EAU

d'aicobil.

EAU de

EAU des

PlBf-SAlNT- QE1TAI8.

EAU dapuii:)

GBEKBLLB.

EAU dn ranal

Je l'ocrcq.

Bicarbonate de chaux . . .

— de magnésie.

— dépotasse...

Sulfate de chaux

— de magnésie

Chlorures de calcium, sodium, etc

0,024 traces.

Acide silicique, oxyde de

fer, alumine, etcl ....

Matières organiques. ....

Voici maintenant le jugement porté sur ces eaux par les membres de la Commission des eaux.

<c Malgré toutes les causes réunies qui contribuent à altérer l'eau de la a Seine dans son parcours d'amont en aval de Paris, on ne doit pas moins « la regarder comme une des meilleures eaux que l'on connaisse; car, à « Texception de quelques eaux de sources ou de rivières, qui proviennent a de la fonte des neiges ou qui sourdent dans des terrains de lave, de « basalte ou de granit, il est peu d'eaux qui laissent moins de résidu par « Tévaporation et dont les sels soient de meilleure nature.

« Les eaux d'Ârcueil sont fraîches^ limpides, agréables à boire^ laissent « déposer dans leur trajet un sédiment calcaire, qui finit par obstruer les M canaux et les conduites. Les eaux de Belleville et de Ménilmontant sont « des eaux crues et de mauvaise qualité; la quantité de sulfate de chaux « qu'elles contiennent les rend impropres au savonnage et à certains « usages domestiques. »

Qu'il nous soit permis d'ajouter que ces dernières eaux n'incrustent que fort peu les conduites, que c'est un phénomène qui, comme nous l'avons dit plus haut, est encore à expliquer. Les eaux des Prés-Saint-Gervais ne sont pas appréciées par Y Annuaire, mais on voit par leur composition chimique qu'elles se rapprochent beaucoup des eatix de Belleville.

Quant à celles du puits de Grenelle, elles sont préférables à toutes celles du bassin de la Seine pour toute espèce d'usages.

tt L'eau de la rivière d'Ourcq doit être considérée comme une très- 0 bonne eau potable, et presque comparable à l'eau de la Seine. — On peut « affirmer que cette eau est une des meilleures de celles qui arrosent le a bassin de Paris. »

20. Les eaux naturelles contiennent, comme nous l'avons dit, des ma-^ tières en suspension en plus ou moins grande quantité. Ce sont surtout les grands cours d'eau, sujets à des crues accidentelles, qui présentent cet inconvénient au plus haut degré ; les eaux qui coulent sur la surface dil sol et descendent dans les rivières entraînent avec elles les parties les plus ténues de ce sol, et ces parties se maintiennent en suspension par un phénomène mécanique que nous avons cherché à expliquer dans no4 Eludes sur les mouvements des eaux courantes. C'est, en effets un asseÉ curieux phénomène que de voir les eaux tenir en suspension permanente des matières d'une densité plus considérable que la leur; cela tient, suivant nous, aux différences de vitesse qui existent entre les filets, différences qui produisent une sous-pression égale à la différence de poids entre la matière suspendue et un même volume d'eau. Cette cause n'existe plus lorsque l'eau est au repos, ou plutôt lorsque tous ses filets ont la même vitesse ; aussi ces diverses matières se déposent-elles alors. Mais on doit comprendre que la manière dont elles se précipitent est trèsdifférente suivant leur poids ou leur volume. Lorsque des eaux sont trèschargées de vase, vingt-quatre heures suffisent pour les débarrasser de la plus grande partie de ce limon, des trois quarts ou des quatre cinquièmes ;

