CHAPITRE II

De l’Eau considérée comme Moteur.

<>8. Toutes les fois que l’on se propose d’employer la force impulsive de l’eau pour animer une machine quelconque, il est nécessaire d’en connaître préalablement la valeur : sans cette connaissance , on ne saurait ni .proportionner, ni disposer convenablement les parties de la machine.

t)Q. Il y a des cas où le courant d’eau est éloigné de l’emplacement que la machine doit occuper, et où l'établissement d’un canal intermédiaire est indispensable. Dans ces cas, il faut, avant tout, relever le plan du terrain compris entre le courant et l'emplacement de la machine , tracer la ligne que le canal doit suivre, d’après un examen attentif des circonstances locales , et faire un nivellement exact le long de cette ligne. Le nivellement a pour but, non-seulement de déterminer la hauteur de la chute d’eau, mais aussi de fournir les élémens du calcul des déblais et remblais que la confection du canal exigera (a).

(a) Les lecteurs qui désirent acquérir des connaissances exactes et étendues sur le nivellement , doivent consulter l’excellent traité que M. Fabre a composé sur cette importante operation pratique.

100. Si la machine doit être placée sur le courant d'une rivière ou sur le bord d’un canal déjà existant , alors il suffît de déterminer, par des observations bien faites, la masse d’eau disponible, la vitesse et la valeur absolue de sa force impulsive.

Méthodes pour mesurer la vitesse de T Eau.

101. On détermine la masse d’eau en mesurant une section du canal perpendiculaire à la direction du courant , et en multipliant la surface de cette section par la vitesse, c’est-à-dire, par la longueur de la ligne que parcourt l’eau en une minute.

103. On connaît plusieurs méthodes de mesurer la vitesse d’un courant. La plus usitée est d’abandonner un flotteur au gré du courant, et de fixer en combien de temps il parcourt un espace déterminé. Pour cet effet, on place deux observateurs sur le bord du canal ; on mesure la distance qui les sépare. Devant chaque observateur on place deux jalons, dont les directions, perpendiculaires à la ligne qui suit le courant, sont parallèles entre elles. Les observateurs étant disposés, on lâche le flotteur un peu au dessus du premier qui , au moment précis où ce flotteur se trouve sur la direction des jalons , tire un coup de pistolet, ou donne un autre signal quelconque, pour avertir son compagnon : alors tous les deux comptent en même temps les oscillations d’un pendule, ou ils observent les secondes marquées par l’aiguille d'une montre, pendant que le flotteur parcourt l’espace entre les observateurs; aussitôt qu’il se trouve dans la direction des jalons du second, celui-ci fait un signal, et les deux cessent de compter. Oo répète cette opération plusieurs • . * fois, et on prend la valeur moyenne entre les divers résultats. Le flotteur doit s'enfoncer presque entièrement, pour être moius exposé aux agitations de l’air.

103. Mariotte, ayant observé que l’eau d’une rivière ne va pas également vite à sa surface et dans les autres parties, et que , proche €u fond, l’eau est beaucoup retardée par la rencontre des pierres, des herbes et des autres inégalités, détermina ces différentes vitesses dans une petite rivière coulant uniformément. Il prit pour cela deux boules de cire attachées à un (il de 3 décimètres de longueur; l’une était chargée de petites pierres dans le milieu, pour rendre sa pesanteur spécifique un peu plus -grande que celle de l’eau , en sorte que , quand les deux boules étaieut dans l’eau, la plus pesante faisait bander le

'fil, e*nfonc«r la plus légère plus quelle n’aurait fait toute seule; et , par.ee moyen , sa partie supérieure était presque à fleur d’eau , afin que le vent n’eût point de prise sur elle. 11 observa toujours que la boule d’en I^s demeurait en arrière, principalement aux endroits où il y avait quelques herbes au fond de l’eau, près desquelles la boule inférieure passait; carr la rivière n’avait qu’environ un mètre de profondeur. Mais lorsqu’on mettait ces memes boules en un endroit où l’eau , rencontrant quelque obstacle , s’élevait un peu , et ensuite prenait un cours plus rapide, comme on le remarque sous les ponts; la boule inférieure devançait la supérieure. On voit par cet exemple, que, la vitesse augmente ou diminue, de la surface au fond , selon les circonstances. Naturellement la vitesse devrait toujours augmenter de la surface au fond, comme répondant à une chute qui augmente alors de plus en plus ; mais il peut se faire qu’elle Soit plus retardée par les obstacles quelle n’est accélérée par l’augmentation de la chute.

104. On peut mesurer la vitesse #d’un courant au moyen d’une petite roue très-légère, garnie de i5 à 18 petites ailes. Son axe, mince et poli, tourne sur des rouleaux pour anéantir presque totalement l’effet du frottement. Etant exposée au choc du cou-

38 DE L’EAU CÔNSIDÉRÉE COMME MOTEUR, rànt , on compte le nombre des révolutions qu’elle fera en un temps donné. Comnqp on connaît la longueur de la circonférence moyenne développée, on connaîtra conséquemment l’espace qui répond au temps donné, ou la vitesse du courant. Il faut remarquer que cette méthode ne peut donner que la vitesse vers la surface; et que la roue, en tournant , est un peu retardée par la résistance de l’air. Mais elle est fort simple et peut être quelquefois employée utilement.

i o5. Quelques auteurs proposent d’employer le quart de cercle pour mesurer la vitesse d’un courant. Cet instrument e^garoi^ à son centre de deux fils : l’un porte un poids qui *scrt à fixer la position du quart de cercle ; l’autre, plus long, soutient tfne boule dont la pesanteur spécifique est plus grande que celle de l’eau , et qui s’y eufonce plus ou moins f selon qn’on lâche plus an moins le fil. Par la déviation de ce second fil d’avec la verticale, on mesure d’abord la force, et on en conclut la vitesse du courant. Cet instrument , dont les résultats ne peuvent être déduits que par un calcul trigonOmétrique assez compliqué, est sujet à plusieurs inconvénient. D’abord le fil qui soutient le corps submergé, ne conserve pas toujours la même position; il éprouve des mouvemens d’oscillation qui mettent souvent beaucoup d’incertitude dans la mesure de l’angle. Cela arrive surtout lorsque la pesanteur spécifique du corps submergé surpasse peu celle du fluide. Mais, d'un autre coté , si l’on augmente trop sa pesanteur, les petites variations dans les vitesses cessent de devenir sensibles.

