UTILITÉ DES EXPÉRIENCES

Si l’on consulte l'histoire de l'Académie des sciences, année i 732 , on aura beu de constater que l’hydraulique expérimentale avait encore bien des progrès à faire.

Couplet venait d’essayer quelques expériences sur les conduites d’eau de Versailles, et l’Académie s’exprime ainsi dans le compte rendu quelle fait de ce travail :

• (1 (Couplet) vient ensuite au point le plus difficile de toute cette matière , à la diminution que causent dans U dépense des eaux les accidents physiques, tels que les frottements de l'eau contre les parois intérieures des conduites, les sinuosités de ces conduites, l’air qui s'y trouve intercepté.

• On est peu instruit sur ces sujets, faute d'expériences assez en grand; les conduites courtes ne s’écartent pas beaucoup des règles ordinaires et de la théorie, les longues s’eu écartent quelquefois prodigieusement. Par bonheur, M. Couplet a fait des expériences à Versailles, où tout est à souhait pour le grand; mais il s'en faut bien qu’il en ait fait encore assez pour en pouvoir tirer deB conclusions un peu générales avec quelque sûreté. Nous ne ferons que détacher de ses observations ou de ses réflexions celles qui paraissent les plus remarquables, et nous n’entrerons nullement dans la description exacte qu'il donne des lieux et des conduites, parce quelle n’est nécessaire que pour le détail.

« La règle que Les vitesses de l'eau sont comme les racines carrées des hauteurs d'où elle tombe, ou, ce qui est le mente, des hauteurs de la colonne d’eau dont la charge fait couler l'eau inférieure, est extrêmement trompeuse dans les grandes conduites.

DANS LES TUYAUX, telles que celles de Versailles, qui vont quelquefois à plus de a,ooo toises. Si l’on jugeait par cette règle de la quantité d’eau qui doit venir, il y a tel cas où l’on trouverait tiO'j pouces au lieu des 10 l/a qui sont venus réellement à M. Couplet lorsqu’il en a fait l’expérience. Cest une différence presque du total.

■ Assez souvent la quantité d’eau est vingt ou trente fois moindre que celle que la règle promettait. Cette étrange diminution vient des frottements, du moins en grande partie. On voit, et on le devinerait sans expérience, que leur effet est d’aulanl plus grand que les conduites sont plus longues , les diamètres des tuyaux plus petits, les sinuosités ou coudes plus fréquents, les angles de ces coudes plus aigus, la vitesse de l’eau plus grande, mais on aura bien de la peine à savoir, seulement à peu près, la valeur de chacun de ces principes de diminution, et quels seront les résultats de leurs combinaisons différentes. >

Il est permis d’induire de cette citation qu’en 1732. nonseulement on ignorait les lois expérimentales de l'écoulement de l’eau dans les tuyaux de conduite, mais qu’on croyait à peine à la possibilité de les découvrir un jour.

Des hommes de science et de pratique se chargèrent successivement de démontrer cette possibilité.

Plus tard, de Prony, dont le nom restera toujours gravé dans la mémoire des ingénieurs et de tous ceux qui s’occupent de (pestions hydrauliques, arriva pour couronner l’œuvre.

Il s'arma de 5i expériences faites sur l’écoulement de l’eau dans les tuyaux de conduite :

7 par Couplet,

26 par Bossut,

1 8 par Dubuat, ce créateur de la science positive des eaux cou- 57 rentes, suivant la juste expression d’un homme qui a — rendu aussi de grands services à l'hydraulique, M. l’ingénieur en chef d'Aubuisson.

Puis, modifiant heureusement la formule de M. l'ingénieur Girard, formule qui avait été suggérée à ce savant par les belles

expériences de Coulomb sur la résistance des liquides, M. de

Prony arriva à l'expression bien connue

AtDy — au H- (3t)*,

dans laquelle

D = — le diamètre du tuyau, j — la pente par mètre, a — o, oooo 1733i4, j3 = o, 000 348 2090.

Telle est la formule employée par tous ceux qui ont à projeter ou à exécuter des distributions d'eau.

L’habileté incontestable des expérimentateurs, et l’autorité du nom dé M. de Prony l’ont rendue, pour ainsi dire, classique, et M. Mary, ancien ingénieur en chef des eaux de Paris, aujourd’hui membre du conseil général des ponts et chaussées, s’exprime ainsi, dans le cours qu’il professe 4 l’Ecole des ponts et chaussées, à l’occasion des tables qu’il a calculées d’après la formule précitée :

> Cette formule donne des débits plus faibles que ceux que l'on obtient avec des conduites neuves, la différence peut aller poulies gros diamètres jusqu'à ; de sorte qu’en faisant usage de ces

tables, on n’a pas à se préoccuper de l'effet de légers dépôts qui peuvent diminuer le diamètre des tuyaux et augmenter le frottement de l’eau. >

La sécurité des ingénieurs aurait donc dû être complète. Cependant M. Arago reçut, le 1 " octobre 1 829, de M. d'Aubuisson , ingénieur en chef des mines et auteur de la distribution d’eau de Toulouse, une lettre qu'il fit insérer dans le cahier de mars 1 83n des Annales de physique et de ch unie.

