GRAVURE EN RELIEF

■GRAVrKE AU GAZ. .

et exigeait bien des recherches avant de pouvoir par* , venir aux résultats dont nous venons do parler. Quelques mots suffiront pour faire comprendre ce principe:

Qu’on suppose encre, avec une encre suffisamment fiasse, le dessin litliogruphic ou gravé sur pierre qu'il s'agit de reproduire, ltien ne sera plus facile que d’en preudre uno épreuve sur du papier à report; et cette épreuve ainsi préparée, étant appliquée, avant d’être bien séchée, sur une planche de aine bien poncée, bien polie, pourra fournir, sur ce métal, une contre épreuve aussi pure que le dessiu sur pierre. Four obtenir ce dessin on relief, il s’ugirn donc de faire mordre toutes les parties du aine qui n'auront pas été recouvertes par l’encre de la contre-épreuve. Ur c'cst précisément dans cette opération que gît toute la difficulté ; car l’encre d'imprimerie, par elle-même n'offre que bien peu do résistance à l’action des acides, et surtout d’acide# assez énergiques pour fournir les reliefs nécessaires pour l'impression typographique. On pourrait croire qu’en ménageant les morsures et en le» faisant successivement on ]M>urntit, jusqu’à un certain point, résoudre cette difficulté; mais le problème est infiniment plus complexe, car le degré de ces morsures devant être différent, suivant les teintes du dessin, il faut nécessairement mettre à l'abri les parties suffisamment préparées apres chaque opération. Voici comment s’y prend Al. Gillot pour obtenir ce résultat :

lVnbord, pour donner plus de résistance à l’cncre du [ report, il saupoudre sa planche de fleur de résine qu'il étend délicatement sur le dessin avec un blaireau; après quoi, il place la planche dans la cuve de guttapercha où doit se faire le mordançage.

Cette cuve doit avoir une disposition particulière, en raison du mouvement continuel qu’on est obligé do donner au liquide acidulé pour empêcher la stagnation des sels formés par l’acide et le zinc, et pour qu'il puisse réagir d’une manière nette et uniforme sur la planche. Cette cuve est disposée en bascule et pivote sur deux coussinets fixés sur le bâti qui la supporte, comme celles employées pour la gravure des rouleaux destinés à l'impression des tissus.

!.« liquide acidulé qu'emploio M. Gillot n’est autre chose que de l'eau acidulée avec de l'acide nitrique. Ce liquide doit être essayé à chaque opération, au moyen d’une pierre lithographique sur laquelle on jette quelque# gouttes. Par le dégagement, plus ou moins rapide, des bulles de gaz acide carbonique qui se trouvent alors formées, il ost facile de juger du degré de force du liquide.

Ou commence d'abord pur une morsure très-légère, et cette morsure en destinée à attaquer seulement les petites parties blanches qui existent dans les teintes les plus foncées. Pour la faire, on fait basculer successivement U cuve pendant un temps plu# ou moins long, et on achève l’extraction des sels formés par l'action de l'acide nitrique au moyen d’un blaireau. Ordinairement cette première morsure exige un quart d'heure environ. Quand on a jugé la morsure de ces parties claires dos teintes foncées suffisante, on retire la planche de la cuve, on l’essuie, puis on la sèche et ou la place au-dessus d'un gril échauffé en dessous au moyen de poussier de charbon en flatn nié, qu'on a soin de répartir également unis de Ja cendre chaude. Sous l'influence de cet échauffement, la légère couche de résine répandue Bur le dessin se fond doucement, ainsi que l'cncre, et se déverse dans toute# le» petites cavités formées par cette première morsure. Toutefois, comme cette couche n’est un pea épaisse, que sur les noirs vifs et les teintes très- foncées, ce premier échauffcment ne bouche quo les petits points clairs qui *e trouvent an milieu dcccs teintes. Aussitôt que ect effet est produit, lg planche est retirée do dessus le gril et refroidie à l'air libre; après quoi, on l’enerts parfaitement avec le roulenu lithographique, comme si

on devait en tirer une épreuve. On recommence ensuite a la saupoudrer de fleur de résine pour la mettre en état de subir une nouvelle préparation.

Cotte nouvelle préparation doit attaquer les teintes un peu moins foncées du dessin, et en couséquence elle doit être nu peu plu# énergique L’opération, d'aillours, se conduit exactement comme la première fois; seulement le degré d’éehauflement de la plaque, quand elle est placée sur le gril, doit être un peu plus élevé; et, comme le dessin lui-même est plus chargé d’encrë et de résine, la fusion de la couche s’étend davantage, ce qui bouche des cavités ménagées dans la première opération.

