A TUBE OSCILLANT

Description de l'appareil.

Dans un mémoire que j'ai publié sur cette machine en 1862 {Journal de Mathématique de M. Liouville, 2« série, t. 7), j'ai rappelé que le 3 novembre 1850 je l'avais fait fonctionner à Sain1^Germaîn-en-Laye, en présence de MM. Gagniard de Latour, Clapeyron et de plusieurs autres personnes compétentes qui demeuraient alors dans cette ville. J'en avais déjà indiqué le principe dans le mémoire présenté à l'Institut en 1837, qui a été Tobjet des deux rapports dont j'ai donné plus haut des extraits. Le tube oscillant y était signalé. C'était un moyen de ne jamais boucher les sections transversales de manière à éviter les coups de bélier. J'avais publié depuis une note sur ce sujet intitulée Colonne oscillante à soupape cylindrique de grandes dimensions dans le bulletin de la Société Philomathique, séance du 19 février année 1842. Voir le journal V Institut. Mais ce fut seulement au mois de novembre 1850 que je trouvai le moyen de faire fonctionner cet appareil entièrement abandonné à lui-même en employant un principe nouveau de succion qui ne fut pas d'abord géné-

ralement admis par les ingénieurs. Voir pour les phénomènes dont i] s'agit la première partie de cet ouvrage pages 318 à 330 et pages 356 à 368. J'ai fait diverses communications sur ces phénomènes à la Société Philomathique depuis le 2 décembre 1850. Voir le journal F Institut.

Je vais reproduire le rapport fait par M. Combes en 1852 à la Société centrale d'Agriculture de France au nom de la section de mécanique agricole et irrigations sur le premier mo dèle dont il s'agit, qui avait été transporté dans un jardin maraîcher de Versailles. Il y a fonctionné pendant plusieurs années jusqu'à l'époque où le tuyau en zinc très mince n* 13 se trouva trop endommagé parce que les eaux qui alimentaient le bief supérieur étaient un peu corrosives. Comme on n'en avait pas besoin dans cette localité, je ne le fis pas reconstruire, d'autant plus qu'il avait été visité par un grand nombre de personnes qui s'étaient inscrites sur un registre et avaient constaté sa marche de jour et nuit. M. Rumeau, inspecteur général des ponts et chaussées, et M. Vauchelle, maire de Versailles, certifièrent d'ailleurs l'utilité de cet essai et la facilité de la mise en train. Il ne s'agissait au ïeste que d'une première étude bien perfectionnée depuis cette époque. Et si je reproduis d'abord le rapport de M. Combes c'est surtout à cause de la clarté avec laquelle il en donne la description. On y verra d'ailleurs avec quelle réserve il parle d'un principe de succion que j'avais signalé dans cet appareil, et cette réserve même vient à l'appui de la nouveauté de ce principe.

Quant au rendement, il y a deux conditions essentielles à considérer. Dans bien des cas c'est surtout l'extrême simplicité de l'appareil dont on aura à se préoccuper. Mais lorsqu'on aura très peu d'eau à sa disposition, il sera utile de savoir qu'on pourra, avec un même appareil, avoir dans certaines limites de débit, un rendement beaucoup plus grand que pour des quantités d'eau plus considérables. Ainsi, d'après les expériences dont on donnera plus loin le détail, on peut faire,

selon les conditions dont il s'agit, varier le rendement de 0,40 à 0,70 environ (1).

Rojppùrt de M. Combes sur les premières expériences de Versailles.

a M. de Caligny a adressé à la Société, le 20 janvier et le 2 mars de cette année, les descriptions de deux machines à élever ]'eau, tout à fait différentes des pompes et autres appareils connus destinés au même usage, et qui ne sont pas moins remarquables par la simplicité de leur construction que par la nouveauté des formes et du mode de fonctionnement. Nous ne vous entretiendrons aujourd'hui que de celle qui fait l'objet de la lettre du 20 janvier, parce que c'est la seule que nous ayons pu encore étudier, et qu'elle est, d'ailleurs, la plus importante des deux. Cette machine a pour moteur une chute d'eau; elle se compose, comme le bélier hydraulique de MontgolGer, d'un tuyau fixe qui prend l'eau d'une source ou bassin supérieur^ et d'un tuyau ascensionnel qui reçoit une partie de l'eau amenée par le tuyau fixe, laquelle vient se déverser au sommet de ce tuyau, tandis que l'autre partie s'est écoulée dans un canal de décharge. Ici finit l'analogie avec le bélier. Dans la machine de M. de Caligny, il n'existe ni soupape d'arrêt ni soupape d^ ascension-, partant, point d'arrêt brusque ni de choc de la colonne d'eau en mouvement contre les parois du tuyau. Lorsque l'eau ne doit être élevée qu'à une hauteur médiocre au-dessus du canal de décharge, le tuyau vertical ascensionnel est mobile. Il est suspendu, par sa partie supérieure, à l'un des bras d'un balancier dont l'autre bras est chargé d'un poids plus grand que le sien, et qui tend, par

(1) Il y a lieu d'espérer qu'on pourra augmenter encore le rendement en employant le frein hydraulique appliqué avec succès à récluse de TAubois, pour empêcher le tube mobile de rebondir. D'ailleurs la force vive de ce tube qu'il s'agit d'amortir d'une manière convenable, pourra sans doute être employée, pour les machines de grandes dimensions, à faire fonctionner au besoin une pompe dont le produit sera ajouté à l'eau élevée directement au sommet de l'appareil. On conçoit que cette pompe pourrait être disposée de manière àne faire éprouver une résistance notable que pour la partie de la course descendante du tube mobile où il est essentiel de diminuer la vitesse de cette course, afin que la percussion sur le siège soit insignifiante, la résistance étant d'ailleurs disposée de manière à ne pas s'opposer à l'adhérence du tube sur le siège quand il est y descendu.

conséquent, à le tenir souleyé jusqn^à une hauteur limitée par un arrêt Cxe. Lorsqu'il occupe cette position, il existe, entre son extrémité inférieure et Torifice du tuyau fixe, dont le bout se relève verticalement au-dessous du premier, un intervalle par lequel l'eau, venant du bassin supérieur, s'écoule dans le canal de décharge. A un certain moment, par suite d'une force qui se développe sous l'influence du mouvement de l'eau, et que M. de Galigny compare à une succion, le tuyau mobile descend, en soulevant le contrepoids, et vient s'appliquer, par un anneau dont il est garni à sa base, sur un siège formant rebord horizontal autour de Toriflce du tuyau fixe. Dans cette situation, il n'y a plus de solution de continuité entre les deux tuyaux ; la colonne d'eau en mouvement dans le tuyau fixe monte, en vertu de la force vive dont elle est animée, dans le tuyau ascensionnel, qu'elle remplit complètement, et vient se déverser, par son orifice supérieur qu'on a eu soin d'évaser, dans un récipient annulaire, duquel partent des tuyaux de distribution. Au moment où le déversement cesse, la totalité de l'appareil, composé des tuyaux fixe et ascensionnel, se trouve remplie d'eau à l'état de repos, et comme l'orifice du tuyau ascensionnel est audessus du niveau de l'eau dans le bassin supérieur, il se produit une oscillation en retour du tuyau ascensionnel vers la source ou bassin supérieur.

(( Si la hauteur et la capacité intérieure du tuyau ascensionnel sont convenablement proportionnées, l'oscillation en retour sera terminée, et la vitesse de la colonne d'eau redevenue nulle, au moment où la surface de l'eau sera arrivée, dans le tuyau ascensionnel, à peu près à la hauteur du niveau de Tcau dans le cana) de décharge. A cet instant, le tuyau ascensionnel est soulevé de nouveau par l'action du contre-poids; une nouvelle période de mouvement, entièrement semblable à la première, commence, et ainsi de suite indéfiniment.

« Pour mieux faire comprendre les circonstances et les causes du jeu régulier de la machine dont nous venons de donner une description générale, nous indiquerons les dimensions de la machine d'essai établie par M. de Galigny dans un jardin maraîcher des environs de Versailles, et que les membres de votre Section de Mécanique agricole ont vue fonctionner. Les produits de quelques petites sources sont retenus dans un bassin par une digue, au bas de laquelle est un fossé qui sert de canal de décharge. La hauteur des eaux dans le bassin au-dessus du canal est d'environ 0",70. Un tuyau en zinc de 1 1*,20 de longueur et 0^,20 de diamètre intérieur.

traverse la digue et reçoit Teaa da bassin par un orifice évasé, au devant duquel est placé un grillage grossier. Ce tuyau, couché horizontalement, ou avec une faible inclinaison, dans le fossé, se recourbe près du bout par un coude arrondi, de manière que l'axe ait la direction verticale ; son orifice d'écoulement se trouve à 0^,Z^ environ au-dessous du niveau de l'eau dans le fossé. Autour du bout relevé verticalement est un petit massif de maçonnerie, arasé horizontalement à la hauteur de l'orifice; le rebord de cet orifice, formant le siège sur lequel vient s'appliquer le collet en forme de bride, fixé à la base du tuyau ascensionnel, est dans le plan supérieur de la maçonnerie. Le tuyau ascensionnel est également en zinc; il a 2™,43 environ de longueur totale et un diamètre intérieur de 0"^,23. Le diamètre de son orifice inférieur est 0*^,20 comme celui de l'orifice du tuyau fixe sur lequel il doit s'appliquer exactement. A partir du bas est ménagé un évasement graduel qui porte le diamètre à 0°^,23, ainsi que nous l'avons dit. Son orifice supérieur par lequel l'eau doit se déverser, est évasé. Sa partie centrale, dans le haut, est occupée par un cylindre plein et fixe, de 0™,165 de diamètre, terminé en pointe vers le bas, qui descend jusques un peu au-dessous du niveau de l'eau dans le bassin supérieur, c'està-dire d'environ l'',14 dans l'intérieur du tuyau, et réduit la section de la colonne d'eau en mouvement, sur cette hauteur, à une surface annulaire de 0>^,i65 de diamètre intérieur et 0°>,23 de diamètre extérieur. La limite supérieure de l'excursion du tuyau mobile ascensionnel, ainsi que la quotité du contre-poids, peuvent être réglées à volonté. L'orifice inférieur est entouré, avons-nous dit, d'un collet qui doit s'appliquer exactement sur le siège formant rebord autour de l'orifice du tuyau fixe ; ce collet lui-même se prolonge en une surface annulaire, convexe vers le bas et à bords retroussés, comme le seraient ceux d'un parapluie renversé. Le diamètre total de ce bord en surface courbe est de 0^^,45.

a Lorsque la machine ne doit pas fonctionner, on arrête le balancier auquel sont impendus le tuyau mobile et le contre-poids, de manière à soulever ce dernier. Le tuyau mobile reposant alors sur son siège par l'effet de son propre poids, l'écoulement des eaux vers le canal de décharge est interrompu. Pour mettre la machine en jeu, il suffit de rendre la liberté au balancier, et, au besoin, d'agir avec la main dans le même sens que le contre-poids, pour .soulever le tuyau mobile. L'eau motrice sort alors par l'intervalle entre celui-ci et le tuyau fixe. Quand elle a pris une vitesse d'écoulement suffisante, le tuyau vertical, tiré vers le bas, descend en

soule?ant le contre-poids, s'applique sar son siège, et le fonctionnement est régulièrement établi.

« Dans Texpérience à laquelle nous avons assisté à Versailles, le jeudi 25 mars dernier, la hauteur de chute était de 0™,677; Teau était élevée à 1>»,05 au-dessus du niveau dans le bassin de retenue, et par conséquent, à 1"^,727 au-dessus du niveau dans le fossé servant de canal de décharge. Le rebord du tuyau fixe formant siège du tuyau mobile était de 0™,376 en contre-bas du niveau de Teau dans le fossé ; la levée du tuyau ascensionnel était limitée à 0*^,059. Giaqae période complète de mouvement de la machine durait régulièrement hait secondes, et fournissait un peu plus de 12 litres d'eau élevés à 1"^,05 au-dessus de la source. Le tuyau ascensionnel restait appliqué sur son siège pendant quatre secondes, temps pendant lequel Teau motrice n'allait point au canal de décharge. (D'après des observations postérieures qui ont été faites par M. de Caligny, en présence de plusieurs personnes, et qu'il nous a communiquées^ la durée de l'élévation du tuyau ascensionnel est de 0*,6 : il reste stationnaire au sommet de sa course pendant deux secondes, temps pendant lequel l'orifice d'écoulement vers le canal de décharge est complètement ouvert; enfin il emploie lv4 à redescendre.) Nous n'avions malheureusement aucun moyen de mesurer le volume d'eau dépensé à chaque période, et par conséquent nous ne saurions indiquer le rapport de l'effet utile au travail dépensé. Il est juste d'observer que la machine a été abandonnée, sans qu'on en ait pris soin, pendant tout Thiver, qu'elle a pu subir quelques avaries, qu'il est assez probable que les garnitures des collets des tuyaux fixe et mobile ne sont point en bon état et ne procurent pas une occlusion parfaite. M. de Caligny déclare que, dans des expériences faites avant l'hiver^ le volume d'eau élevé sous la même chute, à chaque période, était de i6 litres au lieu de 12, ainsi que nous l'avons trouvé. La diminution du produit serait la conséquence des avaries. Nous n'avons pu vériOer ces faits.

« Revenons maintenant sur les circonstances et les causes du jeu de la machine, et à cet effet considérons d'abord l'appareil au moment oh le déversement vient de cesser à la partie supérieure du tuyau ascensionnel et où l'oscillation en retour vers la source va commencer. Il est aisé de reconnaître que, en raison des dimensions que M. de Caligny a données au vide intérieur du tuyau ascensionnel, cette oscillation en retour doit se terminer à très-peu près, lorsque la surface de l'eau, dans le tuyau vertical, est arrivée an niveau ou un peu au-dessous du niveau de l'eau dans le fossé de

décharge. A ce moment, si le tuyau ascensionnel est exactement équilibré par le contre-poids, il doit commencer à se soulever; car il n'existe plus, dans son intérieur, une colonne d'eau qui, par sa pression sur la paroi évasée contigué à son oriûce inférieur, tende à le maintenir appliqué sur son siège; 11 se lève lentement, puisqu'il emploie à peu près 6/ 10 de seconde à parcourir 0^,06. Il reste stationnaire au sommet de son excursion pendant deux secondes; Torilice d'écoulement est alors ouvert en plein ; l'eau s^écoule au fossé de décharge avec une vitesse graduellement croissante (on peut s'assurer, par le calcul, que sa vitesse Gnale doit être à peu près de i*,146 par seconde). Alors se manifestent les effets de cette force qui sollicite le tuyau ascensionnel vers le bas, et le détermine à descendre, force qui procure^ en réalité, le jeu spontané de la machine, et donne à l'œuvre de M. de Galigny un caractère incontestable de nouveauté. Elle peut être due en partie à l'ascension de l'eau jaillissante du tuyau fixe dans le tuyau ascensionnel, qui presse, en vertu de son poids et du mouvement curviligne des filets, la paroi intérieure évasée contiguë à l'orifice; mais elle a aussi sa sonrce dans l'action que l'eau, qui s'écoule dans le canal de décharge exerce sur le rebord, en forme de parapluie renversé, adapté autour du collet inférieur du tuyau ascensionnel. L'infiuence de ce rebord a été constatée par les expériences directes de M. de Galigny. Il fait remarquer que le fait dont il s'agit a des analogues dans le phénomène de la diminution de pression sur les parties voisines des bords de la face antérieure d'un prisme exposé au choc d'une eau courante, qui a été observé par du Buat, et dans celui de la pression dite négative^ cause de l'augmentation de dépense par les ajutages coniques divergents. Quoi qu'il en soit des causes que nous ne voulons pas discuter ici, la force développée est progressivement croissante, ainsi que le prouve la lenteur avec laquelle le tuyau descend, en soulevant le contre-poids; il met 1»,4 à parcourir 0",06. Cette lenteur est à la fois un avantage et un inconvénient : un avantage^ parce qu'elle prévient des chocs destructeurs; un inconvénient, parce que l'eau, continuant à couler dans le canal de décharge par un orifice qui devient de plus en plus petit, prend une vitesse qui approche de plus en plus de celle qui est due à la charge totale de l'eau en amont de cet orifice. La chute de l'eau qui est sortie par un orifice rétréci contribue ainsi très peu à augmenter la vitesse de la colonne contenue dans le tuyau et, par suite, est à peu près entièrement perdue pour l'effet utile. Il nous parait donc certain que, si la descente du tuyau était rendue plus rapide comme elle le serait par

la suppression momentanée, totale ou partielle, du contre-poids, l'effet utile de la machine serait sensiblement amélioré.

u M. de Galigny a construit, à Taide d'un fonds peu considérable mis à sa disposition par M. le Ministre des Travaux publics, une machine d*essai de très grande dimension semblable à celle de Versailles, et Ta appliquée à relever, dans le bief supérieur d'un canal, une partie de Teau provenant de la vidange du sas. Les essais ont été faits près de Saint-Lô, sur la Vire canalisée. Le tuyau de conduite avait ici il mètres de longueur et 0*^^625 de diamètre; le diamètre du tuyau ascensionnel était de 0™,73. Tous deux étaient en zinc. La machine a fonctionné régulièrement, sans choc nuisible. Les essais ont été interrompus par la saison rigoureuse.

« Les détails dans lesquels nous sommes entré mettent en évidence le caractère de nouveauté propre à la machine imaginée par M. de Galigny, et la simplicité extrême de sa construction, qui nous paraît surtout devoir lui mériter les suffrages de la Société d'Agriculture; ils montrent aussi les études et les expériences nombreuses^ qui restent à faire à l'inventeur, pour déterminer les formes les plus avantageuses des diverses parties de sa machine, les conditions les plus favorables à son établissement sous diverses chutes et pour des élévations d'eau à des hauteurs plus ou moins considérables par rapport à la chute motrice, enfin le rapport du travail utilisé au travail dépensé dans chaque cas. Nous avons l'espérance qu'il complétera son œuvre, et nous vous proposons de lui décerner, à titre d'encouragement, votre médaille d'or à l'effigie d'Olivier de Serres, pour l'invention de la machine à élever l'eau, dont il a établi un spécimen, qui fonctionne régulièrement dans un jardin maraîcher, boulevard SaintrAntoine, 23, près Versailles, en lui réservant d'ailleurs, tous ses droits pour l'avenir, aux récompenses d'un ordre plus élevé, dont la Société dispose. Ces conclusions sont adoptées. »

Voici la légende des figures relatives à ce système.

Figure 23, planche VIII, état de repos, ABCD tuyau de conduite fixe. EFGH tuyau en tôle mobile guidé parles tiges IKLM. NO flotteur qui lui est attaché. PQ réservoir recevant Teau élevée. R bief d'amont. R' bief d'aval. SS poignées pour leverle tuyau mobile. T pièce fixe cylindrique en bois. YZ armature en fer reliant la pièce fixe T aux guides XXX, le diamètre du tuyau EFGH est plus grand que celui de l'extrémité EF.

l'eau qa'il contient presse la couronne £F et le tient fermé. Le niveau de PQ est au-dessous de GH. Le tuyau ABGD doit être assez long.

