CHAPITRE

HISTOIRE DE LA VENTILATION. — L'AÉRATION DES MINES AU XVIIeSIÈCLE. — ORIGINE DE LA VENTILATION PAR APPEL. — LES VENTILATEURS NATURELS. — LES APPAREILS DE WATSON, DE MACKINNELL, DE MUIR, ETC. — LES MANCHES A VENT, — TRAVAUX DE d'aRCET, COMBES ET MOR.IN. — DÉCOUVERTE DE LA VENTILATION RENVERSÉE .

L'art de la ventilation des habitations ou des lieux de réunion publique, est tout mo-

derne. Il y a à peine un siècle que cette question a été abordée. Les connaissances imparfaites que Ton possédait jusqu'aux travaux de Lavoisier, sur la véritable nature et la composition de l'air, empêchaient toute tentative sérieuse dans ce sens. La ventilation avait été appliquée, il est vrai, à l'intérieur des mines, pour faciliter leur exploitation, ou prévenir l'asphyxie des ouvriers ; mais en dehors de cette application spéciale, l'idée était à peine venue, avant la fin du siècle dernier, de chercher à renouveler l'air altéré par le séjour d'un certain nombre de personnes dans un lieu de réunion. Cet art, il faut le dire, est même encore fort peu avancé de nos jours. Peu de personnes en comprennent l'importance. Il résulte de là que, tout en reconnaissant les inconvénients manifestes des systèmes qui sont en usage, les inventeurs sont peu excités à entrer dans une voie où aucune émulation ne les appelle.

C'est, disons-nous, pour l'exploitation des mines que l'on s'est inquiété,, pour la première fois, des moyens de renouveler Fair altéré.

Dans l'ouvrage célèbre de George Agricola , De re metallicâ , publié à Baie, en IS46, et consacré à la description de l'art de la métallurgie au xvic siècle, on trouve exposés et figurés les moyens de ventilation en usage dans les mines à l'époque de la Renaissance.

La ventilation fut donc appliquée là où elle était le plus nécessaire, c'est-à-dire dans les mines, et nous ferons remarquer à ce propos que, de tout temps, les hommes se seront moins .préoccupés des moyens d'entretenir leur santé que des moyens d'augmenter leur industrie.

On trouve dans le livre d'Agricola le dessin de gros soufflets qui servaient à ventiler les mines. Ces soufflets étaient manœuvres à bras d'hommes ou par des manèges. Ils lançaient de l'air dans une suite de tuyaux de bois qui pénétraient jusqu'au fond de lamine ; de

là, l'air revenait, par les galeries, jusqu'aux ouvertures extérieures.

Presque toujours, quatre ou cinq soufflets placés côte à côte, étaient manœuvres par des chevaux attelés à des manèges. L'air de tous ces appareils se réunissait en un seul tuyau, qui parcourait la mine, comme nous l'avons dit ci-dessus.

En Angleterre, dans le courant du xvni8 siècle , divers ingénieurs employèrent les moyens mécaniques pour ventiler la Chambres des communes, les hôpitaux, les prisons de Newgate.

Ensuite apparut en France la ventilation, par l'appel des cheminées, en 1759. Duhamel du Monceau indiqua le moyen de désinfecter la cale des navires par l'appel des fourneaux de cuisine, et, en 1767, Genneti établit sur les mêmes principes, la ventilation des hôpitaux.

Fig. 237. — Appareil de ventilation de Genneti.

La figure 237 montre la disposition dont se pvait Genneti pour la ventilation des salies

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d'hôpital. L'air extérieur pénétrait par l'ouverture A, située vers le bas du dessin, remplissait la première salle. Sollicité par l'appel, il glissait contre les pentes du plafond, et passait dans un canal coudé aboutissant dans la cheminée, B. Le même effet se produisait pour les salles des autres étages. Le foyer était placé dans les combles.

On ne fait pas beaucoup mieux dans nos hôpitaux modernes.

Vers la fin du siècle dernier, le marquis de Ghabannes, gentilhomme français réfugié à Londres, qui s'occupait de répandre l'usage du chauffage parla vapeur d'eau, fit diverses inventions dans Fart du chauffage, inventions dont les Anglais, selon M* Ch. Joly, s'attribuèrent le mérite, et qui revinrent en France, comme importations anglaises.

Au commencement de notre siècle, l'Anglais Reid fit faire des progrès sérieux à l'art dont nous parlons. Il ventila la Chambre des lords, la prison de Pettenville à Londres, Fhôpital Guy et plusieurs autres établissements publics.

Vers le commencement de notre siècle, le chimiste d'Arcet donna aux principes de la ventilation une précision scientifique, et concourut puissamment à en faire comprendre l'importance aux savants.