10G. M. Pilot a donné la description d’un tube de son invention ( Mém. de l’Académie année 1^1 ), qu’il a employé pour mesurer la vitesse de la Seine sous le pont Royal, C’est un simple tube de verre coudé, qu’on plonge verticalement dans le coûtant. La hauteur, à laquelle l’eau s’élève dans le tube , est celle

DE L’EAU CONSIDÉRÉE COMME MOTEUR. 3g qui est due à la vitesse du courant. En enfonçant plus dh moins le tube, on a les hauteurs qui répondent aux vitesses, aux différentes profondeurs du courant. Ou attache le tube à une tringle de bois très-solide, et on met à. côté une règle de cuivre graduée qui marque les élévations «le l’eau dans le tube. Quand on fait usage de cet instrument, il est très-difficile de le fixer assez solidement pour que l’eau ne soit pas sujette à des mouvemens d’oscillation, qui peuvent occasioner des erreurs sensibles dans l'estime de ses élévations. Cet inconvénient se fait’d'autant plus sentir, que le courant a plus de vitesse et qu’on enfonce le tube plus profondément. " •

107. On peut, au*moyen d’un peson construit comme le dynamomètre de M. Régnier, mesurer’ immédiatement la force impulsive d’un courant d’eau sur une surface donnée. On a pour cet effet un cube de bois, auquel on donne une gravité spécifique égale à celle de l’eau, en y introduisant un certain nombre de clous ; une corde est attachée , d’un côté au cube qu’on submerge dans le courant, et de l’autre au crochet du pespn. Le cube, entraîné par le courant , fait effort sur le peson et le bande plus ou moins, suivant la force de ce courant; l’index marque le nombre des livres ou des kilogrammes auquel correspond 1 Effort exercé sur la surface antérieur* «lu cube.

Canaux.

108. M. Muthuon a inséré dans le Journal des Mines un mémoire rempli de détails pratiques très-utiles sur la Construction des canaux aqueducs ; nous allons en donner un Extrait.

Cet ingénieur prescrit dahord quatre opérations préliminaires : i°. Iiecounaitre le ruisseau ou la rivière que l’on veut détourner eu tout ou en partie; déterminer la quantité d’eau qu’ils fournissent ordinairement, et surtout l’été; examiner

4o DE L’EAU CONSIDÉRÉE COMME MOTEUR.

cnsuite*le pays et les lieux par où le canal devra passer, les petits courans d’eaû qu’il coupera , leur distance respective et leur éloignement tant de l’origine du canal que de l’extrémité;

2°. Calculer la quantité d’eau nécessaire pour les machines que l’on veut établir;

3". Niveler le terrain, depuis le point où l’eau devra arriver jusqu’au courant même ; .

4". Exapiiner si l’on pourra obtenir une chute d’eau d’une hauteur suffisante.

109, A legard de la pente à donner au canal, plus l’eau nfet de temps à parcourir un espace donné, dit *M. Muthuon, plus les (iltratipns sont grandes et l’évaporation considérable. Si au contraire on lui donne une forte pente, l’eau, ayant alors beaucoup de force à cause de sa vitesse, ronge les bords du canal, et fait des dépôts considérables; de manière que le canal se détériore promptement et exige de fréquens déblais , ce qui ne peut avoir lieu sans obliger de cesser le travail et conséquemment sans entraîner de graves inconvéniens.

1 10. M. Muthuon a reconnu que, dans un canal d’une largeur égalisée de deux mètres , ayant cinq décimètres de profondeur d’eau , et huit centimètres de pente par 200 mètres de longueur, l’eau parcourt 8 mètres par minute, et que la force impulsive de l’eau de ce canal est suffisante pour faire manœuvrer, au moyen d'une roue de onze mètres de diamètre , douze répétitions de pompes, dont les pistons parcourent un espace cylindrique*dc 16 décimètres de hauteur, et de 3 décimètres de diamètre, en faisant faire à. la roue six tours par minute. lia . reconnu également que la moitié de cette quantité d’eau suffisait pour faire aller un bocard à 12 pilons, dont la rpue, de 45 décimètres de diamètre, faisait jusqu'à 18 révolutions par mi-

Digltized by

DE L'EAU CONSIDÉRÉE COMME MOTEUR. 4i nnte , et enfin quelle fournissait, et au-delà, de quoi alimenter deux pompes et faire agir quatre soufliels. *

Ui. M. Muthuon remarque, dans un canal qui n’avait que 27 millimètres de pente par 200 mètres de longueur, que l’eau n’avait qu’un tiers de la vitesse avec laquelle elle coulait dans celui dont la pente était de 8 centim. , en leur supposant à tous deux une largeur égale et moyenne de deux mètres. I>a masse d’eau n’avait pas un mouvement aussi uniforme dans le second canal que dans le premier, et celle des bords et du fond était presque stagnante. Dans ce canal l’eau s’élevait à 7 décimètres auprès de sa source, et à la distance de 18 à no mille mètres, le canal était presqu a sec. Il semble donc qu'un canal de l’espèce indiquée ne doit point avoir moins de 4 centimètres de pente par 100 mètres de longueur, ni au-delà de 7 centimètres ; car une plus grande pente occasionerait des dégradations et des ensahlcmens. Mais, dans les pays froids, il est souvent utile de donner beauconp de pente ans canaux pour que la vitesse de l’eau soit uu obstacle à sa gelée.

112. Lorsqu’on doit creuser un canal, il faut examiner la nature des diverses terrains qu’on doit traverser, i“. pour régler la pente des talus; a”, pour le raffermir dans les endroits tourbeux , bourbeux , rocailleux et autres. Les endroits argileux ne demandent aucune autre préparation pour être’ raffermis , que de piler le fond et les bords du canal. Ceux où l’argile est mêlée avec des pierres, sont également bons; et, comme ils ont plus de solidité, ils n’ont pas besoin d’être battus. Les terres sablonneuses et argileuses nedaissen t pas passer l’eau , * quand même le sable n’y serait pas en grande quantité ; mais ilfaut beaucoup d'inclinaison aux bords, ou les revêtir de pierres. Dans les passages bourbeux ou tourbeux, qn jette sur le fond dt» canal une couche de gravier que l’on enfonce avec les pilons , De la composition des Machines. ' 6

t\i DE L’EAU CONSIDÉRÉE COMME MOTEUR, et on fait entrer des pierres longues dans les bords. Les endroits rocailleux et ouverts exigent d’autres soins , et l’on a besoin de faire, au milieu de l’excavation plus#élargie et plus approfondie, un canal de rapport. L’argile seule peut être employée pour cet effet; mais bien souvent l’on n’en trouve pas; et d’au 1res fois il faudrait l'aller chercher trop loin , ce qui occasionerait des frais trop considérables. Le gazon , dans ce cas, est aussi bon et peutêtre meilleur que l’argile; on le coupe en parallélépipèdes de trois décimètres de long , de deux de large, et de sept à neuf cenlim. d’épaisseur; on les place à côté les uns des autres, en les renversant, c’est-à-diïe , en mettant l’herbe en dessous; on les joint bien," et on les frappe par-dessus pour les assouplir; ensuite on bat la couche entière avec un pilon. Cette couche, bien battue, en reçoit une autre faite de la même manière, et ainsi de suite.

Il est constant, dit M. Muthuon , que lès parties d’un canal ainsi exécuté, et dont le fond et les banquettes ont cinq à six décim. d’épaisseur , tiennent très-bien l’eau.

ii 3. L’on est quelquefois obligé de passer sur des terrains bas , où le canal doit être en relief. Le gazon seul peut servir alors, et il vaut mieux que l’argile; mais, comme il faut nonseulement que l’eau ne passe pas, mais encore que l’ouvrage soit • solide, les banquettes de gazon doivent- avoir dix à douz&décim. de surface, et incliner de l’un et de l’autre côté, de 45 à 5o. 11 est bon ensuite d’appuyer ou flanquer l’extérieur avec les déblais • dè l’excavation la plus prochaine. Un travail de cette nature consomme beaucoup de gazon, et l’on écorcherait quelquefois toutes les prairies des environs que l’on n’en aurait pas assez. Si l’on a des pierres à portée, on fait un massif en pierres sèches, dans lequel on construit le canal ; comme dans les terrains rocailleux et ouverts.

