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bjo LES IRRIGATIONS.

rentremise de moteurs, nous dispense de décrire les autres appareils en dessus et de côté, employés pour faire mouvoir les machines irrigatoires.

La grande diversité des circonstances locales ne permet pas d'assigner une valeur à la force de l'eau ; de toutes manières, on peut retenir que lorsqu'on n'est pas obligé d'en payer trop cher la jouissance , Teau fournit le travail mécanique le plus économique. En admettant, en effet, qu'un moteur hydraulique, bien exécuté, coûte le prix élevé de i,ooo francs par force de cheval, entre 5 et lo chevaux; ce qui représente pour intérêt et amortissement I20 francs par an; s'il travaille 25o jours par an, la force par cheval et par jour reviendra à o fr. 48, et pour une journée de 12 heures, les 1,000 kilogrammètres coûteront o fr. 0007. Pour un travail de 5o jours seulement, la journée de travail coûtant 2 fr. 40, les 1,000 kilogrammètres reviendront à o fr. 0001.

Un avantage des moteurs hydrauliques, précieux pour les irrigations, consiste ainsi dans le bas prix de leur travail, même au cas d'un petit nombre de jours par an, mais encore importe-t-il qu'il y ait assez d'eau à l'étiage pendant l'époque des arrosages; autrement, il faut les combiner avec des réservoirs pour emmagasiner l'eau que la roue montera dans le temps où l'on n'arrose pas.

Les éléments sont bien trop variables pour qu'il soit possible de calculer le prix du mètre cube d'eau qu'élève une roue hydraulique, ou une turbine. Chaque cas est un cas particulier, et les moyennes, qui varient aussi bien comme valeur absolue que comme valeur relative, n'ont aucune portée pratique. Nous croyons plus utile d'indiquer quelques applications de moteurs hydrauliques aux machines irrigatoires.

AppIleatlOBS des motenrs hydrauliques.

Pompe aspirante et foulante. — Le domaine des Crémades, situé sur la commune d'Orange, offre un bon exemple d'une irrigation moyenne à l'aide des pompes.

La rivière Meyne débitant à l'étiage 600 litres par seconde, un barrage a été établi au point le plus bas du domaine, dans le but de créer une chute de i™,5o qui fait marcher une roue de côté Sagebien , fournissant une force motrice de trois chevaux-vapeur. A l'aide de ce moteur fonctionne une pompe horizontale Rossin, qui élève les eaux d'une source souterraine abondante située à 2",5o au-dessous du sol.

Les figures 170 et 171 montrent en élévation et en coupe l'installation de la pompe attelée à la roue hydraulique et la coupe de la pompe, dans laquelle

A représente le tuyau de refoulement;

B , le tuyau d'aspiration ;

C, C, C, C, les clapets; C , la cloche d'air; DD, D, D, les autoclaves ; E, le presse -étoupe;

G , la glissière ;

P , le piston ;

T, la tige du piston.

Cette pompe élève 20 litres d'eau par seconde à 3 ",80 au-dessus du niveau de la source, pour qu'elle puisse gagner par un aqueduc de 2 5o mètres de longueur, un bassin de i,5oo mètres cubes de capacité. Le canal bétonné qui amène l'eau au bassin repose sur une maçonnerie en arcades.

Le compte de l'établissement du système hydraulique ainsi établi , qui permet de soumettre tous les 1 2 ou

i5 jours à rirrigation, les pièces en cultures arrosables, a été (1) :

fnnc«

Pour la roue hydraulique et la pompe de 3.3oo

Pour l'aqueduc i . 1 00

Pour le bassin i . 400

Total 3.800

FiG. 170. — Roue et pompe d'irrigation a Orange (domaine

DES CrÉMADES).

Pompe spirale. — Le domaine de Mousquety, situé sur la commune de Flsle, offre une autre application non moins intéressante d'appareils utilisés directement pour l'irrigation.

Le système d'élévation de l'eau se compose d'une roue

(!) Barrai, les Irrigations dans le Vaucluse, 1877, p. 179.

