SYSTEMES DE DISTRIBUTION DE L`EAU

 SYSTEMES DE DISTRIBUTION DE L’EAU
Principe de fonctionnement d'une noria
Une noria est une machine hydraulique qui sert à élever de l'eau et qui fonctionne suivant le principe du chapelet
hydraulique. C'est une grande roue à ailettes installée sur un cours d'eau dont le courant actionne une rotation
sans fin. Un chapelet de godets fixé à cette roue élève et déverse l'eau dans un aqueduc qui la distribue (un
Aqueduc désigne un ouvrage destiné à l'adduction d'eau pour la consommation d'une ville).
Succession de bassins dans les jardins de l'Alcazar de Cordoue
Le jardin fonctionne toujours en terrasse.
En haut le réservoir d'eau, et un système de rigoles.
Un deuxième réservoir assure l'irrigation du jardin de las flores, en bas à l'angle.
Le système d'irrigation, hérité des arabes, est toujours utilisé. Il permet un arrosage des parterres "par noyade" ce
qui n'est peut-être pas la méthode la plus économe en eau.
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La machine de Marly
C'est un gigantesque dispositif de pompage des eaux de la Seine, établi sous le règne de Louis XIV, qui alimenta
en eau l'ensemble du parc de Versailles jusqu'en 1859.
HISTORIQUE
La machine de Marly en 1841
La machine de Marly est l'œuvre de deux Liégeois : Rennequin Sualem, maître charpentier et mécanicien et
Arnold de Ville, entrepreneur et banquier. Elle fut usinée par la Fonderie des Vennes à Liège, tandis que toutes les
parties métalliques telles que les tuyaux furent fabriquées à la Fonderie des Vennes en Belgique et acheminées
sur place. Le chantier, commencé en 1681, s'acheva le 16 juin 1685. La machine fut inaugurée le 16 juin 1684 par
le roi Louis XIV. Après les travaux, Rennequin Sualem fut nommé Premier ingénieur du Roy par Louis XIV et
anobli. Au roi, qui lui demandait comment il avait eu l'idée de cette machine, Rennequin répondit en wallon: « Tot
tuzant, sire » (« En y réfléchissant, sire »).
Il s'agissait du point de pompage d'un ensemble d'installations amenant l'eau de la Seine jusqu'aux trois réservoirs
des Deux Portes. L'ensemble s'étendait sur 8 ha, à 4 m de profondeur environ. Les eaux étaient ensuite dirigées
vers le Château de Marly par gravité, puis étaient stockées dans les quatre réservoirs de Montbauron. Toujours par
gravité, l'eau atteignait Versailles pour l'alimentation des nombreux bassins et fontaines du parc du château.
La machine de Marly fonctionna durant 120 ans. Non seulement la machine était bruyante et son entretien
coûteux, mais, constituée à 90 % de bois, elle se détériora au fil des ans. On arrêta finalement de l'entretenir dans
le courant du XVIIIe siècle, avant de la détruire en 1817 pour la remplacer par une machine à vapeur.
Le stockage continue de fonctionner de nos jours à Montbauron, fournissant une heure de réserve d'eau pour
l'alimentation des grandes eaux de Versailles. Le dispositif général pour alimenter en eau le parc de Versailles est
dénommé la Rivière du Roi Soleil.
DESCRIPTION
La dénivellation étant trop forte pour faire monter l'eau d'un seul jet jusqu'à l'aqueduc, le parcours fut conçu en trois
parties comprises entre deux bassins intermédiaires, eux-mêmes munis de pompes. La transmission de la force
motrice était transmise par de doubles tringles maintenues par des balanciers, eux-mêmes fixés sur un chemin de
bois continu comprenant des chevalets, innovation principale de la machine.
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La partie amont des transmissions s'arrêtant à la station intermédiaire dite de mi-côte était appelée transmission
des petits chevalets. La partie d'aval montant jusqu'à la station intermédiaire supérieure s'appelait transmission des
grands chevalets. Elle actionnait aussi au passage un ensemble de pompes à la station de mi-côte. la machine
comptait au total 256 pompes. La puissance théorique de la machine était de 700 chevaux environ et son débit
théorique maximal de 6 000 m3 par jour. En réalité, en raison d'une mauvaise synchronisation du dispositif, le
rendement n'était que de 15 % environ. La machine atteignait donc à peine la moitié de ce chiffre et baissa
régulièrement par la suite : de 640 m3 par jour en 1798, il passa à 240 m3 par jour en 1803.
