MACHINES SIMPLES EMPLOYÉES AUX ÉPUISEMENTS, ETC

46 000 kilogrammètres en une journée de 8 heures. M. le général du génie Bergère dans son devis modèle des travaux du génie réduil ce produit à 36000 kilogrammètres, ce qui paraît un peu faible; tandis que l'aide-mémoire de l'officier du génie de M. Laisné porte le môme produit à 10 à 11 mètres cubes élevés par heure à 1 mètre de hauteur, dans un travail de 8 heures, ce qui donne 80 000 à 88 000 kilogrammètres pour le travail journalier d'un homme.

La diversité des circonstances, l'ardeur plus ou moins grande des travailleurs peuvent expliquer ces divergences; mais je crois plus prudent de s'en tenir à l'estimation de Perronnet.

Ce genre de travail est pénible, les hommes ont presque toujours les pieds dans l'eau et ne peuvent guère la verser à une hauteur de plus de 1 mètre à l m ,30. Il serait avantageux de le faire exécuter à la tâche, mais cela est assez difficile et exige l'installation de réservoirs de jaugeage.

43. Ècopes. — L'on emploie d'une manière analogue des ouvriers munis d'écopes ordinaires, ou de pelles creuses en bois, dont on garnit les côtés et la partie qui est du côté du manche, de feuilles de tôle ou de planchettes.

Dans l'emploi de l'écope, il y a une perte de force vive et par suite de travail moteur à l'entrée de l'eau sur l'écope par le choc et une autre à la sortie, par suite de la vitesse inutile que l'eau possède quand elle est lancée. Le canal qui reçoit l'eau doit être assez large pour que toute la traînée de liquide, qui est lancée, puisse y être reçue.

On estime que dans une journée de 8 heures de travail, un homme peut élever 48 mètres cubes d'eau à une hauteur de 1 mètre. Des expériences faites à Auxonne et rapportées par M. le général Bergère portent le produit à 60 mètres cubes élevés à un mètre de hauteur.

44. Emploi du van. — L'usage d'un van manœuvré par deux hommes paraît être assez avantageux pour des épuisements à la main, lorsqu'il ne s'agit pas d'élever l'eau à plus

de 1 mèlre à l^O de hauteur. Les formes courbes du van facilitent l'introduction du l'eau et diminuent l'intensité des chocs.

43. Écopes hollandaises. — On nomme ainsi de grandes écopes suspendues à trois perches, formant une espèce de chèvre. Un homme balance l'écope, à l'aide de son manche, et après avoir puisé l'eau la lance dans le canal de décharge. La hauteur d'élévation du jet ne doit guère dépasser 1 mètre.

D'après Bélidor un homme élève dans une journée de travail de 8 heures, 120 mètres cubes à 1 mètre de hauteur, ce qui est plus que le double du produit obtenu avec des écopes ordinaires. Celte augmentation du produit utile peut être attribuée à ce que l'homme ne supportant pas le poids de l'écope et ne faisant que la balancer tout son travail est à peu près employé à l'élévation de l'eau.

46. Auges mobiles. — Pour les épuisements à de petites profondeurs ou pour élever à de faibles hauteurs des eaux d'irrigation on emploie dans quelques cas des auges ou gouttières mobiles ouvertes par un bout et fermées à l'autre, articulées vers l'extrémité ouverte avec un petit canal qui sert à déverser l'eau.

Un homme saisissant l'extrémité formée par deux poignées la plonge dans l'eau pour remplir autant que possible la gouttière, puis, en la relevant, oblige l'eau à s'écouler par l'extrémité ouverte.

Un autre dispositif du môme genre est formé par un levier double en gouttière formant balancier, fermé aux deux bouts et reposant sur un tréteau au milieu de sa longueur; ce levier porte un diaphragme au milieu de sa longueur, de sorte qu'en plongeant alternativement dans l'eau chacune de ses extrémités on les charge d'eau, qui s'écoule vers le diaphragme du milieu, où elle est arrêtée et obligée de passer latéralement par des trous ménagés aux parois, d'où elle est déversée dans des rigoles latérales.

Lorsque cet appareil simple est manœuvré doucement il peut réaliser la double condition d'admettre et de laisser écouler l'eau avec de faibles vitesses.

L'on n'a pas de données sur l'effet de ces auges mobiles.

47. Auges à soupapes. — Bélidor décrit des appareils de ce genre qui ont reçu un léger perfectionnement par l'addition d'une soupape disposée au fond de l'extrémité qui plonge dans l'eau. Le liquide s'introduit par celte soupape en clapet et parvient ensuite à l'autre extrémité de l'auge quand on relève celle-ci (pl. I, flg. 1).

Des auges doubles dites auges à balancier ont été aussi construites dans ce genre (pl. I, fig. 2).

