ROUE PENDANTE OU FLOTTANTE

qui doit être un multiple de celui des bras, s'obtient par la formule ordinaire :

Rendement, — Le rendement théorique de la roue Poncelet s'élèverait à 0,933, mais le rendement pratique est notablement au-dessous de cette valeur ; il est de 65 0/0 pour les chutes inférieures à 1 mètre, de 60 pour celles de 1,30 à 1,50 m., et de 55 pour celles de 1,80 à 2 mètres. 11 prend d'ailleurs sa valeur maximum pour V = 0,55 V, tandis que, d'après la théorie, il devrait l'atteindre pour v = 0,5 V. On voit que, au point de vue du rendement, la roue Poncelet est supérieure à la roue en dessous à aubes planes, mais inférieure à la roue de côté sans tète d'eau.

Boue pendante ou flottante.

Cette roue, dont la construction est identique à celle de la roue en dessous à aubes planes, ne comporte ni retenue d'eau ni barrage, et n'a pas de vanne. Elle s'installe sur un cours d'eau; ses palettes viennent plonger à tour de rôle dans le courant, qui agit sur elles par sa force vive. La largeur et la profondeur du cours d'eau sont généralement très grandes par rapport aux dimensions des palettes.

Le diamètre de la roue pendante est généralement compris entre 4 et 6 mètres ; la profondeur de l'aubage varie entre 1/4 et 1/5 du rayon; l'écartement est de 0,50 à 1 mètre.

Cette roue doit évidemment suivre les variations de niveau du cours d'eau sur lequel elle est située; si l'usine est installée avec elle sur un même bateau, cela

J. Lefêvre. Les Moteurs. 3

àè

n'offre pas de difficulté; mais, si l'usine est fixe, on doit installer la roue de façon qu'elle puisse remonter ou descendre avec Teau.

Boue de CoUadon.

CoUadon a imaginé un modèle de roue pendante qui suit les fluctuations du niveau sans nécessiter aucun mécanisme. Cette roue (flg. 1 1 ) se compose d'un cylindre

Fio. 11. — Roue pendante de Colladon.

fermé à ses deux extrémités. par des hémisphères et parfaitement étanche, sur la surface duquel sont fixées les palettes «. L'axe de ce cylindre est supporté par deux balanciers c, pouvant osciller autour de l'axe de l'arbre de couche d, qui est relié à celui de la roue par trois engrenages cylindriques ; ce mode de liaison permet au tambour démonter et de descendre, suivant les variations du niveau. L'arbre d est porté par des poteaux en bois implantés dans le lit du courant. Un petit coursier /, suspendu aux balanciers c et relié par deux bielles aux poteaux fixes, accroît la pression de

ROUE PELTON 39

l'eau sur les palettes, ea supprimant la communication directe entre Tamont et l'aval sur toute la largeur de la roue.

Propulseur à palettes.

Les roues à palettes des bateaux à vapeur offrent une grande analogie avec les roues pendantes.

Leurs aubes, recevant du moteur un mouvement de rotation, viennent successivement prendre un point d'appui sur le liquide, ce qui détermine le mouvement de translation du bateau. Afin de rester constamment en prise avec le courant, chaque roue est disposée de telle sorte que plusieurs de ses aubes plongent toujours en même temps dans. l'eau. Les aubes plongées, étant en petit nombre, peuvent être considérées comme sensiblement parallèles; le liquide qu'elles renferment, se trouvant à peu près dans des conditions statiques, ne crée aucune résistance au mouvement et tout se passe comme si une seule aube était plongée normalement au courant.

Boues américaines.

Les Américains utilisent, dans les cas où les turbines ne peuvent pas servir, un certain nombre de roués hydrauliques ; il nous paraît utile d'en décrire quelques-unes.

Roue Pelton. — Le plus intéressant de ces récepteurs est la roue Pelton, très employée aux États-Unis et surtout dans les régions minières de la Californie, à cause de sa souplesse d'adaptation et de son rendement, qui s'élève à 80 ou 87 0/0.

