CHAPITRE VI

Machine pneumatique à un seul cylindre. — Machine à deux corps. — Robinet. — Récipients. — Platine. — Degré de vide. — Calcul des ^uîsements. — Dispositif de Babinet. ~ Machine de Bianchi. — Machine de M. Deleuil. — Machine de M. Carré. — Machine pneumatique à mercure. — Machine de compression. — Pompe à main. — Grande machine de compression.

Les expérimenlaleurs ont à chaque instant besoin d'enlever Talr que contient un espace fermé ou de comprimer des quantités considérables de gaz dans des enceintes résistantes ; ils y parviennent au moyen des pompes pneumatiques et de compression, que nous avons souvent supposées connues et que nous allons décrire en détail.

MACmrE PNEUMATiain! A UN SEUL CYLINDRE (^]. — Concevons un cylindre creux bien régulier et parfaitement alésé (^g*. 117), dans lequel il y ail un piston mobile dont le contour extérieur

(*) La machine pneumatique & un seul corps de pompe a été imaginée par Otto de Guericke, lequel réalisa par son moyen les expériences du crève-vessie, do )>aros€ope, des hémisphères de Ma^debourg, celles qui démonirent que le son ne se propage pas dans le vide, que l'air est pesant, etc. Nous avons tu qu'il se servait aussi de sa machine pour Tinstallation d'un baromètre à eau [Occonis de Guericke expérimenta nova (ut Docantur), Magdeburgica ; Amsterdam, i663].

La platine de la machine pneumatique fut imaginée par Papin {A new digestor or engine for softing boneSy 1687). Boyle imagina de réunir deux pistons se mouvant en sens inverses dans deux corps de pompe, par le moyen d'une corde passant sur une poulie. Havrksbee substitua à cette disposition celle de la roue dentée et des crémaillères, qui est encore en usage {Pogg. Gesch, der Phyiik^ p. l\lZy 470, 473)»

Fig. 117.

soit exactement appliqué contre les parois du cylindre, qui puisse s'élever ou s'abaisser à frottement, et qui soit percé d'un trou muni d'une soupape A ouvrant de bas en haut. Imaginons de plus qu'il y ail sur la base du cylindre une autre soupape B dirigée dans le même sens, ouvrant ou fermant un conduit R par lequel l'appareil communique avec le récipient dans lequel on veut faire le vide. Au moment où Ton élèvera le piston, la soupape A se fermera par l'effet de la pression

atmosphérique, l'espace AB auf^ mentera, et, l'air qu'il contient prenant une pression moindre, celui qui est dans le récipient soulèvera la soupape B et pénétrera sous le piston. Cette action se continuera jusqu'au moment où le piston sera arrivé au sommet du cylindre, après quoi on rabaissera. La soupape B commencera par se fermer, puis l'air compris entre le piston et cette soupape se comprimera, et il arrivera un moment où il acquerra une élasticité supérieure à celle de l'atmosphère : alors il ouvrira la soupape A, s'échappera, et le piston reviendra se placer sur la base du cylindre dans la position qu'il occupait primitivement. On voit donc qu'en soulevant le piston d'abord et qu'en l'abaissant ensuite on raréfie d'abord l'air du récipient et l'on en rejette ensuite une partie dans l'atmosphère, et, comme on peut continuer indéfiniment la même opération, il semble que Ton pourra diminuer indéfiniment la pression de l'air dans le réservoir.

Mais il n'en est pas précisément ainsi, car le gaz du récipient ne pourra affluer dans le corps de pompe qu'en soulevant la soupape B, et la limite du vide sera atteinte aussitôt que l'élasticité de ce gaz sera devenue égale à la résistance de cette soupape B. Cette première imperfection de la machine primitive a nécessité des modifications dont nous allons donner une figure et une description détaillée (fig. 118). Le piston contient intérieurement un noyau en métal com-

