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GENERALITES 11
Les différences dans la teneur des eaux météoriques en substances étrangères peuvent être considérables, suivant Tétat de Tatmosphère et aussi suivant les lieux.
Sous la pression de 760 millimètres, à la température de 10**, les eaux de pluie contiennent environ la vingt-cinquième partie de leur volume d'un mélange formé de 32 à 40 parties d'oxygène pbur 68 à 60 parties d'azote. Si la température s'élève, si la pression diminue, elles dissolvent de moins en moins de gaz. D'après Boussingault, au niveau de la mer, l'eau de pluie, contenant 35 centimètres cubes par litre du mélange indiqué ci-dessus, ne donnait plus à Santa-Fé-de-Bogota, à 2640 mètres de hauteur, que 14 centimètres cubes, et à 3000 mètres d'altitude, que 11 centimètres cubes des mêmes gaz \
La quantité d'acide carbonique varie avec la pression mais sans suivre la loi de Dalton. Elle augmente notablement dans les grandes villes et les cités industrielles, dont les foyers rejettent des masses énormes de ce gaz.
D'après Péligot^ à Paris, un litre d'eau de pluie tient en dissolution 23 centimètres cubes de gaz dont 2",4 d'acide carbonique, le reste est un mélange d'oxygène et d'azote dans la proportion de 32 d'oxygène et 68 d'azote.
L'eau de pluie, surtout la rosée, prend un goût salé aux environs de la mer.
D'après Isidore Pierre, un hectare de terre reçoit annuellement par les pluies, aux environs de Caen, 59 kilogrammes de chlorure dont 44 de sel marin, 23 kilogrammes de sulfate et 26 kilogrammes de chaux.
Dalton a le premier constaté l'existence du chlorure de sodium dans les eaux, Bergmann décela l'acide nitrique, Cavendish les composés nitrés, Liebig différents sels et l'ammoniaque. Marchand le sulfate de soude, le chlorure de potassium, l'hydrogène sulfuré.
Barrai a étudié, de juillet 1891 à juin 1892, à TObservatoire de Paris la composition des eaux de pluie pour chacun des douze mois de l'année. D'après ses analyses, la teneur en acide azotique et en ammoniaque par mètre cube varie ainsi qu'il suit :
* BoussiXGALLT. Afin. Ch. phys.^ 2* série, t. XL VIII, p. 1831.
• Comptes rendus de VAcadéinie des sciences, t. XLIV, p. 193.
12 EPURATION DES EAUX
Ammoniaque : de l'' ,08 en octobre à 9" ,65 en décembre. Moyenne de douze mois,'3'',48.
Acide azotique : de {"fik en juin, à 36'',32 en décembre. — Moyenne des douze mois : 12'',6S.
Azote de ces deux principes de 2'',01 en juin, à 15'',01 en décembre. — Moyenne de douze mois : 6'^,36.
Un hectare de terrain recevait, d'après cela, en novembre 1852, comme azote apporté par l'eau de pluie :
A rétat d'ammoniaque (avec un peu de substances organiques) 551 gr.
A rétat d'acide azotique . . . .^ 659 —
Total 1219 gr.
Les variations dans la teneur en ammoniaque et en acide azotique sont surtout sensibles, quand on compare les mois d'été à ceux d'hiver. D'après les analyses de Barrai, la proportion contenue dans l'eau de pluie est :
Ammoniaque. ^{jqJe!"" A'®** 'o^»*-
-^ , . ( de septembre à février 4k'',27 17,97 8,51
jjans les o mois '. , . «i «. ^n. m «> i ^^
( de mars a avril .... 2 ,69 7,34 4,20
Les oscillations sont donc beaucoup plus grandes pour l'acide azotique que pour l'ammoniaque et, pour ces deux principes, la proportion est double dans les mois humides et froids de ce qu'elle est dans la saison sèche et chaude.
Le rapport des quantités d'acide azotique à celle d'ammoniaque peut être souvent l'inverse de celui qu'a constaté Barrai à Paris ; c'est ce qui résulte d'observations de Bineau à Lyon. A Marseille, Martin trouva, le 27 mai 1853 par un grand vent, S",! 4 d'ammoniaque dans l'eau de pluie et pas trace d'acide azotique. Filhol, aux environs de Toulouse, pendant le premier semestre de 1855, trouva en moyenne 0,65 d'ammoniaque contre 1,09 d'acide azotique (3 grammes d'azotate de soude) ; à Toulouse même, l'eau était beaucoup plus riche en ammoniaque (2*^,60 en janvier et 6'^',60 en février).
Boussingault a trouvé au Liebfrauenberg, dans les Vosges, 0"',79 d'ammoniaque par mètre cube dans l'eau de pluie, 1 à 6 grammes dans la rosée.
GENERALITES 13
L'eau des nuages au sommet du Liebfrauenberg renfermait CjiOl, celle d'un brouillard épais à Paris l''^37, soit comme moyenne de 77 expériences, de la fin de mai à octobre 1853, sur les eaux de pluie, de rosée ou de nuages 0*^,52.
La neige fraîche contenait l'',78 et après avoir séjourné 36 heures sur de la terre de jardin, 10"^',34. Lawes et Gilbert trouvèrent également, dans de l'eau de neige récente, CjGO, et pour la neige ayant séjourné 36 heures sur le sol, 3 grammes d'ammoniaque par mètre cube.
Mène a trouvé, dans un kilogramme de grêlons, 3"*',47 de chlorhydrate d'ammoniaque.
Pendant les orages, la proportion d'ammoniaque diminue et celle de l'acide azotique augmente.
Les eaux de pluie sont plus riches en ammoniaque que les eaux de fleuves et de sources, mais moins que le brouillard et la rosée, d'après Boussingault.
L'ammoniaque prédomine dans les pluies de ville et les nitrates dans celles des campagnes.
Marchand a trouvé à Fécamp, par mètre cube :
Sulfate de soude.
Sulfate de chaux.
Eau de neige.
Bau de pluie.
Chatin a trouvé, dans les eaux de pluie à Paris, une dose no table de sulfates.
Dans certaines recherches, l'eau de pluie accusait, au moment où elle commençait à tomber, un titre en chaux de 3*',27 par mètre cube, d'après la méthode de Glarke. (Voir H t/drotiînéirie.) Cette présence du sulfate de chaux dans les eaux tient probablement à l'emploi très général que l'on fait dans les constructions du plâtre qu'on retire du sol de Paris.
