Les canalisations d'eau en tube d'acier soudé

Elles s'appliquent tout spécialement aux domaines du transport de l’eau par conduites :

— s'il s'agit d’eau potable, celle-ci est de nos jours rare et précieuse ; il ne faut donc pas la perdre en route ; — s'il s'agit d'eau usée ou industrielle, elle peut être particulièrement polluante ; il faut donc à tout prix éviter de la répandre sur le parcours de son transport ; — enfin, dans le cadre des économies d’énergie, il faut transporter ces eaux dans des conditions optimales de rendement et de rentabilité.

Le propre d'une canalisation est donc de pouvoir véhiculer l'eau, qu'elle soit potable, industrielle ou usée, dans les meilleures conditions d'efficacité, de sécurité et de rentabilité.

Pour répondre à ces impératifs, une canalisation doit posséder des qualités essentielles que les tubes d’acier peuvent lui apporter :

— être étanche sur tout son parcours, grâce à l'assemblage par soudure supprimant les joints métalliques ; — résister aux pressions de service si élevées soient-elles, et aux sollicitations mécaniques diverses, en adaptant la nuance de l’acier et l'épaisseur de la tôle aux efforts imposés ; — posséder d’elle-même une continuité de résistance mécanique par la suppression de la quasi-totalité des butées et des ancrages ; — être insensible à l'action des eaux véhiculées et du milieu extérieur, grâce à une protection efficace assurée par des revêtements extérieur et intérieur de qualité ; — pouvoir s'adapter exactement et par elle-même au régime demandé, sans recours à des artifices extérieurs, c'est-à-dire dans les conditions optimales d’économie.

Répondant à ces conditions, les canalisations en tubes d’acier sont donc particulièrement adaptées au transport de l'eau.

Procédés de fabrication des tubes d’acier soudés.

Selon les diamètres — la gamme s’étend de 80 à 2 100 mm — les procédés de fabrication sont les suivants :

— soudure longitudinale par induction radio-fréquence sans apport de métal pour les diamètres inférieurs ou égaux à 400 mm ; — soudure en hélice avec apport de métal pour les diamètres 175 à 1 000 mm ; — soudure longitudinale avec apport de métal pour les diamètres 450 à 2 100 mm.

Caractéristiques mécaniques des tubes d’acier.

La courbe ci-dessous définit les déformations d'une éprouvette normalisée en acier en fonction des contraintes de traction qui lui sont appliquées.

On constate que la courbe, jusqu'à une charge indiquée par le point Pe, est sensiblement droite.

Pour cette charge Pe, l'éprouvette s'est très légèrement allongée de O à A. Si à ce stade, on supprime la charge, l'éprouvette reprendra pratiquement la longueur primitive ; c'est la zone dite des « allongements élastiques ». Au-delà et jusqu'à la rupture, on constate que les déformations sont permanentes.

Le point E de la courbe correspondant à la charge Pe est appelé « limite d'élasticité ». C'est la charge que l'on ne doit pas dépasser, sous peine de voir le métal se déformer de façon irréversible.

On voit donc immédiatement qu'un tube d’acier donné ne pourra être utilisé que pour des conditions de service qui limitent la contrainte maximale dans le métal à une valeur inférieure à cette limite d’élasticité.

Inversement, il est aisé d'adapter le tube d’acier aux conditions d’un projet, en choisissant les caractéristiques du métal, afin qu’il ne travaille jamais au-delà de la limite d’élasticité. Pour ce faire, on joue sur les deux paramètres suivants : la nuance de l'acier et l'épaisseur de la tôle.

La nuance couramment utilisée est la T.S.E. 24 (Norme NF A 49.150). D’autres nuances d’acier peuvent être adaptées, en fonction des conditions des projets : T.S.E. 26, T.S.E. 30, T.S.E. 36, etc., de l’AFNOR ou X-42, X-46, X-52, etc., de l’API.

Une gamme étendue d’épaisseurs dans chaque diamètre permet, par un choix judicieux associé à celui de la nuance, d’adapter le tube au service demandé. Cette possibilité est surtout intéressante pour les diamètres supérieurs à 400 mm : en calculant la contrainte maximale supportée par les tubes en service, on choisit l’épaisseur appropriée dans les meilleures conditions d’économie.

REVÊTEMENTS

1. Revêtement extérieur

— pour la pose en élévation, les tubes reçoivent en usine un simple vernis dit « primer » et, après pose, une peinture de protection définie, au choix du client, suivant le milieu ambiant et les conditions de service.

« Revêtement C »

— pour la pose en tranchée, sous-fluviale, en mer ou en galerie, les tubes comportent habituellement le « Revêtement C ». Cette protection, de marque déposée STECTA, est constituée par :

— un primer d’accrochage,

— un enroulement de voile de verre imprégné à chaud d’un émail à base de brai de houille ou de bitume de pétrole,

— une protection anti-solaire par chaulage.

