord de Londres. Puisées au dépotoir de Burking Creek^ où débouchent les collecteurs, ces eaux sont conduites, par un aqueduc de 60 kilomètres, sur les relais de Maplin, pour transformer ceux-ci en prairies. L'établissement de Lodge Farm, qui comprend 80 hectares, est formé, pour la plus grande partie, de terrains extrêmement pauvres, à sous-sol de gravier, perméables sur une profondeur de 3 à 4 mètres, et pour une petite partie d'un sol argileux de meilleure qualité, mais peu profond, reposant également sur du gravier. Les cultures se composent principalement de ray-grass d'Italie, de betteraves, de luzernes, de lin, de choux, de céréales, enfin de fraises qui ont remporté des prix au concours horticole de Londres, et dont une grande partie a été expédiée en France pour la consommation de Paris. Les résultats ont été excellents au point de vue agricole, et plus satisfaisants encore au point de vue de la salubrité, car ces eaux, qui dans leurs réservoirs exhalaient une forte odeur d'hydrogène sulfuré, devenaient complètement inodores après avoir été répandues sur les champs.
Une des plus connues parmi les premières applications du procédé d'épuration par filtrage à travers le sol est celle qui a été faite par Bailey-Denton, à Merthyr- Tydfil, en 1870, et dont les résultats ont été vérifiés par Frankland et Morton. L'irrigation est pratiquée à raison de 180 à 240 000 mètres cubes par hectare et par an; le sol filtrant a une profondeur de 2 mètres, c'est une argile placée sur du gros gravier; l'épuration est aussi complète qu'on le peut désirer. Sans doute la dose maxima qu'un sol peut épurer varie selon sa composition et sa richesse en terreau : celui de Merthyr-Tj^dfil est probablement l'un des plus favorisés sous ce rapport. Il n'en est pas moins constant qu'en Angleterre, quand il s'est agi simplement d'épurer les eaux d'égout par filtration à travers le sol, la dose annuelle a été comprise entre 80 et 200 000 mètres cubes par hectare, le sol ayant une épaisseur utile de 1 m. 80 à 2 mètres.
Actuellement 64 villes anglaises font de l'utilisation agricole.
En Italie, mêmes tendances et mêmes résultats; à Milan, l'irrigation des Marcittes par les eaux noires sortant de la ville a depuis longtemps parfaitement réussi. A Novare, le même procédé est appliqué aux eaux d'égout ; Naples irrigue les dunes de Guma avec une partie de ses eaux vannes, nous avons vu que le reste va à la mer; la ville de Florence étudie en ce moment l'emploi de ce système sur les prairies voisines des Caséines; c'est dans le même ordre d'idées qu'a été conçu un projet pour Buda-Pesth; en Allemagne, la ville de Dantzick est entrée dans la même voie en 1871. Berlin a également adopté ce système (1879). A Berlin, la situation de la ville rend l'évacuation des eaux très difficile : un réseau de drains étroits et placés près de la surface du sol recueille les liquides impurs provenant des maisons et les déverse dans un premier collecteur. Des machines élévatoires les envoient de ce premier égout dans un second, puis dans un troisième, et c'est de là qu'une nouvelle force motrice les élève pour les diriger sur des terrains domaniaux, les plus vastes champs d'épandage du monde, situés à 55 kilomètres de Berlin. Breslau,
Fribourg-en-Brisgau et plusieurs autres villes allemandes ont imité la capitale de l'empire.
Nous terminerons ce paragraphe par quelques considérations sur la mise en pratique de Tépandage, inspirées surtout par les observations faites à propos du fonctionnement des champs de Paris. Tous les terrains ne peuvent être utilisés dans ce but et, avant d'en faire le choix, il est de la plus haute importance de les soumettre à une étude géologique, pour fixer l'épaisseur de leur couche perméable, la profondeur des couches imperméables. Certains terrains par trop perméables ne retiennent pas les eaux assez longtemps pour qu'elles subissent une épuration complète. C'est ainsi qu'à Méry-Pierrelay, en 1899, l'eau, traversant trop rapidement les fissures du calcaire grossier, a gagné la nappe souterraine avant de s'être suffisamment purifiée et a contaminé quelques puits et quelques sources.
Le plus souvent, au contraire, il est nécessaire de hâter l'écoulement des eaux convenablement épurées par un système de drainage, qui maintient la nappe souterraine à un niveau constant et limite son ascension.
Alors même qu'il existerait au voisinage d'une ville des terrains dont la perméabililé serait satisfaisante, il faudrait encore s'assurer que leur prix d'achat ou de location n'est pas trop élevé, que leur étendue répond à la quantité de sewage à épandre, que leur topographie est favorable, que la composition des eaux d'égout ne rendra pas l'opération impossible. Si les résultats de cette première enquête sont encourageants, le mieux sera de faire localement quelques essais restreints, qui préciseront les premières données acquises.
Le terrain choisi devra descendre en pente douce vers la rivière et sensiblement dépasser le niveau des plus fortes crues; il ne sera pas trop rapproché des agglomérations voisines, qui pourraient être incommodées par les mauvaises odeurs qui se dégagent quelquefois.
