DIFFÉRENTES ESPÈCES DE POMPES

4.'i3. Pompe aspirante. — L&s pompes sont des machines à élever les liquides. Leur invention, qui est fort ancienne, est attribuée à Ctésibius, célèbre mécanicien, qui florissait à Alexandrie, sous Ptoléniée Évergète, 130^ ans avant J.-C. On a beaucoup varié la forme des pompes ; toutefois elles se ramènent toutes à trois systèmes principaux, qui sont les pompes aspirantes ^ les pompes foulamies, et les pompes aspirantes et foulantes,

Noita décrirons d'abord la pompe aspirante : cette pompe, représentée dans la figure 95, se compose d*un cylindre de fonte qu'on nomme corps de pompe. A sa partie inférieure s'adapte un tuyau d'un moindre diamètre, c'est le tuyau d'aspiration, lequel va plonger dans l'eau d'un puits. Au haut de ce tuyau est une soupape à clapet, représentée ouverte dans le dessin. Pouvant s'élever et s'abaisser sans effort, elle établit une communication entre le corps de pompe et le tuyau, quand elle est soulevée , et l'interrompt aussitôil qu'elle est abaissée. Enfin , dans le corps de pompe est un piston, qui consiste en un disque épais, de métal ou de bois, garni sur son pourtour de cuir ou d'étoupes, de manière à fermer hermétiquement le corps de pompe. Ce piston est percé, à son centre, d'un trou recouvert d'une soupape, qui est représentée fermée dans la figure. Cette seconde soupape, entièrement semblable à celle qui est au bas du corps de pompe, ouvre, comme elle, de bas en haut. Quant à la mise en mouvement du piston pour monter et descendre, elle a lieu au moyen d'un long levier B, qu'on nomme brimbale, CeMe-d, à son extrémité inférieure, reçoit l'effort de rhcnme qui fait mardber la pompe, et, par son autre extrémité, elle s'articule à une tige de fer à deux branches a , qu'on appelle bielle, laquelle est fixée par une charnière à la tige b du piston. Comme il importe que la tige du piston monte en ligne droite, elle est guidée dans sa course par une pièce fixe o, percée d'un trou dans lequel passe la tige. De la sorte, quand la brimbale joue, la bielle se prête à son mouvement en s'inclinant tantôt en avant, tantôt en arrière, mais la tige b monte et descend constamment en ligne droite, ce qui est indispensable, car autrement elle serait brisée ou faussée.

Cela posé, pour comprendre comment l'eau s'élève dans les pompes aspirantes, considérons les figures 96, 97 et 9S, qui représentent, dans trois positions successives, le piston et les soupapes

de la pompe décrite ci-dessus. Tant que la pompe n'a pas fonctionné, le corps de pompe et le tuyau d'aspiration sont pleins d'airà la pression atmosphérique; cet air, par conséquent, faitéquitibre à la pression qui s'exerce extérieurement sur l'eau du puila;

d'où il résulte que le niveau de l'eau est le même dans celui-ci et dans le tuyau. Or, lorsque le piston monte (Hg. 96), la soupape c se trouvant alors fermée par son propre poids et par c«lut de l'atmosphère, le vide se fait au-dessous du piston; mais en vertu de sa force élastique, l'air qui remplit le tuyau B, ouvre alors la sou-

coupe de II pompe aipirai

pape a, et passe en partie dans le corps de pompe. L'air qui est dans le tuyau B perdant ainsi en force élastique ce qu'il gagne en volume (< 33), sa tension ne fait plus équilibre à la pression atmosphérique qui s'exerce extérieurement, en D, sur l'eau du puits. Pat suite, l'eau s'élève dans le tuyau, comme le montre le dessia. Si actudlonent le piston s'abaisse, la soupape a se ferme, et comme l'air qui est ainsi renfermé dans le corps de pompe se trouve de plus en plus comprimé, il vient un moment où sa tension surpassant la pression atmosphérique, la soupape c est soulevée, et l'air