D'après une application faite lors de la fondation du pont d'Orléans des auges à soupapes simples, et rapportées par Perronnet, Navier conclut que l'effet utile d'un homme appliqué à ces machines s'élève au plus à 48000 kilogrammètrçs élevés à 1 mètre en 12 heures de travail. Outre cette faiblesse de l'effet utile fourni par un homme, cette machine a l'inconvénient de causer beaucoup d'agitation dans l'eau quand elle y plonge, ce qui nuit à la prise des mortiers fraîchement employés; aussi est-elle abandonnée.

48. Balance à double zigzag. — L'on a cherché à combiner plusieurs auges analogues aux précédentes, en les disposant en zigzag double sur un balancier vertical, oscillant autour d'un axe horizontal (pl. I, fig. 3).

Dans ce dispositif chaque auge est munie à sa jonction avec la suivante d'un clapet qui permet à l'eau de passer de l'une à l'autre, mais non de revenir en sens contraire. L'eau passe ainsi d'une auge dans l'autre et s'élève jusqu'à l'auge supérieure, d'où elle se déverse dans un canal d'écoulement.

Les chocs nombreux, les perles d'eau par les clapets rendent cette machine inapplicable.

49. Des seaux à bascule. — Un moyen fort usité de temps immémorial pour tirer l'eau d'une profondeur de 2 à 3 mètres

à l'aide d'un seau consiste à suspendre ce vase, par une perche articulée, à un levier à bascule, chargé à son autre extrémité d'un contre-poids. L'homme agit alors sur la perche qui soutient le seau, en s'y suspendant pour soulever le contre-poids, qui l'emporte sur le poids du seau vide et quand le seau est plein il le tire à l'aide de la perche et l'amène à hauteur de la margelle du puits (pl. I, fig. 4).

L'homme ayant plus de facilité pour agir de haut en bas en se suspendant à la perche, qu'en la tirant de bas en haut, il convient de régler le contre-poids et sa position de façon à tenir compte de cette différence.

A cet effet soient :

P le poids de l'eau à élever; p le poids du seau;

R la longueur du bras de levier de ce côté de la bascule;

X le contre-poids à déterminer ;

R' la longueur de son bras de levier ;

F l'effort à exercer sur la perche pour descendre le seau et élever le contre-poids;

F' l'effort à exercer pour élever le seau rempli d'eau. L'on aura pour la descente la relation d'équilibre

(F + ,>)R = XR',

et pour la montée

(P+p — F')R = XR',

d'où

et si l'on veut que l'effort à exercer sur la perche en remontant le seau ne soit que la moitié de l'effort à exercer pour le descendre, on prendra F , = | F et la -relation ci-dessus donnera

F = P-«F, d'oùF=§P.

Par suite la première relation devient

(3P+/0R = XR',

d où

Si par exemple le seau pèse 8 kilogr. et peut contenir 24 litres d'eau, l'on a

R = 3», R' = 2"\ P = 24 ki, ,;> = 8 k \

et l'on trouve

F = 3x24=16 kl \ F' = 8 kil X= 8X 14+3X8 x 3 = 36M|

en faisant abstraction des résistances passives, qui ont ici • peu d'influence, attendu la grandeur du bras de levier. Ordinairement la bascule est formée par une pièce de bois plus grosse et plus lourde du côté du contre-poids que du côté de la perche et si, malgré la différence de longueur que nous avons supposée à ces deux parties, elles ne se faisaient pas naturellement équilibre avec la perche autour de l'axe, il faudrait en tenir compte dans la valeur X du contre-poids, ce qui serait facile.

Navier estime qu'en travaillant à un appareil de ce genre pendant 12 heures, un homme pourrait produire le même travail utile qu'à la sonnette à liraudes et élever 70 mètres cubes à 1 mètre de hauteur; en supposant toutefois qu'il puise l'eau à 4 ou 5 mètres de profondeur, ce qui est d'ailleurs à peu près la profondeur maximum à laquelle on puisse atteindre avec la perche. Mais il me parait difficile que, dans les circonstances les plus favorables, on dépasse et atteigne môme un travail journalier de 60 000 kilogrammètres élevés à 1 mètre.

60. Manège des maraîchers, — L'on nomme ainsi un puits à manège très-employé aux environs de Paris pour l'arrosage des jardins, et dans lequel on se sert d'un manège d'une construction fort simple pour élever alternativement les deux seaux d'un puits.

Sur un arbre vertical tournant sur un pivot et sur un coussinet supérieur, on fixe deux plateaux perpendiculaires à cet arbre et de môme diamètre, distant d'environ l n \ à l m ,30. Sur les circonférences extérieures de ces plateaux, Ton cloue dis planchettes larges de 0 m ,10 environ, jointives ou à claire-voie, mais inclinées à l'axe, de façon à former par leur ensemble une surface à gorge, appelée en géométrie hyperboloïde de révolution. Cette gorge reçoit une corde dont les deux bouts passent chacun sur une poulie séparée, placée au-dessus du puits et supportant un seau. Il résulte de celte disposition que l'un des seaux monte quand l'autre descend.

