MACHINES D'EPUISEMENT

La machine destinée à donner le mouvement à la coloime d'épuisement doit être à simple eflfet; système établi d'abord par Newcomen et perfectionné successivement par divers constructeurs duCornwall.

C'est seulement en 1832 que la première machine du système de Cornwall fut construite en France, dans les ateliers de Chaillot, et montée au charbonnage de Bruille ; premier modèle qui fut suivi de nombreuses reproductions exécutées par les ateliers du Creusot et d'Arras. Depuis, diverses machines ont été importées d'Angleterre, notamment à Egarande, dans le bassin de la Luire, et aux mines du Rocher-Bleu près Fuveau; les

plans de ces deux machines ont été publiés, ainsi que ceux des meilleurs types du Cornwall.

Tous ces plans sont d'une identité remarquable, identité qui démontre que les mécaniciens du Cornwall avaient trouvé les moyens les plus rationnels de construction qui puissent être déduits des connaissances actuelles.

Ces machines ont cependant subi depuis quinze années une transformation remarquable. Les premiers modèles importés ou construits en France et en Belgique étaient tous à balancier; depuis, les machines à traction directe, dans lesquelles la tringle du piston moteur est directement attachée à la maîtresse tige, se sont répandues à tel point que la machine à balancier est devenue une exception.

Ces deux types, si différents quant à la forme, diffèrent très-peu sous le rapport des détails mécaniques. Tous deux sont à simple effet, pourvus des mômes régulateurs ou appareils de distribution, dans lesquels les soupapes à double recouvrement (système Hornblower) sont gouvernées par une ou deux cataractes. On peut donc obtenir les mêmes conditions de régularité et d'économie, que Ton adopte comme moteur de la maîtresse tige d'une colonne d'épuisement, une machine à balancier, ou une machine à traction directe.

Ce dernier système offre une apparence de simplicité qui prévient en sa faveur. Ce qui démontre sa raison d'être, c'est qu'il n'a pas eu d'inventeur pour le préconiser et qu'il est né de circonstances spéciales, dans les-

quelles Texiguité du local a obligé à chercher les dispositions qui demandaient le moins de place. On a dès lors supprimé la condensation, qui exige toujours un grand emplacement; on a placé le cylindre moteur de manière à transmettre le mouvement direct à la maîtresse tige, disposition adoptée depuis longtemps pour les cylindres moteurs des machines à colonne d'eau qui sont toujours à traction directe. Ainsi réduite, la machine d épuisement était à la fois un appareil des plus simples et des moins coûteux en frais de premier établissement.

Mais cette économie d'installation était achetée par le sacrifice de tous les avantages que présente le véritable type du Cornwall. Au lieu d'une consommation de l^^'^ôO de houille par force de cheval et par heure, qu'on peut obtenir avec ce type, les machines à haute pression et détente, sans condensation, consommèrent 4 et 5 kilogrammes.

On revint donc au type du Cornwall ; tout en conservant la disposition du cylindre à traction directe, on rétablit la condensation et la distribution caractéristique, on rétablit même le balancier, mais en l'attelant en dessous, comme organe accessoire, destiné non plus à transmettre le mouvement avec toute la force du moteur, mais simplement à activer la pompe à air, les poutrelles, les pompes alimentaires, et à recevoir les contre-poids nécessaires pour régler l'équilibre de la niaîtresse tige.

Ramenée à ces conditions, la machine à traction di-

recte peut reprendre le nom de machine du Cornwall; elle en a toutes les dispositions caractéristiques relatives à l'emploi de la vapeur et à Téconomie du combustible. Mais il faut aussi en convenir, la simplification n est plus qu'apparente, et il ny aura aucune économie dans les frais de premier établissement.

Malgré cette considération, malgré les critiques dont il a été Vobjet à son tour, le système de la traction directe continue à dominer. Des discussions, quelquefois très-vives, ont été engagées pour ou contre ce système, pour ou contre Vancienne disposition à balancier, et ce qui paraît résulter de ces discussions, c'est que chacune des deux dispositions présente des avantages et des inconvénients. Voici comment on peut résumer les conclusions auxquelles on arrive.

