Le fonds est constitué de plusieurs ensembles dont on a conservé la structure initiale :

- suivi de l'administration des eaux (dossiers chronologiques) ;

- surveillance de la qualité et de la quantité des eaux ;

- eaux de sources (y figurent les concessions attribuées aux propriétaires des parcelles sur lesquelles elles jaillissent, en dédommagement du fait de leur détournement par la ville) ;

- eaux de Moselle ;

- usines et réservoirs ;

- réseau de distribution des eaux ;

- fontaines publiques ;

- distribution de l'eau à différents établissements publics ou privés et aux particuliers.

1. Les eaux de sources

Nancy est bâtie dans la vallée de la Meurthe creusée dans l'épaisseur des terrains marneux du lias. Des plateaux calcaires boisés dominent l'agglomération. Le plus important est occupé par la forêt de Haye, à l'ouest.

La ville s'est longtemps contentée de l'eau des puits creusés dans le sous-sol. On en comptait jusque 4 000, dont la profondeur variait de 4 à 18 mètres. Au XVIIIe siècle, les ducs de Lorraine avaient amené les sources peu éloignées, de Boudonville et de Laxou principalement, en vue d'alimenter leur palais.

Jusqu'au début des années 1830, l'hydrosystème nancéien est semblable à celui du règne de Stanislas. Nancy est alors alimentée exclusivement par les eaux de sources, présentes en grand nombre : sources de Boudonville, Laxou, l'Asnée (Villers), côte du Montet (Vandœuvre), Malgrange, Nabécor et Salm. Les sources les plus abondantes se situent dans le vallon de Boudonville, au nord-ouest de la ville et sont les premières à être exploitées.

La source est exploitée à l'aide d'un bouge qui constitue un véritable instrument de collecte où les eaux sont "ramassées" au moyen de drains dans une cuve maçonnée. Une conduite principale mène ensuite les eaux jusqu'à une bassine. Sorte de château d'eau de quartier, la bassine se présente sous forme d'une citerne en métal, préservée dans un petit bâtiment d'où partent plusieurs conduites secondaires, régulées par leur diamètre et des robinets. L'eau arrive ainsi aux fontaines publiques ou privées (concessions). Nancy est parsemée de nombreuses bassines, dont les noms évoquent directement leurs lieux d'implantation ou la file capitale qui les alimente.

Pendant longtemps, Nancy se trouve dans une meilleure situation que bien d'autres villes et il n'y a pas vraiment de manque d'eau. Toutefois, plusieurs facteurs vont rendre la situation fragile.

Si le nombre des sources est important, en revanche leur débit est variable : elles connaissent un bas débit en automne et peuvent être détournées par les travaux à proximité de leur captage initial. Le réseau d'adduction subit en outre de grandes pertes en raison de son mauvais entretien et de la faible étanchéité des conduites dont certaines sont encore en bois au début du XIXe siècle. Par ailleurs, les sources de l'Asnée et de Boudonville ne peuvent atteindre les quartiers élevés. Leur débit devient trop faible pour alimenter convenablement une population de plus en plus nombreuse. Leurs bassins alimentaires sont d'ailleurs fortement habités et par là-même exposés à des causes de contamination permanentes. Ainsi, plusieurs épidémies de fièvre typhoïde ont été localisées dans leurs réseaux de distribution respectifs.

Entre 1836 à 1851 la ville connait un essor de sa population qui passe de 31 000 à 45 000 habitants. La municipalité se lance alors à la recherche d'eaux nouvelles, trouve la source de Pixérécourt en 1854 et achète la même année les eaux du moulin de l'Asnée, situé sur le territoire de Villers. En 1860, elle lance des travaux de captage des sources du Montet et de Vandœuvre. Parallèlement, un particulier (M. Thiéry) parvient à capter la source de Brichambeau, au sud de la ville. Cet appoint reste insuffisant, de même que les bornes fontaines nouvellement implantées en ville. Les eaux de Boudonville doivent être abandonnées en 1869. Au milieu des années 1860, la commune établit avec les communes limitrophes et des particuliers propriétaires de terrains riches eau des conventions de partage des eaux.

2. L'eau de la Moselle

La population croît continuellement, en particulier après le traité de Francfort et l'afflux des émigrants de l'Alsace-Moselle annexée (48.476 habitants en 1871, 66.303 habitants en 1876). L'eau devient un enjeu majeur tant pour les particuliers que pour les industriels dont l'activité est multipliée sous l'effet de la Révolution industrielle. La construction du chemin de fer puis les mines de fer troublent de manière certaine le réseau d'adduction d'eau potable.

Le captage des sources n'est plus suffisant. Il est alors décidé de capter les eaux de la Moselle. Les travaux lancés de 1875 à 1879 vont permettre de créer : une usine de prélèvement, une galerie filtrante à 25 m de la berge (sur la rive droite de la Moselle, en aval du passage d'eau de Méréville), un barrage mobile à 100 m en aval de l'origine de la galerie filtrante, un aqueduc souterrain de 11,5 km pour amener l'eau jusque deux réservoirs (Saint-Charles à Vandœuvre-lès-Nancy et Boudonville à Nancy). L'eau de la Moselle est pompée à Messein où une usine élévatrice lui permet de franchir le plateau et de gagner Nancy. Les travaux d'amenée des eaux de la Moselle par aqueduc nécessitent la pose de nouvelles conduites qui s'accompagnent de nombreuses expropriations sur les communes de Ludres, Fléville, Houdemont, Vandœuvre, Heillecourt. À la suite à ces travaux, la municipalité lance un programme de raccordement des immeubles au réseau.

