DE L'ÉTABLISSEMENT DES CANAUX DE DÉRIVATION

1. Les dififérents éléments que nous avons à considérer dans rétablissement d'un canal sont la forme du lit, ou le profil en travers, le volume d'eau à dépenser, la hauteur qui correspond au régime uniforme , la vitesse et la pente. Ces éléments sont liés entre eux; mais, outre les considérations analytiques qui influent sur leur détermination, il en est d'autres, comprises dans le domaine de la physique , sur lesquelles il est essentiel de fixer notre attention.

2. La section du lit présente ordinairement la forme d'un trapèze. Le profil en travers du fond est horizontal et le talus des côtés est de un et demi à deux de base pour un de hauteur, suivant la nature plus ou moins résistante du soL La largeur du fond dépend du volume d'eau à dépenser et de la profondeur du courant. Le volume d'eau étant connu, ainsi que la vitesse, plus la profondeur sera considérable, moins la surface supérieure du liquide sera grande; moins aussi, par conséquent, l'évaporation sera forf«, et plus les digues devront être épaisses pour résister à la poussée de l'eau et s*opposer aux filtrations. On ne peut guère donner moins de 1 mètre de laideur au fond et moins de 50 centimètres de profondeur.

•3. Le volume d'eau qu'on se propose de faire passer par le canal est toujours connu; si la source excède les besoins, il suffit d'augmenter le volume qu'ils exigent des pertes dues à l'évaporation naturelle et aux fil-

trations à travers les terres qui fonneat le lit du canal. Ces pertes sont d'autant plus importantes, que l'eau est la richesse même qu'on a pour objet d'exploiter. L'évaporation est un j^énomène contre lequel Fart n'a presque aucune prise; ainsi la dépense due à cette cause est inévitable. M. Halley a trouvé , par plusieurs expériences, qu'il s'évaporait moyennement 2"''',7 de hauteur sur une surface exposée à l'air en été , pendant une heure, et qu'en général, la quantité d'eau qui s'évâpbre dans une année est à celle fournie par la pluie dans le rapport de 5 à S.

Cette quantité de pluie varie pour les différents pays. C'est ainsi qu'on a remarqué qu'il tombait plus de pluie dans le Midi qu'au Nord, dans les pays élevés que dans les lieux bas, dans les pays de montagnes que dans les plaines. Il résulte d'un grand nombre d'expériences faites par des physiciens, qu'on doit évaluer à sept dixièmes de mètre cube la quantité d'eau qui tombe annuellement sur un mètre de superficie du territoire français.

Voici le résumé de ces expériences :

Haut-Rhin

in{

Lille.

Metz.

Eure.

Paris.

Plaines.

Montagnes .

Orne

Ille-et-Vilaine , Haute- Vienne .

Lyon

Isère

Montpellier....

i7 pouces « lig.

iS

Le nombre moyen des jours pluvieux , abstraction faite des cireonstances locales qui ont une grande influence, est de 105 entre le 43* et It 46" degré de latitude; il est de 134 à la latitude de Paris. Dan8 oette oâ{n-^ taie et à Montmorency, l'évaporation moyenne annuelle a été trouvée par Sédileau et Cotte, de 32 pouces 1 ligne (O'^ySGS) , et 38 pouces 4 ligirai (1»,038).

D^tl^VB» ET W IHSTRIBUER LES lUkUX. »

Qaqs la Fraace méridionale, MM. Clausade et Pin ont reconnu qu'en défalquant l'effet des filtrations, les eaux du canal de Languedoc et le bassin de Saint-Ferréol perdent par an de 336 à 360 lignes.

