DISPOSITIFS DE DÉTAILS, PRÉPARATION AUX EXPÉRIENCES

54- Ayant adopté pour régie générale, dans nos expériences, de ne point toucher aux orifices pendant tout le temps où il s'agit d'opérer avec la même ouverture, et cela, afin d'être certains que, pour chaque charge, l'écoulement de l'eau est devenu parfaitement uniforme, nous avons dû chercher un moyen particulier pour intercepter à volonté la communi-

TcfFct qu*oncn attendait, parce que les oscillations viennent du fond. Apres divers essais, on a atteint le bat en fermant entièrement la communication avec une planche percée de trous de vrille très-rapprochés. Cette planche détruit les oscillations aussi complètement que possible, et die n'empêche pas le niveau de s'établir très^romptement entre la jauge et le puits, d'autant plus qu'on a été conduit alors à percer tout simplement de petits trous^ sur toute sa hauteur, la paroi qui les sépare; ce qui augmente beaucoup la surface d'arrivée de l'eau dan^ celui-ci.

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cation entre le bassin de jauge et ie réservoir de prise d eau, de manière à ne recueillir dans ce bassin que le liquide qui s'écoule en un espace de temps exactement déterminé. Dans les expériences en petit, la condition est facile à remplir, et peut même Têtre de beaucoup de manières différentes; mais il n'en est pas ainsi dans les appareils construits sur une grande échelle. Voici le dispositif qui , après diverses tentatives faites en 1827 et au commencement de 1828, a paru remplir avec le plus d'avantages le but désiré.

Immédiatement au-dessous de l'orifice d'écoulement (a) {planches t et 2» jig. i ,2, ^f et (f),ona placé un canal rectangulaire lm de o°^,^o de largeur, construit en madriers de sapin de 5 centimètres d'épaisseur» et dont la longueur, de 1 1 mètres environ, est telle, que l'extrémité inférieure ou d'aval puisse verser immédiatement Teau dans le grand canal de décharge (f'), au-delà de la vanne du bassin de jauge (j'). Le canal passe donc par-dessus ce bassin et partage sa largeur en deux parties égales; ses bords latéraux sont élevés de 25 centimètres au-dessus du fond, qui a une légère pente dune extrémité à l'autre, et se trouve, vers l'amont, abaissé de 0^,27 au-dessous du bord inférieur fixe de l'orifice : cette distance a paru suffire pour que la réaction des parois du canal ne troublât pas l'écoulement qui se fait par l'orifice, et n'en modifiât pas la dépense^ L'expérience, comme on le verra plus bas, est venue confirmer ce fait, dont on pouvait en quelque sorte être certain à lavance ^ d'après la remarque de Bossut ( 2 ) sur la dépense des orifices prolongés par des canaux découverts. Les joints du canal ont d'ailleurs été calfatés ou mastiqués dans toute leur longueur et contre la paroi de l'orifice , de manière à tenir parfaitenient l'eau; ce dont on s'assurait aisément, puisque le canal se trouvait entièrement détaché du sol.

55. Pour, verser immédiatement l'eau dans le bassin de jauge , on a pratiqué , dans la partie du fond du canal située

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immédiatement au-dessus de ce bassin , une ouverture abcd {planche 2, fig. ^, 12 et ij) occupant toute ia largeur de ce fond, et dont ia longueur o™,p6 suffit, dans tous les cas^ pour laisser échapper assez librement le fluide , à mesure qu il arrive de l'orifice, pour qu'aucune de ses parties ne puisse atteindre le bord d'aval de l'ouverture , et «'écouler ainsi dans la grande décharge. Une coulisse ou portion de canal , mobile dans l'intérieur du précédent et ouverte par les deux bouts, sert à intercepter ou à rétablir complètement le pas-» sage de Teau, au signal précis que reçoivent les hommes chargés de la manoeuvre , qui s'opère d'ailleurs au .moyen de côrdelles attachées aux deux extrémités de cette coulisse. Le fond de celle-ci affleurant exaétement le fond de la partie d'à-» mont du canal fixe , dont il forme en quelque sorte le prolon* gement, et étant en saillie de toute son épaisseur sur celui de la partie d'aval qui a été abaissé en conséquence , on évite par-là toute espèce de remous et de rejaillissement de l'eau dans les instans où le passage est intercepté. Mais, comme une certaine portion du liquide pourrait encore s'échapper en amont de la coulisse par les vides qui existent entre ses rebords verticaux et les joues du canal fixe, on a placé en saillie sur celles-ci deux liteaux triangulaires i,k {planche 2 , fig. 12 et i) ) contre, lesquels viennent s'appuyer les rebords dont il s'agit, et qui obligent l'eau à s'en détacher sur une certaine longueur.