UACniKB PNEUMATIQUE A UN SEUL CYLINDRE, aîî posé d'un tube épais CC et d'une base élargie NN; autour de ce tube et sur cette base sont empilées des rondelles de cuir découpées BB que l'on a imbibées d'huile, et au-dessus d'elles est posé ttD couvercle métallique PP que l'on serre au moyea d'un écrou UH. On lime le contour de ces cuirs supeiposés poarenformeruneBurface cylindrique lisse etàpeu près égale à ]■ dlmeasioç du corps de pompe. 11 est facile ensuite de l'ijuster exactement, car, toutes les fois qu'on viendra à serrer l'écrou , le diamètre du piston augmeniera, et II décroîtra si l'on diminue la pression des disques de cuir ; c'est li un moyen aussi précis que simple pour régler exactement la surTace extérieure du {rislon et faire en sorte qu'il ferme exactement, sans opposer pour cela une résistance trop grande au jeu de la pompe.

A l'intérieur du tube creux se volt le soupape ou plutdi le clapet B : c'est un petit bouton plat doDl la base, bien rodée,

repose sur la plaque A et bouche exactement un petit trou dont elle est percée; il est maintenu adhérent par un ressort a boudin très-léger qui presse sur lui, s'enroule autour d'une tige qui le surmonte, et prend un autre point d'appui sur un couvercle fixe. Pour soulever ce clapet, il faudra que l'air intérieur exerce sur la base du bouton un excès de pression au moins égal à son poids augmenté de l'élasticité du ressort; mais poids et ressort sont très-légers.

On a supprimé la soupape qui fermait le conduit du récipient, et on l'a remplacée par le mécanisme suivant, qui n'en a pas les inconvénients. On perce le piston d'un trou cylindrique PN qui traverse les deux bases métalliques et toutes les rondelles, et l'on y introduit une tige de laiton qui peut glisser dans l'intérieur avec assez de frottement poUr ne laisser aucune issue à l'air. Quand le piston descend, il entraîne cette

. r'fy

a36 MACHINES A RARÉFIER ET A COMPRIMER L*AIR.

tige avec lui, jusqu'au moment où elle rencontre la base da corps de pompe, et alors elle vient appliquer sur l'ouverture D un bouchon qui la ferme. Pour plus de sûreté, le trou a h forme d'un entonnoir, le bouchon celle d'un cône qui s'y adapte exactement, et un peu d'huile versée dans l'appareil suffit pour rendre l'adhérence parfaite. Pendant tout le temps que le piston descend, il appuie sur cette tigç, la maintient appliquée en D et glisse sur elle de haut en bas ; quand on vient ensuite à le relever, il commence par soulever la tige et par ouvrir la communication avec le récipient; mais, aussitôt que cela est fait, le sommet supérieur de la tige rencontre le couvercle du corps de pompe qui l'empêche d'aller plus loin; elle devient fîxe, et le piston, glissant encore tout le long d'elle, remonte jusqu'en haut. Cette ingénieuse disposition, qui ouvre et ferme mécaniquement le conduit, laisse donc l'air du récipient pénétrer librement dans le corps de pompe, quelque faible que soit devenue son élasticité.

HAGHOns A DEUX CORPS. — On n'a pas tardé à reconnaître que ces machines à un seul cylindre avaient un très-grave inconvénient. Au moment où le vide commence à devenir complet, il faut, pour soulever le piston, non-seulement vaincre la résistance des frottements, mais encore équilibrer la pression de Tair atmosphérique qui appuie sur le piston. C'est un effort qui dépasse loS""» quand la section est égale à 1*^*1 et qui, nul quand on commence le vide, croît très-rapidement pendant qu'on le fait, jusqu'à rendre la manœuvre impossible. Pour remédier à cette difficulté, on a disposé l'un auprès de l'autre deux corps de pompe pareils G et 1) [fig. 119), tous deux en rapport avec le même récipient par un conduit unique E. Les deux pistons sont surmontés de deux tiges à crémaillère A, B, et dans l'espace laissé libre entre elles est une roue dentée qui les engrène. Enfin une manivelle à deux branches, terminée par deux poignées que l'expérimentateur saisit à deux mains, sert à mettre en mouvement la roue dentée. Si l'on tourne dans un sens, en abaissant la main droite par exemple, on fait descendre le piston de droite et remonter celui de