Après avoir de nouveau encré le dessin et l’avoir saupoudré, pour ln troisième fois, de fleur de résine, on commence la troisième morsure, qui provoque un nouvel échauffemcnt do la plaque, puis une nouvelle fusion de la couche protectrice, et on commence de la même manière quatre, cinq, six, sept morsures, jusqu’à ce que le dessin ne présente plus qu’une masse noire uniforme, sans distinction do demi-teintes. Alors on préparo 1a plnncheavcc de l’eau acidulée très-fortement (une partie d’acide sur douze d’eau) qui creuse définitivement les partie» complètement blanches. Cette dernière préparation se fmt toute seule et dure trois quarts d’boure.

Quand les blancs occupent sur le dessin une sarfaco un peu large, on le# recouvre de gomme laque liquide | avant la première opération, afin de maintenir davantage la force de l'acide et de donner du soutien au rouleau typographique, lorsqu’on encre la planche' après chaque morsure. On découpe ensuite ce# parties à la scie, avant d’appliquer sur boi# la plaque de zinc qui est devenue un cliché.

Maintenant on compreudra quel soin il faut apporter à l'action du mordant pour que toutes les ligne# délicate*, les teintes faibles et les parties fines d'un dessin soient suffisamment ménagées, et c’est en cela surtout que M. Gillot a fait preuve d’une habileté rare.

C’est surtout à la reproduction des cartes géographiques en relief, dont la gravure sur bois est longue, difficile et coûteuse, que ce procédé a été appliqué avec succès ; il a fourni, dans quelques cas, dos résultats assez remarquables.

GRAVURE AU GAZ. Noub avons expliqué à l’article gravure et impression si’ R ÉTOFFES les divers procédés employés pour la confection dos planche» en relief employées pour l’impression. Nous avons fait apprécier les grands avantages do l'introduction des cliché# pour multiplier les sujets qui se répètent dans nn dessin et pour obtenir une production rapide t-l économique, en remplaçant le» petites planches par des planches do grande étendue pouvant se monter sur des perrotincs ou machines analogue». Nous décrirons ici des perfectionnements apportés aux procédés de fabrication des matrices en bois debout, qui permettent d'obtenir de très-élégants produits, avec une dépense relativement minime.

On a d’abord imaginé d’exécuter les matrices en bois debout, par le refoulement des fibres à l’aide d'une série d’outils enfoncés à la main, chacun d’eux représentant un détail de dessin à reproduire. Si ce mode permet de produire nn plus grand nombre de planche», avec une somme moindre d'adresse personnelle, puisque l'habileté du graveur est concentrée sur la production des outil# partiels ou matrices, il laisse encore le succès du travail a la merci de l’habileté manuelle des ouvriers chargé» de manoeuvrer ces outil# compresseur», et la durée d'exécution reste encore considérable. On comprend que les matrices ainsi obtenues servent de moules pour la production d’un cliché en métal.

L'art de la gravure des planches d’impression dea tissus était arrivé à ce point lorsque, vers 484^, M. Schultz, dessinateur de Paris, Importa en France

HÉLICE

I1ÉLICF.

l'idée d'origine anglaise de la machino dont nous allons j donner une description. L’appareil fut construit à Paris ! et fonctionna à Puteaux chez MM. Bernoville, Larsonnier et Chesnet. On doit croire que les essais furent | peu heureux, ou tout au moins que la machine con-- «truite sur le9 indications de M. Schultz était bien imparfaite, car le procédé de gravure qu'elle réalise ne fut pas apprécié à Mulhouse dans les quelques ateliers où on tenta de l'introduire. „

MM. Heilmann frères ont repris les essais qui jusqu'alors avaient été infructueux, et c’ost à leur constante persévérance, à leur étude approfondie du procédé qu'on doit la réalisation d’un système dont les résultats sont extrêmement remarquables. Voici en quoi il consiste : Une morlaiseust à pédalt donne le mouvement à un outil tranchnnt de forme quelconque, mais répondant à un détail du dessin voulu. Les dimensions de cette raortaiseusc sont plus réduites encore que colles de lu plus petite des machines analogues usitées dans les ateliers de construction ; cependant les dispositions essentielles sont les mêmes. Un tnhc à deux branches lance constamment doux jets de gaz convergents dans la direction de l'outil qui , sous l’action de la Homme, s’échauffe rapidement pendant sa marche. Le bois dessiné qu’il s'agit de graver en creux est conduit à la main et reçoit l'action de l'outil. Échauffe k une température déterminée, celui-ci pénètre le bois à une profondeur constante en le brûlant, et produit ainsi un creux dont les contours ont nne netteté et une régularité remarquables. On arrive , de la sorte, b produire, en doux ou trois jours au plus, une planche ou une matrice qui exigeait souvent un mois dans le système du bois avec cuivre implantés en relief, et une semaine au moins avec la mélbodo de gravure en creux par compression du bois.

I Le hois soumis au travail de la mortaiseuse doit être préparé d’une façon spéciale, dans le Lut d'empêcher ] les fendillements sous l'action de l’outil brûleur et de I la flamme du gaz. On prend ordinairement du tilleul do choix, et la préparation consiste daus une mise au four conduite avec les plus grands soins.

