ET OUTILS

Un manœuvre agissant sur une roue à

chevilles ou a tambour :

i" An niveau de l'aie

a* Vers le bas de la roue

Un manœuvre marchant et poussant

ou tirant horisontalement d'une manière

continue

Un manœuvre agissant sur une mani-

sj

velle

l'TiSoO :

Un manœuvre exercé poussant et ti-

U,yO

rant all«rnallvementdans le sens vertical

Un cheval attelé à une voiture et al-

lant an pas

Un cheval attelé h une voiture et al-

lant au trot

Un cheval attelé a un manège et allant

au pas

Un cheval attelé à on manège et allant

au trot

Un bœuf attelé à un nanége et allant

an pas

jo368oo

Un mulet attelé de même et allant au

pas

Un âne attelé de même et allant au pas.

o.Bo

206. Application à un exemple. — Le tableau qui précède ne réclame pas d'explications particulières, et un seul exemple suffira pour en faire saisir l'emploi dans chaque cas.

La manivelle est, comme on sait, formée d'une tige de 35 à 4o centimètres de longueur, montée perpendiculairement à l'extrémité d'un axe de rotation, et armée d'une 'poignée saisie par la main de l'homme qui la met en mouvement. En examinant, vers la fin du tableau, le9 nombres qui se rapportent à ce mode d'action, on trouve que le chemin décrit circulairement par le point d'application de la main, doit être d'environ o*",75, dans chaque seconde, ou de 60 x 0^,75 = 4^*" par minute; ce qui, en supposant qu'on donne o^,35 de rayon au bras de la manivelle, de centre en centre, ou 3, 1416 x 0^,70 = 2»?, 199 à la circonférence décrite par l'axe de la poignée, répond à une vitesse de-5^:=2o,5 tours environ par minute. Sous cette vitesse donc, l'homme sera capalDle d'un effort moyen de 8 kilogrammes, exercé le long du chemin de o"*,75, et produira une quantité de travail de 8^»x o*",75=::6''«°*, par chaque seconde, de 6''«™ x 60" =1 36o^«'" par chaque minute, de 36o*'«™x 6o'=2i6oo''«"* par heure, enfin, d'après l'avanidernière colonne du tableau, il pourra continuer ce travail pendant 8 heures par jour, moyennant les relais convenables; ce qui donne, pour le travail journalier, le chiffre de 21600^»" X 8 = 172 8oo*'«™, qui se trouve porté à la dernière colonne de droite du tableau.

Mais, si le service de la machine comportait, à Textrémité de la manivelle, une résistance de i4 kilogrammes, par exemple, au lieu de 8 kilogrammes, il faudrait réduire la vitesse à o'",5 au moins par seconde, ce qui donnerait i4^* X o™,5 z=r 'j^^'^ pour la quantité de travail pendant le même temps; ce travail surpassant de { celui qui est inséré au tableau, il faudrait aussi augmenter le nombre des repos ou relais, et réduire à 7 heures, au moins, la durée totale et effective du travail journalier.

Ces dernières hypothèses concernent précisément l'exemple cité par M. Christian [Mécanique industrielle, 1. 1, p. 1 14), d'un homme qui, employé pendant trois mois consécutifs à faire tourner une manivelle, a développé moyennement, par jour, une quantité de travail de i4^'Xo«",5x6o"x6o'x 7''= 176400^»"';

OlS^^ méganiqok inddstriblle.

résultat qui surpasse de -^ le nombre porlé au tableau, parce qu*il s'agissait ici, sans doute, d*un homme au-dessus de la force moyenne ou très-exercé.

207. Comparaison entre les différentes quantités de travail utile que peui fournir V homme selon le mode de son emploi, — Avant Coulomb , on pensait assez généralement que la quantité d'action journalière et'la fatigue de l'homme étalent indépendantes du mode de son emploi ; mais il suffit de jeter un léger coup d'œil sur le tableau ci-dessus, pour se convaincre du contraire. En comparant, en effet, entre eux, les nombres de la dernière colonne de droite de ce tableau, on verra que l'effet utile du manœuvre employé à élever des terres à la pelle, est le plus faible de tous ceux qu'il peut fournir : il est environ la moitié de celui qui se rapporte à l'élévation des poids à la main gu à l'aide d'une corde passant sur une poulie, et seulement les I et les 7^ de ceux qu'il produirait s'il était employé à faire tourner la manivelle et les roues à chevilles ou à tambour. Mais on né sera nullement surpris de ce résultat, si l'on réfléchit qu'ici l'homme travaille dans une attitude forcée, et qu'outre le poids des terres à élever, dont une partie retombe avant d'atteindre le but, il a encore à soutenir, soit en se relevant, soit en se baissant, celui de la pelle, de ses bras, et de toute la partie supérieure de son corps. Coulomb, en examinant, avec attention, l'effet utile développé par l'homme qui laboure la terre à la bêche, l'a trouvé moindre encore que celui du pelleuc, rapporté dans le tableau, et égal à 3433o kilogrammètres environ par jour.