Figure 24. Le tuyau mobile est levé^ il reste soutenu par le flotteur, Teau du bief d'amont s'échappe par Tespace annulaire UU, le niveau W dans ce tuyau est descendu près du niveau R', parce que la colonne liquide du tuyau de conduite a résisté par son inertie à la pression du bief d'amont. Ce niveau VV se relève jusqu'à une certaine hauteur dépendant du degré de vitesse qu'on laisse prendre à Teau motrice, mais cela se fait graduellement. Enfin quand cette vitesse est assez grande^ le tuyau mobile redescend en vertu d'un phénomène de succion à contre-courant, sur lequel j'ai donné des détails dans le première partie. La pièce fixe T permet d'augmenter la hauteur de versement et même l'effet utile dans certaines limites.

Figure 25. Le tuyau mobile étant revenu dans sa "position première, l'eau s'élève en vertu de sa vitesse acquise, et se déverse au sommet, à une hauteur dépendant de la section de ce tuyau restée libre autour de la pièce T. Il se fait ensuite une oscillation en retour. Le tuyau vertical se vide, et lorsque le niveau est redescendu à une certaine profondeur au-dessous de celui du bief d'amont, le tuyau mobile se relève comme dans la figure 24 n'étant plus assez retenu par la pression sur la couronne EF.

Figure 26. Coupe horizontale. XXX guides verticaux. III tiges attachées au tuyau mobile et glissant le long des guides.

Figure 27. Forme rustique de Tappareil sur laquelle a été fait le rapport de M. Combes, il est avec balancier ABC sans flotteur, sa collerette relevée extérieurement comme une sorte de parapluie renversé, étant traversée par des guides fixes verticaux CD (voir aussi pour le balancier la figure 14). Cette forme de l'appareil est celle qui a été spécialement étudiée. Le système sans autre pièce mobile qu'un tube avec flotteur n'a été essayé qu'en petit.

Principes d'une autre forme de l'appareil à oscillation de hauteurs indéfinies, sans retour sensible vers le bief d'amont.

Je suppose que le tube oscillant, au lieu d'être à Textrémité du système, puisse communiquer alternativement avec un tuyau placé en aval et montant beaucoup plus haut que le niveau du bief d'amont. Au lieu de verser Teau par le sommet du tube mobile, on pourra produire une oscillation latérale dans le tuyau dont je viens de parler. De sorte que ce sera par ce dernier que Teau élevée passera en définitive. Soit que l'on interrompe alternativement la communication avec le tube d'amont, soit que celui-ci ait une assez grande longueur pour que la colonne d'eau qu'il contient fasse, en temps utile, fonction de soupape, il est clair que Tappareil peut manœuvrer comme je viens de l'expliquer, le tube vertical mobile pouvant être convenablement vidé par une oscillation latérale dans le véritable tuyau d'ascension. On supposera d'abord que celui-ci peut être en temps utile fermé d'une manière quelconque.

Il est à remarquer que les choses pourraient ainsi être disposées de manière à éviter une perte de temps qui provenait d'une oscillation en retour. Mais, comme je l'ai dit ci-dessus, il est très intéressant de n'avoir que des soupapes gardant l'eau dans un seul sens. Il s'agit de voir pour quelles conditions cela est possible.

Je suppose d'abord qu'on veuille élever l'eau par le sommet du tube mobile, et que celui-ci soit disposé vers le milieu d'un tuyau de conduite horizontal, débouchant à ses deux extrémités dans des réservoirs au niveau du bief d'amont. Chacune des deux parties du tuyau horizontal aura, par hypothèse, un clapet ayant pour but d'empêcher l'eau de revenir en arrière.

Si, après avoir levé le tube vertical une première fois, on le laisse se baisser en temps utile, Teau montera d'abord jusqu'au niveau du bief supérieur. On fait préalablement abstraction du mouvement de Teau dans le coude et des résistances passives. Le liquide continuant à monter tendra par la réaction à diminuer la vitesse de la colonne liquide d'amont, et à en produire de plus en plus en aval, jusqu'à ce que les vitesses soient égales dans ces deux parties, le tuyau vertical étant d'abord par hypothèse indéfiniment prolongé. La colonne liquide commencera alors à descendre. Elle agira sur la partie d'amont pour tendre à la réduire au repos, tandis qu'elle augmentera la vitesse de l'eau dans celle d'aval. On conçoit qu'abstraction faite des causes de déchet, toute la force vive de la colonne liquide d'amont pourrait passer dans l'autre. La hauteur obtenue dans le tube vertical augmentera dans des limites très étendues avec la quantité d'eau sortie à chaque période au bief inférieur. Il est facile de voir que, s'il n'y avait pas de cause de perte de force vive, la hauteur obtenue à chaque période dans le tube vertical serait proportionnelle à la racine carrée de la quantité d'eau passée au bief d'aval pendant cette même période dans certaines limites. On voit, d'après cela, qu'il tend à se faire une oscillation descendante d'autant plus profonde que la quantité dont je viens de parler sera plus considérable et qu'elle pourrait par conséquent descendre, si l'on voulait, à des profondeurs bien plus grandes que celle du niveau du bief inférieur. On peut demander si ce résultat ne serait pas empêché par l'eau, pouvant revenir du tuyau d'amont à partir de Tépoque oh la colonne liquide commence à descendre au-dessous du niveau du bief supérieur. Mais la colonne liquide verticale pouvant, comme je viens de l'expliquer, descendre d'une hauteur bien autrement grande que celle de ce niveau, l'eau qui pourra venir du bief d'amont n'aura le temps d'occuper qu'une petite fraction de la partie du tube vertical comprise au-dessous de lai.

On conçoit, d'après ce que je viens d'expliquer, qu'au lieu de faire descendre la colonne liquide bien au-dessous du niveau du bief d'aval, on peut la faire verser par une oscillation latérale beaucoup au-dessus du mveau d'amont. Il ne sera pas nécessaire, comme je l'avais supposé provisoirement, d'avoir une soupape gardant l'eau dans les deux sens. Il suffira que l'eau élevée par une oscillation latérale soit empêchée au moyen d'un clapet de revenir en arrière.

Ces effets peuvent être variés par le choix du rapport entre les parties d'amont et d'aval du tuyau de conduite. Il sera très convenable que le tuyau de décharge supérieur soit en général graduellement évasé. Quant au clapet du tube d'amont il y a lieu d'espérer qu'on pourra le supprimer. La disposition dont je viens de parler est moins simple que celle qui est décrite dans le rapport précédent. Mais elle a l'avantage d'éviter les oscillations en retour et même de faire en sorte que l'eau ne se repose jamais dans le tuyau de conduite. Cela est intéressant notamment pour les cas où Ton a non seulement à élever de l'eau mais à la conduire à de grandes distances. Enfin cela permet d'avoir un débit plus grand avec des tuyaux de conduite de diamètres moindres.

Il ne faut pas se dissimuler que le travail perdu en résistances passives par l'oscillation latérale dépassera beaucoup celui qui serait absorbé par une oscillation en retour vers le bief d'amont, si l'eau élevée se versait par l'extrémité du tube mobile. En effet, dans ce dernier cas, les choses sont disposées de manière que l'oscillation descendante ait seulement à vider ce tube jusqu'au niveau du bief inférieur. C'est aussi seulement jusqu'à ce niveau que le tube mobile doit se vider quand l'eau élevée se verse par une oscillation latérale. Mais alors l'amplitude de l'oscillation descendante est bien autrement considérable puisque, sauf les résistances passives, la colonne d'eau devrait se transporter aussi à la hauteur de son centre de gravité. Or celui-ci est à la hauteur à laquelle l'eau doit être élevée au lieu d'être à celle du niveau d'amont.

Si, toutes choses égales d'ailleurs, le travail qui serait nécessaire pour conserver les vitesses comme s'il n'y avait pas de causes de déchet, est proportionnel au cube de l'amplitude de rosciliation, d'après ce gui a été dit dans la première partie, on voit immédiatement qu'il y a dans cette disposition, outre la nécessité d'ajouter un clapet de retenue, une cause notable de déchet qui n'existe pas dans l'appareil à tube oscillant avec oscillation en retour vers le bief d'amont. Il est donc bien entendu qu'il s'agit spécialement des cas où Ton a à conduire de l'eau à de grandes distances au lieu d'avoir seulement à l'élever et que l'appareil, tel qu'il a fonctionné aux expositions universelles de 1855 et 1867, doit être, en général, préféré.

Appareil versant de l'eau à plusieurs hauteurs par des tubes latéraux.

Il y a une autre modification qui semble très pratique. Je veux parler du cas où l'on aurait à élever de l'eau à plusieurs hauteurs ou au moins à deux différentes. L'eau peut se verser en partie au sommet du tube vertical mobile, et en partie par un tube latéral ou plusieurs tubes latéraux ayant des clapets de retenue. En effet, les longueurs développées de ces tubes peuvent être calculées de manière que l'eau, en montant dans le tube vertical au-dessus des autres points de versement, n'y fasse arriver le liquide qu'avec des vitesses ne dépassant pas certaines limites. Quand l'eau se sera versée au sommet du tube vertical, elle tendra à faire une oscillation en retour. Or les choses peuvent être combinées avec le mouvement de l'eau dans les tubes latéraux, dont les clapets y empêcheront d'ailleurs au besoin le liquide de revenir en arrière, ainsi le tube vertical peut être vidé par une oscillalion en retour qui lui permettra de se relever en temps utile, et ainsi de suite indéfiniment. 11 est à remarquer que le mou-

vement de Teau dans les tubes latéraux dont il s'agit contribuera à vider le tuyau vertical si, à cause de la longueur de ces tubes, il s'y trouve encore des vitesses quelconques à l'époque où le niveau de la colonne liquide oscillante sera descendue au-dessous de celui du bief d'amont.

Considérations théoriques. — Influence des quantités d'eau motrice sur le rendement.

Ces considérations ont une très grande analogie avec celles des pages 771 à 773. Cependant le cas est moins simple, notamment parce que Je mode d'introduction de Peau sous une soupape annulaire automatique dans l'appareil pour les épuisements dont il s'agissait, laisse plus de liberté pour allonger le tuyau de conduite que le phénomène de succion à contre-courant employé pour la machine, objet spécial de ce chapitre. Si Ton fait provisoirement abstraction de ce détail, il est facile de voir que le travail qui serait nécessaire pour conserver les vitesses de l'eau pendant l'écoulement au bief inférieur et pendant le versement au sommet de l'appareil, comme s'il n'y avait pas de résistances passives, serait proportionnel, à chaque période, au carré du volume d'eau motrice descendu au bief inférieur dans cette même période. De sorte que le rapport de cette quantité de travail à ce volume d'eau serait encore pour cette machine en raison directe de celui-ci, malgré les différences dans les coefficients des résistances passives.

Nous savons qu'abstraction faite de toute élévation d'eau, il faut d'abord que l'oscillation soit entretenue dans ce genre d'appareils. Le travail qui serait nécessaire pour cela peut donc être considéré comme une constante. Ainsi voilà encore pour cette machine, une quantité, dépendant d'ailleurs de la forme du tube d'ascension et de la pièce fixe disposée à son

intérieur,' qui sera en raison inverse de la quantité d*eau motrice dont il s'agit.

Quant au surcroît de travail en résistances passives provenant pendant Tascension, jusqu'à ce que le sommet du fcube soit atteint, de la vitesse qui était acquise avant l'interruption de Técoulement au bief d'aval, si l'on admet qu'il est proportionnel au quarré de cette vitesse acquise, proportionnel lui-même à peu près à la quantité d'eau motrice descendue, il ne pourra pas servir à déterminer le volume d'eau qui conduira au maximum de rendement.

On retrouverait donc des conditions analogues à celles qui ont été signalées pour l'appareil d'épuisement précité. Mais on ne doit pas se dissimuler que les conditions, abstraction faite même des différences résultant du mode de succion et de la pièce fixe centrale, sont moins simples à divers égards. Pendant l'écoulement de l'eau motrice au bief d'aval, la percussion du liquide de bas en haut soutient, dans le tube mobile^ une petite colonne d'eau, dont la hauteur augmente graduellement et qui, dans le cas où cet écoulement serait très prolongé, pourrait même remplir une partie considérable du tube comprise au-dessous du niveau d'amont.

Avant d'entrer dans plus de détails, il est intéressant de reprendre l'examen du cas le plus simple, étudié pages 771 et 773. La démonstration donnée, page 480, d'une formule fondamentale pour ce genre de recherche a été d'abord présentée seulement comme la vérification d'un résultat supposé connu. Or, il n'est pas sans quelque intérêt, relativement à toute cette classe d'appareils, de montrer par l'exemple le plus simple, celui d'une machine pour les épuisements précitée, comment la question peut être posée de manière à être résolue directement au moyen du calcul différentiel. Gela offre d'ailleurs l'avantage d'indiquer quelques propriétés secondaires, et de montrer comme on peut traiter d'une manière analogue diverses questions.

Si Ton suppose, pour simplifier, la chute motrice égale a l'unité, le travail dépensé à chaque période sera e^cprimô par la quantité x du poids de l'eau descendu en aval dans cette même période. Dans l'hypothèse où il n'y aurait pas de cause de déchet, le travail recueilli serait aussi exprimé par x. Mais, ainsi que je l'ai expliqué ci-dessus, celui qui serait nécessaire pour conserver les vitesses, comme s'il n'y avait pas de causes de déchet pendant l'entrée de l'eau motrice et pendant celle de l'eau à épuiser, serait proportionnel à a;*. Nous avons vu qu'à chaque période il y a une même quantité c de travail indispensable pour entretenir l'oscillation. Une autre quantité de travail proportionnelle à x serait nécessaire, comme je l'ai expliqué aussi, pendant la descente depuis le niveau supérieur au niveau de l'eau à épuiser, pour conserver les vitesses comme s'il n'y avait pas de déchet.

Dans le cas où toutes les résistances passives seraient considérées selon les hypothèses précitées, le rendement serait, en désignant par B et D deux coefficients constants,

x — Ba?^ — Dx — c

> il est bien entendu que toutes ces quantités représentent des nombres.

Difl'érentiant et égalant la différentielle à zéro, on trouve que pour obtenir le maximum du rendement il faudrait avoir Bx* = c. La quantité d'eau motrice dépensée à cl)aque période serait proportionnelle à la racine carrée de la constante. Je n'entrerai pas ici dans les détails de ce genre. L'essentiel était de trouver directement un résultat, signalé et développé d'ailleurs d'une autre manière ci-dessus, ce qui confirme bien la règle suivante. Le travail perdu exprimé par la constante c doit être, dans ces hypothèses, égal à la quantité de travail perdu pendant l'entrée de l'eau motrice et pendant l'entrée de l'eau à épuiser.

Ainsi que je l'ai expliqué pour d'autres appareils, cette règle ne doit pas être appliquée sans réserve, notamment à cause de la manière dont les résistances passives sont dimi-

nuées par la raison même qu'elles diminuent les vitesses de Teau.

11 faut pour la machine, objet spécial de ce chapitre, avoir égard à d'autres conditions indiquées ci-dessus, d'autant plus que la pièce centrale fixe modifie les vitesses avec lesquelles se fait le versement au sommet du tube. Quant à cette dernière considération, on peut évidemment en tenir compte. Il est d'ailleurs facile de voir que, dans des limites assez étendues, la règle précédente convenablement interprétée peut guider les constructeurs d'une manière utile. Ainsi on est conduit à penser, pour un appareil de grandes dimensions essayé aux anciens bassins de Ghaillot, que les quantités d'eau, qui auraient donné le maximum de rendement, auraient dû être moindres que celles qui ont été employées le jour d'une expérience officielle dont je vais parler. C'est précisément le contraire de ce qu'on croyait avant que j'eusse développé cette théorie. Je donnerai plus loin le détail d'autres expériences qui confirment cette indication.

Quant à la longueur du tuyau de conduite, on sait par expérience qu'elle doit être assez grande par rapport à la hauteur de chute, et il convient, comme je l'ai dit pour un autre appareil, page 779, qu'elle ne soit pas moindre que celle qui conduirait au maximum de rendement pour des conditions données de vitesses d'eau motrice descendant au bief d'aval. Les considérations de ce genre ont une grande analogie pour plusieurs de mes appareils, en tenant compte de quelques différences dans le mode d'action des phénomènes.

On ne doit pas se dissimuler, pour plusieurs de mes systèmes, que la question est un peu compliquée par les phénomènes de succion, employés pour obtenir une marche automatique. J'ai dit quelques mots du genre de difficultés qui en résultent pour des calculs analogues à ceux dont il s'agit. Voir les pages 693, 694 et 697. Il est donc à remarquer qu'il ne s'agit ici que de bien indiquer la marche des résultats, et

les limites dans lesquelles on pourra être guidé par une règle très simple, mais qu'il faut savoir interpréter. Quant à là quantité c^ elle ne résulte pas seulement du frottement et des autres causes de déchet indiquées ci-dessus, mais aussi du travail nécessaire, à chaque période, pour faire alternativement relever et redescendre le tube mobile. Cela dépend de phénomènes de succion encore peu connus surtout relativement à cet appareil. Une remarque analogue doit être faite relativement à plusieurs autres machines de mon invention, pour lesquelles jene Tai peut-être pas assez signalée. Elle a plus ou jnoins d'importance, à cause des divers phénomènes de succion qui servent à les faire fonctionner, des différences dans l'inertie des masses solides à mouvoir alternativement, etc. On voit que ce n'est pas sans réserve qu'elle peut être considérée comme une constante.

Expériences sur le rendement de l'appareil.

Je dois d'abord transcrire le procès-verbal d'une expérience en grand sur la forme de l'appareil objet du rapport précédent de M. Combes. Je donnerai ensuite la description des expériences faites depuis cette époque, et qui permettent d'augmenter beaucoup le rendement dans certaines conditions.

Note de M. Corot sur des expériences faites par M. de Caligny aux bassins de Ckaillot,

« Dans le courant de rannée 1852, M. de Caligny fit établir dans (( riiQ des anciens bassins de Chaillot un appareil hydraulique de « son invention. Cet appareil se composait d'abord d'une conduite u ayant une longueur développée de 38 mètres et disposée en grande a partie horizontalement sur le fond du bassin; la conduite était « formée par des tnyaux en fonte de 0",00 de diamètre intérieur.

