MOTEURS HYDRAULIQUES
105. Pour rétablissement d’un moteur hydraulique, la chute dont on peut disposer, dite chute disponible , est égale h la chute totale du cours d’eau, c’est-à-dire à la différence de niveau de l’eau en aval de la première des usines d’amont et de l’eau dans le canal d aval de l’usine à établir, diminuée de la pente nécessaire à l'écoulement de l’eau entre les deux usines et de celle nécessaire au chenal qui conduit l’eau dans le canal d’aval (171).
Le canal d’arrivée doit avoir, autant que possible, près des vannes, une section au moins égale à 10 ou 12 fois celle de la plus grande ouverture de l’orifice , afin de diminuer la dénivellation et par suite la perte de chute. Un canal de dérivation doit avoir la même profondeur que le canal principal , avec lequel il doit se raccorder par des parties arrondies ; on diminue ainsi la contraction et par suite la dénivellation (172).
Le travail par èclusées, qui consiste à retenir l’eau dans des étangs pendant les interruptions de travail, afin d’augmenter momentanément la puissance des moteurs, n’est pas permis; car s il est avan-
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tageux aux usines d’amont, il est très-gênant pour celles d’aval. On ne le tolère que quand il remonte à des époques pour lesquelles il y a prescription, ou auxquelles l'usine supérieure existait seule.
A l'origine des canaux de dérivation, on établit des vannes d<i prise d’eau ou de garde , qui permettent de régler l’arrivée de l’eau dans le canal, ou même de l’interrompre. Comme un canal de prise d’eau ne doit pas servir en général à l’évacuation des crues, quoique parfois la vitesse de l’eau puisse y être augmentée notablement sans que l'on ait à redouter la dégradation des parois , on élève les murs bajoyers ou les charpentes qui les remplacent jusqu’au-dessus du niveau des plus hautes eaux , et on les réunit par une fausse vanne ou tète d’eau solide qui s’élève à la même hauteur. Si le cours d’eau est susceptible d’entraîner des corps flottants, arbres, pièces de charpente, etc., ou de rouler des rochers, il est bon de préserver les vannes de prise d’eau par une estacade formée de poteaux verticaux de 0"\20 h 0",2S , et établis obliquement de manière à rejeter ces corps entraînés vers le courant principal. Enfin, il est prudent de ménager dans les bajoyers des rainures verticales de 0",15 h O", 20 destinées à * recevoir des poutrelles contre lesquelles on peut appuyer un batardeau en cas de réparation.
19G. Règlement des eaux. Dans l’établissement d'un canal ou d’un barrage, on ne peut tenir les eaux à un niveau supérieur a 0“,20 en contre-bas des terrains environnants, h moins qu’on ne soit autorisé a construire des digues le long des rives.
Quand l’usine est établie en travers d'un cours d’eau naturel, le nileau de l’eau doit être maintenu entre de certaines limites , même en temps de crues. Pour cela, on établit près de l’usine un déversoir de superficie dont la crête se trouve à une hauteur fixée par le règlement d'eau, et indiquée sur une partie fixe des maçonneries des bâtiments voisins par une ligne qui y est creusée au ciseau ou par une pièce de fer qu’on y a scellée. Ce déversoir, construit ordinairement le long d'une des rives, avec une largeur au moins égale à la largeur moyenne de la rivière, suffit pour maintenir le niveau entre des limites convenables en temps d'étiage et d'eaux moyennes ; mais il n'en est pas ainsi en temps de crues ; aussi, pour assurer le régime des eaux, construit-on des vannes de décharge ou perlais de fond capables de débiter, conjointement avec le déversoir, le produit des crues.
Sur un canal de dérivation établi avec des dimensions convenables, on construit également tout près de l’usine un déversoir et une vanne de décharge. Le déversoir n'a alors pour objet que de laisser évacuer • l'excès accidentel d'eau qui peut résulter de la diminution de la dépense ou de la cessation momentanée du travail , sans que l'on ail besoin, pour maintenir un niveau convenable dans lecaual, de manœuvrer les vannes de prise d'eau, qui sont ordinairement assez éloignée*
MOTEt-T.S BïMUl'MQ'l'ES.
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de l'usine. Ce déversoir est nécessaire aussi pour assurer le travail à eau courante des usines qui peuvent se trouver en aval sur le canal de fuite ; sa largeur est ordinairement égale h une fois et demie la largeur du canal à la surface de l'eau. Quant aux vannes de décharge, elles servent dans ce cas à vider le canal, ou à y laisser couler momentanément l'eau avec une vitesse suffisante pour que les vases soient entraînées, sans que le fond soit dégradé. Le seuil de ces vannes est au niveau du fond du canal , et précédé d’un avant-radier en bonne maçonnerie.
197. Roues à aubes planes recevant l'eau en dessous, ou roues à choc. Pour que, dans une roue verticale à aubes planes recevant l'eau en dessous, il y ait équilibre dynamique, on doit avoir théoriquement, d’après M. Belanger,
Tm = l mV« - l m(Y-v)'- - ? me* - J mgK (J -i~).
m masse de l’eau dépensée par seconde (20);
v vitesse d’arrivée de l’eau sur la roue ;
v vitesso que conscrvo l’eau en quittant la roue, ou vitesse du centre d’im-
pulsion des aubes;
h’ épaisseur de la lame fluide à sa sortie de la roue;
Vm quantité de travail produite par seconde;
- o»yi force vive que possède l’eau au moment de son choc sur la roue (29);
1 w(v— v)* perle de force vive duc au choc de l’eau sur la roue;
- mu3 perle de force vive due i la vitesse que conserve l’eau en quittant la roue.
En négligeant, comme on l’a fait jusqu’à présent, le terme — ^ mgh' , du à l’élévation de niveau de l’eau en passant de la vitesse V à celle v, on a
Tm= X mV1— ^ m(V — v)*— l mvs, d’où Tm = mr(V — r).
Ce qui fait voir que, pour une même valeur de V, sera le plus grand possible quand le produit r(V — c) sera maximum ; ce qui existera quand on aura e=V — v ou V=2r; car si l’on considère V comme « tant le diamètre d'un cercle, »(V— v) sera égal au carré d'une perpendiculaire abaissée d’un point de la circonférence sur le diamètre qu elle divise en deux segments v et V—v (Int., 619) ; or cette perpendiculaire, et par suite son carré, aura la plus grande valeur possible, quand elle (tassera au centre (Int., 945), ce qui donnera bien v = V— v. De plus, en exahiiuant de quelle manière varie la perpendiculaire en faisant
varier o et par suite V — v, on voit qu’elle ne change pas sensiblement
tant que v reste compris entre ^ et ^ de V. Ainsi , pour ce genre de
roues, l'effet maximum aura lieu quandla vitesse delà roue sera moitié de la vitesse avec laquelle l'eau vient la frapper, et cet effet maximum
ne diminuera pas sensiblement tant que v restera compris entre - et -
de V.
Remplaçant dans le second membre de la formule précédente v par
g, on a
mV>
Tm = — =z