On s'explique, d'une manière analogue, comment l'homme qui est emplx)yé à élever des poids sur son dos ou à l'aide d'une brouette, ne fournit guère plus d'effet utile que lorsqu'il se sert de la pelle; car, dans le premier cas, il doit élever le poids de tout son corps en outre de celui de la charge, et, dans le second, il supporte à la fois ces deux poids et celui de la brouette; mais, ce qui est surtout digne de remarque, c'est qu'en comprenant même, dans Teffet utile, le poids de l'homme et de la brouette, la quantité de travail qui en résulte reste toujours au-dessous de celle que cet homme développe quand il est uniquement employé à monter le premier de ces

APPLICATIONS, BTC. 255

poids au haut d'une rampe douce, d'un escalier ou même d'une simple échelle.

208. De la meilleure manière d'utiliser la force de V homme dans V industrie, — Le tableau du n** 205 monlre que la plus grande des quantités de travail gue l'homme puisse journellement développer sans augmenter par trop sa fatigue est précisément celle qui vient d'être citée en dernier lieu, et qui consiste dans l'élévation du poids seul de son corps; cette quantité, égale à 280800 kilogrammètres, est en effet 7 fois au moins celle du simple pelleur, et surpasse de plus de moitié celle du manœuvre employé à tourner la manivelle. Afin d'utiliser cette quantité de travail disponible, il ne s'agit (102), comme l'a observé Coulomb, que de se servir de la descente du poids de l'homme pour élever un fardeau égal au sien propre, de la hauteur à laquelle il est parvenu à chaque fois. Parmi les mécanismes imaginés dans la vue de remplir cet objet, le plus simple est celui qui a été mis en "Usage, par M. le capitaine du génie Coignet, aux travaux de terrassements du fort de Vincennes, près de Paris : il consiste dans l'emploi d'une corde passant sur une grande poulie, et armée, à ses extrémités, de deux plateaux dont l'un porte l'homme et l'autre le poids à monter. Ces travaux, dans lesquels chaque manœuvre a élevé journellement 3io fois, à la hauteur de i3 mètres, le poids de son corps (70 kilogrammes environ), en gravissant de simples échelles» ont confirmé, de la manière la plus authentique, les avantage^ inhérents à ce mode d'employer la force de l'homme, par les économies considérables de main-d'œuvre qui en ont été la conséquence depuis plusieurs campagnes {*).

Les roues à tambour et à chevilles, mentionnées au tableau, offrent une autre confirmation du même principe '; car l'homme y agit presque toujours à l'aide de son poids, soit en montant

(*) Les dispositifs ingéaieux à Taide desquels TAuteur est parvenu à éviter tous les dangws qui pouTaient accompagner une semblable manœuvre, lui ont ▼alu, en i833, d'honorables encouragements de la part de l'Académie des Sciences et du Comité des Fortifications; ils se trouvent décrits, avec beaucoup d« détails, dans une Notice insérée au n^ XII du Mémorial de Vofficier du G^me^ publié cette année (i835).

256 HfiCANIQUE INDUSTRIELLE.

OU grimpant sur les chevilles comme sur une échelle ordinaire, soit en cheminant, vers le bas et dans Tintérieur du tambour, sur la rampe légèrement inclinée, offerte par son plancher qui, à cet effet, est armé de liteaux en saillie, pour empêcher les pieds de glisser. Ces roues, qui ont souvent jusqu'à 5 mètres de diamètre, sont encore entployées, de nos jours, à élever au moyen des enroulements d'une corde autour de leur arbre, de très-lourds fardeaux, dans les carrières, dans les arsenaux de la marine et dans la construction des édifîces publics; mais elles sont très-coûteuses, très-gênantes, et elles offrent quelque chose de barbare à cause de la fatigue, des étourdissemenls et des dangers de toute espèce que Thomme y éprouve; c'est pourquoi on commence assez généralement à y renoncer, et à leur préférer de petits treuils en fonte, armés de manivelles •sur lesquelles les hommes agissent d'une manière très-commode, en produisant, il est vrai, des quantités de travail journalières moindres d'environ un tiers, mais dont on est amplement dédommagé sous d'autres rapports.