• L*oDe des extrémités de la condaite se relevait à angle droit et « pénétrait verticalement dans le fond d'une cuve en bois de S'^iO « de diamètre, et placée de manière à pouvoir être remplie à une « hauteur d'environ 1™,50 au-dessous du niveau d'un réservoir

• voisin du premier, et qui servait de bief supérieur pour Talimen- » « tation de la machine ; l'autre extrémité de la conduite se relevait

« également à angle droit jusqu'à un plancher horizontal en bois, « établi dans le bassin, où était placée la conduite; au niveau de ce « plancher une rondelle en cuivre ajustée et de O'^BT de diamètre u était iixée sur la bride en fonte, terminant la partie verticale de « la conduite de 0*,60 de diamètre. Sur la rondelle en cuivre repoa sait librement un tuyau également en cuivre, et portant à sa « partie inférieure une rondelle pareille à celle qui était fixée sur a la conduite en fonte ; ce tuyau en cuivre s'évasait en remontant a sur une longueur de 0™,50 et en passant d'un diamètre de O'jod « à un diamètre de (r,78; ce dernier diamètre était conservé sur <( une longueur de l'jOO, puis raccordé au moyen d'une partie co- « nique de 0*,30 de longueur avec un tuyau d'un diamètre de O'^ôT , « persistant sur une longueur de 1™,70. Enfin, le tuyau qui avait Il 5 mètres de hauteur totale se terminait à sa partie supérieure par 0 un entonnoir de 0",60 de hauteur et de 0™,88-de diamètre à son a extrémité la plus élevée; sur cet entonnoir était fixée une cu- « vette annulaire munie d'une goulotte, au moyen de laquelle l'eau « remontant dans le tuyau vertical était versée dans un réservoir (c indépendant.

u A la partie inférieure du tuyau vertical était fixé un cône en « forme de parapluie renvei*sé de 0*°,415 de longueur suivant la « génératrice et se relevant verticalement à la circonférence extô- « rienre de 0",i5.

« Le tuyau vertical, reposant librement sur l'extrémité de la con- « duite en fonte avec laquelle il faisait joint par le moyen des ron- « délies en cuivre, pouvait être soulevé par l'intermédiaire d'un « balancier à l'un des bouts duquel il était fixé et qui portait au « bout opposé un contre-poids équilibrant et au delà le poids du « tuyau.

tt Pour mettre l'appareil en mouvement, il fallait commencer à «( soulever à la main le tuyau vertical en agissant sur l'extrémité du « levier indiqué précédemment; l'eau alors se mettait à couler en a vertu de la charge motrice entre l'extrémité de la conduite en a fonte et le bout du tuyau mobile soulevé. Après le temps néces- « saire pour que la veine sortante atteignit la vitesse convenable,

« on laissait retomber le tujaa mobile sur le tnyau fixe; Tintervalle a se fermait; Técoulement s'arrêtait, et l'eau, en vertu de la vitesse 0 acquise, s'élevait dans le tuyau vertical, de manière à déverser « par-dessus les bords de ToriGce supérieur. Puis, la vitesse d'ascena sion venant à cesser, la masse d'eau contenue dans le tuyau mo- « bile refluait par la conduite en fonte vers le bief supérieur. Dès « que le tuyau mobile était convenablement évacué par l'eau, c'est- « à-dire quand le niveau dans ce tuyau était devenu inférieur an a point où commence le renflement, le contre-poids placé à l'eztré- « mité du balancier, et qui était plus lourd que le poids du tuyau « vide, faisait remonter ce tuyau, et l'ouverture annulaire au-des- « sus de la conduite en fonte se trouvait de nouveau démasquée ; <( l'écoulement recommençait, et quand une certaine vitesse était (( atteinte, un phénomène de succion, dû probablement à l'augmen- « tation de vitesse de la veine fluide, s'échappant entre les surfaces (c du parapluie renversé et du plancher, déterminait une attraction « de haut en bas, qui devenait supérieure à l'excédant du contre- 0 poids, et précipitait le tuyau mobile sur l'orifice de la conduite « en fonte. Le tuyau mobile, quand le mouvement de retour de la « colonne liquide précédemment indiqué avait eu lieu, était de « nouveau soulevé par le contre-poids, et ses alternatives de <f montée et de descente se produisaient d'elles-mêmes et réguliè- « rement.

« Dans le courant de l'année 1853, une expérience eut lieu en « présence de M. Dupuit, alors ingénieur en chef, directeur du ser- K vice municipal de la ville de Paris ; de MM. Piobert, Combes et c< Cagniard de Latour, membres de l'Institut; de M. Guichard, insce pecteur général ; de M. Bélanger, ingénieur en chef des Ponts et a Chaussées, et de M. Corot, ingénieur civil. L'expérience fut pro- <f longée pendant une heure; la chute moyenne^ conservée sans va- « riation trop notable, était de 1™,74 entre le niveau moyen dans « la cuve de prise d'eau et le niveau du bief d'aval; la hauteur as- <c censionnelle était de 2^p2 entre le point de versement à la partie « supérieure du tuyau mobile et le niveau dans la cuve de prise c( d'eau ; la quantité d'eau élevée fut de 85 mètres cubes et la quan- « tité d'eau dépensée fut de 355 mètres cubes, d'où résulterait un « efifet utile de 0,34 (1) du travail moteur en eau élevée.

<1) Il y a une légère faute de trauBcription dans un chiffre de TefFet utile qui serait, d'après les données admises dans le procès- verbal, de 0,37 au lieu de 0,34. On trouve en effet 2,72 X 85 = 231,20 et

« Il convient d'ajoater qu'indépendamment de Timperfection in- « sèparable de l'installation d*un appareil d'essai, denx circonsu tances surtout ont dû amoindrir le résultat utile. D'abord le ver- « sèment, par la partie supérieure du tuyau mobile, avait lieu « précisément pendant la période d'abaissement du niveau dans ta « cuve, et comme l'abaissement total était d'environ 0",44, il aurait « probablement été convenable d'augmenter la hauteur de versec ment de la moitié de l'abaissement dans la cuve, soit de 0,22, et a cette hauteur aurait été de 2,94, au lieu de 2,72.

« Puis il n'a pas été possible d'obtenir le volume d'eau sur lequel « on avait cru pouvoir compter. II en est résulté que les organes « de l'appareil avaient des dimensions trop considérables; il a « fallu, pour y remédier autant que possible, insérer dans le tuyau K mobile une pièce de bois destinée à diminuer sa section libre. Il « est inûniment probable qu'il en est résulté un trouble préjudi- « ciable pour le rendement.

€ Paris le 27 mai ^858. Stgné : J. Corot, ingénieur civil, ex-inspec- « teur Ties machines du service municipal de la ville de Paris.

« Vu et approuvé par le soussigné, ancien directeur du service a municipal. Paris, le 28 mai 1858. Signé ; Dcpuit.

« Je certiûe que j'ai assisté à l'expérience dont les résultats sont tt rapportés dans cette Note et qu'elle contient un exposé exact des a faits observés. Stgné : Gh. Combes. r>

Observations sur quelques détails de ces expériences.

En général, quand le bassin servant de bief d'amont n'a pas assez d'étendue pour que le niveau ne soit pas assez sensiblement constant, il faut tenir compte de ce que, pour tous les appareils de ce genre, c'est-à-dire seulement pour ceux où la force vive s'emmagasine dans une colonne liquide d'une manière analogue à ce qui se passe dans le bélier hydraulique avant la fermeture de la soupape d'arrêt, la vitesse dans cette colonne liquide augmentant graduellement, il se débite plus

355x1,74 = 617,70. L'effet utile serait donc, d*après ces données de 0,37 plus une fraction. — Un 4 a été mi? sans doute an lieu d'un 7 dans la copie. {Note de t Auteur,)

d'eau, pour quune vitesse donnée soit obtenue, à l'époque où le niveau est baissé dans cette espèce de bief d'amont qu'à l'époque où il y est le plus élevé. Il en résulte que la véritable moyenne des hauteurs dok Veau motrice descend est moindre que la moyenne des hauteurs du niveau dans ce bief d'amont au-dessus du niveau d'aval, depuis l'origine du mouvement jusqu'à l'époque où la vitesse de sortie au bief d'aval est arrivée à son maximum.

Connaissant à peu près la manière dont la vitesse de sortie de l'amont à Taval varie à chaque instant, il est aisé d'en conclure approximativement la hauteur véritable d'où le centre de gravité de l'eau motrice descend au bief d'aval.

Quand le niveau de ce dernier bief n'est pas non plus constant, il est juste aussi de tenir compte de ce que cela influe sur la véritable hauteur de chute comparée à ce qu'elle serait si ce bief était indéfini. Si la chute diminue, il faut à chaque période plus d'eau pour engendrer une vitesse donnée, et il en résulte que la chute motrice moyenne est moindre que la moyenne entre les hauteurs du niveau d'amont, supposé indéfini, au-dessus du niveau d'aval.

Quant à l'expérience précédente, si ces considérations oill peu d'importance, elles viennent cependant à l'appui de ce que dit le procès-verbal, que, dans le calcul de l'effet utile, on devrait admettre, par suite des variations de niveau, une notable augmentation dans le chiffre du résultat définitif tel qu'il le donne. Or, comme je l'ai indiqué en note par un calcul d'arithmétique sans y attacher d'importance, il y a une légère faute de transcription, de sorte qu'on peut admettre en nombre rond, d'après le procès-verbal, un effet utile (tau moins 40 pour 100 en eau élevée, dans l'expérience dont il s'agit, en tenant compte de ce qui a été expliqué surtout relativement aux divers effets de la baisse du niveau dans la cuve.

La pièce de bois fixe destinée à rétrécir les sections du tuyau vertical n'avait pas été unie et taillée avec assez de soin, étant

formée en partie de planches clouées sur un arbre de section quadrangulaire de 0",30 sur 0",285. Elle s'enfonçait d'ailleurs trop profondément dans le coude, où le diamètre de la partie inférieure arrondie en pointe était encore de 0",14 à la bauteor de Torifice de sortie. La partie de cette pièce de bois qui s'élevait au-dessus du niveau d'amont avait une section octogone de (y^,46 de diamètre prise entre deux faces parallèles; cette partie avait 2",80 de long, elle s'élevait au dessus du luyau et se raccordait d'ailleurs supérieurement et inférieurement avec l'arbre de section rectangulaire quelque peu élargi par le sommet. Le raccordement en haut avait 0^,13 de côté, en bas il en avait 0^,46. Cet arbre se terminait inférleurement par une portion en pointe de 0",90*de haut au bas de laquelle était un boulon avec clavette. Il reposait sur l'anneau ménagé au milieu d'une traverse en fer, posée de champ à une profondeur d'environ 0",10 au-dessous du siège fixe. Le sommet de cet arbre étant retenu par des cordages attachés à environ un mètre au-dessus du tuyau reposant sur son siège, cette pièce de bois était invariablement fixée. - Un large plancher horizontal était disposé autour de l'orifice du tuyau de conduite portant la rondelle en cuivre qui servait de siège au tube mobile. On a d'abord fait marcher l'appareil sans la pièce de bois verticale dont je viens de parler. Il a souvent fonctionné même pendant plusieurs heures avant que le niveau de l'eau du réservoir d'aval eût atteint ce plancher. La nappe liquide annulaire venait s'appliquer contre le parapluie renversé. Bientôt il se produisait une succion puissante qui ramenait le tube sur son siège ainsi que cela a été expliqué dans la première partie. La durée totale de la période était de 17 1/2 secondes se divisant à très peu près de la manière suivante. Le tube ne reposait pas sur son siège pendant 5 1/2 secondes. A partir de l'instant où il y reposait, il fallait 3 secondes pour que l'eau arrivât jusqu'au sonmiet où le versement se faisait en 3 secondes. La durée de l'oscillation en retour était de 6 secondes. Les choses

étaient disposées de manière que la colonne liquide descendait très peu au-dessous du plancher.

11 est intéressant de conserver la trace de cette manœuvre du tube fonctionnant ainsi hors de Teau du bief d*aval. Je Tai montrée à une commission de l'Institut et à une commission de la Société centrale des architectes. Mais elle est évidemment défectueuse au point de vue de la pratique. La nappe annulaire formait une belle volute en perdant beaucoup de force vive, puisqu'elle était obligée de redescendre ensuite d'une certaine hauteur (1). Quand le tube retombait

(1) Cet appareil peut servir à faire des épuisements si Ton fait verser ainsi i*eau motrice un peu au-dessus du niveau du bief d*aval assez pour qu'elle ne puisse pas rentrer dans le syslème. Au lieu de faire élever de Teau au sommet du tube vertical, on peut, en prolongeant celui-ci, obtenir une oscillation en retour assez puissante pour vider la partie fixe au-dessous du niveau de Teau à épuiser. Si donc un système de soupapes permet à cette eau d'entrer dans l'appareil sans pouvoir repasser par le même orifice, il est clair qu'on aura une machine qui relèvera ensuite, jusqu'au-dessus du niveau du bief d'aval, l'eau qu'elle aura puisée à un niveau inférieur.

Ce système d'épuisement peut avoir quelques avantages quand on voudra, au moyen d'un même appareil, élever de l'eau au-dessus du niveau du bief d'amont, et en tirer d'une profondeur plus grande que celle du bief inférieur. Mais, dans les circonstances ordinaires, l'appareil décrit p. 770-771 sera préférable. Eu effet, dans ce dernier, la course des oscillations se fera en entier au-dessous du niveau du bief supérieur, tandis que, dans le système dont Je viens de signaler le principe, c'est autour du niveau du bief d'amont que les oscillations devront se faire. On voit déjà, pour le cas où elles se feraient seulemeut dans la branche qui descend du bief supérieur, que, dans le système précité, n'ayant à descendre qu'à une même profondeur donnée, elles auraient beaucoup moins d'amplitude que pour celui dont je viens de parler où elles partiraient de beaucoup plus haut. Quant à la force vive développée par la descente directe de l'eau du bief d'amont à celui d'aval, et au travail en résistances passives qui en résulterait pendant celte descente, elle serait Jusqu'à un certain point analogue dans les deux cas. Mais pour celui dont Je viens de parler, l'eau motrice serait obligée de se verser un peu au-dessus du niveau du bief d'aval. Cela aurait les inconvénients que j'ai déjà signalés et d'ailleurs la succion qui ramène le tube sur son siège n'est pas la même que s'il est convenablement plongé.

I) reste à examiner le cas où l'on aurait à tirer l'eau à épuiser d'une

sur son siège, il rebondissait et perdait de Teau, étant en quelque sorte comme un arbre agité par le vent. Son sommet n'était d'ailleurs guidé que par deux chaînes attachées sur une pièce de bois dont la courbure avait pour génératrice un arc de cercle et qui était posée à une des extrémités du balancier. Cet inconvénient était atténué quand le niveau de Teau du bief d'aval se trouvait à une certaine hauteur au-dessus du siège fixe. Le parapluie renversé est alors un moyen de régulation analogue à celui qui résulte de la quille d'un navire employée à diminuer le tangage.

Il s'est présenté à Ghaillot un effet intéressant par suite du mouvement des ondes dans le bassin d'aval, lorsque le niveau de Teau en repos avant le jeu de la machine était à environ 0",40 au-dessus du siège fixe. Une atumescence se présentait sur l'extrémité inférieure du tube à l'époque précisément où cela était utile et il se présentait un creux, précisément

profondeur assez petite au-dessous du niveau d'aval par rapport à la hauteur de chute. Les conditions sont alors plus favorables. Le système précité obligerait de faire descendre l'oscillation beaucoup au-dessous du niveau de Teau à épuiser, ce qui peut occasionner des difficultés de construction. Or, la disposition dont je viens de parler n'aurait à faire descendre Toscillation qu'un peu au-dessous de ce niveau.

Mais quant aux résistances passives, la colonne liquide étant obligée de partir de beaucoup plus haut en refoulant la pression du bief supérieur, on retrouverait des causes de déchet analogues, même s'il ne s'agissait que d'entretenir l'oscillation. Il faudrait d'ailleurs tenir compte de ce que, ayant à engendrer la force vive nécessaire pour que la colonne en mouvement de retour vers le bief supérieur permette au liquide à épuiser d'entrer dans le système, l'eau devrait d'abord avoir été élevée plus haut que le double de la hauteur du uiveau du bief d'amont au-dessus de celui du liquide à épuiser. La quantité d'eau qui, redescendant du sommet du tuyau vertical, aurait à engendrer la force vive qu'on doit trouver quand la soupape d'épuisement est ouverte, aurait ainsi à traverser deux fois ce tuyau. Il est donc bien entendu que si je signale ce moyen nouveau de faire des épuisements dont il est intéressant de conserver le principe, c'est surtout pour le cas où l'eau à épuiser serait à une profondeur assez petite par rapport à la hauteur de la chute motrice, et où le système précité occasionnerait des difficultés de construction.

aussi en temps convenable, pour favoriser lanrjarche de Tappareil.

La rondelle inférieure étant réunie par un bout de tuyau conique à la portion la plus large du tube mobile, la pression de Teau du bief d'aval tendait à le soulever. Ainsi, quand il y avait un creux provenant des ondes, c'était une raison de plus pour que le tube fût plus fortement appliqué sur son siège.

Mais il ne faut pas compter dans la pratique sur l'effet singulier de ces ondes et même, à Ghaillot, je préférais laisser monter le niveau dans le bief d'aval assez haut, pour qu'on n'eût pas à tenir compte de ce genre de phénomènes. La marche était plus sûre quand les ondes qui en résultaient n'avaient pas d'importance, ce qui arrivait quand ce niveau était à une cinquantaine de centimètres au-dessus du siège fixe.

La pièce de bois verticale précitée avait pour but de diminuer, à chaque période, le chemin parcouru dans le tuyau de conduite, et de faire en sorte que l'oscillation en retour ne descendît point aussi bas. On conçoit, en effet, que si elle tend à descendre au-dessous du niveau du bief d'aval, quand le tube se relève, il en résulte un véritable reniflement, cause évidente de trouble et de perte de force vive ; puisque l'eau du bief inférieur rentre dans le système en vertu du mouvement acquis de la colonne liquide rétrograde. Mais un défaut de construction a conduit à une autre cause de déchet. L'espace occupé au-dessus du niveau d'amont par la pièce de bois dont la section avait été trop augmentée par des planches comme je l'ai expliqué, a été plus grand que cela n'était nécessaire pour diminuer convenablement la course de l'oscillation descendante. Il en est résulté que celle-ci n'a pas vidé le tube aussi bas que cela eût été utile le jour de l'expérience officielle précitée. De sorte qu'à l'époque où il s'est levé, il contenait encore, ainsi qu'on peut le calculer, une certaine quantité d'eau au-dessus du niveau du bief d'aval où elle est tombée en perdant de la force vive.

Cette pièce de bois diminuant d'ailleurs la durée des oscillations et la réduisant à 14 1/2 secondes par période, il fallait faire fonctionner le tube un plus grand nombre de fois pour une même quantité d'eau motrice. D'ailleurs les espaces étant resserrés par cette pièce, on conçoit que, même en la supposant taillée avec plus de soin qu'elle ne Tétait, il en résultait des causes de perte de force vive, notamment quand la veine liquide ascendante se dilatait assez brusquement en arrivant au sommet.

Par suite des diverses causes dont je viens de parler, je n'ai pas remarqué que le rendement fût assez augmenté en général, par suite de la pose de cette pièce de bois, pour que les différences, si elles ont été bien réelles, ne puissent pas être attribuées à des erreurs d'observation.

Il y avait lieu de penser que, pour une même quantité d'eau motrice avec une chute donnée, plus la levée du tube serait grande, moins il y aurait de perte de force vive, les vitesses de sortie paraissant devoir être d'autant moindres que l'orifice d'écoulement serait plus grand. Mais les différences de rendement résultant de cette manœuvre n'ont pas été assez grandes pour ne point pouvoir être attribuées à des erreurs d'observation. Cependant les levées ont varié dans diverses expériences au moins de 0",12 à 0"*,30. La levée était d'environ 0", 12 le jour de l'expérience officielle précitée.