L'épaisseur moyenne de ce revêtement est généralement de 3,7 mm (Fascicule 71 des Marchés de l'État), mais peut être différente sur demande et adaptée à tout cahier des charges particulier.

Le « Revêtement C » est contrôlé systématiquement en usine au balai électrique à 10 000 volts.

Utilisé couramment depuis 1946, il équipe non seulement des canalisations d'eau, mais aussi les feeders de gaz et pipe-lines.

Il présente d’excellentes qualités de résistance chimique et biologique et se trouve, de ce fait, particulièrement adapté aux traversées des milieux les plus agressifs : marécages, terrains salins ou infectés d'effluents.

Polyuréthane

Ce produit nouveau convient pour la protection extérieure des tubes destinés à être posés en élévation, enterrés, immergés ou en galerie.

L'enduit polyuréthane est un mélange thermodurcissable non solvanté à base de résines polyuréthane.

L'application, sur surface préalablement sablée ou grenaillée, se fait après un préchauffage préalable du tube et des deux constituants de l’enduit, par pulvérisation Airless.

L’épaisseur minimale de ce revêtement est de 700 microns.

Il subit en usine le contrôle au balai électrique.

Polyéthylène

Comme les précédents, ce revêtement convient pour la protection extérieure des tubes destinés à être posés en élévation, enterrés, immergés ou en galerie. L’application peut se faire sur les tubes de tous diamètres jusqu'à 1 200 mm. Cette protection peut être réalisée, sur adhésif réversible ou irréversible, par extrusion tubulaire, extrusion par bande ou poudrage. Ces différents procédés, qui varient suivant les diamètres, nécessitent un préchauffage des tubes à des températures adaptées à chaque cas.

Les épaisseurs courantes varient de 1 à 3 mm selon les diamètres.

Il est contrôlé en usine au balai électrique.

2. — Protection cathodique

Les revêtements ci-dessus, en raison de leurs excellentes propriétés diélectriques, suffisent généralement par eux-mêmes à assurer la bonne tenue des conduites dans le sol.

Néanmoins, l'appoint de la protection cathodique est nécessaire dans le cas d'une agressivité marquée du milieu ou de sollicitations électriques extérieures (courants vagabonds).

3. — Revêtements intérieurs

Afin de se prémunir contre tout risque d’attaque par les eaux véhiculées, les tubes en acier fabriqués dans les usines de VALLOUREC et commercialisés par S.T.E.C.T.A. comportent systématiquement une protection intérieure assurée par l’un des procédés suivants :

— Mortier de ciment

Ce revêtement équipe couramment les tubes de diamètre > 80 mm. Il consiste à appliquer un mortier de ciment à l'intérieur des tubes :

— soit par centrifugation à grande vitesse pour les diamètres 80 à 600 mm ;

— soit par projection centrifuge à l'aide d'une turbine suivie d'une centrifugation ou d'un lissage pour les diamètres > 600 mm.

L'assemblage de ces tubes sur chantier se fait :

— soit par emboîtement soudé (voir schéma ci-contre) jusqu'au Ø 900 mm ;

— soit par soudure bout à bout pour les diamètres supérieurs avec reprise de la protection par l’intérieur après soudure.

Il y a lieu de noter que la caractéristique essentielle de ce type de revêtement est de résister à l'échauffement et de ne subir aucune détérioration au moment des opérations de soudure, coupes, piquages, à l'arc ou au chalumeau.

Au point de vue protection, il convient parfaitement pour véhiculer la plupart des eaux (température maxi : 80 °C), sauf celles qui contiennent des taux élevés de sulfates ou d'acides.

— Résines époxy

Cette protection peut être appliquée dans tous les diamètres et plus particulièrement pour les diamètres supérieurs à 600 mm.

Sur surface sablée ou grenaillée, l'enduction se fait au pistolet en nombre de couches suffisant pour obtenir une épaisseur de film sec de 300 à 350 microns.

L'assemblage des tubes se fait couramment par emboîtement soudé jusqu’au diamètre 900 mm, avec manchette spéciale isolante résistant à la chaleur dégagée au moment de la soudure (voir schéma ci-dessous).

Pour les diamètres supérieurs à 600 mm, l’assemblage peut se faire par soudure bout à bout avec réfection du revêtement intérieur au point de jonction, après soudure.

Ce type de revêtement convient pour véhiculer la plupart des eaux, même particulièrement corrosives (température maximale : 80 °C).

CRITÈRES DE CHOIX DES TUBES D’ACIER

— Ils sont incassables

L'acier est l'un des matériaux modernes qui possède les propriétés mécaniques les plus élevées pour le poids le plus faible.

— Étanchéité

L'assemblage par soudure supprime pratiquement le joint et assure ainsi l'étanchéité parfaite tout au long de la canalisation. Il n'y a pas de risque de détérioration du joint dans le temps, privilège des conduites monobloc.