Puis la nécessité d'une bonne aération étant universellement comprise, de toutes parts, et jusque dans les maisons particulières les moins riches, on chercha à s'en procurer les bénéfices. On perça les murs des salles, vers la partie supérieure, ou au niveau des planchers, pour établir des ouvertures qui pouvaient servir tantôt à l'arrivée de Fair pur, tantôt au départ de l'air vicié. On plaça dans les carreaux de vitre des fenêtres de petites hélices ventilatrices. Si l'on n'obtenait pas encore de cette manière une ventilation complète, on aidait du moins à la ventilation naturelle, qui toujours s'opère par les cheminées et par les jointures mal closes des portes ou des fenêtres,

T* IV

La ventilation parfaite exige pour le passage facile et régulier de l'air, un orifice d'entrée et un orifice de sortie, entre les deux ouvertures, et, quelque part sur le trajet du courant gazeux, une force quelconque,

I?ig. 23S. — D Arcct.

agissant par appel, ou par pulsion, qui détermine le mouvement de Fair. La ventilation naturelle n'utilise, au contraire, comme force motrice, que la différence de densité entre l'air chaud et vicié et Fair froid venant de l'extérieur.

Divers dispositifs furent inventés pour faciliter la ventilation naturelle; nous allons les décrire brièvement.

Supposons une salle complètement close, et sans cheminée, au plafond de laquelle serait percée une ouverture. Si la température intérieure, et c'est le cas ordinaire, est plus élevée que la température extérieure, il arrivera que Fair chaud ayant de la tendance à sortir, et ne pouvant passer au dehors qu'à la condition qu'un volume égal d'air extérieur le remplace, un double courant s'établira par

Fou vertu re, fort irrégulier, à la vérité, et subissant des arrêts, des alternatives de flux et de reflux, mais enfin, par cette seule ouverture, une certaine ventilation sera établie.

Si le plafond présente deux ouvertures, en général Tune d'elles servira au courant de sortie, et l'autre au courant d'entrée. On pourra noter encore le fréquent changement dans le sens des courants, et l'interversion de l'usage des ouvertures. Cependant, mêmedans le cas où la somme de sections des deux orifices ne serait pas plus grande que la section de l'ouverture unique déjà considérée, on remarquera que la ventilation est plus complète, qu'un plus grand volume d'air traverse la salle, et d'une façon plus régulière.

Si Ton surmontait l'un des deux orifices d'un tube ouvert aux deux bouts, la ventilation serait meilleure encore, parce que le tube ferait office de cheminée d'appel pour l'air intérieur ; et dès lors, l'ouverture portant le tube ne servirait qu'à l'expulsion de l'air vicié, l'autre servirait exclusivement à l'entrée de l'air pur.

Ainsi donc, la cause déterminante la plus faible peut régulariser le sens du courant et améliorer la ventilation.

Il sera facile, maintenant, de comprendre l'usage des ventilateurs naturels représentés -par les figures qui suivent.

La figure 239 montre la coupe du ventilateur naturel de Watson, qui fut appliqué à bon nombre des casernes anglaises.

Ce ventilateur ressemble à la manche à vent des navires. Il se compose d'une ouverture quadrangulaire, surmontée d'un tuyau de même forme, lequel est partagé en deux conduits par un diaphragme vertical. Il est défectueux en ce sens que, les deux conduits étant semblables, rien ne tend à déterminer dans l'un plutôt que dans l'autre le courant d'entrée ou le courant de sortie ; cependant 3 fonctionne assez régulièrement dès que le mouvement est établi.

La figure 240 représente le ventilateur de

Mackinnell, formé de deux tubes concentriques AB, CD. Ici le tube intérieur ayant une élévation plus grande que l'autre, c'est toujours par là que passe le courant ascendant, comme l'indique le sens des flèches.

Fig. 239. — Ventilateur naturel de Watson.

Ce ventilateur présente un autre avantage : les orifices supérieur et inférieur des deux

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Fig. 240. — Ventilateur naturel de Mackinnell.

conduits étant séparés par une certaine distancées courants de sens contraires ont peu de tendance àse contrarier réciproquement dans leur marche; en outre, le courant descendant rencontre un plateau circulaire qui le disperse horizontalement dans le sens du plafond. La figure 241 donne l'élévation et la pro-

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jection horizontale du ventilateur naturel de Muir. C'est un tuyau quadran gui aire séparé en quatre compartiments^ jE,E?D, par deux diaphragmes diagonaux. Les quatrefacesver-

Fig. 241. — Ventilateur naturel de Muir.

tiîcales sont percées de jalousies inclinées, de telle sorte qu'on utilise la force des vents pour l'extraction de l'air intérieur. Le sens du vent détermine le sens des courants dans le ventilateur.