Malgré ces précautions, et quoiqu'on garnisse de vieux linge les parties qui, dans leur rapprochement, forment les joints, il s'en échappe toujours une certaine quantité d'eau, très -faible, il est vrai, mais qui peut s'accumuler pendant l'opération, souvent fort longue, du mesurage de la dépense. C'est pourquoi l'on a placé, au-dessous de l'ouverture fixe abcd {planche 2, fig. ^, 12 et rj) qui verse les, eaux dans le bassin de jauge, une seconde coulisse ^/f, également mobile,

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fermée du c6té d'amont et ouverte du côté d'aval , laquelle est destinée à recneiiiir les fuites d'eau dont ii s'agit pour le^ déverser dans un autre petit canal fixe Im, traversant le bordage du bassin » et dont l'écoulement se fait dans la décharge générale. •>

La coulisse inférieure gh %^ manœuvre à tiroir^ comme ctHe du dessus, au moyen de cordeiles et par les mêmes hommes. Cette dernière coulisse étant fermée» et l'autre en piace de manière à intercepter tout accès des eaux dans la jauge» rien de plus facile que d'ouvrir le passage au courant uniforme du grand canal : à un premier commandements précédé d'un avertissement, les hommes dégagent ia coulisse inférieure; à un second commandement, ils tirent en arrière vers l'avai ia coulisse supérieure. Cette dernière manœuvre dure environ une demi^seconde, et l'on commence à compter le temps du versement des eaux dans la jauge dès la fin même du dernier signal. Quand, au contraire, on veut suspendre l'écoulement de l'eau dans le bassin et la diriger vers la décharge, on ferme la coulisse supérieure au signal de l'observateur, puis, immédiatement après, la coulisse inférieure. Le temps cessant ici d'être compté à l'instant même où les hommes tirent la coulisse supérieure , qu'ils ont préalablement eu soin d'approcher à une distance fort petite du )tt^ on voit que les choses se trouvent à peu près compensées dans les deux cas, de manière à donner des résultats sensiblement égaux à ceux qu'on obtiendrait , si l'adn^ission de l'eau dans la jauge et la suppression de l'écoulement étaient réellement instantanées.

5 6. Toutefois , deux causes pouvaient ici conspirer également à faire estimer la dépense de l'orifice au-dessus de sa véritable valeur, de celle qui répond strictement à l'intervalle de temps écoulé entre les deux commandemens. D'abord, en vertu de la manœuvre de la coulisse, le régime de l'eau, dans la partie d'amont du canal fixe , se trouve complètement

modifié , attendu que la section ou le volume du fluide contenu dans cette partie n'est point ie même avant et après cette manœuvre. Quand la coulisse est fermée, la résistance qu'elle oppose , ainsi que toute là parti^e d'aval du canal fixe^ au mouvement du coiirant, occasione un remous naturel qui «e fait sentir jusqu'à une certaine distance en amont, et qui augmente ainsi la section dans toute cette partie. Au contraire, dès qu'on ouvre la coulisse , la résistance et le remous dont il «'agit disparaissent, et une certaine portion du liquide qui formait ce remous s'échappe dans la jauge avec celui qui constitue la véritable dépense. Mais , comme la manoeuvre inverse ne donne pas lieu à une diminution dans le produit de l'écoulement, puisque le remous ne se forme qu'après que la coulisse se trouve fermée, il s'ensuit que ce produit est réellement plus grand que celui qui se fait pendant le même temps par l'orifice mis en expérience.

En second lieu, on remarquera que leau qui coule sur la coulisse supérieure, à l'instant même où celle-ci est tirée brusquement vers l'aval, pour ouvrir le passage dans la jauge, on remarquera, dis- je, que cette eau, en vertu de son inertie et de la faible adhérence qui la retient sur la coulisse , continue à cheminer sensiblement avec la même vitesse absolue dans l'espace. Si donc il arrive que cette vitesse absolue soit inférieure à celle de la manœuvre, une portion du liquide supporté par la coulisse supérieure restera en arrière et retombera dans la jauge. Ainsi, lors des, faibles dépenses d'eau, la vitesse dans le canal étant également très-petite, on peut être conduit, en vertu de la seconde cause, à estimer les dépenses un peu au-dessus de leur véritable valeur ; ce qui n'a pas lieu d'ailleurs d'une manière aussi sensible pour ies fortes dépenses d'eau.

57. Pour éviter les deux causes d'erreurs que nous venons de signaler , il faudrait isoler complètement la partie d'amont

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du canal de fîiite^ de celle d'aval et de la coulisse, au moyen d'un ressaut de quelques pouces de hauteur qui rendrait ihdépendans l'un de l'autre les régimes de l'eau dans ces deux parties; mais cette disposition aurait l'inconvénient, fort grave dans certains cas, de diminuer notablement la hauteur de pente disponible entre le bord inférieur des orifices et le bassin de jauge. Dans la réalité, l'excès des dépenses obtenues par cette méthode sur les dépenses véritables n'est point aussi grand qu'on pourrait le supposer d'abord : c'est ce que constate positivement le résultat d'expériences où , voulant opérer sur des orifices de 5 centimètres de hauteur avec des charges de o", 2 1 2 5 et o'*,47 70 seulement sur le centre , on avait essayé de verser l'eau du canal , non dans le grand bassin de jauge ou dans un cuvier découvert, mais dans trois petits tonneaux-étalons disposés perpendiculairement à la direction de ce canal , et surmontés d'une auge ou entonnoir commun , au fond duquel on avait pratique des ajutages convenables. Cette auge , qui formait avec l'extrémité d'aval du même canal une sorte de T fermé de tous côtés , excepté vers la partie supérieure , se remplissait d'eau jusqu'à une certaine hauteur qui surpassait en général celle qu'occupait le liquide dans le canal d'arrivée; de sorte qu'il y avait, vers le débouché de ce dernier, un ressaut brusque ou remous qui s'étendait à une certaine distance du côté d'amont.