— Souplesse

L’élasticité de l'acier et l'assemblage par soudure confèrent aux canalisations exécutées en tubes d'acier la plus grande souplesse.

Cette qualité de résistance aux efforts de flexion procure certains avantages :

— descente en fouille de longs tronçons préalablement assemblés au-dessus du sol ;

— travail à fond de fouille, boueux ou inondé, évité ;

— limitation du nombre de pièces de raccords ;

— emploi exclusif de l'acier pour des traversées particulières : ponts, siphons, conduites-poutre, sea-lines, etc. ;

— enfin, il y a lieu de noter la grande longueur des tubes, diminuant le nombre des assemblages.

Continuité de la résistance mécanique

L'assemblage des tubes par soudure garantit la continuité de résistance de la canalisation. Celle-ci résiste parfaitement aux effets dangereux d’efforts alternés.

Les tubes d’acier seront préférés dans les cas de pose dans les zones où il y a risque de mouvement des sols (terrains rapportés ou marécageux, conduites sous-marines, etc.).

Cette continuité de résistance permet de se dispenser généralement de l'installation des butées (massifs de béton), qui sont par contre nécessaires pour les conduites réalisées avec des tubes assemblés par joints mécaniques, afin de s’opposer au déboîtement des tubes.

Cette dernière considération est très importante et se traduit par une incidence financière non négligeable.

Applications des tubes d’acier

Les tubes d’acier pour canalisations d'eau sont couramment utilisés pour la réalisation des ouvrages suivants, pour lesquels de nombreuses références existent :

— adduction d'eau potable : amenées, refoulements, réseaux d'ossatures, intercommunales, distributions ;

— réseaux d’irrigation ;

— réseaux d’incendie ;

— refoulements d’eaux usées ;

— émissaires d'eaux usées ;

— transport d’eaux industrielles ;

— conduites d’eau sous-marines ;

— transport d'eau de mer ;

— conduites de déballastage sur appontements et terminaux pétroliers ;

— circuits de réfrigération ;

— conduites de saumure ;

— transport d’eaux chaudes ;

— etc.

Conformité aux Normes

Les tubes d’acier pour canalisations d'eau sont conformes à la norme NF A 49.150 et au Fascicule 71 des Marchés de l'État.

CONCLUSIONS

Synthèse de techniques éprouvées, le tube d’acier, par ses qualités intrinsèques décrites ci-dessus, représente l'élément par excellence de la canalisation moderne et répond aux conditions qui se posent à notre époque pour la protection de la nature, l'écologie et l'économie de l'énergie.

MATÉRIELS-PRODUITS

NOTRE SÉLECTION

Cette rubrique est ouverte à nos annonceurs et abonnés.

Les notes techniques concernant les matériels ou produits ayant une application dans le domaine de l'Eau sont à envoyer à « L'EAU ET L'INDUSTRIE », Service « Matériels-Produits-Fiches techniques », M.G. de la Porte, 7, avenue F.-D.-Roosevelt, 75008 Paris - Tél. 359.61.29.

OXI 57  D. 441

C'est un appareil fiable et robuste complet (appareil + électrode + mallette de transport + coffret d'entretien).

Il comprend :

• - 5 gammes de mesures : 0/1,0 - 3/0 - 10/0 - 30 mg/l O₂ et 0 - 100 % de la saturation,
• - Thermomètre électronique incorporé — 10 °C à + 60 °C,
• - Précision ± 1,5 % à ± 3 % suivant l'écart de température par rapport à la température d’étalonnage,
• - Double compensation automatique en température entre 0 et 50 °C par thermistances incorporées dans l'électrode,
• - Électrode à cartouches interchangeables,
• - Autonomie de l'appareil : environ 500 heures,
• - Contrôle de l'état des piles,
• - Sortie enregistreur.

LE SQUEEZOR  D. 442

Ce filtre presse de conception entièrement nouvelle permet d'atteindre un niveau de déshydratation comparable à celui des filtres-presses classiques, mais de façon entièrement automatique et continue.

L'intérêt du SQUEEZOR est mis en évidence par les caractéristiques suivantes :

• — Filtre fonctionnant sous une pression de 8 à 10 bars ;
• — Alimentation continue en boues liquides ;
• — Alimentation sous faible pression à débit constant (les pompes à membrane ou à piston sont inutiles) ;
• — Production continue de gâteaux ;
• — Floculation des boues au moyen de polyélectrolytes organiques ;
• — Possibilité de lavage de toile continu ou discontinu ;
• — Très haut rendement de production ;
• — Fonctionnement automatique ;
• — Possibilité de faire varier la siccité en fonction du débit massique (selon les exigences d'évacuation des gâteaux ou selon la charge de la station).