• Il est peu de branches des sciences physico-mathématiques, disait M. d’Aubuisson, plus importantes sous le rapport d’une application continuelle à la pratique que celle qui traite du mou-

DANS LES TUYAUX, veinent de l'eau dans les tuyaux de conduite; il en est peu en conséquence dont il importe plus de perfectionner les règles ou formules. Déjà quelques savants, entre autres Dubual, de Pronv et Eytelwcin, se sont occupés d'établir ces formules; mais ils les ont basées sur des expériences généralement faites sur d'assez petits tuyaux, et elles se sont trouvées en défaut lorsqu'on les a appliquées aux grandes conduites. Leurs résultats, comparés à ceux des expériences que Couplet avait faites, dans le dernier siècle, sur les conduites du parc de Versailles, ont présenté des anomalies considérables. De nos jours, les ingénieurs des eaux de Paris n’ont obtenu de la conduite qui alimente la fontaine des Innocents, que les deux tiers de l'eau indiquée par les formules.

«Celle du faubourg Saint-Victor ne leur a même donné que moitié; i! faut en conséquence que l’observation fournisse encore à la théorie de nouvelles données pour le perfectionnement de ses règles.

• L'établissement de nombreuses conduites dernièrement fait à Toulouse , sur lequel vous avez porté votre attention i votre passage dans celte ville, m’a mis à même de faire plusieurs expériences qui pourront servir à cet usage ; elles seront l’objet d’un mémoire particulier. Je me bornerai à remarquer ici que leurs résultats sont assez conformes à ceux des formules généralement admises, celles de MM. de Prony et EyteKvein , lorsque nous donnons peu de vitesse à l’eau dans une conduite en rétrécissant l'orifice de sortie à l'aide d’un ajustage, ou plutôt à l’aide d'une mince platine percée d’un trou de i ou a centimètres de diamètre; mais plus ce diamètre augmente, plus il y a de divergence, et lorsque la platine a été ôtée, le produit s’est trouvé d’un quart et d’un tiers moindre que celui des formules : d’où je conclus que , dans ces expériences, les résistances ont cru comparativement à la vitesse du fluide, dans un plus grand rapport que celui qui est admis dans le calcul (on y suppose que la résistance croit proportionnellement à tr1 -+- inv, m étant à peu près égal à o,o5Ô et v représentant la vitesse moyenne). >

Dl! MOUVEMENT DE L'EAU

• La disposition de quelques-unes de nos conduites a encore permis de faire des expériences d’une nature particulière. On mène l’eau sur les points principaux de la ville à l’aide de deux conduites égales en diamètre et placées l'une à côté de l’autre dans la même galerie (si une avait besoin de réparation, l’autre pourvoirait au service), de sorte que l’on peut à volonté donner l’eau aux mémos orifices ou bouches de sortie par une ou par deux conduites.

• J’ai fait connaître (dans mon petit Traité du mouvement de tenu dans les tuyaux de conduite, page 5i) une expérience de ce genre, faite de concert avec M. de Montbel, lorsqu'il était maire do Toulouse. L’eau, étant fournie au beau jet d’eau de la place Bourbon par deux conduites de o°, 16 de diamètre et 387 mètres de longueur sous une charge de 7“, 19, s’est élevée

à une hauteur de ti“,55

en n’employant qu'une conduite, 1 élévation n'était que de 5“,83 Le volume d’eau dépensé était d’environ o“,o 1 a cubes par seconde. C'est encore de quelques expériences île celte espèce que je vais vous entretenir. Elles m’ont paru d’un assez grand intérêt pour vous être communiquées, et même pour occuper une place dates vos Annales de physique et de chimie; vous en déciderex. Avant de les exposer, je rappelle le principe qui nous a dirigés, et je fais connaître les conduites sur lesquelles on a opéré.

• Admettons une conduite pleine d’eau eu repos; la charge ou pression sur chaque point des parois serait mesurée parle poids d’une colonne d’eau ayant pour hauteur la verticale comprise entre ce point et le niveau du fluide sur la tête de la conduite : en conséquence, si l’on perçait la paroi en differents points et qu’à chaque trou percé l’on adaptât un tube vertical, l’eau s’élèverait dans tous les tubes au niveau susmentionné. Supposons maintenant que le fluide se meuve dans la conduite et que le mouvement y soit parvenu à l’uniformité; si la conduite n’opposait aucune résistance au mouvement, lu pression sur chaque point ne serait diminuée que de la hauteur due à la vitesse du fluide vis-à-vis ce point, et la vitesse étant partout la même (à égalité de diamètre), toutes le*

diminutions de pression seraient égales, toutes les colonnes manomé triques baisseraient d’une égale quantité, et leurs extrémités supérieures seraient encore à un même niveau. Mais il n'en est pas réellement ainsi : la conduite, soit par le frottement contre les parois, soit par des étranglements, etc. oppose une résistance au mouvement; dès lors les colonnes fluides contenues dans les tubes faisant fonction de manomètres diminuent de hauteur depuis l’origine de la conduite jusqu’à son extrémité : et la différence de hauteur ou de niveau pour deux points pris à volonté indique la résistance que la conduite a opposée au mouvement entre ces deux points; en conséquence, si à l’extrémité d’une conduite on adapte convenablement un tube manométrique , la différence de niveau entre l’eau qu’il renferme et celle qui est sur le tube de la conduite exprimera la résistance de la conduite : ce sera la hauteur de la colonne d'eau, mesurant cette résistance. »

M. d’Aubuisson passe ensuite à la description de ces expériences, dont les résultats sont portés au tableau synoptique suivant :

KIVÉHOS

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