Les substances organiques se rencontrent souvent dans les eaux de pluie. Marchand en a trouvé 24 grammes par mètre cube à Fécamp ; R.-A. Smith, 10 grammes à Manchester ; Chatin aurait trouvé de l'acide ulmique, de l'ulmate d'ammoniaque (10 grammes par mètre cube) ; R.-A. Smith aurait isolé dans l'eau de Manchester une substance huileuse (provenant peut-être de la combustion
14 EPURATION DES EAUX
de la houille des usines). D'après Robinet, la substance organique des eaux de pluie à Paris, donne avec l'azotate d'argent un précipité à base d'argent, rouge grenat. Cette substance organique serait, d'après Bareswill, du fumier des rues entraîné par le vent. Marchand a trouvé, en moyenne, dans les eaux de pluie, 50 gr. d'éléments solides par mètre cube ; Filhol à Toulouse, comme moyenne de 6 mois, 26'',54 ; R.-A. Smith à Manchester, H'^,43 à 42'',86.
Matières en suspension. — Les eaux de pluie renferment, en quantités plus ou moins grandes, d'innombrables poussières minérales, généralement celles des roches de la contrée ; on y trouve la poussière des routes, la fumée des usines, quelquefois des cendres volcaniques.
Parfois, les pluies sont colorées (pluie de sang, neige rouge) par la présence de certains infusoires. Une pluie qui s'étendit en Irlande sur plus de 400 milles carrés anglais (14 avril 1849), était noire, et contenait des principes colorants organiques en solution. Le pollen de certaines plantes, enlevé par les vents, donne les pluies dites : pluies de soufre.
On trouve encore dans les eaux de pluie, des poils, des plumes d'oiseaux, des grains d'amidon, des débris de diatomées et de confervoïdes, etc.
Il s'y trouve en grande quantité des êtres vivants, des algues, des lichens, des levures, des micrococus, des sarcines, des bactériums, des bactéridies ou bacilles, des vibrions et des microbes spirales ; les uns sont inertes ou sans action nocive sur l'économie, les autres peuvent, au contraire, provoquer des fermentations putrides et donnent des produits dangereux.
Les eaux météoriques, recueillies dans des citernes, sont employées comme eaux potables et comme eaux industrielles. Elles présentent plus d'inconvénients pour le premier usage que pour le second.
Les substances organiques qu'elles renferment amènent la putréfaction de ces eaux, si elles ne sont pas soustraites à l'action de l'air, de la lumière et de la chaleur. Elles s'améliorent, au contraire, d'après Marchand, si elles sont soustraites à ces influences. Les animaux microcospiques et les végétaux qu'elles contiennent meurent et tombent au fond des citernes où, dans des conditions
GENERALITES 15
convenables de fraîcheur et d'obscurité, leur dépouille se conserve sans altération.
La seule objection qu'on puisse faire alors à leur emploi, comme boisson, consiste dans leur pauvreté en sels dissous, la présence de ces sels en certaine proportion étant considérée généralement comme nécessaire dans une eau pour qu'elle soit potable. Il n'en est pas de même s'il s'agit de les utiliser dans les arts ; les eaux météoriques sont certainement les meilleures que Ton puisse trouver dans la nature, et il n'est pas besoin d'encourager les industriels à les employer.
Toutefois, on ne doit pas les considérer, comme on le fait trop souvent, comme équivalentes à l'eau distillée. Nous avons vu que ces eaux contenaient en suspension et en dissolution des corps nombreux empruntés à l'atmosphère. Avant leur arrivée dans les citernes, elles entraînent les poussières des toits, les déjections des oiseaux, dissolvent une partie des mortiers ou des plâtres qu'elles rencontrent, se chargent de la rouille des gouttières, empruntent ensuite aux parois des réservoirs en maçonnerie, où on les emmagasine, des sels minéraux de nature variable suivant celle de ces parois.
Les réservoirs en bois cèdent aux eaux de pluie, en vertu de leur teneur en ammoniaque, des principes extractifs qui contribuent à les corrompre et les brunissent.
La putréfaction des matières organiques en suspension charge l'eau de gaz odorants et souvent lui communique une odeur de marée fort désagréable.
Les eaux qui tombent sous] forme de pluies suffiraient, en France, pour couvrir le sol d'une couche annuelle de 0™,760 si elles n'étaient absorbées à mesure par les terres ou ne s'écoulaient pas à l'état d'eaux sauvages aux ruisseaux et aux rivières.
Dans notre pays, le minimum de pluies tombe à Marseille (0"*,50) et le maximum à Nantes (1"',05 par an). Il suit de là, dit M. Â. Gautier, et la démonstration en est facile, que la quantité d'eau plu-* viale reçue chaque année sur le toit d'une habitation suffirait, du moins en Europe, à alimenter d'eau potable tous ses habitants.
Lorsqu'on dispose de toitures étendues, il y a tout intérêt à recueillir les eaux de pluie et à s'en servir pour les usages indus-
16 EPURATION DES EAUX
triels, entre autres pour l'alimentation des générateurs. On doit avoir soin de laisser, au fond des citernes ou réservoirs, un espace suffisant au-dessous de la prise d'eau, pour le dépôt de boue qui provient des poussières déposées par le vent sur les couvertures des édifices. Il est bon également de se prémunir contre certains inconvénients, comme ceux qui résulteraient, par exemple, de la présence de vapeurs acides dans l'usine, de l'écoulement, sur les toits, d'eaux grasses provenant de la condensation de la vapeur d'échappement des machines, etc.
La hauteur de l'eau qui tombe à Paris est en moyenne de O^jSTl par année et de 4 millimètres en moyenne par jour de pluie.
II est tombé 43 millimètres en une heure le 8 juin 1849, soit 450 mètres cubes par hectare et 1 479 600 mètres cubes pour la superficie de la ville entière.
Le IS septembre 1772, on a observé une chute d'eau de 2i centimètres en 2 heures à Marseille.
Ces observations de pluies moyennes servent au calcul du volume des citernes et celles des grandes pluies à la détermination des sections des égouts.
Eaux de rivières. — Mode de formation. — Les eaux de rivières proviennent de différentes origines, elles sont fournies par la fonte des neiges et des glaces, par les eaux de source qui viennent émerger à la surface et par les eaux sauvages (eaux de pluie ruisselant sur les pentes).
Lorsqu'elles coulent sur des terrains inattaquables, elles ont une grande pureté ; telles sont, par exemple, les eaux de l'Yonne à leur sortie du Morvan où elles ont coulé sur des terrains granitiques.
Dans leur trajet, les eaux des rivières rencontrent des roches sur lesquelles elles exercent une action de désagrégation ; elles dissolvent certains éléments minéraux. La vie des êtres qu'elles renferment les souillent de matières organiques de nature complexe. Enfin, leur passajge à travers les agglomérations humaines achève de les contaminer, et souvent les rend impropres aux usages domestiques et, parfois même, aux usages industriels les moins délicats.
GENERALITES 17
L'action de la lumière et de la chaleur communique aussi aux eaux qui courent sur le sol des propriétés différentes de celles qu'elles présentaient à leur origine.
Matières en suspension. — Les eaux, par leur action chimique, par les actions mécaniques dues à leur mouvement et par suite de la désagrégation produite par les alternatives de chaleur et de froid, corrodent constamment les roches des parties élevées au proOt des parties basses auxquelles elles apportent incessamment des débris minéraux.
