Un château d'eau est une construction destinée à entreposer l'eau, et placée en général sur un sommet géographique pour permettre de la distribuer sous pression.
L'entreposage de l'eau dans un réservoir joue un rôle de tampon entre le débit demandé par les abonnés et le débit fourni par la station de pompage.
Il permet ainsi d'éviter de démarrer trop souvent les pompes et de les protéger.
L'entreposage de l'eau permet également de faire face aux demandes exceptionnelles en cas d'incendie.
L’eau est acheminée du point d'eau au réservoir. Si l'altitude du point d'eau est inférieure à l'altitude du réservoir, on utilise des pompes pour relever l'eau jusqu'à ce dernier.
L’eau est ensuite envoyée dans un réseau gravitaire qui va assurer son acheminement vers l’ensemble des habitations.
La pression de l’eau qui est fournie au robinet des abonnés est proportionnelle au dénivelé qui existe entre le niveau d’eau dans le château d’eau et l'habitation : 10 mètres de dénivelé équivalent à 1 bar de pression, 20 mètres à 2 bars de pression, etc. Les plus grands châteaux d'eau peuvent contenir plusieurs dizaines de milliers de mètres cubes d’eau.
Le château d'eau est le symbole de civilisations avancées sur le plan technique, mais aussi de l'organisation. Ainsi, « toutes les grandes civilisations s'y sont frottées. En 100 après Jésus-Christ, Rome compte 19 aqueducs, 250 châteaux d'eau et 1352 fontaines » qui apportent l'eau courante à la ville.
Après une longue eclipse dans la civilisation européenne, remplacés par le système plus rudimentaire du porteur d'eau, le château d'eau réapparait au XIXe siècle : « on ne sait pas assez que l'essor des châteaux d'eau est intimement lié au développement des chemins de fer » à vapeur, grand consommateurs d'eau.
En France, en 1930, 23% des communes sont équipées d'un réseau de distribution d'eau à domicile. En 1945, seulement 30% des communes rurales sont équipées. Selon Le Figaro, « c'est à la fin des années 1980 que la quasi-totalité des Français bénéficie de l'eau courante à domicile ».
L'arrivée de l'eau courante dans la totalité des communes de France a été réalisé grâce à une intense activité de construction de châteaux d'eau durant les années 1950, 1960 et 1970. Une période correspondant à l'aménagement du territoire rural, symbolisant à l'époque l'accès ostensible au progrès.
Sur le plan technique, le château d'eau se justifiait par la faiblesse des techniques de mises sous pression. 10 mètres de hauteur donneraient ainsi une pression supplémentaire de 1 bar (un robinet correct a une sortie aux environs de 2 à 3 bars).
Plusieurs phénomènes principaux ont marqué une remise en cause des châteaux d'eau :
À l'inverse, les défenseurs des châteaux d'eau expliquent que :
En définitive, les implantations de réservoirs enterrés assortis de groupes de surpression ont pris leur place à partir des années 1980.
Certains châteaux d'eau, spectaculaires ouvrages d'art, font aujourd'hui partie du patrimoine industriel.
D'autres, désaffectés, ont été reconvertis :