CHAPITRE III

62. Conditions générales de la rentrée de V air extérieur . —

Dans les habitations privées la rentrée de l’air se fait tout naturellement par les joints des portes et des fenêtres, ainsi que par leur ouverture momentanée, et, au lieu d’avoir à se préoccuper de l’assurer, l’on est, surtout en hiver, obligé de s’en garantir, de l’empêcher ou de la restreindre. L’action aspiratrice des cheminées étant d’ailleurs très-suffisante dans les cas ordinaires pour assurer l’évacuation de l’air vicié, toutes les conditions d’une ventilation convenable se trouvent à peu près remplies.

Mais dès qu’un nombre inaccoutumé de personnes sont réunies dans un même local, les circonstances changent, et quand on a, en suivant les préceptes généraux que nous avons indiqués précédemment, assuré l’évacuation de l’air vicié, il faut aussi songer à le remplacer par de l’air pur.

La nature y pourvoirait bien d’elle-même, daps une certaine proportion, car la diminution de la pression intérieure que produit l’aspiration, si faible qu’elle soit et tout insensible qu’elle reste à nos moyens de mesure, déterminerait des rentrées d’air équivalentes aux sorties; mais cette équivalence ne suffit pas ; il faut encore que cet air nouveau afflue, sans être incommode, soit par sa température, soit par sa vitesse, qu’il se répartisse dans toute l’étendue des locaux à ventiler d’une manière suffisamment régulière, et sans pouvoir passer directement de l’orifice d’arrivée à l’orifice d’appel, ce qui ne conduirait nullement au but que l’on se propose d’atteindre.

11 faut donc, tout en utilisant l’action naturelle, recourir à l’art, pour assurer convenablement l’arrivée de l’air nouveau.

65. Des moyens à employer. Deux moyens principaux se présentent à l’esprit et ont été employés, l’un simple, indiqué par la nature elle-même, et conséquence logique de l’extraction : c’est l’introduction par appel, qui, presque toujours, peut suffire aux ventilations les plus abondantes; l’autre, plus compliqué, mais en apparence, infaillible et efficace : c’est l’emploi des appareils mécaniques, au premier rang desquels on place les ventilateurs, et plus particulièrement, depuis quelques années, ceux qui refoulent l’air.

J’ai déjà fait connaître mon opinion sur ce dernier procédé*. J’y reviendrai plus loin, lorsque je discuterai, à l’aide de nombreux résultats d’expériences, les avantages relatifs des divers systèmes employés. Pour le moment, je ne m’occuperai que de l’introduction de l’air par l’effet subsidiaire de l’aspiration qui a déterminé l’évacuation de l’air vicié.

64. Rentrée de Vair par l'effet de l'appel. — L’on sait que, quand deux vases ou deux réservoirs contenant un même liquide sont mis en communication par un orifice ou par un tuyau, si les niveaux sont à la même hauteur de part et d’autre, il ne se produit ni mouvement ni écoulement d’un réservoir dans l’autre. Mais dès que, par une circonstance quelconque, le niveau vient à baisser dans l’un des réservoirs, ou à s’élever dans l’autre, les pressions exercées sur les extrémités du tuyau ou sur l’orifice de communication, et qui sont dues au poids du liquide, cessant d’être égales, l’écoulement commence à partir du côté où la pression est la plus grande, vers celui où elle est la plus faible, et la théorie ainsi que l’ expérience nous apprennent qu’à l’orifice d’échappement du liquide, la vitesse de sortie serait pour un orifice en mince paroi égale à celle qui correspondrait à la différence des hauteurs des niveaux au-dessus de cet orifice, différence qui est aussi la mesure des pressions exercées.

* Rapport sur les projets de chauffage et de ventilation des salles d’assises du Palais de Justice et Annales du Conservatoire des Arts et Métiers ,

avril 1861.

Cette règle élémentaire est due, comme on le sait, à Torricelli, disciple de Galilée, et elle est exprimée par la formule connue :

dans laquelle 2#=l9m,62 est le double de la vitesse communiquée aux graves par la pesanteur dans la première seconde de leur chute, et H la hauteur d’une colonne du liquide ou du fluide que l’on considère.

Il résulte aussi de cette règle que le volume Q du fluide qui s’écoule en 1" par un orifice en mince paroi est exprimé par la relation :

dans laquelle A est l’aire de l’orifice exprimée en mètres carrés, et m le coefficient de la dépense relatif à l’orifice.

Lorsque, au lieu d’un orifice en mince paroi, il s’agit d’un orifice précédé ou suivi de longs conduits présentant des coudes, des étranglements, et d’autres causes qui tendent à ralentir le mouvement, la vitesse, et par suite, le volume d’air écoulé, doivent être réduits dans une proportion qui dépend des dispositions et que nous apprendrons plus loin à calculer. Pour le moment, nous supposerons que cette réduction soit

exprimée par une fraction i du produit précédent, et que le

volume réellement écoulé soit alors représenté par l’expression :

Lorsqu’il s’agit, comme c’est ici le cas, du mouvement de l’air atmosphérique, il importe de ne pas perdre de vue que H représente la hauteur d’une colonne d’air, à la densité de celui du réservoir, susceptible de produire, par unité de surface, une pression égale à la différence de celles qui existent d’un réservoir à l’autre. Nous reviendrons plus loin sur la manière de déterminer cette hauteur. Pour le moment, nous nous

contenterons de rappeler que, d’après celte expression fondamentale, le volume d’air qui passe en 1" d’une capacité dans une autre est proportionnel :

1° A l’aire de l’orifice;

2° A la racine carrée de la hauteur d’une colonne d’air capable de produire, par son poids, une pression égale à la différence de celles qui ont lieu dans ces capacités.

3° A un facteur r- qui dépend de la contraction qui se

produit à l’orifice et des divers obstacles que la conduite parcourue par le fluide présente â son mouvement.

