Jules Dupuit

“ Sauf dans les moments de crue, où la pluie tombant sur un terrain déjà mouillé s'écoule en grande partie sur la superficie du sol, le reste du temps les fleuves et rivières ne sont alimentés que par l'égouttement continu de leurs rives, c'est-à-dire par les eaux souterraines. En un mot une rivière n'est que la réunion d'une grande quantité de sources. D'où il suit, lorsque son parcours est un peu considérable, que l'eau se trouve avoir une
qualité moyenne entre celle de toutes les sources qui l'alimentent. ”

“ 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. ”

“ 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. ”

“ 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. ”

“ 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. ”

“ 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. ”

“ 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. ”

“ 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 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. ”

“ Lorsqu'on fait une distribution d'eau dans une ville, elle ne se substitue pas immédiatement à tous les moyens antérieurs d'alimentation ; la puissance de l'habitude, les dépenses faites dans chaque maison pour avoir des puits ou des pompes, s'opposent à ce que le propriétaire en fasse de nouvelles pour se brancher sur la conduite publique qui passe devant sa maison. Mais, avec le temps, ces considérations disparaissent, la pompe et le puits ont besoin d'être réparés, on veut que sa maison soit comme celle du voisin ”

“ Si l'oscillation de l'eau dans le réservoir d'air a peu d'amplitude; si, de plus, la capacité occupée par l'air est assez grande par rapport à cette amplitude pour que sa tension ne varie pas sensiblement, il est clair que la vitesse de l'eau dans la conduite ascensionnelle sera à peu près constante. Elle sera d'ailleurs à peu près indépendante de celle du piston d'eau qui, n'ayant plus à pousser qu'une masse très-faible, obéira facilement aux variations de vitesse qui lui sont imposées par la marche du moteur. ”

“ En général, dans tout percement de galerie, on a un vide minimum obligatoire. S'il s'agit d'un chemin de fer, d'un canal, il faut qu'un ou deux wagons, un ou deux bateaux puissent passer dans une certaine position par rapport à l'axe; s'il s'agit d'un égout ou d'un aqueduc, on a une section mouillée avec ou sans le passage d'un homme, debout ou courbé, à pied sec ou dans l'eau; en un mot, il y a un polygone de sujétion, qu'on enveloppe par une courbe d'intrados, qui n'est soumise à d'autre condition que de donner le minimum de dépense dans la construction de la galerie. ”

“ 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. ”

“ C'est un fait que chaque habitant de Paris peut d'ailleurs facilement s'expliquer, car à Paris il n'y a guère de ménage où il n'y ait une petite fontaine filtrante. Or chacun sait qu'on aurait beau augmenter le nombre des robinets ou leur diamètre, on ne tirerait pas une goutte d'eau de plus ni de moins du compartiment qui reçoit l'eau qui passe à travers le filtre, et que ce qui empêche l'eau d'arriver en abondance, quand on ouvre le robinet, c'est que la pierre ou la matière filtrante n'en donne qu'une certaine quantité par seconde. ”

“ Lorsque les conduites présentent des inflexions dans le sens vertical, l'air qui y est contenu, à l'instant où on les met en charge, se porte au sommet de ces inflexions; et si le volume de cet air est assez considérable, il peut arriver qu'il occupe toute la capacité de la conduite, et s'y trouve comprimé de manière que la pression due à la charge d'eau ne soit pas assez forte pour surmonter la force d'élasticité de l'air; alors l'écoulement est suspendu. En général, la présence de l'air dans une conduite gêne le mouvement de l'eau et diminue le produit de l'écoulement ”

“ Ces recherches ont pour but de déterminer les diamètres des diverses portions de conduite qui entrent dans une distribution. Comme le prix des tuyaux est à peu près proportionnel à leur diamètre, on comprend toute l'importance de la question au point de vue de l'économie. Cette détermination du diamètre des conduites exige qu'on se rende compte des rôles divers qu'elles peuvent jouer dans une distribution; car tantôt elles alimentent des réservoirs, lorsque la consommation d'eau est faible, tantôt elles sont alimentées par eux, lorsque la consommation est considérable. ”

“ 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 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 de l'eau filtrée puisse être emportée parcelle qui ne l'est pas. ”