209. Des roues à marches ou pénitentiaires, — Les roues dont il vient d'être parlé ne s'employaient guère que pour des travaux discontinus du genre de ceux qui consistent à élever des fardeaux; mais, à l'aide d'une légère modification qui consiste à armer extérieurement des roues de i'",3o à i",5o seulement de diamètre, mais très-larges, de véritables marches ou planchettes comprises entre deux couronnes circulaires, et sur lesquelles les hommes montent souvent au nombre de vingt, en s'appuyant des mains contre une perche placée à la hauteur de la poitrine, à l'aide de ces modifications, dis-je* les Anglais sont parvenus à utiliser, d'une manière très-convenable et très-avantageuse, la force des prisonniers, dans les maisons pénitentiaires, en les employant à moudre du blé, ou à faire mouvoir des machines à filer le coton, etc. La tâche journalière de chaque prisonnier consiste moyennement à monter 5o marches de 2 décimètres de hauteur, par minute^ ou 3ooo par heure, et à répéter ce travail pendant 7 heures entières; le surplus de la journée, qui est d'environ 10 heures, étant occupé par de fréquents repos ou relais dans lesquels les hommes se succèdent, les uns aux autres, sans arrêter la

APPLICATIONS, ETC. 'iS'J

marche de la machine, moyennant jun plancher en rampe pratiqué en arrière de la roue et qui leur permet de se retirer sans aucun accident.

Le poids moyen de Thomme étant de 65 kilogrammes environ, il en résulte que la quantité de travail journalière est de

7 X 3ooo X o^jCio X 65^«= 273ooo*'«*;

nombre qui surpasse de yï environ ceux des roues à chevilles ou â tambour mentionnés au tableau, et qui a été spécialement obtenu dans les prisons anglaises de Brixton (Revue encyclopédique y l, XXIV, p. 8i5).

On trouvera dans le Cours normal de M. Dupin (t. III, Drnarnie, p. g5) beaucoup d'autres résultats de ce genre, ob-. tenus dans divers établissements anglais, où le travail journalier des prisonniers employés à faire mouvoir les roues à marches a varié depuis 1 43 643, jusqu'à 34? 528 kilogramm êtres. Néanmoins, malgré leurs avantages, ces roues ne sontjusquMci que fort peu répandues en France, où Ton préfère mettre à profit l'adresse et Tintelligence des prisonniers, de manière à leur créer, pour l'avenir, un état qui puisse les détQurner des habitudes du vice et du crime, en les mettant à même de vivre du fruit de leur industrie. Nous ne connaissons en effet que M. le Capitaine du génie Niel qui ait employé, dans les travaux de la place de Bayonner de semblables roues pour faire mouvoir de très-ingénieuses et très-simples machines à épuiser les eaux des fondations, et à triturer ou mélanger les mortiers. Mais, quel que soit Tintérêt qui puisse s'attacher à des inven* tîons qui ont déjà rendu et sont destinées à rendre encore de grands services, nous ne saurions entrer dans des détails sans nous éloigner par trop du but élémentaire de cette première Partie du Cours, et il nous suffit ici d'avoir recommandé de pareilles inventions à l'attention des constructeurs et des in-

énieurs éclairés.

210. De quelques autres appareils servant à utiliser la force musculaire des jambes de l* homme et des animaux. — On remarquera que, dans tous les travaux dont il vient d'être parlé en dernjer lieu, l'homme agit principalement par la force

musculaire de ses jambes , ei que c'est probablement encore à cette circonstance qu'est due, en partie, la grandeur de l'effet utile qui, d'après le tableau, est produit par le manœuvre employé à* pousser ou tirer horizontalement. Or cela donne lieu de penser que, toutes les fois qu'il sera possible d'employer l'homme d'une manière analogue, il en résultera également des avantages plus ou moins considérables : c'est ce qui arriverait, par exemple, pour un homme debout qui agirait alternativement, par son poids, sur deux pédales placées horizontalement et parallèlement l'une près de l'autre, et dont le mouvement serait transmis, à un mécanisme supérieur, par le moyen de tringles verticales, à peu près comme dans la pédale du remouleur, etc., où l'homme n'agit d'ailleurs qu'avec une très-faible partie de son poids, et fatigue inutilement celle de ses jambes qui n'est point en action. Nous avons vu nousmême des forgerons d'enclumes se servir d'une paire d'énormes soufflets qui eussent été difficilement mis en mouvement par quatre hommes agissant avec des branloires ordinaires, et qui étaient néanmoins manœuvres par un seul, monté sur les plateaux supérieurs de ces soufflets, qu'il comprimait alternativement de tout son poids. Mais il serait inutile de multiplier ces exemples, qui ne peuvent servir qu'à montrer comment le travail de l'homme varie et doit être apprécié dans les diverses circonstances.

