Après de nombreux siècles où l'alimentation en eau de Paris, et par voie de conséquence, son réseau d'égout sont restés fort limités, un essor considérable a été donné au réseau au milieu du 19e siècle, et il s'est poursuivi jusqu'à aujourd'hui. Parmi les projets initiaux, certains prévoyaient la création d'une ville souterraine, où seraient réalisées nombreuses des basses besognes nécessaires au fonctionnement et au prestige de la partie visible (et "hygiénisée") de la ville. Les réseaux souterrains devaient ainsi assurer le transport de l'eau mais aussi de nombreuses marchandises ou déchets. Dans le même temps, l'alimentation en eau potable généralisée, et l'élimination des eaux souillées hors de la ville, devenait un objectif prioritaire pour des raisons sanitaires. Les épidémies de choléra du milieu du siècle furent un des facteurs déclenchant le développement des projets de Belgrand à l'époque ou Haussmann rénovait la partie visible de Paris. Une particularité des égouts de Paris est la taille des canalisations, qui les rend en tout point visitables, ce qui leur confère un cachet tout particulier. Ils ont d'ailleurs toujours été visités, par les égoutiers chargés de leur entretien en premier lieu, mais aussi par de nombreux visiteurs qui accèdent aujourd'hui au musée des égouts situé dans le réseau. Dans la dernière partie du 19e siècle fut instauré le principe du tout-à-l'égout, mais sa mise en oeuvre complète, visant à l'élimination de toutes les fosses chez les particuliers, dura plusieurs décennies et se poursuivit au début du 20ième siècle. Le réseau devint unitaire, évacuant à la fois les eaux usées et les eaux de chaussées (eaux du lavage de rues, eaux de ruissellement pluvial etc.). Pour des raisons techniques, et pour éviter des déversements en Seine à l'intérieur de Paris, Belgrand a basé l'architecture du réseau sur un collecteur central qui rejoignait directement la Seine à Clichy. Le développement de la ville, et la mise en oeuvre du tout-à-l'égout ont considérablement augmenté la quantité de pollution déversée. A la fin du 19ième siècle, une solution basée sur l'épuration par le sol fut développée pour traiter les eaux avant leur arrivée en Seine. Des champs d'épandage furent installés dans la presqu'île de Gennevilliers puis plus à l'aval (Achères, Triel…), la ville de Paris devint propriétaire fermier et favorisait une intense activité de maraîchage. Au moment de l'exposition universelle à la toute fin du siècle, presque toutes les eaux collectées étaient envoyées vers les champs d'épandage. Cependant, la course en avant devait continuer, de plus en plus d'eau étant utilisée et devant être évacuée puis traitée dans une ville en constante expansion, alors que la pression foncière réduisait la superficie des champs d'épandage. Dès le début du 20ième, les rejets d'eaux usées en Seine reprirent de plus belle. Après de nombreux essais menés sur les pilotes par la ville de Paris, la première station d'épuration moderne à boues activées fut construite à Achères en 1938 (aujourd'hui "Seine-Aval"), et ne fut réellement alimentée que plusieurs années après la guerre. Dans les filières de traitement d'une telle station, comme dans le sol, des micro-organismes se développent en digérant les matières organiques et les transforment en gaz carbonique et en sels. Les matières solides transportées dans l'eau des égouts et les micro-organismes produits au cours du traitement sont rassemblés pour constituer les boues d'épuration. D'autres filières sont chargées du traitement des boues qui sont épaissies, pressées, éventuellement digérées avant d'être épandues sur des terres agricoles, mises en décharge ou encore incinérées. Depuis la fin de la deuxième guerre mondiale, le processus de construction de nouveaux réseaux et de nouvelles stations de traitement des eaux n'a cessé de se développer. A partir des années 70, on cessa de créer des réseaux unitaires pour passer au système séparatif. Dans un réseau séparatif, les eaux pluviales sont collectées dans un réseau séparé des eaux usées domestiques ou industrielles. Les eaux pluviales sont évacuées directement vers le milieu récepteur, alors que les eaux usées sont envoyées vers les stations d'épuration. Un avantage très significatif de ce type de collecte est que les flots reçus par les stations de traitement sont beaucoup plus réguliers, et qu'il n'y a pas de risques de surcharge du système en temps de pluie. Par contre, ce système nécessite une surveillance accrue des "mauvais branchements" d'eaux usées sur le réseau pluvial, et ne permet pas de traiter les eaux de ruissellement qui peuvent être fortement contaminées. Les stations de traitement sont devenues plus efficaces et plus flexibles dans leur gestion, ce qui permet notamment de traiter une fraction toujours croissante des eaux de temps de pluie dans les réseaux anciens unitaires, et de résoudre en grande partie graves problèmes dues aux déversements de temps de pluie dans le réseau unitaire. De nouvelles stations ont été construites en différents points de l'agglomération parisienne pour des raisons techniques, parce qu'il devenait techniquement difficile d'acheminer les eaux sur de très longues distances vers un point de traitement