La deuxième cause de dépense est celle qui a lieu par les filtrations. Si le canal doit être ouvert dans une terre franche ou dans un sable fin et profond, les pertes d'eau sont peu considérables et elles diminuent ordinairement de jour en jour. Mais lorsqu'on rencontre le gros sable et le gravier^ des terres remplies de pierrailles, des rochers couverts par une couche peu épaisse de terre végétale et pleins de fissures, etc., on est obligé de formerdes revêtements intérieurs en terre franche, ou mieux encore en argile mélangée de sable, en donnant plus d'étendue aux déblais; quelquefois on place descorrois en terre glaise dans l'épaisseur des digues, et si ces différents moyens ne réussissent pas, on construit le canal avec murs de soutènemont et radier général en maçonnerie de moellon, dans laquelle toute la paroi intérieure mouillée par Teau, et sur 30 centimètres d'épaisseur seulement, serait faite en mortier de chaux hydraulique. On voit d'après cela qu'on peut toujours diminuer, si ce n'est détruire entièrement, les pertes d'eau dues aux filtrations. Il sera donc indispensable d'y avoir égard dans le calcul du volume d'eau ù dépenser.

4. Ce volume une fois déterminé, le second élément de calcul à considérer est la vitesse qu'il convient d'assigner au courant.

Moins la vitesse est grande, plus l'eau met de temps à parcourir un espace donné, et plus il y a de pertes produites par les filtrations et l'évaporation. Au contraire, quand la vitesse est considérable, l'eau choque tous les obstacles qu'elle rencontre avec une plus grande quantité de mouvement; aussi ronge-t-elle alors plus aisément les bords, et produit-elle dans le fond du canal des affouillements plus ou moins considérables, suivant la nature plus ou moins résistante du sol. Dans ce cas, on est obligé de réparer souvent le canal, d'arrêter les eaux, et par conséquent d'en suspendre leflfet utile.

On voit qu'entre les vitesses extrêmes, il est un terme moyen, le plus avantageux possible, qui dépend beaucoup de la nature des terrains que doit traverser le canal et de la masse des eaux qui l'alimentent.

Si le canal doit porter des eaux salubres, il faut de plus que la vitesse sçttt mm grand» popr qu'elles n'acquièrent pas de qualités malsaines par leur stagnation dans les bassina et la lenteur de leur renouvellement.

14 es&y sn les sonses le

Les eaux ploTÎales et toutes eelles qui iool eertaine quantité d'oxygèoe qui se reooaTeDe par le eoolaci de TwÊtz mais si ces eaux Tienoeot à être reofermées, si eDcs séfoumcnt dans des bassins où elles ne se renooTellent qoe leotement, Q anire qo*aa boal d'an certain temps la quantité d'oxygène £mînoe. Les matières animales et régétales que les eaox tiennent en dissdotioo se décomposent; alors elles sont fades et insalubres. Cest dans Tété, lorsque les eaux coolent arec peine sur un lit fangeux et tapissé dlierbes.marécageoseSy qne celle cause produit son plus grand effet. On a trouré qu*une TÎtease de 35 œa* timètres par seconde était indi^ensable pour entretenir la salubrité des eaux. Toutes les fob que cette vitesse existe, b fermentation ne peol pas s'établir, et les eaux n'ont pas besoin d'être purifiées par le diarboo, qni jouit de la propriété particulière d*absorbor les gaz dâétères.

5. Lorsque le volume et la vitesse sont détermitiés, ainsi qne in ^nre transversale du lit, on en conclut la pente au moyen de la fiMmnle du mouvement uniforme.

6. Le canal de l'Ourcq devant servir à rétablissement d'une nonreife navigation entre la partie supérieure de la rivière d'Ouroq et la ville de Paris, et former en même temps un aqueduc qui pftt conduire des < salubres dans cette capitale, on dut r^er sa pente, son profil et la vil des eaux, de manière à ce que ces deux conditions fussent remises.