îi 4- Si l’on rencontre des ravins plus ou moins profonds,

DE L’E'ÀU CONSIDÉRÉE COMME MOTEUR. 43 des ruisseaux que l’ou n’a pas la faculté de détourner, on établit ♦es ponts de boys ou de pierres sur lesquels passe le canal. Les ponts de pierres sont les meilleurs) et ils n’exigent pas d’entretien ; mais, quand les matériaux sont trop éloignés, il faut bien les faire en bois. Leur construction doit être simple et solide , et leurs dimensions doivent être, telles qu’il n’y ait pas (^moindre étranglement. -

1 1 5. 11 y a %ux manières d’établir les prises d’eau ; la première est de faire une avancée dans la rivière et d’anticiper obliquement sur un quart ou un tiers de sa largeur, afin d’intercepter une quantité d’eau proportionnelle à la capacité du canal et à la force de la rivière dans un temps moyen. Lorsqu’elle devient petite, ail point que l’espace intercepté n’en ’ fournit pas assez, on en attire davantage par le mo$cn de quelques pierres, ou de quelques pièces dubois mobiles, disposées sur la partie libre de la rivière. Des vannes placées immédiatement à l’embouchure du canal, et mieux à .40, 5o ou

too mètres en arrière dans un endroit où il est bien encaissé,

' et au devant desquelles on fait une décharge latérale, empêchent qu’il ne reçoive une trop grande quantité d’eau.

n6. La secbnde manière de prendre l’eau est de barrer les ruisseaux et rivières, ou de faire des digues plus ou moins hautes, suivant que le canal arrive plus ou moins au-dessus de leur niveau. Les barrages simples et peu élevés se font avec dèspièces de bois transversalesj appuyées derrière par des piquets , et garnies par-devant avec des planches bien jointes. La vanne régulatrice est nécessaire dans ce cas comme dans le premier;* mais elle se place plus ordinairement à une certaine distance de l’Orifice du canal.

i x 7 . Il n’est pas douteux que la seconde manière de prendre l’eau ne soit très-souvent nuisible au cours dé l’eau; aussi il

44 DE L'EAU CONSIDÉRÉE COMME MjOTEUR.

existe des ordonnances administrative» tendantes à réprimer l’usage abusif qu’on pourrait en faire. r

n8. L’eau, entrant dans un canal la première fois, détache et entraîne toutes les matières légères quelle rencontre ; celles-ci forment bientôt des amas qui l’arrêtent; il faut les enlever avec soiu,et faire suivre l’eau par des ouvriers chargés de la conduire. L’eau, trouvant un terrain fraîchement remuée, cherche toutes les petites issues , soulève les masses encore peu cohérentes, passe au travers, et s’échappe par un grand nombre d’endroits. 11 faut donc suivre, serrer et battre les parties mouillées , et charger les banquettes de manière qu’il y ait toujours au moius i5 centim. au-dessus de l’eau. Les issues étant fermées et les filtrations arrêtées, l’eau tarde encore à s’avancer et est absorbée en grande Quantité ; elle pénètre dans les terrains environnanSj-et , ce n’est qn’après qu’ils sont bien imbibés qu’elle s’étend dans un nouvel espace où elle agit de la même manière, et où il faut par conséquent les mêmes soins et le même temps pour quelle avance encore. Il en est ainsi jusqu’à ce que toute lafëiigueer du canal soit parcourue, et ce n’est que lorsque les deux côtés et le fond sont bien abreuvés , que l’eau yfrend son cours, et que l’on a un canal solide et Imperméable; l’eau, dont les terres se sont pénétrées, se forme alors un obstacle à elle-même, et augmente considérablement leurs poids.

1 19.. L’eau arrive enfin au’point désiré; il en vient cPabord peu, elle disparaît le jour, la nuit elle revient; elle augmente insensiblement et varie encore de nouveau ; mais peu à peu elle se fixe : et , au bout de quelques jours , lorsqu’un canal a peu detendue; au bout de trois à quatre mois, lorsque sa longueur n’excède pas trois à quatre mille mètres , et de sept à huit mois, lorsqu’il a une étendue plus considérable, il est en état de faire le service, s’il doit jamais le faire tel qu’il est»

DE IjJiAU CONSIDÉRÉE COMME HOTEUR. 4^ 130. Lorsque l'on a mis l’eau dans un canal , et que son cours . s'est établi, tout u'est pas encore fait; il faut prévenir lesacci- (lens qui pourraient bicu arriver et occasioner la détérioration du canal.

rai. Un canal d'une certaine longueur côtoie ordinaii^pnent des vallons, et coupe par conséquent un plus ou moins grand nombre de ravins et de gorges latérales , par où il coule beaucoup d’eau dans le temps de pluie. Les "terrains pentifs euxmêmes en fournissent alors une quantité considérable. Il est nécessaire d’empêcher que toutes ces eaux ne fassent gonfler le canal, dont les bords, une fois inondés, sont en un moment coupés, déchirés et emportés, ce qui interrompt nécessairement le service.

ma. Pour remédier à cet inconvénient , on a deux moyens; ou l’eau des ravins et des gorges charie du gravier, des cailloux et du sable, ou elle n’en charie pas. Dans le premier cas , il faut établir des ponts aquéducs, qui soient placés en travers du canal ; ils penchent du côté où le terrain a sa pente lui-même , et Jcurs bords sont élevés de manière qu’ils ne laissent rien tomber. Dans le second cas, on pose des vannes tout près et devant les gorges, et l’on fait dan6 la banquette inférieure du canal une décharge op coupure qui descend jusqu'au niveau ordinaire de l’eau; en sorte que celle qui vient par ces gorges et qui est surabondante, s'échappe sans produire de mauvais effets. Il arrive encore qu’un canal passe au bas dfes rochers et des terrain# qui ne sont* pas solides; il faut, autant que possible, les assurer par des maçonneries et des murailles en talus , afin de prévenir la chute des uns et les,éboulemens des autres.

i s3. Les canau.i» qui n’ont pas assez de pente peuvent de-; venir bons en augmentant jeur capacité ;*on y parvient, soit en haussant les banquettes ? soit en les élargissant; le meilleur est

46 DE L’E£U CONSIDÉRÉE COMME MO JEU R. de faire l’un et l'autre en même •temps, et surtout tle donner à un canal plus de largeur que de profondeur ; car, lorsque l'eau est haute, elle presse contre les bords et les fait écarter. La hauteur de l'eau ne devrait être que du tiers de la largeur du canal.

i^. Si l’eau devait agir sur des roues à pots; on pourrait gagner de la pente, eu disposant le canal de manière que Peau n’entrât dans les godets qu’aux deux tiers ou apx trois quarts de la hauteur de la roue; on perdrait peu. par cette disposition, puisque les godets , qui sont très - près de la ligne perpendiculaire à l’axe de la roue, n’ont qu’un bras de levier très-court.

ia5. Lorsqu’un canal a peu de pente, il est utile que l’eau conserve, autant que cela est possible, dans toute sa longueur un mouvement égal. Car, s’il y a des endroits où l’eau soit à peu près stagnante, elle résiste à celle qui arrive, la force de se gonller, de s’élever et quelquefois de déborder. M. Muthuon a observé que, si la longueur de l’espace qu’occupe cette eau stagnante , est de 80 ou i oo mètres , elle arrête celle qui arrive. Dans ce cas , il faut que le canal gagne en capacité ce qui lui manque du côté de * <

Réservoirs d1 eau'.

