ET

Force en chevaux

Fie. 36.

par cheval, poids qui descend rapidement à 30 quand la force augmente. Toutefois, cette diminution du poids en raison inverse de la force tend assez vite vers une limite, et si l'on représente graphiquement le poids par cheval en fraction de la puissance,

on obtient, pour les dynamos considérées qui sont d'une construction courante, la courbe figurée en 36. Le moteur qui a servi dans les expériences du bateau sous-marin k Gymnote, et qui est dû au commandant Krebs, se trouve sensiblement sur cette courbe ; il avait en effet une force de 55 chx et pesait 36,3 kg par cheval.

Si l'on veut appliquer les dynamos à la direction des aérostats, il est clair qu'on cherchera à obtenir des poids encore moindres - La dynamo de 1,33 ch employée par M. Tissandier et qui pesait fc5 kg par cheval, ne réalisait qu'une faible économie. Mais la dynamo Krebs de 30 kgm qui fit fonctionner un petit dirigeable de 60 m" pour essais avant le ballon de 1884, pesait 10 kg, soit 15 kg par cheval. La dynamo Krebs de la France avait une puissance de 8,5 chx et son poids par cheval était de 11,5 kg; enfin, la dynamo Gramme de 9 chx qui la remplaça réduisit ce poids à 11 kg, mais il fallut donner à l'anneau l'énorme vitesse de 3 600 tours par minute, ce qui nécessita des précautions multiples pour empêcher les axes de s'échauffer et demanda de nombreuses améliorations dans la transmission et le mode de graissage.

Voyons maintenant quels sont les poids des machines à vapeur sans leur chaudière et sans leur approvisionnement en eau et en combustible.

Les moteurs légers de construction courante semblent avoir a peu près les mêmes poids que les dynamos. Les moteurs de 1 000 chx qu'on emploie à bord des torpilleurs pèsent une vingtaine de kilogrammes par cheval indiqué; dans ses derniers torpilleurs, M. Normand a même réduit ce poids à 17 kg environ. Le poids du cheval sur l'arbre est donc sensiblement sur le prolongement de la courbe obtenue pour les dynamos légères de construction courante. Dans les machines à condensation, ce poids est d'autant plus faible que la condensation est plus active.

Si l'on construit un moteur spécialement en vue de la navigation aérienne, on peut obtenir des réductions comparables à celles que réalisèrent MM. Gramme et Krebs sur les dynamos. Ainsi Giffard obtint 16,7 kg par cheval pour 3 chx sur l'arbre. Du reste, une différence de 2 à 3 kg par cheval ne serait sensible que pour un voyage de faible durée ; elle deviendrait insignifiante pour un voyage de 10 heures, puisqu'elle n'entrerait que pour 0,2 à 0,3 dans le poids du cheval-heure.

Si donc il y a une supériorité marquée d'un système sur l'autre, cette supériorité est due au générateur.

Générateur. — Dégageons tout d'abord les différences, au point de vue qui nous occupe, entre la chaudière et la pile. À cet effet, considérons-les comme le siège d'une combustion produisant des calories qu'un agent transporte au moteur pour les y transformer en travail mécanique ; cet agent sera la vapeur d'eau dans un cas, et, dans l'autre, le courant impondérable qui va des pôles de la pile aux bornes d'entrée de la dynamo. Tandis qu'il est d'un poids nul pour la pile, il constitue pour la chaudière un impedimentum considérable. En effet, si l'on opère sans condensation, il faut une provision d'eau proportionnelle à la durée. Si l'on condense la vapeur, il faut soit un poids d'eau froide également proportionnel à la durée pour produire la condensation, soit un condenseur à surface toujours très lourd et dont l'emploi ne peut être avantageux que s'il est appelé à fonctionner longtemps. Par contre, la mise en œuvre de l'agent de transport nécessite dans la pile un poids de liquide et de sels qui devient considérable si la marche est longue, tandis qu'avec les machines à vapeur le poids du combustible n'est pas aussi grand et que le poids du comburant est nul, puisqu'il est constitué par l'air lui-même.