Nous verrons plus tard comment, dans le cas qui nous occupe, la hauteur H est elle-même proportionnelle à la différence des températures qui existent dans les deux capacités, dont l’une est ici l’espace extérieur et indéfini occupé par l’air atmosphérique et l’autre la salle qu’il s’agit d’alimenter d’air pur. Bornons-nous à dire que si l’hiver cette différence de température est assez élevée pour que la vitesse acquière une valeur telle que, par un orifice d’une section donnée A, il s’écoule un volume d’air suffisant, et que si, dans les nuits d’été, il en est encore à peu près de même quand cet orifice est bien proportionné, il peut en être tout autrement à certains jours de l’été, où la différence des températures étant faible, le facteur devient très-petit;

mais qu’alors c’est en augmentant l’autre facteur A ou l’aire de l’orifice, ce qui est presque toujours facile, que l’on pourra élever le volume d’air introduit à la quantité voulue.

Ainsi les températures extérieures et intérieures étant données, pour peu que la seconde l’emporte sur la première, il sera presque toujours possible, par une proportion convenable des orifices d’admission de faire affluer dans un local donné, tel volume d’air qu’il sera jugé nécessaire, sans autre sujétion que l’ouverture d’orifices de grandeur et en nombre suffisants.

Il suit de là, que pour la plupart des cas et par de trèspetites différences de températures, pourvu que l’on se ménage des orifices d’admission assez grands, il n’y aura aucune difficulté à faire entrer dans les salles à ventiler le volume d’air jugé nécessaire, sans que l’on soit obligé de recourir à l’intervention d’aucun appareil mécanique.

65. Dispositions à prendre pour V arrivée de l’air. — Mais il y a néanmoins quelques précautions, quelques dispositions à prendre pour que l’arrivée de cet air pur ne soit jamais incommode et pour qu’il se répartisse convenablement dans les locaux à ventiler.

Et d’abord il convient d’éviter que cet air chaud ou froid, selon les saisons, afflue en nappes assez larges ou avec une vitesse assez grande pour causer une sensation désagréable. Il faut qu’en tout temps il se répande dans l’espace d’une manière aussi peu sensible que possible.

S’il s’agit de l’air chaud que, dans la saison d’hiver, bien des appareils fournissent à une température de 40° à 50° environ et même à 60° ou à 80°, il faut qu’il débouche à une hauteur supérieure aux organes de la respiration, ou du moins sans pouvoir les rencontrer. Sa légèreté spécifique le forcera à s’élever dans l’espace, dont il entretiendra la température au degré convenable, avant d’être entraîné dans le mouvement général de l’appel, comme nous l’avons indiqué plus haut.

Mais lorsque, comme à l’hôpital Necker, à l’hospice du Yésinet et ailleurs, on s’écarte de cette disposition , si bien indiquée par les plus simples notions d’hygiène, il arrive que l’air chaud, qui débouche à hauteur du sol, environne, de bas en haut, les personnes qui sont près des orifices et les maintient ainsi dans un courant d’air à 40°, 50° et plus; cela est intolérable et donne lieu à des plaintes très- fondées, que nous avons recueillies à diverses reprises.

Je ferai connaitre plus loin, lorsque je parlerai des salles d’assemblée , les inconvénients analogues que présente la

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disposition admise pour la salle du Sénat au Luxembourg, et au Parlement d’Angleterre.

Il y a d’ailleurs lieu de faire remarquer que l’air chaud qui afflue dans un local quelconque, tendant toujours à se diriger vers les parties supérieures du local, on ne changera rien à l’ordre naturel du phénomène en l’y conduisant immédiatement .par des canaux convenables, et en évitant ainsi aux individus le désagrément qu’ils éprouvent de se trouver dans un semblable courant.

Dans le cas, au contraire, où l’air affluent doit être frais, il ne convient pas davantage de le faire entrer dans les salles par le sol ou en des points rapprochés des personnes qui se trouvent dans le local à ventiler. lien résulterait d’abord, comme au Sénat, ainsi que l’ont signalé plusieurs auteurs, et MM. les officiers du génie militaire dans leurs expériences sur la ventilation des casernes , des courants d’air frais qui, même l’été, venant des parties inférieures de l’édifice, avec une température notablement plus basse que celle de l’intérieur, causeraient une sensation très-désagréable.

Aussi, je ne saurais admettre, avec M. Péclet *, que la meilleure disposition à adopter consiste , par exemple pour les amphithéâtres, à amener l’air au-dessous de l’amphithéâtre, à le distribuer uniformément par un très-grand nombre d’orifices, à le recueillir au sommet de la salle pour le conduire à une cheminée d’appel parlant des combles, etc.

En proposant cette disposition, le savant physicienne s’est pas assez préoccupé du désagrément qu’occasionne tout courant d’air frais ou chaud, arrivant sur les organes avec une différence de température un peu notable et avec une vitesse de 0m,40 à 0m,50 seulement. Cet effet est extrêmement sensible dans la salle des séances de l’Institut, où l’air nouveau afflue, en partie par une grille et par des orifices placés au niveau du sol, et en partie par des colonnes ouvertes à 2 mètres

. ¥ 3e édition, 3e volume, page 152, n° 2291.

ou 2nl,30 au-dessus du sol. L’air vicié étant appelé aussi en partie à hauteur du sol et en partie par un orifice d’évacuation situé à 4 mètres ou 4m,50 au-dessus, il se produit dans la longueur de la salle un courant d’air qui fait incliner à 45° environ la flamme de la plupart des bougies, ce qui est l’indice d’une vitesse de 0m,40 à 0m,50 environ, et bien que ce courant d’air soit toujours à une température voisine de celle de la salle et n’en diffère en plus ou en moins que de deux à trois degrés, il rencontre la tête de presque tous les membres de l’Académie et leur cause une sensation fort peu agréable. Mais ceux d’entre eux qui sont placés le plus près des orifices d’arrivée à hauteur du sol sont encore plus particulièrement gênés par le courant d’air, dont ils ressentent l’impression dans les reins et dans les membres inférieurs. Nous verrons d’ailleurs plus loin d’autres exemples de ces inconvénients. Si, de plus, ainsi que cela doit avoir lieu pour utiliser la plus grande hauteur possible des conduits d’évacuation, les orifices de ces conduits sont ouverts près du sol , l’air frais qui arrive par des orifices placés au même niveau, comme cela est pratiqué à rhôpilal Necker, à l’asile du Yésinet et ailleurs, se dirige presque immédiatement vers les orifices d’appel sans se répandre dans les salles, et par conséquent sans profit pour la ventilation, soit au point de vue de l’admission de l’air au niveau, soit à celui de l’extraction de l’air vicié.

