Quand il s'agissait de relever exactement une suite

de cotes de la surface supérieure de l'eau ou un profil tout ei> tier, parallèlement au plan de Torifice et tout près de ce plan» c'est-à-dire, à une distance de 8 à i o centimètres au plus, on se contentait de fixer perpendiculairement aux madriers de cette paroi , de part et d'autre de Taxe vertical de lorifice , et à une certaine hauteur aurdessus du niveau de leau dans ie réser^ voir, deux petits taquets ou prismes rectangulaires g, h, de 1 o centimètres de longueur [planche S»fg- ^7 ) » q^i étaient divisés de centimètre en centimètre, et appuyés fortement contre les madriers du barrage au moyen de boulons horizontaux traversant leurs axes. On les disposait, à faide d'un niveau k bulle d'air, de manière que leurs surfaces supérietu'es se trouvassent exactement dans un même pian horizontal , et l'on avait soin que leurs arêtes fussent bien perpendiculaires au plan vertical de l'orifice : c'est sur ces mêmes faces qu'on pla* çait, parallèlement au plan dont H s'agit et à une distance convenable, une forte règle prismatique garnie de tiges métalliques, avec lesquelles on relevait la hauteur de chaque point de la surface supérieure de l'eau au-dessous du plan de niveau de ces faces , pris pour plan général de comparaison. Afin de maintenir la règle dans son degré d'écartement de la paroi de l'orifice , an se servait de cales de bois calibrées et plus ou moins épaisses, contre lesquelles elle était appuyée et pouvait glisser parallèlement à cette même paroi.

83. Quand il s'agissait d'opérer à une certaine distance en amont ou sur les côtés de l'orifice, on remplaçait \^% deux prismes dont il a été fait mention ci-dessus, par deux équerres à trois branches [planche j,fy. /j et i(f) formant chacune un angle solide tri -rectangle, dont une des faces était solidement appuyée contre la paroi de l'orifice, de manière que les deux autres fussent respectivement verticale et horizontale. Leurs côtés parallèl|^s à l'axe d'écoulement de ia veine, divisés de centimètre en centimètre dans toute leur longueur, étaient

po EXPÉRIENCES

placés exactement dans un même plan horizontal, pour porter la règle transversale servant à relever les hauteurs du niveau de l'eau. Dans quelques cas» la distance horizontale entre ces cotés a été de o"^,8o , et leur saillie sur la paroi de lorifice a été d un mètre ; ce qui permettait de relever les hauteurs de la surface de l'eau dans tous les sens et sur une grande étendue , au pourtour de cet orifice, et de déterminer promptement les hauteurs maxima et minima du fluide dans tout l'espace dont il s'agit.

Enfin il arrivait parfi)is qu'on n'avait besoin de relever que les seuls points de la surface de Teau situés dans le plan ver* tical de Taxe de l'orifice; alors on ne &e servait que dune seule équerre tri-rectangle p q rs {planche ) , jig. 20 , 2i et a^ ) qui avait une feuillure horizontale pour diriger l'instrument à l'aide duquel on obtenait les cotes de ces points.

84. Le relèvement dont il s'agit s'opérait toujours au ^noyen d'une pointe fine , mise en contact avec la surface supérieure du fluide , et qui était adaptée à une règle guidée dans son mouvement par les supports horizontaux dont il a été parié précédemment : l'observateur se plaçait, à cet effet, sur un échafaud volant suspendu , au moyen de cordages , au-dessous des entretoises supérieures du bassin de retenue, et qu'on levait ou baissait à. volonté, selon la position du niveau de l'eau.

Lorsqu'oa n'avait besoin d'obtenir la hauteur ^ue d'un petit nombre de points de la surface du fluide, ou que ces points se trouvaient très-près de l'orifice , la pointe était formée par l'extrémité d d'une lame de tôle mince de ( planche ^^ jig. i^, 16 et 77) terminée en bas par un triangle isocèle, et qui était encastrée de toute son épaisseur dans l'une des faces verticales jde la règle a b. Cette même lame était fendue sur une certaine portion de sa longueur pour laisser passer . librement le boulon c, dont la partie taraudée recevait un

HYDRAULIQUES. pj

écrou à oreilles F, quon serrait afin de maintenir la pointe d à la position où on l'avait amenée pour opérer son contact avec la surface du liquide. II est évident que la gaïUîe de la pointe au-dessous de la face inférieure de la règle don* naît la cote cherchée avec toute la précision désirable; et^ comme cette règle était divisée de centimètre en centimètre ainsi que les appuis sur lesquels elle portait» la position absolue de la pointe d , par rapport à Taxe de l'orifice , se trouvait aussi parfaitement déterminée.

