ROUES HYDRAULIQUES
381 . La chute d'un cours d'eau varie suivant les localités, et donne lieu à l'emploi de récepteurs ou roues hydrauliques qui, en raison de leurs dispositions, reçoivent les dénominations suivantes :
1* Roues de coté recevant l'eau au-dessous du centre, et ayant leurs aubes parfaitement emboîtées dans un coursier circulaire à partir du point de prise d'eau.
2® Roues dites à augets ou en dessus, qui reçoivent l'eau à leur sommet.
3*" Roues à axe vertical désignées sous le nom de turbines^ et pouvant marcher noyées dans l'eau à toute profondeur.
4** Roues à aubes ou à palettes planes, recevant l'eau à leur partie inférieure , et se mouvant dans des coursiers qui les emboîtent sur une partie de leur développement.
5° Roues à palettes courbes, recevant également l'eau en dessous.
6* Roues pendantes montées sur bateaux et suspendues dans le courant même.
ROUBS DE CÔTÉ A AUBES PLANES ET A GOUBSIEB CIBGULAIBE.
382 La meilleure disposition à adopter pour la construction d'une roue de côté, à aubes planes, emboîtée dans un coursier circulaire, est celle dans laquelle l'orifice est formé par une vanne en déversoir, et lorsque cette vanne est abaissée de 0" 20 à 0" 25 au-dessous du niveau général du réservoir.
Soit à déterminer la largeur d'une roue de côté, sur les données suivantes :
|o La dépense d'eau est de 1,200 litres par seconde.
T La hauteur de la chute est de 2°" 475.
3» On demande que le volume d'eau s'écoule par une épaisseur de lame de 0'"23.
Labgeub de la boue. —On sait, d'après la table xxxiii*', qu'avec un orifice en déversoir de 0^23 de hauteur, on peut effectuer une dépense de 188 litres d*eau par seconde sur 1 mètre de large, par conséquent, la largeur à donner à la vanne, pour effectuer la dépense de 1200 litres, est de
1200-^ 188 as e»» 38.
383. Diamètbe de la boue. —Le diamètre d'une roue de ce genre n'est pas rigoureusement déterminé, car il n'influe pas directement sur l'effet utile qu'elle peut rendre ; cependant on conçoit qu'il ne doit pas être trop petit, car alors l'eau pourrait s'admettre trop près de la ligne horizontale passant par le centre et même au-dessus de eette ligne, ce qui serait un inconvénient; de même, il ne doit pas être trop grand, car des dimensions exagérées ne font qu'augmenter le volume et le poids de la roue, et, par suite, la charge et les frottements des tourillons.
En général, pour des chutes de 2 à 3 mètres, il convient de donner au rayon extélieur de la roue au moins la hauteur moyenne de la chute, augmentée de deux fois
l'épaisseur de la plais forte lame d'eau qui doit passer au-dessus de la vanne plongeante.
Ainsi, dans le cas ci-dessus, la hauteur de la chute étant limitée à t'^àlS^ le raynn de la roue ne peut avoir moins de 2*" 475, plus deux fois l'épaisseur de la lama qui peut s'élever, quand le volume d'eau augmente, à 0°*600, c'est-à-dire 3" 775, ce qui correspond à un diamètre de 6"" 150.
Des roues de même système, établies sur des chutes de 2" 60 à 2"* 70, n'ont quelquefois pas plus de diamètre extérieur.
384. Vitesse de la boue. — La vitesse qu'il convient de donner à une roue hydraulique de côté, doit être, suivant la théorie , égale à la moitié de celle due à la hauteur del'oriGce, c'est-à-dire, de l'^OO à i'°lO dans ce cas; cependant la pratique prouve qu'on peut , sans inconvénient , s'écarter assez sensiblement de cette r^e , et faire marcher la roue avec une vitesse de 1°^50 à 1™60 par 4", au besoin, ce qui peut être, dans diverses circonstances, d'un très-grand avantage.