QUANTITE m QUALITÉ DES» EAUX.- PI LTH AGE. iS

inuit» OU n ubtienl pas ainsi une eau parraitement limpide. Le^ matières dont la densité diffère peu de celle de Teau restent pendant longtemps encore en suspension, de sorte qu'il faut avoir recours au filtrage pour les séparer. 21. L'opération du filtrage consiste à faire passer Teau trouble à travers une espèce de crible dont les pores soient assez serrés pour ne pas laisser passer les matières solides, et assez ouverts pour laisser passer les molécules liquides. Divers systèmes ont été successivement employés, et lorsqu'il ne s'agit que de petites quantités d'eau, le problème est facile à résoudre. On trouvera plus loin, dans l'extrait des travaux de M. Genieys, la description des divers appareils employés pour filtrer les eaux en petite quantité. Nous nous bornerons ici à exposer quelques considérations sur le filtrage en grand, et sur les procédés employés pour cette opération.

Si de l'eau en repos, c'est-à-dire n'ayant qu'une vitesse perpendicu^ laire au filtre, le traverse de haut en bas, la vase, en s'y déposant, en augmente l'épaisseur, une partie pénètre dans l'intérieur, en bouche les pores, le produit du filtre va sans cesse en diminuant, et au bout de quelque temps on est obligé de le nettoyer, opération plus ou moins difficile, suivant sa composition. Si le filtrage se fait de bas en haut, il n'y a pas de dépôt sur le filtre, ou du moins ce dépôt est beaucoup moins considérable; mais les pores du filtre s'engorgent toujours au bout d'un certain temps, et on est obligé d'avoir recours au nettoyage, opérration presque toujours plus difficile que lorsqu'on a filtré de haut en bas, parce qu'elle exige que l'appareil soit démonté. Il est impossible d'échapper à cette nécessité du nettoyage du filtre toutes les fois que l'eau se meut perpendiculairement à la surface. Il faut évidemment que la vase extraite de l'eau filtrée soit sur le filtre ou dans le filtre.

Il n'en est plus de même lorsque l'eau a une vitesse parallèle à la surfaire du filtre, la vase peut être alors entraînée dans Teau courante. Pour se faire une idée de ce qui se passe dans l'opération du filtrage , il faut pour ainsi dire examiner le phénomène à travers un microscope qui nous permettrait d'apercevoir les parcelles vaseuses et les pores du filtre. Les orifices de ces poreis sont à peu près des dimensions des plus petites molécules dp la vase, pqisqiie ces dernière^y pénètrent jusqu'à une certaine profon^ d^ur. Lorsque l'eau qui porte lea moléeules vaseuses a une vitesse perpan^ dii^ulalr^ à la auHaoe (lu filtre, ae9 mati^pes s'engagent dan« lesorifioev

24 TRAITÉ DE LA CONDUITE ET DE LA DISTRffîUTION DES EAUX.

des pores, et la pression de l'eau tend à les y faire pénétrer de plus en plus: les tuyaux capillaires qui forment les filtres n'ont pas en général des diamètres invariables; composés de filaments de laine ou d'épongé qui peuvent s'étendre, ou de grains de sable qui peuvent se déplacer, ils se prêtent facilement à l'introduction des corps étrangers, sur la forme desquels ils peuvent se mouler. On conçoit donc parfaitement que , dans ces circonstances , le filtre finisse par s'engorger. Mais si l'eau est animée d'une vitesse parallèle à la surface du filtre, la molécule vaseuse, animée de cette même vitesse , ne pourra pas s'engager dans les pores du filtre, parce que, pour le faire, elle serait obligée de s'arrêter un certain temps devant l'orifice, et que son repos au milieu de la masse liquide en mouvement la soumettrait à une pression transversale qui la transporterait en avant. Nous disons que la molécule vaseuse devrait s'arrêter un certain temps au droit des pores du filtre i>our y pénétrer, parce que la vitesse à travers le filtre est toujours très-petite. On verra tout à l'heure que les filtres anglais ne débitent que 5"-*- par jour et par mètre carré. C'est une vitesse de sëfeô par seconde ou de 0",000,057,5 ; doublons cette vitesse pour tenir comptedes parties pleirtesdu filtre, et nous n'aurons encore queC, 000,1 1 5. Imaginons maintenant une molécule vaseuse ayant 1/10 de millimètre de hauteur et se présentant devant un orifice du filtre, elle ne pourra y pénétrer complètement qu'au bout d*une seconde environ, ce qui ne sera pas possible si la vitesse parallèle au filtre est de plusieurs décimètres par seconde. C'est ainsi que nous nous expliquons raction des filtres naturels, dont nous allons parler maintenant..