On conçoit que, si les vitesses de l'eau à la sortie sont moindres quand les levées sont plus grandes, c'est une première raison pour que les forces de succion qui tendent à ramener le tube sur son siège, soient diminuées. Par conséquent il n'est pas nécessaire que le contre-poids qui tient le tube levé malgré leur action soit aussi fort pour une vitesse donnée dans le tuyau de conduite, d'autant plus que le chemin qui doit être parcouru étant plus long la force de succion diminue par le seul fait de la distance de la surface qu'elle fera descendre; il faut d'ailleurs tenir compte de ce que, dans

les premiers instants si la veine liquide n'est pasaussi étranglée que pour une levée moindre, il n*y a pas autant d'inconvénient qu'on pourrait le croire au premier aperçu, à ce que les vitesses du tube soient petites au commencement de la descente.

Mais il y a lieu de penser que les vitesses de sortie de la nappe liquide appliquée immédiatement contre le parapluie renversé^ ne sont pas diminuées à beaucoup près autant que parait d'abord l'indiquer une augmentation de levée du tube. Cette marche des résultats semble s'accorder, comme on va voir, avec les observations que j'ai présentées dans la première partie (p. 127 et suivantes, p. 330 et suivantes) sur la manière dont une veine liquide s'écrase en augmentant sa vitesse, quand eJle se détourne dans un coude, même lorsque la surface contre laquelle elle se courbe est à une distance notable de l'orifice d'où part cette veine.

On conçoit que l'avantage résultant d'une diminution quelconque dans la vitesse de sortie étant atténuée par suite de cet ^craserwen^ peut être compensé, du moins jusqu'à un certain point, par des inconvénients provenant de l'augmentation de durée de l'abaissement du tube. Quand il descend, il coupe la veine annulaire liquide, et cela ne peut se faire sans qu'il en résulte, à chaque instant, des déviations causes de pertes de force vive qu'on ne sait pas encore bien apprécier. Quelle qu'en soit d'ailleurs l'explication, il est d'autant plus utile de savoir qu'il n'est pas nécessaire d'augmenter la levée du tube au-delà de limites assez restreintes, que cela simplifie la construction et la manœuvre.

Pour se rendre compte du travail employé à faire fonctionner le tube mobile, il faut donner une idée des masses .solides qui devaient être mises en mouvement à chaque période. On s'était servi de vieux matériaux qui étaient dans les ateliers du service municipal des eaux de Paris. Le tube mobile en cuivre pesait, autant que je peux m'en souvenir, au moins 300 kilogrammes. 11 aurait été à désirer que la

cuvette annulaire destinée à recevoir Teau élevée eût été fixe comme pour le modèle précité de Versailles. Afln d'éviter les frais d'un échaffaudage, on Ta attachée au sommet de ce tube dont elle a augmenté le poids d^environ 50 kilogrammes.

Il faut aussi tenir compte de la masse du balancier en sapin de 7",27 de long. Sa section était un rectangle deO™,30dehaut sur 0",18 de large. Il était renforcé au moyen de deux tringles en fer se reliant à un morceau de bois pesant 42 kilogrammes posé au-dessus de Taxe. Une des extrémités du balancier portait un contrepoids formé de rondelles de plomb. Les ferrures de la tête de ce balancier, y compris les deux chaînes, pesaient 79 kilogrammes. L'ensemble du reste des ferrures du balancier pesait 82 kilogrammes. Le morceau de bois courbe sur lequel se pliaient alternativement les chaînes était relié par deux pièces de bois, l'une de 2",97 de long, l'autre de2",27. Je n'ai pas assez exactement le poids de ces diverses pièces qu'il fallait mettre en mouvement alternatif. Mais ces détails suffisent pour donner une idée des masses qui devaient être animées de certaines vitesses à chaque descente, dont ladurée était en général, autant que je peux m'en souvenir, d'environ une seconde pour une course d'une vingtaine de centimètres, ce qui peut servir à donner une idée de la vitesse avec laquelle se faisait la percussion du tube sur son siège. Mais quand même on connaîtrait exactement la durée dont il s'agit, cela ne suffirait pas pour déterminer cette vitesse, puisqu'on ne sait pas suivant quelle loi la force accélératrice de succion ramène le tube sur son siège. On sait seulement qu'elle augmente quand la distance du tube au siège diminue.

Mais la force vive quelconque des masses solides dont il s'agit aurait pu être employée à faire fonctionner une pompe qui aurait eu le double avantage d'amortir la percussion du tube sur son siège, d'augmenter un peu le rendement et d'empêcher le trouble pouvant résulter de ce que les mouve-

ments du contrepoids et du balancier faisant plier la chaîne^ celle-ci, en se tendant de nouveau, est une cause d'agitation pour le tube.

En général, pour mettre cet appareil convenablement en train, il faut lever franchement le tube une première fois, quand on n'emploie pas de frein hydraulique ou un moyen quelconque de diminuer la percussion sur le siège. Lorsqu'on ne prend pas cette précaution, il peut se présenter des trépidations très violentes. Ainsi, même pour le petit appareil précité de Versailles, ces trépidations ont quelquefois été si fortes qu'on avait de la peine à s'en rendre maître.

Les tuyaux de fonte qui m'avaient été prêtés pour cette expérience faite à Chaillot étaient très vieux et leurs parois étaient extrêmement rugueuses. Je n'ai pas constaté si les rondelles de jonction, posées en mon absence, n'étranglaient point un peu quelques sections. Il est donc bien entendu que cette expérience, sur un système que j'ai d'ailleurs perfectionné depuis cette époque, doit être seulement considérée comme une étude provisoire dont il est intéressant de conserver quelques indications d'autant plus qu'elle a été faite sur une assez grande échelle. Les matériaux employés ne purent pas au reste m'être laissés aussi longtemps que cela aurait été nécessaire pour approfondir diverses questions sur lesquelles je reviendr«ii plus loin.

Ainsi l'on croyait que le rendement aurait été augmenté si la quantité d'eau motrice avait été plus grande. Or cette dernière ayant été une fois notablement moindre qu'à l'ordinaire, pendant plusieurs heures, je fus étonné de voir que le rendement n'était pas diminué et qu'il était plutôt augmenté. Je regrette de ne pas avoir conservé assez exactement la note de cette expérience parce que je la regardai comme une anomalie jusqu'à l'époque où, en 1867, je variai les expériences de manière à pouvoir me rendre plus complètement compte de la marche des résultats.

J'ai constaté à Chaillot que le niveau de l'eau du bief d'av^]

pouvait monter considérablement sans que la machine s'arrêtât. La chute motrice, la moindre qu'on pouvait obtenir dans cette localité, était d'environ un mètre. Je dois dire que pour cette chute le rendement était alors sensiblement diminué.

A Ghaillot il ne m'était pas possible de varier à volonté les quantités d'eau motrice. Quand la machine était réglée ainsi que son contrepoids pour une chute moyenne donnée, les conditions devenaient très différentes lorsque la chute diminuait, à cause de Texhaussement du niveau d'aval. Ainsi que je Tai dit, si roscillation en retour tendait à descendre au dessous de ce niveau, il y avait un reniflement occasionnant de la perte de force vive. Il n'est donc pas étonnant que le rendement ait été diminué quand on a réduit la chute motrice moyenne à un mètre. Mais il était bien intéressant de constater que sans rien changer, ni au contrepoids, ni à la levée du tube, l'appareil ne cessait pas de marcher régulièrement, étant abandonné à lui-même.

J'ai d'ailleurs remarqué que roscillation ne descendait point assez bas pour les conditions de l'expérience ofGcielle précitée. Je n'ai pas eu le temps de varier les essais de manière à déterminer rigoureusement la chute qui aurait conduit au maximum de rendement. D'ailleurs en diminuant la hauteur d'où serait tombée l'eau motrice dont la quantité était déterminée, j'aurais été obligé de laisser prendre à cette eau des vitesses dont la hauteur due moyenne aurait été plus grande par rapport à la chute motrice. En résumé, je ne me suis pas aperçu dans ces expériences en grand faites à Ghaillot sur une quantité d'eau motrice donnée, qu'il y eut beaucoup de différences de rendement pour des changements notables dans la hauteur de chute. Cela parait pouvoir résulter de plusieurs compensations dont je viens de donner une idée. Dans ces conditions d'une installation provisoire, sur une grande échelle, le rendement obtenu parut satisfaisant aux savants et aux ingénieurs qui assistèrent à ces essais.

Depuis Texpérience officielle de 1843, on augmenta la section du passage de Teau entre le réservoir d'amont et la cuve précitée afin de diminuer les variations du niveau de Teau dans cette cuve, et les ondes qui se présentaient dans ce bassin à chaque oscillation en retour. Il en est résulté que celle-ci est descendue moins bas, et que, pour le niveau ordinaire de Teau du bief inférieur, il restait dans le tube vertical au-dessus de ce dernier niveau une quantité d'eau qui, à l'époque de la levée de ce tube, tombait en aval en perdant de la force vive. De sorte qu'on n'eut pas l'augmentation de rendement sur laquelle on avait compté en modifiant ainsi l'introduction de l'eau dans la cuve servant en définitive de bief d'amont. Cette expérience est intéressante pour mieux faire voir combien il est utile de disposer convenablement la course de Toscillation descendante (1).

Expériences sur une forme de l'appareil permettant d'augmenter la hauteur du versement.

A Versailles, au bassin dit de Picardie, en 1854, l'eau élevée par la machine de Marly arrivait encore au«-dessus de ce

(1) Afin de diminuer la percussion du tube mobile sur son siège on avait essayé d'employer la résistance d'une pièce de bois flexible disposée au-dessous du balancier. Les essais ne furent pas assez prolongés pour constater quelle influence cette combinaison pouvait'avoirsur le rendement. La percussion était moindre mais cela diminuait Tadbérence du tube sur soa.siège. Je préfère en général le frein hydraulique appliqué à Técluse de TAubois. Voir planche VL Je reviendrai cependant plus loin sur une application rustique d'un ressort de ce genre.

J'ai dû transcrire textuellement le procès-verbal rédigé par M. Corot. Mais je crois me souvenir que Tangle de la génératrice du parapluie renversé était à la fin des expériences un peu moindre qu'il ne Ta indiqué sans doute d'après les dessins sur lesquels Tappareil a élé construit. On conçoit d'ailleurs qu'il peut être résulté de la dilatation du métal et du jeu de l'appareil quelques petites difl'érences. En général je donne à l'angle de cette génératrice avec l'horizontale un sinus qui n'est pas moindre que le tiers du rayon.

bassin par an tuyau de plomb relevé verticalement. Un bout de tuyau horizontal posé à angle droit sur le premier versait l'eau dans ce bassin. En le bouchant avec un tampon je faisais monter Teau dans une grande cuve d'environ 4"*,60 de diamètre et O^ïSO de profondeur, dont le fond était traversé au centre par le tuyau vertical en plomb. Le sommet de celui-ci versait Teau motrice dans cette cuve tenant lieu de bief d'amont. J'ai expliqué, page 319, comment on y amortissait les ondes résultant du mode d'introduction de l'eau de manière à connaître le véritable niveau moyen.

Un tuyau de fonte de 30 mètres de long et de 0",25 de diamètre intérieur se raccordait avec un coude en zinc de même diamètre intérieur en quart de cercle, dont le rayon moyen était d'environ 0*,60, autant que je peux m'en souvenir, et qui traversait le fond de la cuve auquel il était adapté par un collet sans entonnoir. C'étaient des tuyaux à emboitements qui formaient la conduite de 30 mètres de long. L'autre extrémité de celle-ci se terminait par un bout de tuyau conique en zinc, d'environ 0",70 de long recourbé verticalement, son coude en quart de cercle ayant un rayon intérieur d'au moins 0°*,20, autant que je peux m'en souvenir. On avait disposé au-dessus de ce coude la tête de machine décrite dans un rapport précité de M. Combes, du 25 avril 1852, on avait fait quelques modifications au tube mobile dont Tanneau se raccordait avec le tube par un bout conique de0",04delong, un autre bout conique de mêmes dimensions renforçait extérieurement ce tube et sa collerette relevée. A une hauteur de 0**^,19 au-dessus de l'anneau inférieur du tube, oh avait disposé un renflement cyUndrique d'environ 0",45 de long et 0*,34 de diamètre intérieur. 11 se raccordait avec la partie inférieure précitée de 0",19 au moyen d'un tuyau conique et se raccordait aussi avec la partie supérieure du tube au moyen d'un bout de tuyau conique de mêmes dimensions que l'autre, de sorte que la hauteur totale du renflement, formé de ces trois parties, était sensiblement de 0^,68 à l'intérieur. Le tuyau

cylindrique aussi en zinc, qui était soudé sur ce renflement, avait environ 0",23 de diamètre au bas, (y",225 au sommet, et 1",18 de long. Quand ce tube reposait sur son siège le renflement était en entier au-dessous du niveau du bief d'amont. L'anneau inférieur attaché au tube mobile et reposant alternativement sur le siège fixe était plan par dessous, il avait 0",03 de large, c'est-à-dire que son diamètre extérieur était de 0",26. La collerette relevée extérieurement le dépassait d'environ 0",i2. Le sinus de son angle avec le plan horizontal était, autant que je peux m'en souvenir, le tiers du rayon. Le coude précité d'amont et le tuyau en zinc, de même diamètre que la conduite en fonte qui le reliait à celle-ci avaient une longueur développée de 2",44.

Je n*ai pas conservé assez rigoureusement la hauteur de chute moyenne et la hauteur moyenne d'élévation au-dessus du niveau d'amont qui, à chaque période, variait quelque peu dans la grande cuve servant de bief supérieur. Mais je me souviens que cette chute était en général un peu moins de 0™,40, Teau était élevée sensiblement au quadruple de la hauteur de chute au-dessus du niveau du bief d'aval.

On mesurait l'eau passée dans l'appareil au moyen du système employé au jaugeage par pouces d'eau du liquide élevé par la machine de Marly.

Quand Teau sort sous le tube levé elle soutient, au-dessus du niveau d'aval, une colonne liquide dont la hauteur augmente graduellement. La masse d'eau qu'elle soutient ainsi est d'autant plus grande, pour une même vitesse de sortie, queje renflement qui la contient est plus large. Lorsque le tube retombe sur son siège, la percussion qui agit sur elle de bas en haut augmente assez vite, de sorte qu'à l'înstantoù le tube atteint son siège, la hauteur du gonflement peut être notablement augmentée. Il est à remarquer que, plus le renflement est large par rapport à la section de son orifice inférieur, moins la percussion est brusque, parce que pour une tranche donnée dans le renflement le produit de la masse de

cette tranche par le carré de sa vitesse moyenne est moindre. Or, à partir de l'instant où le tube mobile atteint son siège, il faut pour chacune de ces tranches qu'il sorte du tuyau de conduite une quantité d'eau égale à ce qu'elle en contient. On voit déjà d'après cela qu'il y a certains avantages quand on veut augmenter la hauteur du versement, à disposer un renflement au dessus du siège du tube mobile, quoique sans un renflement de ce genre il ne se soit jamais produit aucun coup de bélier sensible, même dans mes expériences faites sur une fort grande échelle avec des tubes très peu résistants. Gela n'est pas étonnant parce que les sections transversales ne peuvent être bouchées par aucun corps solide.

Mais il y a une autre raison pour employer cette disposition dans ce cas. Lorsque Teau a fini son mouvement ascensionnel, il est convenable que Toscillation descendante ne vide point trop bas le tube mobile, afin qu'il n'y ait pas de reniflement quand il se relèvera. Dans l'expérience dont il s'agit, les proportions de ce renflement n'avaient été déterminées que d'une manière très provisoire dans une localité où il n'était pas d'ailleurs possible de varier beaucoup les études. Il est donc bien entendu qu'il ne s'agit ici que de donner une idée générale de la marche des résultats. La pièce centrale fixe, assez sensiblement cylindrique de 0,165 de diamètre se terminait inférieurement paruncône d'environ 0",25 de côté. Cette pointe, autant que je peux m'en souvenir, entrait dans le sommet du renflement.

On peut demander pourquoi, à partir de l'instant où le tube atteint son siège il ne faut que 2 1/2 secondes pour.l'ascension et le versement, tandis que Je tube reste pendant 6 secondes sur son siège. On remarquera d'abord que l'ascension s'est faite quand il y avait déjà beaucoup de vitesse acquise en vertu de la descente de l'eau motrice au bief d'aval. S'il faut tenir compte de la quantité de force vive qui peut avoir été développée en vertu de la course du liquide, dans le renflement au dessous du niveau d'amont^ il faut tenir compte

aussi de ce qu'une partie du renflement était déjà occupée à l'instant où le tube a achevé de descendre. Enfin les vitesses ont été assez grandes dans l'espace graduellementresserré par la pièce centrale fixe et la hauteur de versement au-dessus du niveau d'amont étant le triple de la hauteur de chute, la quantité d'eau élevée a été nécessairement beaucoup moindre pour un rendement donné, que si elle s'était versée audessus du niveau d'amont à une hauteur analogue à celle de la chute.

Quant à l'oscillation descendante, elle a eu à vider à une profondeur convenable, le renflement dans lequel la surface de l'eau, à partir du moment où elle y était descendue n'avait plus que des vitesses relativement très diminuées. Une remarque semblable doit être faite quant aux expériences précitées sur le grand modèle de Chaillot où la durée de l'ascension avant le versement supérieur était beaucoup moindre dans certaines conditions que celle de l'oscillation en retour.

Chaque fois qu'on faisait une expérience on constatait quel était le nombre de pouces d'eau fournis par l'aqueduc. Mesurant ensuite le temps nécessaire pour remplir un bassin de jauge au moyen de l'eau sortie au sommet de l'appareil on avait le rendement qui a toujours dépassé 40 pour 100 en eau élevée. Le nombre de pouces d'eau fournis par l'aqueduc a varié pendant la durée des expériences de 46 à 53. Il était souvent de 50.

Dans ces limites, je ne me suis pas aperçu que le rendement ail assez changé pour que ses variations ne puissent pas être attribuées à des erreurs d'observations.

Il aurait d'ailleurs fallu pouvoir tenir compte de ce que le tampon précité ne gardait pas bien l'eau et en perdait une quantité qui paraissait être au moins de deux pouces d'eau. L'appréciation de cette perte n'était pas d'ailleurs indispensable parce qu'en la négligeant on était sûr d'avoir un rendement inférieur au véritable puisque l'eau échappée ainsi ne

passait point dans rappareil. Si donc on avait tenu compte de cette perte, le rendement aurait été plus considérable que je ne viens de le dire. Mais il s'agissait seulement encore d'expériences provisoires indiquant un minimum. L'orifice alternativement découvert par la levée du tube avait seulement 0",20 dediamètreparcequejemeservaisdes matériaux déjà existants et des tuyaux de fonte mis à ma disposition qui ne purent d'ailleurs, à cause des besoins du service, m'être laissés assez longtemps pour bien achever ces études. Il auraitmieux valu, à certains égards, que cet orifice eût au minimum le même diamètre intérieur que le tuyau de conduite. Je reviendrai plus loin sur ce genre de détails. Mais il est intéressant de conserver la trace des résultats obtenus avec un appareil construit aussi grossièrement, élevant Teau déjà assez haut par rapport à la chute motrice. D'ailleurs la garniture du siège était en cuir. Une rondelle en caoutchouc aurait mieux gardé Teau.

