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tube a 1 mm. 1/2 de diamètre. Ce système de tubes est fixé sur une planchette graduée qui s'oriente d’ellemême dans le sens du courant de l’eau où on la plonge; on voit alors monter dans l’un des tubes l’eau à une certaine hauteur a au-dessus de son plan d'écoulement: c’est celui qui reçoit directement les filets d’eau en mouvement; dans le second tube, au contraire, qui est dirigé en sens inverse du courant, l’eau s’abaisse d’une hauteur b au-dessous du même plan d’écoulement. Si on aspire l’eau par un robinet placé à la partie supérieure du tube, on remonte les niveaux sans en changer la différence, ce qui permet de les amener suffisamment haut pour que la lecture se fasse facilement; on peut encore fermer le robinet inférieur R et sortir tout l’appareil de l’eau pour faire la lecture. En définitive, la différence de niveau entre les tubes correspond à la hauteur où serait montée l’eau dans un tube de PIToT unique : a + b — h.

Quant à la vitesse du liquide, on la déduit de la valeur de h d’après la formule de TORRICELLI :

V2 Ant NE che où m est un coefficient particulier calculé pour cha-

que appareil par son constructeur et donné avec lui.

Le tube de RITTER, un perfectionnement du système de Darcy, se compose essentiellement de deux tubes de verre verticaux communiquant à leur partie

supérieure par un tube métallique et formant le mano-

mètre proprement dit, monté sur une planchette divisée. Les extrémités inférieures de ce tube manométrique communiquent, par l’intermédiaire d’un joint de caoutchouc C, aux ajutages métalliques du schéma de RITTER formés de deux tubes recourbés à 90°, l’un formant un ajutage dynamique qui reçoit directement les filets d’eau, auquel il est ouvert perpendiculairement, l’autre un ajutage statique dont l’ouverture est parallèle au courant d’eau. Les orifices de ces ajutages ont 2 mm. de diamètre et sont assez éloignés des deux branches verticales de l’appareil, afin d’éviter l’influence des remous qui se produisent contre celles-

RITTER a ajouté un petit manchon (M) assez long, fixé autour de l’ouverture de l’ajutage statique pour forcer les filets d’eau à passer parallèlement à lorifice, ce qui a pour effet d’éliminer l’action perturbatrice des filets obliques et, par ce moyen, d’éliminer directement la pression statique; on évite ainsi de déterminer le coefficient (m) particulier à chaque appareil (1) : il suffit d'appliquer directement la formule de TORRICELLI et des tables constituées spécialement donnent directement la formule de V en fonction de h

L’instrument se fixe, pour les expériences, à une tige de fer autour de laquelle, grâce à un système d’attache, il peut librement tourner et s’orienter de lui-

même parallèlement au courant, de façon que les ori-

MA ie

fices inférieurs se présentent toujours face au fil de l’eau.

La pression dynamique ou pression vive est donnée par l’ajutage qui reçoit directement le courant; le niveau du liquide dans le tube communiquant avec l’ajutage statique est exactement celui du liquide dans lequel l’appareil est plongé, tandis que le niveau dans le tube correspondant à l’ajutage dynamique sera plus élevé par suite de l’action de la vitesse du courant.

Une échelle en cuivre divisée en centimètres est placée entre les deux tubes de façon à permettre la lecture des hauteurs de liquide dans chacun d’eux : c’est la différence de niveau dans les deux tubes qui sert à déterminer la vitesse du courant par application de la formule de TORRICELLI.

Pour utiliser l’instrument, une fois que celui-ci est fixé dans la conduite à étudier, on ouvre le robinet inférieur E en tirant l’un des cordons, et quand le niveau de l’eau ainsi introduit dans ces tubes s’est bien établi, on tire un second cordon qui ferme le robinet. On n’a plus qu'à remonter l’instrument et lire sur l’échelle la hauteur des deux colonnes liquides h et h°.

Si on veut immerger complètement l'appareil dans l’eau, il n’y a pas à craindre de différence de pression puisqu'on peut comprimer de Pair introduit par le robinet supérieur dans les deux tubes qui communiquent par leur partie supérieure, et sont soumis à

la même pression qui s'exerce sur eux.

NT: ee

Si, inversement, l’appareil doit servir à mesurer la vitesse de l’eau à sa surface, on aspire l’air contenu dans les tubes, afin d’élever le niveau de l’eau au-dessus du robinet inférieur.

Inconvénients des manomètres.

Le manomètre ordinaire à eau, quel que soit son système et la précision à laquelle on atteigne, n’a pas la même sensibilité pour les différentes vitesses de liquide; l’instrument devient peu précis lorsqu'il s’agit de mesurer des vitesses inférieures à un mètre par seconde; ces imperfections ont conduit M. ToUPLAIN à construire un manomètre à double effet, qui fonctionne indifféremment comme manomètre ordinaire ou différentiel : il possède donc, dans tous les cas, une grande sensibilité et permet d’amplifier à volonté la mesure de h en choisissant convenablement les liqui-

des manométriques (1).

LE MANOMÈTRE A DOUBLE EFFET 1° Principe du dispositif différentiel.

Qu'on retourne un tube en U de telle sorte que ses extrémités plongent respectivement dans deux vases remplis d’eau, dont les niveaux soient sur un même

plan horizontal AB ; si la partie supérieure du

(1) Cf. ToupLain, Les déterminatlions physico-chimiques à effectuer sur le terrain, chez Lafolye, à Vannes, 1926, pages 9 à 15.