Les matrices obtenues à la mortaiseuse servent à la production de clichés qu’on obtient en coulant dans cette matrice en bois un métal dont voici la composition :

Plomb 4 /.I

Bismuth 4/3

Zinc 4/3

Antimoine. ...... 4/20 du tout.

Cet alliage, qui doit au zinc et k l’antimoine nno dureté très-convonuble, donne des empreintes d'une grande finesse.

Le bois brûlé en crenx est recouvert et comprimé par un bois dressé muni d'une sério de rainures, lesquelles sont destinées û distribuer lo métal liquide et communiquent avec un orifice ou jet principal qui reçoit l’alliage en fusion.

Les clichés ainsi obtenus, après avoir été assemblés et fixés sur un bois pour former la planche d’impression , doivent être soumis à un dernier travail qui est le rabotage. Pour cela, on verso sur la planche de la colophane en fusion qui remplit toutes les parties creuses du cliché d’assemblage. Ainsi garnie, la planche est soumise à l'action d'une machine a raboter.

La colophane ayant été dissoute ensuite pur l'essence de térébentine, la planche est prête à fonctionner; elle exige à peine une révision et un travail de grattoir vertical à la main pour faire disparaître quelques imperfections do détail.

HÉLICE. Les grands avantages qu'a présentés l'em- I ploi de l'hélice dans la navigation k vapeur, de cet opé- j rateur entièrement plongé dans le fluide, ont fait de l'étude des formeA les plus con vonables b donner àl’hélice une des plus intéressantes questions qu’on puisse se proposer. Ajoutons que c’est une des plus difficiles par suite du petit nombre de données dont on dispose, par l'ignorance où nous sommes de la manière dont l’eau 6e comporte sur les palettes do l’hélice ; comment se produit l'entrainement croissant avec la vitesse, comment l’eau arrive par le centre du propulseur et s'écoule, vau déjà animée de vitesses variables en raison de son cheminement le long des façons arrière du navire.

Les résultats d'expériences tentées eu modifiant les formes et dimensions de l’hélice sous l’influence des notions fondamentales admises généralement sur la résistance des fluides, en cherchant, par exemple, à faciliter l’entrée et à diriger la sortie de l’eau, ont tontefois fourni des éléments importants qui, s’ils no permettent pas de fixer, pour chaque cas, la forme’, les dimensions et les vitesses les plus convenables, permettent cependant d’en approcher et d’arriver dans la pratique à des résultats satisfaisants.

L’hélice, dans sa donnée première, est une vis à un ou plusieurs filets, qui, mue dans l’eau avec rapidité, trouve dans l’inertie de celle-ci une résistance analogue à celle qu’elle trouverait dans un écrou métallique ; d’où résulte la progression, lo mouvement en avant du navire qui la porte. La condition essentielle de l'emploi

I de l’hélice est donc uné vitesse assez grande pour que ■ l’eau résiste, malgré l’extrême mobilité de ses molécules ; et comme d’ailleurs elle communique nécessairement une vitesse aux molécules liquides qui choquées i ne peuyent.rester immobiles, il est bien clair que toute la vitesse imprimée dans le plan perpendiculaire à Taxe do l’hélice correspond à un travail consommé inutilement pour la propulsion, tandis que toute celle parallèle au mouvement du navire est utilisée, en ce sens qu’elle est la réaction qui correspond à l’impulsion communiquée au corps flottant

Comme c’est évidemment par suite de l'inclinaison de son plat) incliné autour de l'axo que l'hélice opère, que la régularité de cette inclinaison, tout à fait logique quand il s’agit d'une vis dont les filets doivent se succéder dans le même chemin, n'a plus de raison d'être lorsque l’action doit se produire ù diverses distances do l’axe sur do l’eau animée de vitesses différente», on en est venu à adopter des surfaces hélicoïdales diversement inclinées, et k remplacer l’hélice par des palettes hélicoïdales séparées, laissant par -suite une entrée plue facile à l’eau qu'un filet continu.

Passons en revue les éléments do l’hélice et les résultats de l'emploi des principaux systèmes , savoir : le nombre dos bras, le diamètre et la longueur, la surfuce agissante des palettes, le pas, lo recul et la force motrice utilisée. Nous mettrons à profit, pour l’évaluation de l’ influence de ces divers éléments, d’intéressautes expériences dont M. Taurines, l'ingénieux in-

hélice.

HÉLICE

venteiir il*un dynamomètre, vient de publier les rfeul- I tat». Ce sont leu seule*, à notre connaissnnrc, qui | soient faites dans des conditions scientifique;», à .-avoir avec l'interposition de deux dynamomètres donnant l'un la mesure du travail réellement transmis à l'hélice, et l'autre la mesure de la poussée de l’hélice, c'est-àdire de lu résistance' du bateau, qui, multipliée par le chemin parcouru, donne exactement le travail utile. Le rapport entre ces deux quantités de travail donnait exactement la valeur mécanique du propulseur.