Quant au cheval et aux autre» animaux, il n'est guère d'usage de les appliquer à des travaux différents de ceux qui sont indiqués au tableau; et, quoiqu'on ait quelquefois tenté de les faire agir librement, par leur poids, dans l'intérieur d'une roue ou sur des plateaux circulaires montés sur des axes inclinés de 5 à lo degrés sur la verticale {*), il ne paraît pas que les résultats doivent surpasser de beaucoup , si même ils égalent, ceux que ces animaux produisent lorsqu'on les attèle simplement à des manèges ordinaires.

(*) Noos QYons TU en i8i/(, en Polo^e, un système de ce genre mû par un bœuf de forte taille, et qui était employé à faire tourner deux équipages de meules à farine, d'environ i mètre de diamètre sur i5 centimètres d'épaisseur, à raison de loo à lao tours par minute.

Nous renverrons en général, pour ces applications variées de la force de Thomme et des animaux, aux collections de MM. Borgnis et Christian, qui en contiennent une description suflisamment étendue.

211. Comparaison entre le travail réel des chevaux et celui du cheval fictif des machines à vapeur, — Cest ici le lieu de dire un mot des motifs qui ont fait adopter le travail du cheval comme unité de mesure de celui des machines en général, et d'expliquer la cause principale des dissidences dont cette adoption a été l'objet dans l'industrie; une pareille discussion ne pourra que jeter un jour nouveau sur ce qui a déjà été dit précédemment concernant le mode d'action des moteurs animés.

Lorsque, par suite des immenses perfectionnements que le célèbre Watt apporta aux machines à vapeur, ces machines commencèrent à se répandre dans l'industrie anglaise, et notamment dans l'exploitation des mines pii, jusqu'alors, on se servait principalement de chevaux attelés aux manèges, les fabricants furent obligés de garantir, dans leurs transactions, que le nouveau moteur serait capable de remplacer les anciens, en toutes circonstances, et cela pour chaque espèce particulière de machines; mais comme les chevaux employés aux manèges se relayaient les uns les autres, de manière à éviter les chômages, c'était évidemment exiger que le travail de la machine à vapeur fût égal à celui de tous les chevaux qui venaient successivement épuiser leur action ou fatigue journalière disponible, sur ces manèges. Or nous avons vu (203 et 205) que, si le travail mécanique total, résultant de celte action, varie généralement assez peu chez les animaux d'une même classe, il en est tout autrement de celui qu'ils peuvent livrer dans chaque seconde, et selon qu'on diminue ou qu'on augmente la durée entière du travail journalier. Dans le cas des chevaux attelés aux manèges notamment, il arrive qu'on leur fait épuiser leur action disponible, tantôt en 4 heures, tantôt en 6 heures, et tantôt en 8 heures et même en lo heures, distribuées en deux ou trois relais chaque jour; si donc on admet, comme vrai, le résultat donné par la Table du n** 205, on conclura que. le même cheval qui pourrait

fournir, par seconde, près de 80 kilogrammètres dans, le premier cas, n'en produirait, tout au plus, que 3o dans le dernier : ces chiffres représentent en effet les limites extrêmes entre lesq jclles se trouvent comprises les estimations du travail du cheval parles divers Auteurs, anglais ou français, accrédités, lesquels ont généralement négligé d'ailleurs de préciser la durée effective qu'ils supposent à l'action journalière.