Le très haut rendement de production est obtenu par la conjonction des trois avantages :

1) la filtration en couche mince ;

2) l'égouttage préliminaire des boues floculées avant filtration ;

3) l'utilisation des deux toiles filtrantes qui permet le drainage du gâteau sur ces deux faces.

La capacité de production du SQUEEZOR est ainsi 15 à 25 fois supérieure à celle d'un filtre-presse classique.

FOX 3 - SYSTÈME NUMÉRIQUE INDUSTRIEL  D. 443

Grâce à son logiciel adapté, FOX 3 permet de réaliser de nombreuses applications de contrôle-commande de processus, allant de l'acquisition de données jusqu'à l'optimisation d'une unité de fabrication.

La mise en œuvre est simplifiée et peut être réalisée par des techniciens n'ayant pas eu d'expérience préalable en informatique.

WOLTMAG W.V. D. 444

Réalisés dans les calibres 50, 65, 80 et 100 mm en deux variantes (une variante « pression normale » qui supporte une pression maximale de service de 20 bars et une variante « haute pression » qui supporte jusqu’à 40 bars), ces compteurs ont des performances métrologiques conformes à la classe B du règlement de la C.E.E.

On soulignera, en particulier, que la liaison ensemble mesurant-totalisateur garantit une étanchéité absolue et une bonne précision de longue durée aux faibles débits.

Ces nouveaux compteurs à hélice verticale sont destinés au mesurage sur conduites horizontales de l’eau potable ou industrielle.

DECARBONATATION PAR PELLET-RÉACTEUR D. 445

Fonctionnement :

L’eau est pompée dans le réacteur à une pression de 0,1-0,2 bar, sur un lit de sable d’une épaisseur de 100 cm. À un débit de 50 m³/m² h, ce lit se fluidise et augmente de hauteur. Le maximum de hauteur est de 6 m à 150 m³/m² h.

En même temps, de la soude est injectée sur le lit fluidisé par un système de répartition breveté, et l’eau atteint un pH de 8,2. Dans ces conditions les sels de dureté cristallisent immédiatement sur les grains de sable. L’eau adoucie quitte le réacteur par le haut. La dureté finale dépend du rapport dureté totale/dureté temporaire de l’eau brute. Elle peut être réduite à 2 °F.

En raison de la cristallisation du calcaire sur le sable, les grains se développent et le volume du lit fluidisé augmente.

À une hauteur déterminée, un signal de mesure déclenche un programme automatique d’ouverture de vannes pneumatiques qui évacuent une partie des grains de marbre et ajoutent du sable neuf aspiré par un système d’injection.

Le dosage de la soude se fait automatiquement selon le débit et le pH de l’effluent. Toutes ces valeurs sont enregistrées.

Avantages :

— le coût exceptionnellement bas de l’adoucissement,

— le petit volume de la construction et de l’encombrement,

— l’automatisation,

— l’absence de déchets : recyclage des produits,

— la déferrisation simultanée.

Applications :

— l’industrie lourde,

— la pétrochimie,

— l’industrie alimentaire (lait, bière, boissons, conserves, etc.),

— l’industrie textile et papetière,

— les stations d’énergie,

— les stations d’eau potable.

UNITÉS DE PRÉPARATION ET DOSAGE DE POLYMÈRES EN CONTINU D. 446

L’utilisation croissante des polyélectrolytes dans le traitement des eaux résiduaires et le traitement des boues a orienté les utilisateurs vers des unités complètes, résolvant d’une façon « clés en main » toutes les difficultés de mise en œuvre de ces réactifs onéreux.

Les polyélectrolytes pulvérulents sont stockés dans une trémie qui alimente une vis doseuse de précision et à débit variable.

Le volume de poudre ainsi mesuré s’écoule par une vis de dosage dans un disperseur-mouilleur, où le courant d’eau de mélange crée un vortex qui assure un pré-mouillage en profondeur de toutes les particules du polymère, éliminant tout risque de masse et de formation de grumeaux.

Le produit prémouillé est ensuite mis en préparation, maturation et stockage. Chaque phase est équipée d’un hélic agitateur tripale galbé pour parfaire l’homogénéisation. Un pompage volumétrique par pompe doseuse assure ensuite l’injection, avec ou sans système de dilution en ligne pour affiner la concentration.

L’ensemble de ces opérations peut être continu ou discontinu, entièrement automatisé, proportionnel ou télécommandé.

ELECTROVANNE 137

Nouvelle série d'électrovannes à 2 orifices NF, — pour tous fluides (eau, air, gaz, huile, fuel, vapeur), — à commande par piston, existant en 2 versions : - l'une en version attelée permettant une commande directe sans différentiel de pression et sans apport de fluide auxiliaire, - l'autre en version non attelée à commande assistée sans apport de fluide auxiliaire.

Ces vannes permettent donc l'ouverture, à mise sous tension d'un orifice de G 3/8" à 2" sous une pression différentielle de 25 bars maxi avec une faible consommation électrique : 16 VA.