D'ailleurs, la disposition de la coulisse de manœuvre était la même que précédemment^ à cela près qu'en l'ouvrant on faisait échapper l'eau dans la décharge générale par un canal inférieur particulier, et qu'en la fermant on faisait verser cette même eau dans les tonneaux de jauge. Cette opération étant précisément Tînverse de celle que nous avons décrite au n"" 5 5 , et la section du courant ou le remous dans le canal étant ici beaucoup plus grand, il devait naturellement en résulter une diminution très-sensible dans l'estimation des

produits : cest cequon observa, en effet, en comparant les résultats fournis par cette méthode avec ceux qui avaient été obtenus par la première» dans des circonstances d ailleurs identiques , soit sous ie rapport des dimensions des orifices , soit sous celui des charges de fluide dans le réservoir supérieur.

5 8. Comme le canal dont on se servait ici pour recevoir les produits d'eau était beaucoup moins large que le précédent (5 4)/ puisqu'il n'avait que 25 centimètres dans oeuvre; comme on avait placé la coulisse de manœuvre tout contre la paroi de lorifice; comme enfin on avait été obligé de relever un peu ce même canal et d'en rapprocher le ft)nd jusqu'à o"*, i 3 5 du bord inférieur de cet orifice , on pouvait attribuer en partie la diminution de la dépense à l'influence de ces dispositions^ Or on obtint, par des expériences directes, sensiblement les mêmes produits, soit qu'on éloignât la coulisse du réservoir, soit qu'on recueillît ieau dans les tonneaux, soit qu'on la recueillît dans le grand bassin de jauge, tout en conservant d'ailleurs le canal en forme de T et les autres dispositifs con^ cernant ce mode d'écoulement. Il était donc clair que la position particulière de la coulisse ne pouvait exercer d'influence sur l'estimation des dépenses , et l'exactitude des me* sures fournies, soit par les tonneaux, soit par la grande jauge, ne pouvait non plus être révoquée en doute. Il restait à constater la part d'influence que pouvait avoir sur la diminution des produits la position élevée du canal en T. A cet effet, sans rien changer du reste à la disposition de ce canal, on en abaissa le fond à 27 centimètres au-dessous du bord inférieur de l'orifice; seulement ^ au lieu de déverser les eaux dans les trois tonneaux, ce qui était impossible vu leur hauteur, on les recueillit dans la grande jauge : les dépenses qu'on obtint ainsi furent en effet trouvées plus fortes, quoiqu'encore au - dessous de celles que donnait le grand canal pour les mêmes circonstances , dans le rapport de 6282

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à <^3op, cest-à-dire, d'environ —^ d« leur valeur totale. La faiblesse de cette diâférence fit conclure* naturellement que le mode de manœuvrer la coulisse n'avait par lui-même qu'une influence insensible, ^tandis que le rapprochement du fond du canal en T du bord inférieur de l'orifice en avait, au contraire» exercé ime assez grande sur la diminution des produits effectifs, lors des premières expériences avec ce canal ; et, comme l'emploi des petits tonneaux pour jauger les dé-^ penses ne permettait pas d abaisser convenablement le fond de ce même canal, on renonça complètement à en faire usage par la suite*

5 p. Au fait , les expériences entreprises un peu plus tard sur lès orifices accompagnés extérieurement d'un coursier ou canal découvert, dont les parois sont dans le prolongement exact àts bords de ces orifices, ont démontré de la manière la plus positive que, pour l'ouverture de ©'",05 et les charges de o"*,2 1 a 5 et 0^,4770, avec lesquelles on avait précédemment opéré (57), l'influence des parois du canal est absolument inappréciable, quant à l'altération des produits. Ainsi il faut rejeter la diminution observée, lors des expériences avec le canal en T , principalement sur le mode même d'en manœuvrer la coulisse , et spécialement sur la hauteur à laquelle s'élevait le remous quand le fond du canal ne se trouvait qu'à o*, 135 au-dessous du bord inférieur de l'orifice. £n effet > plus il y a de remous dans ce canal » plus la cou-» lisse a d'action pour retenir l'eau en amont , et empêcher que toute celle qui fait partie de la dépense ne se rende dans la jauge ; en outre , l'ouverture brusque de cette coulisse fait évidemment passer dans la décharge général^ une quantité de liquide d'autant plus grande, que la section d'eau dans le canal t%t çlle*même plus considérable.

60. Les expériences qui constatent l'înfluenee du mode d'admission de l'eau dans la jauge ont été rapportées, à la suite