L'arbre qui porte le tambour est mis en mouvement à l'aide d'un levier sur lequel on fait agir le plus ordinairement des animaux. Comme il faut à chaque élévation de l'un des seaux arrêter le manège, vider le seau et remettre le manège en mouvement en sens contraire, le bras'de levier du manège est incliné de manière à permettre au cheval de passer dessous en tournant, et le palonnier esUajticulé à cet effet.

L'on a imaginé divers mécanismes pour éviter ce changement de sens dans la marche du manège et la perte de temps qui en résulte. Ils n'ont que le défaut de rendre un peu plus dispendieuse l'installation de cet appareil ordinairement employé pour les travaux de la petite culture.

Voici une disposition simple que l'on pourrait adopter. , L'arbre C du manège porterait une poulie à gorge AA,

sur laquelle s'enroulerait une corde ou courroie sans fin, qui passeraitaussisurune poulie ou tambour BB.

L'arbre de cette poulie BB porterait à son extrémité une roue d'engrenage conique CC conduisant à droite et à gauche deux autres roues d'angle CD et CE mobiles à froltement doux sur l'arbre II, mais qui, par l'action d'un manchon d'embrayage , pourraient être rendues solidaires avec cet arbre II, quant au mouvement de rotation. Enfin, sur l'arbre II, serait montée la poulie ou le Treuil du puits auquel seraient suspendus les seaux.

L'on conçoit facilem ment que si le manège

marche dans le sens indiqué par la flèche, toutes les roues tourneront dans celui qui est aussi indiqué par les flèches correspondantes, et si le manchon d'embrayage F est engagé avec la roue dentée CD, le seau H montera et le seau H' descendra. Réciproquement si le manchon F est embrayé avec la roue CE, le seau H descendra, et le seau H' montera.

A l'arrivée de chaque seau à hauteur de la margelle du puils, Ton arrêtera le manège à la voix, on videra le seau plein élevé, l'on embrayera en sens inverse, et l'on remettra

le manège en marche. Le cheval sera bientôt habitué à obéir au commandement. L'on pourrait môme ne pas arrêter le manège en plaçant le manchon d'embrayage entre les deux roues CD et CE, de façon qu'aucune d'elles n'étant solidaire avec l'arbre II, celui-ci s'arrêterait pourvu qu'on eût retiré le seau plein sur la margelle.

Il est facile d'ailleurs de proportionner les engrenages selon le nombre de chevaux attelés au manège, et le volume d'eau à élever chaque fois.

L'on admet comme résultat général des observations faites sur les manèges de maraîchers les plus simples que l'on peut élever en huit heures de travail :

Avec un homme 200 mc , à l m , de hauteur.

— un cheval ou un mulet. 1166 —

— un bœuf 1120 —

— un âne 334 —

51. Des puits ordinaires. — L'on connaît la disposition de ces puits, et Ton sait que dans la plupart des cas l'on se contente d'employer une poulie sur laquelle passe une corde supportant un seau à chacune de ses extrémités. Des deux seaux ainsi mis en mouvement, l'un descend à vide, l'autre remonte plein, l'on n'a donc à élever que l'eau contenue dans le seau montant. 11 faut observer cependant qu'au commencement d'une course, le seau vide étant au point le plus élevé, le poids de la longueur de corde AB comprise entre le dessus des deux seaux s'ajoute au poids de l'eau et augmente la résistance, à mesure que le seau vide descend cette longueur de corde à élever diminue jusqu'au moment où les deux seaux sont à la même hauteur ; enfin, au delà de cette position, la plus grande longueur de corde se trouve du côté du seau vide, et son poids agit en faveur de la puissance.

Ces inégalités d'effort qui résultent du poids de la corde ne sont de quelque importance que dans les puits dont la profondeur excède 4 à 5 mètres. Pour les puits plus profonds, l'on peut les annuler, en suspendant sous les seaux un bout de corde attaché à chacun d'eux, et qui plonge toujours dans l'eau. De la sorte, la longueur de corde suspendue de part et d'autre est toujours la même.

L'on admet qu'un homme travaillant 8 heures par jour peut élever à un puits ordinaire 77 mètres cubes d'eau à 1 mètre de hauteur.

32. Puits à treuil. — Lorsque les puits ont une grande profondeur, le travail à l'aide d'une corde et d'une simple poulie est trop fatigant, et l'on emploie un treuil à manivelle ou à engrenage sur lequel s'enroule la corde. Le plus souvent cette corde ne supporte qu'un seul seau. Quand elle en soutient un à chaque extrémité, l'action de la résistance est plus continue, et le poids de corde à soulever peut être réduit à rien, comme nous l'avons indiqué plus haut

L'on n'emploie les engrenages que quan^ le volume d'eau à élever à chaque course est trop considérable pour que l'effort d'un homme agissant sur une manivelle ou sur une roue- à poignées soit suffisant pour vaincre la résistance utile, les frottements et la roideur de la corde, ce qui ne présentera aucune difficulté en se reportant aux règles et aux données d'expérience, exposées dans les Notions fondamentales, 2 e édition.