11 est sans doute fort regrettable que ce* expériences n'aient porté que sur des hélices de petite dimension, mais les résultats qu'elles fournissent sont encore trèsprécieux, et ne sont on contradiction avec aucun des résultats de la pratique.

4° Nombre de brat. — Depuis l'invention de l’hélice, deux principes sont en présence : celui d’après lequel l’hélice reste toujours a son poste, et celui d’après lequel, lorsque le bâtiment veut naviguer à la voile seulement, elle est remontée au-dessus de la surface de l'eau pur un puits disposé h cet effet. Le premier système est applicable aux bâtiments où la vitesse est la première nécessité du service qu’ils ont à accomplir ; dans ce cas, lorsque cependant ils voulent se servir des voile» seule», l'hélice est affolée, et quand la vite<»e donnée par le vent est suffisante, elle tourne par l'effet seul du sillnge du bâtiment ; toutefois, lorsque ce sillage est au-dessous de trois à quatre nœuds, il n'est généralement plus assez puissant pour vaincre l'inertie do l’hélice, pour la mettre en mouvement, et elle oppose alors, dans son immobilité, une résistance qui réduit considérablement la vitesse.

Dans le second système, on est réduit à employer de» hélices à deux branches seulement, nfin de n'être pas forcé do donner ati puits j>ar où clic» doivent remonter une dimension exagérée, nuisible à la solidité que réclame l'arrière du liâtimcnt, surtout lorsque, comme h bord des bâtiments de guerre, cette partie doit jorter do l'artillerie. Cetto hélice, généralement adoptée en Angleterre, produit beaucoup de secousses, son action étant interrompue périodiquement à chaque tour, lorsqu'elle vient se cocher derrière l'étambot.

Dans le» exjiériences dont nons avons parlé, tandis que les hélice» a deux brandies donnaient, pour le rapport du travail utilisé au travail dépensé, U, 57, celles à quatre ailes donnaient 0,63.

Hélice Sol lier. — Comme les hélices à quatre branches sont celle* qui jusqu’à présent ont sein blq donner les vitesses lus plus avantageuse», M. Sollier a essayé de vaincre la difficulté, en imaginant une hélico qui réuuit l'avantage d'être à quatre branches à celui de pouvoir être remontée par un puit# «le dimension ordinaire. Son système se compose do deux hélices à deux branche# qui, au moyen d’un mécanisme qui se meut k l’intérieur du bâtimeut, peuvent k volonté, ou se disposer eu croix et faire l’effet d'une hélice à quatre branches, ou bien se placer l'une sur 1'uutro, et ne former qu'une Indice à deux branches, qui peut alors se remonter par le puits.

C'e système d'hélice a fonctionné d’une manière satisfaisante à bord du vaisseau de reut canon* l'Aueterlitz ; mais on ne peut se dissimuler que ce système, s’il est ingénieux, n’en est pas moins compliqué. Tous les mouvements qui ee passent dans l’can, là où il est difficile d'atteindre, doivent être simples, et nous craignons que l'hélice de M. Sollier n'ait pas tout k fuit cet avantage. - > -

H é line .Von 71 ii. — Celle proposée par M. Mangin, ingénieur de lu marine, con»i*te dans la réunion de deux hélices ordinaire# à deux ailes. Cos deux hélice» , coulées d’une seule pièce, sont placées à 50 centimètres environ l’une en avant de l'autre, de ma-

nière k n’avoir qu’une seule et même projection, sur le plnn vertical latitudinal du bâtiment. Il résulte de cette «lernière disposition que la largeur nécessaire du puits de remontage de cetto hélico est moindre que celle nécessaire au puits ordinaire d une hélico à deux aile», puisqu'alor* chaque aile n'a plus besoin d’avoir un si grand développement. Cette circonstance est fort importante #ur les vaisseaux do ligne, dont les sabords de retnil te doivent être tenus aussi dégHgés que possible. Los résultats présentés par l’hélice nouvelle ont été assez favorable» pour que la commission chargée de le# constater ait reconnu que l’hélice Mangin donnait, h la traction au point fixe, des chiffres un peu supérieurs k ceux de l’hélice ordinaire ; qu'en marche, pour un même nombre de tours des machines, elle donnait des avances par tour, des recul# et des vitesses identique#, et que, pour obtenir ces résultats identique», elle dépensait une quantité de travail un peu plu* forte que l’hélice ordinaire.

Un fait remarquable et inattendu a été constaté, savoir : cotte héliee a fait disparaître à peu près complètement les trépidations À l'arrière du bâtiment.

