canalisations
canalisations, ensemble des conduites, raccords, vannes, réservoirs et équipements assurant l'alimentation en eau et l'évacuation des eaux usées à l'intérieur et à l'extérieur d'un bâtiment. Les systèmes de canalisations constituent une partie essentielle de toute construction moderne, qu'il s'agisse d'une habitation, d'un immeuble de bureaux, d'un hôpital, d'une usine ou d'un établissement commercial. Tout bâtiment occupé doit disposer d'un approvisionnement fiable en eau potable destinée à la consommation humaine, à l'hygiène, au nettoyage et au fonctionnement des appareils sanitaires. Il doit également être doté d'un système efficace permettant de recueillir et d'évacuer les eaux usées ainsi que les eaux pluviales dans des conditions conformes aux règles sanitaires et environnementales.
Histoire
Le mot «plomberie» trouve son origine dans le terme latin plumbum, désignant le plomb. Ce métal fut pendant des siècles l'un des principaux matériaux employés pour fabriquer les conduites d'eau. Dès l'Antiquité, les ingénieurs romains développèrent des réseaux de distribution remarquablement sophistiqués permettant d'acheminer l'eau sur de longues distances grâce aux aqueducs. Les riches demeures, les bains publics, les fontaines et certains bâtiments administratifs étaient ainsi alimentés par des conduites de plomb soigneusement assemblées.
La civilisation romaine fit un usage particulièrement important de ce matériau. Dans plusieurs villes de l'Empire, les conduites de plomb transportaient l'eau sous pression jusqu'aux quartiers habités. La ville de Lyon, alors connue sous le nom de Lugdunum, possédait notamment cinq aqueducs alimentant la cité. Certaines sections utilisaient des siphons inversés composés de canalisations en plomb permettant de franchir des vallées et des dépressions du terrain.
Au Moyen Âge, les matériaux employés pour la distribution de l'eau étaient beaucoup plus variés. Selon les ressources disponibles localement, les conduites pouvaient être fabriquées en cuir, en bois évidé, en terre cuite ou en poterie. De nombreuses villes européennes, notamment Rouen, Paris, Provins et Limoges, utilisèrent ce type de conduites pour l'alimentation de leurs habitants.
Avec l'augmentation de la taille des villes et des besoins en eau, les limites du plomb apparurent progressivement. Ce matériau résiste relativement mal aux fortes pressions nécessaires pour alimenter de vastes réseaux urbains. Il fut donc progressivement remplacé par la fonte, puis par l'acier et le béton armé pour les grandes conduites d'adduction et de distribution. Jusqu'au milieu du XXe siècle, le plomb continua néanmoins à être utilisé dans les branchements domestiques et certaines conduites de desserte.
Les progrès de la médecine révélèrent ensuite les dangers liés à l'exposition au plomb. Son utilisation fut progressivement abandonnée en raison des risques de saturnisme, une intoxication pouvant provoquer de graves troubles neurologiques et physiologiques. À partir des années 1950, le cuivre, puis différents matériaux plastiques, remplacèrent largement le plomb dans les installations domestiques de distribution d'eau potable.
Les installations sanitaires modernes comprennent de nombreux équipements destinés à l'hygiène et au confort. Parmi les plus courants figurent les toilettes, les urinoirs, les lavabos, les éviers, les baignoires, les douches et les distributeurs d'eau potable. À ces équipements s'ajoutent de nombreux appareils ménagers tels que les lave-vaisselle, les machines à laver le linge ou certains dispositifs automatiques de nettoyage.
Dans les bâtiments spécialisés, les besoins sont encore plus complexes. Les hôpitaux, les laboratoires, les centres de recherche et les installations industrielles nécessitent souvent des réseaux spécifiques destinés à transporter différents types d'eau ou de fluides techniques. La plupart de ces installations doivent fournir simultanément de l'eau froide et de l'eau chaude à différents points d'utilisation.
L'eau chaude est généralement produite par des chauffe-eau fonctionnant au gaz ou à l'électricité, ou par des chaudières utilisant divers combustibles tels que le mazout, le bois, le gaz naturel ou encore l'énergie solaire. Dans certains bâtiments modernes, des systèmes de récupération de chaleur ou des pompes à chaleur contribuent également à la production d'eau chaude sanitaire.
Les appareils sanitaires actuels sont fabriqués à partir de matériaux résistants à l'humidité et à la corrosion. La porcelaine vitrifiée demeure très utilisée pour les lavabos et les toilettes, tandis que la fonte émaillée, l'acier inoxydable et certains plastiques techniques équipent de nombreux bâtiments industriels ou commerciaux. Les conduites elles-mêmes peuvent être réalisées en fonte, en acier, en laiton, en cuivre, en aluminium, en acier inoxydable, en PVC, en argile vitrifiée ou en béton selon leur usage et leur emplacement.
Systèmes d'alimentation en eau et de drainage
Dans les pays industrialisés, l'eau potable est généralement distribuée sous pression par un réseau de conduites enterrées sous les rues et les voies publiques. Chaque bâtiment est raccordé à ce réseau par un branchement particulier équipé de dispositifs de comptage, de fermeture et de protection. La pression du réseau public permet habituellement d'alimenter les différents niveaux d'un immeuble de faible hauteur sans équipement supplémentaire.
