CHAPITRE I

MOYENS DE VÉRmCATION DE L'ÉTAT D'UNE CHAUDIÈRE A VAPEUR

Les lois et règlements, aussi bien que son propre intérêt, font à toute personne employant un appareil à vapeur un devoir de s'assurer, de temps en temps, du bon état de cet engin.

Si irréprochable qu'en ait été la construction, si prudente qu'en ait été la conduite, bien des circonstances, outre l'usure inhérente àson emploi même, peuvent en avoir altéré inostensiblement la solidité.

La présence ignorée d'une paille dans la tôle, la disposition plus ou moins bonne du foyer, l'action plus ou moins incrustante, ou encore corrosive, des sels et autres impuretés contenues dans l'eau d'alimentation, les défaillances mêmes du chauffeur le plus attentif et le plus soigneux et bien d'autres causes encore peuvent, après un certain laps de temps, avoir diminué considérablement le degré de résistance attribué aux parois d'un appareil à vapeur.

Il est donc indispensable que l'industriel profite des arrêts que nécessitent soit les nettoyages forcés de sa chaudière, soit les chômages occasionnés par les jours de fête, pour s'assurer de l'état de l'appareil.

Deux moyens s'offrent à lui pour ce faire : la visite tant intérieure qu'extérieure et l'épreuve.

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Visite extérieure. — La visite extérieure est, suivant nous, aussi nécessaire que celle intérieure, car elle révèle bien souvent des défectuosités, des détériorations généralement dues à Faction même du feu et dont les traces n'apparaissent pas toujours à l'intérieur du vase.

Pour les chaudières enveloppées dans la maçonnerie d'un fourneau, la visite des parois extérieures peut être faite d'une manière d'autant plus sérieuse que les carneaux sont plus spacieux et laissent au visiteur une plus grande facilité dans ses mouvements. Mais encore faut-il remarquer qu'une certaine partie des parois lui demeure cachée, là où la tôle est en contact avec la maçonnerie des voûtes constituant les carneaux.

Pour les appareils revêtus d'une enveloppe en bois ou métallique, notamment les chaudières semi-fixes et leslocomobiles, l'industriel recule souvent devant le démontage de cette chemise, démontage qui équivaut parfois à une démolition. Et cependant nous avons vu fréquemment des chaudières qui, déshabillées en vue d'une épreuve officielle, présentaient, notamment au pourtour des orifices d'autoclaves, des diminutions d'épaisseur demeurées inconnues jusqu'alors.

Ces détériorations prouvaient surabondamment que le démontage de l'enveloppe était.utile, la dépense en résultant n'étant point comparable aux conséquences que pourrait avoir une explosion.

Visite intérieure. — La visite intérieure d'une chaudière à vapeur, aussi obligatoire que celle extérieure, doit être faite avec beaucoup d'attention (par un homme du métier, autant que possible) et avec tout le soin que comporte le degré de facilité suivant lequel le visiteur peut pénétrer dans les diverses parties de l'appareil.

De même que les défectuosités extérieures, celles intérieures n'apparaissent pas toujours sur la face interne d'une tôle.

Des corrosions successives peuvent, par exemple, en avoir diminué considérablement l'épaisseur, sans que l'aspect extérieur en révèle les traces.

Il est vrai que Ton peut s'en rendre compte par le son qu'elle rend au choc d'un marteau.

Aussi la vérification à l'aide de cet outil est-elle un des moyens élémentaires à employer pour les générateurs dans lesquels leur faible capacité ou leur disposition intérieure ne permet pas de s'introduire.

En vue d'aider l'industriel dans l'accomplissement de ce devoir de vérification périodique de ses appareils à vapeur, nous citerons les principales défectuosités ou avaries que l'on peut rencontrer dans leurs visites extérieures et intérieures, et nous lui indiquerons, par cela même, les divers points sur lesquels le visiteur doit spécialement porter son attention.

Fentes ou cassures de tôle : allant des rivets au mattage ;

— entre rivets;

— dans les parties coudées;

— en pleine tôle ;

— aux plaques tubulaires ;

— à des pièces.