Particularités :

— Excellente tenue à la température et au fonctionnement en cadence, — Dispositif interne anti-entartrage, — Bon coefficient de débit (KV), — Grande simplicité de réalisation, — Sur option : dispositif électronique intégré de réduction de consommation d'énergie (réduction de 60 %).

Utilisation :

Matériel à action directe ou assistée destiné à l'utilisation sur circuit tous fluides : — de 0 à 10 bars - 180 °C (version directe), — de 1 à 25 bars - 180 °C (version assistée), et tout particulièrement sur les circuits d'eau, de vapeur, circuit de chauffage et de fuel (20/25 bars).

ECO +

Le moteur « ECO + » est un moteur économe d’énergie. Trois facteurs concourent à ce résultat : — une diminution des pertes Joule dans les conducteurs statoriques et rotoriques par l'augmentation des sections et l'emploi de découpages spéciaux, — une diminution des pertes fer obtenue par l'utilisation des qualités de tôles particulières et l'augmentation du volume de la tôlerie, — une ventilation adaptée qui permet de réduire les pertes mécaniques.

Caractéristiques :

— interchangeabilité absolue avec les moteurs classiques, — un niveau de rendement optimal aux trois quarts de leur puissance nominale, — le cosinus doit être conservé et même amélioré, — un niveau sonore très au-dessous de la norme NFC 51-119, — un niveau thermique réduit qui permet d'augmenter la durée de vie du moteur.

ENREGISTREMENT DIAGRAMME

À partir des mesures obtenues par certains débitmètres à turbine (la gamme couvre depuis quelques gouttes par seconde jusqu’à 22 000 l/mn), deux nouveaux instruments permettent, pour le premier, une totalisation du volume passé accompagnée d'un enregistrement graphique continu de la vitesse d’écoulement, et pour le second : une indication analogique du débit instantané accompagnée de l'impression du total écoulé soit à intervalles réguliers espacés de 2 mn, 5 mn, 10 mn, 30 mn, 1 h, 2 h, 6 h ou 12 h, soit à commande manuelle, soit à commande programmée. La date et l'heure peuvent être imprimées simultanément.

Chaque instrument comprend deux boîtiers aux normes DIN 144 x 144 ou 144 x 72 mm. L’alimentation peut être faite sur secteur ou batterie.

Applications : la mesure et le contrôle de l'eau ou d'un autre liquide dans un circuit de refroidissement, des alimentations en produits liquides dans le traitement de surfaces, la fabrication chimique, etc.

VANNES TÉLÉCOMMANDÉES PN 16 D. 450

Ces vannes, 2 et 3 orifices, sont réalisées en corps acier, acier inox 316 et fonte, à raccordement par brides au PN 16 pour diamètre 15 à 100 mm.

Caractéristiques :

• — standardisation des brides et entrebrides au PN 16 suivant les normes françaises en vigueur et DIN correspondantes,
• — pression maxi en service : 16 bars, température : 180 °C,
• — standardisation d’un seul type de clapet en PTFE (téflon),
• — presse-étoupe en PTFE (téflon),
• — en outre, la forme particulièrement élaborée des corps de vannes assure des coefficients de débit importants.

Toutes ces vannes normalisées peuvent recevoir un grand nombre d’accessoires complémentaires, elles existent en version antidéflagrante et sont destinées à toutes les applications de commande sur tous fluides dans les secteurs les plus divers de l’industrie, du bâtiment, de la marine et de l’agriculture.

BIFLO D. 451

Réalisés avec, en primaire, des compteurs à hélice de calibres variant de 50 à 150 mm et, en secondaire, des compteurs volumétriques ou à turbine supportant des débits maximaux de 3 à 20 m³/h, ces nouveaux compteurs sont particulièrement adaptés au contrôle des conduites principales de distribution d’eau. Ils se caractérisent particulièrement par :

• — une parfaite métrologie, même dans la zone de commutation,
• — des conditions d’installation (horizontalité) peu rigoureuses,
• — aucun risque de défaut de fonctionnement par blocage de la valve.

La non-simultanéité de fonctionnement des deux compteurs apporte deux avantages considérables à l’exploitant :

• — possibilité de distinction entre les volumes écoulés à petits débits et les volumes écoulés à forts débits, d’où possibilité de détection des fuites de nuit, par exemple,
• — intérêt de ne réserver le petit compteur que pour le comptage des petits débits, ce qui est particulièrement favorable à sa longévité.

POMPES HEGA D. 452

De nombreuses industries sont consommatrices d’énergie sous la forme de calories. La vapeur est un bon moyen de transporter les calories aux différents points d’utilisation. Cette vapeur est produite sous des pressions élevées par des chaudières également appelées générateurs.

Ces générateurs doivent être alimentés en eau froide d’appoint pour compenser les pertes et les consommations en vapeur perdue. Pour cela, on emploie des pompes d’alimentation de chaudières.

