POMPES DB MINES

e pièces C, (1!, destinées à diviser l'espace BB en compartiments qui aient entre eux aucune communication. Les contours extérieur et itérieur de l'espace BB, dans lequel se meuvent l'anneau A A et les tièces C, C, qu'il entraîne avec lui, ne sont pas des circonférences de ercle;ces deux contours, qui sont partout à égale distance l'un de autre, se rapprochent du centre de l'anneau A A, dans la partie qui si à droite, dételle sorte que le contour extérieur s'y trouve enconact avec la surface de cet anneau. Cette forme de l'espace BB oblige 3s pièces C, G, à glisser dans les échancrures de l'anneau AA, de manière à se rapprocher et à s'éloigner alternativement de l'axe de otation. Il en résulte que les compartimentsqui existent tout auour de l'anneau AA, et qui sont .séparés les uns des autres par 3s pièces G, G, n'ont pas toujours la même capacité: ces compariraents augmentent de grandeur, quand les pièces G, G, qui les terainent, s'éloignent du centre du mouvement, et diminuent au conraire de grandeur, quand ces pièces G, G, se rapprochent de ce entre. Deux ouvertures sont pratiquées dans le contour extérieur e l'espace BB, et correspondent, l'une à un tuyau d'aspiration, autre à un tuyau d'ascension. Lorsque, pendant la rotation de anneau AA, l'un des compartiments qui l'entourent vient à augoenler de grandeur, ce compartiment communique avec le tuyau l'aspiration par la première de ces deux ouvertures; il aspire eau contenue dans ce tuyau, et se trouve ainsi complètement empli de liquide au moment où il a atteint sa plus grande capailé. Lorsqu'ensuite ce compartiment vient à se rétrécir, il se rouve en rapport avec le tuyau d'ascension, par la seconde ouverure; l'eau qu'il contient est donc obligée de se rendre dans ce uyan, à mesure que la capacité de ce compartiment devient plus >etite. On voit, par là, que la pompe dont il s'agit est à la fois spirante et foulante; et que, de plus, elle remplit l'objet d'une 'ompe à double effet, car le mouvement qu'elle donne à l'eau dans 3 tuyau d'aspiration et dans le tuyau d'ascension est évidemment onlinu.

p61 . Pompes démines. — L'épuisement des eaux des mines se ait, le plus habituellement, au moyen de pompes que Ton installe !ans un puits aboutissant au point des galeries souterraines où se endent les eaux à extraire. Les puits de ce genre ont souvent une frande profondeur: aussi est-on obligé de donner une disposition péciale aux pompes qui doivent y fonctionner.

D'après ce que nous avons dit précédemment (§355), une pom pe oulante pourrait bien faire monter l'eau dans un tuyau d'ascension jui s'élèverait dans toute la hauteur du puits ; mais cela suppose

LIQUIDES, que la pompe remplit des conditioni de construction difflciles à obtenir.

et que l'on n'a pu réaliser que depaun petit nombre d'années. Pour qcr le piston puisse refouler l'eau daiun tuyau d'ascension d'une grand?

hauteur, il faut que son contour s afplique assez exactement contre b parois du corps de ponnpe, poursofposer aux filtrations du liquide ton autour de ce piston, qui tendent à x produire sous la pression énorme déterminée par la colonne d'eau à soulever. La présence de pareilles liltrations pourrait faire que le mouvement du piston n'élevât pas !a moindre quantité d'eau dans letuuj d'ascension; mais, lors même qu il y aurait de l'eau élevée, il n'en résulterait pas moins un grave inconvénient, en ce que la pompe exigerait l'emploi de la même quantité de ira vail que si elle fonctionnait bien, e!

qu'une portion notable de ce Irav^^i!

serait perdue. C'est pour ces niolifque l'on n'élève pas l'eau d'un setil jet, dans toute la hauteur du puii^ au moyen d'une pompe foulante placée vers le bas.

La disposition qu'on a adoptée consiste à diviser le puits, daitoute sa hauteur, en étages superposés ; et à établir à chaque éia:»' une pompe destinée à élever 1 eau a l'étage supérieur. Une même tir^ AA, fig. 44 9, qui s'étend du ha«!

en bas du puits, et que l'on nomœ^ la maîtresse-tige, porte, de distarn^ en distance, les pistons B, B', des diverses pompes ; elle est animée d ur mouvement de va-et-vient qui lui e?!

donné par une machine motrice plaow

rOMPBS DB MÀULY. 515

la surface du sol, dans le voisinage du puits, et elle fait ainsi fonconner en même temps toutes les pompes qui sont installées dans 3ute la hauteur du puits. Le piston B, dans son mouvement de vat-vient, augmente et diminue alternativement la capacitéd'un corps e pompe qui communique par un tuyau horizontal avec le bas du lyau ce. Deux soupapes existent dans ce tuyau CC, l'une auessous, l'autre au-^dessus de sa communication avec le corps de ompe, et s'ouvrent toutes deux de bas en haut. Lorsque le piston i monte, la soupape supérieure se ferme, l'autre s'ouvre, et l'eau e la bâche D monte par aspiration dans le corps de pompe ; lorsu'ensuite le piston B redescend, la soupape inférieure se ferme, i soupape supérieure s'ouvre, et l'eau est refoulée dans le tuyau ascension GC. Cette eau se rend dans une bâche D', où elle est uisée par le piston B', et refoulée de la même manière dans un ayau C ; etainsi de suite, jusqu'à cequ'elle arrive au haut du puits, ù elle s'écoule au dehors.