Walt et Boulton, qui probablement n'ignoraient point ces causes de variation du travail, par seconde, des chevaux, et qui ont été, plus que personne, en état d'en apprécier la véritable mesure, se sont arrêtés au chiffre, un peu fort, de 74 à ']6 kilogrammètres, sans doute afin de ne point demeurer trop au-dessous de la réalité pour le cas de chevaux vigoureux, et qui seraient contraints d'épuiser leur action journalière en 4 à 6 heures, comme cela arrive dans bien des circonstances, notamment quand il s'agit d'extraire l'eau du fond des mines. Quelques Auteurs qui font autorité ont dit, il est vrai, que Watt avait pris pour .point de comparaison les gros chevaux des brasseries d'Angleterre, et qu'en général, les chevaux de ce pays étaient plus forts que ceux du continent, etc.; mais il est peut-être aussi vrai d'admettre que la grande activité imprimée à l'industrie anglaise y fait souvent considérer comme plus avantageux de surmener les animaux, au risque d'en hâter le dépérissement. Quoi qu'il en soit, l'évaluation dont il s'agit fut fidèlement maintenue, par Watt et Boulton ou leurs successeurs, dans toutes leurs transactions, même après l'époque où les anciennes machines à manège eurent été pourvues du nouveau moteur. Mais, soit intérêt, soit ignorance des motifs déterminants et primitifs de Watt et Boulton, soit peut-être aussi désir de se rapprocher davantage de ce que l'on considérait comme la vérité , leur estimation du horsepower fut contestée et généralement abaissée par leurs compétiteurs, qui trouvèrent de l'avantage à enfler la valeur nominale, ou en nombre des chevaux, des machines qu'ils livraient à l'industrie sans en diminuer proportionnellement le prix; c'est ce qui eut lieu notamment lors de l'introduction de ces machines en France; et comme, dans ces sortes de transactions, l'unité cheval n'était point explicitement déOnie, l'intérêt des acheteurs fut parfois lésé, ce qui donna lieu à des

procès dans lesquels ceux-ci monlrèreni, à leur lour, une tendance à exagérer la valeur de celle unité (*).

Au fond, comme nous l'avons déjà dit au ir 82, il ne s'agit ici que d'une pure convention à laquelle la science est, en elle-même, fort peu intéressée, et, pour l'objet qui nous occupe, il suffit de savoir qu'aujourd'hui on s'accorde généralement à adopter pour valeur du cheval-vapeur ou mécanique, l'estimation primitive de Watt et Boulton, c'est-à-dire 76 kilogrammètres environ par seconde, ce travail étant censé continué uniformément pendant les 24 heures entières de chaque jour. Ouant au travail effectif des chevaux attelés aux voitures et aux manèges, il est très- important, pour l'industrie, d'en connaître des valeurs suffisamment approchées; or nous avons plusieurs motifs de croire à l'exactitude, comme termes moyens, des résultats insérés au tableau de la page 262, dont celui qui concerne, en particulier, le travail des chevaux attelés aux manèges est, en quelque sorte, rigoureusement confirmé : 1" par les observations, sur le travail de ceux employés à l'exploitation des mines de Freyberg, en Saxe, faites, déjà anciennement, par M. d'Aubuisson, ingénieur en chef des mines à Toulouse, auquel les sciences et l'industrie sont redevables d'un grand nombre de recherches et de publications très-utiles (**); 2°par les expériences directes et récentes de M. le Capitaine d'artillerie Morin, sur le travail des chevaux employés aux manèges des fonderies de canons (***); 3** enfin, par les résultats moyens qui se déduisent de la comparaison des quantités d'ouvrage que produisent régulièrement les hommes, les chevaux et les machines à vapeur emplovés noncurremmeni, dans la ville de Sedan, aux diverses opérations qu'on fait subir aux draps, telles que lainage ou cardage, londage, etc. (***•).

(* ) ^^^^9 * <*€ sujet, rintéressant Rapport de M. de Prony, inséré au t. Xll, mnnee 1876, des Annales des Mines.

( ••) jénrudes des Mines , i83o, t. VU, ou Truite d^Hjrdraulique à V usage dfs ingénieurs, i834, p* 377*

(•*•) Mémorial de V Artillerie, n« UI, i83o, p. !\iZ.

( **** ) Nous devons la communication de ces résultats, d'une constante obser-

Admettant donc le chiffre de 4o^»'»,5 pour Teffel utile, par seconde, des chevaux attelés au manège, et observant qu'il est seulement relatif à 8 heures de travail sur 24, on trouvera que le cheval des machines à vapeur équivaut à 5,56 de ceux dont il s'agit; ou, ce qui revient au même, que la quantité de travail fournie journellement par un cheval ordinaire attelé au manège n'est pas les yt ^^ celle que produit, dans les 24 heures, le cheval des machines à vapeur, et qui esi égale à 6480000 kilogrammètres. En établissant, d'après le tableau de la page 262, la même comparaison pour le cheval attelé aux voitures ordinaires, on arrivera à un résultat beaucoup plus avantageux et presque double; ce qui tient à ce qu'ici le tirage se failà l'air libre, d'une manière directe, et suivant l'allure la plus naturelle des animaux. 11 est bien connu d'ailleurs que les meilleurs chevaux se ruinent promptement au manège, ei que ceux qu'on y emploie ne sont pas ordinairement choisis parmi les plus vigoureux. •