Les différents ouvrages à peine construits vont devoir être agrandis car chaque année la consommation s'accroît (79 038 habitants en 1886, 102 559 habitants en 1901) : on rallonge la galerie filtrante, on augmente les possibilités de l'usine élévatoire de Messein et la capacité du réservoir de Saint-Charles. Un second aqueduc double le premier en 1909. L'usine de Messein permet également d'assurer l'alimentation du bief supérieur (bassin de Mauvais-Lieu) du canal de l'Est, branche Sud.

3. Retour aux sources et double distribution

L'eau fournie par les galeries filtrantes de l'usine de prélèvement devient rapidement insuffisante.

Par ailleurs, on s'interroge sur la qualité de cette eau car des études imputent à l'eau de Moselle une qualité moindre que l'eau des sources et l'on commence à faire la relation entre maladies et microbes pathogènes.

La recherche et la captation des eaux de la forêt de Haye sont entreprises. Les travaux sont réalisés entre 1898 et 1904. La galerie de pompage part en forêt près du chemin de la Haute-Borne, aboutit au réservoir de Hardeval (Villers-lès-Nancy) qui communique avec celui de Haye (avenue de Boufflers à Nancy). Le débit de la source est supérieur à ce qu'offrait les précédentes, ce qui représente un progrès en terme de régularité et de qualité de l'eau.

Nancy obtient donc une double distribution : les eaux de sources sont destinées à la consommation et les eaux de la Moselle sont destinées au lavage, à l'arrosage et aux besoins industriels. Les fontaines publiques alimentées par le réseau d'eau de source sont alors peintes en vert et portent la plaque « eaux de source ».

4. Stérilisation des eaux

Les solutions adoptées à la fin du XIXe siècle et au début du XXe siècle ont beaucoup amélioré la situation de l'alimentation en eau. Pourtant le problème de l'eau se pose à nouveau avec acuité dans les années 30 : l'augmentation de la population exige des ressources accrues et, d'autre part, il faut résoudre le grave problème de la pollution croissante des eaux de la Moselle.

On agrandit encore les installations de captation de la Moselle. La galerie captante, déjà agrandie en 1890 et en 1900, atteint en 1931 une longueur de 850 mètres. On améliore également l'usine élévatoire de Messein qui est transformée en 1932 en usine hydro-électrique équipée de groupes électro-pompes.

Pour régler la question de la pollution, la municipalité envisage le traitement de l'eau de la Moselle. A la fin de 1928 des essais de purification par "verdunisation" (utilisation de chlore) sont tentés puis en 1929 on passe à la javellisation des cuves. Néanmoins en 1930, la commission consultative d'hygiène conclut à la nécessité d'une filtration préalable. Un concours est ouvert et en 1931 le procédé Otto, préconisé par la Compagnie des eaux et de l'ozone, est retenu. L'usine de stérilisation est mise en service en janvier 1934. Néanmoins, au cours de certaines crues importantes, l'eau ne présente pas toutes les qualités désirables et une nouvelle phase de travaux doit être entreprise pour traiter l'eau brute turbiste en la faisant passer dans un bassin de coagulation et de décantation avant de l'envoyer dans les filtres.

Des améliorations complètent sans cesse le dispositif : nouveau réservoir de 20 000 m3 à proximité de l'usine Saint-Charles et en 1949, le Service des Ponts -et-Chaussées fait réaliser un barrage automatique à Messein permettant d'agrandir la réserve-amont de la Moselle.

5. Nancy-Thermal

En 1908, l'architecte Louis Lanternier réalise un forage dans le quartier Blandan et découvre à plus de 800 m de profondeur une eau ferrugineuse de grande qualité, naturellement chaude à 37° C. Pour accompagner l'Exposition internationale de l'Est de la France (1909), une installation est édifiée autour de la source : visiteurs et curistes se pressent. En 1911, Lanternier fonde la société Nancy-Thermal et projette casino, thermes, théâtre, restaurant... Les bâtiments (piscine ronde et grand bain) sont achevés en 1913. L'inauguration a lieu le 13 juillet 1914, à la veille de la première guerre mondiale. Durant la guerre, la piscine sert aux élèves et aux militaires voisins et il faut attendre 1919 pour que l'activité thermale reprenne. En février 1934 la source est tarie en raison de la présence d'un bouchon de sel. Des travaux sont entrepris mais abandonnés en octobre 1935. La société connaît alors de graves difficultés financières. La concurrence avec les autres stations thermales et les échecs du classement de Nancy en station hydrominérale ne permettent pas le succès de la société qui disparait en 1945. Selon les termes de la convention passée avec la municipalité, les piscines reviennent alors à la ville.

6. Une question récurrente

La problématique de la demande en eau reprend en 1956 avec la création sur le plateau de Gentilly d'un grand ensemble de logements au lieu-dit "Le Haut-du-Lièvre", dans la partie nord-ouest de la ville. En 1960, la longueur des galeries captantes de Messein passe de 850 à 1 155 mètres.

Le District de l'agglomération nancéienne, créé en 1959, puis la Métropole du Grand Nancy, auront tour à tour la charge de traiter cette question.

En 1985, une nouvelle usine de traitement des eaux (usine Édouard-Imbeaux) verra le jour à proximité de l'ancienne usine Saint-Charles, elle sera agrandie en 2007. En 2019, de nouveaux réservoirs sont créés sous le Parc Richard-Pouille à Vandœuvre avec une capacité de 30 000 m3…