CHAPITRE II. — CONDITTES. INFLUENCE DE L’AIR

à diviser le liquide, on toniberail dans In eondilion d'écoulement représentée par les équations

Et l'on voit que plus le niveau de l'eau s'abaisserait, par suite du dégagement de l’air dans la branche descendante, plus v diminuerait et plus /' ou la force élasti()ue de l'air augmenterait jusiju’à ce qu elle prit la valeur maximum f=V-{-h qui convient au cas où le profd de la conduite est tel que tout écoulement puisse cesser.

• ' Vriiloa«r« à flolirur.

Ce que je viens de dire des soupapes chargées d'un poids s'applique évidemment aux ventouses à flotteur.

Ouand le cylindre de la ventouse est rempli d'eau, l'obturateur est pressé contre l'oriflce coniqvie par une colonne d’eau égale à la hauteur piézoinétrique diminuée de la hauteur existant entre cet orilice et le sommet du coude.

Lorsqu'il vient à s’introduire de l'air dans le cylindre de la ventouse, la fore* élastique de cet air est mesurée par la dilTérence de niveau existant entre le sommet du tube piézométri(|ue et le niveau de l’eau dans la ventouse. La force expansive de cet air augmente donc au fur et à mesure que la quantité s'accroît; s'il pouvait chasser entièrement l'eau de la ventouse, et arriver justiu'à la partie supérieure du tuyau, cette force élastique aurait augmenté d'une ({uantité représentée par la hauteur de la ventouse.

Mqis cela ne pouvait arriver dans les idées reçues; il faut remanjucr, on elTet, que lorsque l’air atteint la partie su]a'ri<‘ure du flotteur et qti'eiisuite le niveau de l'eau s'abais.se successivement au-dessous de ce point, la force ascensionnelle du flotteur diminue par degré et le flotteur pèse de tout son poids aii moment où l’eau ne baigne plus que sa partie inférieure. Alors la force élastique étant plus faible quelle ne le serait si l’eau s'abaissait encore, on comprend ([ue la soupape doit se ilétacher ou quelle ne se détachera jamais ; cÆr, l'excès de la force élastique de l’air intérieur sur le poids de l'atmosphère, excès qui s’augmenterait encore si le niveau de l'eau s'abaissiiit |>Sr suite d une nouvelle

HISTOIRE DES FONT.MiVES PUBt.IQUES DE DIJON. — III* PARTIE.

iiilrodiiclion d’nir, suffirait pour maintenir l'adhérenee de la soupape contre, l'orifice. La soupape s'ouvrira rlonc avant cette époque ou au plus tard à cette époque, si elle peut remplir I nsage auquel elle est destinée.

•le viens de dire si elle peut remplir l'usape auquel elle est d<«îtinéîe ; c'est qu'eu effet les soupapes à flotteur, telles qu'elles sont construites, ne remplissent point la condition admise par M. fiirard.

Il n'y a, dit-il, cpie l'action de l'air comprimé contre la partie inférieure de l'obturateur qui s'oppose à l'abaissement du flotteur, et |>ar conséquent à l'ouverture de la soupape; mais cette action est trop faible pour pouvoir détruire l'efli’t dû A l'abaissement du niveau de l'eau.

Voyons si cette hypothè.se est fondée :

L’obturateur des soupapes à flotteur, en usage A Paris, est conique : .sa face, supérieure, celle qui reçoit le poids de l'atmosphère a l>“03 de iliamètre ; celle qui est pressf'e par la forças élastique de l'air renfermé dans la conduite pn'sente un diamètre de 0”0.''»; mais comme l'orifice conique dans lequel pénètre l'obturateur n’est pas en contact parfait avec lui, on peut supposer (et cette hypothi'se, nu reste, est favorabb; au jeti de la soupape tel que M. Piirard le conçoit), que la pression alinosphéri(jue et la force élastique de l’air emprisonné dans la conduite s’exercent contradictoirement sur la base de 0"05. Le nombre de centimètres carrés de cette ba.se est 20 en nombre rond.

Ilemarquons maintenant : 1” que par centimètre carré le poids de l’atmosphère est de 1 kilogramme; 2' que le poids du flotteur et de sa tige est égal A l'‘0S.

On aura, lorsque In soupape est tenue en équilibré par la force élastique de l’air intérieur, en app<'lant f le nombre des kilogrammes par centimètre carré qu(î cette force élastique rejirésente.

D’oû il suit que dès le moment où la force élastique de l’air surpasse de plus d’un vingtième la pression atmosphérique, la soupape doit nester close; or wtte pression est presque toujours dépassée dans les conduites qui doivent donner lieu A des hauteurs piézoraétri(|ues assez grandes pour desservir les étages supérieurs des bâtiments. *

aUPITUE II. — CONDUITES. INFLUENCE DE L’AIR

On n’est donc point admis à dire, en gt!‘néral, que l'action de l'air comprimé contre l’obtiirateur est trop faible pour s’opposer à la descente, cl par suite à l’ouverture de la soupape, lorsque le liquide ne soutient plus le flotteur : ainsi, telles qu'elles sont construites aujourd'hui, les soupapes é flotteur ne iloivent jamais permettre à l’air intérieur de se dégager, excepté, bien entendu, lors de la mise en charge des conduites.

