Belgrand entreprit un projet ambitieux. Les tunnels qu'il conçut devaient être propres, facilement accessibles et nettement plus vastes que le métro parisien précédent. Eugène Belgrand participa à la rénovation de Paris sous la direction d'Haussmann entre 1852 et 1870 : il créa un réseau novateur de canalisations souterraines pour prévenir les inondations. Sous son impulsion, le réseau d'égouts parisien quadrupla de volume entre 1852 et 1869. Il s'attaqua également aux besoins en eau potable de la ville, en construisant un système d' aqueducs qui doubla presque la quantité d'eau disponible par personne et par jour et quadrupla le nombre de foyers raccordés à l'eau courante. Belgrand reste célèbre pour ses œuvres, qui consistent en les égouts de Paris , l'aqueduc sur la rivière Vanne entre Arcueil et Cachan , l'aqueduc sur la rivière Dhuis et le réservoir de Montsouris qui stocke l'eau sous terre.
L’accueil du public face à ces améliorations fut extrêmement favorable, notamment grâce aux visites guidées du nouveau réseau d’égouts et à une série de photographies prises par Nadar [ pionnier dans l’utilisation de l’éclairage artificiel en photographie . Belgrand partagea ses connaissances avec d’autres, rédigeant des « publications monumentales » détaillant son travail et les principes scientifiques qui le sous-tendaient
Les projets de Belgrand demeurent « l'un des réseaux d'égouts urbains les plus vastes au monde » et ont constitué une « phase de transition » menant au traitement moderne des eaux usées. Belgrand a écrit l'histoire de Paris.
Commémoration
Pour commémorer son œuvre dans le domaine du génie civil parisien, le nom de Belgrand figure parmi les 72 noms gravés sur la tour Eiffel , face à l' École militaire . La galerie principale du Musée des égouts de Paris porte également son nom, de même qu'une rue parisienne.
Aujourd'hui, son nom est celui d'une école dans la petite ville d' Ervy-le-Châtel .
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