§ 362. Pompes de lllarly. — La fameuse machine de Marly, onslruite sous Louis XIV (de \ 675 à 4 682), avait pour objet d'éleer Teaudela Seine au hautd'un aqueduc, d'où elle se rendait dans les bassins destinés à alimenter le château et le parc de Marly. Plus ard, cette eau fut conduite jusqu'à Versailles, pour l'usage du châeau et de la \ille. La hauteur totale à laquelle l'eau devait être levée par cette machine était de 1 55 mètres ; aussi ne chercha- -on pas à la faire monter, d'un seul jet, de la Seine au haut de aqueduc. On établit deux réservoirs intermédiaires, dont l'un était (lacé vers le milieu de la hauteur du coteau qui s'élève aux bords de a Seine, et l'autre vers le haut de ce coteau, à une -certaine listance du pied de l'aqueduc. Trois systèmes de pompes furent nstallés, l'un au bord de la Seine, les deux autres à côté des deux éservoirs intermédiaires dont nous venons de parler. Le premier ystèmede pompes élevait l'eau delà Seine dans le réservoir placé lu milieu ducoteau ;le second reprenait cette eau pour l'élever dans e réservoir situé vers le bas de l'aqueduc; et le troisième la faisait nonter de ce deuxième réservoir jusqu'au haut de l'aqueduc. Quaorze roues hydrauliques ( le nombre de ces roues avait été déterniné, dit-on, de manière à rappeler le nom de Louis XIV) étaient 5lablies dans la Seine, et y étaient mises en mouvement par la chute l'eau qu'on y avait créée, en construisant un barrage et des digues atérales, de manière à élever le niveau de l'eau en amont. Ces quaorze roues, dont chacune avait 4 2 mètres de diamètre, faisaient nouvoir les trois systèmes de pompes. A cet effet, le mouvement îtait transmis aux pompes placées près des réservoirs intermédiai-

516 MACHINES {}m S£RY£iNT A ËLEVEH LES LIQUIDES.

ros, par un grand nombre de longues chaînes formées de barres >]' fer articulées les unes au bout des autres, qui s'étendaient sur le ilanc du coteau, moitié jusqu'au premier réservoir, et l'autre moilijusqu'au second, c'est-à-dire jusqu'au sommet du coteau; le won vementde va-et-vient, que des manivelles adaptées aux arbresiif roues hydrauliques communiquaient à ces chaînes, donnait lien f un mouvement correspondant des divers pistons, et l'eau était e! vée par étages, comme dans les puits de mines, depuis la Sein jusqu'au haut de l'aqueduc.

Dans celte machine immense, la plus grande partie du trava moteur développé par la chute d'eau , et appliqué aux roues li)drauliqucs, était absorbée par les résistances passives; ces i^ési-

lances n'ont fait que s'accroiir avec le temps, et elle a fini par no produire qu'une très peti' quantité de travail utile. Elle(^ i maintenant remplacée par de- 1 pompes auxquelles on est pane- | nu à faire élever l'eau d'un scil jet, depuis le bord delà Seinejii>' qu'au sommet de l'aqueduc, l I construction de ces nouvelle?

pompes, qui remonte à peine au\ premières années de ce siècle, ' fourni le premier exemple delélévation de l'eau, d'un seul je:.

à une aussi grande hauteur. Voa!

quelle en est la disposition.

Un piston métallique A, fc 420, ala forme d'un cylindredoi' la hauteur est beaucoup pl"^ grande que le diamètre: cepisl-se meut dans un corps de pompe dont il ne touche pas les parois, e ne frotte que sur une garniture d'étoupes qui est adaptée à la partie supérieure du corps de pompe Deux soupapes à clapet B établissent et interceptent allernativement la communication «in corps de pompe avec le tuyau d'aspiration ; une autre soupape C 1^' faitdemèmecommuniquer avec letuyau d'ascension. Lemouvemeni

POMPES DE MAULY. 517

de va-et-vient du piston donne lieu à des augmentations et à des diminutions alternatives de la capacité du corps de pompe, tout aussi bien que si le piston était garni d'étoupes sur son contour, et frottait contre les parois intérieures du corps de pompe. Lorsqu'il s'élève, il y a aspiration de l'eau par les soupapes B; lorsqu'il s'abaisse ensuite, cette eau est refoulée par la soupape C. La garniture d'étoupes, qui est ici îidaptée au haut du corps do pompe, peut être plus facilement entretenue en bon état, que si elle était portée par le piston et mobile avec lui ; mais cette disposition seule, en vertu de laquelle ce système de pompe prend le nom de pompes à piston plongeur^ n'aurait pas suffi pour que l'eau pût être refoulée jusqu'à une hauteur verticale de 4 55 mètres.