On a varié les hauteurs de levée du tube mobile de 0",08 à 0™,13. Autant que je peux m'en souvenir, c'était pour une levée de 0™,13 que le tube restait sur son siège pendant six secondes, mettait deux secondes à se lever, restait tout ouvert pendant six secondes et mettait une seconde à retomber sur son siège. De sorte que la durée totale de la période était de 15 secondes. 11 y avait quatre périodes par minute. C'étaient 53 pouces d'eau qui étaient fournis par la machine de Marly pendant cette expérience. Quand le tube arrivait sur son siège l'eau montait et versait au sommet de l'appareil en 2 1/2 secondes environ. 11 ne s'agît au reste que de donner des indications sommaires sur ces expériences provisoires.

Je ne pouvais pas plus qu'à Ghaillot changer la quantité d'eau motrice. J'ai varié aussi les levées du tube et son contrepoids, je n'ai pas remarqué plus qu'à Chaillot qu'il en résultât une influence bien sérieuse sur le rendement qui parait dépendre surtout de la quantité d'eau motrice pour une longueur donnée de tuyau de conduite. J'ai d'ailleurs

remarqué que, ce tuyau n'ayant eu d'abord qu'une longueur moitié moindre, le rendement avait été très sensiblement au-dessous de celui que j'ai obtenu quand j'ai doublé cette longueur pour une même quantité d'eau motrice.

La hauteur à laquelle on peut élever Teau dans de bonnes conditions dépend du rapport de la quantité de travail en frottement dans le tube d'ascension à celui du travail en frottement dans le tuyau de conduite. On aurait pu élever Teau beaucoup plus haut avec la même chute motrice si la section de sortie au bief inférieur, au lieu d'être moindre que celle du tuyau de conduite avait été au moins aussi grande, d'autant plus que les vitesses de l'eau ascensionnelle tant à sa sortie au sommet qu'à sa rencontre avec les changements de section auraient été modifiées. En général plus on veut élever l'eau à une grande hauteur par rapport à la chute motrice plus il est convenable, dans des limites très-étendues, que le tuyau de conduite soit long.

Dans ce modèle provisoire, deux rondelles en cuir cousues ensemble étaient encastrées sur le siège fixe. Leur surface supérieure n'était pas rigoureusement horizontale, le tube vertical n'était pas très bien guidé. Par cette raison même, il se posait sur son siège en s'y appuyant, à cause de la pression de l'eau contenue dans son intérieur, il s'inclinait légèrement, ce qui ne l'empêchait pas de garder assez bien l'eau. Il en résultait sans doute un inconvénient. Mais cette remarque est intéressante pour montrer à quel point la construction peut être rustique quand on rend le tube vertical en entier mobile, au lieu de ne rendre mobile qu'une vanne cylindrique ou une soupape de Cornwall. On peut d'ailleurs, dans certaines limites, comme dans lafig. 14, pi. Vil, ne faire fermer alternativement un tuyau-soupape que par sa partie inférieure, sa partie supérieure étant jointe au tube vertical fixe par un manchon en cuir. Mais en général, pour les diamètres considérables, il est intéressant de signaler la grande simplicité résultant, dans les limites du possible, de ce qu'un tube

mobile peut n*ayoir à se poser alternativement que sur un seal siège, les freins hydrauliques permettant d'ailleurs d'amortir la percussion.

Expériences et considérations sur l'influence de la longueur du tuyau de conduite.

Dans les premières expériences que j'avais faites à Saint- GermaiQ-en-Laye sur le modèle qui a été depuis l'objet d'un rapport de M. Combes reproduit ci-dessus, j'avais d'abord mesuré le rendement en le faisant fonctionner à la main. Le tuyau de conduite ayant alors 12 mètres de long le rendement fut de 50 pour 100. Je réduisis ensuite la longueur du tuyau de conduite à 8 mètres et le rendement fut diminué. Enfin, lorsque, dans ces dernières conditions, j'obtins une marche automatique, le rendement fut encore diminué et réduit à environ un tiers du travail dépensé.

Quand je fis cette expérience provisoire sur le rendement j'avais très peu d'eau à ma disposition. J'étais obligé de prendre un niveau moyen dans une grande cuve servant de bief d'amont. Or la variation du niveau d'amont étant considérable par rapport à la chute motrice, j'ai signalé les inconvénients de cette manière d'apprécier le niveau moyen, cela changeait à chaque période la profondeur de Toscillation en retour. D'ailleurs nous avons vu combien cela était essentiel pour le rendement. Il est donc bien entendu qu'il ne s'agissait dans cette première série d'expériences que de se former une idée de la marche des résultats.

Autant que je peux m'en souvenir, la levée du tube, pour ces trois séries d'expériences, était de 0",06, et l'eau était élevée à 0™,55 environ au-dessus du niveau moyen du bief d'amont pour une chute moyenne peu différente.

On voit déjà qu'il faut que le tuyau de conduite soit assez long relativement à la chute motrice. Quand la levée du tube

mobile est assez grande par rapport au diamètre dans les conditions précitées, la force vive perdue pour faire fonctionner le tube est assez notable.

Nous avons vu que les conditions du maximum de rendement seraient faciles à déterminer si Ion n'avait pas à s'occuper des phénomènes de succion ramenant alternativement le tube sur son siège. Nous savons d'ailleurs que, dans des limites très étend ues, plus le tuyau de conduite est long, plus la perte de force vive résultant de la vitesse de sortie de l'eau est diminuée, une même quantité d'eau motrice étant débitée à chaque période dont la durée est d'autant plus grande que la longueur du tuyau est plus considérable. Dans ces conditions on pourra lever beaucoup moins le tube mobile. Il semble au premier aperçu qu'il en résultera un étranglement nuisible. Mais l'essentiel, quant à la perte de force vive dont il s'agit, est que la vitesse de sortie ne dépasse pas certaines limites. Or c'est ce qui arrivera si, pour la descente d'une quantité d'eau donnée , les vitesses sont convenablement diminuées dans le tuyau de conduite.

On pourra commencer par calculer pour chaque période, la quantité d'eau motrice d'où résulterait le maximum de rendement si Ton n'avait point à s'occuper des phénomènes provenant de la vitesse de sortie. Mais ces phénomènes contribuent à la perte de force vive résultant de chaque changement de période. Il est donc important d'en atténuer l'influence dans les limites du possible. Or il faut se procurer la force de succion nécessaire à la baisse alternative du tube. Mais d'après de nombreuses expériences faites pour des levées diverses de tube, toutes choses égales d'ailleurs en général quant aux vitesses, moins celui-ci est levé, plus la force de succion qui tend à le ramener sur son siège est puissante.

Plus on diminuera la course du tube descendant sous l'action d'une force donnée, moins sa descente durera de temps. 11 y a donc lieu de penser qu'on aura moins à tenir compte de ce que la veine liquide annulaire étant coupée graduelle-

ment, ces vitesses à la partie inférieure seront une cause de perte de force vive comme cela a été rappelé dans le rapport de M. Combes.

Pour éviter tout malentendu je supposerai d'abord que la perte de travail occasionnée par la manœuvre de va et vient du tube pût être regardée assez sensiblement comme une constante, ainsi que le travail en frottement qu'il faudrait vaincre pour entretenir les oscillations, abstraction faite de toute élévation d'eau. Nous savons que dans cette hypothèse la somme des deux quantités de travail dont je viens de parler devrait être à peu près égale à la somme des deux quantités de travail qui seraient nécessaires pour conserver les vitesses comm^ s'il n'y avait pas de résistances passives pendant l'écoulement au bief inférieur et pendant le versement au sommet de l'appareil (1).

Mais plus on augmente la longueur du tuyau de conduite, plus on diminue les vitesses pour une quantité d'eau donnée débitée à chaque période, abstration faite des résistances passives. Nous avons vu que dans ce cas la levée du tube mobile et par suite la quantité de travail nécessaire pour le faire fonctionner, sont d'autant plus diminuées que les vitesses de l'eau sont moindres dans le tuyau de conduite. Or la quantité d'eau qui doit descendre à chaque période pour conduire

(1) Il n'est pas sans quelque intérêt de signaler un moyen assez direct de se rendre compte de la quantité de travail qui serait nécessaire pour eotrelenir les oscillations sans faire élever de l'eau parle sommet du tube mobile.

Il sufQt après le versement à ce sommet de laisser retomber librement la colouoe liquide en empèchaot le tube de se relever. On voit ainsi à quel niveau Teau reraoute ensuite. Au moyen de la perte de hauteur du sommet de la colonne liquide, on se rend compte approximativement de la quaulité de travail en résistances passives dont il 8'agit, sachant que dans certaines limites elle est à peu près proportionnelle au cube de i*amplitude de Toscillation. De sorte qu'on peut se rendre compte du travail qui aurait été nécessaire pour conserver les vitesses comme s'^l n'y avait pas eu de déchet, la colonne liquide étant supposée remontée au sommet d'où elle était descendue.

A Billancourt, dans des conditions un peu difTérentes ezpos^ées plus loin, à partir de rinstant où le yersement ayait cessé au sommet, la

au maximum de rendement est d'autant plus grande, d'après ce qui a été dit ci-dessus, que le travail nécessaire pojur faire fonctionner le tube est plus considérable. Il en résulte que, dans des limites très étendues, plus le tuyau de conduite est long, moins il faut d'eau motrice à chaque période pour conduire au maximum de rendement.

Ces considérations sont très importantes pour faire comprendre la marche des résultats. Cela suffirait pour expliquer pourquoi avec un tuyau de conduite de 30 mètres environ de long, un appareil fonctionnant d'une manière automatique, a donné comme on le verra plus loin un rendement beaucoup plus considérable, qu'un tuyau de conduite de 12 mètres de long un peu moins large, il est vrai, mais qu'on faisait marcher avec la main. Or nous avons vu que la marche automatique était une cause de déchet dans des conditions analogues.

coloDne liquide mettait huit secondes à descendre et à remonter à O^i^, 12 de celui-ci. Je signale cette perte de 0<a,12 seulement comme un aperçu, exagéré peut-être si, comme je crois m'en souvenir, cette observation n'a été faite qu'à une époque où il y avait une cause accidentelle de déchet indiquée ultérieurement.

La plus grande difficulté pour connaître le travail perdu à chaque changement de période consiste à apprécier celui qui provient de la manière dont le tube mobile descend alternativement eu vertu des effets de la succion de IVau. Si l'on fait marcher à la main un appareil d'assez petites dimensions, la perte de force vive résultant de l'étranglement graduel de la nappe liquide de sortie peut se réduire à très peu de chose. On voit donc la possibilité eu mesurant d'abord le rendement avec cette manœuvre de se rendre compte de la perte provenant de l'emploi des phénomènes de succion.

Il ne reste donc plus qu'à apprécier la perte de force vive résultant de la percussion du tube mobile sur son siège ou du travail employé à éviter cette percussion par un frein hydraulique. Or^ on peut se former une idée approximative de la vitesse de ce tube. On a ainsi les éléments nécessaires pour appliquer la formule qui conduitau maximum de rendement.

A Saiut-Germain-en-Laye la pièce centrale fixe était en bois, je ne retrouve pas le diam^tre de sa partie cylindrique qui descendaitjusqu'au niveau de l'eau d'aval. Au tuyau de comluite on avait ajouté oans le réservoir d'amont un évasemeut de 0"^,67 de long et de 0^,29 de diamètre maximum. Il n'y avait pas d'évasement en amont pour divers autres modèles précités ou dont on parlera plus loin.

Oscillations pouvant servir à mettre l'appareil en train malgré l'absence d'un surveillant.

A Saint-Germain-en-Laye le tuyau de conduite débouchait latéralement dans un réservoir en zinc tenant lieu de bief d'amont. Il débouchait latéralement aussi dans le bief supérieur, pour Tappareil objet du rapport précité de M. Combes. Il était convenable que cet orifice ne fût jamais découvert. Son immersion offre divers avantages. La machine peut marcher plus longtemps si le niveau d'amont baisse, puisque la vitesse nécessaire à la succion peut encore finir par être en^gendrée après un temps suffisant. Il se présente un effet singulier quand la chute motrice est devenue très petite. Chaque période se divise en deux, dont une seule verse de l'eau. Cela diminue la quantité de liquide écoulé à chaque période et peut permettre de marcher plus longtemps, peut-être aussi, laisser à l'eau affluente le temps de se gonfler de nouveau en amont. Il y a môme des circonstances où le tuyau vertical ne se relève plus quand le niveau est trop descendu en amont, ce qui est utile pour que Teau ait le temps de monter dans le bief supérieur (1).

(1) Je m'exprimais ainsi quant à ce détail des expériences faites à Saint-Germain-en-Laye, dans le bulletin de la Société philomathique. Séance du 2 novembre 1850 (journal Vlnstitut),

... c( Lorsque le niveau est baissé dans la grande cuve au delà d'une certaine limite la colonne liquide contenue dans le tayau vertical redescend près du siège de ce dernier qui, on se relevant, introduit dans le système de l'eau du bief inférieur. Or il en résulte des phénomènes analogues à ceux qui proviennent du mouvement de l'eau dans l'autre sens et le tuyau à peine soulevé redescend. L'eau remonte en oscillant quand il est redescendu, et il ne s'ouvre complètement qu'à la seconde oscillation descendante. De sorte qu'il n'y a que ia moitié d'un certain nombre de périodes qui versent de l'eau dans le tonneau supérieur. Elles alternent d'ailleurs avec régularité abandonnées à ellesmêmes... »

Lorsque le niveau d'amont est convenablement relevé le moindre ébranlement peut suffire pour mettre la machine en jeu. On entendait d'abord un ronflement au pied du tuyau vertical qui ne gardait jamais Teau d'une manière parfaite et donnait lieu par conséquent au développement de phénomènes curieux de vibration des veines liquides analogues sans doute à ceux qui sont signalés par F. Savart. A ce ronflement succédaient des oscillations qui commençaient par être très petites ; mais devenaient ensuite de plus en plus étendues, et finissaient par être capables de permettre au tuyau vertical de se relever complètement, afin de mettre la machine en train.

Le premier ébranlement paraît pouvoir être occasionné ici par la percussion d'une veine liquide sortant du réservoir d'amont quand il est suffisamment plein.

Le phénomène dont je viens de parler est intéressant pour montrer d'après quels principes on pourra sans doute utiliser l'appareil par éclusées, même sans avoir besoin d'un surveillant; il est à peine nécessaire d'ajouter qu'il est toujours facile d'empêcher la machine de marcher en son absence.

Influence des dimensions de la bouche de sortie en aval

La détermination de la grandeur de l'orifice de sortie dépend de deux considérations bien distinctes. Si avec un appareil de dimensions données, on veut pouvoir débiter le plus d'eau possible, il est important que la bouche de sortie ait un diamètre au moins égal à celui du tuyau de conduite. Mais je suppose qu'on soit obligé de ménager beaucoup l'eau motrice et de tenir surtout au rendement, en donnant assez de longueur au tuyau de conduite pour être, sous ce rapport, dans les meilleures conditions. Nous avons vu que dans

ce cas Torifice resté libre par la levée du tube mobile peut être notablement moindre que la section du tuyau de conduite. Alors on peut rétrécir l'extrémité de ce dernier et celle du tube mobile en augmentant la levée de celui-ci, auquel on pourra donner des sections convenablement réglées par rapport à son orifice inférieur. Comme cette disposition ne serait adoptée que pour le cas d'un tuyau de conduite d'une grande longueur, les sections du tube vertical mobile pourraient ainsi être diminuées sans qu'il en résultât beaucoup d'inconvénient quant au frottement de Teau dans ce tube. 11 est intéressant de présenter ces considérations ; mais, en général, on pourra, comme on le verra mieux plus loin, varier les effets selon les quantités d'eau disponibles en choisissant un diamètre de l'orifice de sortie au moins égal à celui du tuyau de conduite, parce qu'on pourra changer les levées du tube mobile.

Je donnerai plus loin le détail des expériences qui confirment ces principes, je rappellerai seulement ici qu'on est parvenu avec le modèle, objet du rapport de M. Combes, à régler le contrepoids de manière à le rendre si peu prépondérant, que le tube mobile, se levant quand on voulait à une hauteur extrêmement petite, l'appareil pouvait cependant marcher régulièrement en ne débitant que des quantités d'eau très-minimes, dont une partie était versée au sommet à chaque période (1).

(i) Pour ce tuyau de conduite de 0^,20 de diamètre j'avais constaté à Saiut-Germain-GQ>Laye, avant d'avoir trouvé les phénomènes de succion qui permettent d'obtenir la marche automatique, qu'une levée de 0™,06 du tube mobile était suffisante dans les conditions où Tappareil était alors, quoiqu'il ne fût pas sans quelque utilité d'avoir une levée plus grande. Lorsque ce tube se lève plus que cela n'est indispensable, il se présente un effet intéressant pour la marche automatique. Ainsi quand le même appareil a été installé chez le maraîcher de Versailles, le tube mobile, au lieu de se lever seulement à la hauteur indiquée dans le rapport de M. Combes, a pu se lever à une hauteur de 0^,08, le contrepoids étant diminué de manière à ne pas changer la durée de chaque périodei qui élevait un peu plus d'eau. On

Quand on élargit la bouche d*ayal du tuyau de conduite, si l'on veut ne pas changer la quantité d'eau débitée à chaque période on est obligé de diminuer la levée du tube mobile. De sorte qu'il n'y a pas d'avantage, dans ces conditions à évaser cette extrémité. On conçoit même qu'il pourrait en résulter, dans la nappe liquide des complications de mouvements qui seraient une cause d augmentation des résistances

entendait encore moins le bruit de ce tube quand il retombait surgon siège. Mais le jeu de l'appareil était en apparence plus indécis. Sans paraître en général bien importante, une levée assez grande du tube mobile est intéressante à étudier étant combinée avec le contrepoids. Mais la réussite des freins hydrauliques nouveaux à l'écluse de TAubois change complètement Tétat de la question, quant' à l'emploi des grands appareils.

Voici un extrait du procès-verbal de la séance de la Société Philomathique du 22 novembre 1850 (journal /7/i^^tYu/) relatif à quelques détails des premières expériences faites à Saint-Germain-en-Laye sur les effets de la succion à contre-courant.

