ÉLÉMENTS DE LA CONSTRDCTION

Longueur

Largeur

Profondeur

Dénivellation. . . .

Diamètre des pistons Pression

ANDERTON

FONTINETTRS

Vers la fln de la course de l'appareil d'Anderton, le bac descendant s'immerge dans le bief inférieur. Il perd donc de son poids, l'équilibre est détruit, et le système ne pourrait achever seul le trajet. Mais on interrompt alors la communication, afin de permettre à ce bac de terminer sa descente, tandis que l'eau sous pression d'un accumulateur intervient pour compléter l'ascension du bac montant. Une influence analogue se manifeste, au moment où le sas inférieur doit sortir de Teau en remontant. 11 augmente alors de poids, et l'on ne peut maintenir l'équilibre initial qu'à la condition

(') Génie civile UI, 176. — Compte rendu mensuel det séances de la Société de findustrie minérale de Sainl-É tienne^ 1870, p. 24. — Revue des questions scientifiques de la Société de Bruxelles, 20 avril 1884, p. 678. — La Houille, 13 janvier 1884. — Annales industrielles, 19 novembre 1876. — Tydschrift van het koninglyk Inslituut van Ingenietirs, 1881-1882, p. 101.

(*) Génie civil, VI, 101. — Harrand. Mémoires de la Société des ingénieurs civils, 17 octobre 1884. — Portefeuille économique des machines, 3» série, t. IX, p. 198. — La Sature,! iuiWct 1880, p. 91. — Revue industrielle, ^ octobre 1881, p. 304.

Tue écluse à ascenseur a été également établie au Great-Western-canal.

Un projet de canal de la Garonne à la Haute-Loire a été formulé par M. Barraud, à t'aide de 32 ascenseurs , destinés à tenir lieu de 320 écluses ordinaires (Génie civil, t. IV, p. 400. — Mémoires de la Société des ingénieurs civils, 18 mai 1883).

Un projet analogue concerne encore le canal de Bruxelles à Charleroi (Mémoire à l'appui du projet de MM. Glaes et Fléchet, Liège, 1880. — Revue des questions scientifiques de la Société de Bruxelles, 20 juillet 1883, p. 290).

d'évacuer une partie de l'eau qu'il renferme. Des siphons sont ingénieusement disposés à cet effet, et l'émersion du bac les amorce automatiquement.

Ces détails d'exécution ne se rencontrent pas aux Fonlinetles, où le sas descend dans une cale sèche. Mais, en revanche, il devient, par cela même, nécessaire d'apporter une plus grande précision vers la fin des manœuvres, afin d'éviter un choc final. Or, il ne faut pas perdre de vue que l'équilibre tend à se modifier peu à peu, par la sortie progressive du piston à travers sa garniture. On a corrige cette perturbation à l'aide de tuyaux articulés, qui mettent les sas en communication avec des réservoirs, d'une hauteur égale à la distance des biefs. De cette manière, au fur et à mesure que la descente du sas lui fait perdre de son poids, par l'immersion de la tige du piston, il reçoit un volume d'eau précisément égal, qui rétablit l'équilibre.

ECLUSES

J887 — Les écluses fournissent, pour l'élévation des bateaux, une solution qui est devenue classique, bien qu'inférieure théori-

Fig. 1$2. — Écluse (plan horizontal).

quement à la précédente ('). Pour établir la communication entiv un bief supérieur A (fig. 182) et un bief inférieur B, on les relie

(*) Les écluses ont été imaginées en 1480 par Léonard de Vinci, et appliquées pour la première fois en France au canal de Briare [Esiai sttr let œuvres phyâico-mathématiques de Léonard de Vinci^ lu par Venturi à TJnstitut en 1797).

par un compartiment spécial C appelé sas y que Ton mettra sucressivement en rapport avec chacun d'eux, au moyen de portes de flot D, E. Ces portes sont arc-boutées Tune contre Tautrc, de manière à résister à la pression qu'elles supportent. On les soutient à la base au moyen d'un seuil busqué^ disposé suivant les côtés d'un angle obtus. Des logements sont pratiqués dans les bajoyers, pour que les portes puissent s'y effacer complètement. Ces murs portent également des rainures préparées à l'avance pour y noyer un barrage à poutrelles (p. 92, note), quand il devient nécessaire d'effectuer des réparations.

On ménage, à la base des portes d'écluses, des ouvertures rectangulaires fermées par des vannes à coulisse, ou vantelles. Quand on veut effectuer une manœuvre, on commence par soulever ces vantelles à l'aide de crémaillères et de manivelles, pour donner accès à l'eau supérieure, et rétablir l'égalité de niveau entre le sas et celui des deux biefs que l'on doit mettre avec lui en communication. On ouvre ensuite les portes, et on les fait franchir par le bateau (*). Au moyen de deux manœuvres successives, ce dernier passe de l'un à lautre des deux biefs, en traversant le sas.