Les fragments de roches, les cailloux roulés, les graviers s'arrêtent d'abord, quand la vitesse du courant n'est plus suffisante pour les tenir en mouvement ; le sable s'arrête ensuite, les parties plus ténues, comme le sable fin, l'argile délayée, le limon enlevé aux terrains qui bordent les fleuves au moment des crues, sont entraînés jusqu'à l'embouchure où ces particules se déposent, en formant les alluvions connues sous le nom de deltas.
Les quantités de substances ainsi entraînées par les eaux peuvent être considérables. Il suffira pour s'en faire une idée de savoir que le Mississipi contient, en éléments fixes, en grande partie en suspension, 803 grammes par mètre cube, et charrie par an 222 millions de mètres cubes (Riddel).
Le Gange roule à la mer (d'après Everest) à l'état de matières en suspension,
Pendant la saison des pluies 2743 kilogr. par seconde
En hiver 906 — —
En été 225 — —
ce qui correspond par an à 42 000 de kilogrammes.
Le fleuve Jaune, en Chine, renferme 5 kilogrammes de matières solides par mètre cube et entraine annuellement 1 000 millions de mètres cubes.
Le Nil contient, au Caire, l'',580 de matières en suspension, et en roule 4™ 1/3 par seconde, soit 377 000 mètres par jour (Knapp).
Les substances contenues dans l'eau en rendent souvent la clarification fort difficile.
L'eau de Seine, au moment des crues, après avoir traversé les filtres de laine ou de sable fin, est encore louche.
BAUX NATURBLLES. 2
18 EPURATION DES EAUX
L'eau de la Loire, prise dans une crue, a été soumise aux expériences suivantes par M. Rabourdin :
Au repos, elle remplit le fond d'un vase d'un sable jaune abon« dant. Après seize jours de repos, elle est encore louche.
La teinte blanchâtre persévère après un passage au charbon. Filtrée trois fois au papier gris, elle n'a pas encore acquis une limpidité suffisante.
Des expériences semblables faites à Bordeaux sur les eaux de la Gironde ont montré que, laissées au repos en grandes masses, elles ne sont pas encore redevenues limpides, même au bout de dix jours.
Dans les eaux de la Durance, distribuées à la ville de Marseille, il existe une matière minérale en suspension, si ténue qu'elle produit sur les végétaux qu'on arrose un effet désastreux. Elle paraît en boucher les stomates, si bien que les plantes arrosées se dessèchent au bout de peu de temps (A. Gautier).
Lyon, Toulouse, Narbonne ont également à lutter contre des difficultés du même ordre.
Les eaux du Rhin à Bonn sont infiltrables au moment des crues. Un repos de quatre mois est nécessaire pour leur clarification complète. La masse de dépôt obtenue ne se laisse pas reprendre par l'eau (G. Bischof). Après les pluies, à la suite d'inondations, les eaux gardent longtemps une teinte jaunâtre manifeste. Elles laissent peu à peu déposer une petite quantité d'un limon presque exclusivement formé d'une multitude de petits infusoires el microbes ; elles restent quelque temps désagréables à boire et ne peuvent servir à une foule d'usages ; on ne saurait en fabriquer, par exemple, de bonne bière.
La vase que dépose la Loire, au moment où ses eaux, à la suite d'inondations, sont encore manifestement troubles, donne à l'analyse la composition suivante :
Matière organique 108%5 dont 0>'',0043 d'azole
Hésidu siliceux, très ferrugineux et alumineux 87, 5 Alumine (pouvant se dissoudre dans Tacide
nitrique faible) 2,
Potasse et acide pliosphorique traces
D*aprës Poggiale et Bobierre, le poids de matière en suspension dans Feau de Seine troublée varie de 118 à 7 milligrammes par litre.
L'analyse du limon, moyenne d'essais faits de décembre 1852 à décembre 1853, donna :
Carbonate de chaux ) ^^ ^,
. . > ou ol
— magnésie . . )
Silice 35 60
Matières organiques 3 39
La nature des substances en suspension varie considérablement suivant les rivières ou les fleuves, elle change aussi pour le même cours d'eau avec l'époque où on recueille ces substances.
Par suite de l'action de Feau, pendant que le fleuve continue son cours, un changement s'opère dans la composition du limon. Ainsi le Rhin, en pénétrant dans le lac de Constance, contient des matières en suspension, dont les carbonates forment le tiers. Dans le Rhin inférieur, à Bonn, ces substances se sont complètement dissoutes et le trouble des eaux est dû à des corps de nature zéolithique (silicates hydratés complexes) dont 90 p. 100 sont solubles dans Facide chlorhydrique.
La quantité de substance en suspension varie aussi considérablement avec la saison, comme on le voit par l'exemple du Gange cité plus haut.
A Bonn, le Rhin en mars 1851, contenait 205 grammes de matière, par mètre cube, au moment d'une forte crue. En mars 1852, après une longue sécheresse, il ne renfermait plus que 17'',03 de matière en suspension (Knapp).
La fonte des neiges sur les hautes montagnes produit des variations notables dans la composition de l'eau des fleuves. Pendant les mois d'été, l'Arve emporte dans le lit du Rhône les glaces et les neiges fondues du Mont-Blanc, et avec elles les détritus de roches broyées qui louchissent toujours les eaux de torrents d'origine glaciaire. Le débit du Rhône et celui des fleuves qui ont comme lui leur origine dans les glaciers, augmentent alors considérablement en même temps que leurs eaux prennent cette teinte grise qui les caractérise en été.
2^0 EPURATION DES EAUX
On a trouvé par litre, dans le Rhône à Lyon, 0^',63 de matière en suspension au commencement de la crue et 0*^,98, quand elle arrive à son maximum. Mais en même temps, Ténorme quantité d*eau très peu minéralisée qui lui vient des montagnes diminue considérablement le poids relatif des matières salines dissoutes. C'est ainsi qu au moment de la fonte des neiges, les eaux du Rhône ne contenaient plus que 0^,10 de sels, tandis qu elles donnaient en hiver 0^,18 de résidu fixe (Boussingault).
Pendant les chaleurs de Tété, certaines rivières dont le courant est peu rapide voient se former dans leurs eaux, presque dormantes, sous rinfluence, du repos, de Tinsolation et de l'élévation de température une multitude d'animaux microscopiques. Ce fait peut se constater dans la Somme, près d'Amiens ; dans la Loire, d'Orléans à la mer; dans la Saône, de Mâcon à Lyon; dans l'Ourcq aux environs de Paris ; dans la Seine à Saint-Denis.
Au moment où l'étiage est bas, il n'est pas rare de voir les prises d'eau des usines amener des légions d'animalcules et quelquefois d'animaux assez gros, comme les sangsues, les limnées, les crevettes d'eau douce, etc.
Les égouts des grandes villes apportent aux rivières des quantités considérables de boue. Ceux de Paris déversent journellement de 260 à 300 000 mètres cubes d'eaux vannes, et ceux de Londres de 6 à 700 000 mètres cubes.
