Dictionnaire des mathématiques appliquées
Le choc successif des palettes sur le liquide, à leur entrée et à leur sortie, produit sur le navire une suite de trépidations gênantes et fatigantes, qu'on réduit beaucoup en donnant aux palettes, dans le sens de leur longueur, une inclinaison légère. Alors, une des extrémités plonge avant Tautre ou, si Ton veut, Timmersion est successive sur toute la longueur de la palette. Par ce moyen, le choc et les trépidations qui en sont la conséquence sont presques insensibles.
Sur les eaux dont la surface n'est point agitée, où les bateaux peuvent conserver une position presque horizontale d'équilibre, les roues à aubes font un service excellent. Mais il n'en est pas de même sur mer, où l'action du roulis fait pencher le navire de droite à gauche, et où cette inclinaison empêche l'axe des roues de rester horizontal. Les deux roues plongent alors inégalement dans l'eau, de sorte que l'action de chacune d'elles sur le liquide et sur le mouvement de propulsion devient inégale. Il en résulte, pour la direction du navire, une déviation fâcheuse et aussi une perte de force et de vitesse. Je parle ici du principal inconvénient des roues à aubes, de celui qui affecte la marche des navires de toutes sortes. Mais, dans la marine militaire, les roues à aubes offrent un inconvénient plus grave encore : elles réduisent la puissance offensive en prenant une place que l'artillerie réclame, elles réduisent la puissance défensive en exposant le propulseur et le moteur lui-même au feu de l'ennemi.
Il est résulté de là que la transformation de la marine militaire à voiles en marine à vapeur a été
retardée jusqu'au moment où Tinvention d'un propulseur nouveau, qui n'est sujet à aucun des deux inconvénients que je viens de signaler, rendit possible une large application de la vapeur aux flottes de guerre.
Ce nouveau propulseur est Vhélice qui, conune les roues à aubes, la vapeur même, et beaucoup d'autres inventions mécaniques, industrielles, etc., a été l'objet d'une série assez nombreuse d'essais et de tâtonnements avant de parvenir au succès, qui lui-même, presque toujours, est suivi de progrès et de perfectionnements nombreux.
Les bateaux et navires à vapeur à h6Uoe.
Ce que c'est que rbélice. — Avantages de Thélice sur les roues à aubes, principalement dans les navires de guerre. — Aperçu historique sur Tinvention de l'hélice. — Smith et Ericson. — Influence de l'invention de l'hélice sur la transformation de la marine militaire à voiles en marine à vapeur.
L'hélice n'est autre chose qu'une vis ou qu'un fragment de vis, laquelle faisant corps avec le bateau, avance dans l'eau et entraîne celui-ci dans l'écrou mobile que constitue le fluide luimême.
Le mouvement de rotation des spires autour de l'axe du propulseur est produit par une machine à vapeur installée à bord du navire.
Tout ce que nous avons dit de l'action propulsive des roues à aubes est applicable à l'hélice. C'est aussi en s'appuyant sur l'eau, masse mobile, et en lui imprimant un mouvement en sens contraire de celui de la marche du bateau, que ce dernier mouvement se produit. Il est donc inévitable qu'il
y ait une fraction notable du travail moteur perdu en pure perte. Les avantages de Thélice comparée aux roues à aubes sont d'une autre nature : mentionnons-les rapidement.
L'hélice est placée à Farrière du navire, dans un cadre rectangulaire qui s'ouvre près de Tétambot. (V. la fig. 73.) L'axe ou arbre moteur qui la porte est parallèle à la quille; il s'appuie par un bout contre la bulée^ sorte de massif solidement établi dans la cale; à l'arrière il traverse la coque dans une boîte à étoupe. La machine met cet arbre et l'hélice en mouvement soit directement par des manivelles ou coudes, soit indirectement par un engrenage.
