CHAPITRE XII
127. Services demandés. — L'extrême variété des machines rend difîicile le choix de celle qui convient pour chaque application. En faisant ce choix, on doit observer quelques règles générales, qui, du reste, s'appliquent à peu près de même pour toutes les constructions industrielles.
Chaque machine doit satisfaire à plusieurs conditions : la première est évidemment de pouvoir faire le service qu'on en attend. Aussi est-il important d'établir au préalable un programme aussi précis que possible de ce service.
On peut dresser une classification générale des diverses circonstances à prévoir dans le programme d'un moteur.
En premier lieu, la puissance nécessaire est ou constante ou variable. En parlant de puissance constante, on veut dire, en réalité, que les variations en sont minimes. Les variations importantes de la puissance peuvent être demandées dans des conditions très différentes, soit d'un instant à l'autre pendant la marche, soit, au contraire, pour des périodes plus ou moins prolongées en régime constant, soit seulement en vue d'augmentations ou de réductions futures. La variation demandée peut être comprise entre des limites assez peu éloignées (par exemple la puissance variera de 200 à 300 chevaux), ou bien être très étendue.
Quand la puissance demandée est très grande, un moteur unique prend des proportions gênantes : c'est principalement pour cette raison que certains bateaux ont jusqu'à trois hélices commandées chacune par une machine spéciale.
D'autre part, la nécessité d'appareils de rechange s'impose pour assurer la continuité absolue de certains services, par exemple dans les stations centrales électriques, pour les souffleries de hauts fourneaux. Lorsque la puissance demandée est très variable, la multiplicité des moteurs d'une station permet de les faire toujours fonctionner dans de bonnes conditions, en nombre variable.
En ce qui concerne la vitesse de marche, la plupart des machines comportent un arbre tournant ; on fixe d'habitude la vitesse angulaire de cet arbre, ou simplement le nombre de tours par minute. Le nombre de tours restant à peu près constant, on demande une régularité plus ou moins grande de la vitesse angulaire ; les variations doivent en être très faibles pendant chaque tour pour certaines applications, par exemple pour la commande des filatures, la production de la lumière électrique ; certains usages admettent des irrégularités un peu plus grandes; enfin pour actionner les cylindres soufflants, par exemple, des variations assez fortes sont acceptables.
Pour certaines applications, au contraire, la vitesse peut varier entre des limites étendues : c'est ainsi que des pompes donnent par minute un nombre de coups variable suivant le débit nécessaire. Les machines de bateaux sont parfois conduites à des allures différentes. Les variations de vitesse sont fort grandes dans la locomotive.
La marche d'un moteur doit être tantôt continue, pendant une période parfois assez longue, tantôt coupée par des arrêts fréquents. Les dispositions de graissage sont prévues en conséquence.
Les conditions de démarrage sont différentes dans les diverses applications. Il est nécessaire qu'il se fasse rapidement, et sans hésitation, pour les machines d'extraction, les locomotives. II en est de même pour les machines marines, les moteurs réversibles de laminoirs, mais alors le démarrage est assez facile, parce que la résistance est faible à ce moment. Ces conditions de démarrage ont été étudiées au § 58.
Entrant dans des détails spéciaux, on tiendra compte des conditions d'emplacement de la machine, de la nature du personnel qui en aura la charge, des ressources locales pour la réparation.
11 ne faut pas omettre d'examiner les moyens de transport de la machine depuis les ateliers de construction jusqu'au lieu où elle sera montée, et des appareils de levage disponibles pour la mettre en place. Par exemple, certaines usines ne sont accessibles que par des chemins muletiers; les appareils qu'on y envoie doivent être composés de petites pièces facilement transportables. Les chemins de fer ne peuvent admettre les chargements dépassant leur gabarit.
Une considération de première importance est la sécurité des personnes qui se servent des machines et qui les approchent. Elle est assurée d'abord par les proportions des diverses parties, l'emploi de bonnes matières et le soin dans l'exécution. Mais il est en outre une foule de détails, qu'enseigne l'expérience, parfois insignifiants en apparence, qui font disparaître des risques d'accidents. C'est ainsi que des gardes-corps suffisants entoureront les volants et autres pièces tournantes; les engrenages seront recouverts d'enveloppes; les pièces mobiles ne devront pas s'approcher tellement des pièces fixes qu'elles puissent broyer une main ou un bras imprudemment avancé. Avec le bâti Gorliss, il arrive souvent que la bielle, dans sa plus grande inclinaison, s'approche trop de l'extrémité des glissières.
Les dispositions de sécurité ont été l'objet d'études spéciales et de publications fort utiles.
