Roue de polder a aubes; système Korevaar

moindre qu'une bonne pompe et quand elle est animée d'une grande vitesse, elle ne vaut pas, sous le rapport de la résistance dans Teau, une bonne roue à aubes. Quoique les résultats n'aient pas répondu complètement à l'attente de l'inventeur, on a construit quelques rouespompes, notamment pour l'épuisement du polder Mastenbroeck (i).

Roue-turbine Girard. — Les turbines à axe vertical, nous le verrons plus loin, tout en utilisant beaucoup mieux que des roues de côté, ou à axe horizontal,

(i) De Koning, loc. cit.

la force hydraulique, quand elle est représentée par une chute constante, perdent de leurs avantages quand la chute est variable.

La roue-turbine Girard, à axe horizontal, compense par le débit d'an plus grand volume d'eau , la diminution de la chute, et si son rendement est évidemment meilleur à Tétiage, son effet utile reste le même malgré une diminution considérable de la hauteur de chute.

Pour l'usine hydraulique de Saint-Maur, installée sur

FiG. 129. — Roue-pompe Overmars.

la Marne, prèsde son confluent avec la Seine, la chute créée par la coupure d*un circuit de la rivière, a été utilisée à l'aide de quatre roues-turbines du système Girard. Ces roues de 12 mètres de diamètre et de 120 chevaux chacune donnent à Tétiage, c'est-à-dire avec une chute de 4"*, 10, correspondant à un volume de 5 à 6 mètres cubes, un rendement de 64 pour 100 en eau montée. Avec une chute réduite à 2 mètres, le rendement diminue, mais Teffet utile reste le même. Par un système ingénieux de fermeture et d'ouverture des vannes de l'appareil distributeur, la roue s'arrête et se met en marche avec la facilité et la rapidité des machines à vapeur les plus sensibles. En y comprenant les pompes qu'elles comman-

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dent, les roues-turbines reviennent toutes posées à 5oo fr. par force de cheval (i).

(i) Exp. univ. de 1867. Rapports du jury international, classe 65, section VII. 1£. Huet, t. X, p. 247.

Dans les figures i3o et i3i qui montrent en plan et

en élévation une des roues de Saint-Maur, la couronne, qui est en plusieurs parties, est boulonnée sur les bras B,

fixés eux-mêmes sur le moyeu C; le reste de Tappareil a pour légende :

D, chambre des injccteurs;

1,1, partie mobile pour la visite des injccteurs et du vannage; J,J, vannage;

E, pompe à pistons plongeurs; diamètre o«",70o; course i mètre; P , clapets à ressorts compensateurs qui évitent la perte d*eau ;

F, réservoir dVir;

G , tuyau d'aspiration ;

H , tuyau de refoulement.

Pour 8 tours de la roue par minute, le volume d^eau élevé est de 90 litres par seconde, ou de 7,800 mètres cubes par 24 heures.

L'application s'est montrée aussi favorable aux basses chutes de i"*,5o à 4 mètres qu'aux chutes très élevées de la ville de Genève; aux débits pour le service de la ville de Paris, de 4,000 litres par seconde, comme à ceux de 7 litres de la ville d'Oran.

F, Les vis*

Vis ordinaire. — La vis d*Archimede agit comme Técope hollandaise, par Tefifet du plan incliné; c'est-à-dire en employant une force pour changer Tinclinaison du plan sur lequel se trouve l'eau. Cette vis consiste en un canal fermé, disposé en hélice autour d*un axe qui porte deux tourillons. Le tourillon supérieur est armé d'une manivelle; l'extrémité inférieure du canal ou delà spire plonge dans l'eau, et en faisant tourner la manivelle le liquide est porté à la partie supérieure. La vis consistait autrefois en un simple tuyau en tiges de bois, puis en un tuyau de plomb enroulé sur un cylindre de bois, mobile autour de son axe central, et plus tard, en un double tuyau formant sur Taxe une sorte de vis à double pas.

LES IRRIGATIONa Sg'i

A cette disposition lourde et difficile à mettre en mouvement, on a depuis substitué une cloison héliçoïde, contournée autour d'un noyau central et confinant à une enveloppe cylindrique extérieure.

En interrompant la surface héliçoïde , qui représente une somme d'hélices faisant office d'un canal suivant lequel l'eau s'élève, l'air peut circuler librement à Tiritérieur, le long du noyau , sans qu'il y ait besoin de pratiquer de distance en distance des orifices pour permettre à l'air de l'appareil de s'équilibrer avec l'air atmosphérique, comme cela avait lieu pour les vis à tuyaux. Dans le but de diminuer le poids de la machine, le cylindre extérieur et le noyau intérieur étant rendus fixes, c'est la cloison héliçoïde qui est seule mobile dans l'espace compris entre le noyau et le cylindre extérieur qui porte le nom de canon (fig. i32).