Caractéristiques techniques :

Débit maximum : 120 t/h

Température maxi : 194 °C

Pression maxi : 25 à 31 bars selon modèle.

Les caractéristiques, les matériaux constitutifs et les variantes d’étanchéité d’arbre, ajoutés aux possibilités d’interchangeabilité de certains éléments (tels que diffuseurs-roues), rendent les pompes de la série HEGA particulièrement adaptées à toutes les industries mécaniques, alimentaires, agro-alimentaires, chimiques, électriques et à tous les secteurs d’énergie.

Dans la gamme des pompes alimentaires, il est proposé également des pompes pouvant débiter 1000 t/h et fonctionnant à des pressions jusqu’à 400 bars.

TC 4000 D. 453

Il s’agit d’un équipement de télétransmission homologué par les P et T et particulièrement bien adapté à :

• — la télécommande des pompes en fonction du niveau d’un château d’eau,
• — la surveillance à distance d’une station de pompage ou d’une station d’épuration.

L’équipement TC 4000 est donc source d’économie, de sécurité et de fiabilité.

Il comporte :

• — une station émettrice sous coffret métallique de faible encombrement (450 × 340 × 300 mm), alimentée par pile ou sur générateur solaire,
• — une station réceptrice, de mêmes présentation et dimensions, alimentée par le secteur.

LES FONTAINES

DE TIVOLI

Parmi les bienfaits que l'on peut tirer de l'eau, il faut compter celui qu'elle apporte dans l'art des jardins. Ceux de la villa d'Este à Tivoli où l'eau n'est pas seulement conçue comme élément décoratif, mais comme élément dynamique, en offrent une illustration parfaite.

Situé à 30 km de Rome, ce jardin est un des plus typiques de la Renaissance en Italie. Le Cardinal Hippolyte d'ESTE, de Ferrare, qui s'était retiré des affaires politiques et religieuses, s'était fait bâtir au milieu du XVIᵉ siècle un palais à Tivoli, entouré de jardins pour lesquels l'étude de la perspective avait été très poussée. Ce sont les fontaines, chutes d'eau innombrables et les étangs qui constituent la principale décoration, transformant un paysage primitivement désolé en véritable paradis.

Le plan de la villa et l'idée d'utiliser l'eau à des fins décoratives sont d'un artiste à l'esprit très inventif : LIGORIO. Le recours à l'eau comme ornement a été inspiré de l'antique villa de l'empereur Hadrien où l'on découvrait régulièrement des sculptures, et qui est située non loin de là. Si on reconnaît une certaine influence dans la disposition des niches, des canaux et des fontaines, il y a néanmoins une différence notable : la villa d'Este est bâtie sur une pente abrupte, tandis que celle d'Hadrien est sur un terrain plat. L'architecture des fontaines est sans doute inspirée de BRAMANTE, mais c'est LIGORIO qui eut l'idée d'associer à l'eau le son et la lumière.

Depuis leur réalisation, les fontaines de Tivoli ont été un lieu d'attraction pour les touristes étrangers. Les commentaires de MONTAIGNE en constituent un des premiers témoignages. Au cours d'un voyage en Italie, celui-ci a visité Tivoli dont les jardins n'étaient pas encore terminés et il y a décrit les fontaines qui l'ont impressionné. Elles ont également inspiré les artistes, les peintres comme FRAGONARD et Hubert ROBERT et les musiciens comme LISZT. Les commentaires varient avec l'évolution du goût.

DISPOSITION ET ALIMENTATION DES FONTAINES

Les jardins n'étaient pas conçus pour être vus du palais, mais de l'entrée. Ils consistent en une série de terrasses superposées et à chaque étape en direction de la villa, l'eau est utilisée de façon différente : des étangs à poissons dans le bas puis des « escaliers » d'eau qui brillent à la lumière au bas de la pente, puis une série de fontaines monumentales « enfermées » à l'intérieur des bosquets. La superbe promenade des « Cent Fontaines » procure un espace pour respirer avant la montée la plus raide. Les rampes d'accès circulent entre grottes et fontaines variées. Et enfin un dernier jet d'eau « argenté » jaillit devant la grande terrasse.

Les réalisateurs de ces somptueux jardins ont résolu le problème de l'alimentation en eau par le creusement de deux canaux : le premier devait amener l'eau depuis la rivière Anio en passant sous la cité, l'autre coupait à travers la colline pour transporter

L'eau depuis la Pinella.

C'est en 1560-1561, avant l'édification des fontaines, que l'eau fut acheminée à partir du Mont San Angelo en direction de la place San Francesco et des jardins. Les habitants de la cité furent autorisés à utiliser eux aussi cette eau. Quand le débit se trouva insuffisant en 1564, un conduit souterrain de plus de 585 pieds fut creusé pour amener l'eau vers la cascade de Tivoli depuis l'Anio où il y avait un réceptacle en maçonnerie pour la récolter, flanqué de balustrades et qui sont interrompues par de petits bassins destinés à faire tourbillonner l'eau.