Au surplus, on aura une approximation suffisamment exacte pour les cas ordinaires, en estimant le travail consommé par les résistances passives d'un treuil de puits au quart du travail utile mesuré par le poids de l'eau élevée, y compris le poids du seau, s'il n'y en a qu'un.

Dans tous les puits à treuil, qu'ils soient ou non à engrenage, il est prudent d'établir sur l'arbre du treuil une roue à rochet avec un déclic à ressort, qui ne permette pas au seau de redescendre par suite d'une interruption de l'effort moteur ; car, faute de cette précaution, il peut arriver des accidents.

Pour régulariser le mouvement du treuil sous l'action variable que l'homme exerce en agissant sur une manivelle, on adapte souvent un volant sur l'arbre de cette manivelle.

Ce dispositif étant l'un de ceux auxquels le travail des hommes s'applique avec le plus d'avantage, on estime que le travail utile d'un homme dans une journée de 8 heures peut être de 170 mètres cubes élevés à 1 mètre de hauteur, c'est-à-dire plus que double de celui qu'on obtiendrait avec un puits ordinaire.

L'on voit donc que, dans tous les cas où les puits seront profonds et les quantités d'eau à élever un peu considérables, l'on devra préférer les puits avec des treuils.

53. Du chapelet. — L'on employait encore souvent, il y a quelques années, dans les épuisements à faire pour les grandes constructions, un appareil nommé chapelet, que l'on disposait tantôt sous une certaine inclinaison, tantôt verticalement.

54. Du chapelet incliné. — Dans le premier cas, il prend le nom de chapelet incliné et se compose de deux axes horizontaux A et B armés de six ou huit bras qui accrochent et entraînent en tournant les maillons d'une sorte de chatne sans fin et leur communiquent le mouvement que l'arbre supérieur reçoit d'un moteur (pl. I, fig. 6).

Ces chaînes se font ordinairement en bois et ont la forme indiquée par la figure ci-contre. Au milieu de chaque maillon est assemblée, à l'aide d'une clavette, une planchette perpendiculaire à la longueur de la chatne, et dont la hauteur est ordinairement égale à la distance qui sépare les axes des maillons. La largeur de cette planchette est égale à deux fois sa hauteur.

La branche inférieure de la chatne est contenue dans un canal en bois ordinairement ouvert à sa partie supérieure, et dont l'inclinaison est de 30 à 40 degrés à l'horizon.

L'arbre inférieur B plonge dans l'eau et les planchettes entraînées dans le mouvement de la chatne poussent le li-

quide devant elles dans le canal et Télèvent ainsi jusqu'à son extrémité supérieure, où elle se déverse dans le canal de décharge.

L'on est obligé de laisser à ces palettes, qu'on nomme les grains du chapelet, un jeu de cinq millimètres au moins de Chaque côté, pour faciliter leur circulation dans l'auge. Leur propre poids les appuyant sur le fond de cette auge, Ton peut admettre qu'il n'y a de perte d'eau que sur les deux côtés latéraux.

L'eau qui s'échappe ainsi de l'un des augets formés par les paleltes consécutives descendant sur la palette inférieure, et ainsi de suite, de proche en proche, pendant que la palette s'élève, il est facile d'apprécier approximativement la perle de travail occasionnée par le jeu des grains.

Appelons en effet :

J le jeu latéral de chaque côté des patelles, 2 J sera le jeu total ;

H' la hauteur du niveau de l'eau dans chaque auget audessus du côté inférieur.

L'on pourra considérer l'orifice provenant du jeu comme • un déversoir et en calculer la dépense par seconde au moyen de la formule approximative

0,40 X 2JH' v^2pP = 0,80 JH' y/ïgW-

Ce volume d'eau passant successivement d'une case à l'autre, il descend de toute la hauteur du plan incliné, que nous désignerons par H, et si nous appelons :

V la vitesse uniforme de la chaîne,

L la longueur totale de l'auge,

y sera le nombre de secondes employées par chaque grain à la parcourir,

de sorte que la perte de travail due aux fuites, pendant le

temps employé par un môme auget à parcourir ce plan incliné, sera pour chaque grain

1()00 0,80 JHV« fl H' .

Celle expression n'est évidemment qu'approximative, puisque la hauteur H' de l'eau dans chaque auget varie sensiblement pendant la marche du grain ; mais elle suffit pour montrer que les fuites et les pertes de travail, qui en sont la conséquence, diminuent à mesure que la vitesse V de la chaîne augmente.