« J'ai prolongé extérieurement, au moyen d'une couronne de fort zinc horizontale, le plan inférieur de l'anneau disposé au bas du tuyau vertical mobile, de sorte que le diamètre extérieur s'est trouvé d'environ 0»,50. L'appareil avec cette addition fonctionnait encore, mais la force de succion qui faisait alternativement appliquer ce tuyau surson siège était sensiblement diminuée. Cette force de succion était encore sensiblement diminuée quand le diamètre extérieur a été réduit à 0^,39 environ, mais il n'y avait plus de diminution quand ce diamètre a été snccessivemeut réduit à 0^,33 et à 0™,32. Enfin, pour ce dernier diamètre, j'ai augmenté considérablement la force de succion en relevant extérieurement les bords de la couronne, ce qui a été facile en y faisant des entailles dans le sens des rayons. Non seulement le tuyau en redescendant enlevait un contre-poids beaucoup plus fort, mais l'appareil s'est mis à fonctionner avec une telle violence que le tuyau rebondissant alternativement avec rapidité contre son siège et son arrêt supérieur, ne versait plus d'eau à son sommet et il pouvaitétre considéré comme un nouveau moyen de donner des coups de marteau ou de pilon. Il a fallu relever l'arrêt supérieur.

ce Cette disposition de la couronne extérieure a permis aussi d'augmenter la distance à laquelle se faisait la succion. Ainsi le tuyau étaut en équilibre avec son contrepoids restait immobile à 0»,22 de hauteur au-dessus de son siège^ quand cette couronne n'existait pas. Or, il était attiré par cette succion à une distance d'au moins 0»,26^ même en en-

passives. Il y aurait d'ailleurs une limite au delà de laquelle on pourrait craindre qu'il n'en résult&t des trépidations, si Ton ne prenait pas de précaution pour les éviter.

A répoque de mes premiers essais j'avais notablement élargi une bouche de sortie et son tube mobile. J'avais disposé en amont un grillage à trop petites mailles qui, n'étant pas assez près" du niveau du bief supérieur, fut en grande partie bouché par la vase. Il en résulta un effet singulier facile à comprendre d'après ce que je viens de dire. Le tube mobile eut un mouvement de trépidation, et il fut impossible, dans ces conditions, de lui faire élever de Teau. On voit combien il est essentiel, quand il y a beaucoup de vase, de prendre des précautions pour qu'un grillage ne soit jamais engorgé. Il s'agit d'ailleurs surtout d'empêcher d'entrer dans l'appareil des corps d'un certain volume, car il jouit en général de l'avantage de se débarrasser facilement des autres, du moins

traînant un contrepoids plus pesant que lui, quand cette conronne extérieurement relevée était disposée comme Je i*ai dit. Lorsque les bords de cette couronne étaient au contraire courbés de haut en bas, l'appareil s^arrôtait^ même pour des levées très petites du tuyau mobile..... « J'ai aussi constaté que Ton pouvait augmenter les effets apparents de cette succion, en faisant alternativement plonger dans Teau une partie do contrepoids. li est clair, en effet, qu'il résulte de cette immersion alternative, qu'an commencement de la succion, la partie du contrepoids qui doit alternativement soulever le tuyau ne Tempèche pas de commencer à descendre. On peut obtenir un effet analogue au moyen d'un ressort... »

Dans la séance du 28 décembre 1850 j'ai ajouté quelques détails sur les effets d'un plan horizontal formé assez grossièrement d'une simple maçonnerie en pierres sèches à la hauteur du siège du tuyau fixe. Je rappellerai seulement ici que ce plan a permis au tube mobile de redescendre sur son siège en entraînant un poids dépassant de 5 1/2 kilogrammes celui qui le tenait en équilibre, quand il était un peu soulevé et en quelque sorte flottant dans Teau du bief inférieur avant l'addition de ce plan fixe. Ce poids était d'ailleurs suspendu à un bras de levier notablement plus long que celui auquel le tube était attaché à l'autre extrémité du balancier. Ce détail n'est peut-être pas sans quelque intérêt pour mieux fixer les idées sur la nature des phénomènes.

lorsqu'on tient le tube mobile levé au besoin pendant le temps nécessaire.

Quant à Tévasement de l'extrémité d'aval, il est utile, comme on le verra mieux plus loin, pour les cas où Ton est obligé de débiter de grandes quantités d'eau. Il y a d'ailleurs lieu d'examiner si Ton ne pourrait pas, sans trop de dépense, donner à tout le tuyau de conduite le diamètre de la bouche de sortie, de manière à diminuer les frottements. Il faut au reste tenir compte des difficultés pouvant provenir, au delà de certaines limites dans les diamètres, du jeu des grands tubes mobiles. Il est vrai que la réussite des freins hydrauliques appliqués à l'écluse de l'Aubois change complètement l'état de toutes ces questions.

Dans diverses expériences sur un appareil dont le tuyau de conduite et la bouche de sortie avaient O'^jâS de diamètre on a obtenu de bons résultats, comme on le verra plus loin, en réduisant la levée du tube mobile à 0^,015. On voit d'après cela que, dans certaines conditions, il serait inutile d'élargir la bouche de sortie^ qu'il vaudrait même sans doute mieux la rétrécir comme dans les expériences précitées faites au réservoir de Picardie, en diminuant l'étendue des surfaces qui doivent garder l'eau, ce qui simplifie Texécution. Cependant, quand on veut élever l'eau assez haut par rapport à la chute motrice, il est utile de ne pas rétrécir cet orifice et même de l'élargir au moyen d'un évasement graduel. En efiet nous avons vu qu'il était alors convenable de disposer au-dessus de cet orifice un renflement d'un diamètre plus grand que celui du tuyau de conduite. Or on n'a pas en général beaucoup de place entre cet orifice et le niveau du bief supérieur pour faire un évasement qui ne soit pas brusque. Il est donc intéressant de trouver déjà un élargissement facilitant l'emploi d'un renflement sans changement trop brusque de sections. Il est d'ailleurs utile, quand le niveau d'amont tend à monter de manière à arrêter l'appareil en s'opposant aux oscillations en retour si l'on ne change pas le contrepoids, de pouvoir aug-

menter considérablement le débit, afin d'éviter de perdre de Feau par un trop-plein. On conçoit que, dans cette circonstance, il est convenable de pouvoir augmenter beaucoup la levée du tube mobile.

Si le tuyau était trop large par rapport à la chute motrice, il y aurait évidemment une limite assez restreinte au delà de laquelle il serait plus avantageux d'augmenter la section de la pièce centrale fixe que d'exagérer l'élargissement au-dessous du niveau d'amont pour obtenir une élévation plus grande avec une oscillation en retour faite dans de bonnes conditions.

Influence de la bouche de sortie au sommet du tube mobile

Ainsi que cela est indiqué dans le rapport de M. Combes, cet appareil est au fond la même chose que mon système d'écluses de navigation sur lequel une série d'expériences provisoires avait été faite près de Saint-LÔ pour le cas seulement où l'on vidait le sas en relevant une partie de l'eau au bief d'amont. Le tuyau de conduite était en zinc d'environ 0*^,002 d'épaisseur, ce qu'il est intéressant de rappeler pour montrer que ces grandes colonnes liquides ont fonctionné régulièrement dans des parois aussi fragiles sans les endommager. Un rapport favorable fut rédigé par M. Méquet, inspecteur général des ponts et chaussées, dans lequel il dit : « La commission regarde l'essai du Rocreul comme complè- « tement concluant en ce qui concerne Tapplicalion pratique « de la machine oscillante de M. de Caligny, à de petites tt chutes et à des élévations moyennes; elle a été singulière- « ment frappée de la simplicité de l'appareil et de ce qu'il « présente d'ingénieux... »

J'avais d'abord disposé un cylindre central fixe comme dans les appareils précités. Mais je reconnus qu'à ce point de

vue les conditions étaient très différentes. En effet, c'est surtout pour le cas où Ton veut élever de Teau à une hauteur assez notable relativement à la chute motrice, que la présence de cette pièce est utile. Elle permet de rétrécir la section sans diminuer le diamètre du tube mobile. 11 est à remarquer que Teau élevée sortant par l'espace annulaire resté libre autour de cette pièce, l'orifice d'évacuation au sommet est dans de bonnes conditions pour le cas d'une élévation assez grande. De sorte que la quantité d'eau élevée à chaque période étant petite par rapport au volume dépensé pour une chufe motrice bien moindre que la hauteur d'élévation il n'y a pas à se préoccuper beaucoup, en général, de la force vive perdue par le jaillissement au sommet de la machine, qu'on peut même se dispenser d'évaser.

Mais le cas est très différent pour l'écluse de navigation précitée. Les premières périodes ne relèvent l'eau au-dessus da niveau dans l'écluse qu'à une hauteur petite relativement à celle de ce niveau au-dessus du bief d'aval. C'est seulement pour les dernières périodes beaucoup moins importantes que les premières, qu'on pourrait avoir à tenir compte d'une considération contraire. T)e sorte qu'au lieu de rétrécir la seclion au sommet du tube mobile il a mieux valu l'élargir.

Pour les écluses de navigation on est obligé de débiter de grandes masses d'eau dans un temps très-court. Les conditions à remplir sont donc bien différentes de celles d'une machine ordinaire à élever de l'eau.

Mais on peut donner une si grande section au tuyau de conduite, même relativement à la chute, que cela change complètement Tétat de la question. On conçoit d'après cela pourquoi on a obtenu un bon rendement en débitant de très grandes quantités d'eau, tandis que c'est seulement pour des volumes d'eau motrice beaucoup moindres qu'on obtient un rendement aussi fort dans les conditions précitées.

J'ai cru devoir dire quelques mots des expériences provisoires faites près de Saint-LÔ, en 4851, sur une écluse de pe-

tite navigation, et de très faibles chutes dans une localité où Ton n'en avait aucun besoin et où Ton se contenta par économie d'employer des tuyaux en zinc parce qu'ils n'étaient pas destinés à avoir une longue durée. Les expériences faites à l'écluse de l'Aubois et ménae celles qui ont été faites à Ghaillot sur un modèle d'écluse, en 1865, sont bien autrement importantes. Mais il est intéressant de rappeler qu'on avait obtenu un rendement satisfaisant dans de mauvaises conditions avec des tuyaux ayant des parois aussi fragiles et une aussi petite longueur développée. On avait, il est vrai, augmenté le nombre des périodes, ce qui était une cause de perte de temps.

Après avoir ajouté ces quelques mots à ce que j'ai dit au commencement de la seconde partie de cet ouvrage sur les éclyses de navigation, je vais revenir d'une manière plus spéciale sur le système objet de ce chapitre.

Expériences faites pendant l'exposition universelle de 1855

Le jury international de l'exposition universelle de 1855 a fait faire des expériences sur un modèle de cette machine au Conservatoire des Arts et Métiers. Le tuyau de conduite en zinc de 0°^,25 de diamètre intérieur avait une longueur développée d'environ 28",50. L'orifice de sortie avait aussi 0°^,25 de diamètre, tandis qu'à Versailles, il n'avait que 0",20; il y avait sur le siège fixe une rondelle en caoutchouc. Le tube vertical mobile avait l'*,80 de haut et 0",32 de diamètre intérieur. Le cylindre central fixe était d'environ 0",27 de diamètre extérieur. Mais il se terminait inférieurement par un cône portant une tige qui venait s'emboîter dans une traverse posée à l'entrée du tuyau fixe. Je reviendrai plus loin sur ce détail. Le tube mobile avait autour de son anneau inférieur de 0°',03 de largeur une collerette relevée en forme de

parapluie-renversé percé par le milieu, elle dépassait cet anneau de 0",18 environ sur toute la circonférence. La hauteur dont la collerette se relevait au-dessus de Tanneau sur lequel était soudé le tube mobile était d'environ 0^,08. Cette pièce était renforcée par un bout de tuyau conique de 0",13 de génératrice, qui, étant soudé d*un côté sur la collerette à 0"*,11 de Tanneau inférieur et de l'autre sur le tube mobile^ formait un flotteur. Mais cela n'aurait pas été suffisant pour faire relever le tube en temps utile, s'il n'y avait pas eu un balancier à contrepoids.

Le tuyau de conduite, étant posé dans une localité où se faisaient beaucoup d'autres expériences, avait été endommagé à plusieurs places, mais d'une manière assez régulière pour qu'on ait pu se rendre compte de l'influence des pertes d'eau qui en résultaient. Dans les expériences officielles on a mesuré le rendement sans tenir compte de ces peites, se montrant satisfait d'un minimum de 43 pour 100 en eau élevée. Je recommençai ensuite cette expérience avec deux ingénieurs en chef des ponts et chaussées, MM. Andral et Courbebaisse, qui étaient eux-mêmes exposants. Le premier avait la bonté d'observer le niveau d'amont, le second observait les mouvements du tuyau mobile et comptait le nombre des périodes qui fut de 60 en 10 minutes.

Le rendement, mesuré de la même manière^ était sensiblement le même que celui qui avait été signalé dans les expériences officielles, il est intéressant de le discuter au moyen de divers détails, on n'eut pas d'ailleurs le temps de faire des études sur la manière dont le rendement pouvait être modifié par les quantités d'eau motrice et par différentes manœuvres.

La chute motrice moyenne, en tenantcompte des variations du niveau dans le bief d'amont et sans tenir compte d'abord des exhaussements alternatifs dans celui d'aval, était de 0",5i5, et la hauteur du versement au-dessus du niveau moyen du bief d'amont était de 0^,875. L'appareil débitcdt 4 mètres cubes d'eau en dix minutes. La quantité tombée au

bief d'aval était à très peu de chose près le quadruple de celle qui était élevée. Chaque période durant dix secondes^ le tuyau restait sur son siège un peu plus de quatre secondes. Il montait en un peu plus de deux secondes, descendait en un peu moins de deux secondes et restait pendant deux secondes entièrement levé. Il était intéressant surtout de connaître quelle était, pendant ce temps, la quantité d'eau inutilement descendue au bief d'aval par les fissures. J'ai arrêté complètement Tappareil, et, pendant six minutes, laquantité d'eau perdue a été d'un peu plus du quart de celle qui serait descendue au bief inférieur si la machine avait marché le même temps.

Pendant que le tuyau est sur son siège, la machine étant en train, les pressions ne sont pas constantes sur les fissures. A l'instant où le tube descend, elles sont moindres, en général, que si le liquide était en repos stable. Mais ensuite elles augmentent et finissent par être plus grande sur celles qui sont le plus près du tube d'ascension. Quand Foscillation redescend, les pressions ne sont pas non plus constantes. Au commencement de la descente, elles sont plus grandes que si la colonne liquide était en repos stable. Il faut d'ailleurs tenir compte de ce que la durée de la partie de l'oscillation, qui finit lorsque le niveau se trouve dans la portion qui, audessous du niveau d'amont, est élargie parce que la pièce fixe se termine en cône, est plus grande qu'elle ne le serait si la section libre était constante dans le tube vertical. Gomme il ne s'agit que de se former une idée approximative du résultat de ces pertes d'eau pendant que le tuyau est sur son siège, on peut conclure, qu'elles sont d'environ un dixième de Teau qui descend à chaque période.

Il faudrait pouvoir apprécier les résistances résultant des déformations du tuyau de conduite, surtout les pertes d'eau provenant des fissures précitées quand le tube mobile est levé. A cette époque, les pressions sont loin d'être les mêmes sur ces diverses fissures, qui étaient au reste assez

régulièrement espacées. Il est clair que, près du tube mobile elles sont très faibles, tandis qu'il n*en est pas ainsi près du réservoir d'amont. La durée de cette époque étant d'ailleurs beaucoup plus longue que celle pendant laquelle le tube repose sur son siège, il ne parait pas que ces pertes soient assez petites par rapport à celles qui se font pendant que le tube est baissé, pour empêcher de conclure que le rendement devait être en nombres ronds d'environ 50 pour iOO. On peut supposer même quelque exagération dans la mesure des quantités d*eau perdue et ne pas tenir compte d'un détail précité sur la manière d'apprécier les effets des variations régulières des niveaux, qui étaient de 0^,06 en amont et de 0",03 en aval. Si l'on y avait égard, cela réduirait la chute moyenne (prise d'abord sans tenir compte du gonflement en aval) à environ 0",50 et porterait l'élévation à environ 0",90en nombres ronds d'après ce qui a été dit ci-dessus de la manière dont le versement se fait précisément à l'époque où le niveau d'amont est descendu le plus bas. Mais, en négligeant ces détails, je ne comptais pas sur un rendement de plus de 50 pour 100, dans ces conditions, pourla quantité d'eau motrice employée. D'ailleurs, quant au gonflement en aval, il aurait été insigniflant si le bief inférieur avait été assez large, comme il l'est ordinairement pour les machines hydrauliques, au lieu d'être représenté comme il l'était par un réservoir d'une petite section sur les bords extérieurs duquel le gonflement alternatif était observé.

On a essayé de retrancher la moitié de la longueur du tuyau de conduite en débitant d'ailleurs plus d'eau, mais le rendement a été très sensiblement diminué. Longtemps après à l'exposition universelle de 1867, on n'eut pas la quantité d'eau motrice sur laquelle on avait compté, et l'on trouva une augmentation de rendement considérable En appliquant la théorie exposée ci-dessus, j'ai donné les raisons de cette augmentation de rendement.

La médaille de première classe me fut décernée en i855

pour cet appareil. On lit dans le rapport rédigé par M. le général Morin : « M. de Galigny (n*911)... a exposé un appareil « hydraulique du genre des béliers, mais dans lequel il ne sepro- « duitpasdechocapparent^eidonilsLConsiTuciionsimple et peu « dispendieuse permet de l'appliquer aux besoins de l'agri- « culture. Des expériences faites au Conservatoire des Arts a et Métiers, ont constaté que cet appareil donnait un rende- (( ment de 43 pour 100 du travail du moteur dépensé... »

On a remarqué que c'est à une époque où Ton croyait encore à un rendement si peu considérable que Tauteur de ce rapport a signalé cet appareil dans son Traité des machines et appareils destinés à l'élévation des eaux, à cause des services que, par son extrême simplicité, il parait destiné à rendre à l'agriculture. J'avais prescrit, ainsi que cela est d'ailleurs rappelé dans le rapport de M. Combes, de disposer les dimensions de la pièce centrale fixe de manière que l'oscilla-' tion ne descendit pas au-dessous du niveau de l'eau du bief inférieur. On a pu croire, d'après le modèle de 1855, que je n'avais pas conservé cette disposition. Cependant, la partie conique par laquelle cette pièce fixe se termine inférieurement était assez longue pour avoir égard à cette condition relativement à la chute et à l'élévation données, quoique les proportions n'eussent pas été étudiées assez rigoureusement peut-être (1).

(1) J'ai toujoars prescrit relativement à ce genre de machines de disposer le cylindre central fixe de manière que l'oscillation en retour descende à peu près Jusqu'au niveau du bief d'aval sans aller au-dessous. Quand on veut élever l'eau au-dessus du bief d'amont à une hauteur beaucoup plus grande que celle de la chute il est convenable que cette pièce ne se prolonge pas trop au-dessous du niveau de ce bief. Il est même utile d'élargir dans certaines limites, comme je Tai expliqué pour les expériences du réservoir de Picardie, la partie du tube mobile qui est au-dessous de ce même niveau. Mais il est bon d'avoir égard, d'après ce qui est expliqué dans la première partie, à ce qu'il est intéressant de diminuer le chemin des résistances passives dans le tuyau de conduite quand la colonne liquide approche de ce niveau. On conçoit, d'après cela, que la pointe par laquelle le

Les phénomèmes de succion qui font retomber le tube sur son siège, ont été contesté, pour le cas où le tube fonctionnerait en entier au-dessus du niveau d'aval. Ils sont moins puissants, que si rextrémité inférieure du tube était convenablement plongée. Mais j'ai fait constater officiellement leur

cylindre fixe estinfërieurement terminée <Joit pouvoir pénétrer convenablement aa-dessouB de ce même niveau.