Ce propulseur se trouve donc toujours immergé et à une profondeur telle que les mouvements perturbateurs de la mer n'ont sur lui aucune action. Il n'est donc pas, comme les roues à aubes, sujet aux inégalités d'action de ces dernières. D'autre part, l'hélice est à peu près complètement à l'abri des projectiles, et il en est ainsi des machines qui le font mouvoir, puisqu'elles sont installées, comme Thélice, dans les parties inférieures du navire. Enfin, et ces considérations ont surtout de l'intérêt pour la marine de guerre à vapeur, les batteries d'artillerie ne se trouvent nullement gênées par son installation.
En général, l'hélice oflfre, sur les roues à aubes, cette autre supériorité que son installation laisse entièrement libre la manœuvre de la voile^ de sorte que les navires à vapeur à hélice peuvent être gréés pour marcher sous l'action du vent quand ce dernier est favorable, ce qui est écono-
iniquement fort avantageux. Les navires mixtes, à voiles et à aubes, sont au contraire d'une manœuvre plus difficile.
En quelques lignes rapides, traçons Thisteirede rinvention de Thélice ou de son application à la navigation à vapeur.
Comme pour la roue à aubes, il a d'abord été question de faire mouvoir l'hélice par les moteurs animés, l'homme ou les animaux. Duquest (1727) utilisait le courant des fleuves pour remorquer les bateaux en se servant de la vis d'Archimède. Paneton (1768) employait une héliçoïde à quatre branches, à laquelle il imprimait le mouvement par la puissance motrice des hommes d'équipage.
En 1803, l'ingénieur Dalleryprit un brevet pour un propulseur mû par la vapeur et composé de deux vis : l'une à axe mobile, placée à l'avant servait de gouvernail ; l'une placée à l'arrière, venait ajouter son impulsion à celle de la précédente, d'où résultait la progression du navire. Les noms des Anglais Shorter (1802), Samuel Brown (1825), du capitaine de génie français Delisle (1823), des frères Bourdon, de Sauvage (1832), doivent être cités au nombre de ceux qui ont conçu des projets ou fait des essais pour l'application de l'hélice à la propulsion des navires. '
Deux hommes, le mécanicien anglais Smith, d'abord simple fermier, et l'ingénieur suédois Ericson peuvent être considérés comme ayant définitivement et presque simultanément résolu le problème.
L'Archimède, navire à vapeur de quatre-vingtdix chevaux, est le premier bâtiment qui ait na-
vigué sous Taction d'un propulseur héliçolde du système de Smith, en 1838. Quatre ans plus tard, le Princeton^ de deux cent vingt chevaux, muni d'une hélice système Ericson, était lancé aux États- Unis.
Smith avait commencé par des essais sur une petite échelle qui attirèrent sur lui l'attention des marins anglais. Voici ce que dit M. Léon Renard » au sujet de YArchimède :
«Avant de se décider à admettre le nouveau propulseur, les lords de l'Amirauté voulurent qu'une expérience fût faite sur un navire d'au moins deux cents tonneaux . C'est alors que Smith et ses associés construisirent l'-irc/iiwède de deux cent trente-sepl tonneaux, qui fut lancé en 1838. Il fut pourvu d'une hélice d'un pas complet, établie dans le massif arrière et mue par deux machines ayant ensemble 90 chevaux de force. Il coûta 262,500 francs. On n'en exigeait que quatre ou cinq nœuds à l'heure; il en fît près du double. Le premier voyage de YArchimède se fît de Gravesend à Portsmouth, traversée qu'il opéra en vingt heures, malgré un vent et une marée défavorables. »
Les premiers essais du Suédois Ericson eurent lieu en Angleterre en 1837. Un navire, le Francis B. Odgen, muni de son propulseur, remorqua un schooner de 140 tonneaux avec une vitesse de 7 milles à l'heure. Mai» Ericson, n'ayant reçu des Anglais aucun encouragement, passa aux États- Unis, où son invention fut accueillie avec l'enthousiasme qu'elle méritaii. 11 s'était, avant son départ,