Sous tous les rapports, il ne semble donc pas convenable de faire arriver l’air nouveau par des orifices placés au niveau du sol, même quand il est chaud et à plus forte raison lorsqu’il est froid. Tel est aussi, comme on a pu le voir dans l’Introduction, l’avis de tous les savants ou ingénieurs anglais qui se sont occupés de la question.

Il y a plus, si, comme nous l’a montré l’observation du mouvement des ballons remplis de gaz hydrogène, l’air chaud, qui arrive par les poêles, s’élève avec une certaine vitesse vers le plafond, en vertu de sa légèreté spécifique, bien plutôt que par l’effet de la vitesse avec laquelle il débouche,

DANS LES LIEUX HABITÉS

et si en suite cet air, après avoir circulé et remplacé l’air vicié, vient gagner à son tour les orifices d’évacuation placés au niveau du sol, ce qui constitue un renouvellement régulier de l’air, les choses ne se passent pas tout à fait de même ou d’une manière aussi complète quand les poêles cessant d’être chauffés, l’air froid qui afflue par leurs tuyaux intérieurs n’a plus ni la même vitesse ni la même densité que dans le cas précédent.

La différence est surtout sensible avec les appareils de ventilation par appel. Alors une partie de cet air, plus froid et par conséquent plus lourd que celui de la salle, peut, après avoir perdu sa vitesse verticale d’arrivée et avant de s’être échauffée, s’abaisser vers le sol et gagner directement les orifices d’appel sans produire une circulation ou un renouvellement suffisant de l’air. Cet effet a été signalé par M. Grassi, qui, je crois, s’en est un peu exagéré les conséquences. Je l’ai observé moi-même, sans pouvoir le constater par aucune mesure, en juillet (1861), en me plaçant entre l’un des poêles du pavillon n° 3 de l’hôpital Lariboisière et l’un des orifices d’appel correspondants. L’air, relativement frais, qui affluait par ces poêles dans la salle se dirigeait à partir de la hauteur de lm,50 à lm,60 au-dessus du sol vers ces orifices d’appel.

C’est donc surtout pour la ventilation d’été qu’il convient de tenir compte de ces circonstances, mais il n’y a point de difficulté à faire affluer, même en toute saison, l’air nouveau, chaud ou froid assez haut dans les locaux à ventiler pour qu’après son débouché il soit toujours, avant de gagner les orifices d’appel, obligé de circuler dans toute l’étendue du local, en y opérant ainsi un véritable et complet renouvellement de l’air. Ainsi, par exemple, pour la ventilation de nuit pendant l’été, si, comme cela doit arriver dans les ca'S où la ventilation se fait par aspiration, le volume d’air nouveau affluent la nuit par les poêles seuls, qui n’auraient été proportionnés à tort que pour le chauffage et la ventilation d’hiver, était trouvé insuffisant, rien

ne serait plus facile que de ménager dans les trumeaux des conduits d’introduction de l’air, ayant leur ouverture extérieure d’admission à hauteur du plancher et leur orifice de débouché dans les salles près du plafond. En ayant en outre l’attention de garnir ces orifices de grillages assez grands , mais à petites mailles , ou mieux encore en les faisant déboucher dans une corniche creuse n’offrant à sa partie supérieure qu’une longue ouverture très-étroite, on pourrait introduire la nappe d’air affluente sous la forme de filets très-minces et l’on assurerait ainsi, sans dépense, la rentrée d’un volume d’air aussi grand qu’on le voudrait.

Cet air, débouchant dans toute l’étendue de la salle par des orifices trèsétroits, mais d’un grand développement, s’abaisserait graduellement vers les orifices inférieurs d’appel, entraînant avec lui l’air vicié, léger ou lourd, qu’il rencontrerait dans sa marche.

La division du courant d’air affluent à hauteur du plafond en lames minces et étroites est indispensable pour empêcher son arrivée en nappes trop considérables dans certaines parties des appartements et surtout vers les cheminées et autres orifices d’appel. Aussi doit-on éviter d’employer une disposition analogue à celle qui est indiquée (n° 2168) pour les cheminées par M. Péclet, et qui est représentée dans la figure (26), parce que l’arrivée d’air extérieur y est trop voisin de la cheminée.

Une cheminée ainsi aérée existait il y a quelques années dans le salon de la direction du Conservatoire, et, quand on était devant la cheminée, l’on éprouvait la sensation fort désagréable d’un courant d’air froid venant du plafond et se dirigeant vers le foyer. Si le débouché supérieur de l’air

Fig. 27.

DANS LES LIEUX HABITÉS

Fig. 28.

affluent avait été plus étendu, plus étroit et surtout plus éloigné du foyer, l’inconvénient aurait été beaucoup moins sensible.

On a vu dans l'Introduction que la Commission anglaise chargée d’étudier les moyens d’améliorer l’état des casernes a adopté une disposition analogue à celle, que je viens d’indiquer. Elle a même poussé la précaution plus loin en ne ménageant les orifices d’accès de l’air qu’au-dessus de la corniche, en dessous du plafond, à travers des trous percés dans des plaques de zinc qui recouvrent cette corniche de manière que l’air afflue en filets minces dirigés de bas en haut et perpendiculairement au plafond, contre lequel ils perdent leur vitesse.

Les Anglais font aussi usage, dans beaucoup de cas, d’une disposition analogue, mais moins efficace, et qui consiste dans l’emploi de petites persiennes mobiles disposées devant des orifices d’accès de l’air ménagés dans la partie supérieure et simplement pratiqués dans les murs.

Ces orifices, de même que ceux qui ont été adoptés pour les casernes d’Angleterre, peuvent en effet fournir de l’air nouveau en quantité suffisante quand l’appel de l’évacuation est assez énergique, ainsi que cela arrive ordinairement dans la saison froide, où l’on a recours au chauffage. Mais lorsque la température est plus douce, l’appel diminue, l’air intérieur des salles et celui des cheminées peut devenir aussi et même plus froid que l’air extérieur, et alors les mouvements d’entrée et d’évacuation se produisent parfois en sens contraire.