Dan# le cours de la navigation du Phlé<iéihon, de 400 chevaux, le# avantages de l'hélice Mangin n’ont ! pas tardé à se manifester. Les ailes de cette hélice ne I dépassent que de 0"»,43 les étarabots, lorsqu'elle est placée verticalement au repos ; le bâtiment peut ainsi uaviguer et manœuvrer à la voile sans perte de temps, sans avoir à rentrer son hélice, et être toujours prêt à remettre en marche à la vapeur.

Le puits se trouvo alors réduit à des proportions restreinte», qui n’ôtent plus rien à la solidité do» fuyou* arrière du bâtiment.

Kn escadre, en croisière, dans toutes les circonstances qui demandent l’économie du combustible et la rapidité des mouvements, l'hélice Mangin ponnet ainsi de passer instantanément du la vapeur à la voile et do la voile à la vapeur, sans Hvoir absolument hennin do remonter ou d’affoler l 'hélico, en conservant au bâti-* ment toutes ses qualités.

L'hélice Mangin semble ainsi d’une application appropriée aux bâtiments de guorre, en ce quelle permet de coucihor le puit» avec la solidité de construction, et la voile avec la vapeur, sans rien Oter aux qualités essentielles du bâtimeut dans ces deux conditions.

3° Diamètre de l'hélice . — Cette dimension est déterminée pur le tirant d’eau du navire, l’hélice dovant être noyée sous une épaisseur d’eau de U°».r>0 au moins. Un admet assez généralement que l'on doit donner à l'hélice toute la grandeur possible, d'après le travail moteur des machines, afin de la faire agir sur une masse d'eau considérable, qui no prenne pas facilement un mouvement giratoire qui annule l’action du propulseur. Dans les expériences de M. Taurines, le diatnètre variant de 0,47 à 0,64, le coefficient d'utilisation a varié de 0,55 à 0,73.

3" Aire de i hélice. — Dans les expériences nomhreusca faites sur de# hélices variée», et, par suite, on peut diro, pour tons les cas sensiblement, les expérience» relatives à l’aire de l'hélire ont donné des résultats trèsnet», qui indiquent bien la nécessité de laisser l'eau arriver facilement sur l’hélice et l’abandonner de même, avec un minimum de porto de travail. D'après J . lkmrnc, si on compare le disque entier de l’hélice, la surface du cercle décrit par l'extrémité de ses ailes, à la sur face résistante du navire, le rapport doit être de 4 à 3, et la surface projetée des ailes ne doit occuper que $ delà surface totale du disque, quel que soit leur uomhre, les intervalles entre les aile# correspondant aux Cette dernière conséquence a été mise en lumière par les expériences de M. Cavé, qui a vu les vitesses croître avec une même hélice, lorsqu’on diminuait la surface

HÉLICE

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des ailes jusqu'à ce qu’on eût atteint cette proportion, i tandis que la vitesse diminuait lorsqu'elle était dé' I passée. Toutefois, cette limite parait répondre à une i vitesse de rotation très -grande ; dans le plus grand ' nombre de cas, la surface de l'hélice doit dépasser cette limite.

4° Pas de l'hélice et recul. — Le pas de l'hélice ou la distance de deux points situés sur une même génératrice du cylindre de deux spires consécutives ( en supposant continu le filet de vis auquel appartient la palette de l’hélice) çst la mesure de l'inclinaison de l'hélice sur ■ Taxe, puisqu'on a i it r tnng. * — p (r rayon, a inclinai- ! son. p le pas ) dans tout plan incliné.

Le rapport correspondant à un angle do 45' est souvent employé en Angleterre par lu majeure partie des constructeurs. En France et en Amérique le rapport employé correspond à une inclinaison de '10*, d’après M. (ioudry. On ne peut guère déduire de là aucune règle générale, car il est impossible do rien conclure j de la forme de l'hélice, si l’on ne tient pas compte en même temps de la vitesse avec laquelle elle est mue, et qui est, comme nous allons lo voir, très-différente dans les divers cas. Il faut aussi remarquer que la variation d'inclinaison de» parties diverses des palettes les fuit appartenir à plusieurs spires hélicoïdales, dont lu valeur moyenne est assez difficile à estimer.

J/j pas de l’ hélico devrait être la mesure de l’avancement du bateau pour chaque tour ; ainsi, si une hélice a 5 mètres de pas et si elle fait deux tours par seconde, le bateau devrait filer 5x2 = 10 mètres par seconde, si l'hélico fonctionnait comme dans un corps solide. Mais à cause de la mobilité des molécules liquides, la progression du bateau est moindre que celle déterminée théoriquement ; la différence est ce qu’on appelle le recul de-la vis.