LRRRINES

tube en U porte une tubulure à robinet, on peut y verser un liquide plus léger que l’eau, qui se répartira de chaque côté du tube et restera au-dessus de l’eau dans chacune des deux branches. Par aspiration et par l'intermédiaire du robinet précité on soulèvera l’eau et le liquide plus léger jusqu’à ce que celui-ci dépasse le robinet. La pression étant la même de chaque côté du tube, la ligne de séparation des liquides du manomètre se trouve au même niveau : c’est ce dispositif qui constitue un manomètre différentiel à deux li-

quides.

Si on exerce une pression (P) à la surface de l’eau d’un des deux vases et une pression (p) à la surface du second vase, il se produit une dénivellation du plan de séparation des deux liquides contenus dans les deux branches.

Soient :

h — la différence des niveaux, elle correspond à la différence des pressions (P — p). D’après la formule établie pour les manomètres différentiels, on sait que h est.proportionnel à (P — p) et inversement proportionnel à la différence de densités (D — d) des liquides,

ou h —= (P—p) : D—d)

Dès lors, si : D est la densité de l’eau,

d celle du second liquide plus léger, on peut se rendre compte de la sensibilité que l’on

AAC

peut donner à l’instrument par le choix du second liquide manométrique. Plus la valeur de d se rapproche de D, plus on augmente la valeur de h pour atteindre à la limite maximum D — d, ou h — , c’est-à-dire qu'on arriverait au siphonage des liquides manométriques (1).

Description du manomètre différentiel. — Cet appareil se compose d’un tube recourbé à deux branches ayant 7 mm. de diamètre intérieur et environ 37 centimètres de longueur; ce tube porte de chaque côté :

1° à la partie inférieure, deux petites ampoules de garde a et b de 15 mm. de diamètre;

2° à la partie supérieure, un robinet à trois voies R qui permet de faire communiquer le tube avec deux petits réservoirs À et B d’une capacité de 40 cm° terminé par un goulot dans lequel on peut fixer un bouchon traversé par un petit tube de verre.

Cet appareil, complètement en verre, est fixé sur une planchette qui porte :

1° deux réglettes fixées, l’une à droite, l’autre à gauche du tube manométrique, divisées de bas en haut

en millimètres et qui servent aux lectures lorsque lPap-

(1) Soit l’eau de densité D = 1 et comme liquide différentiel le pétrole d = 8 1 = y ———— = h 0,2 autrement dit, pour une différence de pression P — p = 1 cm,

le pétrole donne une amplification de 5.

ET De

pareil fonctionne comme manomètre ordinaire à eau;

2° une réglette, placée entre les deux branches du

tube en U, est utilisée pour les le

ctures différentielles.

Les divisions sont espacées plus ou moins, selon les liquides employés et donnent directement la valeur de h en millimètres. Enfin, ce manomètre est relié par ses extrémités a et b au dispositif des tubes statique et dynamique de RITTER.

Fonctionnement du manomètre différentiel. — Lorsqu’on désire mesurer la vitesse d'écoulement d’un liquide, le manomètre est fixé bien verticalement, et les extrémités sont reliées à l’aide de tubes de caoutchouc aux deux tubes de Ritter que l’on plonge dans l’eau à étudier. Ici, deux cas peuvent se présenter.

Premier cas : Vitesse supérieure à 1 m./sec. — Le robinet R est manœuvré de façon à isoler l’ampoule B et à mettre en communication l’ampoule À avec le tube manométrique. On aspire l’eau dans le manomètre au moyen du petit tube placé dans le goulot de A, de telle sorte que le robinet R étant fermé les niveaux dans chaque branche du tube soient autant que possible équidistants du centre de l’échelle manométrique.

La différence entre les divisions lues à droite et celles lues à gauche donne la pression vive en hauteur d’eau À correspondant à la vitesse d'écoulement du liquide en mouvement.

Il faut faire attention à ce que les gaz contenus dans l’eau peuvent gagner la partie supérieure du manomètre et faire baisser les niveaux, qu’il suffit de remonter en aspirant l’eau par le tube fixé à l’am-

poule À.

ne

Deuxième cas : Vitesse inférieure à 1 m./sec. — L'appareil fonctionne alors comme manomètre différentiel; à cet effet, au moyen du robinet à trois voies R, on isole l’ampoule A, puis on aspire l’eau par l’ampoule B jusqu’au dessus de la naissance du robinet qu'on ferme aussitôt. On verse dans B le liquide différentiel (éther de pétrole coloré en rouge par une matière colorante quelconque extraite des goudrons de houille et soluble dans le pétrole). Puis on ouvre le robinet R afin de faire couler le pétrole lentement de chaque côté du tube manométrique, de façon que les plans de séparation des liquides dans chaque branche du tube soient sensiblement équidistants du 0 de l’échelle centrale du manomètre.

En ce cas, on additionne les lectures faites au-dessus et au-dessous du zéro. Les divisions de l’échelle centrale donnent directement la valeur de À en hauteur d’eau, mais, bien entendu, avec amplification.

En résumé, le manomètre différentiel à deux liquides a l’avantage, outre la facilité de son fonctionnement et le peu de calculs qu’il exige, de permettre la mesure de toutes les vitesses de l’eau : aussi at-il rendu de grands services et a-t-il été fréquemment employé à Aix avant l'installation des appareils enregistreurs.