Les machines à balancier conviendraient aux épuisements qui exigent de grands diamètres, parce qu'elles n'obstruent pas l'orifice du puits; parce que leurs fondations, placées en dehors des parois du puits, présentent plus de sécurité ; parce que les diverses parties de l'appareil sont plus accessibles pour l'entretien et d'une réparation plus facile.

Le système à traction directe convient surtout aux machines dans lesquelles le cylindre ne doit pas dépasser 1",50 de diamètre, et lorsque celui des pompes ne dépasse pas0",45. Leur installation est dans ce cas plus simple, occupe peu d'espace, de telle sorte qu'on a pu, dans beaucoup de cas, les placer sur un compartiment

isolé d'un puits d eitractioD, sans bAtiment spécial et dans des conditions de simplicité qu'on n aurait pas obtenues a?ec l'autre système. Récemment, les ateliers de Haine-Saint-Pierre ont même monté une machine à traction directe sur un des puits d extraction de Saint- Martin, sans y admettre le balancier destiné à régler Téquilibre, cet équilibre ayant été obtenu par un calcul rigoureux de toutes les pièces admises dans la corn-position des tiges.

Ce qui est essentiel dans les machines d'épuisement, c'est la sûreté et la régularité du service, c'est en second lieu l'économie de la vapeur, économie qui, dans ces grands appareils, résulte non-seulement du combustible qu'on ne brûle pas, mais des frais de chauffage et de chaudières que Von évite. Or, ces avantages peuvent être obtenus dans tous les cas par l'emploi des deux systèmes, lorsqu'ils sont bien étudiés et bien construits.

Dans plusieurs machines établies en France et en Belgique, l'économie de combustible reconnue pour les machines du Cornwall n'a pas été obtenue , de telle sorte que beaucoup d'ingénieurs doutent de la réalité de cette économie.

Ce mécompte est résulté d'abord de ce que l'on a exagéré les économies obtenues dans le Cornwall ; en second lieu, de ce que ces économies ne sont possibles que si les appareils sont dans les mêmes conditions, non-seulement sous le rapport de la construction de la machine, mais aussi sous le rapport des conditions

de la colonne d'épuisement que cette machine doit mettre en mouvement.

En réalité, la moyenne des consommations dans le Cornwall est l''",50 de bonne houille, par heure et par force de cheval. C'est seulement dans de rares exceptions que la consommation a été réduite à 1 kilogramme; lorsque l'établissement de la colonne d'épuisement s'est trouvé dans les conditions les plus favorables, ce qui dépend à la fois de la profondeur et du diamètre de la colonne, de la masse des tiges, etc., et du rapport de l'effort produit avec le travail à effectuer.

Une expérience importante fut entreprise, en 1850, aux mines de plomb et de zinc du Bleiberg en Belgique. Elle a fixé à 1*'",50 les consommations réelles et moyennes sur lesquelles on doit compter, et, par conséquent, établi la supériorité des machines du Cornwall pour l'épuisement des eaux.

Cette économie remarquable, pour un travail qui est loin d'être avantageux pour le moteur, puisqu'à chaque coup de piston il doit vaincre l'inertie d'une masse énorme, résulte, ainsi que nous l'avons dit précédemment, d'une série de conditions favorables dans lesquelles ces machines sont établies et fonctionnent. Ces conditions favorables se résument ainsi : 1° production de la vapeur, avec des chaudières à grandes surfaces de chauffe, à foyers intérieurs; bon charbon, bon tirage; 2° vaste réservoir de vapeur et emploi de cette vapeur avec des tuyaux, des orifices d'admission et

iVraîffiion de très-grands diamètres; 3* condensation nissi parfaite que possible; i** détente très-développée favorisée par les conditions de simple effet et d'inégalité lie vitesse du piston, qui coïncident précisément .iver les conditions de mouvement qui sont les meil* leures pour la colonne d'eau.