22; En creusant des galeries perméables le long de certains cours deau, on a obtenu une eau parfaitement limpide, par la filtration des couches qui se trouvaient entre ces galeries et les cours d'eau. Or, il est arrivé que quelques-unes se sont complètement taries , tandis que le produit des autres n'a pas diminué; de là quelques incertitudes sur l'emploi des filtres naturels, et des explications diverses du phénomène de la filtration. Si celle que nous venons de donner est exacte, il en résulterait que le filtre naturel ne peut réussir que quand il y a vitesse sur la surface filtrante. Or, cela n'a pas toujours lieu dans la nature. Ainsi imaginons une rivière encaissée dans une couche de graviers trop gros pour filtrer les eaux, et que la couche filtrante se trouve au-dessous de ce gravier, il est clair que l'eau en contact avec cette couche filtrante pourra

QUANTITÉ ET QUAUTË DES EAUX.— FILTRAGE. 25

ne plus avoir une vitesse suffisante pour entraîner la vase en suspension, et que cette vase pénétrera dans les pores qu'elle finira par obstruer. En un mot, pour qu'un filtre naturel puisse réussir, il faut que la vase deTeau filtrée puisse être emportée par celle qui ne Test pas.

Lors donc que la nature de l'eau comporte un filtrage, il est facile, en creusant un puits dans les alluvions du cours d'eau, de s'assurer qu'elles ont la propriété de ne pas laisser passer la vase, mais il n'est pas aussi facile de reconnaître ce que devient cette vase. De ce que le puits aurait fourni de l'eau limpide pendant quelque temps, on ne serait pas assuré du succès. En efiet, on ne pourra tirer de ce puits, à titre d'essai, qu'une quantité d'eau bien faible, et la couche filtrante ayant un très-grand développement, l'obstruction ne peut arriver qu'après un temps beaucoup plus long que celui qu'on peut consacrer à l'expérience. Il faut donc demander à l'étude des lieux et au raisonnement les chances de succès que l'expérience ne peut donner d'une manière positive. C'est ce qui nous a engagé à développer ces considérations théoriques.

Quant aux travaux pratiques pour établir des filtres naturels, l'extrait que nous donnons plus loin du mémoire de M. Daubuisson, sur la distri* bution d'eau de Toulouse, nous dispense d'entrer dans beaucoup de détails à ce sujet. Il s'agit de placer dans une partie perméable du terrain, et qui ne reçoit les eaux qu'après qu'elles ont traversé une couche filtrante, une ou plusieurs galeries perméables, c'est-à-dire en pierres sèches, pour recevoir les eaux filtrées et les conduire aux machines élévatoires. Tel est le système qui a réussi à Toulouse, à Perth en Ecosse, à Vienne en Autriche, et a échoué, après de ruineux essais, à Glascow. Les grandes galeries exécutées dans ces localités nous semblent pouvoir être remplacées économiquement par des tuyaux, tels que ceux qui servent au drainage, par des petits aqueducs en pierre sèche, et par tous les systèmes employés aujourd'hui pour recueillir et conduire les eaux des terrains humides, travaux dont nous parlerons plus loin.

Lorsque les localités ne se prêtent pas à la filtration naturelle, deux partis se présentent : ou mettre les eaux brutes en distribution, ou avoir recours à la filtration artificielle.

