Grande Encyclopédie Larousse 1971-1976Éd. 1971-1976
E

eau (suite)

Stérilisation

Les eaux filtrées ne sont que rarement exemptes de tout microbe, sauf en filtration très lente. Elles sont alors stérilisées, tout au moins au point de vue des germes pathogènes (bacilles d’Eberth, bacilles de Koch, Amibes, Streptocoques, Staphylocoques, Entérocoques, etc.). On utilise surtout le chlore, soit sous forme d’eau de Javel (hypochlorite de sodium), soit pur sous forme gazeuse à la pression de 6 bars, ou encore sous forme de peroxyde préammonié avec neutralisation de l’excès. Enfin, on emploie l’ozone ainsi que les rayons ultraviolets. Le traitement à l’ozone exige des eaux très claires (ozoniseurs à plaques fonctionnant en courant alternatif sous une tension de 20 kV) et il est assez coûteux.


Correction chimique

Les eaux à corriger sont souvent des eaux riches en sels de fer et de manganèse associés ; comme les sels de manganèse peuvent donner des composés organiques nocifs, on corrige de telles eaux par le procédé de l’oxydation forcée en introduisant des produits oxydants.

Un autre traitement souvent utile est l’adoucissement de l’eau trop fortement minéralisée en sels de calcium (carbonate et sulfate) par abaissement du degré hydrotimétrique à 15 Th à l’aide de zéolites (naturelles ou artificielles), qui sont des échangeurs d’ions : les ions Ca++ étant éliminés, l’eau cesse d’être « dure » ou « crue ».

Les eaux acides, donc décalcifiantes par le gaz carbonique agressif qu’elles contiennent, sont des eaux privées de bicarbonate de calcium. Leur pH est ramené à la valeur 7 (à 20 °C) par une addition de lait de chaux en quantité dosée qui fixe une partie du gaz carbonique et laisse le restant à l’état libre sous une forme non agressive. On équilibre ainsi la solution de bicarbonate calcaire en l’empêchant de précipiter.

J. A.


Distribution de l’eau

Elle a pour objet l’alimentation en eau (généralement potable) d’une agglomération ou d’un ensemble d’immeubles, par un système rationnel de canalisations ou de conduites établies le long des artères de circulation, de manière que les habitants aient la possibilité de s’y raccorder par branchement.

L’eau provient le plus souvent d’un réservoir surélevé (en général aérien, parfois enterré), d’une capacité et d’un niveau suffisants pour satisfaire en tout temps et en toute circonstance le débit nécessaire sous une pression permettant d’atteindre les étages supérieurs des divers immeubles.


Calcul des conduites

Il est effectué en partant de conditions imposées, qui sont à la fois d’ordre physique et d’ordre économique.

Les canalisations sont circulaires, en fonte ou en tube d’acier protégé contre la corrosion (canalisations souterraines) ; leur diamètre dépend du débit qu’elles ont à assurer.

Dans le calcul intervient en particulier l’expression de la perte de charge, qui est toujours de la forme

j étant la perte de charge par unité de longueur, Q le débit, D le diamètre des conduites.

En un nœud du réseau de distribution, l’ensemble des débits des conduites forcées, pris avec le signe + ou le signe – suivant le sens du courant (soit convergent vers le nœud, soit s’en détachant), doit vérifier la relation

Entre deux points d’une conduite de longueur l, où les charges, exprimées en hauteur d’eau, sont H et H′, on a

En certains points, les charges sont imposées : par exemple, on veut faire monter l’eau à tel étage de tel immeuble.


Réseaux de distribution

Il y a deux sortes de réseaux pour la distribution : le réseau branché et le réseau maillé.

Dans un réseau « branché », un seul cheminement est possible ; dans un réseau « maillé », il y a toujours deux cheminements possibles, en sens contraires l’un de l’autre. L’équation (3), écrite pour toutes les branches d’une maille, donne, après addition,
Σ lj = 0,
car Σ′(H′ – H) = 0 nécessairement, du fait qu’en revenant au point de départ on doit évidemment retrouver la même valeur de la pression. L’avantage du réseau maillé est de permettre une alimentation en tous les points, même en cas d’avarie sur une branche.

Pour simplifier les calculs, on admet qu’entre deux dérivations de grande importance la conduite perd un débit uniformément et continûment réparti q par mètre courant. On doit d’ailleurs prévoir l’avenir, et l’expérience montre qu’il convient de majorer de 40 à 50 p. 100 le service en route, q, sur la base de l’estimation préalable (résultant d’une enquête) au début du fonctionnement.

Dans une conduite dont le débit, à l’origine, est Q0, avec un service en route q par mètre courant, la perte de charge par unité de longueur j en un point X d’abscisse x est
j = K QnDp = K Dp(Q0 – qx)n.
La perte de charge Jy entre l’origine O et le point Y d’abscisse y est

On appelle point mort le point d’une conduite, qui peut être virtuel, où le débit est nul : on pourrait y placer un robinet sans rien changer à l’écoulement. Il est déterminé par la relation
Q0 – qx = 0.
Le point mort est réel si la conduite est alimentée par ses deux extrémités, et il est virtuel dans le cas contraire.

En prenant le point mort M pour origine (abscisse z), le calcul se simplifie, car en ce point la charge est nulle et la perte de charge est égale à la charge elle-même ; en outre, Q0 = 0. On a donc

La valeur de Hz ainsi déterminée est donnée par l’ordonnée d’une parabole de degré (n + 1), que l’on peut tracer dès que l’on connaît q et D : il suffit de la placer sur un transparent de manière que l’origine soit en M, pour obtenir pratiquement la charge en O, et à l’extrémité l.


Détails pratiques de distribution

Un réservoir, ou château d’eau, est à la fois un « volant » permettant un service continu et un appareil d’emmagasinement et de mise en charge de l’eau à distribuer. Sa capacité est comprise entre le tiers et le quart de la consommation journalière ; mais c’est un minimum, car il faut qu’il soit apte à constituer une réserve de sécurité, en cas d’arrêt de fonctionnement des pompes d’alimentation par exemple. La hauteur d’eau dans le réservoir ne dépasse guère 6 m.

Le réservoir enterré en un point haut est préférable ; mais c’est assez rarement réalisable.

Le réservoir surélevé, en béton étanche, supporté par des piliers ou des voûtes, doit être isolé thermiquement et muni d’organes de vidange, de visite et de canalisations d’évacuation.