Les cités industrielles comme Reims, Roubaix, Tourcoing, jettent dans les cours d'eau, qui leur servent d'exutoires, de telles quantités de résidus provenant de leurs fabriques, que l'épuration de ces eaux s'est imposée à l'attention des municipalités et des pouvoirs publics.
Les teintureries, tanneries, papeteries, fabriques de produits chimiques, d'engrais, etc., rejettent dans les cours d'eau, en même temps que des substances en dissolution, des matières en suspension fine que le courant entraine parfois à d'assez grandes distances au détriment des riverains.
On conçoit d'après cela que, d'une façon générale, l'eau des rivières qui traversent des contrées peu habitées est beaucoup moins chargée de principes solides que celle des cours d'eau qui ont traversé de grandes villes ou des agglomérations industrielles.
C'est surtout dans ce passage à travers les cités que l'eau des
GENERALITES 21
fleuves se charge de ces impuretés organiques qui la rendent impropre à Talimentation.
La teneur en substances solides de Teau de fleuve varie pour les grandes villes placées à leur embouchure avec le flux et le reflux, les impuretés cessant d'être entraînées quand la marée monte. C'est ainsi qu'à Londres, d'après R. D. Thomson, la teneur en matières solides en suspension de la Tamise varie de 0*',0o à (i^%OQ par litre.
Pour un même fleuve, la nature et la quantité des substances tenues en suspension varie, on le voit, suivant l'endroit où on a pris l'eau.
C'est surtout en aval des grandes villes et à l'embouchure des fleuves que l'on constate les teneurs les plus élevées.
Matières en dissolution, — De même que la quantité des substances à l'état de suspension, la proportion des matières dissoutes varie dans l'eau des rivières, suivant la nature des terrains traversés, selon que l'on puise l'eau près de la source, au-dessous des grandes villes, ou près de l'embouchure. Les conditions climatériques sont également causes de variations importantes. ^ Les sels de chaux et surtout les carbonates dominent en général dans les rivières.
Pour 100 parties de substances salines dissoutes, le carbonate constitue :
Pour le Rhône : . . . . 80 à 95 parties
— la Seine 75 —
— la Loire oo —
— la Meuse 50 à 60 —
La proportion de sulfate de chaux est beaucoup moins élevée, Viennent ensuite, par ordre d'importance, le carbonate et le sulfate de magnésie, la silice, les sels de soude et de potasse, l'alumine, l'iode, le maganèse.
Les chlorures existent fréquemment, les azotates et les phosphates sont plus rares. Très souvent, on trouve des matières organiques.
La proportion des alcalis, relativement aux sels de chaux, domine dans l'eau de certaines rivières descendant des terrains
22 EPURATION DES EAUX
granitiques. Ces eaux peuvent dissoudre les matières humiques des terres arables et des tourbières, et prennent une coloration brune, caractéristique. Telles sont les eaux noires {aguas negras)^ signalées par Humboldt dans rAmérique équatoriale et qui ont été étudiées par MM. Muntz et Marcano '. Dans ces eaux exemptes de calcaires, la nitrification ne peut se faire et la combustion de la matière organique n'a pas lieu. Le mélange avec l'eau calcaire amène la destruction de la matière carbonée.
Dans les eaux noires, l'acide humique domine et la réaction est acide*
La traversée des grandes villes augmente considérablement la teneur de l'eau des rivières en substances dissoutes. Ainsi la Seine se charge, à Paris, de composés organiques, d'urée, d'hydrogène sulfuré ; la proportion des chlorures augmente. Ghatin y a dosé ces différents corps ainsi que des traces d'urates et, sur certains points, jusqu'à 2 décigrammes de phosphates.
La Tamise contient, à Chelsea, 0^,141 de matière organique en dissolution, d'après H.-M. Witt.
Bien qu'elle soit riche, en général, en matières organiques azotées, l'eau des fleuves renferme moins d'ammoniaque que les eaux de pluie. Boussingault a trouvé dans des expériences comparatives :
Eau de pluie 0^^,79 par mètre cube.
Eau du Rhin à Lauterbourg (juin 1853) 48 —
— — (octobre 1853) 17 —
Eau de Seine (pont de la Concorde) . 12 —
Poggiale a trouvé :
Eau de Seine (au pont d'Ivry) . ... 17 —
L'ammoniaque apporté aux fleuves par la, pluie a disparu par le contact du sol qui l'absorbe, et aussi par l'évaporation. Par contre, les azotates existent en proportions plus considérables.
D'après H. Deville, il y en a 14'',6 par mètre cube dans la Seine à Bercy.
Gaz en dissolution. — Peligot a retiré de l'eau de Seine des quantités de gaz variant de 30 à 50 centimètres cubes par litre d'eau.
' Académie des sciences, décembre 1889.
La composition de ces gaz pour un des essais était :
Acide carbonique 22 6
Azote 21 4
Oxygène 10 i
Cette teneur est variable, si on compare cette analyse à celle de Deville :
Acide carbonique 16 2
Azote 12
Oxygène 3 9
D'après ce dernier expérimentateur, le Rhône à Genève a donné :
Acide carbonique 7 9
Azote 18 4
Oxygène 8 4
Les impuretés apportées aux eaux par les résidus d'usine peuvent faire varier considérablement leur composition. C'est ainsi que Maumené a trouvé, pour un bras de la Yesle, près de Reims :
Oxygène 3 volumes
Azote 28 —
Acide carbonique . . / 18 —
Oxyde de carbone 14 2 —
Gaz des marais 48 4 —
Hydrogène bicarboné 63 —
Hydrogène 10 —
100 volumes.
Acides contenus dans les eaux de rivières. — Les eaux de certaines rivières renferment des quantités parfois importantes d'acides. Indépendamment des acides organiques fournis par l'apport des eaux de marais ou de tourbières, elles peuvent contenir des acides minéraux. C'est le cas d'eaux provenant de terrains riches en sulfure de fer, de bancs de houille, de lignites et de schistes pyriteux, et surtout de terrains volcaniques.
Les volcans rejettent, en effet, de grandes quantités de vapeur d'eau chargée d'acide sulfurique, d'acide carbonique, d'acides sulfureux et sulfurique et d'acide chlorhydrique. M. Boussingault a trouvé ces deux derniers acides en quantités très appréciables, dans
les eaux de certains torrents descendant de la Cordillère . L eau de ces torrents roule 17 millions de kilogrammes d'acide sulfurique par an et 13 millions de kilogrammes d'acide chlorhydrique. La rivière qui prend sa source dans le cône du Puracé, près de Papayan, renferme aussi une notable proportion d'acide sulfurique ; on l'appelle dans le pays la rivière du Vinaigre,
On peut se rendre facilement compte delà présence de ces acides dans les émanations des cratères. En effet, la silice étant en présence de sel marin et d'eau, il y a génération par double décomposition de silicate de soude et d'acide chlorhydrique.
