A PALETTES PLONGEANTES

SELON LE SYSTÈME DE MM. CORIOLIS ET BELLANGER , Pré»enlée en IStf a l'Académie des Science», par M. DE CALIGNY.

« Il y a peu de temps encore, loin de regarder comme utile de faire plonger, en partie, dans le bief inférieur les aubes des roues de côté, on les disposait au-dessus d'un ressaut. MM. Coriolis et Bellanger soutenaient que c'était une faute, et leurs idées sur ce sujet, commencent à se répandre. Je crois donc faire une chose utile, du moins pour les étrangers, en publiant les résultats principaux d'une expérience sur cette disposition à laquelle j'ai concouru l'année dernière. »

« M. Rudler, ingénieur de la manufacture royale des tabacs, appelé à examiner la roue du moulin établie à Dugny par M. Cartier, me fit l'honneur de me convoquer, le 16 juin 1844, avec M. Le Verrier, répétiteur à l'Ecole Polytechnique, et M. Antiq, ingénieur mécanicien, pour faire au frein de nouvelles expériences.

Cette roue a 4™68 de diamètre extérieur, et 3m 60 de large ; ses aubes , au nombre de quarante, ont 0mô6 de profondeur, c'est-à-dire qu'elles sont planes dans le prolongement du rayon sur une longueur de 0-43, le reste étant formé par l'hypoténuse d'un triangle rectangle de Om 19 environ. Elle est emboîtée le plus haut possible dans un coursier circulaire en pierre de l aille ; la vanne en déversoir introduit l'eau sur les aubes, dout le mouvement produit en quelque sorte la première dénivellation. Le fond courbe de la roue étant recouvert de planches, à l'exception d'une fente horizontale, de 0m06 environ, pour le dégagement de l'air sous chaque aube , sa vitesse ne paraît pas influer bien sensiblement sur le débit de la vanne déversoir. Lee aubes plongeaient dans le bief inférieur, à une profondeur de 0" 30. La chute, vérifiée de nouveau au moment de l'expérience , était de lm 33; l'axe de la roue, à 0" 71 au-dessus du niveau supérieur de la rivière. La vitesse normale de l'usine exigeait que l'extrémité des palettes parcourût environ 1B 06 par seconde. Pour cette vitesse, la disposition de la prise d'eau n'a d'ailleurs que peu d'importance.

Il est nécessaire d'entrer dans quelques détails sur le mode de jaugeage, parce que c'est le point délicat de ces sortes d'expériences. La vanne dont nous avons fait usage, avait déjà servi à M. Rudler pour jauger la rivière en présence de M. l'inspecteur général des raines Garnier, de MM. Antiq et Cartier. C'est une vanne de décharge parallèle à la rivière, et disposée assez loin de la roue en amont dans le mur latéral qui en soutient les eaux. Un canal additionnel est disposé comme à l'ordinaire, en aval de cette vanne, disposée elle-même un peu en aval d'un ressaut de 0" 19 de hauteur, formé avec ce canal par le fond de la rivière. Ce canal se recourbait brusquement à une distance notablement moindre que le double de la largeur de la vanne ; de sorte qu'il se formait un remous fort élevé qui refluait toujours au moins à la hauteur du ressaut, et recouvrait souvent la veine liquide. La rivière était assez large par rapport à cette vanne, pour que sa vitesse fût négligeable quant à son effet, dans la formule du débit. A une époque où ce débit était bien plus grand, M. Rudler avait trouvé que le maximum de la vitesse uniforme du fil de l'eau, était de 0m 358 par seconde. Nous avons pensé que le remous dont j'ai parlé était plus que suffisant pour compenser l'effet dont il s'agit, dans un genre de calcul ayant pour but de ne point estimer trop bas le débit de la rivière, afin de ne pas se faire illusion sur l'effet utile de la roue

La vanne étant levée à une hauteur de 0"* 376, l'eau se tenait bien horizontale en amont; elle rasait le sommet horizontal du mur latéral dont j'ai parlé, de sorte qu'elle débitait toute l'eau de la rivière pendant la durée assez longue de ce jaugeage.