Les marches de la vis, établies d'après trois directrices, sont sous un angle d'inclinaison, par rapport à l'axe, d'environ 60 degrés. La longueur de la vis elle-même est de 12 à 18 fois le diamètre du canon, qui, lui-même, est 3 ou 4 fois celui du noyau intérieur, soit de o'",33 à o'",66.

La vis étant installée de telle sorte que son axe fasse un angle de 3o à 45 degrés avec l'horizon, on lui fait courir environ 40 tours par minute, pour monter l'eau jusqu'à 3 mètres. A cette hauteur, le travail de trois hommes sur une petite vis, permet d'élever 7 litres d'eau par seconde. Pour une vis de grande dimension, trois chevaux donnent 1 8 litres par seconde, à la même hauteur ; ce qui correspond à environ 0,75 du travail dépensé.

La quantité d'eau élevée est d'autant plus grande

que l'axe de la vis est plus incliné à l'horizon, et comme en

augmentant la hauteur d'élévation, la longueur de la

vis croît dans une plus grande proportion, la limite est

assez vite atteinte, passé laquelle les matériaux ne résisteraient pas au poids de Teau qu'ils ont à supporter. C'est le motif pour lequel, en pratique, la longueur ne dépasse guère 6 mètres pour porter Teau à une hauteur de 3", 70, sous une inclinaison de 35 degrés.

Vis hollandaise. — Pour les Hollandais, la vis d'Archimède a l'avantage de la tradition. Aussi est-elle simplifiée, en ce que le canon est remplacé par un coursier demi -cylindrique dans lequel les spires se meuvent assez rapidement pour que Teau ne se répande pas au dehors, dans son mourement ascensionnel. Ce sont les appareils ainsi modifiés, mus pour la plupart par des moulins à vent, qui servent au dessèchement des polders et des marais.

Quand il y a une grande différence de niveau à surmonter, les arbres autour desquels tournent les vis, devant avoir une grande longueur, il en résulte une certaine flexion et un frottement de la circonférence héliçoide sur la paroi enveloppante. En outre, le point inférieur se détériore rapidement. Malgré ces inconvénients, les vis d'Archimède de diamètres considérables (2 mètres et au delà) continuent à être utilisées en Hollande pour l'épuisement. Dans le polder Prince- Alexandre , près de Rotterdam, elles élèvent l'eau de 4"*,5o. La figure i33 montre la disposition d'une de ces vis, construite en fer forgé, au diamètre de i'",5o en bas et de i^^^yo en haut, avec son axe à 3o degrés d'inclinaison. Les vis coniques, ont un pas triple, de i"*,70 chacune, et épuisent par une marche normale de la machine à vapeur, 75 mètres cubes par minute, pour 17 à 18 révolutions (i).

Le rendement des vis hollandaises n'est pas le même, suivant les dimensions et le mode de construction ; mais

(i) Van Kerkwijk, les Travaux publics aux Pays-Sas f la Haye, 1878.

on peut admettre qu'il est en moyenne de 5o à 60 pour 100; c'est ce qui résulte d'observations nombreuses.

G. Les pompes.

Les pompes fournissent un des moyens les plus utiles et les plus réguliers d'élever l'eau, qui exige à la fois

FiG. i32. — Vis d'Archimkde ordinaire.

le moins de place et le moins de constructions. On peut ajouter que ce sont les machines que l'on emploie le plus fréquemment et dans les circonstances où l'on doit produire les plus grands effets.

i>96 LES IRRIGATIONS.

La théorie des pompes se trouve dans tous les traités de physique, et le calcul des conditions dans lesquelles on les établit est donné dans les ouvrages de mécanique appliquée. On sait qu'en produisant le vide dans un tube qui plonge dans un liquide dont la surface est à Tair libre, le liquide s'élèvera dansle tube jusqu'à ce qu'il atteigne une hauteur telle, que la pression à la partie inférieure contre-balance celle de l'atmosphère. Si Ton fait le vide dans un cylindre par un piston, par exemple, Teau montera non pas jusqu'à la hauteur théorique de io"',33, mais jusqu'à 8 ou 9 mètres , suivant le degré de perfection du vide qui ne peut être absolu.

Le nombre de différents systèmes d'après lesquels le vide est produit dans le tube ascensionnel et le nombre de pompes construites d'après ces systèmes , avec des modifications de détail, sont devenus si considérables aujourd'hui qu'il serait hors de place de signaler d'autres machines que celles ayant fait leurs preuves pour le service des irrigations ou des épuisements. Au point de vue de leur fonctionnement, elles peuvent se classer, quant à leurs organes essentiels, en pompes à piston et en pompes rotatives, soit à piston tournant, soit à force centrifuge.