Le silicate de soude, en présence d'acide carbonique, donne par la voie humide, du carbonate de soude et de la silice.
D'autre part le sulfure de fer, sous l'influence de la chaleur, donne du sulfate de fer et de l'acide sulfurique.
Le sulfate de fer produit du sesquioxyde de fer et de l'acide sulfureux. Par voie sèche, la silice, en présence de carbonate de chaux, donne de l'acide carbonique et du silicate de chaux. Enfin, comme l'avait montré Gay-Lussac, le chlorure de fer, en présence de l'eau, produit du sesquioxyde de fer et de l'acide chlorhydrique.
L'eau du Paramo de Ruiz (Nouvelle-Grenade) contient encore plus d'acide libre que le Rio-Vinagre.
L'analyse faite par M. Lewy * a donné :
Acide sulfurique 518
Acide chlorhydrique ... 088
Alumine 050
Oxyde de fer 037
Soude 036
Magnésie 032
Silice . 018
Chaux 014
Eau ■ 99 207
100 000 OU bien :
Sulfate d*alumine 1 66
Sulfate ferrique 1 02
Sulfate magnésique 94
A reporter 3 62
* Comptes rendus de V Académie des sciences, t. XXIV, p. 449.
Report 3 62
Chlorure sodique 91
Sulfate calcique 34
Silice 13
Acide sulfurique 2 55
Acide chlorhydriquc 33
Eau 992 07
iOOO 00
Tableau de la composition de différentes eaux. — Le tableau suivant* (p. 26) donne, en même temps que l'analyse de quelques eaux de source et de puits, la moyenne de la composition des grands cours d'eau de France. Il permet de remarquer que le poids du résidu fixe varie peu en général. La différence s'élève à moins de 0^,12 par litre. Le carbonate de chaux forme toujours environ la moitié de ce résidu. Le chlorure de sodium, les sels de magnésie, les sulfates alcalins ou alcalino-terreux, la silice, s'y rencontrent constamment, mais sous de très faibles poids.
Eaux de sources. — Mode de formation. Composition. — La composition de l'eau des sources est très variable selon leur provenance. En général, elles proviennent des eaux météoriques qui tombent sur un sol perméable, le traversent et forment des cours d'eau souterrains ayant pour lit des couches imperméables. La disposition des couches géologiques les ramène naturellement au jour.
Il se forme, dans d'autres cas, des nappes souterraines stagnantes qui, soumises à une pression causée par l'apport des eaux venant de la surface, laissent écouler leur trop-plein par les fissures du sol, ou au travers des couches perméables.
Plus rarement, les sources proviennent d'eaux venant des profondeurs que la chaleur terrestre réduit en vapeurs, lesquelles venant se condenser dans les couches supérieures, s'y minéralisent et viennent ensuite sourdre à la surface.
La teneur des sources en éléments dissous variera donc suivant leur provenance, et surtout suivant la nature des terrains qu'elles traversent.
Les eaux provenant de terrains granitiques sont les plus pures
A. Gautier. Encyclopédie d'hygiène et de médecine publique, 3* fascicule.
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elles contiennent de petites quantités de silicates et des chlorures, des traces de soude, de potasse, de magnésie. Ce sont des eaux excellentes pour les usages des arts.
Les eaux des terrains secondaires sont plus riches en sels calcaires ; ce sont en général les plus agréables à boire et les meilleures eaux potables.
Les eaux du lias, celles qui sortent de terrains marneux, gypseux, sont de mauvaise qualité à tous les points de vue.
La traversée des terres arables et de la végétation qui les recouvre charge Teau diacide carbonique et lui permet de dissoudre facilement le carbonate de chaux des terrains calcaires. Elle prend parfois une teneur fort élevée en bicarbonate de chaux.
Les eaux, en traversant des couches solubles, se chargent de leurs éléments. Au contact des bancs de gypse, elles dissolvent du sulfate de chaux et deviennent séléniteuses, la traversée des bancs de sel gemme ou d'autres chlorures les rendent saumàtres ou salées.
Réagissant sur les pyrites que renferme le sol, elles les oxydent, à la faveur de Toxygène qu'elles contiennent et donnent des eaux sulfatées ferrugineuses comme l'est celle de Passy à Paris.
Après la traversée des terrains tourbeux, l'eau chargée de matière organique peut réduire les sulfates qu'elle rencontre et donner une eau sulfureuse froide, comme l'est l'eau d'Enghien. Agissant sur le fer, en présence des matières humiques qu'elle a pu entraîner, elle devient crénatée.
Enfin, les eaux de source peuvent être riches en sels de magnésie et de fer, en silice, en alumine.
Celte grande diversité de composition fait qu'on ne peut dire, d'une façon générale, que les eaux de source sont propres, ou non, aux usages industriels et domestiques. Tout dépend de leur teneur en éléments dissous, et cette composition varie avec la nature géologique et la constitution physique du sous-sol et aussi avec la constitution de la surface, l'inclinaison du sol, la présence ou l'absence de végétaux sur le sol.
On pourra juger de la diversité de composition des eaux de source par les quelques exemples suivants :
EAUX DES SOURCES DE FONT-FROIDB BUES A NARBONNE (a. GAUTIER)
Carbonate de chaux 0'''',088
— magnésie 014
— protoxyde de fer 001
Chlorure de sodium 052
Sulfate de potasse 0006
— soude 0058
— chaux 036
Silicate de chaux 007
Acide phosphorique et alumine 009
Matières organiques 00003
lodures, bromures azotates traces.
Ces eaux sortant du terrain jurassique sont d'excellentes eaux potables.
Une autre eau, réputée excellente comme boisson, la source de Saint-Clément, distribuée à Montpellier, a la composition suivante d'après Rousset :
Bicarbonate calcique 0^,275 par litre
— magnésique 032 —
— ferreux 002 —
— potassique 002 —
Chlorure de sodium 023 —
Sulfate de calcium 012 —
Acide carbonique libre 00 —
Oxygène 6ic2 —
Azole i^^2 —
Cette eau sort du terrain pliocène.
L'eauMela source de Saint-Nicaise, près Rouen, contient, d'après Girardin et Pressier:
Carbonate de chaux 0^,931
Sulfate de chaux 627
Chlorure de sodium 091
— magnésium 067
— calcium 042
Matières organiques traces
Acide silicique 005
1 753 par litre.
Cette eau sort d'un coteau calcaire, elle est indigeste, ne cuit pas les légumes , grumelle le savon. Elle est impropre aux usages industriels et domestiques.
Si la composition de Teau des différentes sources présente de telles différences, la teneur en éléments dissous d une même source
GENERALITES 29
est à peu près invariable, du moins en ce qui concerne les sources qui sortent des terrains jurassiques et crétacés. Cette constance de composition de Teau d'une même source est une des raisons qui font préférer cette eau pour la boisson, c'est également une qualité précieuse pour l'industrie.
