Jules Dupuit

“ Concluons donc que le problème économique de la conduite des eaux est éminemment complexe; que l'ingénieur doit tour à tour appeler à son aide, suivant les circonstances locales, les divers systèmes usités ; que chacun d'eux a sa place rationnelle, qui ne peut être déterminée par des règles précises ; que cependant la réflexion conduit à en connaître les caractères généraux, qui peuvent être résumés ainsi : La rigole en terre convient aux grandes quantités d'eau, et quand la ligne de charge ou surface de l'eau se trouve à fleur du sol. ”

“ En résumé, le mouvement d'un fluide dans un canal donne lieu à deux résistances ; l'adhérence du fluide aux parois du canal ; la cohésion des molécules entre elles. Ces deux résistances ont pour propriétés communes d'être proportionnelles aux surfaces en contact; d'être indépendantes de la pression, de croître pour l'adhérence avec la vitesse absolue, pour la cohésion avec le rapport entre la vitesse relative des couches et leur épaisseur. ”

“ Lorsqu'on projette une distribution d'eau pour une ville, la première question à résoudre est celle de savoir la quantité d'eau nécessaire pour satisfaire les besoins des habitants. Il est évident que, toutes choses égales d'ailleurs, cette quantité est proportionnelle à leur nombre, mais on doit comprendre que d'autres causes peuvent augmenter ou diminuer la consommation, notamment le climat, l'étendue de la ville, le développement des voies publiques, le genre particulier des industries qu'on y exerce, le mode de distribution plus ou moins intelligent qui y est employé. ”

“ Formule de l'écoulement libre dans les rigoles. — Les distributions d'eau sont souvent alimentées par des aqueducs, rigoles ou canaux, dans lesquels l'eau coule sans être forcée, en vertu de la pente du fond ou de celle qui s'établit à la superficie. C'est un moyen très-économique, surtout lorsqu'il s'agit de grandes quantités; la paroi n'ayant d'autre charge à supporter que celle qui résulte de la hauteur de l'eau dans la rigole, il suffit d'établir ces rigoles en maçonnerie, ou même de les creuser en terre pour n'avoir pas de filtration. ”

“ Si donc on veut déterminer expérimentalement la vitesse de propagation des crues sur un cours d'eau, il faut tenir compte de ces deux circonstances : leur hauteur, et celle du régime antérieur. Une crue de 2 mètres, par exemple, va plus vite sur le même cours d'eau lorsque le régime antérieur est à 3 mètres que lorsqu'il est à 2 mètres. On ne peut donc pas dire qu'entre deux villes les crues mettent tant d'heures à se rendre de celle d'amont à celle d'aval ; ce temps est variable à toutes les crues.
Il faut d'ailleurs s'entendre sur le point de la crue qui sert à mesurer la vitesse. ”

“ Mais lorsqu'on fait entrer en considération les circonstances météorologiques, qui, en définitive, dominent toute la question, on reconnaît qu'il n'y a en réalité aucun ordre de priorité dans la marche des divers affluents, parce que cette marche est influencée par l'ordre que suit la chute des nuages. Ces masses d'eau suspendues au milieu des airs, se dispersant ou se réunissant sous l'influence des vents, s'élevant, s'abaissant ou tombant suivant les variations de la température, n'obéissent à aucune loi que la science humaine puisse raisonnablement espérer de saisir jamais. ”

“ La dépense des châteaux d'eau dépend à un très-haut degré des circonstances locales; si l'eau ne doit être élevée qu'à une très-faible hauteur, ou si la conduite ascensionnelle, dans son tracé naturel, s'élève immédiatement à une hauteur voisine de celle qui exprime la charge, il est évident qu'alors, la dépense du château d'eau peut se réduire à celle de quelques mètres de tuyau, et que l'ingénieur peut alors avoir recours à ce système avec de justes motifs, surtout si la conduite ascensionnelle doit faire en route un service dont l'importance peut varier brusquement. ”

“ Ils ne sont pas, en effet, la conséquence de la hauteur absolue de la crue, mais de sa hauteur relative par rapport aux crues ordinaires. Ainsi, étant données les hauteurs d'une crue le long d'un cours d'eau, ce serait étrangement se tromper que de considérer le mal comme proportionnel à ces hauteurs, et de croire qu'il y a plus de désastres là où la crue a atteint 7 mètres que là où elle n'en a atteint que 6 ou 5 ; ce qui fait le mal, ce qui peut en donner la mesure, c'est la quantité dont la hauteur habituelle en chaque point a été dépassée. ”