Il y aurait donc, sous ce rapport, avantage à faire marcher les chapelets le plus rapidement possible, mais il ne faut pas perdre de vue que, quand les palettes s'immergent dans l'eau du réservoir inférieur, qu'elles trouvent en repos, elles éprouvent un choc et impriment à la masse d'eau 1QQQ Q que cha-

cunc d'elles entraîne avec elle la vitesse moyenne V de la chaîne. La perte de force vive qui se produit ainsi sur chaque palelte, peut ôlre, d'après ce que l'on a vu au n° 4, estimée approximativement à

îoooo

et comme à la sortie du canal celte eau se déverse et possède encore la vitesse Y, qui n'est pas utilisée, il y a aussi à cette sortie une perte de force vive égale à la précédente; et, en résumé, ces deux pertes de force vive équivalent à une perle de travail moteur exprimée par

îoooo

L'élévation du volume d'eau Q fourni par chaque grain à la hauteur H exige d'ailleurs un travail moteur qui a pour expression

ÎOOOOH^;

de sorte que la quantité totale de travail qui doit être communiquée au chapelet, abstraction faite de celle qui est consommée par les résistances passives, est

oooj 0 H + ^-. + o.a»WvW: HL j.

Le volume d'eau réellement élevé par chaque grain n'est

que

n 0,80JHy2 g H' T

et l'effet utile a p ou rcx pression,

|flM | Q 0 î 80JH£j El | pi%

de sorte que le rendement de la machine, abstraction faite du travail consommé par les frottements, a pour valeur

„ 0,80JHV2tfH' r U y L

.,0V, o,8o Jir y^ ',

tfo. Résultats d'observation sur les chapelets inclines. — La vitesse habituelle de marche des chapelets est environ V = l œ ,50.

Des observations faites lors de la construction du pont de la Charité-sur-Loirc (voy. Gauthey, Traité de la construction des ponts), et d'autres faites au pont d'Orléans (voy. Perronet, Description du pont de Neuilly), ont montré que, dans une journée de travail de 2 heures, un homme agissant à l'aide d'une manivelle faisant 30 tours en 1 minute, élève 68 mètres cubes d'eau à 1 mètre de hauteur, et qu'un cheval attelé à un manège élève 449 mètres cubes à 1 mètre de hauteur dans le môme temps.

Cd* résultats comparés au travail journalier de l'homme à

la manivelle* qui est estimé à 172800 kilogrammètres en 8 heures et à celui du cheval attelé au manège que l'on évalue généralement à 1166400 kilogrammètres, montrent que le rendement des chapelets inclinés est d'environ 0,39 à 0,38 du travail dépensé par le moteur.

Au moyen de ces données, et sachant quel est le volume d'eau à extraire par seconde d'une hauteur donnée, il sera facile de déterminer le nomhre de chapelets et celui des hommes ou des chevaux à employer.

Mais cette machine, facile à réparer et à entrelenir, a, outre l'inconvénient d'un faible rendement, celui d'occuper beaucoup de place et d'être d'une installation souvent difficile. Aussi lui préfère- t- on généralement aujourd'hui les pompes à épuisement, dont nous parlerons plus loin.

56. Du chapelet vertical. — Ce genre de chapelet diffère du précédent en ce que son tuyau est vertical, fermé sur tout son contour, et ordinairement cylindrique. Les grains du chapelet sont composés de plaques ou rondelles en fer ou en fonte, entre lesquelles est serré un disque de cuir, qui frotte contre les parois du tuyau et s'oppose aux fuites, alors très-faibles, quand la machine a une vitesse suffisante.

D'après une expérience de M. Soyet**, rapportée par M. Gauthey, il paraît que dans un chapelet vertical, dont la manivelle fait 20 à 25 tours en 1 minute, le volume d'eau élevé est au volume engendré par les grains du chapelet à peu près dans le rapport de 0,64 à l'unité, et que, quand la manivelle fait 47 tours en 1 minute, la perte est réduite à fort peu de chose.

Diverses expériences du même ingénieur ont montré que, dans-une journée de 8 heures, un homme agissant à laide d'une manivelle élève 115 mètres cubes à 1 mètre de hauteur avec un chapelet vertical.

M. le général Bergère*** rapporte que 12 chevaux attelés à

* Aide-mémoire de mécanique, 4* édition.

•* Voir le Trailé des ponts, par M. Gauthey.

"* Analyse des prix.

un manège, qui faisait mouvoir deux chapelets verticaux, ont élevé par journée de 8 heures et par cheval 674 mètres cubes à 1 mètre de hauteur.

Ces résultats, comparés au travail journalier de l'homme à la manivelle et du cheval au manège*, montrent que le rendement du chapelet vertical est égal à 0,67, c'est-à-dire bien supérieur à celui du chapelet incliné, avantage qui, joint à la plus grande facilité d'installation du chapelet vertical, doit le faire préférer à l'autre.