Si on fait faire à la roue trois tours par minute, la vitesse moyenne à la drconféreoce extérieure des aubes est alors de
= 1""021 par seconde;
Ainsi , lorsque la hauteur de l'orifice est de 0*" 24, dans lequel cas la vitesse correspondante de l'eau est de 2™ 17 environ, comme le montre la table xxx', qui donne les hauteurs d'orifice 23c«nt.iS6 et 24.67, le rapport de la vitesse de la roue à celle de l'eau = 0,47.
Si la hauteur de l'orifice se réduisait à 0*" 15, ce qui suppose que la dépense ne serait que de
lOlWt. X 6'"32 = 638 litres par 1",
la vitesse de l'eau correspondante n'est plus que de f" 72 , et dans ce cas, le rapport de la vitesse de la roue (qui reste la même] à celle de l'eau, devient 0*^595 : 1.
385. Nombre d'aubes , leub capacité. — Quoique le nombre d'aubes ne puisse être rigoureusement fixé, il importe cependant que leur écartement ne soit pas beaucoup plus grand que la plus forte épaisseur de la lame d'eau passant sur la vanne. H est nécessaire que le nombre d'aubes puisse être divisible par celui des bras, afin qu'il ne se rencontre pas un coyau, dans l'assemblage même d'un bras avec la couronne. Or, comme le diamètre extérieur de la roue est de
on peut , sans inconvénient , l'établir avec 8 bras, en lui donnant 64 aubes, le phis grand écartement existant entre celles-ci est de o"32 ; avec cette distance, on ne doit généralement pas admettre une épaisseur de lame d'eau plus de 0-25 à 0-96, oar, à 0-27, die commence à cracher, l'admission ne peut se &ire eoinplél«iiiwi« FiM rejaillit dans l'intérieur et il se produit des secousses eontinaelles.
Ainsi donc il faut compter, pour donner l'écartement aux aubes d*ttii6 lono lique recevant Peau par un orifice en déversoir, environ le tiers ou w moiiM la i en plus de la hauteur de cet orifice, et s arranger, d'ailleurs, pour qae !• i d'aubes soit divisible par le nombre de bras.
Pour des roues de 3-50 à 4-75 de diamètre, il suffit de six tels par éhifi et, pour des roues de 5 à 7 mètres, on doit eompter toiyoïirt S hns fm mÊÊtà^m
nombre doit éTidemmcnt augmenter pour des roues au-dessus de 7 mètres, cas extrêmement rare.
Quant à la capacité formée par les aubes, le coursier et les murs latéraux , elle doit être au moins le double ^du tolome d^eau dépensé. Ainsi, on pourra toujours déterminer la profondeur à donner aux aubes , en connaissant la plus grande dépense à effectuer.
En effet, admettant que le plus grand volume d*eau disponible soit de 1,340 litres (au liai de 1,200] par seconde, puisque la vitesse de la circonférence extérieure de la roue est de 1"" 031 , la quantité d*aubes contenues dans cet espace est égale à
Donc inc. 340 -^3,19* Om. ^ 43 environ
\olume d'eau contenu dans chaque auget pendant la marche de la roue; si la capacité de Tauget est double, elle doit donc être de Oin-c-86, mais le produit de la largeur 6"* 38 de la roue par la distance 0*" 32 de deux aubes consécutives, est égal à 21^022,
On a donc Om. e. 86 : 2m 022 = 0" 42
poar la profondeur des aubes ; mais comme la distance des aubes n'est pas la même au fond qu'aux extrémités, comme d'ailleurs le fond est encore rétréci par les contreaubes inclinées à 45 degrés, et qu'enfin la capacité est diminuée par l'épaisseur même des planches dont ces aubes et contre -aubes sont composées, il faut évidemment augmenter cette profondeur. Lorsque les dépenses d'eau sont considérables, et qu*on est limité par la largeur à donner à la roue, il est préférable de supprimer les contre-aubes comme nous l'avons indiqué sur le dessin , pi. 36, et de faire les aubes très-prolongées vers le centre de la roue.