En ce qui concerne les chaudières, il convient que les chambres de chauffe soient munies d'issues commodes, afin que les chauffeurs puissent s'échapper en cas d'accident. Ces issues doivent exister aux deux bouts de la chambre de chauffe, et, si elle est longue et dessert une batterie de générateurs, il faut aussi des sorties intermédiaires. Un tube crevé, une tôle fissurée, peut donner issue à un jet très dangereux d'eau chaude : il faut que la chambre puisse
être évacuée immédiatement et sans qu^on ait à passer sous le jet brûlant, ce qui aurait lieu avec une issue unique.
Le tableau, qui suit, résume les principales conditions de rétablissement des machines :
Puissance
Vitesse .
constante.
rariable.
peu rariable .
variable .
continue.
moyenne -rapport de 3 à 3;.
étendue.
subitement,
par périodes, / rariation
dans i'arenir,
très régulière.
moyennement régulière.
peu régulière.
avec variations de la puissance dans le même
sens, avec puissance constante, avec variations de la puissance en sens
inverse.
Marche ....
discontinue.
Certitude de la marche • • .
Démarrage. . .
Facilité de la conduite. . .
Réparations . .
Transport . . .
Sécurité.
avec rares arrêts.
par périodes de quelques heures.
avec arrêts très fréquents.
Aucun arrêt
doit se pro
duire.
Un court arrêt
est tolérabie.
Certain.
Facile.
Peu important.
Conducteur habile.
Conducteur peu exercé.
Ateliers de réparation, ouvriers exercés.
Absence de ressources pour la réparation.
Aucune limite au poids et au volume.
Par chemin de fer.
Par routes de terre.
Par sentiers muletiers.
A dos d'homme.
Appareil unique.
Appareil de rechange.
En charge.
A vide.
128. Prix de revient. — Lorsqu'une machine, appropriée aux diverses conditions spéciales de l'emploi qu'on en veut faire, peut rendre les services qu'on en attend, il reste à déterminer ce que coûtent ces services : seul le prix de la puissance, que fournit un moteur, permet d'en apprécier l'utilité réelle, et de le comparer à des appareils équivalents.
La considération des prix de revient montre encore si une
légère amélioration, commode, mais non indispensable, par exemple une régularité de vitesse un peu plus grande, n'est pas trop chèrement achetée.
Il est assez facile, avec un peu de soin, d'établir le compte d'une machine installée ; on en déduit le devis du prix de la puissance que fournira un moteur projeté ; ce devis est forcément approximatif, puisqu'il comprend des éléments variables comme le prix des combustibles.
La dépense des machines est souvent rapportée au chevalheure, ou aux 270 000 kgm. Il convient que le travail dont on donne ainsi le prix soit le travail effectif produit par la machine. D'autres fois la dépense est comparée à la tâche utile accomplie par le moteur et par les appareils qu'il commande ; c'est ainsi que, pour une machine élévatoire, on
étermine le prix du mètre cube d'eau élevée à une certaine hauteur; pour une machine marine, on compte le prix du parcours effectué avec une vitesse déterminée ; pour une locomotive, le prix du kilomètre dans des conditions fixées. En pareil cas, il convient, autant que possible, d'isoler, dans la dépense totale, la part propre du moteur et celle des appareils qu'il commande.
Même quand on ne considère que le moteur seul, en établissant le prix des 270 000 kgm, ce prix subit l'influence de circonstances étrangères au moteur même, mais dont il faut tenir compte avec grand soin. Il ne reste pas le même pour un travail constant et pour un travail variable, pour une machine continue et pour un emploi intermittent. Les prix les plus bas s'obtiennent par une marche à peu près continue, avec une puissance uniforme.
Le fonctionnement d'un moteur entraîne des frais d'ex* ploitation qui se renouvellent continuellement ou à de courts intervalles : telles sont les dépenses de combustible, d'huile, de matières diverses, nécessaires à l'entretien courant et aux petites réparations ; celle de main-d'œuvre, pour la conduite et l'entretien ; il y faut joindre quelques accessoires, impôts, assurances, surveillance. Quelques-unes de
ces dépenses subsistent même quand le moteur chôme ; il faut toujours payer Tentretien, les impôts.
D'autres dépenses, nécessaires pour obtenir les services d'un moteur, se font une seule fois, ou à de longs intervalles : ce sont celles qui résultent de Tinslallation première et des grandes réparations ou des modifications de l'appareil. Ces dépenses (rétablissement sont faites par avance, et on en profite pendant une période assez longue, tandis que les dépenses d'exploitation se règlent à peu près au moment où elles sont utiles. C'est là surtout ce qui les distingue, car elles ne sont pas d'essences si différentes qu'on le croit souvent : elles se feraient dans les mêmes conditions si, par exemple, en montant une machine, on était obligé d'approvisionner le charbon qu'elle consommera pendant une longue suite d'années, ou si, inversement, on la payait au constructeur par une série d'annuités. Elles se confondent d'ailleurs pour une machine prise en location.