à augets de ô^^So de diamètre, fonctionnant sous une chute de 4™,3o, qui peut être portée à 6°,5o au moyen d'un petit pont passant sous le canal du domaine et versant l'eau de la roue dans la Sorgue. Deux sources , des Garrigues et du Sous- Vivier, débitant yS litres environ par seconde, alimentent en partie le bassin-réser-

2ir

FiG. 171. -> Coupe de la pompe: (domaine des Crémades).

voir dans lequel une pompe spirale, actionnée par la roue, refoule de son côté l'eau prise au-dessus de la chute. Le rendement théorique de la pompe spirale est de 7 litres par seconde, mais elle n'élève effectivement que 5 litres lorsque la vitesse est à son maximum.

La figure 172 montre en coupe le système élévatoire appliqué à Mousquety; on y voit la roue hydraulique, la pompe et les tuyaux d'ascension de l'eau jusqu'au bassin d'arrosage.

UNIVERSIÏI )

Les frais d'établissement de cette installation ont été les suivants (i) :

Machine élévatoire.

francs

Roue à augets et engrenage (forfait} i .600

Paliers, axe. pignon et trois supports 5oo

Pompe spirale en cuivre 85o

Tuyaux d'ascension en poterie 1 20

Rigoles et maçonnerie* 297

Bassin d'arrosage.

Fouille 5oo

Maçonnerie 42(>

Total 4-287

Le détail de la boîte à étoupe de la pompe spirale de Mousquety a été donné figure 140.

FiG. 172. — Installation pour l'irrigation du domaine de Mousquetv. A lUsle.

Roue et pompes {Angleterre). — A Buscot Park, dans le comté de Gloucester, un éminent agriculteur, M. Campbell, n'a pas hésité, pour soumettre ses prairies

(i) Barrai, loc. cit., p. 172.

de ray-grass à l'irrigation, à élever les eaux de la Tamise au point culminant du domaine, en établissant un barrage en travers du cours d*eau. Ce barrage fournit la chute nécessaire à une roue en dessous de grandes dimensions qui fait mouvoir trois pompes puissantes, refoulant Teau par des conduites en fonte jusque dans un réservoir couvrant 10 hectares dans Targile d'Oxford, sur une profondeur moyenne de 18 mètres. C'est de ce réservoir que partent les canaux et les rigoles d'arrosage. Une centaine d'hectares en ray-grass irrigué ont permis de réaliser par la plus-value donnée au bétail et par le nombre de moutons mis en élevage et à l'engrais, un revenu suffisant pour payer l'intérêt et l'amortissement du capital engagé dans les travaux d'irrigation (i).

D, La vapeur.

Comme l'énonce de Gasparin (2) : « Quand on dispose « d'une grande quantité d'eau qui n'a point ou presque « point de chute, il faut bien se décider à l'élever à l'aide « de machines, et Ton a reconnu que dans certaines cir- « constances la force que l'on pouvait leur appliquer le « plus économiquement était celle de la vapeur. Ces cîr- « constances sont : le bon marché du charbon et une ir- « rigation assez étendue, ou un réservoir assez abon- « dant, pour que les frais généraux soient réduits dans « une très forte proportion. »

Les autres avantages de l'emploi de la vapeur à l'irrigation, que signale Puvis, ne lui sont pas particuliers. « Les « machines à vapeur, dit-il, peuvent être construites à « tous les degrés de force pour les petits, comme pour

(1) Wrightson, Agricultural drainage and Irrigation. Technical educator\ t. II, p. 23.

(2) Cours d'agriculture, 4» édit.. t. III, p. 3o5.

a les grands cours d'eau. Elles permettent de se dispen- « ser des associations; l'eau est utilisée sur place, et « n'est prélevée qu'au moment des besoins de la culture « et dans la proportion voulue (i). » Les partages d'eau, les pertes par infiltration, les demandes d'indemnité de passage, dont dispensent les machines etc., s'appliquent naturellement à une comparaison avec les canaux, mais pas avec les autres moteurs.

Choix du moteur. — On ne saurait considérer la vapeur comme une force économique pour fournir d'une manière continue l'eau d'arrosage; mais quand on en est réduit à l'employer, le choix pour le travail qu'on demande, étant admis que le moteur est parfaitement construit et en bons matériaux, doit se guider d'après l'économie de combustible et des frais d'entretien. La surface de la grille, la surface de chauffe et la consommation de charbon par heure et par force de cheval sont les conditions les plus essentielles pour un travail de la machine, fixé ou exprimé d'avance en chevaux-vapeur.

Supposant une bonne machine de 8 ciievaux qui brûle 3 kilogrammes de houille à 40 francs la tonne, par heure et par cheval, les frais journaliers pendant 10 heures de travail effectif et par cheval seront les suivants :

fr.