126. Souvent le courant d’eau que l’on a à sà déposition , est trop faible pourproduireimmédiatementsur les machines l’effort quelles exigent; alors on prend quelquefois le parti de construire -un vaste réservoir destirté à recevoir l’écoulement du courant et celui des rigoles produites par les pluies et les eaïu^des neiges fondues. C’est surtout pour faire agir les machines des mines situées dans les montagnes , qile Ion fait usgge de ce moyen trèsdispendieux , moyen qui commence à tomber en désuétude depuis que les machines à vapeur ^pnt presque généralement adoptées dans l’exploitation des mines; néanmoins il y a des.cas *

- DrgttiretîtiyCioogle"

où l'établissement tl’un étang peut être utile. Alors une situation avantageuse est la première chose qu’on doit rechercher. On choisit ordinairement un fond ou un vallon qu’on entoure d'une chaulée. 11 faut non-seulement faire attention au volume d’eau qu’il doit contenir, mais encore à ce qu’il ne se ^mplisse de terre avec le temps. Sa disposition ttoit èti% telle qu’on puisse avoir une chute d’eau suflisante sur les machines. Lorsqu’on peut établir un étang dans un vallon profond , auquel se réunissent d’autres vallons, on a soin de ménager des canaux pour ramasser les eaux des pluies des environs, et les conduire dans l’étang. Il faut éviter le voisinage des montagnes trop rapides, surtout si leur surface est revêtue de matières molles et peu adhérentes.

127. La chaussée qui environne un étang doit être construite avec beaucoup de précautions; elle doit être établie sur un fond solide, et il faut prévenir les tiltrations; car, si elles pouvaient s'établir, l’eau, qui cherche toujours des issues qu’elle agrandit avec célérité , pourrait détruire une portion de la digue et produire de fâcheuses conséquences. Les meilleurs terrains où l’on peut asseoir avec sûreté une digu^ ou une chaussée, sont ceux qui consistent en un roc solide et sans crevasses , ou bien en une argile bien compacte et tenace. Mais, comme ordinairement les argiles ou terres grasses qui sont dans les vallons, ne se trouvent que par couches ,et qu elles ne s’étendent pas jusqu’au roc vif, il ne faut s’y tier qu'après les avoir bien sondées.

128. On construit deux espèces de chaussées, l’une en maçonnerie et l’autre enterre glaise foulée. Sur les terrains argileux, on doit préférA les chaussées en terre glaise; et celles en maçonnerie, sur le roc vif. Une chaussée doit satisfaire à deux conditions essentielles : 1°. empêcher les tiltrations, - 2°. résister suffisamment à la pression de l’eau.

129. En Hongrie, les chaussées des étangs ( PI. VI , tig. 1. ) renferment un noyau de terre glaise a bien foulée , flanqué de. chaque côté de deux parties de terre b b , disposées avec un talus convenable ; et le talus d, du côté de l'étang , est revêtu en maçonnerie^ans d’autres localités , la chaussée 11’est composée que de trois parti*, c'est-à-dire, du courois foulé; d'un parapet en terre, par-derrière; et de la muraille en glacis qui est adaptée immédiatement sur le courois foulé. Cette méthode, qui offre une grande solidité, est, sous ce rapport, préférable à la précédente , mais elle est très-coûteuse. On fait ordinairement le fondement du courois plus étroit que la partie supérieure , parce que son objet n’est que d’empêcher la filtration en dessous.

On introduit daus la chaussée un ou plusieurs tuyaux de chêne qui servent à conduire l’eau destinée au travail des machines. Ce tuyau est formé de plusieurs pièces qui s’emboîtent l’une dans l’autre, et qui sont ajustées avec exactitude , ayant soin do boucher tous les vides avec des étoupes ; on prend en général tontes les précautions pour que l’eau ne puisse filtrer et endommager la chaussée. On adapte à l’extrémité du tuyau une bonde ou une porte mobile dans des rainures. Les lecteurs qui désirent de plus amples détails, peuvent consulter le Traité de l'exploitation des mines , par Délias, et traduit par Sc/treiber , tome 2. . ,

CLASSE DEUXIEME, — récepteurs nrofucugiTj.

Cette classe se divise en huit genres : i°. roues hydrauliques; 20. roues à flux et reflux; 3°. balanciers hydrauliques ; 4°- chapelets et seaux moteurs; 5°. spirales; 6°. récepteurs à pression latérale; 7°. récepteurs à colonne d’eau; 8°. beliers moteurs.

DE L’EAU CONSIDÉRÉE COMME MOTEUR. 49 GENRE PREMIER. — Roues hydrauliques.

première espèce. — Roues verticales à aubes dans un coursier olroiC.

PI. IV, fig. i et 2.

130. Ces roues sont garnies, à leur circonférence, d’un nombre plus ou moins grand de plans rectangulaires que l’on nomme ailes op aubes. Elles sont enfermées dans une espèce de canal incliné que l’on nomme coursier, qui n’a qu’une largeur suffisante pour qu'elles puissent se mouvoir sans empê-^ chement, afin qu’elles reçoivent une plus grande action du choc de l’eau; c*est par ce choc contre les ailes, qui est d’autant plus grand que la masse et la vitesse de l’eau sont considérables , que les roues se meuvent. Les figur as 2, 3, ( PL V ) représentent un coursier vu en plusieurs sens, et la figure 1 indique la forme d’une vanne placée à l’extrémité du coursier.

1 3 1 . Dans cette espace de roue , il y a deux choses importantes à considérer: 1*. la roue en elle-même, sa forme, le nombre et la disposition de ses aubes, les proportions de ses pafties ; 2°. la forme et la disposition du coursier.

132. Ces considérations ne peuvent être établies que sur les résultats d’expériences faites par des savans d’une exactitude reconnue , et doués à la fois de lumières théoriques et d’amples connaissances pratiques. Parmi les expériences connues, sur la force de l’eau employée comme moteur, celles de Sméaton et celles de Bossut satisfont à cette condition , et semblent conséquemment dignes deconfiance. Le détail des premières se trouve dans les mémoires que M. Girard a traduits en 1810; les secondes son rapportées dans le second volume de X Hydrodynamique de Bossut. Retenus par les bornes de cet ouvrage , nous ne pouvons qu’en rapporter les résultats; mais nous conseillons aux .lecteurs qui désirent approfondir cette branche importante de la science des machines , de consulter les deux

De la composition des Machines. 7

5o DE L'EAU CONSIDÉRÉE COMME MOTEUR, ouvrages cités, ainsi que le livre de M. Fabre , intitulé : Essai sur la CQnstruclion des machines hy drauliques , et le mémoire de Borda dans les Mémoires de l’Académie des sciences pour l’an 1767.