Toutefois, Chatin et surtout Marchand ont montré que l'apparition des plantes sur le sol faisait varier la composition de l'eau des sources de la région et, entre autres changements, diminuait la quantité d'iode. Le défrichement, le déboisement d'une contrée font également varier la nature des eaux.
La température moyenne des eaux de source varie entre 9 et iS^'sur les plateaux, de il à li"" dans les plaines. On a remarqué qu'elle est sensiblement égale à la moyenne annuelle de température de la région.
Comparaison des eaux de sources et de rivières. — Cette constance de la température des eaux de source les rend supérieures pour la boisson et pour certains usages des arts, aux eaux de rivière, glaciales en hiver, chaudes en été.
Les eaux de source, souvent moins aérées que les eaux de rivière, leur sont préférables à cause de cela pour la condensation des vapeurs des machines.
Elles sont cependant, en général, assez aérées pour être facilement supportées par l'estomac et, sous ce rapport, sont convenables pour la boisson. Leur limpidité est également supérieure à celle des eaux qui courent à la surface du sol.
Eaux des puits. — Composition. — Ce qui vient d'être dit pour l'eau de source est applicable à l'eau de puits.
Les puits sont, en efTet, des sources artificielles créées par la main de l'homme qui, ne trouvant pas à sa portée l'eau des sources, va puiser dans les nappes souterraines l'eau nécessaire à ses besoins.
La profondeur des forages varie beaucoup suivant les localités; elle est, en général, plus grande en pays de montagne où parfois elle dépasse 100 mètres qu'en plaine où elle n'est souvent que de quelques mètres.
L'eau des puits est quelquefois fortement minéralisée, comme
cela arrive, par exemple, dans le bassin de Paris où dominent le gypse et la craie ; elle peut être souillée par les substances contenues dans le sol où on a creusé le puits, et par les liquides résiduaires qui s'écoulent de ce sol. Aussi doit-on avoir soin de maçonner soigneusement les parois à la traversée des couches supérieures, pour s'opposer à Tinfiltration des eaux contaminées. Malgré ces précautions, l'eau des puits forés dans les villes doit être mise en suspicion quand il s'agit d'eau d'alimentation. A Paris, l'eau puisée dans la nappe souterraine est séléniteuse au plus haut degré et infectée par des infiltrations de toute nature ; elle ne peut servir ni à la boisson, ni à la cuisson des aliments, ni aux usages qui nécessitent l'emploi du savon.
Le puits de la Manutention renferme 0'',987 de sulfate de chaux par litre, le puits de l'Ecole Militaire en renferme l'',952 (Bonis).
Le puits de la boulangerie de l'Assistance publique, qui ne donnait que de l'eau détestable, ayant été creusé et tube jusqu'à 63™,2o au-dessous du niveau de la Seine, donne une eau accusant 92^ àl'hydrotimètre*.
Dans la plaine Saint-Denis, il y a deux espèces d'eau réparties dans deux couches différentes ; la première couche est chargée de sulfate de chaux, mais si on dépasse cette couche avec des puits artésiens, l'eau ne renferme plus que du carbonate de chaux et le résidu^de cette eau est bien plus faible ; il faut descendre 100 mètres environ pour atteindre la deuxième couche et avoir la deuxième eau.
Les eaux de puits renferment presque toujours des nitrates ; ces sels peuvent provenir d'infiltrations de liquides, de matières organiques, qui, par la décomposition, donnent du nitrate. M. Boussingault a constaté que les eaux des puits d'anciens quartiers renferment bien plus de nitrates que dans les quartiers neufs.
Voici les dosages qu'il donne de quelques eaux de puits de Paris, contenant par litre *.
Puils, rue Saint-Martin, n^ 294 0.»',2232 d'azotate de potasse.
— dos Vinaigriers, no 55 3093 —
— des Vieilles-Étuves, n« 8 4743 —
* Documents relatifs aux Eaux de Paris, 186J , p. 140. Imprimerie P. Dupont.
* BoussiNGAULT. Chimie agricole et physiologique, t. Il, p. 72.
GENERALITES 31
Puit3, rue du Pas de la Mule, no6 (24 novembre) 0^,6071 d'azotate de potasse.
— — — (17 décembre) 9278 —
— Saint-Louis-en-rile, n^ 74 7319 —
— du Fouarre, n^ 14 I 0309 —
— de la Mare, n" 66 (Belleville) . . .1 2680 —
— Levert, no 14 (Belleville) 1 5460 —
— Saint-Landry, n» 16 (1®' décembre) . 2 0928 —
— Le même (19 janvier) 2 2165 —
Le poids des azotates, parfois considérable, varie donc non seulement avec les puits, mais pour le même puits avec les époques, la chute des pluies, les oscillations de la nappe souterraine.
Certaines eaux, quoique riches en azotates, passent pour potables, mais ces sels doivent à la longue fatiguer Testomac et les reins. Us sont un signe défavorable, car ils proviennent de matières organiques suspectes dont une partie non transformée acQpmpagne souvent les nitrates, qu*elles ont fournis par oxydation.
Eaux de puits artésiens. — Lorsque, par suite de la disposition des stratifications géologiques, le forage rencontre de Teau emprisonnée entre des couches imperméables et soumise à une pression hydrostatique, Teau s'élève à une hauteur plus ou moins grande et peut même jaillir à la surface : on a alors un puits artésien.
La composition de Teau de ces puits est indépendante de celle des couches qu'ils traversent. L'eau de la nappe souterraine, amenée ainsi au jour, est chargée d'éléments minéraux contenus dans la couche perméable où elle a circulé.
La proportion de ces corps en dissolution dans une même eau est variable, ainsi que l'ont démontré les essais de M. Belgrand et ceux de MM. Boutron et Boudet sur les eaux des puits de Grenelle et de Passy. L'eau de ces puits est moins chargée en sels, calcaires en mars et en avril, lorsque les infiltrations des pluies d'hiver arrivent à Paris après avoir circulé dans la couche des grès verts; il y a un maximum en automne.
Dans les années très riches, la teneur en matière dissoute augmente.
La filtration par le sol a dépouillé les eaux souterraines de tout ou partie des gaz qu'elles avaient empruntés à l'atmosphère. Aussi on y trouve peu d'air, l'ammoniaque a disparu.
Par contre, ces eaux prennent aux terrains traversés Tacide carbonique qui y est très répandu, et Tacide sulfhydrique qui se trouve beaucoup plus localisé.
L'action dissolvante de Teau variant notablement avec sa température, sa pression, avec l'acide carbonique dissous, ces différentes causes influent sur la composition des eaux souterraines.