23. Disons d'abord que les procédés de filtrage en petit, qui donnent de si beaux résultats sous le rapport de la qualité, ne sont pas appliqués à de grandes masses d'eau, à cause des dépenses qu'ils exigent. À Paris,

il TRAITÉ DE U CONDUITE ET DE LA DISTftlBUtlON DÈS EAUX.

le iîltrage des deux Compai^nies qui exploitent les fontiiîncs marchander est payé à raison de 0^06 par mètre cube {apl-èis Tavoir été O'^IS), Ce prix ne lient pas compte des frais de réselTdîrs, d'emplacenaenls fournis par radministralion cl de la perte de charge due au iiltre, c'est-à-dire de la hauteur dont il faut élever Feau pour la filtrer, Mais^ d'un autre côté, si Ton appliquait ces systèmes à de plus grandes quantiiés d'eau, si l'on réunissait tous les appareils disséminés aujourd'hui dans un grand nombre de bâtiments, on aurait une certaine diminution dans les prix* Admettons donc 0,05 pour le prix d'application de ces systèmes à de grandes quantités d'eau, et nous allons voir qu on est conduit à des dépenses énormes. A Toulouse, la distribution est de 200** (4,000 par jour), la dépense serait donc de 200 fr. par jour, 73^000 fr. par an, tandis que ponr la distribution complète ^ en comprenant rintérét des capitaux dépensés éi les frais annuels, elle n^est guère que de 60,000 fr. A Paris, pour une distribution de 6,000\ la dépense annuelle serait déplus de deux millions; on comprend donc qu'il a fallu avoir recours à d'atitres systèmes pour la filtration en grand.

Tous les procédés de fdtration artificielle en grand consistent â faire passer Teau à travers une couche de sable plus ou moins épaisse et à la recueillir ensuite* C'est une imitation de la filtration naturelle. Pour que le aable fin qui opère la tillralion ne soit pas entraîné dans cette opération, ii suffit de le placer sur un crible dont les trous soient plus petits que l6ô grains de sable. Pour résoudre ce problème, un peut avoir recours à plusieurs systèmes. Voici ceux qu'on emploie dilns les filtres de Londres,

Sur le fond des bassins de filtration, on établît des voûtes à claire- voie, voûtes qu'on pourrait remplacer par des drains, par despierrées, ou tout autre système donnant un passage facile à Feau. Dans un élabllsseniênt de Londres, on a élevé, sur le fond du bassin, de petits murs vcrticauit qu'on u recouverts avec des dalles de schiste placées de champ et non joirilives. Sur ces cribles, on met un lit de coquilles de mer bu de caîUdut ne pouvant passer par leurs orifice!*; sur de lit, on en met un autre de ^ros graviers^ puis un autre de graviers moins gros, enfin une couche de sable rin de 0^,60 à 0'^90 d'épaisseur, qui fbrme réellement le filtre, car il est démontré par l'expérience que le limon vaseUX ne descend que de 1 à fl centimètres dans cette couche de sable*

L'opérati<iii du nettoyage consiste à enlever au râteau la couche sâUe^

liMi

QUANTITÉ ET QUALITÉ DEIS EUIJX.- FILTRAGE.

de mHe que répaSseeur du sable fin dîniinue à chaque neltoyage; on ne remet du sable que quand elle est réduite à 20 ou 25 centimètres.

Les frais de lopéraltùn du nettoyage Bont faciles à évaluer^ jm^®?" *" "® s'agît que d'un léger déblai à exéculer sur une gnrface donnée ; il paratt qu'à Londres une journée d'ouvrier suffit pour 200 mètpes carrés* MaÎB il n'est pas aussi facile de se rendre compte de la dépense totale ou du prix de revient du tiltruge d'un mètre cube d aau.

Ce prix lie eompose, en effet, deiS dépenses premières de rétablissement des bassins de tillrage et du coût des opérations nécessaires pournetloycr les filtres. Or, révaluation de ces dépenses présente plus de difficultés qu'on ne pourrait le supposer d'abord. Ne pouvant lesrésoudrCj nous nous bornerons à les signaler.