C’est pour mettre obstacle à cette inversion que je crois utile de faire arriver l’air aux orifices ménagés près du plafond par une portion de conduit vertical d’une certaine Fig. 29. hauteur. Quand on ne pourra pas le

pratiquer dans les trumeaux, on se contentera de l’ouvrir dans la partie extérieure du bandeau ou de la plate-bande des fenêtres, ce qui permettra d’en masquer la vue de l’extérieur.

Un dispositif, du genre de celui que nous avons décrit ci-dessus, est en ce moment en cours d’essai dans le nouvel hôpital militaire de Yincennes, dont les travaux sont confiés à M. le commandant du génie Benoît, qui a bien voulu l’y appliquer sur ma proposition.

En attendant que des expériences aient fait connaître le résultats obtenus avec ce dispositif dans cet hôpital, je puis citer ceux qui ont été observés sur une installation analogue dans un local dépendant du Conservatoire des arts et métiers en janvier 1860.

Deux tuyaux d’introduction, présentant ensemble une section de 0m,<*,097 et disposés d’une manière analogue à ce qui vient d’être indiqué, ont permis de faire affluer, dans une salle dont la température était de 23°, jusqu’à 252 mètres cubes d’air frais, à 6° par heure, ce qui revient à près de 2600 mètres cubes d’air introduit par heure et par mètre carré de surface de passage.

Or, dans des pavillons comme ceux de l’hôpital Lariboisière, dont les salles ont 39 mètres de long et par conséquent 78 mètres de murs de façade, rien ne serait plus facile que d’ouvrir dans tous les trumeaux des conduits de 0m,30 sur 0m,20, offrant ensemble 1 mètre carré de superficie et même plus, et si l’on obtenait par ces conduits l’introduction de 2600 mètres cubes d’air par heure dans chaque salle conte-

DANS LES LIEUX HABITÉS

nant 32 lits, ces orifices seuls fourniraient = 81 mètres

cubes d’air nouveau par heure et par lit, sans aucune dépense.

Cette introduction, qui ne serait due qu’à l’action de l’appel et à la différence des températures pourrait, il est vrai, varier beaucoup selon les saisons; mais en maintenant à l’appel en tout temps la même énergie, comme on verra plus loin que cela est facile, on pourrait cependant la régulariser suftisamment

Quoi qu’il en soit, on sent qu’il y a dans le dispositif que nous venons d'indiquer un moyen auxiliaire qui, d’après les observations faites en Angleterre et hs expériences directes de M. le commandant Benoît, peut être d’une grande utilité pour la ventilation d’été.

On voit donc qu’il est possible de proportionner les appareils de ventilation par appel, de manière à obtenir, pour ainsi dire, en tout temps, non-seulement lévacualion, mais encore l’introduction des volumes d’air néce.saires, et que si ceux qui existent ne satisfont pas à cette coidilion, cela ne tient nullement au principe sur lequel ils soit fondés, mais simplement à un défaut de proportions.

G6. Insuffisance des proportions adoptées par es constructeurs. — À ce sujet, nous ferons remarquer qu’ei général et même l’hiver, dans les appareils de ventilation paiaspiration les mieux construits jusqu’ici, la différence de tenpérature entre l’air extérieur et celui qui doit affluer dans les salles est souvent très-faible et toujours notablement inférieure à celle que l’on peut établir entre l’air qui sort de la cieminée générale d’évacuation et l’air extérieur. Et comme h vitesse d’écoulement de l’air est proportionnelle à la racine carée de cette différence de température, il s’ensuit, comme le prouve du reste l’observation, que les vitesses d’introducticn de l’air dans les salles sont alors très-inférieures aux vinsses d’évacuation par les cheminées d’appel, et surtout à o.lles vent. i. 9

qui s’établissent dans la cheminée générale. Ainsi, à l’hôpital - Lariboisière, dans les pavillons ventilés par aspiration dans les circonstances favorables où nous avons opéré pendant l’hiver de 1860, la vitesse d’introduction de l’air par les poêles dans les salles étant de 0m,72 à lm,15 et suffisante pour assurer l’arrivée de/ 62m-c,58 d’air par heure et par lit, la vitesse dans la cheminée générale d’évacuation était de lm,24k lm,39 *.

Dans une autre expérience faite le 2 août 1861, à quatre heures et demie du matin, à l’hôpital Lariboisière, au pavillon n° 3, ventilé par ap nel , la température extérieure au rezde-chaussée était de 18°, celle des salles était de 25°, 45, et celle de la cheminé(/de 28 à 30° seulement, ce qui provenait de négligence de la part du chauffeur et de l’absence d’un contrôle effilée. Malgré ce faible échauffement de la cheminée d’appel/ la vitesse moyenne y était de 0m,771, et le volume d’air v/cié évacué par heure de 6548 mètres cubes ou de 68m,c,2 ptfr lit et par heure. Mais la vitesse d’arrivée de l’air par les/poêles n’était que de 0m,393 en 1" sur l’un des poêles obs/rvés; sur un autre, elle était insensible; ce qui devait encore tenir à l’absence de surveillance ou d’entretien des cmduits.

Si donc oi/ voulait qu’il arrivât par les poêles un volume d’air égal à/elui que l’on veut extraire par les cheminées, il faudrait qu; les sections de passage par chacune de ces deux séries de (induits fussent en raison inverse des vitesses que les différe/ces de température peuvent engendrer. Ces différences ép très-variables, même pendant la saison du chauffa g/, il serait indispensable de se réserver les moyens de faire/ussi varier les passages en conséquence. C’est ce que les con/ructeursfont quelquefois en employant des ventelles, plus o / moins mobiles, qui , lorsqu’il fait froid et que par consé/ient la vitesse de passage est plus grande, peuvent

iy. chapitre VI.

DANS LES LIEUX HABITÉS

être en partie fermées pour augmenter réchauffement de l’air, et que l’on ouvre, au contraire, quand le temps est plus doux pour obtenir, avec une moindre vitesse, à peu près le même volume d’air.