s écliappe dans le haut du corps de pompe, et de là dans l'atmosphère. A un second coup de piston ascendant, la même série de phénomènes se reproduit, c'est-à-dire que la soupape c. retombe et la soupape a s'ouyre; Teau s' élevant de nouveau dans le tuyau d'aspiration finit par passer au-dessus de la soupape a, et par remplir complètement le corps de pompe. A partir de ce moment, quand le piston redescend et que la soupape a se ferme, l'eau , se trouvant comprimée, soulève la soupape c et passe au-dessus du piston , coDHne le montre la figure 97. Une fois cet effet obtenu, aussitôt que le piston remonte, la soupape c se ferme, el L'eau qui est passée au-dessus du piston étant soulevée avec Xub^ elle se déverse enfin par une tubulure placée latéralement aa haut du corps de pompîe (fig. 98).

Comme c'est la pression atmosphérique seule qui fiaiit monter l'eau dans le tuyau d'aspiration, il en résulte que la hauteur de la soupape a, au-dessus du niveau de l'eau dans le puits, ne peut pas dépasser une certaine limite. En effet, on a vu qu'une colonne d'eau de 40 mètres exerce sur sa base une pression égale à celle de l'atmosphère (440, 2°). Par conséquent, si le tuyau d'aspiration avait plus de 40 mètres de longueur, une fois que Teau y aurait atteint cette liauteur, la colonne d'eau contenue dans Tintérieur du tuyau d'aspiration ferait équilibre à la pression atmosphérique qui pèse sur l'eau du puits, et, dès lors, l'eau ne pourrait s'élever davantage. C'est donc au plus 40 mètres que peut avoir le tube d'aspiration, et encore cela suppose -t- il qu'on fait le vide parfait dans le corps de pompe, ce qui n'a jamais lieu.

Les anciens, qui ne connaissaient pas la pression atmosphérique, expliquaient l'ascension de l'eau dans les pompes aspirantes en disant que la nature osait, horreur du vide,

434. Pompe foubM^e. — Dans les pompes foulantes, ce n'est pas la pression atmosphérique qui élève l'eau, mais bien la pres- %\fm même exercée- par le piston pendant qu'il descend. Pour cela, le piston est plein, c'est-à-dire qu'il n'a pas de soupape, et le tuyau d'aspiration est supprimé, le corps de pompe étant plongé au milieu môme de l'eau qu'il s'agit d'élever, comme le montrent les figures 99 et 400. Enfin, le corps de pompe, qui n'a qu'une soupape dans la pompe aspirante, en a ici deux : l'une a , ouvrant de

bas en haut, eei placée à sa base; l'autre c, ouvrant de dedans en dehors, est placée à l'oriâce d'un long tuyau fixé latéralement au corpe de pompe.

D'après cette disposition des soupapes, lorsque le piston monte [fig. 99), le vide se produisant au-dessous de lui, la pression atmo^bérique pè^ sur la soupape e et la Terme hermétiquement.

Gonpe de la pompe fonluite.

tandis que t'eau dans laquelle plonge la pompe, refoulée par son propre poids et par celui de l'atmosphère, soulève la soupape a et passe dans le corps de pompe qu'elle remplit entièrement. Un mouvement inverse des soupapes a lieu quand le piston descend. (flg. 400). Par son propre poids et par la pression qu'elle suppcH^ la soupape a se ferme, tandis que la soupape c s'ouvre pour donner passage à l'eau contenue dans le corps de pompe, laquelle s'élève ensuite dans le tuyau H â une hauteur qui dépend de la pression exercée par le piston. Si cette pression est d'une atmosphère, l'oau s'élève de \0 mètres dans le tuyau H; si elle est

de deux atmosphères, Feau s*élève de 20 mètres; c'est-à-dire toujours de 40 mètres pour chaque atmosphère de pression. La hauteur à laquelle l'eau peut s'élever n'est donc pas limitée dans ce genre de pompe, comme elle l'est dans la pompe aspirante.