L'eau était donc amenée et refoulée à 154 mètres au-dessus du niveau de la Seine par trois montées successives
jusqu'aux trois réservoirs de Marly, passant par deux puisards intermédiaires à 48 m et 99 m au-dessus du fleuve.
Le débit était de 1 500 à 1 800 m3 par jour. Actionnées par le courant de la Seine, 14 grandes roues à aubes
entraînaient des pistons refoulants. Ce dénivelé était exceptionnel à l'époque : les cuirs des pistons n'auraient pas
résisté à la pression de 15 bars, si bien qu'il fut nécessaire de diviser la montée en trois paliers de 50 m. Il fallut de
plus installer en amont du dispositif un brise-glace et un dégrilleur pour éviter la dégradation des aubes.
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L'eau effectuait sa dernière remontée dans la tour du Levant, haute de 23 mètres, de l'aqueduc de Louveciennes et
était ainsi acheminée sur 640 mètres vers la tour du Jongleur, haute de 12 mètres, d'où elle était déversée dans
les réservoirs de Marly dits de la Batterie, sur le plateau du Cœur Volant qui domine Versailles de 33 mètres.
La ville de Versailles est alimentée en eaux potables par l’eau de la Seine que lui apporte la machine de Marly,
restaurée en 1800, par les soins et aux frais de l'empereur Napoléon III.
Mais telle n'était pas dans l’origine la destination de la machine de Marly. Louis XIV avait fait construire ce
volumineux système de pompe « qui buvait l'eau de la Seine, » comme on l'a dit, dans le seul but d'apporter aux
bassins de Marly et de Versailles les masses d'eaux qui étaient nécessaires aux jeux hydrauliques, cascades et
effets aquatiques semés avec profusion dans cette résidence royale. Au XVII siècle, sous le grand roi, on songeait
peu aux besoins du public en eaux potables. Tandis que des masses d’eaux inondaient les parcs et les jardins de
Versailles et de Marly, la ville proprement dite devait se contenter des eaux blanchâtres et impures de quelques
étangs dans lesquels on avait rassemblé les eaux d’infiltration des coteaux environnants. Ce n'est que dans notre
siècle que la machine de Marly, dûment restaurée, a été consacrée à fournir l’eau de la Seine, tout à la fois à la
ville de Versailles, pour son alimentation, et aux jardins des parcs de Versailles et de Marly, pour leur
embellissement.
Le château d’eau
Le château d’eau, construction généralement impressionnante, a pour mission de stocker l’eau. Lien indispensable
entre le débit demandé par les abonnés et le débit fourni par la station de pompage, il permet de diminuer
l’utilisation des pompes électriques. Sans que l’on s’en rende compte, cette «réserve» fait partie intégrante du
réseau de distribution d’eau.
L’eau stockée permet de couvrir une consommation moyenne d’une demi-journée. C’est donc idéal pour ne pas
couper l’eau courante lors d’une réparation de canalisation...
Pour que l’eau soit envoyée dans les habitations avoisinantes, sans l’utilisation de pompes électriques, il faut que
le réseau soit gravitaire. Cela signifie que les habitations doivent être situées en contrebas du château d’eau. Si
une habitation est située plus en hauteur que le réservoir, elle ne pourra pas être approvisionnée.
C’est le principe des vases communicants. Un premier tuyau achemine l’eau dans la cuve de stockage qui se
trouve au sommet du château tandis qu’un second conduit permet à l’eau de redescendre.