Lorsque la hauteur de versement est moindre relativement à la chute motrice, le cas est très différent. Quand même celte élévation ne serait pas plus grande que la chute il serait utile dan» certaines limites de rétrécir par une pièce fi&e la section du tube mobile pour diminuer, comme je l'ai expliqué, le chemin des résistances passives lorsque le tube repose sur son siège. Mais alors la disposition de la partie conique inférieure dépend de principes différents. Si ce cône était trop allongé, Toscillation en retour ne redescendrait pas jusqu'au niveau d'aval.

Dans le modèle qui a fonctionné au Conservatoire des Arts et Métiers, la disposition de ce cône avait pour but de fnire en sorte que le niveau d'aval fût à peu près atteint par ToscillaLion eu retour, quoique la hauteur du versement au-dessus du niveau d'amont fût notablement plus grande que la chute motrice. Cette pièce centrale fixe a été malheureusement perdue, de sorte que je ne peux constater si ses dimensions étaient celles qui devaient conduire au maximum de rendement. Autant que je peux m'en souvenir la partie cylindrique avait environ 0m>27 de diamètre et la partie conique avait une hauteur moindre que la moitié de la hauteur totale du tube mobile, de sorte que toute la partie de celui-ci qui était au-dessus du niveau d'amont avait sa section réduite par la partie cylindrique.

Il est d'ailleurs intéressant de signaler un moyen pratique très simple de s'assurer si l'oscillation en retour se fait dans de bonnes conditions. Il suffit de percer un très petit orifice près du niveau du bief d'aval. Cela permet de voir si l'oscillation en retour descend jusqu'à la profondeur convenable. Je -regrette de ne pas avoir pensé à ce détail, surtout à l'époque où furent faites les expériences en grand aux anciens bassins de Chaillot.

Il est au reste à remarquer que ce modèle était bien rustique, ce qui n'est pas sans quelque intérêt pour les applications de cette machine à l'agriculture. En effet, il faut toujours compter dans la pratique sur des diminutions de rendement provenant de la détérioration des appareils. Or, quand la construction aura été faite avec un soin convenable on aura, en général, des machines dans de meilleures conditions que le modèle dont il s'agit.

existence qui se manifeste d*ailleurs même dans le petit modèle en verre qui est au Conservatoire des Arts et Métiers.

Quant au passage du rapport relatif à la variation des niveaux en amont et au trop-pkmpar conséquent, M. le général Morin m*a autorisé à publier une lettre qu'il m'a fait l'honneur de m'écrire, le 5 février 1859, et dans laquelle il dit : <( Vos souvenirs à l'égard des expériences faites au (( Conservatoire impérial des Arts et Métiers, en 1855, sont « parfaitement exacts ; le niveau pouvait s'abaisser dans le « bassin alimentaire de votre machine sans en interrompre le « jeu, mais il ne pouvait s'élever au delà d'une certaine limite « sans faire cesser complètement la marche de l'appareil ; u cet inconvénient se serait, sans aucun doute, moins facile- <( ment manifesté, si, comme on devrait le faire dans une ins- « tallation définitive, la section du bassin alimentaire avait a été plus grande. »

Au lieu de perdre de l'eau par un trop-plein^ il vaut mieux, quand l'eau du bief d'amont tend h s'élever^ de manière que l'oscillation en retour ne puisse plus se produire dans de bonnes conditions, faire déhiter assez d'eau à l'appareil pour empêcher le niveau supérieur de s'exhausser autant. Su en résulte qu'on ne soit plus alors dans les conditions qui conduisent au maximum de rendement, on tirera toujours un certain parti de l'eau qui sera passée dans le système. Il suffit pour cela, dans des limites assez étendues, de combiner le tube mobile avec un flotteur qui sera atteint en vertu de l'exhaussement du bief d'amont. Il faudra un débit beaucoup plus considérable pour développer une force de succion capable de ramener le tube sur son siège, quand même sa levée ne serait pas augmentée, parce qu'il faudra entraîner le flotteur.

On conçoit donc que, dans les limites de la quantité d'eau qui pourra passer par l'appareil, il sera possible d'empêcher le niveau d'amont de s'élever assez haut pour s'opposer à une oscillation en retour faite dans de bonnes conditions.

Expériences faites par le Jury international de l'Exposition universelle de 1867.

Dans les expériences faites en 1867, à l'île de Billancourt, le nombre des périodes de Tappareil était pour diverses expériences de 11 en 2 minutes. La quantité d'eau fournie par des pompes à la machine était par minute dans diverses expériences à celle qui entrait dans une caisse. servant de bief d'amont en 1855, au Conservatoire des Arts et Métiers, à peu près comme 275 est à 400, quoiqu'on eût un peu augmenté la hauteur du tube mobile et de la pièce centrale fixe afin d'avoir une chute et une hauteur d'élévation plus grandes. La levée du tube mobile était réduite de manière à être tout au plus de 0",04 à 0",05 souvent même bien moindre. Il y avait une cause de déchet assez notable, abstraction faite des défauts de construction de la machine. Le mouvement des pompes qui alimentaient le bief supérieur n'étcdt pas assez régulier pour que le niveau de celui-ci ne changeât que dans des limites très restreintes. On pouvait se rendre compte de la quantité d'eau arrivée dans ce bief au moyen du nombre de coups de piston des pompes, mais cela était au désavantage de la machine quand on ne tenait pas compte de leur déchet.

Connaissant le niveau au commencement et à la fin de chaque expérience, on pouvait déterminer la quantité d'eau qui était réellement passée dans l'appareil. Mais les variations de niveaux dont il s'agit cliangeaient les conditions de l'oscillation en retour. On a vu ci-dessus comment le degré de profondeur de cette oscillation influe sur le rendement. D'après ces diverses considérations j'attache une certaine importance à trois séries d'expériences mentionnées d'ailleurs dans le Rapport du Jury, quoique, Tune n'ait eu que quatre périodes et chacune des deux autres seulement trois périodes.

Pour la première au moins, il est vrai, il fallait lever 11* tube à la main. Cependant le rendement de 0,70 environ semble pouvoir être adopté comme une limite supérieure de ce que Tappareil pouvait donner pour cette installation rustique, d'autant plus que toute Teau sortait du réservoir d'amont sans y être alors entretenue par les pompes. Cela cbangeait les conditions de Toscillation en retour à chaque période et à la rigueur il serait juste de tenir compte de la diminution de rendement qui en résultait. La moyenne du rendement serait, d'après le tableau des expériences publié dans le Rapport du Jury, d'environ 60 pour 100 ; il dépasserait un peu ce chiffre si l'on rejetait la première expérience évidemment défectueuse, il serait un peu moindre si l'on en tenait compte. Quoi qu'il en soit il était intéressant de signaler le résultat dont je viens de parler à cause du mode d'observation employé à déterminer cette limite.

A Billancourt, la longueur du tuyau de conduite était de 30",70 plus la longueur développée d'un coude en quart de cercle dont le rayon moyen de courbure était d'environ 0^,60.

A la fin de l'Exposition il se présenta un effet singulier qui a une certaine importance pour montrer à quel point l'appareil peut être considéré comme rustique. On avait négligé d'y mettre un grillage. Un rouleau de toile goudronnée appelée bâche avait élé mis par mégarde dans la grande cuve servant de bief d'amont. Sans doute pendant que la machine fonctionnait, cette bâche entra dans le tuyau de conduite. Gela n'empêcha point l'appareil de marcher régulièrement. Mais le rendement était diminué sans qu'on pût se rendre compte de cette cause de déchet dont on ne s'est aperçu qu'en démontant la machine.

Il n'est peut-être pas sans quelque intérêt de rappeler que la rondelle en caoutchouc formant alternativement joint entre le tube fixe et le tube mobile n'était pas clouée. Il n'était même pas nécessaire pour les dimensions déjà cepen-

dant assez grandes de cet appareil que cette rondelle fût encastrée. Elle montait et descendait librement le long des guides entre le tube mobile et son siège fixe.

Expériences faites en 1872 et 1873 au Jardin de rOrangerie de Versailles.

J*ai recommencé une nouvelle série d'études sur le même modèle dans des conditions un peu différentes, au jardin de l'Orangerie de Versailles. L'eau motrice était reçue dans la grande cuve en zinc d'environ 0^,80 de haut et 3»c,05 de section qui avait servi de bief d'amont pour les expériences précitées de 1867. Avant de commencer chacune de celles-ci, on jaugeait la quantité d'eau fournie par un robinet alimentaire. Chaque expérience durait au moins 5 minutes. Connaissant le volume d'eau arrivé pendant ce temps, et mesurant dans un bassin de jauge l'eau élevée, il était facile d'obtenir le rendement en multipliant ce dernier volume par la hauteur de l'élévation au-dessus du niveau d'amont, et multipliant par la hauteur de chute la quantité d'eau tombée au bief d'aval. Deux séries d'expériences furent faites en 1872 et 1873. M. de Lagrené, ingénieur en chef des ponts et chaussées, fut chargé par M. le ministre des travaux publics de rendre compte des résultats. En 1872, j'avais relevé complètement le rebord en zinc qui dépassait le flotteur disposé à l'extrémité inférieure du tube mobile, cela diminua beaucoup la résistance de l'eau à la descente du flotteur. Mais il en résulta un inconvénient singulier qui ne s'était présenté, ni dans les expériences de 1855, ni dans celles de 1867. Le tube mobile rebondissaitbeaucoup plus sur son siège en caoutchouc, et cela occasionnait des irrégularités dont il semblait d'abord difficile de se rendre compte. Si le rendement s'élevait quelquefois à 0,67, il descendait quelquefois au-dessous de 0,50. Voulant approfondir la cause de ces anomalies, je re-

commençai une autre série d'expériences en 1873, et alors je rétablis le rebord extérieur en zinc, tel qu'il était en 1867, il dépassa le flotteur de 0^,07 au lieu de lui faire une sorte de poupe. Cela changea complètement Tétat de la question. Le tube mobile rebondissait encore, mais la résistance du rebord précité toujours plongé dans Teau atténuait beaucoup cet inconvénient. Il y a eu encore des variations dans le rendement; mais elles étaient bien moindres que Tannée précédente et il ne descendit pas au-dessous de 0,58.

Le débit d'alimentation fut réglé de manière à être à peu près égal à celui de la machine. De sorte que la hauteur de chute et celle d'élévation n'ont éprouvé que des variations peu importantes pendant les expériences : la bauteur du niveau en amont variait de 0^,04 celle du niveau en aval variait de 0*^^03. On en a tenu compte. La lecture des hauteurs d'eau a été faite sur des tubes en verre adaptés extérieurement aux deux extrémités de la conduite, de manière à donner des cotes suffisamment exactes. Le tube mobile était mieux guidé et retombait moins irrégulièrement sur son siège.

M. de Lagrenô fait remarquer que l'appareil qui nous a servi le 1*' mai 1873 était encore tout à fait rustique. Les assemblages n'étaient pas faits avec tout le soin possible, le tube mobile n'était pas parfaitement guidé et rebondissait encore un peu sur son siège. Il ajoute, dans son rapport du 12 mai de la même année, qu'un appareil d'une construction plus perfectionnée donnerait certainement un rendement meilleur. Ces réserves une fois faites, il termine son rapport en disant : a en résumé je crois que l'on peut conclure que la machine rustique essayée dans le jardin de l'Orangerie, donne moyennement un rendement un peu supérieur à 60 pour 100. Celte machine a été démcintée et enlevée le 10 mai pour ne pas gêner le service des eaux et jardins de Versailles. »

Le tuyau de conduite avait une longueur développée de

27",40 y compris le coude en quart de cercle dont le rayon moyen de courbure était d'environ 0",60. La chute motrice moyenne était de 0",615. La hauteur moyenne à laquelle l'eau se versait au-dessus du niveau du biefd'amont était à très peu près de 1°^,06. La quantité d'eau élevée était de 353 litres. Celle qui était descendue était de 962 litres. lien résulte que le rendement dépasse un peu 0,63 en eau élevée. L'expérience avait duré six minutes 25 secondes. C'est une de celles qui oot été les mieux faites, et qu'on peut prendre comme moyenne dans l'état d'imperfection où était l'appareil. Car il est bien à remarquer qu'il était présenté seulement comme une machine vraiment rustique. Le tuyau de conduite débouchait latéralement dans un grand réservoir servant de bief d'amont. La levée du tube mobile était en général réduite à 0",015. Il est intéressant de rappeler quant aux petites levées, pour celles cependant qui sont notablement plus grandes,que, d'après des expériences signalées dans la première partie, l'écoulement se fait surtout dans la seconde portion des coudes à angle droit brusque. Or, ici il y a une déviation de la nappe annulaire liquide dont Vécrasement à sa sortie rentre dans les phénomènes de ce genre.

Dans les expériences faites à Versailles en 1872 et 1873, je n'ai pas eu assez d'eau pour répéter celles de 1867. Mais les résultats de ces nouvelles études faites dans des conditions peu favorables sont utiles pour montrer aux ingénieurs en quoi consiste l'état de ces questions.

Le siège fixe était à une profondeur moyenne d'environ 0",35 au-dessous du niveau de l'eau du bief d'aval. On n'a pas encore déterminé le minimum de la profondeur dont on peut se contenter pour ce siège, afin d'obtenir le meilleur rendement possible dans les diverses circonstances qui peuvent se présenter.

Je retrouve une indication qui semble pouvoir permettre de se faire une idée des dimensions de la pièce centrale fixe, ce qui a d'ailleurs peu d'importcmce, puisque dans chaque

condition on sera obligé d'en déterminer la forme de manière à produire convenablement Toscillation descendante. La quantité d'eau contenue dans le tube vertical pour la chute dont on vient de parler, entre le niveau d'amont et celui d'aval, aurait différé trop peu de celle qui était redescendue de l'espace compris au-dessous du sommet de ce tube.

Il est d'ailleurs à remarquer pour les expériences sur un nombre de périodes peu considérable qu'il faut, ainsi qu'on Ta fait dans cette circonstance, compter comme perdue en aval cette quantité d'eau qui était dans le tube vertical avant qu'il fût levé une première fois. Gela est évidemment au désavantage de la machine puisque le centre de gravité de cette quantité d'eau tombe au bief d'aval en pure perte. Il était intéressant de faire cette remarque pour fixer les idées sur le mode d'expérimentation. Mais l'erreur qui peut en résulter n'a qu'une importance très secondaire même quand l'expérience ne dure que quelques minutes pendant lesquelles les périodes sont déjà assez nombreuses.

Expériences sur des appareils de très petits diamètres.

Cet appareil qui a fonctionné avec des tuyaux de conduite de très grands diamètres a aussi l'avantage de pouvoir marcher régulièrement avec des tuyaux de conduite de très petites sections. Dans un modèle que j'ai déposé à l'école des ponts et chaussées le diamètre n'a que 0°^,05. Mais pour qu'on puisse avoir un rendement convenable il faut qu'on ait à utiliser, dans ce cas, une chute très petite. Il résulte de ce que j'ai dit dans la première partie, que le rapport du diamètre à la chute motrice ne doit pa3 être trop petit, si l'on veut éviter une perte considérable de travail en frottement.

Les chutes que j'ai employées pour ce petit diamètre ne dépassaient pas O^^^IS. Le tube mobile a un diamètre de 0^,09. Le cylindre fixe terminé inférieurement par une partie conique assez allongée a un diamètre de 0^,07. Je préviens seulement, à cause de la difficulté quelconque résultant des ajustages des petites pièces et de la différence qui en provient dans le rapport des sections, etc., que le rendement sera moindre que pour de plus grandes dimensions, ce qui peut résulter d'ailleurs en partie de ce que TéLude n'en est pas complétée. Les phénomènes des résistances passives dans les petites vitesses suffiraient seuls pour expliquer une diminution sensible de rendement. Ces phénomènes s'opposent même à ce qu'on donne au tuyau de conduite fixe le rapport de la longueur à la chute motrice qui conviendrait le mieux au rendement pour de plus grandes dimensions. J'avais espéré pouvoir exagérer la longueur du tuyau de conduite fixe ; je me suis aperçu qu'il fallait la réduire au contraire dans ce cas. Or je ne saurais trop répéter que, dans des limites très étendues, la longueur du tuyau de conduite fixe est importante pour augmenter le rendement (1).

Dans les expériences plus en grand faites jusqu'à ce jour, toutes les fois que j'ai pu augmenter la longueur de ce tuyau j'ai augmenté le rendement. Enfin on peut compter, en attendant mieux, que, pour ces diamètres très petits, le rendement en eau élevée ne sera pas moindre qu'un tiers environ du travail dépensé quand on aura pu employer des proportions convenables.

En général pour tous les diamètres, il paraît convenable que le fond qui entoure le siège du tuyau fixe soit disposé comme une sorte d'entonnoir. C'est ce qui a été fait pour plusieurs de ces appareils. Mais on ne sait pas encore selon quelle loi

(1) Le diamètre inlérieur du tuyau de conduite pour un modèle précité qui est au Conservatoire des Arts el Métiers n*a pas plus de 0">,025 Avec ces petites dimenpions on a pu obtenir une marche régulière mais on n'a pas essayé de mesurer le rendement.

rînclinaison dont il s'agit doit être déterminée. J'ai déjà eu occasion de remarquer, pour le cas où l'angle de cet entonnoir serait trop aigu, les inconvénients qui en résulteraient.

Expériences sur un appareil rustique en planches. — Transformation du système en moteur hydraulique à flotteur oscillant.