Calcul des effets de l'hélice. — Ce n’est que pour expliquer les effets de l'hélice dans l’eau qu’on suppose qu'elle agit comme une vis qui s'avance dan» le bois. Si la vitesse était pour ainsi dire infinie et non pas seulement de 7 ou 8 mètres par seconde, la transmission du mouvement de l’hélice à l’eau n 'aurait pas le temps de s'effectuer; mais ce qui serait vrai d'une vitesse do 200 à 300 mètres pur seconde, comme celle de la balle de fusil qui traverse une porte sans la luire remuer, n’est pas applicable à la vitesse si inférieure de l’bélice. On peut, pur suite, établir les calcula de l’hélice, en admettant qu'elle agite l'eau et commmunique sa propre vitesse aux couche» qui vieunent en contact uvec elle, de lu même manière quu cet effet se produit par uuo surface pluue qui se meut en ligne droite, c’est àdire en tenant compte de l'inflexion dus filets fluides qui s'écartent des bords.

Le recul, qui est le mode habituel d’estimer la perfection de l'hélice, se rapporte seulement à L'action exercée sur l’eau et indique pour un mémo rapport de travail moteur et de travail résistant que le déplacement de l’eau se fuit d’autant plus facilement, occasionne d'autant moins do résrstance que ce recul augmente. lai grandeur de celui ci no prouve pas absolument que le travail moteur soit mal employé ; c’cst lo travail utile obtenu pour un mémo travail moteur, la grandeur de la vitesse imprimée à tin mémo bateau pur une même consommation, qui est lo vrai moyen de comparaison , bien qu’il soit vrai, en général, que la meilleure utilisation correspond à un moindre recul.

La meilleure hélice est évidemment celle qui imprime à la moindre quantité do liquide un mouvement giratoire, complètement inutile pour la propulsion ; qui produit peu de tourbillonnement», de communication du mouvement circulaire résultant surtout d'un écoulement difficile de l’eau ; qui imprime il une masse d'eau mue en ligne droite, dans une direction opposée a celle du navire, un minimum de forces vives.

L'équation compléta de l'hélice, c’est-à-dire la formule qui permettrait d’obtenir l’expression du travail utile que peut fournir une hélice (variable avec lo navire qui la porte, dont la résistance variable pour chaque vitesse détermine le nombre de tours par minute), ne saurait être obtenue dans l’état actuel de la science, à cause de la loi inconnue, suivant laquelle les filets liquides s'infléchissent sur une surface qui agit sur elle. L'équation du travail absorbé par le fluide peut, au contraire, être obtenue facilement et fournit un guide précieux pour discuter les résultats de l’expérience. Cherchons comment il est possible de l'établir, remarquant que l’impulsion qui meut le navire est égule à la réaction qui donne à l’eau un mouvement do direction opposée. Le mouvement giratoire de l’eau est presque lu seul produit lorsque la surface de l'hélice ou plutôt son action est très-petite relativement à la résistance du bateuu.

Soit V la vitesse du bateau, M le maître-couple immergé, K lo coefficient de résistance correspondant aux formes du navire ; la résistance qu’il oppo»e au mouvement est KMV* et le travail résistant pur seconde KM V*.

Foit v la vitesse de l'hélice supposée constante, telle que pour un point situé à une distance r de l’axe c = r«, tu étant une vitesse angulaire constante.

L'hélice étant formée par l’enroulement autour du cylindre d’une ligne droite taisant un angle x avec la perpendiculaire aux génératrices, par l'action de rotation du cylindre dan» l'eau , pour un tour, toutes les molécules d'eau rencontrées par le plan incliné élémentaire sont déplacées suivant la ligno du mouvement d’une quantité égale au pu». Mais l'hélice tout entière étant entraînée par le bateau, il faut en déduire la vitesse de celui-ci, c'est-à-dire que l'action sera nulle pour le point donnant r tnng. a = Y, et quo l'eau parcourra un chemin en ligne droite, en minou de la valeur de e tang. « — Vours tang. * — V.

Soit p le rayon du centre d’impulsion de l'hélice, le point par lequel passe la résultante de toutes les pressions Mtr l'eau parallèle» à l’axe du navire, R le rayon extérieur de l’hélice, icR* sera le cercle d’action de l'hélice, la base du cylindre d’eau qui sera mise en mouvement par la surface hélicoïdale, cylindre dont la hauteur sera lu vitesse V du navire, car il e»t clair que si cette vitesse était nulle, ce serait toujours la même tranche qui serait agitée ( s’il no se produisait une aspiration par le centre, due nu second élément dont nous parlons ci-nprè»), et que lu majeure partie recevra l’action de cette surface hélicoïdale, puisqu’elle se meut plus rapidement que le bateau. Nous multiplierons l'expression de ce volume par un coefficient K* pour tenir compte de l'eau non agitÿe, et K’«!l*V deviendra l’expression du volume d’eau soumis directement à l’action de l’hélico.

Iji force vive du liquide qui sera mis en mouvement parallèlement mu mouvement du bateau sera donnée pur la formule

Tu = K’-— — (pu tang. a — V}1.