“ Dans l'état actuel de la science, on sait peu de choses sur les forces retardatrices développées par ces obstacles; on sait seulement qu'elles sont fonction de la vitesse et croissent avec elle, car elles n'arrêtent jamais le mouvement de l'eau d'une manière complète. Quel que soit le nombre des coudes et des étranglements, il y a mouvement si un des orifices de la conduite est plus bas que l'autre. ”

“ On se figure que quand un terrain est endigué, il ne doit plus avoir rien à craindre des inondations, et que toute rupture est la conséquence d'une faute ou d'un vice du système. Or c'est là une erreur.
Il y a deux espèces de digues le long des cours d'eau : les digues submersibles et les digues dites insubmersibles. Les digues submersibles sont celles que recouvrent les crues ordinaires : elles ont pour but, soit de diriger le courant
dans l'intérêt de la navigation, soit de protéger les terrains contre les petites crues, qui sont de beaucoup les plus fréquentes. ”

“ De toutes les forces qui agissent sur une conduite forcée, la plus facile à calculer, c'est la pression normale à la paroi et la tension qu'elle produit suivant la tangente de la courbe de section. Le mouvement de l'eau produisant une perte de charge dans les conduites, la pression n'y est jamais plus forte que lorsque l'eau est en repos, c'est-à-dire qu'on peut toujours la mesurer au moyen de la hauteur du réservoir. ”

“ Le prix de l'eau est évidemment un élément qui doit entrer dans le calcul de la consommation. De même on doit comprendre que lorsque plusieurs systèmes d'alimentation sont en présence, on peut se décider pour un système moins abondant, mais qui présente cet avantage d'une eau meilleure pour les usages domestiques ou industriels. Il faut du reste ne jamais perdre de vue qu'il n'en est pas d'une distribution comme d'un monument dont il est difficile d'augmenter la capacité et les dimensions après qu'il est achevé. ”

“ Mais lorsqu'on réfléchit aux effets bien connus et bien constatés des grands vents sur la surface des eaux et sur les surfaces solides, lorsqu'on les voit soulever les marées sur le rivage de la mer à des hauteurs très-considérables, lorsqu'on les voit sur la terre emporter le sable et les parties ténues de certains terrains, comme le font les eaux elles-mêmes, on est porté à conclure que leur action peut en effet donner une résistance très-comparable à celle du frottement d'une paroi solide. ”

“ Causes économiques du déboisement du sol. — Le reboisement partiel du sol n'aurait que des résultats insignifiants. — Mais admettons l'un et l'autre pour un instant. Faut-il en conclure, comme on le fait généralement, que pour se mettre à l'abri des inondations des fleuves et des rivières, il faut reboiser la France? On ne fait pas attention que le déboisement du sol est une conséquence nécessaire de l'augmentation de la population et des progrès de la civilisation. A mesure que la population augmente, il faut bien demander au sol un supplément de subsistances pour les nouveaux venus. ”

“ L'étude du tarif de la vente de l'eau est, suivant nous, une étude toute locale ; un tarif qui réussirait dans une ville ne réussirait pas dans une autre.
Imaginez que l'une d'elles, située sur une hauteur, n'ait que des puits très-profonds, et que l'eau qu'on en tire soit de mauvaise qualité, l'eau pourra s'y vendre évidemment plus cher que dans une autre où l'eau serait meilleure et d'un puisage plus facile. Un des obstacles à la vente de l'eau, c'est la distribution gratuite qu'on en fait au moyen de fontaines publiques, comme à Paris. ”

“ Ce serait une grande erreur de croire que dans ces circonstances la sagesse humaine consiste à ne faire* d'entreprise ou de travaux que ceux dont le résultat est certain; s'il en était ainsi, l'homme n'aurait jamais mis et ne mettrait jamais le pied ni sur un vaisseau, ni sur un waggon; c'est à peine s'il devrait ensemencer, car, sans compter les inondations, il y a la gelée, la sécheresse, la grêle, qui viennent, de temps en temps, ruiner et détruire ses espérances. Il ne faudrait pas bâtir, à cause des tremblements de terre et des incendies. ”