LIGORIO s'est-il inspiré des fontaines de l'Espagne musulmane ?

Au centre de la fontaine, quatre dragons ailés crachent de l'eau dans un bassin ovale, au-dessus duquel s'élève un grand jet : celui-ci jaillit d'ailleurs de façon inégale, il imite une série d'explosions comme un petit mortier ou une décharge d'arquebuses, puis un moment plus tard le jet grossit et devient une véritable averse.

LES FONTAINES HYDRAULIQUES

Deux fontaines suscitent un intérêt tout particulier en raison du système hydraulique associé au décor architectural.

La Fontaine de l'Orgue :

Cette fontaine doit son nom à l'orgue hydraulique caché primitivement derrière une statue de Diane (ou de la Nature) au milieu d'une grandiose façade couronnée par l'aigle de la famille d'Este. C'est en 1568 que des experts français, Luc LE CLERC et Claude VENARD, furent appelés à concevoir et réaliser ce fameux orgue qui devait émettre des sons musicaux par la pression de l'eau. Une trombe d'eau tombant dans une cavité close repoussait l'air à travers des tuyaux d'orgue pendant que des jets d'eau activaient des manettes mécaniques qui ouvraient et fermaient les tuyaux.

Ces experts ont repris des principes déjà connus dans l'Antiquité. Avant VITRUVE, qui a décrit un système semblable mais où les clés étaient jouées par un organiste, un savant d'Alexandrie du IIIᵉ siècle avant notre ère, KRESIBIOS, avait conçu un orgue hydraulique dont HERON D'ALEXANDRIE a repris le schéma trois siècles plus tard. En voici les différents éléments : une pompe à air à deux cylindres et un récipient en forme de bol renversé dans lequel la pompe comprime l'air. L'eau y est introduite sous pression pour garder la pression de l'air constante. Une série de tubes, une série de tuyaux d'orgue, une série de valves maintenues par des ressorts séparent tubes et tuyaux ; elles sont constituées par des disques percés d'un trou pour permettre l'arrivée ou la coupure de l'air comprimé. Enfin, un clavier pour activer les valves.

Contrairement à l'orgue antique, à Tivoli, c'est l'eau elle-même qui actionne les touches du clavier. MONTAIGNE en fait une courte description dans son « Journal de voyage en Italie », écrit en 1580-1581 :

« La musique des orgues qui est une vraie musique d'orgues naturelles, sonnant toujours toutefois une même chose, se fait par le moyen de l'eau qui tombe avec grande violence dans une cave ronde voûtée et agite l'air qui y est, et le contraint de gagner pour sortir les tuyaux des orgues et leur fournir de vent. Une autre eau poussant une roue et par certains dents, fait battre par certain ordre le clavier des orgues ; on y oit aussi le son de trompettes contrefait. »

Contrairement à d'autres voyageurs, MONTAIGNE n'était pas impressionné par cette fontaine, car, disait-il, l'orgue jouait toujours la même note.

On possède la description du mécanisme grâce à Salomon de CAUS, un ingénieur du XVIIᵉ siècle qui a décrit plusieurs de ses inventions dans un ouvrage intitulé : « Des raisons des forces mouvantes », paru en 1624. Il s'est lui-même inspiré des mécanismes qu'il avait observés en voyageant en Italie et a réalisé plusieurs machines hydrauliques pour des fontaines à Heidelberg, Londres, Bruxelles...

Il explique comment fonctionne un orgue hydraulique : il faut faire entrer de l’eau dans un vase fermé pour comprimer l'air qui pénètre dans des tuyaux.

Les sons sont obtenus à l'aide d'une roue musicale. Des tiges sont installées aux extrémités desquelles sont disposés, d'un côté les touches du clavier, de l'autre des robinets. Quand une touche est abaissée par les chevilles de la roue, son extrémité attire la tige correspondante qui fait ouvrir le robinet à l'autre bout. Un contrepoids fait fermer le robinet dès que la touche se relève.

Salomon de CAUS conçoit une « conserve à vent » pour faire jouer la machine : pendant un quart d’heure, un tuyau amène l'eau dans un tube d'où elle déborde régulièrement, de telle sorte qu'elle ne se précipite pas trop vite au début et n'engendre pas une musique inégale.

Une roue musicale peut être actionnée avec l'intermédiaire de pignons par une roue à eau. Elle est divisée en 25 ou 30 parties égales qui correspondent aux mesures et repose sur un clavier. Trois registres différents sont installés au bout des tiges qui mènent aux tuyaux. L’eau et l'air sont donc associés pour le fonctionnement de l'orgue.

