CHAPITRE XI

CSÉNÉRAIilTÉS

t08 — Le principe des récepteurs hydrauliques à piston, dans lesquels la rotation disparait pour faire place à la translation rectiligne et alternative, se trouve réalisé d'une manière magistrale dans une catégorie célèbre de moteurs, connus sous le nom de machines à colonne d'eau (*). Nous leur consacrerons, en raison de leur importance, la totalité de ce chapitre, en réservant le suivant pour les autres catégories d'appareils à translation (').

La machine à colonne d'eau peut être définie d'un seul mot, en disant qu'elle est l'inverse d'une pompe ('). L'eau descend du bief supérieur dans le bief d'aval, en passant par un cylindre muni

'i H'auersautemaschine.

^ L'emploi de la translation alternative ne se prêterait évidemment pas à celui du choc, ou du principe de la réaction (n* 151). Les récepteurs de cette classe sont donc (essentiellement des moteurs à poids.

P) Ce point de vue est susceptible de généralisation. L'on peut dire, d'une manière abstraite, et sauf les difGcultés d'exécution, qu'un certain nombre, au moins, de mécanismes propres à jouer le rôle de moteur hydraulique sont capables de fonctionner «ous trois formes différentes : comme récepteur, comme élévateur, ou comme propulseur.

Admettons, en effet, que l'eau actionne par son poids un système affecté à surmonter une résistance industrielle. Si cette force antagoniste vient à se transformer en une puissance motrice, sous l'empire d'un agent distinct, par exemple d'une machine à vapeur, elle fera mouvoir l'appareil en sens contraire, et le liquide, au lieu de descendre en recueillant l'action motrice de la gravité, se trouvera remonté à un niveau supé-

d'un distributeur, qui le met successivement en communication avec les eaux motrices d'amont, ou celles du canal de fuite. Un piston s'y meut tour à tour dans les deux sens, sous cette influence alternative.

La hauteur de chute peut, avec ce récepteur, devenir aussi grande que l'on voudra, car l'eau est amenée au moyen de tuyaux qui tiennent peu de place, et peuvent se disposer en colonne dans les puits des mines pourvues d'une galerie d'écoulement (*). Dans ce cas, il convient d'installer la machine en contre-bas de cette galerie (^), afin que la résistance que l'on aura à vaincre pour relever, à ce niveau, le liquide qui a traversé l'appareil, vienne, comme un frein, amortir la force vive considérable (') due à la descente de l'attirail des pompes que le moteur est ordinairement destiné à commander. 11 est inutile de faire observer que ce mode d'installation ne saurai! théoriquement modifier la hauteur de chute (n** 195), et qu'il ne pourra exercer d'influence effective à cet égard que par un supplément de résistances passives mises enjeu.

rieur malgré la pesanteur, alors transformée en résistance à vaincre. On obtiendra, dans ces conditions, un élévateur.

Cela posé, remarquons que Ton ne saurait surmonter cette résistance sans trai^* mettre aux parties (lies de la machine, telles que les paliers des arbres tournants, p»r exemple, certains efforts qui devront être détruits par la fixité de ces organes. Hais ^i nous imaginons, au contraire, que Ton mette ces appuis en liberté, en les installant sur un flotteur, ils obéiront, dans ce cas, k la réaction qu'ils subissent, et à laquelle rien ne s'oppose plus. Le système éprouvera donc un mouvement de recul, auquel participera le navire sur lequel il est installé. L'appareil se trouvera ainsi transforme en un propulseur.

Pour éclaircir ces idées par un exemple, considérons une roue de côté radiale. Lorsque l'eau descend avec les palettes, on obtient, comme ci-dessus, un l'écepteur. Si Von actionne le système en sens contraire, au moyen d'un moteur distinct, il devient la roue élévatoire à palettes. Si enfin le moteur et l'axe de rotation sont installés sur un bateau, on réalise un propulseur : la roue à aubes.

Il en sera encore de même, en remplaçant l'eau par l'air atmosphérique. Vne même roue, quand on rexi)ose à un courant aérien, fournit un récepteur : le moulin à veni: et, si on l'actionne artificiellement autour d'un axe fixe, à l'aide d'uue machine à vapeur : un ventilateur de mines. Si enfin cet axe est porté par un ballon libre, on réalise le propulseur le plus ordinaire de l'aéronautique.

(*) Haton de la Goupillière. Court tT exploitation des mines, t. I,*p. 774 ; t. H, p. 349.

0 Dans le puits Marie de Clausthal (Hartz), la chute motrice est de 558 mètres, et la machine se trouve placée à 254 mètres en contre-bas, ce qui porte la pression statique à laquelle ont à résister les organes, au chiffre colossal de 502 métros d'eau, ou environ 60 atmosphères.

(') Haton de la Goupillière. Cours d' exploitai ion des mines^ t. H, p. 287.

Afin de réduire la valeur de v^, dans 'application de la formule générale (75), on donne au tuyau d'évacuation un grand diamètre. On prend la même précaution pour celui d'amenée, en vue des frottements (n** 76). L'on s'attache en outre à obtenir, pour le parcours, la plus grande continuité possible, afin de réduire de même le terme Y. Dans ces conditions, l'on peut obtenir un rendement de 0'",65 et même 0™,75.

t09 — La machine à colonne d'eau peut être à simple (*) ou à double effet {*). Dans le premier cas, l'eau motrice agit seulement sous le piston, qu'elle remonte dans un corps de pompe vertical, où la pesanteur agit seule ensuite pour le ramener en sens contraire. Avec la machine à double effet, la pression agit alternativement, et d'une manière identique, sur les deux faces d'un piston, mobile dans un cylindre horizontal. La tige motrice peut alors actionner un arbre tournant, à l'aide d'une bielle et d'une manivelle.

On distingue, à un autre point de vue, les machines simples et les machines jumelles. Ces dernières forment des systèmes complexes constitués par la réunion de plusieurs machines simples. On arrive, de cette manière, à diminuer l'irrégularité inhérente à chacune de ces dernières, en entrecroisant leurs diverses phases.

Les machines jumelles peuvent, aussi bien que les machines simples, être à simple ou à double effet. Avec le premier mode, deux machines simples à simple effet actionnent à la fois les bras d'un balancier, en fonctionnant à des phases directement inverses l'une de l'autre. Le moment de rotation se renverse ainsi continuellement, de l'un des bras sur l'autre. Dans le second cas, deux machines simples à double effet attaquent ensemble un arbre tour-

.') La machine à colonne d'eau à simple effet a été imaginée, en 1751, par Denisard pl de la DeuiUe (Recueil de machines approuvées par TAcadémie des sciences, t. V. — Bélidor, Architecture hydraulique, 1730). EUe a été imitée en Hongrie par \\i\\\ dix ans plus tard, et s'est ensuite répandue en Allemagne. Elle a été enfin réintroduite en France, dans les raines de Huelgoat (Finistère), par Juncker, inspecteur général des mines (Annaleê des mines, 1838).

n La machine ù colonne d'eau à double effet a été construite, pour la première fois, i Rosenheim (Bavière) par M. de Reichenbach. Elle a été introduite en France par M.Pfetsch aux mines de Varangéville (Meurthe-et-Moselle) [Annales des mines, .V série, l- XVII, p. 411).

514 MOTEURS HVDRAULIOUES.

nant, au moyen de manivelles calées à angle droit, afin de croiser les inégalités de leur fonctionnement, et de supprimer l'influence des points morts sur le démarrage.