Chauffage : 3 k. X 10 h. = 3o k. à 40 fr. les i .000 kil. i .20

Mécanicien : 1/8 de journée à 4 francs o,5o

Graisse, huile, allumage, etc o.25

Total 1 .95

Supposant, en outre, que la machine ait été payée i,o5ofr. par force de cheval; ce qui représente comme intérêt annuel à 5 pour 100, 52 fr. 5o, et pour amortissement et entretien, évalués à 20 pour 100, 210 francs,

(i) Jouf^. agric. pratique, 1845-46,1. IX. p. 252.

en tout 262 fr. 5o par an; si Ton divise ce chiffre par le nombre des journées de travail effectif et que Ton ajoute au quotient le prix des frais journaliers, comme plus haut, on trouvera que la dépense totale par jour et par cheval sera, pour 100 journées de travail, de 4 fr. 57; pour 200 journées de 3 fr. 26; pour 3qo journées de 2 fr. 82, et ainsi de suite.

Que l'on mette le prix de la houille à 5o francs au lieu de 40 fr. pour une machine brûlant 5 kilogrammes au lieu de 3, et la dépense totale journalière s'élèvera en conséquence de plus de 2 5 pour 100. Il est donc bien superflu d*assigner une valeur fixe de prix de revient aux kilogram mètres que fournit une machine à vapeur. En Testimant pour 1,000 kilogram mètres à o fr. ooi5 dans les conditions ordinaires, on ne définit pas les conditions qui peuvent être normales ici, et tout à fait exceptionnelles ailleurs.

Calcul du prix de revient. — Un moyen d'évaluer le prix de revient de Teau d'arrosage, élevée par une machine à vapeur, consiste à prendre un exemple applicable à une prairie de 2 5 hectares, soumise' à l'irrigation.

La prairie étant située à 3 mètres au-dessus du niveau de la rivière, on veut lui donner 425 mètres cubes d'eau par hectare tous les dix jours. La machine motrice devant fournir en une journée de 10 heures, 59 litres, ou un travail utile de 236 kilogrammètres par seconde, qui suffise à l'arrosage de 5 hectares à la fois, et la machine élévatoire , suivant qu'on adopte une noria ou une pompe centrifuge, ayant un rendement pratique qui varie entre 80 et 40 pour 100, on voit que le moteur devra avoir la force de 4 à 8 chevaux. Si Ton réduit à 2 hectares et demi la surface arrosable à la fois, c'est-à-dire si Ton divise la prairie de 25 hectares en 10 parties égales, et que l'on arrose une parcelle par jour, la machine à

vapeur pourra n'avoir que 2 à 4 chevaux de force. Le compte de frais s'établit de la manière suivante (i) :

Installation,

francs

Machine mi-fixe à condensation , de 5 chevaux d.doo

Pompe centrifuge débitant de 3o à 5o litres' par

seconde i . 3oo

Accessoires de pompe , tuyaux , etc 1 00

Hangar, réservoir, canal , etc ()oo

Total : 7 . 5oo

soit pour 25 hectares, 3oo francs par hectare.

Frais annuels.

Intérêt du capital, amortissement; entretien; f^-

ensemble 12,5 pour 100 37.20

Chauffeur ( 1 3o jours à 3 francs} 540.00

Houille ( 22 tonnes à 45 francs) 990. 00

Total 1 . 567 . 20

soit 62 fr. 70 environ par hectare de prairie ; au lieu de 92 francs que comptait de Gasparin pour une quantitéde 10,000 mètres cubes élevés, il est vrai, à 4 mètres.

D'après la formule qui donne le moyen de calculer en chevaux-vapeur la force effective d'une pompe élévatoire (2), une locomobile de 10 chevaux effectifs peut élever à 10 mètres 60 litres par seconde, correspondant au volume de l'exemple choisi plus haut , mais en

(1) Grandvoinnet, yoMrn. Ag^ric. pratique, 1868, t. II.

(2) La formule étant N = r , si on fait m = i,25, on a

d'où une locomobile de 10 chevaux effectifs peut élever par seconde

Q = — ^ m. cubes

et si A r= 10 mètres, on obtient Q= 60 litres.

admettant seulement une valeur de i,25 pour le coefficient du travail de la pompe, et une hauteur de 10 au lieu de 3 mètres.