Ce petit appareil est recouvert d'un toit, pour le garantir de la pluie.

Il est évident que dans le cas où, dans l'intérieur de la salle, un feu de cheminée pro-

d uirait un puissant appel, lestrois ventilateurs naturels, que nous venons de décrire, ne serviraient qu'à l'entrée de l'air extérieur Dans le cas où une fenêtre de la salle serait ouverte, l'air froid entrerait par cette ouverture, et les ventilateurs ne seraient plus que des appareils d'extraction de l'air vicié.

Mentionnons encore parmi les ventilateurs naturels, la petite hélice de fer -blanc que l'on retrouve si fréquemment aux vitrages de cuisine. Si le bruit qu'elle produit est fatigant et monotone, les services qu'elle rend méritent d'être pris en considération.

Une sorte de ventilation naturelle est encore employée de nos jours, pour désinfecter la profondeur des navires. Nous voulons parler de la manche à vent. C'est une toile cousue en forme d'entonnoir, et recourbée de manière à présenter verticalement son ouverture au vent qui souffle. L'air s'y engouffre, et il descend jusque dans la cale, puis il s'échappe par les divers orifices du vaisseau.

Cet appareil est fort ancien, puisque Agricola le mentionne dans son livre Sur la métallurgie.

Sutten, Duhamel du Monceau et le docteur Reid s'occupèrent de la question de la ventilation des navires. Cependant rien d'efficace ne sortit de leurs travaux, et la vieille manche à vent resta toujours en usage. Elle est encore employée sur nos navires, surtout sur les navires à vapeur. On comprend qu'elle y rende des services plus grands que sur les navires à voiles, puisqu'elle reçoit le vent debout, même en temps de calme.

En 1824, M. Aribert, ingénieur civil à la Terrasse (Isère), fit faire à l'art de la ventilation un progrès capital, en inventant la ventilation renversée. Nous n'en donnerons ici que la définition, nous réservant d'en exposer les avantages dans un chapitre spécial.

« La ventilation renversée, dit M. Aribert, « est ainsi nommée parce que, dans ce sys- « tème, l'air se meut contrairement à son

« mouvement naturel, soit de haut en bas

« dans la ventilation à chaud, et de bas en « haut dans la ventilation à froid (1). »

Il y a, dans l'histoire de l'art de la ventilation en France, une circonstance bien singulière et qui mérite d'être consignée ici. Ce qui fit réaliser le premier emploi de la ventilation, ce qui en fit, dans l'origine, recommander et adopter l'usage,ce n'est pas l'humanité,c'est l'industrie. Cen'est pas aux malades des hôpitaux que l'on a songé la première fois pour le renouvellement de l'atmosphère altérée, c'est*., aux vers à soie ! L'observation démontra avec évidence Futilité d'une ventilation active dans les magnaneries, et c'est Jà qu'elle reçut, au moins en France, sa première réalisation pratique.

La ventilation, employée d'abord dans les magnaneries, dans un but d'intérêt privé, fut réclamée bientôt par nos assemblées délibérantes. La ventilation fut appliquée, pour la première fois, au palais de l'ancienne Chambre des pairs. La nécessité de cette mesure hygiénique n'était, d'ailleurs, que trop réelle. Quand on se plaçait dans la proximité d'un conduit par où se dégageait l'air qui venait de traverser la salle des séances de nos respectables législateurs, on sentait une odeur si méphitique, qu'il était impossible de la supporter plus de quelques secondes. La tige en cuivre d'un paratonnerre passait dans le voisinage de cette partie du bâtiment : on était obligé de la renouveler chaque année, en raison de sa prompte altération par le gaz hydrogène sulfuré contenu dans l'air balayé de la salle.

Après la Chambre des pairs , ce fut à la Chambre des députés, ensuite au Conseil d'Etat que l'on appliqua les appareils de ventilation.

Vinrent ensuite les théâtres.

Après les théâtres on s'occupa des prisonniers : dans les nouvelles prisons cellulaires,

(1) Félix Achardj la Réforme des hôpitaux par la ventila' tton renversée, brochure in-8. Paris, 1 865.

on s'empressa d'établir un système complet de ventilation.

Les hôpitaux ne vinrent qu'après les prisons !

Ainsi, ce n'est qu'après avoir pourvu à la salubrité des condamnés que l'on se préoccupa de celle des malades. Cet ordre de succession est assez singulier pour qu'on le note et le relève en passant. Sans doute, les améliorations dont il s'agit étaient excellentes en principe,et dans les deux cas; mais il nous semble que, dans une question de philanthropie, les honnêtes gens malades auraient dû passer avant les coupables bien portants.