133. Sméaton , voulant entreprendre des expériences sur les roues à aubes, résolut de se servir d’un appareil qui pût donner des résultats immédiatement applicables aux machines hydrauliques. Cet appareil était un modèle de roue à aubes sur

d’arbre de laquelle s’enroulait une corde que l'on faisait varier à volonté, ainsi que la vitesse et le volume du courant qui frappait les palettes de la roue.

134. Sméaton a déduit des expériences qu’il a effectuées avec cet appareil , les règles suivantes sur l’effet des roues à aubes mues par un courant d’eau, renfermé entre les parois d’un coursier, en comparant la quantité d’eau dépensée et la vitesse du courant:

i°. La charge virtuelle ou effective étant la même, l’effet est à peu près comme la quantité d’eau dépensée; . *

a0. La dépense étant la même , l’effet est à très-peu près proportionnel à la charge virtuelle ou effective ;

3“. La quantité d’eau dépensée étant la même, l’effet est à peu près comme le carré de la vitesse ;

4°. L’ouverture de la vanne étant la même , l’effet sera à peu près comme le cube de la vitesse de l’eau.

Le rapport moyen entre la puissance et l’effet est celui de 3 à 1 dans les grandes machines ; et le rapport moyen entre les vitesses de l*t‘au et de la roue est généralement celui de 5 à 2.

ï35. Voici maintenant les résultats des expériences d e Bossut sur les mêmes* roues à aubes :

1”. Qu’il est avantageux de donner aux roues le plus grand nombre d’ailes ou d’aubes possible , sans cependant qu elles de-

^g*L’EAU CONSIDÉRÉE COMME MOTEUR. 5r viennent trop pesantes. On donne ordinairement aux grandes roues de sept mètres de diamètre , qui sont mues par un courant rapide, 36 à 4<> aubes. L’arc plongé dans l'eau n’excède guère a5 à 3o degrés. Bossut croit quelles produiraient un plusgrand effet, si on augmentait le nombre des aubes. C’est un usage, ajoute-t-il, de donner un petit nombre d’ailes aux roues qui trempent dans les rivières ; et cela pour empêcher que les ailes ne se couvrent les unes les autres , et pour que chacune puisse recevoir le choc de l’eau. Dans la pratique , on donne pour l'ordinaire huit à dix ailes , et quelquefois moins , aux roues des moulins placées sur des rivières. Bossut pense <jue le nombre est trop petit, et que les roues dont il s’agit, marcheraient mieux, si elles avaient douze à dix-huit ailes.

2°. La vitesse que la roue doit prendre par rapport à celle du courant pour que la machine produise le plus grand effet possible, est comme 2 à 5, soit pour les roues placées sur des rivières, soit pour celles contenues dans un coursier étroit.

3°. Dans les roues posées sur des canaux qui ont peu de pente , et dans lesquels l’eau a la liberté de s’échapper aisément après le choc, il convient de diriger les ailes au centre. Au contraire, sur les coursiers qui ont beaucoup de pente , les ailes doivent être inclinées d’une certaine quantité au rayon, tant pour être frappées plus perpendiculairement que pour recevoir une augmentation de force de la part du poids de l’eau. Il y a toujours une certaine obliquité qu'il ne faut pas passer, parce qu’on perdrait plus par la diminution du choc, qu’on ne gagnerait par le poids de l’eau qui glisse sur les ailes et qui les presse.

136. De Parcîeux( Mémoires de l’Académie, an ) rapporte plusieurs expériences, dans lesquelles les ailes inclinées au rayon sont plus avantageuses que les ailes dirigées au centre.

1 37 . M. Fabre prescrit que les aubes soient taillées en biseau à ’

5a DE L’EAU CONSIDÉRÉE COMME MOTEflJ.

la circonférence extérieure de la roue ; car, dit-il , si on leur donne la forme abc d (P1.XLIII, fig. i.), il est évident que l’extrémité rectangulaire d e interceptera une partie du fluide qui n’agira pas comme elle eût fait en tombant sur la partie -correspondante de l’aube voisine; et, comme le nombre d’ailes doit être le plus grand possible , on perdrait plus d’un côté qu’on ne gagnerait de l'autre; c’est pour éviter un tel inconvénient qu’il faut tailler les aubes en biseau et leur donner la forme abfc.

i38. Nous allons rapporter quelques règles pratiques fort utiles sur la construction des coursiers, données par M. Fabre. Soit la roue verticale DEF (PI. XLIII, fig. 2 ) : si l’on suit la méthode ordinaire , on laissera pour le jeu de la roue uu espace B b entre la circonférence extérieure et le fond A B du coursier. A travers cet intervalle, il s’échappera en pure perte une certaine quantité d’eau d’autant plus considérable, qu’elle y aura plus de vitesse à raison de sa grande chute, et dont l’effet serait d’autant plus grand pour cette raison* Ainsi la perte ne peut être que considérable. Prenons la position la plus désavantageuse de la roue, celle où l’angle G C N, formé par deux ailes consécutives G g , H h , est divisé en deux parties égales par la verticale C B ; et par un point g', pris tant soit peu au-dessus de l’extrémité G de l’aile G g, menons g' B' A' parallèles à B A. Laissons entre la circonférence extérieure et le point B' de cette ligne l’intervalle nécessaire au jeu de la roue. Si nous regardons A' B' comme le fond du coursier, et que nous donnions à la roue le plus grand nombre d’ailes possible, pour peu de vitesse qu’ait le courant, il n’y aura aucune des particules qui s’échappaient auparavant , qui ne produise son effet sur la roue. Car, pour peu que cela n’eût pas lieu , il faudrait que ces particules pussent descendre de la quantité b b' dans le temps quelles emploîraient à parcourir B' b1; ce qui n’est guère possible à cause de la petitesse de l’espace B’ b'.