Du transport horizontal des fardeaux,

212. Unité adoptée pour la mesure d'utilité de ce transport. — Des observateurs habiles, en tète desquels encore nous devons placer Coulomb, ont aussi fait des expériences sur ce genre de travail, qui, d'après ce qu'on a déjà remarqué aux n*** 92 et suivants des principes fondamentaux, ne doit pas être confondu avec le travail mécanique véritable. Les détails dans lesquels nous sommes entrés en cet endroit, les réflexions qui les accompagnent, nous dispensent de toute nouvelle explication, et il nous suffit ici de rappeler que, d'après l'idée d'utilité qu'on attache au transport horizontal des fardeaux, on a été conduit à prendre pour unité le poids de I kilogramme transporté à i mètre de distance horizoniale, et à mesurer l'effet utile total par le produit du poids entier et du chemin parcouru. Nommant donc ici P le poids dont il

vatioii, à robli{;eai]ce de M. J.-B. Bernard, associé à M. L. Cuniii-GridaiiM», puur la fabrication dos draps, dans les lieaux établissements qu'ils possèdent à Sedan, et que nous avons eu Toccasion de visiter en iSsâ.

APPLIGATIOKS, ETC. 263

s'agit, V le chemin moyennement décrit dans chaque seconde, et ï le nombre total de secondes employé chaque jour au transport, V effet utile journalier sera encore mesuré par le produit P X V X T , comportant le même signe d'abréviation/rg^m, que le travail mécanique véritable, et qui donnerait lieu aux mêmes observations quant à la manière dont il est susceptible de varier avec la relation établie, dans chaque cas, entre la 'charge, la vitesse et la durée du transport.

Il est bien clair, en effet, que, à égalité de fatiguejournalière, ce produit est susceptible d'un maximum dont l'effet utile s'écarte, de plus en plus, à mesure que la vitesse ou l'effort nécessaire pour tirer la charge s'approchent eux-mêmes davantage de la limite absolue qui ne peut être dépassée par le moteur.

213. Relation entre la mesure, le prix du transport et le travail mécanique qu'il suppose, selon la viabilité des routes. — Il paraît assez naturel d'admettre que, pour un même mode de transport, les frais ou dépenses en argent, de toute espèce, la fatigue ou la quantité de travail mécanique intérieurement el extérieurement développée par chaque moteur, doivent croître proportionnellement au poids du fardeau et à la distance horizontale parcourue. L'expérience des grandes entreprises de roulage et de tous les autres moyens de transport semble même justifier cet aperçu, à priori; ce qui tient, rorome on le verra plus tard, à ce que les résistances nuisibles inhérentes aux machines dont on se sert sont, en effet, sensiblement proportionnelles aux charges, dans les limites de vitesses ordinairement admises; mais il ne faut pas oublier que, si les circonstances du transport, ou si seulement la viabilité de la route et. la vitesse viennent à changer, l'effet utile restant le même, le travail mécanique et le degré de fatigue que ce transport suppose peuvent être très -différents. Il en est ici, évidemment, à peu près comme des opérations du limeur et du scieur de bois, qui, pour une même quantité d'ouvrage ou d'effet utile, peuvent réclamer des quantités de travail mécanique très-variables, selon la nature de l'outil ou de la machine, la dureté de la matière, etc.

Voici, au surplus, le résultat des expériences entreprises

a64 MÉCANIQUE INDUSTRIELLE.

par MM. Boulard, Rumford, Edgworih, Régnier et d'autres observateurs habiles, dans la vue de déterminer, pour le cas des voitures servant au transport horizontal des fardeaux, les différences que peuvent apporter, dans les efforts de tirage et, par suite, dans la dépense de travail mécanique, les divers degrés de viabilité des chemins ou des routes.

RiH>PORT

NATURE DE LA VOIE SUPPOSÉE HORIZONTALE da tirage à la

charfre lolaie.