L'émissaire principal passe au point le plus élevé des champs d'épandage et déverse les eaux d'égout dans un certain nombre de conduites fermées desservant une zone qui est aUmentée par des rigoles à ciel ouvert.
Des bouches d'irrigation à clapet à vis ou automatique assurent l'irrigation, qui est systématiquement intermittente et ne porte sur la même surface que tous les quatre ou cinq jours. On compte qu'un hectare ne doit pas recevoir plus de 40 000 mètres cubes par an ; les quantités déversées sont d'ailleurs surtout subordonnées à la nature de la culture, lorsque l'épandage est accompagné d'utilisation agricole.
Il est rare que les surfaces cultivées soient complètement recouvertes par les eaux d'égout, à moins qu'il ne s'agisse des terres nues pendant l'hiver ou encore de prairies naturelles.
Le plus souvent l'eau s'écoule par des petits canaux entre les planches où végètent les plantes. A moins d'accident (inondation, éclaboussement lors des fortes averses) les produits de la culture ne prennent pas contact avec ces eaux qui pourraient les souiller. Mais la possibilité de ces accidents justifie l'interdiction de cultiver, dans les terrains d'épandage, des légumes et des fruits, peu élevés au-dessus du sol, qui sont consommés à l'état cru.
Quant aux résultats au point de vue de l'épuration, ils sont tout à fait satisfaisants, tant au point de vue chimique qu'au point de vue bactériologique. Il suffit,,
})Oiir s'en convaincre, de jeter les yeux sur le tableau ci-après (p. 1010), reproduisant les analyses de 1900 pour l'épandage de Paris.
Comme nous Favons dit, Tutilisation agricole ne joue qu'un très faible rôle dans Tépuration du sewage par Fépandage. Elle a surtout pour but de ne pas laisser perdre la valeur que les eaux d'égout représentent comme engrais. Celle-ci est très variable suivant la nature de Tefflux des différentes villes; mais on peut Tévaluer en moyenne à près de 0 fr. 15 par mètre cube. Malheureusement le rapport entre le volume d'eau et la quantité de matières fertilisantes du sewage n'est pas favorable à l'utilisation complète de celle-ci. A Paris, par exemple, l'agriculteur, tenu de ne pas donner à ses terres une quantité d'eau supérieure à celle qui convient aux cultures qui les couvrent, laisse inutilisées 88 à 90 p. 100 des substances azotées, que lui fournissent les eaux d'égout. Ce sont surtout les cultures des graminées et des plantes maraîchères qui sont pratiquées sur les terrains d'épandage.
Cependant on a accusé le système des irrigations de provoquer des maladies infectieuses, des dysenteries, des fièvres intermittentes; on l'a même accusé de favoriser chez l'homme la production des entozoaires. Sans doute, certaines maladies
infectieuses, telles que le choléra, la lièvre typhoïde, la dysenterie , peuvent se
transmettre par les déjections alvines, et par suite par l'eau qui renferme ces déjections. Mais bien que les eaux d'égout reçoivent les matières d'un certain nombre de cas de fièvres typhoïdes, on n'a pas observé un plus grand nombre de ces maladies à GenneviUiers, depuis le début des irrigations. Il en a été de même de la dysenterie.
La question de savoir si l'irrigation par les eaux d'égout peut être une cause de fièvre intermittente peut être jugée à l'aide des faits observés en Angleterre et en France où ce système a été employé.
Nous trouvons dans l'enquête des commissaires royaux pour les bassins de la Mersey et de la Ribble, commissaires au nombre desquels était Frankland, des documents extrêmement intéressants.
Les enquêtes faites à Edimbourg, à Croydon, à Norwood et à Barking, où les irrigations ont été pratiquées assez longtemps, ont établi que nulle part on ne constata d'affection palustre. Et cependant, près d'Edimbourg, les irrigations ont été pratiquées avec assez de négligence pour permettre à tous les inconvénients de ce système de se développer librement.
A Edimbourg, le docteur Littlejohn n'a jamais pu rattacher les maladies de certains quartiers aux prairies de Craigenlinny.
Il en est de même du professeur Christison et du docteur Ligertwood, chirurgien du régiment qui était caserné à Piershill, *c'est-à-dire au milieu des irrigations; ces prairies, dit-il, ne semblent exercer aucune influence défavorable sur la santé des troupes.
Il n'a pas été constaté que les maladies eussent une fréquence particuhère à la ferme de Craigentinny ou dans son voisinage. Les hommes qui travaillent dans les champs et au milieu des eaux d'égout ont une bonne santé : ceux qui coupent l'herbe se portent bien, et les vaches qui mangent cette herbe sont aussi saines que les autres et donnent un lait très pur.
A l'époque où Macaulay était représentant de la ville d'Edimbourg, le ministre de la guerre fit une enquête approfondie sur les prairies de Craigentinny.
On s'était plaint que le voisinage des champs irrigués et les effluves qui s'en
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