Elle constitue une sorte de turbine à impulsion ,à axe horizantal, et convient surtout pour les hautes chutes à

40 LES HOOES EN DKSSOUS

faible débit; elle peut servir depuis 10 jusqu'à 100

mètres de chute, et même davantage, et fournir depuis 1/20 de cheval jusqu'à 5000 chevaux.

Elle doit son rendement élevé surtout à la forme de ses augets, qui présentent des angles d'entrée et de sortie voisins de 90°, et sont divisés en deux parties par une arête radiale aiguë, séparant le jet en deux nappes dont les réactions latérales s'équilibrent sur

Fio. 1 2. — Aiiget d'une roue Pellon de 0,60 m. de dlamèlre.

l'appareil. Ces augets se font généralement, au moins pour les petites dimensions, en bronze phosphoreux bien poli, et présentent des bords très minces, afin de gêner le moins possible l'action du jet. Leur largeur est de 5 à 10 fois le diamètre du jet, de sorte que le liquide s'étale largement en une lame de très faible épaisseur.

L'auget représenté (fig. 12) est vu en vraie grandeur; il appartient à une roue de 0,60 m. de diamètre, donnant 175 chevaux avec une chute de 246 mètres.

Pour les grandes dimensions, les augets peuvent se faire en fonte trempée. Pour les grandes chutes, la roue doit présenter une grande vitesse, car le rende-

i PELTON

ment est maximum lorsque la vitesse à la circonférence moyenne est égale à la moitié de celle de l'eau qu'elle reçoit.

En résumé, la roue Pelton constitue une sorte de turbine économique et d'un entretien facile. Le corps de la roue (flg. 13) est en fonte, les tuyaux en acier. On entoure généralement l'appareil d'une enveloppe qui empêche l'eau de rejaillir; cette enveloppe peut être

en fer; elle est alors fabriquée avec la roue. On peut aussi se contenter de faire exécuter sur place une enveloppe en bois. Leâ augets et les tuyaux peuvent être facilement montés et démontés par un ouvrier intelligent, ce qui est un grand avantage pour les régions minières écartées. Lorsque l'eau qui actionne la roue a servi d'abord à tirer le minerai, elle contient du sable qui peut, avec le temps, user ces pièces; il est commode de pouvoir les changer sur place, sans autre inconvénient qu'un arrêt de quelques minutes.

La roue Pelton permet d'appliquer à la production de l'électricité des chutes qui ne pourraient être employées avec les turbines ordinaires; le courant ainsi engendré peut être ensuite transmis à des mines situées à des hauteurs et dans des régions pratiquement inaccessibles à toute autre forme d'énergie. Ainsi les mines du mont Sneffes, appartenant à la Caroline Mining C% se trouvent au milieu des Montagnes Rocheuses, dans la région des neiges perpétuelles (4800 mètres), à 1500 mètres au-dessus de la zone forestière, de sortie qu'il est presque impossible d'y transporter du charbon; c'est ce qui y a fait adopter l'électricité. L'eau du Red Canyon Crick actionne, sous une charge de 150 mètres, deux roues Pelton de 500 et 700 chevaux, qui font tourner divers appareils, tels que broyeurs, etc., ainsi que trois dynamos Edison, d'une puissance totale de 293 chevaux ; le courant est transmis à la mine, sous une tension de 800 volts, par une ligne de 7400 mètres, et y actionne les ventilateurs, broyeurs, pompes, treuils, etc. On économise ainsi annuellement plus de 200000 francs de charbon.

Boue Bookwalter. — Cette roue {fig. 14), qui convient également pour les hautes chutes, est intermé-

diaire enire les roues genre Pelton proprement dites et les turbines à impulsion. Elle porte deux couronnes d'augets symétriques C, ouverts à l'air libre; l'eau arrive par G E, pénètre dans les ajutages D, tangents au tambour B de la roue, qui la répartissent entre

les deux séries d'augets par les ouvertures latérales Il et le déflecteur J. Le vannage E règle le débit.

Roue Leflfel. — On peut citer encore les roues Leffel, du type en cascade, portant deux séries d'augets alternés symétriquement de chaque côté du plan médian et alimentées, soit par deux ajutages distincts, soit par un seul ajutage à jet fendu.