Mais si ces variations d’effet peuvent être praticables pendant la saison du chauffage, il n’en est plus de même l’été, et il faut pour celte saison se ménager d’autres orifices d’admission de l'air.

Il convient d’ailleurs de dire que ce n’est pas par défaut de réflexion ou de connaissance des circonstances qu’on vient de signaler que les constructeurs ont adopté des proportions qui ne permettent pas l’arrivée par les poêles d’un volume d’air égal à celui qui est évacué. Leurs observations les avaient amenés à constater ce fait général d’expérience que dans le système de l’appel, avec les proportions qu’ils avaient adoptées, le volume d’air admis par les poêles, était moyennement les deux tiers, et parfois seulement la moitié de celui de l’air extrait des salles, et cornue on ne leur demandait que d’extraire un volume correspondant à 60 mètres cubes par heure et par lit, ils se contentaient d’assurer la température voulue et en temps ordinaiie l’admission de 40 à 50 mètres cubes d’air nouveau, certairs alors de satisfaire à ce qui leur était demandé pour l'extraction.

67. Inconvénients des prises d'air communes à fiusieurs étages. Dispositions à prendre. — Lorsque plusieurs étiges superposés, ou même plusieurs salles à un même étage, doivent être alimentés d’air par un conduit unique, il impoite de diviser ce conduit par des languettes en autant de concuits partiels qu’il y a de locaux ou d’étages. Sans cela, il put arriver fréquemment que, par suite d’inégalités permanertes ou accidentelles de l’appel, la répartition de l’air se fisse d’une manière toute différente de celle que l’on se propse d’obtenir.

Un exemple remarquable de l’utilité de la divsion en plusieurs conduits des cheminées qui doivent recevoir ou

débiter de l'air par des ouvertures distinctes, surtout quand ces ouvertures sont placées à des hauteurs différentes, a été fourni par la répartition de l’air aux divers étages d’un batiment de l’hôpital militaire de Vincennes ventilé dans le système d’appel par en bas.

Dans ce pavillon, l’air nouveau s’élève par aspiration dans des cheminées ou gaines verticales ménagées dans les murs de refend, et qui en laissant à chaque étage pénétrer une partie dans des carneaux horizontaux ménagés sous les planchers. /

Ces cheminées n’étaiei/l pas suffisamment subdivisées par des languettes, et la répartition de l’air ne se faisait que par l’appel exercé de l’intérieur des salles; aussi présentait-t-elle les plus grandes différences d’un étage à l’autre. Ainsi, d’après des expériences faites en avril 1860, le volume d’air qui arrivait par heu je et par lit était :

Au Ie/ étage I4m,c

Au j étage 219

Au l combles.. 165.

Si ces chemines avaient été subdivisées en autant de canaux distincts /qu’il y a d’étages, et si chacun de ces canaux avait été/muni dans le bas d’un registre ou d’une ventelle particuli/re, il eût été facile d’en régler le débit d’une manière coryenable. — Depuis l’on a disposé des registres qui répartispit l’air plus également, mais en occasionnant des pertes le vitesse, par suite des rétrécissements qu’ils produisent Aans les passages.

08. Comqumces de ce qui précède. — Il résulte de ce qui précède me les moyens de faire entrer dans les locaux à ventiler les pantités d’air jugées nécessaires par le seul emploi des resburces que nous fournissent la nature et les lois auxqueles elle a soumis les mouvements des fluides sont nombr/ux et d’une application aussi simple qu’assurée. Il n’y

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a de limites à leurs effets que celles que l’économie et les besoins peuvent indiquer.

69. De l'utilité des chambres de mélange de l'air. — Mais s’il est assez facile d’assurer l’entrée de l’air nouveau en volume suffisant, et même à une vitesse qui ne soit pas gênante, il n’en est pas de même quant au règlement de la température à laquelle il doit affluer, selon les saisons.

L’été il est assez difficile de se [.rocurer de l’air relativement frais, et les prises d’air en communication avec des caves ou des galeries souterraines ne sont pas toujours sans inconvénients; mais c’est surtout l’hiver que les variations fréquentes et considérables de température exigent des dispositions particulières.

S’il est vrai que l’air froid arrivant pir des orifices assez nombreux, avec une faible vitesse, vers ou à travers le plafond d’une salle ventilée à la partie inférieure par aspiration tende à descendre assez lentement vers les orifices d’appel, il peut arriver cependant que ce courant flescendant d’air froid soit fort désagréable. C’est ce qui a lier malheureusement presque toujours dans les amphithéâbes, tels qu’ils sont aujourd’hui disposés, ainsi que je le diraien parlant de ces locaux.

Si , pour diminuer l’inconvénient , on resreignait les orifices d’arrivée de l’air, sans diminuer l’énergie de l’appel, la vitesse d’entrée augmenterait et le désagiément serait encore plus grand pour la partie du publc la plus voisine de ces orifices. C’est l’effet que prodiisent les ouvertures beaucoup trop restreintes de certaine amphithéâlres, de la salie des séances de l’Institut, de; salons de l’Hôtel de Ville, et presque tous les couloirs des théâtres, etc., etc.

Il faut donc à la fois offrir à l’air de grandes superficies de passage et en même temps se ménager des moyens de modérer, de régler la température de cet air affluen, de manière que la différence de sa température et de celb de

la salle qu’il doit régler ne soit pas assez sensible pour gêner.

Le moyen le plus sûr, c’est de mêler cet air nouveau et l’air chaud avant leur arrivée dans la salle, en les introduisant dans une chambre de mélange assez spacieuse et munie d’appareils convenables pour proportionner le mélange selon les températures. C’esj/le dispositif qui a été adopté dans la rédaction du programme des projets de chauffage et de ventilation des nouveaux théâtres de la place du Châtelet, et que nous venons d’appliquer avec succès au petit amphithéâtre du Conservatoir/des arts et métiers.