Iji valeur de K', qui entre dan.» cette expression, pourrait être déterminée expérimentalement, puisqu'un peut connaître la poussée de l'hélice égale à la réaction du liquide.

Outre cet effet, d’après le mode d’action de l'hélice, une partie du liquide doit prendre un mouvement giratoire, en glissant le long des aile* sou» l’influence de la force centrifuge. Sous l'action de l’hélice l'eau prend à lu fois les doux vitesses, comme lo montre la forme conique de l'eau qui est chassée par l'hélice en mouvement Elle possède, quand elle quitte 1 Indice, au moins en grande partie la vitesse de celle-ci , et si

HÉLICE

nous appelons p' m la vitesse moyenne de la masse, nous aurons pour la force vive correspondante, tant 1 pour le mouvement giratoire que centrifuge :

Tp = K” (p* -+■ p’*} w*i et enfin le travail moteur total consommé par le liquide sera : T=KMVM-^j^K'(P» tan *-V)«+K"(f' '+=’*! «• ]

en ajoutant aux termes précédent* le truvail correspondant à la progression du bateau pour avoir l'effet total produit par les machines sur le liquide dont l'inertie, en définitive, consomme tout le travail moteur. ,R*V

Cest h accroître K ( p« tang. x — Y) et par

suite la valeur des premiers termes de l’équation, en diminuant celle du dernier, que les constructeurs doivent s’appliquer ; nous allons indiquer les travaux faits dans le but d’atteindre ce résultat, en discutant les divers éléments qui entrent dans les formules.

Je ferai d'abord remarquer que lorsque l’hélice se meut rapidement wms que le bateau change de place , il so produit un mouvement d’aspiration par l'effet de la force centrifuge qui amène de l’eau sur l’hélice, et entraîne, sans production de travail utile, une consommation considérable de trnvail moteur. Cet effet, qui n’est pas représenté explicitement dans les formules, qui répond à des valeurs particulières que prennent alors les coefficients K’ et K'\ est un des plus importants à considérer dans l'emploi de l'hélice. Tandis que les roues se meuvent lentement lors de ln mise en marche d'un bateau muni do ce propulseur, au contraire, sur un navire à hélice, la machine tend à s'emporter au départ, k projeter l'eau en cascade. Ceci serait do peu d'importance, si cet effet ne m produisait qu’au départ ; mais il tend à se manifester d'autant plus que le navire a plus de peine è marcher, qu'un vont duhout s'oppose à son mouvement, que V est nécessairement trèfi-petif. Dans ces cas, tout le travail de In machine s'épuise d’une manière coûteuse à produire un mouvement giratoire do l’eau parfaitement inutile. Ceci montre lu nécessité de naviguer avec l’hélice comme avec la voile, c’e4-à-dir« de louvoyer par vent contraire, sans pouvoir marcher vent debout comme le fait lo bateau à roues. C'est là le seul point de supériorité du bateau il roues, ce qui le fuit préférer pour le service postal; c’est encore la cause principale des grands résultats que doit fournir la réunion sur un même navire des deux moyens de propulsion, comme je l'ai indiqué

à l'art. BATEAU A TAFEt'K.

Coefficient K’. — Pour que le coefficient K’ soit le plus grand possible, il faut que l'eau arrive facilement sur l'hélice et qu’elle l'abandonne facilement dans lu direction du mouvement; autrement elle est entraînée dans le mouvement giratoire. Cet effet est obtenu en laissant entre les ailes de l’hélice un espace suffisant en raison do leur inclinaison; d'uprès les résultats d’expérience^ il fie fftut pas que la projection de la totalité de* surfaces hélicoïdales sur le cercle de base du cylindre d’eau, dépasse lo tiers de la surface de co cercle, comme nous l’avons dit.

Cette prescription répond à l’arrivée sur l'hélice d'une grande quantité de liquide pour prendre un des deux mouvements considérés. Pour faire que ce soit partout le mouvement de mime direction que celui du navire qui lui soit imprimé, il est d’autres éléments à considérer dont nous allons parler.

Valeur de R. La valeur de U ou le diamètre de l'hélice est en général lo plus grand qu’il soit possible, de manière à ce que l'hélice reste plongée do 2 ou J décimètres. Un cfTet, plus l’héliec descend dans hs fluide, plus clic rencontre des pression* hydrostatiques

HÉLICE

considérable 3 qui lui fournissent un meilleur point d'appui. Cest pour ce motif entre autres que l'hélice fournit de bien meilleurs résultat* avec les navires k fort tirant d'eau f quand le travail moteur est assez grand pour leur imprimer une vitesse notable] que pour les navires légers, et qu’on augmente le tirant d’eau à l'arrière des navires à hélice.