La durée possible du voyage est donc un facteur important de la comparaison que je cherche à établir. Pour bien nous fixer, voyons quelles sont les valeurs du cheval-heure aux différentes durées.

MM. Tissandier emportèrent 24 éléments de 7 à 8 kg, plus une certaine provision de liquide de façon à pouvoir prolonger l'action du moteur pendant 2 heures et demie ; le poids total était de 225 kg, et la force de 1 1/3 ch, ce qui met, pendant cette durée, le poids moyen du cheval-heure à 68 kg. Ce poids varierait peu si l'on emportait des approvisionnements pour une durée plus grande, car les vases, qui sont en ébonite et par suite très légers, ne devaient pas peser plus du 1/1 e du poids total de la pile ; de sorte que le poids du cheval-heure tend vers 9/1 e 68 = 61 kg quand la durée augmente. C'est ce que représente la courbe figurative du graphique 37.

MM. Renard et Krebs emportèrent 400 kg de piles pour fournir, sans renouvellement de liquide, 9 ch pendant 1 heure trois quarts, ce qui met lé cheval-heure à 25 kg en moyenne pendant cette durée. En admettant encore, ce qui s'accorde assez bien avec ce que l'on sait sur la capacité électrique de la liqueur employée, que le poids du liquide et des électrodes fût les 9/10 e du poids total, on obtient 9/10 25 = 22,5 kg aux très grandes durées.

nons maintenant les générateurs des machines à vapeur. lérateur construit en 1882 par Giffard pesait 100 kg ; il iaît par heure environ 60 kg d'eau et de combustible et l ch sur l'arbre, ce qui met le poids moyen du cheval à jr la première heure.

les années plus tard, M. Louis du Temple, capitaine de uventa un moteur léger destiné à réaliser la navigation avec un appareil plus lourd que l'air que son frère avait Cet essai eut le sort malheureux de tous ceux qu'on a ns cette voie ; mais la chaudière du Temple, basée sur la n complète des courants ascendants et descendants, avait ilés si remarquables au point de vue de la légèreté et de on du combustible qu'on l'adopta pour les torpilleurs, mditions sont essentielles; l'avenir lui réserve peut-être idre sa destination primitive.

udière qui figurait à l'Exposition de 1878 pesait 300 kg, it avec uu tirage ordinaire 140 kg de vapeur à S atmo- >ar heure ; ce type et quelques autres me conduisent à , pour les chaudières qu'on pourrait placer à bord d'un irien, 1 kg de vapeur pour 2 kg de chaudière. Quant à la îalion de charbon, M. Normand l'a réduite dans ses derpilleurs à moins de 0,500 kg par cheval indiqué; il est le moteur absorbait seulement 4,5U0 kg de vapeur pour er ce cheval, de sorte qu'on doit évaluer la dépense de des chaudières employées à un peu plus de 0,100 kg par ime de vapeur. Etant donné que le moteur d'un ballon e doit satisfaire à des exigences spéciales, j'admettrai îaudière dépense 0,120 kg de charbon par kilogramme de et qu'il faut 1S kg de vapeur pour donner un cheval sur lans les moteurs sans condensation. Avec ces données (s, on voit qu'à 1/15 de cheval sur l'arbre correspondent vapeur, 2 kg de chaudière, et 0,120 kg de charbon, en Î0 kg, ce qui met le poids du générateur à 46,8 kg par eure. C'est presque le double du poids obtenu avec la pile

fy.n).

e résultat change si l'on s'impose une durée plus en .vec les besoins de la pratique, 10 heures par exemple ; en poids de la chaudière se répartit sur celte durée, de sorte 5 de cheval correspond un poids de 1 + 0,2 + 0,12 '■g, ce qui met le poids du générateur à 19,8 ftgpar chevaliemarquons toutefois que cette diminution s'enraie très

rapidement, et que le poids du cheval-heure tend vers une limite

Durées en heure Fig. 37.

qui est, dans le cas présent, de 1,12 X 15 = 16,8 kg ; la courbe représentative est donc asymptote à la droite 16,8.