Les eaux de puits, comme les eaux de source, sont plus limpides que les eaux qui courent à la surface du sol, ce qui s'explique par la fîllration qu'elles ont subie dans les terrains qu'elles ont traversés. Elles peuvent être rendues louches accidentellement. Ainsi, à la suite d'une secousse de tremblement de terre, l'eau du puits de Grenelle se troubla le 16 novembre 1843; il en sortit des matières argileuses abondantes, elle redevint claire le lendemain, puis coula parfois très noire pendant le cours de janvier. Elle ne redevint limpide que deux mois après.
L'eau des puits artésiens possède une température qui est en relation avec leur profondeur. Celle du puits de Grenelle, foré à 347 mètres, a une température de 28°.
La chaleur de certains puits jaillissants, comme celle des sources thermales, est due à une action volcanique.
Les geysers d'Islande accusent une température de 127** (Hervé-Mangon).
Eaux de glaciers, de lacs, d'étangs. — Les glaciers forment d'énormes réservoirs d'eau qui entretiennent constant le niveau des lacs, et régularisent le début des fleuves.
Malgré la teinte bleu d'azur ou bleu vert réfléchie par ces masses, elles ne sont pas exemptes de substances étrangères de toute nature.
Agassiz a constaté que les glaciers bleus contenaient un centimètre cube d'air interposé mécaniquement, par kilogramme de glace. Les glaciers blancs doivent leur teinte à une plus grande masse d'air interposée dans leurs feuillets (jusqu'à 15 centimètres cubes).
Les glaces dissolvent de petites quantités d'air.
Boussingault a trouvé dans la neige recueillie l'hiver dans les plaines :
GENERALITES 33
Pour i litre d'eau de neige fondue
Oxygène 10«,6
Azote 22 ,6
Total des gaz dissous , 33 ,2
M. Hugueny a analysé Teau de la glace fondue, et a trçuvé par litre :
Oxygène 8«',3
Azote . 16 ,9
Acide cai'bonique 1
Total de gaz dissous 26 ,2
L'eau des glaciers contient également une petite quantité de matières minérales où les chlorures et les sulfates dominent.
Nous donnons ci-dessous, comme exemple, le dosage de Teau de fusion du glacier du Glezzin, à 2 250 mètres de hauteur, d'après M. A. Gautier.
Eau du glacier du Gleuio
Chlorure de magnésium 0»',0043
— sodium 0037
Sulfate de soude et de potasse 0035
— chaux 0018
— magnésie »
Carbonate de chaux 0047
— magnésie 0001
— fer »
Acide silicique et alumine 0020
Résidu fixe par litre ■ 0201
Les neiges étemelles ne sont pas dépourvues d'habitants.
Desor y a signalé la puce des glaciers {desoria glacialis). On y a trouvé d'autres petits insecteâ ; ils y trouvent évidemment des débris d'animaux ou de plantes dont ils font leur nourriture. Ces animaux inférieurs, microscopiques ou non, se reproduisent, meurent et laissent leurs dépouilles qui sont enfouies par les couches nouvelles de neige. On comprend, d'après cela, que l'eau des glaciers n'est pas exempte d'impuretés de toute nature. Il en est de même, naturellement, des torrents qui en sortent. La teneur de ces eaux en microbes va en croissant rapidement.
M. Schmelck a trouvé dans un glacier de Norvège , à
34 EPURATION DES EAUX
i 800 mëlres et, par centimètre cube, 2 microbes. Dans l'eau d'un ruisseau qui en découlait directement, 9 à 15, et à 5 kilomètres de là, 170 à 200 microbes par centimètre cube.
La composition des eaux des lacs varie beaucoup, suivant le mode d'alimentation du réservoir naturel où elles sont contenues. Les eaux des lacs de hautes régions alimentés par les neiges et les glaciers contiennent, en général, peu de substances en dissolution ou en suspension.
Elles ne sont pas cependant exemptes de gaz ou d'éléments minéraux provenant de ces neiges ou glaciers, ou empruntées à l'atmosphère. On y trouve des chlorures, des sulfates, des iodures, des sels de calcium et de sodium. Suivant la nature des terrains parcourus, les sels terreux ou alcalins dominent. Certains lacs des Vosges sont à peu près dépourvus d'éléments minéraux. Mendias a trouvé 50'',20 d'éléments solides par mètre cube dans l'eau du Starnberg, près Munich.
L*eau du Rachel, dans la Forêt-Noire, contient 69'',90, d'après Johnson. L'eau du lac de Zurich, à sa plus faible hauteur, en janvier, à la température de 3'*,5, contient 13*^,5, d'après Moldenhauer.
La proportion des matières minérales aux matières organiques est, dans les lacs de Starnberg et du Rachel, de :
Eau du SUrnberg. Eau du Rachel.
Matières organiques 15,6 44,1 (y compris CD')
— minérales 34,6 25,8
L'eau du lac de Zurich contient fort peu de substances organiques.
MM. Moride et Bobierre ont trouvé 12^,6 de matières organiques, par mètre cube, dans l'eau du lac de Grandlieu.
En généra], les eaux stagnantes sont peu aérées.
Celles des pays bas sont plus riches en matières dissoutes que celles des pays de montagnes.
L'eau des grands lacs intérieurs est souvent très riche en chlorure de sodium, et sa constitution se rapproche alors de celle de l'eau des mers.
GENERALITES 35
Les eaux d*étangs, de marais, de mai*es, ne paraissent pas se charger de grandes quantités de matières minérales.
M. Maumené a trouvé 0^,18, par litre, de résidu fixe, dont 0^,17 de carbonate calcaire, dans les eaux des marais de Saint- Brice, près Reims.
Les eaux d'étangs privés de végétaux contiennent jusqu'à 0^,0073 d'azotate par litre et peu d'ammoniaque. Au contraire, dans les marais, où une végétation abondante surmonte Teau, Tacide azotique est remplacé par Tarn moniaque (Bineau). On trouve dans ces dernières eaux des quantités notables d'oxygène dégagé par les plantes sous l'influence des radiations solaires.
L'eau des étangs recouverts de végétations cryptogamiques se trouve privée de lumière et bientôt envahie par les micro-organismes qui y pullulent et par le dépôt incessant de leurs restes qui la rendent putride.
Les sulfates en dissolution sont réduits, et l'on voit se dégager de l'hydrogène sulfuré et phosphore.
L'hydrogène protocarboné, l'éthylène, l'acide carbonique, l'oxyde de carbone et autres gaz provenant de la décomposition des matières organiques, s'accumulent dans la vase. On voit souvent l'eau présenter une réaction alcaline.
Tout au contraire, dans les marais à végétation abondante, l'eau a fréquemment une réaction acide ; elle est colorée par la dissolution de l'humus et prend un goût désagréable sui generis, dénommé « goût marécageux >.
De pareilles eaux, si elles peuvent encore rendre des services à l'industrie, sont absolument impropres à la boisson. Leurs carac* tères organoleptiques les font repousser par l'homme, pour lequel elles sont éminemment dangereuses à cause des germes des redoutables maladies qu'elles renferment.
Eaux des mers. — La composition de l'eau des différentes meis est éminemment variable.