“ Il n'est guère possible qu'une distribution d'eau se passe de réservoir. En effet, la consommation est variable, tandis que l'alimentation est constante; ainsi l'eau amenée par les sources naturelles, ou élevée par les machines hydrauliques, est fournie régulièrement pendant vingt-quatre heures, tandis que la consommation se fait en général en douze heures. Pendant ces douze heures même, elle n'est pas régulière; de sorte que, même avec des machines à vapeur, on est obligé d'avoir des réservoirs pour ne pas perdre l'eau, qui en certains moments dépasse les besoins de la consommation. ”

“ On ne peut pas dire qu'il faut tant de mètres carrés de section pour tant de mètres cubes d'eau. Si petit que soit un débouché, il est toujours suffisant pour que le volume de la rivière, si grand qu'il soit, s'y écoule ; mais il s'écoulera avec une hauteur, une vitesse, une direction qui dépendront de ce débouché. Or, la hauteur, la vitesse, la direction qui conviennent à une localité peuvent être désastreuses pour une autre. Que la Loire monte de 7 mètres aux Rosiers, cela n'a pas le moindre inconvénient, si elle montait de 7 mètres aux Ponts-de-Cé, les dommages seraient incalculables ! ”

“ En effet, rien n'est si cher que ces sortes d'ouvrages, où tout est angle et parement, et par conséquent maçonnerie de choix. Tous les ingénieurs qui ont construit des ponts ou des viaducs savent, en effet, que les têtes constituent la plus grande partie de la dépense; or, dans les ponts-aqueducs, à cause de leur peu de largeur, il n'y a, pour ainsi dire, que des têtes. Si maintenant on compare la dépense d'un tuyau ou même d'un système de tuyaux à celle d'un pont-aqueduc on arrive presque toujours à conclure en faveur du premier système. ”

“ On peut conclure de cette définition que M. Navier place ces deux forces sur la même ligne ; une seule et même hypothèse sert de base à la formule qui les représente: la résistance est proportionnelle à la vitesse avec laquelle les molécules s'éloignent ou s'approchent les unes des autres. On verra plus loin que cette hypothèse de M. Navier se trouve non-seulement en contradiction complète avec l'expérience en ce qui concerne l'adhérence, mais que des expériences récentes ne permettraient même pas de l'admettre pour la cohésion. ”

“ Enfin, la question la plus importante de la conduite des eaux est de reconnaître les circonstances dans lesquelles il convient d'adopter soit l'écoulement libre, soit l'écoulement forcé; car presque partout le choix entre ces deux moyens est possible, et nous pensons qu'on a trop souvent donné la préférence aux conduites libres, parce que leur construction est plus familière aux ingénieurs, et donne lieu à des travaux plus capables d'attirer l'attention publique. ”

“ On perd de vue que l'eau des fleuves et des rivières ne se compose pas uniquement de ce qui vient de leur source, mais de l'eau qui tombe dans toute l'étendue du bassin, que ce qui vient de la source même est presque partout un infiniment petit dans la masse débordée, que par conséquent, pour que le reboisement ait un effet sensible et salutaire sur le régime des fleuves, il faut qu'il puisse couvrir une vaste étendue du bassin. ”

“ Une fuite d'eau se décèle facilement par les dégradations qu'elle occasionne si la conduite est dans le sol, et s'aperçoit directement si elle est en galerie ; mais il est presque impossible de découvrir les points sur lesquels ont lieu, et surtout ont eu lieu, des rentrées d'air; de plus, l'air pénètre par des fissures imperméables à l'eau. Il est donc fort difficile de prévenir l'inconvénient signalé ou d'y remédier, et l'on ne doit jamais placer les conduites de distribution dans des positions où la pression extérieure puisse être plus grande que la pression intérieure. ”

“ Il résulte de ce principe général que l'endiguement d'une rivière peut présenter dans son étendue une série d'élargissements et de rétrécissements parfaitement motivés, qu'un endiguement avec levées parallèles loin d'être la perfection à laquelle doive viser l'ingénieur, est presque toujours la preuve que les circonstances locales n'ont pas été étudiées; car la nature n'offre certainement nulle part cette régularité de distribution d'intérêts qui amènerait une ligne droite pour solution. ”