Fuites : aux parties coudées ;

— aux chanfreins de feuilles juxtaposées ;

— aux rivures ou à des rivets isolés ;

— aux joints boulonnés ;

— à des pièces;

— aux communications ;

— aux plaques tubulaires cintrées ;

— à l'emmanchement des tubes ;

— aux cornières ;

— aux tampons de nettoyage.

Rivets : têtes cassées ou corrodées ;

— n'adhérant plus à la tôle.

Entretoises : cassées à l'intérieur ; à l'extérieur. Tirants et armatures : cassés à l'intérieur ; à l'extérieur.

Corrosions intérieures : au plan d'eau ou en d'autres points

— — aux plaques tubulaires ;

— extérieures : sans cause apparente ;

VÉRIFICATION d'uNE CHAUDIÈRE A VAPEUR i6l

Corrosions extérieures : provenant de fuites aux clouures ;

aux piètements, au contact des

maçonneries.

Pailles intérieures : au coup de feu ou en d'autres points. — extérieures : — —

Tôles pailleuses : à l'intérieur, au coup de feu ou en d'autres points ; — à l'extérieur, au coup de feu ou en d'autres

points ; Bosses et bosses pailleuses : pour les foyers intérieurs : au

coup de feu.

— — pour les foyers extérieurs : au

coup de feu ou en d'autres points.

Bosses : ou déformations provenant de chocs ou de supports trop serrés.

Tubes : crevés, cintrés, brûlés, corrodés intérieurement ou extérieurement.

Pièces : mal mises, boulonnées et non rivées. La visite des fourneaux est aussi indispensable, et le visiteur devra porter son attention sur les :

Grilles : en mauvais état ou trop rapprochées des tôles. Foyers — ou mal disposés.

Supports : ne portant pas, mal placés ou calés, en mauvais état ou encore en nombre insuffisant.

Carneaux : mal disposés ou délabrés ou mal nettoyés. Il devra aussi se préoccuper des :

Tôles : mal nettoyées à l'intérieur ou à l'extérieur.

Bouilleurs et tubes bouilleurs, tubes (T alimentation ou de vidange obstrués par des dépôts.

Cette petite nomenclature lui facilitera, pensons-nous, l'accomplissement consciencieux de sa mission.

Les Associations de Propriétaires d'Appareils à vapeur rendent d'incontestables services à cet égard. Elles emploient

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pour ces visites des agents généralement expérimentés et familiarisés, par la pratique, avec les travaux de chaudronnerie.

Ces agents dressent, de leurs vérifications, des procès-verbaux qui, sans avoir un caractère officiel, peuvent être considérés comme pii^ces probantes, soit pour éviter la démolition d'un fourneau ou Tenlovement de Tenveloppe d'une chaudière lors d'une épreuve officielle, soit pour militer en faveur de Tinduslriel dans le cas de poursuites judiciaires occasionnées par b^s conséquences d'une explosion.

Mais il est encore des usinier.^ (et c'est le plus grand nombre) qui, pour des motifs pécuniaires ou autres que nous n'avons pas à apprécier, ne font pas partie de ces Associations.

Pour ceux-là surtout, nous croyons, devoir donner, au sujet des diverses défectuosités que nous venons de citer, quelques explications techniques puisées, d'ailleurs, dans une notice très intéressante de M. Aguillon, ingénieur en chef des Mines^

Dans les Associations françaises de Propriétaires d'Appareils à vapeur, on distingue les défauts en dangereux et non dangereux.

Un défaut est noté comme dangereux, quand il nécessite une réparation dans l'année à dater du jour de la visite.

Une paille est un dédoublement de la tôle ou soulèvement d'une fraction de son épaisseur, la partie dessoudée ne s'étendant que sur une superficie d'un décimètre carré au maximum.

Une tôle pallleusc est une tôle présentant plusieurs pailles, ou une dessoudure de plus d'un décimètre carré de superficie.

Une bosse est une déformation de la tôle sur toute son épaisseur, un renflement sans dessoudure.

Une bosse pailleuse est un renflement avec dessoudure.

On doit remarquer si les pailler et bosses se présentent à l'extérieur, c'est-à-dire du côté des produits de la com-

ï Note Sfv le^ Associa 'io?ïs et les Sociétés de surveillance (Vappa^ re' s à capc^.fj, par ?.!. .' u : • i.« y, i i.: n" i.r en (hef d s A!in:si

VÉRIFICATION d'uNE CHAUDIÈRE A VAPEUR 163

bustion, ou à rintérieur, c'est-à-dire du côté de Teau.