DE L’EAU CONSIDÉRÉE COMME MOTEUR. 53 i3g. Donnons au fond du coursier la forme A' B' L L' telle que L L' soit parallèle à A' B', et quelle s’étende jusqu’au point H, le dernier qui reçoive l’impulsion du fluide; il est clair que le fluide, répandu sur l’espace B' L L', soutiendra les filets inférieurs, qui seront forcés pour lors à choquer la roue, quand même leur vitesse serait extrêmement petite. L’on voit par là * qu’un simple ressaut au fond du coursier supprimera la perte du fluide qui se fait par le jeu inférieur de la roue daus la construction ordinaire. On pourra , si l’on veut , former ce ressaut par un arc de cercle B B' concentrique à la roue.

i4o. Il n’est pas plus difficile d’anéantir la perte du fluide qui se fait par le jeu latéral. Soit A B C D (PI. XLUI, Fig. 3) , la partie inférieure du coursier , et G D E F la position dans la * laquelle doit se faire le mouvement de la roue selon la méthode ordinaire. Augmentons de chaque côté la largeur E F de cette dernière partie des quantités égales E G, H F; elle deviendra E G R I H F, et ce ne sera plus dans C D E F, mais dans G H I Ff que la roue doit se mouvoir. Donnons aux ailes la largeur M L > E F; je dis que les filets latéraux qui se perdraient dans la construction ordinaire, produiront ici nécessairement leur effet. Cela est évident, puisque tous les filets compris dans la largeur E F seront forcés à tomber sur P N , et ne pourron t s’échapper à travers le jeu L Q et M R , qu’après avoir choqué les aubes. Ainsi il ne se fera point de perte à travers le jeu latéral d’une roue verticale en augmentant la largeur des aubes et celle du coffre du coursier au point d'impulsion.

deuxième espèce. — Roites à auges ou à pots. PI. IV, fig. 3, 4, 5, 6, 7

4i. On appelle ainsi les roues qui sont garnies de plusieurs auges pratiquées entre deux parois , élevées sur l'épaisseur de la

54 DE L’EAU CONSIDÉRÉE COMME MOTEUR, roue. Elles reçoivent à differentes hauteurs, l’eau qui les fait mouvoir. Les unes dans la partie supérieure; d’autres aux deux tiers, à la moitié , au quart de la hauteur. Cette eau remplit les pots ou auges du côté où elle tombe, et le poids du liquide, exercé d’un seul côté de la roue, détermine son mouvement.

i4"î. L’expérience adémontré que les roues àaugets produisent un plus grand effetque les roues à aubes. De Parcieux, dans deux mémoires imprimés parmi ceux de l’Académie des Sciences, pour 1754» a fuit connaître le résultat des expériences qu’il fit au moyen d’une petite roue de 20 pouces de diamètre , portant 48 augetsà sa circonférence. L’arbre de cette roue était composé • de quatre cylindres conceutriqucs posés dans le plongeaient les uns des autres , de manière que le même poids, suspendu à une corde qui pouvait s'enrouler successivement sur chacun des • cylindres, s’élevait proportionnellement à leurs rayons respectifs, pendant que la roue décrivait un arc déterminé ; il trouva que , sous une même dépense d'eau , le même poids était élevé à une hauteur d’autant plus grande , que la roue tournait lenteinent.

Cet auteur avance que la manière la plus avantageuse d’employer l’eau , lorsqu’on peut disposer d’une chute de 4 pieds et au dessus, est de se servir d’une roue à pots.

1 43. Sméaton a entrepris des expériences sur les roues à pots, d’où il résulte que le rapport entre la puissance mécanique qui agit sur une roue à pots , et le maximum d’effet , est comme 3 à 2. U appelle puissance mécanique la quantité d’eau dépensée multipliée par la hauteur de sa chute. Et , comme il avait trouvé précédemment, par ses expériences sur les roues à aubes, que le plus grand effet de ces roues était celui de 3 à 1 , il en conclut que l’effet des roues à pots, supposées dans les mêmes circonstances , quant à la charge et à la dépense d’eau, est en général double de celui des roues à palettes , ce qui assigne d'une ma-

DE L’EAU CONSIDÉRÉE COMME MOTEUR. 55 nière plus précise qu’on ne l’avait fait jusqu’alors , l'avantage des uns sur les autres.

1 44- Sméalon tire de ses expériences la règle pratique , que la vitesse la plus avantageuse avec laquelle la circonférence d’une roue à augcts puisse se mouvoir, est de trois pieds par seconde , sans que le diamètre de la roue influe sur cette valeur.Théoriquement parlant, la roue produit vl’autant plus d’effet, qu’elle tourne avec plus de lenteur; mais il est évident quela capacité des augels doit augmenter en raison invenyp de la vitesse de rotation; et comme, à mesure que cette capacité augmente , la roue devient elle-même plus pesante, il arrivera qu’au-delà d’un certain terme, l’inertie de la machine et l’augmentation du frottement des pivots feront perdre l’avantage produit par la lenteur de son mouvement. Sméaton a reconnu que le mouvement d’une roue à * augets cesse en général d’être régulier, lorsque sa vitesse est audessous de deux pieds par seconde.

i45. Bossut a fait aussi des expériences sur les roues à pots, d’où il résulte quela vitesse requise pour le plus grand effet, est à là vitesse que la roue prendrait naturellement, si elle n’avait aucun fardeau à élever, comme 1 est à 5 environ. Les roues à pots, dit cet auteur, sont beaucoup plus avantageuses que les roues à ailes, lorsqu’on peut seprocurer une grande chute d’eau. On doit donc employer des roues à pots dans ces sortes de cas. Mais souvent la chute est petite, et on est obligé de prendre l’eau par-dessous la roue, au moyen d’ailes que le fluide frappe. •Déplus, il y a des occasions où l’on a besoin quela roue tourne très-vite , et où l'on a d'ailleurs de l’eau en abondance. Alors urfe roue à ailes est fort bonne ; comme le mouvement des roues à pots doit être lent , on ne pourrait en ce cas employer une roue de cette espèce qu’en la faisant engrener avec une lanterne ou avec une autre roue, ce qui compliquerait la niachine et aug-‘

56 DE L'EAU CONSIDÉRÉE COMME MOTEUR, menlerait les frottemens. Les roues à ailes sont encore les seules qui puissent être d’usage sur les rivières.

i46. La grandeur des godets d’une roue doit être suffisante pour contenir toute l’eau qui lui est nécessaire. Il y a des roues dont les godets ont trois à quatre décimètres de profondeur, ce qui exige des courbes fort larges qui sont difficiles à trouver, et ce qui diminue la puissance de la machine en raccourcissant les rayons de la roue ; il vaut mieux donner plus de largeur et moins de profondeur.

FREMI EBE variété. — Roues à godets simples. PI. IV, fig. 3 «4- Plan et

Élévation.

1 47 - Dans quelques roues à godets , les cloisons qui séparent les godets suivent la direction des rayons. Dans le plus grand nombre , ces cloisons font avec les rayons des angles plus ou moins aigus ; dans d’autres enfin , chacune d’elles est formée de deux portions dont la première, suivant la direction des rayons, et l’autre incliné. Voyez la fig. g, PI. V.

Les tig. g et io ( PL V. ) représentent une roue à godets *de grande dimension. On doit observer que les auges sont soutenues par des pièces de bois obliques en sens contraire les unes des autres. Cette disposition donne beaucoup de solidité à cette l'oue et prévient tout ébranlement.

deuxième variété Roue à godets à double cloison. PI. IV, fig. S et 6.

i48. Cette rouei inventée en Angleterre il y a quelques années , a pour objet de contenir dans ces godets la plus grande quantité d’eau possible. La séparation de -chaque godet est formée par deux cloisons a a et b b. Chacune d’elles a une double inclinaison , c’est-à-dire , elle forme un angle aigu avec le rayon , et un autre angle pareillement aigu avec la bande laté-

DF/L’EAU CONSIDÉRÉE COMME MOTEUR. 57 raie d d de la roue. Par cette disposition très-ingénieuse, les godets conservent l’eau jusqu’au point le plus bas.

tboisième v am£té- — - Houe à canal intérieur . PI. VI , fig. 5 et 6.