L’usage de ces chamâres de mélange d’air, qui doivent d’ailleurs être spaciei^es, s’applique à tous les modes de chauffage de l’air, mais plus spécialement à l’emploi des calorifères à air chaudjj dont il diminuerait beaucoup les inconvénients, en donnant la facilité de régler la température de l’air affluent, tout/en n’employant que des appareils de proportions modérée^ Il est clair d’ailleurs que ces chambres devront être disposées de manière que l’air froid, directement appelé de /'extérieur, et l’air chaud fourni par le calorifère, soient oôligés par des chicanes convenablement disposées de ne sôrtir qu’après un mélange complet qui assure l’uniformité de température, et que des registres ou ventelles d’une mancmvre facile seront établis en des points d’un accès commode pour permettre de varier les aires des passages selon les b/soins.

70. De u température convenable aux lieux habités. — Des observati/ns récentes et déjà assez multipliées m’ont amené à recom^ître que la température convenable soit pour les appartements particuliers, soit pour les lieux de réunion, dépend d/ plusieurs circonstances très-diverses, dont il est nécessaire de tenir compte.

Enpremière ligne est le tempérament des individus qui, selo et qu’ils sont plus ou moins sanguins, exigent des tempérqures plus basses ou plus élevées. Mais cette circonstance

DANS LES LIEUX HABITÉS

ne peut être prise en considération que pour les appartements privés, attendu que pour les lieux de réunion l’on ne peut se régler que sur des données moyennes.

Le mode de chauffage adopté et les conséquences qui en résultent pour la ventilation ont une influence beaucoup plus considérable. Ainsi, dans un appariement chauffé par une cheminée qui produit un renouvellement d’air d’autant plus grand que le feu est plus actif, on peut supporter sans en être incommodé, et il convient d’entretenir une température notablement plus élevée que dans des pièces chauffées par des poêles ou par des calorifères, de quelque genre qu’ils soient, s’ils ne sont pas accompagnés d’appareils de ventilation. Lorsqu’au contraire à ces derniers appareils sont joints des moyens énergiques d’extraction et de renouvellement d’air, il convient de maintenir une température plus élevée. On supporte alors facilement et l’on trouve même généralement agréables des températures de 20 1 22°.

7 1 . Disposition à employer pour le mêlante de Vair chaud et de Vair froid. — A ce sujet je crois utile d’indiquer une disposition très-simple qui assure à peu près complètement le mélange de l’air chaud et de l’air froid dam les chambres et surtout dans les conduits. Il consiste à obliger l’air chaud à affluer à peu près parallèlement au courant l’air froid au moyen de languettes en métal ou en maçonnere, en ayant soin que celui de l’air chaud soit en dessous jusm’à l’extrémité de ces languettes. Plus loin, l’air chaud, plis léger, se mêlera nécessairement à l’air froid en s’élevant, etle courant commun aura une température moyenne, que l’tn pourra d’ailleurs faire varier en proportionnant selon hs besoins les volumes affluents d’air chaud ou d’air froid à l’aide de registres faciles à manœuvrer.

Ce dispositif, appliqué au Conservatoire des arts et nétiers, y a fort bien réussi.

72. Disposition adoptée pour les chambres de casernes ei An -

gleterre . — Si l’établissement de chambres de mélange de l’air froid et de l’air chaud est praticable, lorsqu’il s’agit d’un système complet de chauffage et de ventilation pour de grands édifices ou des salles d’assemblées nombreuses, il serait souvent à peu près inapplicable, ou du moins d’une installation difficile et dispendieuse, pour des bâtiments composés de pièces séparées, occupés i par un petit nombre d’hommes, telles que des chambres dè caserne.

La commission anglaise, dont j’ai analysé le remarquable rapport, a adopté pour modérer la température moyenne des chambres de caser/ie, une autre disposition d’un effet peut-être moins certaiâ , mais d’une installation plus économique.

En arrière de la chefninée à feu nu, dont il ne paraît pas possible en Angleterre de supprimer l’usage, elle a fait établir, comme on l’a vü au n° 39 de l’Introduction, une sorte de petite chambre da/is laquelle une certaine quantité d’air appelé de l’extérieu/ vient s’échauffer, et d’où il passe dans un conduit qui l’amène vers le plafond. Chaque chambre est ainsi alimentée/ d’air neuf pendant l’hiver : 1° par deux orifices d’air fr/id venant directement de l’extérieur; 2° par un orifice fournissant de l’air chaud passant derrière le foyer. Ces affluences d’air à des températures différentes arrivant au plsfond, se mêlent-elles assez exactement en se dirigeant ve/s la cheminée et en se répandant dans les chambres p/ur que les hommes n’éprouvent nulle part des courants dé/agréables? Je ne le sais et n’oserais l’assurer. Cependant le/mouvements d’involution qui se produisent dans des cas p/reils peuvent peut-être jusqu’à un certain point atténuer m moins d’une manière suffisante l’effet des courants d’ar. Quoi qu’il en soit, celte disposition simple dans laquelle/on peut d’ailleurs modérer et restreindre selon les circons&nces les orifices d’admission, mérite d’être essayée. Il me semblerait cependant préférable de réunir, comme je l’ai iniiqué plus haut, les deux volumes d’air en un seul courait dont on assurerait Je mélange.

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75. Prise d'air nouveau à la hauteur convenable. — Il convient de faire remarquer que c’est fort à tort que l’on a attribué aux seuls appareils mécaniques la faculté de prendre l’air nouveau à faire parvenir dans les salles que l’on veut ventiler, à des hauteurs plus ou moins grandes dans l’atmosphère. Le raisonnement élémentaire à l’aide duquel on met en évidence l’influence de la hauteur des cheminées sur le tirage qu’elles peuvent exercer, aurait dû préserver des ingénieurs habiles et un auteur versé dans la matière comme M. Péclet, de cette exagération *, car ce raisonnement prouve immédiatement que ce tirage même suffit pour faire descendre l’air vers les points où il est appelé.

Aussi dans les expériences que nous avons publiées dans le quatrième numéi*o des Annales du Conservatoire des arts et métiers , avons-nous constaté qu’à l’Eôpital Lariboisière, ainsi qu’à l’hospice du Vésinet, l’air nouveau destiné aux salles descendait par les cheminées d’alinentation, à trèspeu près aussi bien quand le ventilateur était arrêté et que l’action seule de l’aspiration déterminait son mouvement, que quand l’appareil mécanique fonctionnait

Il y a plus, c’est que dans le système de ïaspiration, les dispositions à prendre pour faire arriver à fntérieur l’air pris à telle hauteur que l’on voudra, sont biaucoup plus simples, plus sûres, quant à la pureté, et plus tconomiques que dans tout autre.