87. Perfectionnement dont le chapelet vertical paraît susceptible. — Cette machine élévatoire, dont l'emploi présente, comme on vient de le voir, des avantages assez notables, pourrait être perfectionnée, ainsi que l'a indiqué, il y a longtemps, M. Poncelet dans ses leçons à l'Ecole de Metz. Il suffirait d'aléser la partie inférieure du tuyau, sur une longueur un peu plus grande que l'intervalle de deux grains; le reste du tuyau pourrait alors, sans inconvénient, être un peu plus large que les grains, et l'on éviterait par cette disposition toute perte d'eau et une grande partie des frottements.

L'on doit d'ailleurs, dans tous les cas, évaser le tuyau à son extrémité inférieure et faire passer le bras de la chaîne sur un tambour ou hérisson qui assure la bonne direction des grains et facilite leur entrée dans le tuyau.

58. Emploi du chapelet vertical comme moteur. — Bien que nous ne nous occupions ici que des machines à élever l'eau, il n'est pas inutile peut-être de dire que depuis longtemps et à diverses reprises cet appareil a été proposé pour servir de moteur hydraulique, en faisant arriver l'eau à sa partie supérieure et la faisant échapper par le bas. La multiplicité des articulations et leur usure rapide, par l'action de l'eau plus ou moins trouble, sont, sans doute, une des causes prin-

• Aide-mémoire de mécanique, V édition, page 446.

cipales qui ont empêché jusqu'ici cet appareil de se propager.

On a aussi proposé d'utiliser ce moteur comme appareil de soufflerie. L'on conçoit , en effet , que si l'intervalle des grains compris dans la partie alésée du tuyau n'est qu'en partie rempli d'eau, l'air qui se trouve au-dessus de l'eau sera forcé de descendre dans le tuyau et pourra passer de là dans un réservoir spécial analogue à celui des trompes à air employées dans les Pyrénées.

MACHINES ELEVATOIRES

EMPLOYÉES A LTRRIGATION.

S9. Des norias ou chaînes à pots. — De temps immémorial l'agriculture des pays orientaux emploie l'appareil connu en France sous le nom de noria et dans d'autres pays sous celui de chaîne à pots. Il consistait primitivement, comme le montre la fig. 7 , pl. 1, en un ou quelquefois deux tambours à axe horizontal placés l'un au-dessous de l'autre et sur lesquels passaient deux cordes sans fin parallèles, auxquelles étaient attachés de distance en distance des pots en terre. En imprimant au tambour supérieur, directement ou le plus souvent par l'intermédiaire d'un manège, un mouvement de rotation , les pots venaient successivement passer autour du tambour inférieur, qui était immergé dans l'eau, ils s'y remplissaient , et , entraînés par le mouvement des cordes , ils s'élevaient chargés d'eau. Lorsqu'ils arrivaient ensuite sur le tambour supérieur, l'eau qu'ils contenaient se déversait dans une auge qui la conduisait dans les réservoirs ou rigoles d'irrigation.

Les pots en terre, trop fragiles , dont la figure ci -contre indique la construction rustique sont encore employés en Algérie par les colons mahonais. Malgré leur grossièreté, de semblables norias, que le jardinier, qui les emploie, répare et entretient lui-même, peuvent rendre des services, et nous croyons devoir donner les dimensions principales de l'une d'elles :

Lanterne horizontale f diamètre. 1-15

( hauteur. . 0 ,50

Roue verticale diamètre. 1 ,80

Profondeur du puits au-dessous du sol. 10 ,90

Profondeur d'eau dans le puits 2 ,90

Hauteur d'élévation de l'eau 8,00

Nombre de pots en godets 70 ,00

Longueur d un pot 0 ,30

n . \ \ à la bouche.. 0 ,13 Diamètre des pots j au fond 0 ,10

L'effet utile obtenu avec le travail d'un mauvais cheval est par heure de 6000 litres élevés à 8 mètres, ce qui ne correspond qu'à un travail utile égal à

quantité très-faible.

Dans les appareils mieux construits l'on a remplacé les pots par des augets en bois ou en métal.

Les augets en bois ont la forme de caisses prismatiques allongées, fermées de loutes parts et n'offrant pour l'entrée et la sortie de l'eau et de l'air qu'une ouverture réservée à l'une des extrémités. Ces caisses sont fixées sur des cordes ou sur des chaînes sous une certaine inclinaison, de façon que leur orifice de sortie se trouve à sa partie la plus élevée. Après s'être remplies d'eau, elles s'élèvent chargées, et, en tournant autour du tambour supérieur, elles versent leur eau dans une auge placée à côté du tambour supérieur.

Les caisses en bois sont économiques et faciles à réparer, mais elles sont sujettes à des fuites, surtout sous les pays chauds , lorsqu'elles ne sont pas renfermées dans des abris. Aussi les a-t-on remplacées par des caisses en tôle de fer.