Dans le cas de communications avec joints à emboîtements mastiqués, on doit voir si les fuites se sont produites aux rivures ou au masticage.

Dans une rivure, il existe deux parties : le chanfrein et le rivet. Lorsque la fuite a lieu par le chanfrein et les rivets, c'est une « fuite à la rivure » ; si la fuite est localisée à des têtes de rivets isolés, c'est une « fuite à des rivets ».

Une pièce ne constitue un défaut que si elle est « mal mise ».

Pour les fentes et les cassures, on doit se préoccuper des points de la tôle où elles se sont produites par rapport à l'action plus ou moins directe du foyer, comme au sens du laminage du métal et à celui des rivures.

Outre les fentes allant du rivet au matage, il y a aussi celles se dirigeant de l'autre côté vers la tôle.

Dans les fentes en pleine tôle, il y a lieu de tenir compte des fentes suivant la ligne de matage et des fentes à la courbure, soit des fonds ou pièces embouties, soit dans les fers d'angle d'assemblage.

Les fentes entre rivets et les fentes aux lignes de matage constituent, on le sait, un des défauts les plus dangereux, parce que ces fentes peuvent s'augmenter avec une rapidité qui peut provoquer une explosion, même avec une surveillance assez attentive et des visites intérieures rapprochées.

Les autres fentes paraissent se développer moins rapidement : toutefois, les fentes à la courbure sont très dangereuses à cause de la difficulté de les découvrir et d'apprécier leur importance.

On considéré comme forte incrustation une incrustation de plus de 8 millimètres d'épaisseur.

Nous ne pouvons, sans sortir du cadre que nous nous sommes tracé, nous étendre davantage sur ce sujet.

Épreuve privée. — Indépendamment de l'épreuve officielle que les appareils à vapeur doivent subir dans les cas

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prévus par les divers règlements que nous avons exposés plus haut, bon nombre d'industriels soucieux de leur propre sécurité, comme de celle de leurs ouvriers, ont pris une habitude qui devrait bien être suivie par tous sans exception.

Ils procèdent, de temps en temps, à une épreuve privée qui leur permet de se rendre compte de Tétat de leurs chaudières et surtout de réparer les défectuosités ou les avaries révélées par cet essai avant que celles-ci n'aient pris de ces proportions inquiétantes qui nécessitent de grosses et coûteuses réparations.

D'autre part, l'essai privé est généralement pratiqué à la veille de l'épreuve officielle, dans le but de voir si l'appareil se trouve, et au besoin l'y mettre, en état de supporter cette dernière en des conditions satisfaisantes.

Ordinairement, cette épreuve privée ou préparatoire s'effectue par les mêmes moyens et dans les mêmes conditions que nous allons indiquer pour l'épreuve officielle. Et nous présenterons, à ce sujet, une observation.

Le plus souvent, l'industriel applique, pour la surcharge d'épreuve, celle fixée par la loi, d'après le timbre de l'appareil.

Pour un timbre de 6 kilogrammes, par exemple, il pousse, dans son essai privé, la pression à 12 kilogrammes, chiffre exigé dans l'épreuve officielle.

Cette pratique est assez imprudente.

En effet, on ne peut se dissimuler que toute épreuve à une pression supérieure à celle suivant laquelle, d'après la nature, la forme et l'épaisseur de ses parois, il doit fonctionner normalement, fatigue notablement un appareil à vapeur. Nous en trouvons implicitement la preuve dans la réduction considérable apportée par le décret du 25 janvier 1865, et maintenue par celui du 30 avril 1880, à la surcharge d'épreuve exigée autrefois par l'ordonnance du 22 mai 1843.

Sous ce régime, la surcharge équivalait au double du timbre, en sorte que la chaudière était essayée au triple de la pression normale indiquée par ce timbre.

Vingt-deux années d'expériences firent reconnaître qu'une telle surcharge, imposée aux parois d'un appareil, avait pour conséquence de leur faire dépasser les limites d'élasticité du

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métal et, par suite, d'en altérer la solidité primitive avant même que cet appareil n'eût été employé.