Ces résultats seraient encore exagérés si l'on pouvait employer des machines à condensation. Malheureusement les condenseurs actuels exigent eux-mêmes une très grande quantité d'eau. Si Ton demande à l'air ambiant, constamment renouvelé par la marche du ballon, de condenser la vapeur, on est conduit à prendre des surfaces très vastes, par suite encombrantes et lourdes. C'est précisément à l'homme qui, le premier, voulut appliquer la machine à vapeur à la navigation aérienne, c'est à Giffard que revient l'idée de l'aérocondenseur. Cet appareil, formé d'une série de tuyaux méplats à large surface, fut expérimenté dans les ateliers que M. Flaud venait de fonder, mais ne servit dans aucun voyage aérien. Le ballon que M. Yon, élève de Giffard, a construit pour la Russie possède un appareil semblable, présentant une surface équivalant à 55 m 2 ; aux essais, on reconnut que la condensation était absolument insuffisante. Dans un nouveau projet de dirigeable qu'il a en portefeuille, M. Yon prévoit un aérocondenseur système Foucher, caractérisé par la légèreté de ses tubes et par l'adjonction d'un ventilateur ; cet appareil aurait une surface équivalant à 125 m 2 et pèserait 440 kg, soit environ le poids de la chaudière sans eau; il ne donnerait qu'un vide relatif de 150 mm

ment un aéroplane (qui du reste ne fonctionne pas mieux que les autres appareils de ce genre, en raison des difficultés qu'on éprouve à obtenir la stabilité), et cet aéroplane possède une machine à vapeur des plus remarquables dans laquelle le poids serait moindre que dans les moteurs précédents ; r aérocondenseur est formé par l'aéroplane même. La Revue de l'Aéronautique publiera prochainement la description complète de cette machine.

On a reproché aux officiers de Meudon d'avoir suivi la voie indiquée par MM. Tissandier en adoptant le moteur électrique pour leurs expériences de 1884 et 1885. Vous voyez, Messieurs, que ce reproche n'est pas fondé. Quel était, en effet, l'état du problème à l'époque où ces savants le reprirent? Giffard, Dupuy de Lôme, Tissandier avaient échoué faute d'une vitesse propre suffisante. Il fallait donc augmenter cette vitesse, la doubler, c'est-à-dire réaliser un moteur pesant huit fois moins que les moteurs les plus légers construits jusqu'alors. Cette condition était assez draconienne pour qu'on dût se contenter d'une durée de marche relativement faible. Qu'importait, du reste, une courte durée? L'indispensable, c'était de prouver la direction en se dirigeant, comme le philosophe de l'antiquité prouvait le mouvement en marchant; c'était de frapper le public, indifférent et sceptique, par une brillante démonstration ; c'était aussi de montrer à l'État que les crédits ouverts n'avaient pas été dépensés en pure perte, et que le problème, entré dans une voie nouvelle, devenait digne de toute sa sollicitude. Dans ces conditions, le moteur électrique s'imposait, et il faut autant féliciter MM. Renard et Krebs de l'avoir choisi pour leurs premières expériences que de l'avoir abandonné depuis.

La machine à vapeur conservera sa supériorité. — Ainsi donc, telle qu'elle est, la machine à vapeur est supérieure au moteur électrique quand il s'agit d'obtenir la navigation aérienne pendant plus d'une demi-journée. Cette supériorité se conservera-t-elle ? C'est ce que je vais rechercher.