Le tableau suivant * donae une idée de ces variations de composition.
* Dictionnaire de Wurtz, p. 1210.
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L'élément qui domine de beaucoup est le chlorure de sodium, auquel l'eau de mer doit son goût salé; le chlorure de magnésium, le sulfate de magnésie, le sulfate de chaux, le chlorure de potassium y sont très abondants. On y a signalé la silice, l'acide phosphorique, les carbonates calciques et magnésiens, la baryte, la strontiane, le manganèse, le fer, le cuivre, l'argent, le plomb, l'arsenic, le zinc, le cobalt, le nickel, l'iode, le fluor, le lithium, le rubidium, le césium.
La composition de l'eau de mer varie avec l'éloignement plus ou moins grand des côtes, avec le voisinage des grands fleuves ou le passage des courants marins, avec l'évaporation plus ou moins active.
La situation géographique, les conditions climatériques sont aussi des causes de variation plus ou moins grandes. La composition varie également avec la profondeur. A la surface, Teau de pluie et l'eau des fleuves viennent diminuer la densité- Jackson a trouvé pour la densité de l'eau de mer :
A ISS""» de profondeur et à 4<>,01 1,026 7315 5 09 1,0275
Dans la Méditerranée, Erman a trouvé comme densité :
Près de Carthagène 1 02923
Près de Marseille 1 02299
L'influence du voisinage des côtes se fait surtout sentir dans les bras de mer resserrés dans les terres.
Les matériaux gazeux des eaux de mer sont : l'azote^ l'oxygène et l'acide carbonique. Us varient à la surface de 10 à 30 centimètres cubes par litre. Ils augmentent d'abord avec la profondeur jusqu'à 600 ou 800 mètres environ. A 1200 mètres c'est à peine si l'eau en contient des traces.
A la surface, la proportion oscille entre 2 à 40 centimètres cubes d'acide carbonique 1 à 3 centimètres cubes d'oxygène et 42 à 17 centimètres cubes d'azote par litre (A. Gautier).
D'après J. Davy, la proportion d'acide carbonique est plus forte dans les eaux qui avoisinent les côtes qu'en pleine mer.
§ 4. INFLUENCE DES AGENTS EXTÉRIEURS SUR l'eAU
Action de Taîr, des terres. — L'eau emprunte à Tair qu'elle traverse, ainsi que nous l'avons vu, les corpuscules insolubles et les substances solubles, minérales ou organiques qui s'y trouvent disséminés. Elle se charge également des éléments des roches sur lesquelles elle circule.
D'autre part, certaines des substances qu'elle contenait disparaissent, soit mécaniquement, par le filtrage à travers les éléments incohérents, soit chimiquement, comme cela arrive pour l'ammoniaque emprunté à l'atmosphère et absorbé par les terres.
L'eau qui baigne les rives des fleuves s'appauvrit en ammoniaque, en potasse, en acide phosphorique, qui lui sont enlevés par les limons et les terres végétales.
Cette action est peu sensible pour la silice, l'acide sulfurique, les chlorures, et pour la soude.
L'acide carbonique, enlevé à l'atmosphère, à la végétation, au sol arable ou aux émanations des profondeurs, joue un rôle important dans l'eau. C'est grâce à lui que se dissout l'élément le plus important des eaux de rivières ou de source, le carbonate de chaux.
Les carbonates alcalins peuvent, en eff'et, se dissoudre en quantités importantes dans l'eau pure, mais il n'en est pas de même des carbonates neutres de chaux et de magnésie, d'oxyde de fer, de manganèse fort peu solubles. L'acide carbonique tranformant ces sels en bicarbonates les rend solubles, mais les bicarbonates terreux ou métalliques sont peu stables. La simple diffusion du gaz, provenant du contact avec l'atmosphère, suffit à produire leur décomposition et à les ramener à l'état de carbonates neutres ou même, pour les derniers, de sous-oxydes, qui se précipitent.
C'est ainsi que se forment, dans les réservoirs où on emmagasine l'eau, les dépôts de carbonates de fer et de magnésie, de sousoxydes et, finalement, par une oxydation ultérieure, de peroxydes de fer et de manganèse.
Ces dépôts sont, évidemment, d'autant plus abondants que l'eau au sein duquel ils se produisent était primitivement plus chargée
de bicarbonate. C'est pour cela que certaines sources incrustantes d'Auvergne recouvrent rapidement d*un enduit pierreux les objets qu on y dépose.
C'est également par le départ de Tacide carbonique que s'expliquent les pétrifications, stalactites et stalagmites, que l'on trouve dans certaines cavernes.
Dans des eaux, même peu chargées de bicarbonate de chaux, cette action est sensible. C'est ainsi que la Dhuys perd, dans son trajet dans la canalisation qui l'amène à Paris (131 kilomètres), une partie du carbonate de chaux qu'elle tient en dissolution ; M. Belgrand, essayant cette eau à l'hydrotimètre (voir Hydrotimétrie^ Analyse des eafix), a trouvé 23** hydrotimétriques à la source, et 20*,50 à l'arrivée au réservoir de Ménilmontant.
Il résulte des recherches de M. Belgrand que le point de stabilité du carbonate de chaux dissous dans les grands cours d'eau paraît correspondre à 17 ou 18* de l'hydrotimètre. Arrivées à ce degré les eaux ne déposent plus et ne descendent à un degré inférieur qu'autant qu'elles reçoivent un affluent plus pauvre en sels calcaires.
L'exposition à l'air des eaux contenant du sulfate de chaux n'amène pas une diminution dans la teneur de ces eaux en sulfate. L'évaporation seule amènerait le dépôt de ce sel.
L'ébuUition et la congélation produisent une précipitation du sel contenu dans l'eau. Nous traitons ce sujet dans un chapitre spécial.
Modification de Teau par la putréfaction. — Les matières organiques contenues dans l'eau peuvent en amener la putréfaction. Ce fait s'observe surtout dans les eaux stagnantes : eaux de citernes mal construites, eaux contenues dans des réservoirs en bois, eaux de rivières dormantes. Les micro-organismes, renfermés dans ces eaux, y pullulent aux dépens des matières organiques et minérales qui y sont contenues ; des fermentations putrides se développent, les sulfates sont réduits et se transforment en sulfures. L'eau prend alors une odeur désagréable et devient impotable.
Les eaux courantes ne sont pas sujettes à celte décomposition ; les eaux stagnantes ne peuvent y être soustraites que si elles sont emmagasinées dans des réservoirs spéciaux à l'abri du renouvellement de l'air et de la lumière.
40 EPURATION DES EAUX
Dans Tobscurité et à la fraîcheur, les eaux se dépouillent des substances organiques ; les êtres microscopiques qu*elles conte* naient meurent et tombent au fond des réservoirs. Marchand a démontré qu'une eau, même fortement chargée de corpuscules organisés, peut, dans ces conditions, devenir limpide et propre aux usages de Falimentation.