L'art de la ventilation fit ensuite des progrès importants en Angleterre. C'est à la Chambre des communes et à la Chambre des lords qu'on applique d'abord la ventilation. En 1856, le Parlement anglais vota des fonds considérables pour l'étude approfondie de la ventilation. Deux rapports très - remarquables furent publiés l'un en 1857 (1), l'autre en 1861 (2). Le premier concerne la ventilation des maisons particulières, le second a trait à l'assainissement des hôpitaux et des casernes.

Nous ne devons pas oublier de mentionner parmi les savants qui ont contribué le plus aux progrès et à la vulgarisation de la ventilation dans les édifices publics, M. le général Morin, membre de l'Institut, directeur du Conservatoire des arts et métiers de Paris. Par ses études scientifiques, par la part considérable qu'il a prise à l'assainissement d'un grand nombre d'établissements publics, hôpitaux, casernes, églises, théâtres, etc., enfin par l'important ouvrage qu'on lui doit (3), M. le général Morin a attaché son nom avec

(J) Fairbairn, Glaisher and Wheatstone, Report of the Commission appointed by the House of commons to inquire into the best practical Method of Warming and Ventilating dwelling-kouses. Londbn, in-fol.

(2) John Sutherland, Barrel and Douglas Galton, General Report of the Commission appointed for improving the Sanitary condition ofBarracksandHospitals. London, 3 vol. in-fol. Études sur la ventilation. Paris, 1863, 2 vol. in-:8.

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le plus grand honneur à la question qui nous occupe.

Pour clore cet historique, il nousreste à

Fig. 242. — Combes.

parler des travaux de M. Combes, de l'Institut. On doit à ce savant l'invention de Y anémomètre. Cet instrument est destiné à mesurer la quantité d'air qui s'écoule par une ouverture quelconque. Sans cet appareil, a science en serait encore réduite à flotter parmi les données les plus vagues, n'ayant aucun principe certain, aucun contrôle pour juger l'utilité relative de tel ou tel appareil. Aussi, croyons-nous devoir en donner la description avant d'aller plus loin.

L'anémomètre, inventé par M. Combes, se compose d'un moulinet fort léger à quatre ailes planes, E, également inclinées et parfaitement semblables entre elles, montées sur un axe horizontal, CP, lequel est terminé par deux pivots très-fins, emboîtés dans des chapes d'agate, pour diminuer le frottement. Les chapes sont enchâssées dans les montants B,B'. Au point D Taxe porte une vis sans

fin, très-déliée, qui engrène avec une roue G, à 100 dents. Cette roue avance d'une aent par chaque tour du moulinet.

L'axe de la roue G porte une came reliée au rochet I de 50 dents ; le rochet est retenu par un fin ressort d'acier J ; il saute d'une dent par chaque tour complet de la roue G.

Les deux roues sont numérotées, et des aiguilles indicatrices fixées aux montants B, B' marquent le point de départ, et donnent les éléments d'un calcul très-simple, par lequel on détermine le nombre de tours exécutés par le moulinet durant le temps qu'a duré l'expérience.

Il est facile de comprendre que plus le courant d'air sera fort, et plus le nombre de tours sera considérable pour un temps donné ; la formule

U — a + bn„

trouvée par M! Combes, exprime la relation qui existe entre la vitesse du courant et le nombre de tours exécutés par l'instrument. .

Fig. 24 3. — Anémomètre de M. Combes.

La tige A sert à porter l'anémomètre d'un lieu à un autre, et à le fixer dans les diverses

positions qu'il doit occuper. Deux cordons, a, a, sont destinés à permettre à l'observateur d'agir à distance sur l'instrument : l'un met le moulinet en mouvement, l'autre l'arrête quand l'expérience est terminée.

11 ne suffit pas d'une seule expérience pour connaître le volume d'air qui s'écoule dans un conduit de large section, parce qu'il s'y forme des veines de vitesses inégales. Il faut placer l'anémomètre à diverses hauteurs, et prendre la moyenne des vitesses obtenues. M. le général Morin a fait subir à l'anémomètre de M. Combes quelques modifications de médiocre importance, qui donnent seulement une facilité plus grande pour compter le nombre des tours décrits par le moulinet ; nous n'en parlerons pas autrement.

On a imaginé encore divers appareils destinés à rester en permanence dans les conduites d'air, et qui marquent d'une manière constante le volume gazeux mis en mouvement. Tous ces instruments, ont été gradués par comparaison avec Y anémomètre de M. Combes.