Depuis 1865, la surcharge d'épreuve par centimètre carré est égale à la pression effective (celle indiquée par le timbre, sans jamais être inférieure à un demi-kilogramme, ni supérieure à 6 kilogrammes).

Toute surcharge étant donc, en principe, une atteinte plus ou moins grave portée à la solidité d'une chaudière, il est prudent de n'en appliquer le quantum exigé lors de l'épreuve officielle que seulement dans cette circonstance et de rester, pour les essais privés ou préparatoires, en-deçà de ce même quantum.

Ainsi, dans l'épreuve privée d'une chaudière timbrée, par exemple à 6 kilogrammes, nous conseillons de ne pousser la pression que jusqu'à 9 kilogrammes ou 9 kilogrammes et demi au plus, afln de lui éviter d'avoir à supporter deux fois celle légale de 12 kilogrammes.

Remarquons au surplus que ce ne sont pas seulement les parois métalliques du vase qui sont éprouvées, mais aussi tous les points de jonction comme ceux d'obturation de ses parties.

Il arrive fréquemment, par exemple, que des joints d'autoclaves qui, dans l'essai privé, ont parfaitement résisté au maximum de pression exigé seulement dans le cas de l'épreuve légale, cèdent à une pression moindre quand on vient à procéder à cette opération officielle, — et alors, tout est à recommencer ; il faut vider la chaudière, refaire les joints, etc.

Nous le répétons donc aux industriels : dans vos essais privés ou préparatoires, ne laissez pousser la pression qu'endeçà du chiffre exigé par la loi pour l'épreuve officielle.

Épreave officielle. — Il est dit, au dernier paragraphe de l'article 4 du décret du 30 avril 1880, que le chef de l'établissement où s'effectue l'épreuve doit fournir la main-d'œuvre et les appareils nécessaires, ce qui indique implicitement qu'il doit préparer ou faire préparer cette opération.

Nous indiquerons succinctement la nature de ces préparatifs.

Comme les précédents règlements, le décret de 1880 exige

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que l'appareil soit éprouvé par pression hydraulique, et il n'autorise pas l'épreuve par dilatation.

Ce moyen, autrefois employé quand on ne pouvait se procurer une pompe foulante d'épreuve, consiste à chauffer légèrement l'appareil rigoureusement plein d'eau et hermétiquement fermé, jusqu'à 60° environ. En vertu de la loi physique de la dilatation, le volume de l'eau ainsi chauffée tend à augmenter et impose, par suite, aux parois du vase une pression intérieure pouvant atteindre 10 à 12 kilogrammes par centimètre carré de surface.

Il faut donc se procurer une pompe foulante spéciale dite d'essai.

Si l'on dispose d'une force motrice quelconque, d'une chute d'eau, par exemple, capable d'actionner la machine de l'usine, et, par suite, la pompe d'alimentation, celle-ci pourra remplir près la chaudière le rôle ou l'office de pompe foulante d'essai. '

C'est ainsi que l'on procède souvent dans les meuneries et autres usines à moteur hydraulique, lesquelles sont, maintenant, presque toutes munies d'un moteur à vapeur destiné à parer aux époques de sécheresse.

Dans le cas contraire, on trouve le plus souvent à louer des pompes d'épreuve chez les constructeurs de grosse chaudronnerie et les mécaniciens qui, d'ailleurs, procurent généralement, outre cet engin, le personnel nécessaire pour préparer l'épreuve et l'effectuer.

Dès que la certitude de pouvoir disposer d'une pompe de ce genre est obtenue, on adresse une demande d'épreuve à l'ingénieur des Mines chargé du service du département dans lequel se trouve située l'usine K

* Le district d'un ingénieur des Mines peut comprendre, surtout en province, un ou plusieurs départements répartis entre les contrôleurs des Mines placés sous ses ordres. Ceux-ci ont parfois une résidence autre que celle de leur chef qui, pour ne point retarder l'exécution des épreuves sollicitées, autorise ces fonctionnaires isolés à satisfaire aux demandes qu'ils reçoivent directement des industriels ; il en résulte une plus grande célérité dans Taccomplissement des vérifications prescrites pour la sauvegarde de la sécurité publique.