En terrain naturel, non battu et argileux, mais sec. . . o,25o

En terrain id., id. siliceux et crayeux o, i65

En terrain ferme, battu et très-uni 0,040

Chaussée en sable ou cailloutis nouvellement placés. . . o, 126

Id. eh empierrement, à l'état d'entretien ordinaire. . . 0,080

Id., id. parfaitement entretenue et roulante o,o33

Id. pavée à la manière ordinaire et la j au pas o,o3o

voiture étant suspendue, ( au grand trol. 0,070

Ifi. pavée en carreaux de grés bien J au pas o,o!i5

entretenus, ( au grand trot, 0,060

Id. en madriers de chêne, non rabotés 0,022

Chemins à ornières plates, en fonte de fer, ou en dalles

très-dures et très-unies 0.010

Chemins de fer à ornières saillantes, en bon état d'entretien ' u ,007

Id., id. parfaitement entretenues et les essieux continuellement huilés 0 , oo5

Ces résultats, qui ne doivent être considérés que comme des à peu près(*), pourront servir à calculer, à priori el au moyen du tableau du n® 205, les effets utiles qui se rapportent au transport horizontal des fardeaux sur des voitures ordinaires et pour différentes natures de chemins; mais, en établissant ces calculs, on fera attention que le poids de la voiture doit être compris dans la charge totale, et que ce poids varie ordinairement entre le \ el le | de cette dernière.

(* ) Le rapport du tirage à la charjrc varïe, non-seiileiueiit arec la nature dn sol, mais aussi avec le système de véhicule employé, avec la (grandeur des roues , le rayon de leur botte, etc. Consulter à ce sujet : VEssm sur le tirage des voitures, par Dupuit (1837), et les Expériences sur le tirage des ^^oii tires et sur les effets destructeurs qu elles exercent sur les routes, par M. Morin ( iS.îa). ^ K»

Quant à la différence qu'on remarque entre les résistances des voitures allant au pas ou au trot, sur les routes pavées, on sent très- bien qu'elle est due (161 et suivanis) aux pertes de force vive occasionnées par le choc des roues contre les inégalités des pierres dures et inébranlables qui constituent la chaussée.

21i. Résultats des expériences. — Le tableau qui suit (p. 266), et que nous empruntons encore à M. Navier, ne concerne que les effets utiles proprement dits, abstraction faite du poids des machines et outils qui ont servi au transport; de plus, il suppose des chemins d'une viabilité ordinaire : pour des routes parfaitement fermes et unies, l'effet utile augmenterait à égalité de fatigue journalière ou de dépense en travail mécanique, comme il diminuerait pour des routes en mauvais état.

-xG^

Tableau des effets utiles que peuvent produire l'homme et les animaux, dans le transport horizontal des fardeaux, considéré en diverses circonstances.

MATUKE DU TRANSPORT.

POIDS

' transporté.

Ud homme marchaDt aar uq chemin horlxonlal, tans fardeau, son (rsTail consUlanl dans le transporl du poids de son corps

Uu manœuTre transporlanl des matériaux dans une petite charrette ou camion a deux roues, et revenant à vide chercher de nouveUes charges

Un manœurre transportant des matériaux dans une brouette, et ro- Tenanlàvide chercher de nouvelles charges

Un homme Toyageant en portlnt des fardoanx sur son dos

Un manœuvra transportant des matériaux sur son dos, et revenant à vide chercher de nouvelles charges

Un manœuvre transportant des fardeaux sur une civière et revenant 4 vide chercher de nouvelles charges

Un* manœuvre employé à Jeter de la terre au moyen de la pelle, à 4 mètres de distance horizontale. . .

Un cheval transportant des fardeaux sur une charrette, et marchant au pas continuellement charité

Un cheval attelé à une voiture, et marchant au trot cunlinuolloment chargé

Un cheval transportant des fardeaux sur une charrette, au pas, et revenant à vide chercher de nou- Telles charges ,

Ud cheval chargé sur le dos et al> lant au pas

Un cheval chargé sur le dos et allant au trot

kS

I EFFET VITESSE DUilEE

I Utile par

ou I seconde | de

chemin exprimé l'action

par I en itilog.

seconde. '""«P»!- I les à \ .

EFFET CTILt

Jonrna- par jour.

Hère.

2,'iO

kgm 97>5

kgm 35ioooo

( * ) Des Notes manuscrites de Poncelet modifient les chiffres de la troisième et de la septième ligne de ce tableau ; la vitesse du manœuvre travaillant avec la brouette est réduite de o", 50 b u-,37& : ce qui porte l'effet utile par Jour à Sioooo kllogrammètres; ie jet de pelle horisontal est réduit èi 3", 60, la vitesse est élevée au", 71, et l^ffet utile par Jour devient, dans ces conditions, 69 110 kllogrammètres. ( K. }

APPLICATIONS, BTC. 267

215. Du meilleur mode' d'application de l'homme aux transports. — Aprîs loul ce qui a été dit sur la formation et Tusage du tableau du n"* 20«^, il serait assez inutile de s'appesantir sur celui de la page 26H, qui a été établi d'après les mêmes bases, et pour ainsi dire, suç ^es mêmes données; il nous suffira d'en déduire quelques conséquences que la comparaison des nombres de la dernière colonne de droite rend manifestes, mais sur lesquelles il peut être utile d'appeler spécialement l'attention du lecteur.