Dans tous les cas il faut disposer les pots de manière qu'ils versent toute l'eau qu'ils contiennent le plu6 près possible du sommet du tambour supérieur, afin d'éviter de l'élever inutilement à une hauteur plus grande que celle à laquelle on la reçoit.

GO. Inconvénients des norias. — Les appareils fort simples et fort anciens que nous venons de décrire présentent une partie des inconvénients du chapelet vertical. Il se produit une perte de force vive à l'entrée de l'eau dans les pots et une perte à la sortie, et de plus Ton est toujours obligé d'élever l'eau plus haut qu'on ne la reçoit , ce qui constitue une perte de travail.

En faisant marcher les tambours lentement, on atténue les pertes de force vive à l'entrée et à la sortie, mais la perte sur

la hauteur d'élévation ne peut guère être réduite à moins de 0 m ,50 et même 0-,60 ou 0-,75. C'est d'ailleurs une quantité à peu près constante dans tous les cas et qui a d'autant moins d'influence que la hauteur d'élévation est plus considérable.

Un autre défaut des norias , c'est la perte d'eau que font les pots par le balancement des cordes ou des chaînes, et que l'on nomme le baquetage. On estime cette perle à -fa environ du volume des seaux.

01. Noria de M. Gaicau. — Le grand usage que Km fait des norias dans le midi de la France a engagé plusieurs constructeurs à chercher à les perfectionner, sans trop altérer leur simplicité primitive. Parmi ces essais nous citerons ceux de M. Gâteau, qui s'est proposé particulièrement de diminuer le baquetage et la perte sur la hauteur d'élévation en disposant les seaux d'une manière plus favorable (pl. I, fig. 8).

Dans les norias de ce constructeur les seaux ont un couvercle à charnière , qui atténue beaucoup la perte par le baquetage et qui, en s'ouvrant quand le seau est arrivé au haut du tambour supérieur, facilite le versement de l'eau. Une bâche placée aussi haut que possible et engagée en partie sous ce tambour reçoit l'eau versée par les pots, et la chaîne est obligée par un rouleau à dévier un peu de la verticale après que les augets se sont vidés.

Pour rendre facile la sortie de l'air que contiennent les pots descendants au moment où ils plongent dans l'eau, l'on a disposé à leur fond opposé au couvercle une pelite soupape, qui s'ouvre par son propre poids pendant la descente de la chaîne. Celte soupape peut dans certains cas donner lieu à des fuites, et quand on pourra immerger complètement le tambour inférieur son usage sera superflu , attendu que les pots achèveront de se vider d'air et de se remplir d'eau quand ils se relèveront.

02. Rendement des norias.— L'on peut, comme nous l'avons dit, atténuer beaucoup les pertes de force vive à l'entrée et à

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la sortie de l'eau en les faisant marcher lentement, à 0 n \60 de vitesse par exemple, en 1", mais, dans les grandes norias, il est difficile de réduire le baquetage à moins de 1/10, et la perte de chute à moins de 0 m ,75 ; enfin le travail consommé par les frottements de l'appareil est aussi assez considérable, et pour tenir compte de ces différentes causes de pertes, Navicr a proposé de calculer le rendement de ces machines par la formule

0 > 80 H+ibb

lorsque la profondeur H du puits au-dessous de la bâche atteindra ou dépassera 4 mètres. Au-dessous de celte profondeur l'on emploie d'ailleurs rarement les norias et l'on a recours à la roue chinoise dont nous parlerons un peu plus loin.

G5. Noria de M. Durel. — Un système ingénieux de noria a été proposé et construit par M. Burel, ofiieier supérieur du génie, pour les épuisements de longue durée ou pour les élévations d'eau à d'assez grandes profondeurs (pl. II, fig. 1).

Il consiste en un puits au milieu duquel s'élève un pilier et dont la margelle forme une rigole dans laquelle l'eau est reçue et d'où elle se répand dans les canaux d'irrigation ou de décharge.

La noria est supportée par un tambour ou hérisson monté sur un arbre horizontal, qui repose sur un coussinet à pivot, placé au milieu du pilier central. Cet arbre est soutenu dans la position horizontale au moyen d'une roue de voiture, et à son extrémité on attèle un cheval ou un Ane.

Lorsque ce manège marche, on conçoit que la roue détermine le mouvement de rotation de l'arbre et du hérisson qui porte la noria , en môme temps que tout l'appareil circule autour du puits. La noria parcourt donc l'espace annulaire formé autour du pilier et ses pots sont convenablement disposés à verser l'eau dans l'auge de la margelle.

