Un aqueduc est un monument typique de la Rome antique, système de transport d'eau par des canaux couverts et des canalisations (tuyaux) servant à amener l'eau d'un endroit, où elle est disponible et de bonne qualité (source...), vers un autre, où elle est nécessaire (ville...) ; et ce, par le moyen de la gravité, c'est-à-dire en utilisant la pente du terrain, comme une rivière naturelle.

Un aqueduc permet d'obtenir de l'eau courante et assez abondante sans pompe, tandis que l'eau d'un puits doit être puisée pour être utilisée.

L'eau descend naturellement par le chemin où cela descend le plus (la ligne de plus grande pente, ou talweg), et surtout ne monte jamais les pentes.

Pour la rendre disponible sans pompe dans des endroits plus élevés que le fond d'une rivière, il faut la capter dans un endroit plus élevé en altitude et lui faire suivre un chemin qui n'est pas son chemin naturel, il faut créer un chemin artificiel. Pour cela un aqueduc est construit sur un itinéraire qui longe le plus souvent les flancs de colline, et il est nécessaire en certains points de franchir les obstacles que sont les creux et les bosses. Pour franchir les bosses, on fait un tunnel ; et pour traverser les creux, on construit un pont (dit « pont-aqueduc »1 ou « pont d'aqueduc »).

La pente de la canalisation doit être la plus régulière possible malgré tous les obstacles.

Siphons

En violation du principe de l'eau qui descend naturellement, de nombreux aqueducs utilisent le principe du siphon (et ce depuis l'époque romaine) pour franchir des parties basses, ce qui permet d'éviter de construire des ponts trop élevés ou trop longs. Dans ces siphons, l'eau est sous pression dans une conduite étanche, par exception puisque ce qui caractérise les aqueducs et qui est le cas sur la plus grande partie de leur longueur est que l'eau s'écoule dans un canal et n'est pas sous pression. (On appelle cela un écoulement à surface libre).

Cette technique est néanmoins limitée par la pression que les tuyaux utilisés peuvent supporter. C'est seulement au XIXe siècle qu'il y a eu des progrès importants dans la résistance des canalisations construites, lorsque les tuyaux en fonte sont devenus courants.

La civilisation de la Rome antique est connue pour avoir construit des aqueducs très sophistiqués, dont les parties en ponts, les ponts-aqueducs, sont les plus visibles. A Rome, 11 aqueducs ont été construits au fil des siècles : aqueduc de Claude, l'Aqua Appia, etc. L'eau acheminée jusqu'à la ville, était entreposée dans des réservoirs appelés castella, avant d'être distribuée dans les fontaines publiques, les thermes et les propriétés des riches patriciens. L'acheminement de l'eau était principalement souterrain afin d'éviter que les ennemis ne le coupent ou que les Romains ne se servent illégalement.

L'un des aqueducs les plus connus est le pont du Gard, qui faisait partie d'un aqueduc de 50 km allant d'Uzès à Nîmes, lequel comportait aussi de nombreuses parties en tunnel (invisibles et oubliées, mais ayant coûté probablement autant de travail que les ponts). Cet aqueduc apportait près de 40 000 m3 par jour d'eau à Nîmes (soit 400 litres par seconde).

Au cours du siège de Rome par les Ostrogoths en 537, ces derniers coupèrent l'acheminement de l'eau tandis que les Romains bouchèrent les tuyaux afin que l'ennemi ne puisse utiliser l'eau des aqueducs. Une fois les ouvrages détruits, les Romains durent de nouveau s'approvisionner en eau dans le Tibre, comme 1200 ans auparavant.

De nombreux vestiges de ces constructions des Romains existent dans toute l'Europe. Certains aqueducs romains ont été restaurés pour être réutilisés à diverses époques, comme au Moyen Âge, au XIXe siècle, voire jusqu'à aujourd'hui. L'aqueduc de l'Aqua Virgo à Rome, par exemple, est toujours en service et alimente plusieurs fontaines.

Sous le règne de Louis XIV, qui tenait à faire couler des fontaines abondantes au château de Versailles, de nombreuses avancées techniques ont été réalisées. On a en particulier trouvé le moyen de faire monter l'eau de la Seine de plusieurs dizaines de mètres d'altitude (pour alimenter le château) grâce à la force de la Seine elle-même. Mais on ne savait pas faire à cette époque des tuyaux en fonte ou en acier.

Aujourd'hui, il existe de nombreux aqueducs, mais le plus souvent, ils sont enterrés et on ne les remarque pas.

L'un des plus connus de ceux qui alimentent Paris est l'aqueduc de la Vanne (car c'est l'un des plus anciens encore en fonctionnement : 1874). Paris tire actuellement environ un tiers de son eau potable de tels aqueducs.

Néanmoins, le progrès des pompes permet maintenant d'utiliser facilement les eaux souterraines des nappes phréatiques, qui se trouvent notamment dans le sous-sol des plaines, qui est en général de bonne qualité et assez abondante. Par ailleurs, on sait construire des canalisations qui résistent à de fortes pressions, et le transport de l'eau sous pression est beaucoup plus facile puisque, sous certaines conditions, les montées et descentes sont possibles sur l'itinéraire d'une conduite.

Il n'est donc plus nécessaire (le plus souvent) de capter l'eau en des points hauts et éloignés, ou de l'amener par un itinéraire en pente légère et constante. Aussi, l'amenée de l'eau est-elle beaucoup moins coûteuse (on investit moins en travaux pour amener l'eau jusqu'au point désiré). Pour transporter l'eau sur de longues distances et en grandes quantités, on construit cependant des canaux qui sont des ouvrages comparables à des aqueducs, comme le canal de Provence