On pourra évidemment réduire encore le poids des dynamos, mais il semble difficile d'obtenir des piles beaucoup plus légères que celles du commandant Renard, non qu'il soit impossible de faire mieux, mais parce que le progrès est forcément très lent quand on est parvenu à un certain degré de perfection. Il n'y a même pas à compter sur les accumulateurs qui ont donné à une certaine époque les plus grandes espérances et dont le commandant Renard s'occupa avant d'étudier les piles ; les plus légers, le Faure-Sellon-Volckmar et le Laurent Cély , pèsent trois fois plus

Dans cet ordre d'idées, la recherche de dispositifs propres à augmenter le pouvoir réfrigérant par unité de poids du condenseur n'est pas suffisante ; il faut en même temps se préoccuper de diminuer le nombre de calories à enlever à la vapeur. Le moyen est simple, puisqu'il suffit de remplacer l'eau .par des liquides dont la vapeur ait une grande pression et se produise à des températures relativement faibles. On réaliserait ainsi une économie à la fois sur le poids du condenseur, sur celui du charbon, et même sur celui du générateur, car il est évident qu'avec de pareils liquides il n'y aura plus besoin d'aussi lourdes chaudières. De nombreux liquides conviennent, et s'ils n'ont pas dépuis longtemps remplacé l'eau, c'est que celle-ci se trouve partout et pour rien : mais, dans le problème qui nous occupe, les considérations de prix sont tout à fait secondaires; quand on aura réussi, on verra à diminuer le prix de revient. Parmi ces liquides, je citerai le chloroforme, l'éther sulfurique, le sulfure de carbone qui se vaporisent aux environs de 50°, et certains produits de la famille du pétrole, comme le naphte et la gazoline, qui se vaporisent à des températures encore moindres.

Messieurs, l'emploi de moteurs conçus dans ces conditions s'est présenté plusieurs fois à votre ■ examen depuis quelques années ; je n'insisterai donc pas. En particulier toutes les fois où la légèreté s'est imposée, vous avez été amenés à vous préoccuper de ces moteurs, qui du reste ne sont pas précisément nouveaux; c'est ainsi que l'an dernier, M. Gaudry (1), dans sa très intéressante Communication sur la navigation à grande vitesse, vous rappelait les remarquables essais de Lafont et du Trembley avec des vapeurs combinées et préconisait l'emploi, non plus de l'éther sulfurique, mais de l'éther chlorhydrique qui donne à 20° une vapeur ayant une pression de près de 2 kg par centimètre carré etdeJ3% à 100°.

Non seulement il y a des progrès considérables à attendre de l'emploi de ces liquides pour transformer en travail mécanique à un poids très réduit les calories dégagées par le combustible, mais il y a aussi des perfectionnements à espérer de ce combustible lui-même. On prend d'ordinaire le coke parce que c'est, de tous les combustibles riches en calories, celui qui coûte le

(1) Dans un mémoire sur l' Aérostation militaire qui date de mars 1890, j'avais développa la plupart de ces considérations sur les perfectionnements des machines à vapeur, considérations que M. Gaudry devait plus tard exposer devant vous. Je ne suis pas surpris de cette coïncidence , la navigation aérienne et la navigation maritime à grande vitesse comportant l'une et l'autre l'allégement des moteurs actuels. Je ne puis que me féliciter d'être en communion d'idées avec notre distingué collègue.

geable, on pourra employer le même corps à la fois comme combustible et comme agent de transport, ainsi que l'ont fait MM. Escher Wyss et G ie pour leur canots légers actionnés par des machines à vapeur de naphte : ces machines, dont le bâti est en bronze d'aluminium, ne pèsent que 60 kg par cheval, chaudière comprise, quand on dépasse 10 chx; la consommation de naphte est alors de 0,500 kg environ ; mais il y aurait lieu, pour la navigation aérienne, de tenir compte du condenseur, qui serait d'ailleurs beaucoup plus léger que pour une machine à vapeur d'eau.