Ce système dispense de tout engrenage , mais il a divers inconvénients qui paraissent compenser cet avantage. D'abord

le mouvement de transport de la noria autour du puits donne lieu de la part de l'eau à une résistance qui absorbe une portion du travail moteur. Le baquetage n'est pas évité et la perte de cbute sur la hauteur d'élévation de l'eau est nécessairement un peu plus grande que dans les norias ordinaires. Enfin cette noria exige un puits beaucoup plus large que les autres, ce qui compense et au-delà la dépense des engrenages pour les norias ordinaires.

D'après des expériences publiées dans le Mémorial de l'officier du gcnie, cette machine donnerait un rendement de 0,60 du travail moteur dépensé.

A Saint-Jean-du-Gard, une noria de ce genre, mue par un cheval travaillant 8 heures par jour, a fourni 67] mètres cubes à 1 mètre de hauteur, ou 0,57 du travail moteur.

A Saint-Aunez, un àne attelé pendant 8 heures à une semblable noria a élevé 334 mètres cubes à 1 mètre de hauteur, ce qui paraît bien considérable, puisque l'on n'estime qu'à ce môme chiffre le travail développé par un âne agissant sur un manège.

64. Houe chinoise. — Lorsqu'il ne s'agit que d'élever l'eau d'une hauteur de 5 à 6 mètres au-dessus du niveau du réservoir, on remplace les tambours et la chaîne par une roue ou tambour, à la surface extérieure duquel on fixe les pots, qui sont alors des caisses en bois ou en métal analogues à celles que nous avons décrites précédemment. Ces roues ont reçu le nom de roues chinoises, parce qu'on les croit importées de la Chine, où elles sont souvent construites en bambous.

Lorsque ces roues marchent à une faible vitesse, de 0 W ,20, par exemple, en une seconde , les pertes de force vive à l'entrée et à la sortie sont assez faibles; la hauteur d'élévation au-dessus de l'auge qui reçoit l'eau peut être réduite à 0 m ,50 ou 0 m ,60, et comme c'est une quantité constante, elle a d'autant moins d'influence que le diamètre de la roue est plus grand. Les perles d'eau par le baquetage sont peu de chose

MACHINES ÉLÉVATOIKES

quand les augets ou pots sont convenablement peints ou goudronnés, et je pense que le rendement de ces roues ne doit pas être inférieur à

°> 70 htW

H étant la hauteur réelle d'élévation de l'eau au-dessus du niveau du réservoir inférieur.

Il augmentera avec le diamètre des roues, qui peut atteindre 6, 8 et même 10 mètres sans inconvénients.

L'on doit donc regarder la roue chinoise comme l'une des machines les plus favorables à employer pour l'élévation de l'eau, tant sous le rapport du rendement que sous celui de la simplicité de sa construction et de la facilité de son entretien.

OiS. Expériences sur la roue chinoise du Conservatoire îles arts et métiers. — La galerie d'expérimentation du Conservatoire des arts et métiers possède un modèle d'une roue de ce genre, assez grand pour qu'il ait été possible d'exécuter sur son rendement des expériences, dont les résultats soient applicables dans la pratique.

Cette roue, à arbre en bois, est formée par deux couronnes de 1-.80 de diamètre extérieur, sur la circonférence desquelles sont fixés trente pots ou augets en bois, fermés par un bout et ouverts par l'autre, en forme de pyramide tronquée, à bases rectangulaires : l'une de 0 n, ,090 sur 0 ra ,090 de côté intérieur; l'autre de O^OSS sur 0 m ,048. La longueur de ces pots, dans le sens de la largeur de la roue est de 0 m ,40, et ils sont inclinés à 65 degrés sur le plan des couronnes.

La roue plonge habituellement dans le réservoir inférieur, où elle doit puiser l'eau, de 0 m , 10 à 0 n, ,12 seulement, et par suite de sa construction, les pots qu'elle porte se remplissent d'eau quand elle tourne, et l'air qu'ils contiennent s'en échappe facilement; chaque pot a un volume de 2 h, ,54.

Quand les augets arrivent vers le sommet de la roue, leur extrémité ouverte y parvenant avant leur fond, l'eau se déverse et tombe dans un canal en bois qui la conduit au bas-

sin de réception. Il est difficile que le fond de ce canal ne soit pas au moins à 0 m ,30 en contre-bas du sommet des couronnes, ce qui constitue une perte sur la hauteur à laquelle Feau a été élevée.

En supposant donc que la roue ne soit plongée dans le réservoir inférieur que jusqu'à la surface extérieure de ses couronnes, et nommant D le diamètre de cette surface cylindrique, la hauteur d'élévation réelle, ou du point où l'eau est reçue au-dessus du réservoir inférieur, serait au plus égale à

, dans le cas actuel.

Dans les expériences faites au Conservatoire, à l'aide d'un dynamomètre de rotation, l'eau élevée était reçue dans une grande cuve, où l'on mesurait chaque fois un volume de 1623 ,u .84 pendant un temps que l'on obsei-vait.

Les résultats de ces expériences sont consignés dans le tableau suivant :