Nous nous abstiendrons de décrire ou d'indiquer aucun moteur à vapeur, parmi les centaines de types que fournit l'industrie. On est à peu près sûr aujourd'hui de trouver partout, à des prix modérés, de bonnes machines fixes, demi-fixes ou locomobiles. Dans l'embarras du choix, il convient de ne pas perdre de vue que , pour les machines employées à l'irrigation , leur activité ne dure que pendant quelques semaines dans l'année, et que l'économie de quelques hectolitres de charbon ne saurait justifier le sacrifice de machines et d'installations simples, appropriées aux mécaniciens et aux ouvriers de campagne. Dans les grands établissements qui fonctionnent la plus grande partie de l'année, les systèmes ingénieux de détente, de régulateur de vapeur, etc., sont plus que recommandables ; ils ont moins d'intérêt pour les irrigatîons particulières qui veulent avant tout la simplicité des moteurs et des machines.

Nous donnons ci-après quelques exemples d'application de la machine à vapeur aux appareils élévatoires des systèmes variés qui ont été déjà signalés.

Applications ûen mactalncfi à vapeur.

a. Angleterre. — Dans les dessèchements des marais (fens) du Lincolnshire , des appareils d'épuisement fonctionnent, comme en Hollande , avec des roues à palettes qu'actionnent des machines à vapeur d'une force de 80 et 100 chevaux.

Roues. — Dans l'île d'Ely, sur la digue de Little- Port, une roue de 1 2", 20 de diamètre est mue par une

68o LES IRRIGATIONS.

machine à vapeur de 80 chevaux, installée par Glynn. Au marais Deeping, près de Spalding, qui couvre plus de 10,000 hectares, l'épuisement est assuré par deux machines de 80 et de 60 chevaux. La machine de 80 chevaux met en mouvement, avec une vitesse moyenne de i^'^SS par seconde, une roue de 8",6o de diamètre, dont les palettes mesurent i",52 sur i°,67, qui débite 4,5 tonnes par seconde, à la hauteur de i™,5o.

Sur la digue de la rivière Old Bedford qui débouche dans rOuse, une machine de 60 chevaux donne le mouvement à] une roue de 9"*,76, avec palettes de o™,93 de largeur, faisant 3 tours et^demi par minute et drainant 3,5 10 hectares. Le coût du combustible représente ifr.73 par hectare. Un peu plus loin sur la même digue , pour une roue de 9°,76 également, qui draine 4,108 hectares, le coût de l'épuisement est de i fr.,85 par hectare.

Les machines qui mettent en mouvement ces roues ont trois bouilleurs, dont un de rechange : chaque bouilleur est de 3o chevaux pour une machine de 40; leur prix, tous accessoires compris, ^st de 2,5oo francs environ par force de cheval (1).

La figure 173 montre la coupe de la digue de Loch Foyle et l'installation de la roue d'élévation, toute en fer, de 5",5o de diamètre, telle que Gibbs Ta exécutée.

Les pompes à vapeur, depuis ces installations, ont remplacé avec plus d'efficacité comme rendement, plus de régularité et d'économie, les roues à palettes et les écope s,

Ecopes, — La figure 174 représente l'écope mue par une machine à vapeur que W. Fairbairn avait installée pour les dessèchements des mêmes marais du Lincolnshire. L'écope A tourne autour d'un tourillon B

(i) Andrews, On agricuUur al engineerings i853, t. 111. p. 9.

CiSt

placé sur la digue C du canal I dans lequel Teau de la tranchée ou du collecteur J doit être élevée et déversée. Par son autre extrémité, l'écopeest réunie en D à la bielle E du balancier F de la machine à vapeur, qui pivote en G sur un bâti de fondation H. Grâce à son mouvement alternatif, le balancier fait descendre Técope au-dessous du niveau de Teau de la tranchée, où elle se remplit par le clapet K, et la relève, pour qu'elle déverse son contenu par le bec en B. La longueur donnée à la bielle permet,

FiG. 173. — Roue et écope a vapeur de la digue de Loch Fovle.

pour une même course du cylindre, de faire varier la profondeur à laquelle Técope plonge dans la tranchée. L'écope Fairbairn, d'une longueur de 7^,62 sur 9™, 5 de largeur, est pourvue d'une cloison longitudinale qui donne de la résistance aux parois et un appui aux clapets ; elle est établie en tôle de chaudière.