unique à l'aval, mais aussi pour des raisons éthiques et politiques pour que soit mieux partagées les nuisances dues au traitement. Le devenir des boues est toujours un problème aujourd'hui car elles peuvent contenir des contaminants persistants en quantité excessive. Alors que les matières organiques contenues dans les boues constituent des amendements utiles aux cultures, les contaminations doivent être évitées. Des efforts très importants ont été faits dans l'agglomération parisienne pour limiter le rejets de contaminants dans le réseau. Cette politique de réduction à la source a porté ses fruits puisque les teneurs en certains métaux dans les boues de la station "Seine-Aval" ont diminué de plus qu'un facteur 10 en 20 ans. L'évolution actuelle va vers des réseaux et des méthodes de traitement plus diversifiées. Le développement de stations de traitement va se poursuivre en différents points de l'agglomération parisienne, alors que l'interconnexion du réseau unitaire devient une réalité, qui permet une meilleure gestion des eaux en temps de pluie. Dans le même temps les eaux pluviales sont de plus en plus souvent retenues ou traitées à l'amont des bassins versants pour limiter le ruissellement excessif. Il aura donc fallu plus d'un siècle pour que la grande ligne directrice "tout vers l'aval" qui avait été instaurée par Belgrand soit remise en cause. Il aura fallu un siècle également pour que l'objectif "zéro rejets par temps", atteint au début du siècle lors de l'exposition universelle, soit de nouveau atteint. Le réseau d'assainissement fait donc bien partie de ces patrimoines techniques urbains fondamentaux qu'il faut gérer aujourd'hui en pensant aux générations futures.Références utilisées dans cette conférence : "Atlas du Paris Souterrain", par Gilles Thomas et Alain Clément, Ed. Parigramme, 2001. "Paris Sewers and Sewermen, realities and representations", par D. Reid, Harvard University Press, 1991. "Les égouts de Paris, une ville sous la ville", plaquette de présentation des égouts, Mairie de Paris "Rendre l'eau à la vie, 1970/1995, 25ième anniversaire du SIAAP", par M.F. Pointeau, Ed. CEP Euro Editions. "La Seine en son Bassin", M. Maybeck, G. de Marsily et E. Fustec (editeurs), publié par Elsevier en 1998.
Mot(s) clés libre(s) : boues d'épuration, collecteur, déchet, eaux usées, égoutiers, égouts de Paris, génie urbain, réseau d'assainissement, station d'épuration, système séparatif, tout-à-l'égout, traitement des eaux

On a l'habitude de classer la matière en solides, liquides ou gaz. Il existe cependant une classe de matériaux, les pâtes, dont le comportement mécanique et plus généralement les caractéristiques physiques sont en quelque sorte intermédiaires entre celles des liquides et des solides. Cette classe comprend des matériaux très divers : purées, compotes, sauces, yaourt, mousses, crèmes, gels, peintures, vernis, boues, ciment, colles, etc ; mais qui ont au moins un point commun : dans tous les cas il s'agit de fluides coincés, qui ne deviennent liquides que lorsqu'on leur fournit une énergie suffisante, et restent (ou redeviennent) solides si l'énergie fournie est trop faible. Cette propriété est ce qui fait l'intérêt principal de ces matériaux lors de leur utilisation (la mousse à raser reste sur le visage, bien avant de sécher la peinture appliquée sur un mur vertical ne coule plus, la boue argileuse conserve la forme qu'on lui a donnée en vue d'en faire une poterie, etc). En y regardant de plus près on se rend compte que cette transition solide-liquide se produit de manière relativement abrupte : une pâte n'est pas capable de couler à une vitesse modérée en régime permanent : soit elle coule vite, soit elle s'arrête. Ce phénomène conduit à une coexistence des phases liquide et solide dans la plupart des situations d'écoulement, et parfois à des évolutions catastrophiques. En outre des instabilités hydrodynamiques particulières (à vitesse nulle !) se développent avec ce type de matériaux : digitation lors de l'écartement de deux surfaces solides séparées par une fine couche de fluide ; goutte-à-goutte du ketchup ou de la mayonnaise sortant du tube ; compression simple (comme une éponge) ou craquelures lors du séchage ; vieillissement réversible au repos. Ces matériaux fascinants et complexes constituent un champ de recherche encore très ouvert. Une thermodynamique spécifique adaptée à ces fluides coincés peut elle être développée ? Quelles sont les origines microscopiques des comportements observés ? La réponse à ces questions fournira un cadre solide pour la formulation de matériaux industriels innovants (plus légers, plus robustes, contenant moins de produits nocifs, etc).
Mot(s) clés libre(s) : boue, colloïde, comportement mécanique, déformation, écoulement, élasticité, instabilité hydrodynamique, magma, matériau granulaire, mécanique des fluides, milieux pâteux, mousse, pâte, polymère, rhéologie, science des matériaux, viscosité

Kezako, la série documentaire qui répond à vos questions de science, répond cette fois-ci la question "Comment épure-t-on l'eau ?" et aborde notamment le principe de fonctionnement des stations d'épuration.  
Mot(s) clés libre(s) : déchets, lagunage, epuration, station, dégrillage, boues activées