“ Imaginons en effet que le long d'un cours d'eau on établisse une galerie filtrante parallèle à sa direction, et que par un système d'épuisement on y maintienne l'eau à un niveau inférieur à celui du cours d'eau, on obtiendra ainsi un débit déterminé, composé de l'eau venant du coteau et de l'eau venant du fleuve, et qu'ensuite, à une très-petite distance de cette première galerie, on en établisse une seconde parallèle, et qu'on épuise dans les deux galeries, de manière à avoir le même niveau que dans la première expérience, il est clair qu'on n'aura pas plus d'eau. ”

“ L'habile ingénieur qui a dirigé le travail nous a donné lui-même un exemple de cet examen, et rien ne nous paraît plus propre aux progrès des sciences que de signaler les erreurs commises dans les travaux exécutés; c'est en effet le meilleur moyen de les éviter dans ceux qui sont à faire. La réputation de ceux qui les ont conçus et exécutés n'a d'ailleurs pas à souffrir de ces critiques, car pour apprécier leur mérite, on doit leur tenir compte de la nouveauté de l'entreprise et du défaut d'expérience. Il est toujours très-facile de faire mieux à ceux qui viennent après. ”

“ Nous ne pensons pas, comme quelques ingénieurs, qu'elles puissent avoir une influence quelconque sur la qualité de l'eau, par une atmosphère d'oxygène qui envelopperait les graviers et arrêterait la putréfaction de l'eau. Ces couches inférieures, n'étant jamais renouvelées, deviennent nécessairement inertes, comme le charbon lui-même qui ne peut servir que pour une certaine quantité d'eau. Elles ne sauraient du reste avoir d'influence pour retarder la vitesse de l'eau à travers le filtre, car on peut les assimiler à des tuyaux de gros diamètre qui feraient suite à des tuyaux de faible diamètre ”

“ Lorsqu'on a démonté une portion de conduite, pour ôter un tuyau cassé ou pour y intercaler soit un robinet, soit un tuyau à tubulure, on est obligé de faire un raccord, c'est-à-dire de rétablir la conduite entre deux points qui ne se trouvent pas à des distances convenables, c'est alors qu'on emploie le manchon simple. Imaginons qu'on ait deux tuyaux à réunir par les extrémités qui portent des cordons; avant de mettre en place l'un des tuyaux, on y fera glisser un manchon qu'on ramènera ensuite sur les cordons, où il formera double emboîtement et donnera un moyen facile de former le joint. ”

“ Si la distribution est alimentée par une roue hydraulique et que le cours d'eau, soit par les crues, soit par des sécheresses, donne lieu à de longs et fréquents chômages, il faudra bien a'oir une machine à vapeur pour , remplacer le moteur naturel, etc., etc. Les travaux que nous proscrivons, ou plutôt que nous conseillons d'ajourner, sont ceux qui n'ont d'autre but que de parer à des accidents imprévus, dont on s'exagérait autrefois l'importance et les conséquences. Il faut qu'un accident sur une conduite soit bien grave pour exiger une interruption de service de vingt-quatre heures. ”

“ Ce qui distingue cette machine de toutes les autres, c'est que tous les mouvements y sont alternatifs; qu'il n'y a ni volant ni manivelles, ni engrenages, ni excentriques; que rien ne vient contrarier les vitesses imprimées par la pression ou la détente de la vapeur, ou par le contre-poids du piston d'eau ; que chaque demi-coup de piston est séparé par un temps d'arrêt de celui qui doit suivre, ce qui permet de consacrer un certain temps à l'ouverture et à la fermeture des soupapes. ”

“ Quand il s'est agi de faire varier le diamètre d'une conduite, pour avoir le minimum de dépense, nous avons fait voir qu'on ne pouvait jamais espérer, au moyen de cette variation, qu'une économie insignifiante, compensée presque toujours par d'assez graves inconvénients. ”

“ Lorsque les anciens avaient besoin de conduire de l'eau, ils ne pouvaient avoir recours qu'à un aqueduc de maçonnerie d'une construction en général facile, ou à de très-lourds, très-dispendieux et très-mauvais tuyaux de plomb (fig. 98) . Il n'est donc pas étonnant qu'ils aient presque toujours construit des aqueducs qui, de plus, dans le passage des vallées, ont, pour les architectes, l'avantage de nécessiter des travaux gigantesques qui frappent les esprits et font admirer les constructeurs. ”