Ainsi, par exemple, en comparant entre eux les effets utiles journaliers, fournis par l'homme employé à transporter des fardeaux sur un chemin horizontal, on voit que le parti le plus avantageux qu'on puisse tirer de sa force, c'est de lui faire traîner une charrette à deux roues, après quoi c'est la brouette qui offre le plus d'avantages, puis successivement le transport à dos, à la civière et à la pelle par jets horizontaux de 4 mètres environ de longueur : les effets utiles fournis dans ces cinq cas sont sensiblement entre eux dans le rapport des nombres 18, 11, 7, 6 et 0,6. La raison en paraîtra assez évidente encore (207), si l'on considère que l'homme n'a rien à porter dans le cas d'une charrette, tandis qu'il supporte une partie de la charge dans celui de la brouette; qu'il la supporte tout entière dans le transport à dos; qu'enfin il supporte à la fois la charge et la civière ou la pelle dans les deux derniers cas. A la vérité, le pelleur n'est point obligé de transporter son propre poids à une grande distance, comme dans les autres cas; mais, je le répète, il fatigue beaucoup des reins et des bras, par le mouvement qu'il imprime à ceux-ci et à toute la partie supérieure de son corps, qu'il est d'ailleurs contraint d'élever, à chaque fois, d'une hauteur assez grande contre l'action de la gravité. En tenant compte seulement de la force vive qu'il doit imprimer à chaque pellée de terre, pour la lancer à la distance horizontale de 4 mètres, on trouve, par des considérations analogues à celle du n"* 151 (Note), qu'elle est au moins égale à celle qui serait nécessaire pour élever relie même terre à la hauteur verticale de i",6; mais, eu raison du peu d'adresse des ouvriers, elle doit, en général, /*lre beaucoup plus grande.

268 MÉCANIQUE INDUSTftIBLLE.

216. Remarques spéciales relatives aux mouvements de ' terres. — En considérant combien est faible l'effet utile des homnnes employés à remuer des terres au moyen de la pelle, on voit qu'il conviendrait peu, dans la pratique, de recourir à un semblable procédè'hjors les cas où il s*agit d'exécuter des remblais à de petites hauteurs ou à de petites distances horizoiltales, et pour lesquels l'emploi des voitures, brouettes ou tombereaux, serait impossible ou même désavantageux sous le rapport des dépenses accessoires et des perles de temps. H est évident, en effet, qu'il faut à peu près autant de temps à un pelleur pour charger une brouette, un camion ou un tombereau, que pour projeter la même masse de terre à une hauteur verticale de i'",6o ou à une distance horizontale de 4 mèlres. A cet égard, une longue expérience a démontré aux ingénieurs que, dans le premier cas, un manœuvre très-ordinaire pouvait, dans sa journée, charger i5 mètres cubes de terre pesant moyennement 1 8oo kilogrammes le mètre cube, dans une brouette placée à la hauteur d'environ i mètre audessus de la partie en déblai, et qu'il n'en pouvait guère charger dans un tombereau, ou élever à la hauteur de i",6, ou enfin projeter horizontalement à la distance de 4 mèlres, plus de 12 mètres cubes pendant le même temps, c'est-à-dire pendant une journée de lo heures de travail effectif: c'est même d'après cette dernière base qu'ont été établis les nom-^ bres du tableau qui concernent le pelleur, et que les ingénieurs ont réglé, pour chaque cas, la longueur des relais à la brouette, et la limite des dislances auxquelles il de\ient avantageux de remplacer celle-ci par les camions ou les tombereaux.

Il nous suffira ici d'avoir indiqué cet objet de recherches qu'on trouvera développé, avec l'étendue que son importance réclame, dans les Ouvrages qui traitent spécialement des mains-d'œuvre et des grands travaux de construction {*).

(*) yojrez notamment le Mémoire sur les terrassements de M. le Colonel du Génie Vaillant, inséré au troisième numéro du Mémorial de l'officier du Génie.

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