En effet, dans le système de l’insufflation mécanique on fait descendre l’air nouveau, pris à une certaiie hauteur dans l’atmosphère, vers les parties inférieures des lâliments, où se trouvent placés les ventilateurs. Arrivé dans es chambres plus ou moins propres et salubres, près ou dais l’intérieur desquelles ces appareils sont installés , avec leurs machines motrices et qui communiquent au moins accidentellement, quoi qu’on fasse, avec les caves voisines, <ct air,

3° volume, n° 2535.

qui s’est mélangé dans des proportions parfois considérables avec de l’air venu de ces caves, passe par les ventilateurs, par leurs conduits souvent très-longs et très-compliqués, et parvient dans les salles à ventiler, après avoir éprouvé des pertes de force vive ou de travail moteur considérables et presque toujours après s’être échauffé de plusieurs degrés, comme nous le ferons voir tout à l’heure. A l’inverse, dans le système de l’aspiration, l’air nouveau peut arriver directement non-seulement àjchaque étage, mais même à chaque poêle, à chaque orifice d’introduction, en parcourant seulement la demi -largeur d^s salles ou à peu près, ou dans d’autres dispositions leur hâuteur. Si l’on tient à puiser l’air dans l’atmosphère aune ce/taine hauteur au-dessus du sol, il suffît, pour le rez-de-ynaussée, de mettre l’orifice donné en communication ave/ un tuyau vertical qu’il convient d’isoler des murs, et de mettre autant que possible à l’abri de faction solaire. Poil/ le premier étage on pourrait faire de même, quoique œla semble déjà inutile; et quant au second étage, desouverares directèsdonnerontlasolutiondemandée.

74. Exemple de prises d’air supérieures par voie d’appel. — Le système d i ventilation adopté pour l’hôpital de Guy, à Londres, don/ j’ai, dans l’Introduction, fait connaître les dispositions générales ainsi que les résultats, offre un exemple remarquable d’une prise d’air faite par une tour ou cheminée spécial/, à 29 mètres de hauteur au-dessus du sol, par le seul effe/ de l’appel produit au moyen d’un appareil de chauffageÀ l’eau chaude.

Mais oy sait aussi que, depuis longues aunées, de vastes exploitations houillères sont ventilées au moyen d’une introductiond’air extérieur qui, par l’action de l’appel exercé par un foye/ établi près du fond de la mine, descend par un puits à/de grandes profondeurs, parcourt d’immenses et sinueus/s galeries, et ressort par un autre puits, chargé des gaz Ælétères. Nous citerons ici quelques applications particulières de ce système.

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7o. Extraits du mémoire de M. Glépin, ingénieur civil, sur les mines du grand Hornu ( département du Nord). — Puits n° 10. — « Le courant d’air extérieur, après être descendu jusqu’à la profondeur de 180 mètres par le puits aux échelles attenant au puits d’extraction, se divise en deux branches. La première, à cette profondeur, parcourt environ 300 mètres de galeries étroites et irrégulières et vient déboucher par la fosse des échelles jusqu’à la profondeur de 193 mètres. La seconde branche continue à descendre aussi par la fosse aux échelles jusqu’à la profondeur de 193 mètres, circule dans plusieurs galeries, irrégulières et éboulées en partie, présentant un développement total de 270 mètres, et vient ensuite également déboucher dans le puits d’extraction, à la profondeur de 196 mètres. Enfin un second courant, descendu par le puits n° 9 jusqu’à la profondeur de 250 mètres, vient aussi déboucher dans le puits n° 10, à la profondeur de 196 mètres, après avoir parcouru environ 620 mètres de galeries irrégulières et éboulées. »

Ainsi, dans cette partie des travaux, l’air, oar le seul effet de l’appel que produit un foyer placé à 196 mètres de profondeur, descend par un puits, circule dans des galeries plus ou moins tortueuses, irrégulières et obstruées, sur des longueurs de 300 mètres, de 270 mètres et de 620 nètres, arrive à des profondeurs de 250 mètres, et remplace l’tir vicié dont le foyer détermine l’ascension.

A la fosse n° 3 du grand Buisson, à Hornu, un foyer analogue au précédent ne produit qu’une élévation de température moyenne de 14°, 5 entre l’air qui est évacué e celui qui vient des galeries inférieures, et le volume d’air évacué en l" est de 6m,c,484 par le puits dont la section est de 15“ *,24, ce qui correspond à une vitesse moyenne de 0m,432en 1".

Le 4 février 1842, la température de l’air extérieir étant de 2° et celle de l’air extrait de 30°, on a observé les résultats précédents et la formule théorique * qui donne la viteise qui

Voy. au chapitre IV.

peut être produite par cette différence des températures, abstraction faite des pertes de force vive et des résistances, étant, comme on le verra plus loin,

TT— à /%9a(t — T) H V 1 + aT

elle donne, en y faisant t=ï 30°, T=2°, 2#=l9m,62, a = 0, 00^665 , H— \ 84 mètres U = 19m,40 .

L’observation n’ayaçt donné que U=0m,432, on voit que les pertes de force viye et les résistances passives dans ces travaux réduisent la Vitesse que produirait la chaleur communiquée à l’air à ^ environ.

Mais il faut remarquer que sur les 30° de chaleur de l’air évacué 15°, 5 lui /Sont communiqués par la chaleur du sol intérieur, puisqué cet air, entré à 2°, arrive sous le foyer à 15°, 5. Celui-ci n’élève donc la température de l’air que de 14°, 5 en l’amenant de 15°, 5 à 30°.

Il n’est pas inutile aussi d’observer que l’air extérieur descendant dans le puits avait un volume correspondant à la température ce 2°, égal à

lkil, 169 1*^285

6m,c,484 X ïkïn^ — 5m'c,90

et que ce iuits de 184 mètres de profondeur n’avait que 5 mètres (près de section, ce qui correspond à une vitesse de lm,18 mr seconde.