L'écluse se comporte, d'après cela, comme un moteur hydraulique, à l'aide duquel on détermine l'ascension d'un poids, au prix de l'abaissement d'une certaine quantité d'eau. Cherchons à en évaluer le rendement.

!S88 — Appelons H la hauteur qui sépare les deux biefs, et V le volume du sas, ou plus exactement celui d'un prisme qui aurait pour base la section horizontale de ce dernier, et pour hauteur H. Soit h le tirant d'eau du bateau et v son déplacement^ c'est-à-dire le volume liquide qui présente le même poids. Cette quantité pouvant être approximativement considérée comme un prisme, de base peu

(') Ces manœuvres sont forcément d'une grande lenteur. Pour les accélérer, M. Welch a imaginé un dispositif qui permet de les exécuter à l'aide d'une machine â vapeur [Annales des travaux publics, mai et juillet 1881, pages 303 et 412). M. l'ingénieur en chef des Ponts et chaussées Flamant a, de son côté, appliqué à ces opérations la force hydraulique {Portefeuille économique des machines, 3* série, t. VI 11, p. 103). On s'est également posé le même problème en Amérique (Annales des travaux publics, décembre 1881, p. 527).

différente de celle du sas (*), nous admettrons l'égalité

Pour élever le bateau de ABCD en A'B'C'D' (fig. 183), il faut que la surface de l'eau EACDBF devienne E'A'C'D'B'F, et, pour cela, que le bief supérieur fournisse au sas un volume d'eau égal à l'es-

mmwmmmmmmmmmmm^mmm^m^^^^mm

Fig. 183. — Écluse (ûgure schématique).

pace compris entre ces deux surfaces, lequel est évidemment équivalent au parallélépipède rectangle EFE'F', c'est-à-dire à Y. Mais, en outre, au moment où le bateau A'B'C'D' s'engagera dans le bief supérieur, après l'ouverture des portes d'amont EE', le vide A'B'C'D', c'est-à-dire v, devra encore être comblé par une rentrée d'eau équivalente, effectuée aux dépens du bief supérieur. Ce bief a donc dû fournir en tout, pour l'élévation d'un bateau, le volume d'eau V-f-v, lequel se trouvera ultérieurement évacué dans le bief inférieur par l'ouverture des portes d'aval FF', quand on voudra procéder à l'ascension d'un nouveau bateau, et, pour cela, commencer par le faire passer à niveau, du bief inférieur dans le sas. En résumé donc, pour élever le poids du bateau qui est, d'après le principe d'Archimèdc, égal à xsv (*), on a fourni, sur la même hauteur, un poids moteur cj (V-i-v). Le rendement sera, d'après cela :

(*) Un certain jeu est, en effet, nécessaire afin de pouvoir effectuer les manœuvres, cl de ne pas trop étrangler la veine liquide qui reflue en arrière par les côtés du bateau, lorsque celui-ci abandonne le bief pour pénétrer dans le sas, ou réciproquemeul.

(^j En représentant par ci le poids spcciliquc de l'eau.

c'esl-à-dirc :

ou encore :

Or, h est déterminé, assez constant de sa nature, et peu considérable d'après les données ordinaires de la batellerie. Au contraire II dépend des conditions topographiques , et pourra devenir très important. On en doit conclure que Técluse constitue un très mauvais récepteur, lorsque l'on se place, dans l'appréciation de son utilité, au point de vue exclusif de l'emploi de la chute d'eau pour l'élévation des fardeaux.

Il est môme nécessaire d'ajouter que zjv représente l'ensemble du poids mort et du poids utile, tandis que le véritable rendement ne devrait s'apprécier que par le rapport du poids utile au total fourni ^(V-t-t), ce qui donnerait un quotient encore moins satisfaisant.

!989 — Envisageons, en second lieu, le fonctionnement inverse de 1 écluse, c'est-à-dire la descente d'un bateau du bief supérieur au bief d'aval, ou de A'B'C'D' en ABCD. On commencera, pour cela, par évacuer, dans ce bief inférieur, tout le volume compris entre EACDBF et E'A'C'D'E'F', c'est-à-dire encore V. A la vérité, lorsque le bateau franchira les portes d'aval FF', il s'opérera une rentrée v au détriment de ce bief. On ne lui aura donc fourni, en définitive, que V— v. Mais l'écluse ne s'en présente pas moins sous un jour encore plus défavorable que dans le cas précédent, puisque, sans aucune élévation à produire, on se trouve conduit à dépenser une certaine quantité de fluide moteur, à savoir le volume d'eau n (V — v), ou la somme d'énergie ct (V — r) H.