La Fontaine du Hibou :

On retrouve à peu près le même système que sur la machine précédente. Cette fontaine, dessinée par le Bourguignon Jean del DUC et réalisée par SANGALLO, fut elle aussi très admirée pour le mécanisme complexe qui créait des sons à l'aide de jets d'eau. Ces sons sortaient de becs d’oiseaux en bronze perchés sur des branches faites en forme de tubes étroits. Chaque fois qu'un hibou apparaissait, les oiseaux s'arrêtaient de chanter pour laisser le hibou chanter seul. Ils sont placés dans une niche au-dessus de statues qui tiennent une outre versant de l'eau.

MONTAIGNE a été particulièrement attiré par cette fontaine : « ailleurs on oit le chant des oiseaux qui sont des petites flûtes de bronze... et rendent le son pareil à ces petits pots de terre pleins d'eau que les petits enfants soufflent par la bec, cela par artifice pareil aux orgues ; et puis par autres ressorts on fait remuer un hibou qui se présentant sur le haut de la roche fait soudain cesser cette harmonie... »

Ces automates ont été copiés à partir du traité sur les « Pneumatiques » de HÉRON D'ALEXANDRIE. S. de CAUS décrit aussi ce système qui se rapproche du précédent d’ailleurs : « soit donc que une roue à eau à laquelle tournera dans une caisse de plomb »

ou cuivre C, laquelle casse servira pour empêcher que l'eau qui tombe sur la roue à eau ne se rejaillisse çà et là et ne gâte le mouvement.

À un bout de l'axe de la roue, « il y aura un pignon de 8 dents marqué D, lequel fera tourner un tambourin » qui va servir à relever les bouts des règles pour faire ouvrir les robinets.

« Il y aura trois porte-vents E, F, G auxquels seront soudés les trois robinets H, I, K. Puis aux clefs des robinets seront soudées les trois règles ; aussi, lorsque les chevilles lèveront les bouts des règles N, O, les robinets s'ouvriront et au bout du porte-vent E, il y aura deux ou trois sifflets pour représenter le chant des rossignols... » En F et G, deux sifflets pour le coucou ; les chevilles P, Q, R sont de dimensions différentes pour que les robinets correspondants s'ouvrent plus ou moins longuement et rendent des sons variés.

NOUVELLE VIE DES FONTAINES

L'entretien de ces fontaines a été un souci constant depuis le début. En 1619, le « fontainier » chargé d'examiner les fontaines fait observer dans un mémoire les problèmes que posent les systèmes hydrauliques. La Fontaine de l'Orgue ne reçoit pas assez d'eau et celle du Hibou, très endommagée, est à refaire. À la fin du XVIIᵉ siècle, les « Cent Fontaines » vont elles aussi manquer d'eau.

Malgré ces problèmes d’alimentation en eau et d'entretien, les machines hydrauliques vont être copiées dès la fin du XVIᵉ en Europe. À Tivoli même, le « fontainier » chargé de la restauration projette des inventions pour de nouvelles fontaines hydrauliques. Il souhaite ajouter à une entrée du jardin deux arquebusiers qui doivent tourner et suivre le visiteur, puis lui jeter de l'eau au moment où il se retire.

Il invente des jeux combinant l'air et l'eau comme la balle soulevée par des jets d'eau, puis par une pression d'air qui laisse imaginer que l'objet est suspendu en l'air. Il projette aussi d'animer par la pression d'air, des arbres, des fleurs, des oiseaux et de créer des statues hydrauliques de satyre et de berger portant un instrument de musique. Mais aucun de ces ornements ne sera réalisé.

Les jardins de la villa d’Este restent presque totalement à l'abandon pendant le XVIIIᵉ siècle. Ils sont entretenus momentanément au XIXᵉ grâce à l’initiative du Cardinal HOHENLOHE qui fait du palais un centre artistique. Les sons des fontaines auraient à cette époque inspiré la musique de LISZT. Les dégâts causés aux conduites d'eau pendant la dernière guerre contribuèrent à assécher les fontaines, mais elles ont maintenant retrouvé l’éclat qu’elles possédaient à l'origine.

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Société très introduite DDE, collectivités, EDF, traiteurs d'eau-assainissement, recherche représentations en France dans ces domaines. Écrire à la Revue qui transmettra n° 1827.

Jeune ingénieur chimiste spécialisé en analyse, traitement des eaux résiduaires et potables + D.E.A. : « L’eau et les nuisances », cherche emploi en France correspondant à sa spécialisation. Disponible de suite. D. SATOLA, Rés. Jacquard, B1, 25, rue de la Vignette, 59800 Lille.

Diplômé Maître ès Sciences et Techniques, Nuisances industrielles et traitement des eaux, Université de Poitiers, étudie toutes propositions d'emploi dans l'environnement et le traitement des eaux en France et à l'étranger. J. PERNEY, Chantegrelet, 86240 Ligugé. Tél. (49) 55.21.90.