La machine a été calculée pour élever 17 mètres cubes d'eau par coup de piston , avec une force de 60 chevauxvapeur consommant i'*,3o de charbon par cheval et par heure (i).

b. Hollande. — Les pompes ordinaires, aspirantes et foulantes, à tige horizontale, ont été appliquées avec peu

(I) Dcmpscy, Drainage 0/ districts ani lands, 1854, p. 79.

de succès en Hollande pour des différences de niveau plus ou moins considérables; leur partie faible réside dans les clapets qui ne résistent pas assez longtemps aux eaux troubles. Aussi, malgré leur effet utile, n'ont-elles pas supplanté, dans les grands dessèchements qu'offre la contrée, les roues à aubes ou les pompes centrifuges. Les pompes aspirantes ordinaires , à fort rendement, ont rendu toutefois des services exceptionnels dans le cas de l'épuisement du lac de Haarlem, qui représente la plus

FiG. 174. — ÉCOPE A VAPEUR, SVSTÈME FaIRDAIRN.

grande entreprise de dessèchement de ce siècle, jx>ur laquelle il a fallu enlever 880 millions de mètres cubes d'eau.

Sur une superficie immense de 18,1 54 hectares à dessécher, bordée par un canal de ceinture de 59 kilomètres et demi, Tépuisement s'est opéré à l'aide de trois machines à vapeur actionnant des pompes à piston, à savoir :

Le Leeghwater, placé aux étangs de Koog, avec onze pompes de i"*,6o de diamètre, et une course de piston de 2°',85. Les pistons donnent six coups par minute et élèvent l'eau , soit 6 mètres cubes par coup, à une hauteur moyenne de 4°,5o. L'effet utile du Leeghwater a été évalué à 25o chevaux-vapeur (fig. lyS);

Le Van Lynden, situé près des écluses de Halfweg; Le Cruquius, installé près du Spaarne, avec huit

FiG. 175. — Le Leeghwater au lac de Harlem.

pompes de i"\85 de diamètre, ayant une course de piston de 2™,85. Le nombre des coups de piston par minute est de 6 à 6 et demi. L'eau est élevée à la cote moyenne de 4™,5o. Chaque pompe fournil par coup de piston 6^5 mè-

très cubes, et l'effet utile de la machine est évalué à 285 chevaux- vapeur (i).

La figure 176 représente la coupe d'une des pompes d'aspiration de la machine Cruquius.

C'est également par deux pompes horizontales, aspirantes et foulantes, à double effet, mues par une machine à vapeur, que les eaux du canal de ceinture du polder Prince-Alexandre (Rotterdam) sont élevées et déversées dans la nouvelle Meuse.

Ces pompes ont un diamètre de i'",65 et une course de piston de 2 mètres; elles élèvent les eaux à 3'^,3o de hauteur, correspondant à i"*,5o au-dessus de Tétiage moyen, soitào™,5o au-dessus des marées.

Applications des pompes centrlftiffes à Tapear.

Pompes Appold. — Les figures 177 et 178 représentent en coupe l'installation d'une pompe Appold avec machines conjuguées de 40 chevaux , pour l'épuisement des eaux sur la plantation Anna-Regina, à Demerara (Guyane anglaise). En raison de la difficulté de construire des fondations assez solides en terrain humide, la pompe, avec arbre vertical, est placée dans un bâti en fonte sur le cadre duquel les machines à haute pression et à condensation donnent le mouvement par un volant engrenant dans un pignon denté. La pompe de i"',40 de diamètre, pour une course de piston de i",83 et 124 tours par minute, correspondante 53 tours des machines, élève 187 mètres cubes d'eau par minute, à 2'°,i5 de hauteur. D'après les essais faits par Clark, assisté de l'ingénieur Neville (2), le tra-

(1) Van Kerkwijk, les Travaux publics dans les Pays-Bas, la Haye, 1878 p. 169.

(2) Clark, The Exhibitei machinery, 1862, p. 377.

vail utile a été évalué à 90 chevaux , égal à 81 pour 100 de la force dépensée.

Employée au dessèchement des étangs de Schieband, à

FiG. 17b. - Pompe d'aspiration de la machine Cruquius, (LAC DE Harlem); coupe verticale.

Test de Rotterdam , pour le polder Prince-Alexandre, la pompe Appold faisant 70 a 72 révolutions, épuise 5o mètres cubes par minute.

Pompes G"W3nine. — Pour éviter la perte de force