Valeur de f>. — L’accroissement do la valeur de p, les dispositions qui rapprochent le centre d’action ae la circonférence extérieure de l’hélice sont les plus important» pour obtenir les formes les plus avantageuses. Le pas ne doit pas être trop allongé, ce qui tend à diminuer la valeur de p. De plus, les ailes doivent, autant que le permet remplacement de l’hélice près du gouvernail, avoir beaucoup plus de largeur vers l’extrémité que vers le centre, cette dernière partie étant réduite aux dimensions nécessaires pour la solidité. En effet, en ces points, 1a valeur p tang. « — V est négative , la réaction du liquide est remplacée par une résistance. Cest à cause de l’inutilité de la partie centrale qu’on a pu avantageusement, selon plusieurs ingénieurs, remplacer cette partie par nne sphère dont partent les ailes de l'hélice. Un cône peu allongé conviendrait sans doute mieux.

Valeur de t» tang. x. — L'inclinaison de l’hélice doit varier avec la vitesse. Si on veut faire celle-ci petite, ce qui peut être nécessaire pour de très-grandes machines à action directe, dan* lesquelles de grandes masses sont c-n mouvement, il faut augmenter l’angle de l'hélice; cela n'est pas nécessaire, lorsque les machines sont divisées en plusieurs cylindres, et l'expérience montre que les résultats sont à peu près équivalents lorsque le produit » tang. a est constant, lorsque la vitesse angulaire augmente en même temps qne l’inclinaison de l'hélice diminue. Des résultats bien peu différents entre eux ont été fournis nar des hélices dont les inclinaisons variaient de 25 à 45°, les nombres de bras variant. 11 se produit probablement ici dos phénomène» de proue liquide qui accompagne l’hélice.

Coefficient K" et râleur de p’. — Pour que les valeurs de .ces termes, dont dépend la grandemr des mouvements giratoires de l’eau, soient minimes, il fant que l’hélice ait une forme courbe prononcée perpendiculairement à l'axe. L’eau quitte alors la surface avant d’avoir pu prendre le mouvement giratoire, tandis que, se succédant toujours sur la palette allongée dans le sens de l’axe, elle prend une vitesse ]»arallèle au sillage. C est ainsi qu’on peut so rendre compte des excellents .effets de l'hélice en queue de poisson de Cavé, dont le développement était de près d'une demi-ci rconféreucc pour chaque aile. Malheureusement ces hélices *e prêtent mal a occti|*cr la place qui leur est destinée sur les navires, elle* ont trop de largeur, et il semble difficile d'utiliser leur* propriétés, » moins d'en loger deux latéralement sur les flanc* arrière du bateau. Cela a déjà été fait sur de* bateaux de rivière, mais ne parait pas réalisable sur de* stoamers.

On aurait, nous pensons, partie de ces avnntagos avec dos hélice b dont les surfaces seraient disposées en marches-d 'escalier, parallèlement h l'axe de rotation, et eu augmentant ainsi, autant que possible, le chemin à jmreourir par l'eau pour prendra le mouvement giratoire, lui donnant nne vitesse inverse dans son parcours de ceHe nuisible qn’elle tend h prendre. L’hélice serait formée jio fragments de surface néliçoïdale.

Cette disposition nous paraîtrait bien préférable à celle qui avait été proposée par M. Holtn, e\ dont on avait annoncé d'excellents résultats qne la pratique n’a pas justifiés. Il pensait que par l'évidement en forme de cuiller qu'il proposait de pratiquer fi l’extrémité des hélices, il détruirait en partie le mouvement giratoiro perpendiculaire fc l'axe, et le convoi trait en uu

HORLOGERIE

autre parallèle a l'age. Ce résultat ne pouvait être obtenu par les dispositions qu'il a proposées.

IwC* rebords ou cannelures saillantes, dont on avait un moment annoncé d'excellents résultats, paraissent dissimuler, répartir dans uno masse d'eau plus considérable le mouvement giratoire do l'eau, bien plutôt que diminuer la déperdition du travail moteur qui en provient

Nous terminerons par quelques données sur l'hélice du Napoléon , navire qui a donné une utilisation tout exceptionnelle de la puissance motrice. Son pas est vuriable; la surface héliçoïdnle de propulsion so com-

pose de surfaces ayant trois pas différents :

I/ï pas d'entrée de ce» spirales est de . . 7", 30 Le pas du milieu ............ 8m,50

Le pas de sortie 9"* *40

Dans les voyages qui ont donné les vitesses les plus grandes, le Napoléon a avancé de 8m,60 par tour d'hélice (Ch. Dupin, Rapport sur l'Exposition Je Londres), c'est-à-dire que le recul a pour ainsi dire disparu, ce que l'on doit expliquer par ln grande puissance appliquée à un propulseur de grande dimension et par la perfection des formes du navire.

I>os expériences de MM. Moll et Bourgois, qui ont servi à la détermination des hélices des principales constructions de la flotte, leur ont pemfls do tracer le tableau suivant qui résume les résultats obtenus :

Table des proportions convenables des hélices propulsives.

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