FUSIL A VENT

sont autre chose que de gigantesques fontaines de Héron, construites bien entendu avec la solidité nécessaire à une application de ce genre.

Une chute d'eau, d'une certaine hauteur au-dessus du sol supérieur du puits de la mine, vient comprimer l'air d'un réservoir représenté dans la fontaine de Héron par le ballon A, et installé à l'orihce du puits. Par un tuyau, ce réservoir communique avec un second réservoir établi an fond de la mine et recevant les eaux dont il s'agit de procnrer l'écoulement. L'air comprimé dans le premier bassin transmet sa force par le tube à l'air qui surmonte le réservoir inférieur. La pression soulève l'eau de celui-ci dans un second tube qui va déboucher au dehors du puits. Le jeu de cette machine exige l'ouverture et la fermeture de robinets qui permettent l'admission de l'air ou de l'eau dans l'un et l'autre bassin.

H est essentiel d'ajouter que la hauteur de la chute d'eau au-dessus du sol doit être plus grande que la profondeur de la mine au-dessous. Sans cela, indépendamment des pertes de force, l'eau ne remonterait pas au dehors du puits ; l'épuisement serait donc impossible.

Dans la fontaine de Héron, comme dans les machines de Schemnitz, l'air comprimé agit comme moteur : la pression est employée à l'état dynamique. H en est de même dans le fusil à vent.

Le fusil à vent est une des plus anciennes applications de l'air comprimé : on en fait remonter l'invention à Gutter, de Nuremberg, qui vivait vers 1560 ; et même il paraît que les anciens connaissaient une machine analogue, puisque, d'après Philon, Ctésibius aurait construit un tube hors duquel une flèche était lancée par la force de l'air comprimé. Quoi qu'il en soit, l'arquebuse à vent a été quelque temps en usage dans les armées. Aujourd'hui, ce n'est plus qu'une arme de curiosité. En voici le mécanisme fort simple.

La crosse du fusil (fîg. 245) est creuse et métallique; c'est le réservoir à l'intérieur duquel on comprime l'air avec une

pompe de compression. Autrefois, cette pompe était logée dans la crosse môme, et le réservoir d'air comprimé était l'espace annulaire compris entre le canon du fusil et un cylindre de plus fort calibre qui enveloppait celui-ci. La crosse M communique avec la culasse, ou partie du canon où vient s'appuyer le projectile, par un orilice muni d'une soupape conique S, que l'air comprimé maintient habituellement fermée, mais qui peut s'ouvrir par le jeu du mécanisme de la batterie représentée en détail dans la figure.

En appuyant sur la détente d, le chien s'abaisse sur la pièce

Fig. 245. — Le fusil à vent (vue et coupe).

e dont la partie inférieure pousse une tige tt' communiquant avec la soupape, qui, sous cette impulsion brusque, s'ouvre spontanément. Une partie de l'air comprimé sort de la crosse et chasse la balle avec une force qui dépend de la pression à laquelle on s'est arrêté pour charger le fusil à vent. D'ordinaire, on va jusqu'à huit ou dix atmosphères ; comme l'air ne s'échappe à un premier coup qu'en petite quantité, on peut tirer plusieurs balles de suite. La vitesse avec laquelle les projectiles sont lancés dans le fusil à vent atteint presque celle des balles que lance le fusil ordinaire : la pression initiale de l'air comprimé est sans doute moindre que celle des gaz provenant

de l'inflammation de la poudre; mais, par compensation, elle reste sensiblement constante pendant la durée du temps que met le projectile à parcourir le canon, auquel pour ce motif on donne une grande longueur : la vitesse de sortie est due ainsi à l'action prolongée de l'air comprimé.

Dans les anciennes arquebuses à vent, on logeait les balles dans un petit réservoir muni d'un robinet, et, à mesure qu'après un coup tiré on ouvrait le robinet, un nouveau projectile prenait dans la culasse la place du premier.

Quoi qu'il en soit, il est aisé de comprendre que la force de projection va en diminuant à mesure que le réservoir d'air comprimé se vide, de sorte qu'après un petit nombre de décharges il y a nécessité de recharger l'arme, c'est-à-dire de comprimer l'air à nouveau. Ce grave inconvénient n'a point permis de donner à cette arme une application pratique sérieuse.

Le fusil à vent produit une détonation, mais beaucoup moins forte que celle des armes à feu de même calibre. On voit sortir du canon une lumière, qui est sans doute due à l'inflammation des particules solides entraînées par le courant aérien. D'après M. Daguin , cette inflammation proviendrait de l'électricité développée par le frottement de la bourre et des particules dont nous parlons, contre les parois intérieures du canon.

Jusqu'ici, on le voit, la pression de l'air n'a guère été utilisée qu'à des expériences de physique, et, sauf dans les pompes et dans les machines d'épuisement de Schemnitz, n'a donné lieu à aucune application industrielle d'une certaine imporlaii.:e. Nous allons la voir, soit à l'état statique, soit à l'état dynamique, utilisée dans des circonstances spéciales, où le plus souvent d'autres forces n'auraient pu remplir le même office.