Ces exemples d’une ventilation directe et immédiate des mines, pa* l’action seule de la chaleur développée par le combustible/nous permettent d’apprécier approximativement l’effet u/le du combustible employé ainsi à la fosse n° 3.

76. [Jtilisation de la chaleur dans ces mines. — La consommation de charbon pour la ventilation par appel, dans laquelle le courant se bifurquait et parcourait des galeries

DANS LES LIEUX HABITÉS

rétrécies à lni,c,44 de section, et parfois très-irrégulières, de 1300 à 1400 mètres de développement, était de 700 kil. de houille par 24 heures, ou de 29kil,16 par heure. Le volume d’air évacué étant de 23346 mètres cubes et ayant reçu du foyer un accroissement de température de 14°, 5, le nombre d’unités de chaleur qui lui a été communiqué, abstraction faite de la perte par les parois de ce puits, a été égal à

23346m,cX lkil, 169X 1 4°, 5 X 0,237 = 93258 calories.

Par conséquent, le nombre de calories utilisées par kilogramme de charbon brûlé a été dans ce cas égal à

— -^ = 3219 calories.

A la fosse n° 2 du grand Buisson, le volume d’air extrait par seconde est de 5m-c,32, ou 19152 mètres cabes par heure, à 33°. L’air intérieur étant à 13°, 25, l’augmentation de température est de 19°, 75, et le nombre de calories transmises à cet air est

19152m,cX lkil, 1 57 X 1 9°, 75 X 0,237— 103769.

La consommation de charbon est de 560 kil. ptr 24 heures, ou 23kil,33 par heure; pour chaque kilogramme de charbon brûlé, on a donc utilisé

4445 calories.

Les deux exemples que nous venons de citer son', relatifs à des puits secs, ce qui diminue beaucoup le refioidissement éprouvé par l’air évacué dans sa longue circilation , et l’on voit que, dans ces circonstances, on utilise plus de la moitié de la quantité de chaleur développée par la bouille brûlée.

Je ferai voir plus loin que pour des cheminées ordinaires rutilisation directe de la chaleur est bien plus considérable.

Ces exemples remarquables suffisent, sans doute, pmr

mettre en évidence la puissance de l’aspiration, pour faire arriver l’air nouveau aux points où il est nécessaire, en le faisant descendre de très-grandes hauteurs, et montrent que, pour produire de semblables effets, il n’est nullement nécessaire de recourir à des appareils mécaniques.

77. Température de l’air à différentes hauteurs. — On a singulièrement exagéré d’ailleurs les avantages que l’on attribue à la prise de l’air nouveau à une certaine hauteur au-dessus du sol, et, outre celui d’être exempt des émanations qui, dans les lieux habités, et en particulier dans les hôpitaux, peuvent se/produire à la surface du sol et dans les caves, on a admis /qu’à 15 ou 20 mètres au-dessus du sol l’air était non-seulement plus pur, mais plus frais.

M. Péclet * s’ exprime en effet dans les termes suivants : « Il me reste à Mentionner un autre avantage de l’idée de prendre l’air à /une grande hauteur dans l’atmosphère : c’est d’obtenir pendant les chaleurs de l’air de ventilation à une température /ensiblement inférieure à celle des salles à assainir, à ceye des cours ou des locaux qui les environnent. » Et, plus loin /il ajoute : « On a observé, à Lariboisière, qu’en été la différence de température entre l’air pris au clocher et celle de l’air ambiant à l’ombre était d’au moins 4°; qu’à de certain/ moments, elle a dépassé notablement ce dernier chiffre ; eafin, que la température des salles ventilées par insufflati/n était inférieure en été d’à peu près un même nombre /de degrés à celle des autres salles qui étaient ventilées par appel, etc. »

On si demande comment un physicien aussi instruit que M. Péaet a pu admettre de pareilles assertions, contraires à ce ut ie savent tous ceux qui se sont occupés de météorologie/

m/ Becquerel**, dans une communication toute récente

^Traité de la chaleur, 3e édition, livre XV, n° 2536, page 275. 7 Séance du-16 février 1862 à l’Académie des sciences.

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sur cette question qui intéresse à un haut degré l’agriculture, s’exprime en effet dans ces termes :

<c On sait depuis longtemps qu’en s’élevant au-dessus du soi, la température de l’air diminue suivant une loi qui varie avec la latitude et diverses circonstances locales. On admet en moyenne un abaissement de 1° par 180 mètres.

« Cette diminution ne se manifeste toutefois qu’à une certaine hauteur; car lorsque le ciel est clair, pendant la nuit et même quelquefois dans le jour, on observe un accroissement de température jusqu’à une certaine hauteur.

« Cet accroissement est signalé depuis plus de soixante ans par des observateurs habiles, sans que les météorologistes l’aient pris en considération dans les observations relatives à la température moyenne de l’air à très-peu de distance audessus du sol. »

Outre qu’il est facile, comme je l’ai indiqué plus haut, de se mettre à l’abri des émanations venant du sol, ce que l’on a fait dans plusieurs hôpitaux, il n’est donc pas exact de dire qu’à 15 ou 20 mètres au-dessus du sol la température soit toujours plus basse qu’à la surface, même eu été. Gela peut arriver à certains moments de la journée et pour certaines expositions, mais cela n’est pas l’état normal.

78. Expériences cle M. Becquerel. — Mon savant confrère M. Becquerel a bien voulu, pour éclairer cette question, me remettre une note que je ne puis mieux faire que de transcrire littéralement.

u De nombreuses observations ont montré que, dans la zone tempérée, depuis le sol jusqu’à 2900 mètres de hauteur, il y a un abaissement de température d’in degré pour 150 à 170 mètres d’élévation. Cette hauteur varie avec la saison, l’heure de la journée, le vent régnant, etc., etc. La variation diurne n’est pas la même dans les plaines et dans les montagnes. Il résulte des observations de M. Bravais, faites à Milan, à Genève, à Zurich et au sommet du Fawlhorn, qu’en moyenne la hauteur pour le décroissement

d’un degré varie, dans les 24 heures, de 139 mètres à 200 mètres *. » Mais il en est autrement près du sol.

M. Becquerel, dans ses recherches récentes avec le thermomètre électrique, qui donne des résultats très- exacts, a obtenu ceux qui suivent :