Le canal de TOurcq,^ considéré comme navigable, devait avmr nne tion transversale et une profondeur d*eau qui permissent la navigation de bateaux proportionnés à ceux employés déjà sur les canaux avec lesqods U devait communiquer. Mais, considéré comme aqueduc, la pente ne pouvait pas être distribuée en différents ressauts rachetés par des édnaes à sas ; il fallait obtenir un écoulement continu et une vitesse telle cependant que les bateaux pussent naviguer facilement à la remonte.

Cette vitesse moyenne, pour assurer la salubrité des eaux, devait être an * moins de 35 centimètres par seconde, ou de 43 centimètres environ à la surface.

La pente est réglée à 0'',0001 ;

La laideur du canal à 3",50 au niveau du plafond avec des talus de un et demi de base sur un de hauteur (pi. I, fig. 2);

Le volume d'eau à dépenser était d'ailleurs de SSOylSô^^^'^^v^^ftS en vingt-quatre heures, ce qui revient à 2^*-,999 par seconde.

D'après ces données^ on a :

aî = 3,5+3fe,

Si l'on substitue pour Xj ^ ^^^ \euvs valeurs en h dans l'équation du mouvement uniforme, on trouvera, après un petit nombre de tâtonnements, que cette équation est satisfaite appi*oximativement par h = l'^ySO; c'est-à-dire que la hauteur du régime uniforme est de i^ybO : ce qui donne pour la vitesse 0",3477.

On voit que cette vitesse est faible, et qu'il faudrait adopter une pente un peu plus forte.

7. On avait proj^osé, dans l'origine, de distribuer la pente, non pas uniformément, mais suivant la loi représentée par le rapport des coordonnées de la courbe funiculaire. D'après ces principes, une partie du canal est creusée sur une pente de 0^,0000625 par mètre, et l'autre sur une pente de 0",0001236; il s'ensuit que, dans la réalité, la vitesse est encore moindre, et que les eaux doivent perdre de leur qualité, surtout en été, où la diminution du volume augmente encore les causes d'insalubrité. On ne doit compter, d'après l'expérience de plusieurs années, que sur l™-®-,555 par seconde, au lieu de 2"-®-,999, qui ont servi de base à la détermination des dimensions du canal.

8. La pente est quelquefois déterminée par les localités, lorsqu'il s'agit» par exemple, de conduire les eaux d'une source sur le point culminant d'une ville; quelquefois on peut l'augmenter ou la diminuer dans de certaines limites, lorsqu'il s'agit de dériver simplement les eaux d'une rivière, et que remplacement de la prise d'eau n'est pas fixé d'avance. Nous venons de voir que le minimum qu'on peut lui donner doit correspondre à une vitesse de 0"',32 à 0°',35 par seconde ; ainsi, par exemple, la pente doit être d'environ 1 décimètre par kilomètre lorsque le rayon moyen du courant est de 50 centimètres.

9. Nous ne nous étendrons pas davantage sur ce qui concerne la con*

26 ESSAI Sia J^ES ilûYCNS DE COMMJIEE,

struction des canaux. Ce n'est que dans les ouvrages où Ton traite spédalement de cet objet que Ton peut entrer dans tous les détails que de semblables projets exigent * .

Le nivellement et le tracé d'un canal étant arrêtés, on le creuse en commençant par Tendroit où il doit aboutir, et en remontant successivement jusqu'au point de partage ou de la prise d'eau.

Suivant les qualités du terrain que le canal traverse, on emploie les différents moyens que Tart suggère et que nous avons indiqués ci-dessus, pour s'opposer aux filtrations.

On rencontre quelquefois des inilsseaux, des sources dont il peut (Minvenir de ne pas recevoir les eaux dans le canal. Alors on établit des aqueduc3y suivant que le local l'exige, pour en éviter la rencontre.

Enfin, on peut être forcé de franchir un ravin profond, une rivière considérable : on construit dans ce cas le canal en maçonnerie, et on le supporte par un pont à un ou plusieurs rangs d'arcades, suivant la hauteur à laquelle il faut l'élever pour conserver sa pente.