A savoir : L’eau sortant de votre robinet a une pression équivalente au dénivelé qui existe entre le château d’eau
et votre habitation. Si le dénivelé est de 10 mètres, la pression est d’un bar. 20 mètres équivaut à 2 bars et ainsi de
suite…
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BREF HISTORIQUE…
Durant l’Antiquité, le château d’eau était un symbole de puissance au niveau technique. En 100 Ap. J.-C., Rome
comptait 19 aqueducs, 250 châteaux d’eau et 1352 fontaines…
Ensuite, le principe de réservoir fut boudé dans l’Europe entière. Les châteaux d’eau ne refirent leur apparition
qu’au 19ème. Pourquoi? Parce que les chemins de fer sont en plein essor et qu’ils consomment… de la vapeur,
par conséquent de l’eau!
Ce qui permet de remettre en cause l’existence des châteaux d’eau:
Les améliorations techniques de mise sous pression des canalisations d’eau.
L’esthétique : Les défenseurs de l’environnement et du paysage ne peuvent plus «voir» les tours et autres
colonnes d’eau.
Le budget : Au niveau financier et construction, ces ouvrages demandent un certain investissement.
Ce qui rend les châteaux d’eau indispensables:
La réserve : C’est une sécurité d’approvisionnement. En cas de problème de réseau ou d’incendie, le stock peut être utilisé immédiatement. La pression : Ils maintiennent une pression constante sur le réseau. A QUOI SERVENT LES "CHÂTEAUX D'EAU" ?
Quoi de plus facile de tourner le robinet de l’évier ou de la douche pour obtenir de l’eau. C’est tellement facile que
cela paraît maintenant tout à fait commun. Mais le parcours de l’eau est assez tortueux avant d’arriver à votre
maison.
Dans une ville, la plupart du temps en hauteur, nous trouvons généralement de grandes tours en béton (souvent
inesthétique) surmontées d’un globe. Ce sont des "châteaux d’eau". En fait, ce ne sont que de gros réservoirs
d’eau.
Le principe est le suivant :
L’eau est pompée des nappes
phréatiques ou des stations de
traitements par un gros moteur via un
large tuyau. Cette eau aspirée
remplit constamment le réservoir
situé en hauteur (colline naturelle ou
artificielle). Cette eau constitue une
importante réserve. Le château d’eau
étant en hauteur, la pression de
sortie de l’eau est constante et, selon
le principe des vases communicants,
alimente par des tuyaux plus fins, les
différentes maisons de la région.
C’est cette eau qui sort du robinet
lorsqu’on l’ouvre.
Les avantages d’une réserve comme celle-là sont nombreux :
La réserve est calculée pour une consommation d’eau sur 24 heures. Ainsi, en cas d’accident à la station
d’épuration ou de nettoyage, le château d’eau permet une réserve de 24 heures en eau pure.
L’eau étant stagnante, cela permet une décantation des éventuelles impuretés et un mélange optimal avec des
produits de traitement.
La réserve assure une pression constante dans le réseau permettant des économies d’énergie, car les pompes
sont inutiles.
Notes : Il n’est pas rare que plusieurs châteaux d’eau soient reliés entre eux. En effet, les pressions sont tellement
importantes qu’un château peut en alimenter un autre rien qu’en tenant compte du principe des vases
communicants. Ainsi, plusieurs agglomérations peuvent être alimentées par une seule nappe phréatique ou une
seule station d’épuration.
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LES CHÂTEAUX D’EAU VONT-ILS DISPARAÎTRE ?
Source : Le Figaro – Histoires de savoir : la chronique de Jean-Luc Nothias du 28 novembre 2007.
Il y en a de grands et il y en a de petits. Des vieux et des jeunes. Des maigres et des dodus. Ils peuvent être en
pierre, en béton, en métal et ressembler à des tours, à des fusées, à des soucoupes volantes ou à… rien du tout.
On estime qu’ils sont quelque 16 000 en France métropolitaine. Les châteaux d’eau sont une pièce maîtresse, et
très visibles, de l’approvisionnement en eau potable de quasiment tous les foyers français. Leur esthétique a
souvent fait polémique dans les paysages mais leur utilité est telle qu’ils ont réussi à s’imposer partout. D’autant
qu’avec les progrès apportés aux matériaux de construction, certains sont de vraies réussites architecturales. Mais
on en construit, en France, de moins en moins. Sont-ils menacés de disparition ?