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Une fois fixé sur la date de Topération, Tindustriel prépare la chaudière.

Il est rare que les joints d'autoclaves, notamment ceux des tampons de bouilleurs et de trous d'homme, qui, pendant le fonctionnement ordinaire de l'appareil, demeuraientétancheSy résistent à la pression d'épreuve ; aussi est-il prudent de les refaire et avec beaucoup de soin. Il convient même de les laisser un peu sécher avant de remplir la chaudière d'eau froide.

Il faut aussi éviter les fuites par les robinets, sifflets, etc., fuites souvent légères, mais qui mouillent les tôles et empêchent de bien constater les suintements aux clouures et rivures comme ceux résultant des fissures en plein métalr On doit bien roder les robinets, caler fortement les soupapes et sifflets, faire au besoin des joints pleins aux tubulures, pour éviter le dangereux emploi des tampons en bois.

Mais il est une autre précaution trop souvent oubliée : celle d'enlever préalablement les boules ou lentilles creuses dont sont généralement pourvus les flotteurs et qui peuvent s'aplatir ou s'écraser sous la pression d'épreuve. Il s'ensuit, en ce cas, une détente brusque qui peut altérer la solidité des tôles.

Le remplissage doit être complet et tel que l'eau déborde à la partie supérieure de l'appareil.

Dans ce but, on soulève légèrement les soupapes et on desserre un peu les joints d'autoclaves et autres pour permettre à l'eau de jaillir. Si la chaudière est pourvue d'un dôme ou réservoir de vapeur et que ce dôme n'a point d'autoclave, on perce et taraude à son sommet un trou qui facilite l'expulsion complète de l'air.

Enfin, l'on adapte le tuyau de refoulement de la pompe d'épreuve sur l'appareil à essayer.

Mais il reste, suivant les cas, un autre préparatifs faire:

S'il s'agit d'une épreuve décennale, toutes les parois extérieures de la chaudière devant pouvoir être visitées pendant l'opération, la maçonnerie de son fourneau ou l'enveloppe métallique ou autre qui l'entoure doivent être enlevées et lesdites parois soigneusement nettoyées.

La mise à nu des appareils est, en cas d'épreuve décen-

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nale, d'obligation absolue. Nulle exception à ce sujet ne peut être admise que pour ceux faisant partie d'Associations de Propriétaires d'Appareils à vapeur reconnues par l'État. Et encore, un représentant de l'Association doit-il, dans ce cas, parcourir les foyers et carneaux, c'est-à-dire opérer une visite extérieure, tandis que le représentant de l'État préside à la mise et au maintien en pression de la chaudière, puis y effectuer, après l'épreuve, une visite intérieure complète et sérieuse, dont il rédige ensuite un rapport.

S'il s'agit d'une épreuve après réparations, l'industriel peut ne faire démolir qu'une partie du fourneau ou de l'enveloppe, suffisante pour permettre à l'ingénieur des Mines ou à son représentant de bien voir la partie réparée. Mais, en ce cas, l'épreuve n'a aucun caractère décennal, et l'appareil devra être essayé à l'expiration des dix années datant de la dernière épreuve décennale, tout comme s'il ne l'avait pas été dans l'intervalle.

Il appartient donc à l'industriel de juger si la prolongation de chômage qu'entraîneraient la démolition totale, puis la reconstruction du fourneau ou de l'enveloppe, lui occasionnerait à ce moment une perte trop sérieuse, et l'emportant sur l'avantage que présente pour le temps à courir une épreuve décennale.

Il y a aussi à se préoccuper des médailles-timbres, dont est. ou doit être munie la chaudière.

Ce ou ces timbres (gradués en kilogrammes) sont généralement posés à l'avance, afin que le représentant de l'État puisse, si les résultats de l'épreuve sont satisfaisants, les poinçonner séance tenante et y graver les tiois nombres indiquant la date de l'opération.

Dans le département de la Seine, le service des Mines exige que les médailles-timbres soient renouvelées, c'est-àdire remplacées lors de chaque épreuve.

En province, on tolère généralement le maintien des anciens timbres dès l'instant qu'ils sont chiffrés en kilogrammes, bien nets et bien lisibles, et présentent encore assez d'espace pour y appliquer une marque du poinçon de l'État et les nombres de la date.