240 — Il devient toutefois nécessaire d'ajouter à ces aperçus la remarque suivante. Si Ton conçoit, d une part, qu'une longue durée soit employée sur le canal à remonter des bateaux, sans en redescendre aucun, ou réciproquement, les caractéristiques de chacune de ces deux phases seront bien celles que nous venons de présenter. Mais, en réalité, il n'en est pas ainsi, et les deux opérations s'entrecroisent d'une manière plus ou moins régulière. Le type opposé au précédent serait celui dans lequel le service serait exactement réglé, de manière qu'à chaque ascension succédât une descente, pour laquelle on profiterait du remplissage du sas qui vient d'être effectué en vue de la montée. Supposons de plus que la batellerie ne quitte pas cette branche de canal, pour s'engager dans d'autres parties du réseau de la navigation intérieure, et que les bateaux n'exécutent que des allées et venues sur cette direction unique. On pourra, dans ce cas, au bout d'un temps suffisant, les retrouver tous dans leurs situations initiales. Dès lors, au lieu d'appliquer, à deux bateaux individuellement distincts, l'ascension et la descente qui se succèdent immédiatement, il sera loisible de grouper ensemble par la pensée, sur un seul d'entre eux, les déplacements d'eau qui ont été effectués respectivement à l'occasion de sa montée et de sa descente.

Dans ces nouvelles conditions, on aura à fournir par bateau, pour la double manœuvre alternative de l'allée et du retour, la dépense totale ctV. En effet, la montée a exigé le volume V-hr, mais la rentrée ultérieure du bateau dans le sas, lors de son retour, a fait refluer dans le bief supérieur le volume i>. En somme donc, celui-ci n'a eu à fournir, en ce qui concerne l'ensemble des deux manœuvres, que V. Le rendement sera par conséquent :

ou, si l'on veut :

ACCUMULATEURS. 36d

pour ia double opération de Tascension d'un chargement utile (*) combinée avec la montée et la descente successive du poids mort.

îMi — Telle est la nouvelle caractéristique du travail de Técluse, plus judicieuse que les précédentes, et cependant trop avantageuse, car il sera ordinairement impossible d'obtenir la complète régularité qui vient d'être supposée. Comme d'ailleurs ce rapport reste encore très faible, en général, il y a peu à modifier, en définitive, la formule du jugement défavorable qui a été porté tout à l'heure, au point de vue du rendement, sur cet organe, si ingénieux d'ailleurs et si précieux pour les communications.

Il n'y a donc pas lieu de s'étonner qu'un grand nombre d'inventeurs aient successivement proposé des créations de tout genre, destinées à modifier le mode de fonctionnement, en vue de diminuer la dépense. Malheureusement celte amélioration ne s'obtient, le plus souvent, qu'au prix de complications qui dénaturent la simplicité du système. Aussi ces diverses solutions se sont-elles peu répandues, malgré Tingéniosité qui dislingue la plupart d'entre elles.

Nous avons déjà rencontré, dans cet ordre d'idées, le moyen radical de l'emploi des ascenseurs (n° 256). Je citerai encore le bassin d'épargne latéral établi en 1640, et encore en usage aujourd'hui, sur l'écluse de Bouzingues en Belgique (*) ; le système de Bélancourt à flotteur et contrepoids (') ; celui de Bogaerts à flotteur et triple compartiment (*) ; celui de Logan, fondé sur ce qu'il appelle la détente des masses liquides (*) ; l'écluse hydro-pneumatique du colonel Congrève ; l'écluse Burdin à piston et siphon; l'emploi, dû à Busby, d'un flotteur et d'un double compartiment (•) ; celui d'un flotteur et d'un siphon par Girard Ç)\ le chariot de Mercadier; le

(*) Sous la réserve de l'observation déjà présentée, que zjv ne comprend pas seuleloenl le poids utile, mais aussi le poids mort.

(*) Minard. Coun de navigation intérieure.

(^) Mary. Cours de navigation intérieure à TÊcole des Ponts et cliausséeSi 1800, lilho{p:^phié, p. 118.

{*] Journal of Arts and Sciences. Londres, 1* 1820.

P) Steevens (Repertory of arts, 1" série, 1804; 2« .série, 1813).

(*, Comptes rendus de C Académie des sciences, 21 octobre 1872, p. 926.

{\ Grand prix de mécanique de T Académie des sciences en 1845. Rapport de Poncelet.

sas mobile de Solage et Bossut ; le système mixte de Thilorier avec Taction des chevaux ou du vent ; les plans inclinés de Reynolds et Fulton (*). Ajoutons enfin à cette nomenclature Técluse à colonnes oscillantes de M. de Galigny, dont nous donnerons dans un instant la description détaillée (n^ 244). Elle est fondée sur un principe général, qu'il nous faut, pour cela, envisager d'abord en lui-même.