Un château d’eau exploite une fantastique force naturelle, la gravité, et un principe physique très simple, celui des
vases communicants. C’est avant tout un réservoir surélevé. Sa capacité va de quelques centaines de mètres
cubes d’eau à plusieurs milliers. Placé sur un point haut du territoire, il est capable, sans intervention d’autre forme
d’énergie, de fournir le liquide qu’il abrite à tout robinet situé à une altitude inférieure à lui, même à plusieurs
kilomètres grâce à la seule action de la pesanteur.
Une technique utilisée par l’homme depuis la nuit des temps pour tenter d’acquérir l’indispensable maîtrise de
l’eau. Au début, il s’agissait de dévier l’eau vers les lieux d’habitation. Toutes les grandes civilisations s’y sont
frottées. En 100 après Jésus-Christ, Rome compte 19 aqueducs, 250 châteaux d’eau et 1 352 fontaines. Les villas
des riches citoyens romains sont pourvues de l’eau courante.
Une idée qui fait tache d’huile
Mais pour la plus grande partie des gens, la corvée du seau d’eau pour aller à la rivière ou au puits a très
longtemps été la norme. En France, du Moyen Âge jusqu’au XIXe siècle, la distribution d’eau est essentiellement
assurée par une flopée de porteurs d’eau.
On ne sait pas assez que l’essor des châteaux d’eau est intimement lié au développement des chemins de fer. Car
les locomotives nécessitent de grandes quantités d’eau et doivent régulièrement remplir leurs citernes. On voit
donc apparaître, le long des rails, des réservoirs placés en hauteur. L’idée a fait, si on peut dire, tache d’huile. Mais
pensez donc qu’en 1930 seulement 23 % des communes disposent d’un réseau de distribution d’eau à domicile et
qu’en 1945, 70 % des communes rurales ne sont toujours pas desservies. C’est à la fin des années 1980 que la
quasi-totalité des Français bénéficie de l’eau courante à domicile.
Les années 1950, 1960 et 1970 ont donc été les années bénies pour la construction des châteaux d’eau. Surtout
parce que les techniques de mise sous pression des réseaux de canalisations n’étaient pas au point. Et que 10
mètres de hauteur donnent une pression supplémentaire de 1 bar (l’équivalent de la pression atmosphérique).
Entre parenthèses, on estime que 2 à 3 bars à la sortie du robinet, c’est correct. D’où aussi des différences de
pression en fonction de l’étage où l’on habite. Il fallait donc à ce moment-là un maximum d’ouvrages surélevés.
Mais depuis, les dispositifs de pressurisation du réseau ont fait beaucoup de progrès. Mettant en lumière les deux
défauts des châteaux d’eau.
Premièrement, ils sont chers à construire, et deuxièmement, si l’eau s’en écoule toute seule, il faut quand même
l’acheminer depuis la source ou la nappe phréatique jusque dans le réservoir placé à plusieurs dizaines de mètres
de hauteur. Qui plus est sur un endroit élevé. Faire monter l’eau à cette hauteur a un coût.
C’est pourquoi la grande majorité des réservoirs destinés à assurer la distribution d’eau potable construits
dernièrement sont au niveau du sol, souvent à moitié ou complètement enterrés. Les remplir coûte beaucoup
moins cher. Le réservoir peut être contigu d’une station ou d’une usine d’épuration. Il faut bien sûr assurer la mise
sous pression du réseau par des pompes puissantes, mais les techniques nécessaires sont bien rodées.
On pourrait se dire que les châteaux d'eau sont donc condamnées. Mais non. Car, explique-t-on au Syndicat des
eaux d'Île-de-France (4 millions d'abonnés, 9 000 kilomètres de canalisations, 1 milliard de litres d'eau distribués
chaque jour), ils ont encore de nombreuses utilités. Comme de pouvoir assurer, en cas de problème à la station de
production d’eau, la distribution d’eau pendant en général douze à vingt-quatre heures
Et un château d’eau sert aussi à remplir… d’autres châteaux d’eau. Assurant ainsi une pression d’eau constante
dans le réseau. Il participe aussi à l’amélioration de la qualité de l’eau, car il assure une décantation et un contact
supplémentaire entre l’eau et les produits chargés de garantir sa qualité. Longue vie aux châteaux d’eau !
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