85. Quand il fallait relevet* simultanément un grand nombre de points compris dans un même plan vertical, c està-dire, quand on voulait obtenir de suite le profil de la surface de l'eau, soit perpendiculairement, soit parallèlement à la paroi de l'orifice, on se servait de f Instrument représenté planche 3 [jtg. m, 2r et 22), que- nous avions déjà mis en usage en 1 814 > ^ors de nos expériences sur les roues hydrauliques verticales à aubes cylindriques ( voyez le Mémoire sur les roues, Sj^-)- Mais ici les tiges v étaient en cuivre jaime et espacées d'un centimètre d'axe en axe; et, au lieu de traverser simplement la règle NO, elles étaient encastrées de ia moitié de leur épaisseur dans l'une de ^s faces verticales , et y étaient retenues au moyen d'une petite lame de cuivre xy serrée à vis. Cette face et cette lame étaient d'ailleurs garnies de bandes de casîmir fin , qui permettaient aux tiges un mouvement vertical de glissement fort égal et fort doux, lorsqu'on voulait amener leurs pointes en contact avec le fluide.

Enfin l'on prenait par une seule opération le profil de la surface de l'eau dans le plan même des orifices en déversoir, avec l'instrument représenté planche 3 (/^. iS et i(^\ A cet effet, la règle lm, dans laquelle sont encastrés, de la moi^ tié de leur diamètre, de courts cylindres en cuivre p, parfiu^ tement calibrés et terminés en pointe, était. fixée, au moyen des vis ret s, contre rorifice iui^méme et à une petite distance

p2 EXPÉRIENCES

au-dessu9 de Teau* Dans cette position , les extrémités des pointes p étaient toutes rigoureusement dans le pian même du déversoir , parce que les portions de la règle qui débordaient les côtés verticaux de forifice, étaient amincies d'une quantité précisément égaie à la moitié du diamètre des cylindres.

Toutefois on conçoit que cet instrument ne pouvait plus servir lorsque la distance entre la surface du liquide et le bord supérieur du pertuis fixe n'excédait pas un peu la longueur totale des cylindres^ p (environ 3 centimètres) : il fallait alors faire usage de la régie ab [fig. ij), qui ne donne qu'un seul point du profil à-la-fois*

Pour avoir ensuite le profil indiqué par toutes les pointes des tiges ^ on se servait d une planchette à tracer divisée de centimètre en centimètre, et contre le bord de laquelle on appuyait la face inférieure de la règle qui portait les tiges; et, après avoir rapporté ou tracé, avec des précautions qu'il serait inutile de détailler ici, la position de l'extrémité de chaque pointe, on conduisait une courbe continue par tous les points ainsi obtenus* Le même procédé a été employé dans tous les cas où il s'est agi de relever des cotes de la surface de l'eau , soit au-*dedans , soit au-dehors du réservoir.

Discussions relatives à la mesure des charges de fluide dans le : réseryoir , et des dépressions de sa surface immédiatement en amont de ïoriflce,

86. Revenons maintenant aux deux manières distinctes, mentionnées au n^ 75, pour mesurer les charges d'eau audessus du bord inférieur de l'orifice, et dont l'une consiste à prendre ces charges immédiatement contre la vanne de retenue, et l'autre à une distance de cette vanne telle que le fluide y soit sensiblement en repos. Observons que la première méthode

. HYDRAUUQUES. pj

laisse quelque incertitude sur la véritabie valeur des charges , attendu, comme nous Tavons dit {j6)t que la grandeur dé la dépression de la surâ.ce supérieure du liquide varie d une manière notable aux environs de l'orifice, et qu'on ne peut même être certain d'avoir obtenu sa plus forte valeur dans chaque cas, et spécialement dans ceux où la charge sur le sommet de l'orifice était très-faible. Uactîoh capillaire et les remous qui se formaient immédiatement contre la vanne, tendaient à relever sensiblement la surface supérieure du liquide, qui, bien loin de présenter une dépression, s'élevait parfois, notamment pour les orifices de i et de 2 centimètres de hau-teur, au-dessus du niveau général de l'eau dans le grand réservoir, et cela même quand le bord supérieur de l'orifice dépassait ce niveau supposé prolongé ; circonstance qui aurait dû, ce me semble, donner lieu à la formation du déversoir.

87. Généralement, on a remarqué que la dépression ne s'étendait d'une manière bien sensible qu'à une petite distance en amont de l'orifice, et que le creux qu'elle formait se détachait assez brusquement du reste de la surface supérieure du liquide, par un talus dont le contour elliptique avait pour grand axe à peu près la largeur de l'orifice , et pour petit axe une longueur qui variait avec la charge au-dessus de ce même orifice. Ce contour et l'espèce d'entonnoir qu'il détermine, n'étaient bien apparens d'ailleurs que pour les très-petites charges de fluide et les fortes ouvertures de l'orifice ; la surface qui formait le fond de cet entonnoir, et à partir de laquelle se mesurait la dépression^ était à peu près horizontale jusqu'à une petite distance de la paroi où se faisait sentir l'influence des remous et de la capillarité : cette distance était moindre qu'un centimètre pour les orifices au - dessous de 3 centimètres de hauteur, et allait à 4 centimètres pour les orifices de 20 centimètres.