Cet appareil a été essayé d'une manière très rustique. Le tuyau de conduite de 13 mètres environ de long était formé de planches clouées, renforcées de place en place par des cadres en bois. La section intérieure était un carré de 0",60 de côté. L'orifice sur lequel le tube mobile venait se poser alternativement était pratiqué dans la paroi supérieure à l'extrémité d'aval. Celle-ci élait bouchée au moyen d'une planche qui, au lieu d'être posée verticalement était courbée de manière à rendre le coude un peu moins brusque. La chute motrice avarié de 0™,50à 0",08.L'eau était élevée à 1",50 au-dessus du niveau du bief d'aval. L'appareil a marché régulièrement. Pour une chute de 0",40 on élevait au moins 600 litres par minute. Mais pour la chute de 0",08 la quantité d'eau élevée a été si petite qu'on indique cette chute seulement comme une limite inférieure. Je dois môme dire que je n'ai pas constaté personnellement cette limite à laquelle je ne sais pas si la marche était régulière. On n'avait aucun moyen de mesurer le rendement, cet appareil d'essai étant provisoirement établi sur le barrage d'une rivière. J'en dis seulement quelques mots pour montrer avec quelle rusticité ce .système peut être construit à très peu de frais pour les besoins de l'agriculture. Il y avait en général sept périodes par minute. On a remarqué que la quantité d'eau élevée avait été augmentée ainsi que le nombre des périodes, au

moyen d'un ressort formé par une planche portée sur deux pieux. Elle amortissait la percussion du tuyau vertical retombant sur son siège et contribuait aie faire relever plus vivement. J'attachais d'ailleurs peu d'importance à cette dernière considération parce que Tinertie de la colonne liquide contenue dans le tuyau de conduite ne permet pas à Teau motrice de prendre immédiatement une vitesse notable. Il est beaucoup plus essentiel de pouvoir faire retomber le tube très vite sans qull en résulte aucun inconvénient. Cette planche flexible paraît mériter d'être signalée pour les appareils rustiques, quoique, pour une machine qui serait faite avec assez de soin, le frein hydraulique appliqué à Técluse de TAubois semble préférable à certains égards. Le tube mobile vertical était aussi en planches, sa section intérieure était un carré de 0",70 de côté. Son extrémité inférieure avait d'ailleurs la même section que le tuyau de conduite. La collerette relevée extérieurement, et comparée ci-dessus à une sorte de parapluie renversé percé par le milieu, était composée ici de quatre planches relevées et clouées ensemble en forme de trémie. La pièce centrale fixe, de section quadrangulaire, était une caisse en bois terminée inférieurement par une pyramide solidement fixée comme la pièce de bois employée à Ghaillot. Le sommet de cette pièce était attaché à deux pieux un ajutage convergent était en amont du tuyau de 13 mètres.

Cependant quand on voulait, on lui permettait de monter et de descendre alternativement pour faire fonction de flotteur. On a constaté ainsi qu'au lieu d'être employée à élever de l'eau, cette machine pouvait servir comme moteur hydraulique à flotteur oscillant. Quand la chute motrice est très variable, cette forme du flotteur oscillant est plus convenable que celle dont j'ai donné ci-dessus la description.

11 est facile de voir que ce système de flotteur conduit à des résultats parfaitement analogues à ceux qui ont été exposés plus haut et même que les conditions du maximun de rendement reposent sur des considérations semblables. De

sorte qu'il n'est pas nécessaire d'entrer dans plus de détails à ce sujet (1).

Les différences essentielles entre ces deux systèmes de flotteur consistent dans le mode d'introduction de Teau. Celui qui a été Tobjet des expériences précitées de 1843 a l'avantage d'obtenir cette introduction en dépensant moins de force vive et sans qu'on soit obligé de prendre autant de précautions pour empêcher la percussion du tube mobile sur son siège. On conçoit d'ailleurs que, si pour de très grandes di-

(1) Pour donner un exemple de ce genre de considération il Buftit de choisir un cas très simple. Je suppose que le flotteur ait une longueur tout au plus aussi grande que la hauteur de chute, le rapport de sa section à celle du tuyau vertical étant analogue à celui qui avait été adopté pour les expériences précitées de 1842 et 1843. Nous avons vu que pour ce premier système on pouvait, dans certaines limites, calculer le travail en résistances passives dans Foscillation remontante comme si le flotteur avait été tenu en repos, une quantité donnée du tnyau vertical devant être alors remplie jusqu'au niveau du bief d'amont. Dans le système dont il s'agit maintenant, le flotteur agissant sur la résistance industrielle à vaincre ne conserve qu'une faible partie de son poids, quant à son action sur la colonne liquide descendante. Or, il faut vider une quantité donnée du tube vertical jusqu'à une assez petite hauteur au-dessus du niveau du bief d'aval. On peut donc supposer^ alors dans certaines limites^ que les choses se passent, relativement au travail en résistances passives, à peu près comme si le flotteur était tenu en repos. On voit d'après cela quel degré d'analogie il y a entre le travail en résistances passives pour l'oscillation ascendante dans le premier système, et l'oscillation descendante dans le second. Quant à celui-ci il faut tenir compte de ce que la perte de force vive quelconque, résultant de ce qui reste de vitesse à l'eau lorsqu'elle entre au bief inférieur, n'est pas la même que celle qui résulte pour le premier de la contraction de la veine liquide pendant l'oscillation remontante. Mais il faut aussi avoir égard à ce que, pour les deux autres parties des oscillations compapées, il y a des considérations semblables précisément en sens contraires. A la rigueur il faudrait aussi tenir compte de ce que, pour un des systèmes le mouvement de l'eau par rapport au flotteur alternativement atteint ou abandonné par la colonne liquide, est en sens contraire pour chaque partie d'une grandeur donnée de l'oscillation. Mais il ne s'agit ici que d'indiquer la marche des résultats d'une manière assez approximative pour qu'on puisse les comparer.

mensions, au lieu de rendre le tube vertical en entier mobile^ on emploie une soupape de Cornwall, cela est moins simple que la soupape annulaire à un seul siège, essayée avec succès pour l'autre système de flotteur. Quant au rendement définitif, lorsque l'eau est introduite au-dessous du flotteur, on a vu ci-dessus quelles sont les conditions diverses dont on aura à s'occuper selon la longueur qu'on pourra donner au tuyau d6 conduite.

Considérations spécialement relatives aux appareils de grandes dimensions.

Quand on veut élever l'eau à une grande hauteur il n'est pas nécessaire que le tube vertical soit en entier mobile. On peut ne rendre mobile qu'une vanne cylindrique ou une soupape de Cornwall, dont la partie inférieure porte le parapluie renversé. La figure 28, planche VIII, donne une idée de cette disposition pour le cas où l'on substitue un flotteur au balancier. Cette figure sert aussi à montrer l'application des lames courbes concentriques indiquées p. 335 et 402, pour diminuer la résistance dans un coude, môme quand il n'a pas de courbure à l'intérieur.

Dans cette figure et plusieurs autres de la même planche, on n'a pas dessiné le rebord extérieur dont l'utilité a été cependant constatée par les expériences de 1872 et i873. Nonseulement il suffit de signaler les propriétés de ce rebord, mais la réussite des nouveaux freins hydrauliques appliqués à recluse de TAubois en diminue beaucoup Timportance. II peut être cependant intéressant d'en conserver la trace, pour les appareils rustiques. On conçoit, en effet, qu'il est important que le tube mobile rencontre en descendant le moins de résistance possible. A ce point de vue, Texistence de ce rebord est un inconvénient et c'était par cette raison que j'avais essayé de le supprimer en 1873. Aujourd'hui les nou-

veaux freins hydrauliques permettent d'amortir aussi complètement qu'on le veut la percussion du tube sur son siège. Rien n'empêche, quand la construction d'un grand appareil sera assez soignée, de supprimer un rebord extérieur n'ayant d'autre but que d'augmenter la résistance au mouvement dans Teau du bief d'aval.

Il sera même convenable, quand on emploiera un balancier à contrepoids, de disposer au-dessus du parapluie renversé une surface ayant pour but de diminuer la résistance à l'enfoncement de cette pièce dans 1 eau du bief inférieur. Il résultera d'ailleurs de cette disposition une sorte de flotteur qui pourra venir en aide au mode d'action du balancier. Au reste abstraction faite de l'emploi d'un frein hydraulique, nous avons vu que pour des machines assez puissantes on pourra amortir la percussion du tube sur son siège en utilisant, au moyen d'une pompe, le mouvement acquis de ce tube. Il est donc rationnel à divers points de vue de faire en sorte de diminuer la résistance à la descente du tube, du moins pour les constructions sur une assez grande échelle qui ne seront pas trop rustiques.

Nouveau barrage mobile

Cette machine peut être considérée comme un barrage mobile, même dans le cas où l'on n'aurait pas besoin de s'en servir comme appareil à élever de l'eau. Nous avons vu que, dans certaines conditions d'équilibre, il se produit des trépidations qui peuvent faire lever le tube de lui-même si une veine liquide résultant d'un trop-plein venait concourir à l'effet de ces trépidations.

Je suppose le tube levé et retenu dans cette position par un flotteur qui serait dans l'eau du bief d'amont. Celle-ci en passant par l'orifice inférieur résultant de la levée du tube mobile, tendrait à faire redescendre ce dernier si le flotteur

qui le soutient était baissé en vertu de Técoulement de l'eau. Les phénomènes de succion sont d'autant plus puissants, toutes choses égales d'ailleurs, que le tube est plus près de son siège. On conçoit déjà qu'il y a une raison pour que ce tube revienne intercepter la communication entre les deux biefs en temps utile, pour Je règlement des niveaux. Il ne serait pas nécessaire, si l'on voulait ainsi avoir seulement un nouveau barrage mobile, que le tuyau de conduite eût une longueur notable. Il ne serait pas non plus indispensable que ce tube mobile reposant sur son siège s'élevât plus haut que la limite supérieure du niveau d'amont. La force de succion étant d'autant plus grande que la vitesse est plus considérable, si le flotteur dépasse toujours le niveau de l'eau d'amont, on conçoit qu'il pourra être disposé de manière à ne permettre au tube de redescendre que lorsqu'une certaine profondeur sera atteinte par le niveau du liquide dans le bief inférieur.

CONCLUSIONS

Le système, objet de ce chapitre, est peut-être moins intéressant quant à son principe- que celui pour lequel l'Académie des sciences m'a fait Thonneur de me décerner le prix de mécanique. Mais il est plus simple, repose d'ailleurs sur des phénomènes de succion nouveaux, a été construit avec succès sur une très grande échelle, et aussi avec de très petites dimensions. C'est d'ailleurs au moyen de son principe que j'ai résolu le problème de l'épargne de l'eau dans les écluses de navigation, tout en accélérant au besoin leur service.

Ce système est celui que j'ai spécialement choisi pour les expositions universelles comme le type le plus simple (1) des

(1) En 1852, il a été honoré d'une médaille d'or parla Société centrale d'agriculture, et en 1855, d'une médaille de 1'^ classe à l'exposition universelle de Paris. Une médaille d'argent m'a été décernée pour la

appareils de mon invention ayant pour but d'élever de Teaù au moyen d'une chute motrice. Il peut d'ailleurs être transformé en moteur hydraulique à flotteur oscillant. Dans diverses circonstances, même sans flotteur, il est avantageusement applicable pour faire des épuisements. Il peut aussi être transformé en appareil à élever de Teau sous une forme très différente de celles qui ont été exécutées. Il est alors sans oscillalion en retour vers le bief d'amont, au moyen d'une combinaison de colonnes liquides oscillantes ayant une grande analogie avec le mécanisme de l'onde dite solitaire,

Ënfln quand on n'a pas besoin d'élever de l'eau, son principe conduit d'une manière extrêmement simple à un nouveau barrage mobile qui doit même être automatique. On verra dans le chapitre suivant comment l'appareil élévatoire à tube oscillant peut être transformé en machine soufflante, ou à compression d'air.

On a vu, dans les diverses séries d'expériences, que le rendement était très différent selon les conditions que l'on avait à remplir. C'est surtout pour les grands diamètres et les élévations d'eau ne dépassant pas certaines limites par rapport à la chute motrice, que l'on doit compter sur un rendement considérable. Tel est le cas des écluses de navigation dont on veut relever une partie de Teau au bief supérieur. L'inconvénient de cette machine, quand on a besoin d'un rendement considérable, consiste en ce que le tuyau de conduite doit avoir en général une assez grande longueur par rapport à la chute motrice. Lorsqu'il n'est pas relativement à la chute aussi long à beaucoup près qu'il ne Ta été pour les expériences officielles, le rendement peut, comme je l'ai dit pour les pre-

nouveile série d^ezpérieDces faite à Texposition aniverselle de 1867. La médaille de progrès m'a été décernée à l'exposition universelle de Vienne^ en 1873, poor Tapplication faite à Técluse de TAnbois et à Texposition universelle de 1878 un rappel de médaille d'argent m*a été décerné pour la même application qui a d'ailleurs été perfectionnée depuis cette époque.

mières expériences faites à Saint-Germain-en-Laye, se réduire à environ un tiers du travail dépensé. Dans diverses circonstances dont les expériences précitées indiquent les conditions^ le rendement peut varier de 40 à 50, à 60 peut-être à 70 pour 100 en eau élevée. Il y a lieu d'espérer qu'on pourra augmenter ce dernier rendement (1). Les ingénieurs qui emploieront cet appareil exécuteront d'ailleurs, sans doute, quelques modifications de détail.

Ainsi, M. Chemin, ingénieur des ponts et chaussées, qui a eu occasion de s'en servir, a employé comme contrepoids un vase alternativement rempli d'eau.

Pour éviter tout malentendu je dois rappeler qu'un des auteurs qui ont parlé de cet appareil, d'ailleurs avec bienveillance, n'a pas remarqué que j'avais disposé la pièce cen-

(1) Oo peut former le contrepoids d*uae chaîne analogue à ceUe du pont-Ievis de M. le général Poncelet II en résulte que le tuyau mobile peut se lever plus haut, au commencement de sa desconte une succion moins forte étant suffisante. Or, comme la force de succion augmente en général à mesure que ce tube s'approche de son siège fixe, cette disposition semble très rationnelle. J*ai même employé un contrepoids formé tout simplement d'une chatne qui venait alternativement se poser en partie sur le sol.

Il y aura lieu d'essayer, môme lorsque l'on substituera un flotteur au balancier, si l'on pourra profiter de la vitesse acquise du tube mobile. Mais quant à présent, au lieu d'employer cette force vive au moyen d'un balancier ou d'un flotteur, je me suis contenté de l'amortir de manière qu'elle ne soit pas nuisible. Le moyen le plus efficace pour cela me parait être le frein hydraulique nouveau appliqué à l'écluse de l'Âubois. Il y aura d'ailleurs lieu d'examiner si, en compliquant on peu l'appareil, on n'augmentera pas le rendement au moyen d'un encliquitage, qu'il suffira de faire Iftcher aux époques où cela sera utile, quand ou voudra que le tube retombe.

Selon le rapport du jury de l'exposition universelle de 1867, si une roue hydraulique fait mouvoir une pompe, le rendement de la roue est d'environ 60 p. 100, et celui en eau élevée par la pompe est une fraction de cette fraction, soit environ les 75 cenlièmes, ce qui donne un rendement total de 45 p. 100. Il n'est pas môme nécessaire de supposer qu'il soit aussi peu considérable pour apprécier ceux qui ont été obtenus au moyen de l'appareil, objet de oe chapitre, dont an reste l'extrôme simplicité est le caractère le plus essentiel.

traie fixe au-dessus du niveau d'amont et le renflement du tube mobile au-dessous de ce même niveau, de manière à faire en sorte que Toscillation en retour ne descende pas audessous du niveau du bief d'aval. Il en a conclu que les hauteurs auxquelles on pouvait élever de Teau avec avantage étaient beaucoup plus restreintes par rapport à la chute qu'elles ne le sont, d'après les dispositions précitées.

La véritable cause qui limite les hauteurs dont il s'agit résulte de ce que, d'après les formules exposées dans la première partie, il ne faut pas qu'à chaque période, le chemin parcouru par la colonne liquide soit trop grand relativement au diamètre du tuyau de conduite. Il ne faut pas non plus que la pièce centrale fixe ait une section assez considérable, par rapport à celle du tube vertical pour que le travail en frottement entre ses parois et celles de ce tube soit trop grand relativement au travail en frottement dans le tuyau ^e conduite. Ce dernier doit, comme je l'ai dit, être d'autant plus long, dans des limites très étendues, qu'on veut ainsi élever l'eau à de plus grandes hauteurs. Cette longueur a au reste entre autres avantages celui de permettre de diminuer la hauteur du jaillissement de Teau au sommet de l'appareil.

Il est essentiel, pour éviter un autre malentendu, de faire observer que, si l'appareil est réglé de manière à donner à peu près le maximum de rendement, le niveau d'amont ne pourra s*élever que d'une assez petite quantité sans que la machine s'arrête. De sorte qu'il faut prendre les précautions précitées pour augmenter le débit. Mais le niveau d'amont peut baisser considérablement et celui d'aval peut monter considérablement sans que cela interrompe la marche de l'appareil entièrement abandonné à lui-même. Seulement alors, il ne sera plus dans les conditions qui conduisent au maximum de rendement. Quant à l'exhaussement du niveau d'amont, si l'on ne peut l'empêcher par la disposition qui permet de faire débiter beaucoup plus d'eau à la machine sans qu'elle s'arrête, je reconnais que l'intervention d'un sur-

veillant sera nécessaire pour régler la levée du tube mobile et son contrepoids (1).

Les phénomènes de succion sur lesquels le jeu de cet appareil repose ont été dans ces derniers temps considérés comme ayant leurs analogues dans ceux de Télectricité. Je crois devoir rappeler que je les ai signalés le premier en citant d'ailleurs tout ce qui pouvait avoir avec eux la moindre ressemblance. Voir aussi l'extrait du procès-verbal de la Société philomathique du 17 mai 1851 (Journal VInsfitut.)

(1) Qaaod on ne rend mobile qu'âne vanne cylindrique ou une soupape de Cornwall, il est intéressant d^ezaminer, comme on me Tavait conseillé avant que j'eusse trouvé les phénomènes de succion au moyen desquels elle fonclionoe, s'il ne vaudrait pas mieux la faire soulever que de la faire descendre pour interrompre la communication avec le bief inférieur. J'ai expliqué planche Vif, figure 5, p. 634 et suivantes, comment j*ai fait soulever ainsi une soupape de Coruwall. Il s'agit de couper de la manière la plus avantageuse la veine annulaire de sortie. Or, il y a des raisons de penser que, tontes choses égales d'ailleurs, il vaudrait mieux la couper de bas en haut que de haut en bas, afin que le mouvement intercepté se reportAt plus directement sur la partie de la veine liquide annulaire qui continue à sortir jusqu'à la fin de la course de la soupape.

Pour l'appareil, objet de ce chapitre, je n'ai pas encore employé de soupape annulaire, ayant toujours rendu le tube vertical entièrement mobile. Il n'en est résulté aucune percussion capable d'endommager des tubes d'un grand diamètre et de matériaux très peu résistants. Or il paraît plus simple, en général, quant à la construction, lorsqu'on emploie une soupape annulaire, de disposer sa course plutôt au-dessus qu'au-dessous du siège fixe. D'ailleurs, dans les limites du possible, un tube en entier mobile, au-dessus d'un seul siège fixe, est d'une remarquable simplicité.

Dans l'appareil représenté par la figure que je viens de rappeler, la soupape est relevée de bas en haut, il est vrai, mais à contre-courant. Il y a donc lieu de croire que, si elle l'était dans le sens du courant, la force de succion qui la fait fonctionner s'exercerait plus facilement. C'est dans le sens du courant que marchent les soupapes annulaires représentées planche YII. Quant aux phénomènes de succion à contrecourant qui ramènent le tube mobile sur son siège dans les expériences, objet de ce chapitre, il y a lieu de les croire plus puissants que ceux qui soulèveraient un tube mobile dans le sens du courant. Quoi qu'il en soit, il paraît intéressant de conserver la trace de cette dernière disposition.