Une des données les plus essentielles delà queslîon serait de connaître la puissance fdtranle de la couche de sable correspondant à une pression déterminée. Il paraît qu'à Londres on obtient^ dans les divers établissementSy de 3 k 5""^^ d*eau filtrée pour une pression de l^'jSOj et que, suivant l'état de la Tamise, le neUoyage doit se faire tous les cinq jours ou tous les mois, La surface du filtre doit évidemment se calculer sur les circonstances les plus défavorables, c'est-à-dire sur l'hypothèse d'un nettoyage tous les cinq jours, ce qui exige qu*on puisse mettre 1/5 du filtre enchflmage, ou supposer que le fîlli c ne débite que 4"* *=^ par mètre carré, puis ajouter les frais de nettoyage et de remplacement du sable.

Dans ce calcul, il n'y a de constant que les frais de nettoyage du sable par mètre carré, mais il est bien évident que le nombre do ces nettoyages dépend de la quantité de vase contenue dans Teau et de la charge sur !e filtre. Il cesse, eu effet, de fonctionner convenablement^ non pas au bout d*un temps déterminé, mais après avoir tiUré un certain nombre de mètres cubes ; plus l'eau contiendra de matières impures, plus on en filtrera par mètre cai-réj plus les nettoyages seront fréquents. Si à Londres, où la Tamise est assez claire, on est obligé d'avoir recours à un nettoyage après 25 mèlresdeau filtrée, on ne peut nen en conclure pour l'eau d'une autre rivière, car la nécessité de celte opération ne dépend pas seulement de la quantité de matière tenue en suspension, mais de sa nature. L'eau de la Seine, par exemple, incomparablement plus claire l'été que T hiver, est cependant presque aussi difficile à filtrer dans une saison que dans l'autre, parce que, l'été, elle tient en suspension une matière mucilagineuse, qui en-

gorge très-promptement les pores des filtres. On ne peut donc pas tirer de conclusions bien certaines des documents suivants que nous empruntons à un mémoire récent publié par MM. Houyau et Blavier, sur les dépenses de filtrage à Londres (pages 1 2 et 1 3) .

24. a Les deux grandes Compagnies de East-London et New-River se a disposent en ce moment à établir dos appareils de filtration suivant le c< système de M. Simpson, et voici comment l'une et l'autre estiment les « dépenses premières qu'elles auront à faire et les frais annuels d'entre* a tien de ces appareils.

lÉmaUËjmmûmik «•nifAiiy. ■. Wleluiteed^ Insénlevr.

a Prix d'établissement de filtres devant s'étendre sur une surface de a 2 hectares 40 centiares, et disposés pour filtrer 40,000 mètres cubes en a vingt-quatre heures, 787,500 fr.; en y comprenant l'installation des a nAchines nécessaires pour élever l'eau sur les filtres.

a Frais annuels d'entretien, 15,000 fr. pour la main-d'œuvre, le a sable ettoutes les matières premières nécessaires, d'une part, et, d'autre « part, 15,000 fr. pour l'entretien des machines.

« Ces chiffres doivent être considérés comme une très-large approxi- « mation.

iVew-ElTer tmmpmnj. M. HylBe, IngéBleiir.

« Prix du premier établissement de filtres, disposés pour filtrer en vingt* « quatre heures 120,000 mètres cubes environ.

9 filtres 1,673,000 fr.

« Frais d'entretien annuel, 18,125 fr. seulement.

a Quant aux filtres aujourd'hui fonctionnant, M. Simpson déclare que « l'établissement du fiUre de Lambeth, d'une surface de 1,000 mètres « carrés environ, et pouvant fournir en vingt-quatre heures 15,000 mètres « cubes d'eau filtrée, a coûté, tout compris, 150,000 fr.

« Il nous a dit que, par jour, l'entretien des filtres de Chelsea montait à 75 fr. pour une filtration de 22,500 "•«•.

«D'autre part, M. Quick, ingénieur de la Compagnie Southwark-and- « Vauxhall, annonce que les frais d'entretien annuel des filtres de l'éta-