U est évident, d'après le mécanisme qui vient d'être décrit, que l'eau ne s'élève dans le tuyau d'ascension H que lorsque le piston descend, et qu'elle s'arrête aussitôt que le piston remonte; d'où résulte un écoulement intermittent à l'extrémité du tuvau. Pour obtenir un écoulement plus régulier, on fait agir simultanément deux pompes refoulant l'eau dans un même tuyau d'élévation, mais disposées de manière que quand le piston de l'une remonte, celui de l'autre descend, ce qui force l'eau à s'élever d'une manière continue.

C'est par un semblable système de deux pompes accouplées, que rhuile s'élève jusqu'à la mèche dans les lampes Carcel. Dans le pied de ces lampes, au milieu même de l'huile qui doit les alimenter, sont deux petites pompes foulantes mues par un mouvement d'horlogerie, qu'on monte avec une clef comme une pendule. C'est encore le même système qui est adopté pour la pompe à incendie que nous allons décrire.

435. Pompe à înoendîe. — Dans les incendies, comme il importe de lancer l'eau d'une manière continue, on fait usage de pompes foulantes réunies par couple de deux , et mises en mouvement par un même balancier que font manœuvrer huit hommes, quatre à chaque extrémité. La figure 401 représente la coupe d'une pompe à incendie, c'est-à-dire une vue intérieure. Au balancier PQ sont fixées, à charnière, deux bielles qui servent à faire marcher les pistons mein renfermés dans deux corps de pompe en cuivre rouge. Ces pompes sont placées dans une cuve MN, de même métal , qu'on nomme bâche, et dans laquelle on verse de Peau tout le temps que la pompe fonctionne. Entre les deux corps de pompe est un réservoir d'air R, percé latéralement d'une ouverture Z à laquelle est adapté un long tuyau de cuir destiné à conduire l'eau sur lois lieux enflammés. Ce tuyau se termine à son autre extrémité par un tube conique, en cuivre, qu'on nomme lance, et qui n'a que 45 millimètres de diamètre intérieur. Cela posé, voici l'usage du réservoir d'air : quoique le jeu des pistons soit alternatif, comme il y a

néccesairemeiit un instant d'arrèl lorsqu'ils arrivent au haut et au bas de leur course, il s'ensuit qu'il (end h. y avoir alors une légère intermittence dans le jet, mais on va voir qu'elle disparait par l'emploi du réservoir d'air. EneiTet, l'eau refoulée par les pompes, au lieu d'aller directement au tuyau d'ascension, se rend d'abord

Fig. 101. — Conpe de ta poiniw 1 incendie.

dans ce réservoir, comme le montre le jeu des soupapes dans ia Tigure ci-dessus. Or, à cause de la résistance que rencontre l'eau k s'élever dans le tuyau d'ascension et à jaillir par la lance, elle s'écoule du réservoir d'air plus lentement qu'elle n'y arrive. Son niveau monte donc dans ce réservoir, d'oij il résulte que l'air qui s'y trouve contenu se réduit de volume, en sorte que c'est cet air comprimé qui, en réagissant sur l'eau aux instants oii les pistons s'arrêtent, la force à s'écouler et entretient ainsi la continuité du jet. Une bonne pompe ii incendie, maoœuvrée par huit hommes, élève l'eau de 30 ù 3t mètres.

La ligure 1 0S montre comment fonctionnent les pompes à incendie.

Huit hommes impriment au balancier un mouvemeol de va-et-vient qui ee tran^net aux tiges des pistons. Quand ceux-ci montent, ils aspirent l'eau de la bâche; c'est ce qui a lieu, dans la coupe, pour

le piston n, tandis que le piston m, qui descend, refoule l'eau dans te réservoir d'air R et de là dans le long tuyau de cuir qui part de ce réservoir; l'autre bout de ce tuj'au, terminé par la lance, est tenu et dirigé par un sapeur. Sur le second plan du dessin sont des hommes qui font la chaîne en se passant, de main en main, des seauK pleins d'eau qu'ils versent dans la bâche. Plus loin, est une deuxième pompe manceuvrée de la même manière.