Si l'on examine ce qui se passe pendant que la pompe fonctionne, on voit que la pression, dans le corps de pompe, doit être inférieure à la pression atmosphérique, lorsque l'aspiration se produit; et qu'au contraire elle doit lui être de beaucoup supérieure, lorsque l'eau est refoulée dans le tuyau d'ascension. Dans le premier cas, l'eau, qui contient toujours une petite quantité d'air en dissolution, doit laisser dégager une partie de cet air ; d'ailleurs elle peut aussi amener avec elle de petites quantités d'air qui se trouvent entraînées mécaniquement, sans être dissoutes ; enfin il peut arriver que l'air atmosphérique s'infiltre, soit par quelques fissures, soit en passant entre le piston et la garniture d'étoupes. On voit donc que chaque aspiration peut amener de l'air dans le corps de pompe ; cet air se loge dans l'espace annulaire très étroit qui existe entre le piston et le corps de pompe, et aussi au-dessous du piston. Lorsque le piston s'abaisse, l'air contenu dans le corps de pompe commence par se comprimer, et ce n'est que lorsque son volume s'est assez diminué, pour que sa force élastique soit en rapport avec la pression que produit la colonne d'eau du tuyau d'ascension, que l'eau commence à être refoulée à travers la soupape G. On conçoit par là que, si l'eau doit être élevée à une très grande hauteur, il peut arriver que le piston ne refoule aucune quantité d'eau dans le tuyaud'ascension. Oubien encore, si la pompe commence à fonctionner, elle fera d'abord monter de plus en plus le niveau de l'eau dans le tuyau d'ascension : mais il pourra se faire que ce niveau ne s'élève pas au delà d'une certaine limite, située plus bas que le point où l'on veut amener l'eau. Lors môme que l'eau pourrait être refoulée jusqu'à l'extrémité supérieure du tuyaud'ascension, la présence de l'air dans le corps de pompe serait encore très nuisible, en ce que la quantité d'eau élevée à chaque coup de pis^ton en serait très notablement diminuée. Pour se mettre à l'abri de ces graves

r»l8 MACHINES QUI SERVENT A ÉLEVER LES LIQUIDES.

inconvénients, on a pratiqué dans le corps du piston un petit conduit D, fermé à sa partie supérieure par un robinet, que Ton peut ouvrir au moyen d'une clef E. De temps en temps on ouvre ce robinet, au moment où le piston descend, et l'air qui se trouve comprimé tout autour du piston s'échappe par le conduit D.

Deux des quatorze roues de l'ancienne machine de Marly existent encore. Chacune d'elles fait mouvoir quatre pompes telles que celle qui vient d'être décrite. Le mouvement est transmis delà roue à ces quatre pompes de manière que le refoulement de Teau dans le tuyau d'ascension unique, auquel elles correspondent, soit aussi régulier que possible. Lorsque l'un des quatre pistons est au haut de sa course, un second est au bas de la sienne, un troisième est au milieu de sa course ascendante, et le quatrième au milieu de sa course descendante. Outre les huit pompes mues par les deux roue^ hydrauliques, il y en a huit autres qui reçoivent leur mouvement d'une machine à vapeur, établie en 4 826, avec un grand luxe de construction.

La colonne d'eau contenue dans les tuyaux d'ascension des pompes de Marly produirait, à l'état d'équilibre, une pression de < 5 atmosphères. L'expérience a prouvé que la pression que les pistons ont à vaincre s'élève environ à 4 7 atmosphères : les résistances qui résultent du mouvement de l'eau dans les tuyaux déterminent donc une augmentation de 2 atmosphères dans cette pression.

§ 363 . Pouce d'eau. — Pour évaluer la quantité d'eau que fournil une pompe, on se sert d'une unité particulière, qui porte le nom de pouce d'eau. Imaginons qu'on ait pratiqué, dansla paroi verticale d'un réservoir, une ouverture circulaire d'un pouce de diamètre (le pouce, ancienne mesure française, vaut 27 millimètres); et que le niveau de l'eau, dans le réservoir, soit entretenu à une ligne au-dessus de la partie supérieure de cet orifice (la ligne est la douzième partie du pouce). C'est ce que représente la pg, 421, qui a été construite à l'échelle de 0",5 pour mètre. Si une pompe fournit, dans un temps donné, la quantité d'eau qui s'écoulerait dans

le même temps par un, deux, trois

orifices de ce genre, placés dans les

conditions indiquées, on dit qu'elle donne un, deux, trois,

pouces d'eau. Le pouce d'eau ne représente pas un volume