DIFFÉRENTE» ESPÈCE» DE POMPES

433. Pompe aapîrante. — Les pompes sont des machines à éle- , ver les liquides. Leur invention, qui est fort ancienne, est attribuée à Ctésibius, célèbre mécanicien, qui florissait à Alexandrie, sous Ptolémée 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 foulantes, et les pompes aspirantes et foulantes.

Nous 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 lé tuyau, quand elle est soulevée , et l’interrompt aussitôt 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 k 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. Celle-ci, k son extrémité inférieure, reçoit l’effort de l’homme qui fait marcher la pompe, et, par son autre extrémité, elle s’articule à une tige de fer k 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.

POMPES

Cela posé, pour comprendre comment l’eau s’élève dans les pompes aspirantes, considérons les figures 96, 97 et 98, qui représentent, dans trois positions successives, le piston et les soupapes

Fig. 95. — rompe aspirante.

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

POM PES

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 (fig. 96), la soupape c se trouvant alors fermée par son propre poids et par celui de l’atmosphère, le vide sè fait au-dessous du piston; mais en vertu de sa force élastique, l’air qui remplit le tuyau B, ouvre alors la sou-

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 (123), sa tension ne fait plus équilibre à la pression atmosphérique qui s’exerce extérieurement, en D, sur l’eau du puits. Par suite, l’eau s’élève dans le tuyau, comme le montre le dessin. Si actuellement 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

Fig. 97.

Coupe de ta pompe aspirante.

Fig. 98.

Fig. 96.

POMPES

s'échappe 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'ouvre; l'eau 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 , comme le montre la figure 97. Une fois cet effet obtenu, aussitôt (pie le piston remonte, la soupape c se ferme, et l’eau qui est passée au-dessus du piston étant soulevée avec lui, elle se déverse enfin par une tubulure placée latéralement au haut du corps de pompe (fig. 98).

Comme c’est la pression atmosphérique seule qui fait 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 10 mètres exerce sur sa base une pression égale à celle de l’atmosphère (110, 2°). Par conséquent, si le tuyau d’aspiration avait plus de 10 mètres de longueur, une fois que l’eau y aurait atteint cette hauteur, la colonne d’eau contenue dans l’intérieur 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 10 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 avait horreur du vide.

134. Pompe foulante. — Dans les pompes foulantes, ce n’est pas la pression atmosphérique qui élève l’eau, mais bien la pression 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 100. Enfin, le corps de pompe, qui n’a qu’une soupape dans la pompe aspirante, en a ici deux : l’une o, ouvrant de

POMPES

bas en haut, est placée à sa base; l’autre c, ouvrant de dedans en dehors , est placée à l’orifice d’un long tuyau fixé latéralement au corps de pompe.

D’après cette disposition des soupapes, lorsque le piston monte ( fig. 99), le vide se produisant au-dessous de lui, la pression atmosphérique pèse sur la soupape c et la ferme hermétiquement,

Fig. 99.

Fig. 100.

Coupe de la pompe foulante.

tandis que l’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 (fig. 400). Par son propre poids et par la pression qu’elle" supporte, 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 à une hauteur qui dépend de la pression exercée par le piston. Si cette pression est d’une atmosphère, l’eau s’élève de 40 mètres dans le tuyau H; si elle est

POMPES

de deux atmosphères, l’eau s’élève de 20 mètres; c’est-h-dire toujours de 10 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.

Il est évident, d’après le mécanisme qui vient d’être décrit, que l’eau ne s’élève dans lè 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 k l’extrémité du tuyau. 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 l’huile 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.

135. Pompe à incendie. — 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 101 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 m et n 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 l’eau 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 les 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 15 millimètres de diamètre intérieur. Cela posé, voici l’usage du réservoir d’air : quoique le jeu des pistons soit alternatif, comme il y a

POMPIÎS.

nécessairement un instant d’arrêt lorsqu’ils arrivent au haut et au bas de leur course, il s’onsuit qu’il tend à y avoir alors une légère intermittence dans le jet, mais on va voir qu’elle disparaît par l’emploi du réservoir d’air. En effet, l’eau refoulée par les pompes, au lieu d’aller directement au tuyau d’ascension, se rend d’abord

dans ce réservoir, comme le montre le jeu des soupapes dans la figure ci-dessus. Or, à cause de la résistance que rencontre l'eau à 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’où 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 où les pistons s’arrêtent, la force à s’écouler et entretient ainsi la continuité du jet. Une bonne pompe à incendie, manœuvré'e par huit hommes, élève l’eau de 30 k 32 mètres.

La figure 102 montre comment fonctionnent les pompes à incendie.

Fig. (01. — Coupe de la pompe à incendie.

POUPES

Huit hommes impriment au balancier un mouvement de va-et-vient qui se transmet 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

Fig. t02. — Manœuvre de la pompe à incendie.

le piston n, tandis que le piston m, qui descend, refoule l’eau dans le réservoir d’air R et de là dans le long tuyau de cuir qui part de ce réservoir ; l’autre bout de ce tuyau , 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 seaux pleins d’eau qu’ils versent dans la bâche. Plus loin, est une deuxième pompe manœuvrée de la même manière.

Si P H ON.

Les pompes à incendie furent établies à Paris, pour la première fois, en 1699, par Dumourrier-Duperrier, gentilhomme provençal, qui les importa de Hollande.

136. Pompe aspirante et foulante. — Ainsi que son nom l’in— dique, cette pompe réunit les effets des deux pompes ci-dessus; c’est-à-dire qu’elle est pourvue à la fois d'un tuyau d’aspiration, qui ne peut avoir plus de 10 mètres, et d’un tuyau d’ascension dont la hauteur n’est pas limitée. Le piston est plein et les soupapes sont disposées de la môme manière que dans la Ggure 99, c’est-à-dire que l’une ouvre de dehors en dedans du corps de pompe et l'autre de dedans en dehors.. Lorsque le piston monte, l'eau est soulevée dans le tuyau d’aspiration par la pression atmosphérique ; quand il descend, o’est lui qui la refoule dans le tuyau d’ascension à une hauteur dépendant de la puissance du moteur qui fait marcher la pompe.

137. Siphon. — On nomme siphon un tube recourbé, ouvert à ses deux bouts, dont on se sert pour transvaser les liquides pardessus les bords des vases qui les contiennent. Cet appareil est utile toutes les fois qu’un liquide ayant déposé au fond d’un vase, on ne veut pas le troubler en le dépotant.

Comme le montre la figure 103, les deux branches du siphon sont inégales ; la plus courte plonge dans le liquide à transvaser et la plus grande donno issue à l’écoulement. Pour se servir du siphon, il faut commencer par l 'amorcer, c’est-à-dire par le remplir de liquide, ce qui se fait ordinairement en appliquant la bouche à l’orifice de la grande branche et en aspirant. Le vide se faisant alors dans le siphon, la pression atmosphérique qui pèse en d, sur le liquide dans lequel plonge la courte branche, le force à passer dans le tube, qui se remplit. Retirant ensuite la bouche, on voit le liquide s’écouler d’une manière continue jusqu’à ce que le niveau dans le vase atteigne l’orifice inférieur de la petite branche.

Pour comprendre comment Tenu monte dans la petite branche du siphon, remarquons que la pression atmosphérique qui s'exerce en d, pour refouler l’eau dans la courte branche et la faire passer dans la grande, n’a à surmonter que le poids de la colonne d’eau cd ; tandis que la pression atmosphérique qui agit en 6, pour renvoyer l’eau de la grande branche dans la petite, a à soulever toute