Le ressaut étant un peu en amont de la vanne, à cause des montants de celle-ci, M. Rudler, pour ne rien négliger, a mesuré directement la distance un peu oblique entre l'arête du ressaut et celle de la vanne, qui s'est trouvée être de 0» 207. La largeur de l'oriGce étant de lm 26, l'eau se tenant en amont au-dessus du ressaut, à une hauteur constante de om 615, on a trouvé au moyen des formules connues et des coefficients fournis par les expériences de MM. Poncelet et Lesbros, que le débit était sensiblement de 494 litres par seconde, donnant pour la chute une force de 8.76, chevaux théoriques, ou de G57 dynamies par seconde.

Immédiatement après avoir fermé cette vanue de décharge, nous avons déterminé l'ouverture de la vanne déversoir de la roue qui débitait aussi précisément toute l'eau de la rivière, dont la surface continuait à raser le sommet horizontal du même

mur, ta roue elle-même ayant sa vitesse ordinaire. Le frein était monté d'avance, pour que Ton ne perdît pas de temps, et nous l avons immédiatement appliqué, non sur l'arbre même de la roue, ce qui n'était pas possible, ni même sur un second arbre horizontal, mais sur un troisième arbre vertical. Pendant toute la durée des expériences au frein, deux d'entre nous allaient successivement vérifier que l'eau ne versait jamais au-dessus du même mur horizontal; de sorte que, s'il y avait eu quelque différence, d'ailleurs insignifiante, dans le débit de la rivière, ce serait plutôt au désavantage de l'effet utile, comme le confirme la marche des expériences dont l'effet utile va toujours en diminuant ; ce que nous nous sommes contentés d'attribuer à de légères augmentations graduelles dans la vitesse de la roue, vitesse, bien entendu, uniforme pour chaque expérience.

Pendant toute la durée de nos opérations, un des meuniers en amont avait retenu une partie des eaux. Cette circonstance que nous avons bien fait constater, tendait à diminuer le rendement de la roue, construite pour faire fonctionner ordinairement trois paires de meules, au moins, avec leurs accessoires, et qui n'en pouvait, par suite, faire fonctionner que deux, bien que les résistances passives fussent en partie constantes.

L'effet utile moyen de nos quinze expériences, disponibles sur le troisième axe, est de 0» 7876 ; il n'était que d'environ 0n 77 pour les neuf dernières, ta roue marchant moyennement à sa vitesse normale; c'est le chiffre pratique dont nous avons tenu compte; mais pour les six premières, il s'est élevé moyennement à 0* 817 environ, et si Ton prend l'effet maximum de 7.31 chevaux, on trouve 0» 834. Il faudrait ajouter à l'effet utile, le frottement dépensé par les deux paires de roues d'engrenages, pour connaître réellement la force disponible sur l'axe de la roue, afin de pouvoir en comparer le système à celui des autres moteurs , ce qui élèverait sans doute le rendement maximum à près de 0™ 90. Nous ne sommes point encore entrés dans ces détails; mais, au fond, ils seraient d'autant plus utiles que le troisième arbre, ddnt le nombre de tours par minute n'a varié qu'entre 26 et 32, marchait beaucoup plus vite que celui de la roue, dont la vitesse normale ne donnait lieu qu'à 4.32 tours par minute.

Le maximum d'effet correspondait a 27 tours de l'arbre vertical ; pour 26.50, on n'avait que 7.18, chevaux, et que 7.05 pour 26 tours par minute de ce même arbre ; pour 29 tours, on n'avait plus que 6.86, chevaux, et en définitive, pour 32 tours, que 6.59, chevaux. M. Rudler a déjà soumis le tableau de ces expériences à M. Morin, en octobre 1844.

Les accidents qui avaient nécessité les réparations, sont communs à tous les systèmes de roue de côté ; avec le temps, les paliers de la roue avaient tassé d'environ omoi ; par suite, les palettes s'étaient usées dans le fond du coursier, et ne touchaient plus au col de cygne ; il s'était déclaré quelques fuites dans ce coursier, qui présentait en outre des saillies, etc., etc.

En résumé, les roues de côté, avec le perfectionnement qui leur a été apporté par MM.Coriolis et Bellanger, donnent un effet utile total qu'il parait difficile de dépasser dans la pratique, en supposant même que nous eussions commis quelque erreur, et en tenant compte de ce que cette roue venait d'être réparée ; elles jouissent à un haut degré de l'avantage de pouvoir débiter des quantités d'eau très variables. Conserver cet avantage en y joignant celui de pouvoir les faire marcher, plongées à de plus grandes profondeurs, et, au besoin, avec de plus grandes vitesses, tel est le but que je me suis proposé. Je présenterai dans peu une solution de ce problème.