Toutefois, dans les immeubles élevés ou dans les zones où la pression est insuffisante, il devient nécessaire d'installer des systèmes de surpression. Ceux-ci peuvent prendre la forme de pompes alimentant des réservoirs placés sur les toits ou dans les étages supérieurs, de groupes de pompage automatiques ou de réservoirs sous pression. Ces dispositifs garantissent une alimentation constante de tous les logements et équipements, même aux niveaux les plus élevés.
Certains établissements spécialisés nécessitent des réseaux d'eau particuliers. Les hôpitaux, les laboratoires pharmaceutiques et les industries de haute technologie utilisent fréquemment de l'eau distillée, déminéralisée ou produite par osmose inverse. Ces systèmes exigent des canalisations et des équipements spécifiques afin de préserver la pureté des fluides distribués.
Les systèmes d'évacuation se divisent généralement en deux catégories principales : les réseaux d'eaux usées et les réseaux d'eaux pluviales. Les premiers recueillent les eaux provenant des appareils sanitaires, des cuisines, des salles de bains et des équipements ménagers. Ces eaux sont ensuite dirigées par gravité vers les égouts publics ou vers des installations de traitement appropriées.
À l'intérieur des bâtiments, les canalisations d'évacuation doivent être associées à un système de ventilation. Cette ventilation joue un rôle essentiel dans le bon fonctionnement du réseau. La ventilation primaire prolonge les colonnes de chute au-dessus de la toiture afin de permettre l'équilibrage des pressions et l'évacuation des gaz provenant des égouts. La ventilation secondaire complète ce dispositif en maintenant une pression uniforme dans les différentes sections du réseau.
Cette organisation évite notamment le désamorçage des siphons. Les siphons sont des conduites recourbées contenant une réserve permanente d'eau appelée garde d'eau. Cette barrière liquide empêche les gaz et les odeurs provenant des égouts de pénétrer à l'intérieur des locaux. Sans une ventilation adéquate, les variations de pression pourraient vider les siphons et permettre la diffusion de gaz parfois toxiques ou nauséabonds issus de la décomposition des matières organiques.
Les réseaux d'eaux pluviales remplissent une fonction différente. Ils recueillent les eaux de pluie provenant des toitures, des terrasses et des surfaces imperméables. Ces eaux sont ensuite dirigées vers des égouts pluviaux, des bassins de rétention, des puisards ou des puits perdus permettant leur infiltration dans le sol ou leur entreposage temporaire. Une bonne gestion des eaux pluviales contribue à réduire les risques d'inondation et de surcharge des réseaux d'assainissement.
Dans les sous-sols et les parties enterrées des bâtiments, les eaux ne peuvent pas toujours s'écouler naturellement vers les égouts. Elles sont alors recueillies dans des fosses ou des réservoirs étanches équipés de pompes de relevage. Ces équipements permettent de remonter l'eau jusqu'au niveau du réseau d'évacuation principal.
Les établissements médicaux, les laboratoires et certaines industries doivent parfois disposer de systèmes d'évacuation spécialisés destinés à séparer et à traiter des déchets particuliers. Des réseaux distincts peuvent ainsi être utilisés pour les effluents acides, les substances chimiques dangereuses, les matières radioactives ou les déchets biologiques infectieux afin de garantir la sécurité du personnel et la protection de l'environnement.
Dispositifs de sécurité et systèmes spéciaux
L'alimentation en eau et les systèmes d'évacuation doivent être conçus avec une grande rigueur afin d'éviter toute contamination de l'eau potable ou toute infiltration de gaz provenant des égouts. Les normes sanitaires imposent de nombreuses mesures de sécurité destinées à protéger les occupants des bâtiments ainsi que les réseaux publics.
Tous les appareils raccordés à l'alimentation en eau doivent être équipés de dispositifs empêchant le retour accidentel de liquides contaminés dans les conduites. Ce phénomène, appelé refoulement ou siphonnage inverse, peut se produire lorsqu'une chute de pression survient dans le réseau public. Des clapets antiretour, disconnecteurs et autres dispositifs de protection sont alors utilisés pour empêcher toute contamination de l'eau potable.
Les installations de production d'eau chaude doivent également être protégées contre les surpressions. Les chauffe-eau et les chaudières sont généralement équipés de soupapes de sécurité permettant d'évacuer automatiquement l'excès de pression lorsque celle-ci devient trop importante. Ces dispositifs réduisent considérablement les risques d'explosion ou de détérioration des équipements.
Les systèmes modernes peuvent également intégrer des détecteurs de fuite, des dispositifs de surveillance électronique, des systèmes de récupération des eaux de pluie, des équipements de recyclage des eaux grises ou encore des installations de traitement local de l'eau. Ces technologies contribuent à améliorer la sécurité, à réduire la consommation d'eau potable et à favoriser une gestion plus durable des ressources hydriques dans les bâtiments contemporains.