11 est logique de répartir à peu près régulièrement, entre les diverses périodes de marche des machines, ces dépenses initiales, ou rarement renouvelées, comme on répartit les dépenses d'exploitation : c'est ce qu'effectuent plus ou moins bien les diverses combinaisons d'amortissement.
Indépendamment de toute opération comptable, une machine, au moment où elle vient d'être installée, a une certaine valeur. Au bout d'un certain temps, après une année par exemple, la valeur en est habituellement moindre ; on a consommé, pendant l'année, une partie de la valeur de la machine, comme on a consommé le charbon et le travail des chauffeurs. Que cette diminution de valeur figure ou non dans les comptes, elle ne s'en produit pas moins. Il en sera de même pendant les années suivantes.
La diminution continuelle de la valeur des machines tient à trois causes principales : d'abord à l'usure, qui résulte du travail, mais qui se produit même pendant les
chômages (surtout pour les chaudières) ; ensuite aux perfectionnements de la construction, qui livré des types de machines meilleurs ou de fabrication moins coûteuse ; enfin à la variation des services qu'on leur demande, d'où résulte fréquemment l'insuffisance des machines anciennes.
Cette réduction de la valeur des appareils, par suite de l'usure et de la dépréciation, pour être moins apparente pendant une courte période, ou plutôt moins observée, que la consommation directe de main-d'œuvre, de combustibles, d'huile, n'en est pas moins réelle et inévitable. Une machine installée dans une usine est une partie du capital fixe de cette usine, partie dont la valeur diminue peu à peu, et finit par disparaître entièrement, lorsque la machine ne constitue plus qu'un amas de ferraille.
Ces considérations montrent qu'on doit aff'ecter chaque année une certaine somme à l'amortissement des machines, somme qui correspond à peu près à leur dépréciation réelle, et qui s'ajoute aux dépenses directes d'exploitation. En outre, on doit tenir compte de l'intérêt du prix de l'installation, qui peut avoir été faite au moyen d'un emprunt. Si cet emprunt est remboursable en une période qui correspond à la durée de la machine, on voit qu'en réalité elle aura été payée par une série d'annuités pendant la durée de son fonctionnement.
Les dépenses d'amortissement et d'intérêt élèvent le prix du cheval-heure d'autant plus que la machine aura fonctionné dans l'année pendant un moindre nombre d'heures.
SaI'VACE. — M/VCHINE A VAPKIR. 2i
TABLE ALPHABETIQUE
Abaque des consommations
théoriques. 48
Abscisses. 23
Accélération 15
Accidents. 398
Action des parois. 54
— des parois des com-
pound. 72
— directe de la pression. 35
— directe (machines à). 179 Adams (soupape). 394 Adiabatique (détente). 47, 55 Admission d'air. 320 Aéro-condenseur. 310 Ailettes (tubes à). 360 Air comprimé (souffleurs). 3^3 Alimentation . 382 Allan (coulisse). 135 Amortissement. 417 Amortisseurà huile, à vapeur. 171 Angles. XII Anhydride sulfureux. 80 Anthracites. 313 Arbre coudé. 33
— de relevage, commande. 142 Arbres. 31, 250
Arminglon et Sims, régulateur. 206 Arrêt des chaudières. 409 Atlantic (locomotive). 276 Audemar, distribution à soupapes. 174 Autel. 319 Avance angulaire. 100, 112
Avance linéaire. 100, 104, 109 xVvances linéaires constantes. 134
— linéaires, coulisse
de Stephenson. 127
Babcock et Wilcox (générateur). 368 Bague de fond. 245
— de piston. 243
— de tube. 361 Baïonnette (bâti à). 236 Balancierde renvoi du tiroir. 112
— (machine à). 6, 32, 260,
Balanciers inférieurs. 12, 279 Baromètre. 1, 19, 304
Barreaux de grille. 318
Barres d'excentrique. 33, 100
— droites, croisées (cou-
lisse). 124. 127
Barrus, calorimètre. 61
Bâtis. 34, 234
BehrendetZimmermann, vapeurs combinées. 86 Behrens, machine rotative. 293 Belidor. 3 Belleville, chaudière. 13, 362 Bôrendorf (tubes). 361 Bielle. 3«, 248
— renversée (machine à). 285 Bonjour, distribution. 145 Bouilleurs. 341 Bourdon et Hamelle, graisseur. 256