Parmi les plus curieuses de ces applications, nous devons citer l'emploi des machines pneumatiques et du vide au trans- 1- 6-2

port des wagons sur les voies ferrées. Il ne s'agissait de rien moins que d'obtenir, sans le secours de la locomotive, le mouvement d'un train gravissant une rampe dont l'inclinaison dépassait les limites jusqu'alors adoptées. Le principe de cette application est bien simple ; il consiste en ceci : sur toute la longueur de la voie ferrée est fixé un tube ou tuyau métallique, à l'intérieur duquel peut se mouvoir un piston. Qu'à l'aide d'une machine pneumatique on fasse le vide dans le tuyau, d'un des côtés du piston, la pression atmosphérique s'exerçant de l'autre côté sur sa surface fera mouvoir le piston et les corps pesants auxquels il est solidement relié. Si ces corps pesants sont les wagons d'un train, le mouvement de propulsion du piston se communiquera à ces wagons et pourra, si la force ainsi obtenue est suffisante, les faire rouler sur les rails, sans le secours des moteurs ordinaires.

L'idée de faire servir la pression atmosphérique comme force motrice dans l'industrie des transports est d'ailleurs déjà ancienne : elle remonte aux premières expériences que lit l'inventeur de la machine pneumatique, Otto de Guericke; en 1810, un ingénieur suédois, D. Medhurst, proposa de transporter les marchandises, les paquets, les lettres, dans - un tube oii l'on ferait le vide ; puis , de communiquer le mouvement du piston à des voitures circulant extérieurement au tube. En 1824, un Anglais, Wallance, conçut l'idée de transmettre directement aux w^agons la pression de l'atmosphère ; les wagons devaient alors voyager à l'intérieur même du tube où l'on faisait le vide. Enfin, en 1848, le premier chemin de fer atmosphérique fut construit en Irlande, sur une longueur de près de 3 kilomètres, entre Kingstown et Dalkey. Les ingénieurs, MM. Clegg et Samuda, avaient repris, en le perfectionnant, le système de Medhurst. Plusieurs autres essais en furent faits en Angleterre, à Pouth-Devor, à Croydon, et, en France, sur une portion de la ligne de Paris à Saint-Germain. Disons un mot du mécanisme moteur adopté pour cette dernière ligne.

La figure 246 représente une section diamétrale du tube de 65 centimètres, à l'intérieur duquel voyageait le piston dans le chemin de fer atmosphérique du Pecq à Saint-Germain. Ce tube, fixé au milieu de la voie, était percé d'une fente longitudinale, par laquelle passait la lame ou tige reliant le piston au premier wagon. En avant du piston ou du côté du vide, la fente restait fermée par une bande de cuir garnie de courtes lames de tôle, faisant fonction de soupape, et une série de galets de diamètres décroissants, portés par le châssis du piston, soulevait cette soupape à mesure que s'avançait la lame reliant la tige du piston au train.

Fig. 240. — Tube pneumatique du chemin de fer atmosphérique de Saint-Germain.

Le vide était fait dans le tube par des machines pneumatiques, composées de quatre corps de pompe à double effet et mues par une machine à vapeur. Les dimensions du tube et des machines avaient été calculées de manière à donner une vitesse de 1 kilomètre par minute, en supposant un train à remorquer du poids de 54 tonnes et en se bornant à un vide relatif d'une pression d'un tiers d'atmosphère. Aujourd'hui, tous les chemins atmosphériques ont été abandonnés, non que le fonctionnement mécanique en fût mauvais, mais parce que, au point de vue économique, ce mode de traction était devenu inférieur à celui des locomotives : il était beaucoup trop coûteux. L'invention des locomotives de montagnes, propres à l'ascension des fortes rampes, a eu pour conséquence forcée l'abandon dont nous venons de parler. La rampe assez rapide (0'",055 par mètre) du Pecq à Saint-Germain est, depuis 1859, franchie par des locomotives.

§ 0. FONDATION DES PILES DE POINTS PAR l'aIR COMPRIMÉ.

L'air comprime a reçu encore une application d'un autre genre, qui n'est pas moins intéressante que celles dont on yient de lire la description. On l'a employé pour refouler l'eau dans les caissons métalliques destinés à former les fondations des piles de ponts ; c'est à un ingénieur français, M. Triger, qu'est due la première idée et l'invention de la première méthode de ce genre. Des procédés différents ont été employés suivant les circonstances et les vues des ingénieurs qui ont appliqué cette méthode; mais, comme le principe physique est le même, il suffira d'en décrire un sommairement pour faire comprendre les autres. Voici en quoi consiste celui qui a été adopté pour la construction du pont de Kehl, sur le PJiin :

La figure 247 représente l'installation d'un des chantiers fie fondation; on y voit, à l'intérieur de l'un des caissons déjà descendu au-dessous dn lit du fleuve, les ouvriers qui Iravaillent aux déhlais.

Imaginez une énorme caisse de tôle, aux parois solidement houlonnées et renforcées, tant à l'intérieur que sur la face supérieure, à l'aide de poutres et contreforts de fer; cette caisse, (le forme rectangulaire, est ouverte à sa base inférieure, tandis que le plafond, percé de trois ouvertures circulaires, est surmonté de trois cheminées de tôle ; les deux cheminées latérales, communiquant simplement à l'intérieur du caisson, sont surmontées chacune d'une chambre à air : celle du milieu descend jusqu'au-dessous de la base inférieure du caisson. Supposez qu'on descende cette sorte de cloche à plongeur au fond du fleuve, de manière que sa base ouverte repose sur le lit de gravier : l'eau pénétrera toute sa capacité, et, en vertu de la loi d'équilibre des liquides dans les vases communiquants, elle s'élèvera dans les trois cheminées au niveau de l'eau du fleuve. Si maintenant, à l'aide de machines soufflantes ou pompes de compression mues à la vapeur (on voit ces machines installées