,\insi les soupapes h flotteur ne réalisent pas les avantages que l'on se promettait de leur emploi, et il paraît que l'on pourrait tout simplement revenir A l'usage de soupapes analogues aux soupapes de silreté des chaudières à vapeur, tant (jiie l'on n'aura pas amélioré le .système du chevalier de Bettaneourt, dont MM. les ingénieurs du service des eaux de Paris ont ex j)éri mentalement reconnu l’imperfection ; et du reste, si l’on jette les yeux sur l'équation d'équilibre précédemment posée, on reconnaîtra que l'on peut aisément accroître les limites entre lesquelles cet appareil fonctionnerait d’une manière utile. .Si, par exemple, le poidsdu flotteurétaitdeâ kilog., ctla surface de l’obturateur de icent. carrés,

Qk 1 08

on aurait pour la valeur ac au IIpu de/‘= 1“ -h

Il y aurait donc A modiüer et le poids du flotteur et le diamètre de l'obturateur, suivant les hauteurs piézométriques, con.séquence du profd des conduites.

Je me bornerai à ces indications; M.M. les ingénieurs des eaux de Paris s’occupent de cette question, et ils .sauront bien lui donner une solution pratique.

Je terminerai ce que j'ai à dire sur les ventouses, en faisant connaître une observation que j’ai eu plusieurs fois occasion de constater sur les conduites en verre, à travers les parois desquelles il m’était facile d'examiner ce que devenaient les bulles d'air que j’y introduisais à dessein ; les bulles ne s’arrêtent pas au point haut, elles le dépassent presque toujours et se tiennent en équilibre dans la branche descendante.

La position qu'elles y occupent dépend de leur volume et de la vitesse du fluide contre lequel elles luttent de toute leur puissance ascensionnelle : elles prennent la forme d'un solide de moindre résistance, se rassemblent A la partie amont, s’effilent A la partie aval et descendent et s’allongent au fur et A mesure de l’augmentation de vitesse du liquide, jusqu A ce que, la vitesse croissant encore davantage, on aperçoive de petits globules se détacher successivement de l’extrémité aval des bulles, et qu’enfin la force ascensionnelle des parties

IIISTOIKE DES fiONTAINES l'üBIJOlîES DE DIJON. — III' PAHTIE.

rcstanli>s ne pouvant plus faire équilibre à l’irapulsiou et au frottement de l'eau, ces parties disparaissent entraînées par le liquide (').

Il paraîtrait ainsi que c'est par exei'ption et pour des vitesses trés-faibles que l'air dégagé jiar l'eau peut se cantonner dans les points hauts. I.es tuyaux ouverts, les cylindres sur b“s(]uels reposent les soupapes ou les obturateurs des ventouses ne sauraient donc, en général, le recueillir pour favoriser son dégagement; il faudrait, pour que ces appareils fonctionnassent avec certitude, que la vitesse de l'eau dans la conduite fiU nulle ou du moins trésaU'aiblie (’).

Lorsque l'on regarde attentivement couler une borne-fontaine, on s'apen.'oit aux fréquentes crépitations qui se produisent que l'eau jaillissante entraîne beaucoup de globules d’air dans sou mouvement. Je crois donc, en ce qui concerne, bien entendu, l'air tenu en sus|)ension dans l'eau, que les conduites en sont presipie radicalement purgées par les écoulements qui s'opèrent aux fontaines et aux bornes-fontaines ; que dans ce cas, les tuyaux ouverts, les soupapes chargées d'un poids elles soupapes à flotteur n'ont qu'une action assez faible; <|u'en un mot, leur utilité princijvale n’existe qu'au moment de la mise eiichargc des conduites. ,

On a vu plus haut <[ue le jeu des appareils imaginés pour faire évacuer l’air des tuyaux reposait sur celte hypothèse, que la force élastiijue de l'air emprisonné était toujours supérieure à la pression atmosphérique; or, il n'en est pas toujours ainsi.

Ktndions ce qui a lieu dans les conduites dont le prolil dépasserait au point haut la ligne des pressions atmosphériques.

Soit P.My {Planche l(t) une conduite de cette espèce : supposons qu’elle

ait été mise en charge par le procédé que l’on doit employer dans w (as et que. par conséquenl, elle débile, avec une vitesse e, le volume déduit di>s formules.

(') On obtient ainsi oipcrimcnlalemenl une imiicalion de la forme que doivent alTocler les navires, suivant les différentes vitesses do marche qu’on est dans rintention d'obtenir.

(*) On pourrait arriser à ce résultat par un aivroisscinent sensible >lu diamètre de la conduite sons la ventouse, on mieux encore en interrompant la conduite i>ar une cuve où l'eau perdr.iit sa vitesse et.au sommet de laquelle serait placé l’appareil.