149. Buchanen ( «), ingénieur écossais, eut pour but , en imaginant cette roue, de construire des godets dune forme facile à remplir et capables de retenir 1 eau , de manière à produire , au moyen d’une chute tres-basse , un effet presque égal a celui qu’on obtiendrait en recevant l’eau au pojut le plus élevé de la roue. Au lieu d’appliquer l’eau sur la roue en dehors des godets, il a disposé le coursier de manière à verser l’eau dans les godets du côté intérieur vers la roue. Les godets se vident au moyen d’ouvertures pratiquées en dehors sur toute leur longueur; ces ouvertures ne doivent avoir de largeur , qu autant qu’il est absolument nécessaire pour laisser échapper toute 1 eau contenue dans les godets , avant qu’ils ne commencent à monter du côté opposé.

La figure 5 est une élévation de la roue avec une partie des godets et du edursier vus en coupe ; la ligure G est un plan ou coupe horizontale de la roue et du coursier ; A, A coursier; — a a a a, ouvertures par lesquelles l’eau s’échappe des godets ; — b, ouverture eu sens opposé qui laisse entrer l’eau fournie par le coursier.

La figure 7 fait voir une autre méthode de distribuer l’eau eu déduis des godets.

Les bras des roues hydrauliques, de la manière dont on les glace ordinairement, se fatiguent le plus dans la direction de l’effort que fait l’eau sur leurs extrémités , ce qui est en général dans les sens de la longueur de la mortaise ; pour y remédier ,

( a ) Annales des arts et manufactures , tome 10. De la composition des Machines,

58 dfA’eau considérée comme moteur.

M. Buchanan a appliqué tout à l’entour de lu roue des pièces à queue d’aronde F F. Afin do réunir ces pièces, ou place de chaque côté un cercle de fer qui sert à les boulonner ensemble; l’entre-deux est rempli par des bloquets de bois. Cet arrangement permet d’employer des bois de petit échantillon.

QUATRIÈME variété. — Roue à double rang de godets. Pi. IV, fig. 7 el8.

1 5o. Le double rang de pots placés en sens contraire dans cette roue a pour but de changer à volonté son mouvement de rotation , c’est-à-dire , delà faire à volonté tourner dans un sens ou dans l’autre contraire. Le premier rang reçoit l’eau de la source par une soupape E; le secoud rang la reçoit par la soupape F ; de sorte que , si la soupape E est ouverte , la roue tourne de droite à gauche; et si, à l’opposé, la soupape F est ouverte, et la soupape E fermée, la roue tourne de gauche à droite. Des leviers m n serveul à ouvrir et à fermer ces soupajies. Les cloisons des deux rangs d’augets font avec la surface extérieure de la roue des an gles semblables , mais tournés eu sens inverse.

cinquième variété. — Roue à augets de M. Nouaillo de Gréât -Ness ( a ).

PI. VI, fig. 8.

ï5i. La plupart des roues à augets sont établies de manière à recevoir l’impulsion de l'eau au sommet de leur circonférence, ce qui suppose une hauteur de chute égale au diamètre de la roue; mais, certaines localités ne permettant de disposer que d’une chute très-faible, il importe d’avoir un moyen obtenir la même force que d’une chute plus élevée- A cet effet, M. Nouaille propose de construire le canal qui décharge l’eau sur cette roue , de manière à ne laisser échapper que la quantité nécessaire pour lui imprimerie mouvement; il est garni d’une

( a) Bulletin de la Société d'encouragement, i.f apnée.

• DE L’EAU CONSIDÉRÉE COMME MOTEUR. # 5g vannejiorizontale qui glisse sur le fond et qui permet de régler le courant d’eau. Supposant la chute de 4 mètres, dans ces cas l’auteur emploie une roue de 5 mètres de diamètre, qui est frappé sous un angle de 53°.

B est le fond du coursier, — A B est la hauteur de la chnte , ' et A (J la profondeur de l’eau dans le canal on biez supérieur. Or, au lieu de construire, comme on le fait ordinairement, une roue d'un diamètre égal à B C , la roue D E F G proposée par l’auteur est d’un quart plus grande; elle reçoit l’impulsion de l’eau en E. Le fond C du canal C H L ne doit pas se joindre à la planche inclinée H, mais laisser un petit espace à travers lequel l’eau tombe sur les auges de la roue.

On règle la grandeur de cet oriticc par une vatmc horizontale K» placée sur le fond du canal , et qu’on fait avancer ou reculer 4 l’aide d’un levier à bascule N , mû par une vis de rappel ou par tout autre moyen. De cette manière, on est le maître de régler la quantité d’eau qui doit tomber dans les auges de la roue. troisième espèce. — Boues fluviales . PI. V, fig. 5, 6,7, 8, 9, 1 r, 13, i3.

i5t. Les roues fluviales'diffèrent en général des roues qui se meuvent dans un coursier: i°. parce qu’elles ont un plus petit nombre d’aubes ; aV parce que les dimensions de ces aubes sont incomparablement plus grandes. On trouve rarement des roues à coursier qui aient des aubes plus larges. qUé 6 k ’j décimètres, tandis que, sur les rivières, on voit des rûues dont les aubes ont 5 ou 6 mètres de longueur. Les tig. 5, G, 7, 8, g, 11,12, i3 indiquent les méthodes de construire les roues fluviales les plus usitées.

première variété. — Roues soutenues par u/i bateau simple. PI. VI , fig. 1 et 3.

i53. L’ax$ horizontal a a traverse le bateau et pôrte à ses extrémités deux grandes roues.à aubes b b. Deux longues Ira-

Co# DE L’EAU CONSIDÉRÉE-COMME MOTEUR, verses de bois d d, d d servent à fixer le bateau au m^yen de quelques pieux que l’on plante de chaque côté, ou au moyen de câbles que l’on amarre à ces poiuts fixes. Un pont cc est place au devant des roues.

Celle méthode est très-défectueuse. L’impulsion que reçoivent les roues, est bien moindre que celle quelles recevraient, si elles étaient placées dans un coursier, puisqu’il résulte, des expériences faites par D’Alembert et Bossut ( a ) , que l’effort • exercé par un courant d’eau d’une largeur indéfinie contre un plan qu’on lui oppose, n’est, à égalité de circonstance, que la moitié de l’effort qu’il produirait contre le même plan dans un coursier étroit, dont la largeur ne serait pas plus grande que celle que le mouvement libre du plan exige. Cependant elle est presque généralement adoptée sur les rivières de France.,

deuxiimk variété. — Roue soutenue par deux bateaux. PI. VI, Gg. 4-

x 54- Celte méthode, en usage en Italie, sur l’Adige, sur le Pô çt sur d’autres rivières , est préférable, sous tous les rapports, à la précédente. Deux bateaux sont placés parallèlement à une distance à peu près égale à la largeut de la roue, et forment ainsi un coursier étroit. Une vanne est adaptée sur le devant de la rdue entre les deux bateaux. On voit que, par cette disposition, i°. le courant d'eau arrivedirectemcntà la roue, tandis que, dans la méthode précédente , divisé par la proue du bateau , il perd une portion de sa force et prend une direction oblique de chaque côté; 2°. le courant étant resserré comme dans un coursier, son impulsion sur une seule roue doit produire au moins le même effet que sur deux roues d égales dimensions, disposées suivant la méthode précédente.