Cette manière de faire offre, suivant nous, un certain

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avantage, car l'agent de TAdministration peut, lorsqu'il visite l'appareil pour la première fois, se rendre immédiatement compte de l'âge de cet engin et du nombre d'épreuves qu'il a subies, par l'inspection des diverses dates d'épreuves gravées sur les timbres.

Il faut bien se garder si, pour un motif quelconque, on remplace les timbres, d'enlever les anciens : l'agent doit les voir encore placés, et il ne les fait sauter qu'après avoir poinçonné et daté les nouveaux.

Il est nécessaire que tous ces préparatifs soient effectués avant le jour et l'heure fixés pour l'essai : le rôle du fonctionnaire de l'État n'étant pas de voir achever le remplissage de la chaudière ou la mise en place de la pompe d'épreuve, mais bien d'assister à la mise en pression.

Toutefois il est prudent, lorsque l'opération doit s'effectuer en temps de très forte gelée et dans un local insuffisamment clos, de ne remplir la chaudière que quelques heures avant, ou encore de brûler dans son foyer quelques bourrées ou fagots, afin d'empêcher l'eau de se congeler.

Dans le même but, il est bon d'additionner celle de la pompe d'une certaine quantité d'eau chaude.

On ne doit pas oublier que le représentant de l'Administration ne peut procéder à l'épreuve à l'aide du manomètre même de l'appareil à essayer, mais au moyen d'un manomètre-étalon qu'il place sur l'ajutage dont, suivant le 3° paragraphe de l'article 7 du décret du 30 avril 1880 (qui en indique, d'ailleurs, les dimensions) toute chaudière doit être munie. L'absence de cet ajutage peut non seulement faire refuser l'épreuve, mais encore être l'objet d'un procèsverbal de contravention.

En aucun cas, ce fonctionnaire ne laissera placer le manomètre-étalon sur le tuyau de la pompe d'épreuve.

Toutes ces conditions étant remplies, il est utile de procéder (dans les limites prudentes de pression que nous avons tracées plus haut) à un essai préparatoire, afin de s'assurer que la pompe fonctionne bien, que tous les joints sont étanches, etc.

no RÈGLEMENTS D* ADMINISTRATION PUBLIQUE

Au jour ûxéy le représentant de Tadministratioii répète alors répreuve, mais, cette fois, dans les conditions de pression fixées par la loi ; c'est-à-dire (et comme nous Favons déjà indiqué) en imposantà la chaudière une pression double si elle est timbrée à moins de 6 kilogrammes ou une surcharge maximum de pression de 6 kilogrammes, si son timbre excède ce même chiiïre.

S'il s'agit d'un récipient, la surcharge imposée est la moitié de la pressio maximum indiquée par le timbre, mais elle ne peut excéder 4 kilogrammes.

Et nous avons vu que, dans la seconde épreuve réglementaire des chaudièresà vapeur placées à bord des bateaux, cette surcharge, égale à la moitié de la pression indiquée parle timbre, ne peut être inférieure à un quart de kilogramme ou supérieure à 3 kilogrammes.

Durant l'épreuve, le fonctionnaire s'assure que les parois de Tappareil ne présentent aucune fuite et surtout ne subissent aucune déformation.

En ce qui concerne les fuites, l'Administration ne considère pas les légers suintements auxrivureset clouures comme étant un défaut d'étanchéité suffisant pour motiver un refus de poinçonnage ; un simple mattage suffit généralement à les supprimer.

Quant aux suintements ou fuites résultant de fissures en pleine tôle, ils peuvent constituer comme les déformations de parois (extérieures aussi bien qu'intérieures) un motif péremptoire de refus de l'appareil.

Lorsque ledit appareil a supporté convenablementrépreuve, l'argent de l'État en poinçonne et date le ou les timbres, puis dresse un procès-verbal d'essai mentionnant :

1° La date de l'épreuve ;.

2° Le numéro du timbre et la pression lue sur le manomètre-étalon ;

3° Les nombres frappés sur les médailles-timbres;

4° Le lieu où l'épreuve a été faite ;

5° Le nom et la résidence du constructeur ou du propriétaire de l'appareil éprouvé ;

6° Les type, forme et système de celui ci ;