(a) IJydrodinamiifue de ilossut , tome a.

-rooKifME vAitiÉTfc. — Huuc Jlottantc de SI. 'Williamson ( a ). PI. VI , fig. 9.

i55. L’objet de cette invention est d’employer une roue "hydraulique dans des localités, où le cours d’eau ipii doit la faire mouvoir n£ peut être retenu par des vannes à la hauteur convenable. M. W illiamson pense que ce moyen permettra d’établir des roues à eau au bord des rivières, sans être obligé de détourner une portion du courant , pour la faire passer dans des coursiers de maçonnerie, dont la construction est toujours dispendieuse ; il suffit, pour cela, de placer la roue sur une charpente en forts madriers de chêne, après avoir pris toutefois les précautions nécessaires contre les glaces et d’autres corps flottons qui pourraient en interrompre le mouvement. Avec quelques légères modifications, il serait même possible d’en faire usage dans les rivières qui éprouvent l’effet des marées. On sait que , dans certains endroits où les eaux sont assez abondantes pour faire tourner un moulin , la crainte d’inonder les terres voisines empêche de les retenir à la hauteur convenable : dans ces circonstances , la roue flottante sera utile.

Le principe de fcette invention est très-simple. Au lieu d’approprier, comme dans la pratique ordinaire, 1<? courant d’eau et sa chute aux dimensions et à la force de la roue, celle-ci s’accommode parfaitement aux eaux de toutes profondeurs, pourvu qu’il y ait une chute suffisante pour la faire tourner; cette opération se fait sans difficulté et sans avoir besoin de déranger ou ^e changer en quoi que ce soit le mécanisme du moulin ou celui de la roue.

Un des principaux avantages de la roue flottante est d’éviter l’établissement des coursiers en maçonnerie. Cependant, si l’on

(a) Bulletin de la Société d encouragement , 1 4* - année.

6a DE L’EAU CONSIDÉRÉE COMME MOTEUR, voulait encaisser les eaux , de manière à les diriger plus immé- • diatement sur les aubes, il suffirait d’établir quelques planches de chaque côté.

Le service ifè la roue est très-facile, et n’exige pasja moindre atlenlion de la part du meunier; son mouvement, qui est régulier et uniforme, ne peut être interrompu ni ralenti, tant qu'il y a une suffisante quantité d’eau. En hiver, on la met à l’abri de l’effet des gelées , en l'élevant de manière quelle ne puisse être atteinte par les gelées: elle exige peu de réparations, et convient particulièrement aux situations où les eaux sont sujettes à des crues subites.

A A A est une charpente en forts madriers de chêne proportionnée au courant de l’eau et à la dimension de la roue

B montant qui porte une poulie L, sur laquelle passe une corde dont l’un des bouts, garni d’un crochet H, est attaché à la traverse G, et l’autre porte un poids M. — C, pignon en fer qui transmet à l’arbre du moulin le mouvement qu’il reçoit •. de la grande roue D. — D , grande roue hydraulique flottante d’une dimension convenable, et disposée de manière à pouvoir s’élever et s’abai^er à volonté. Elle est garnie à la circonférence d’aubes a a a a, et sur l’un de ses bords de dfents en fer ou en bois o o qui engrènent dans celles du pignon C. — E , axe en fer sur lequel tourne la roue D. Cet axe traverse l’épaisseur de cette roue et les deux jumelles EF. — G, traverse inférieure qhi réunit les deux jumelles ; elle porte au milieu de sa longueur un anneau à queue taraudée serré par un écrpu , dans lequel s’engage le crochet H attaché au bout de la corde. R , rainure pratiquée dans la pièce de bois courbe S ; elle reçoit l’extrémité de l’axe de la traverse G. — L , poulie en fer fixée au nffontant B. — M, poids attaché à l’extrémité de la corde ; il doit être d’une pesanteur à peu près égale à celle de la roue D et de son

*• * -vr : ' **

DE L'EAU CONSIDÉRÉE COMME MOTEUR. 63 châssis, aûu de la faire plonger dans le courant. — ' N , axe du pignon C N en coupe. — P, traverse supérieure des jumelles vue #n coupe. — R5 corde qui sert à faire monter et descendre le châssis dans lequel est placée la grande roue D.

^UATRiBifF. VAKiKTt. — Jiours à supports mulules. PI. V, Cg. n , ja, et i3.

Plan , élévation de face et de profil.

i56. Les figures n, 12, i3, représentent une des grandes roues employées dans la machine hydraulique du pont Notre-Dame. Celte machine étant placée dans un bâtiment fixe , on a dû chercher le moyeu de la faire agir librement de tout temps, quelles que soient les variations de hauteur dn niveau de la rivière. A cet effet la rque et les engrenages , auxquels elle transmet le mouvement, sont soutenus par un châssis mobile que l’on élève et que l’on abaisse au moyen de quatre cricks à engrenages qui agissent sur quatre poutrelles verticales, adaptées aux quatre coins du châssis; ces poutrelles ont plusieurs tTous dans leur hauteur , où l’on passe des barres de fer pour les arrêter. Ainsi donc la roue et tout l’équipage qui y est adapté, est soutenu par ses poutrelles ; mais, pour plus de sûreté, on les cale en dessous, lorsque la roue est à la hauteur convenable pour travailler.

A est la vanne placée au devant de la roue, pour arrêter son . mouvement en cas de besoin ; on élève et on abaisse cette vaune aii moyen du crick m. — B B B B sont les poutrelles qui servent au levage de la roue. — n n n n sont les cricks qui correspondent à chacune de ces poutrelles. — C C est la grande roue à aubes (pii porte sur un de ses flancs la roue dentée concentrique a a , laquelle engrène avec la lanterne b DD est

le cliàssis sur lequel la grande roue repose : on voit que cette roue est renfermée dans une espèce de coursier M M.

cinquième variété. — Houes à aubes mobiles horizontales. PI. IV , Cg. i3 et i4- ■

167. Chacune des aubes de cette roue horizontale est mobile sur un axe placé à sa partie supérieure. Les pivots de cet axe tournent dans, des crapaudines 1 1 1 1. Ces crapaudines sont adaptées aux extrémités des châssis 3 3 3 3, et sont placées de-

manière à retenir les aubes du côté B. et à les laisser libres du

côté opposé A ; de sorte que toutes les aubes placées de ce côté sont ouvertes par le courant et obligées à se placer dans une situation parallèle; elles n’opposent presque aucune résistance à son libre passage ( en supposant la roue immergée en partie ou même en totalité ); tandis que toutes les autres aubes, se trouvant retenues par leurs châssis ,* reçoivent l’impulsion de l’eau , et déterminent le mouvement de la roue.

sixième variété. — Roue à aubes mobiles verticales. PI. IV, fig. i5 et 16.

i58. Cette roue, comme la précédente, se meut dans un plan horizontaf; comme la précédente”, elle conserve la propriété de tourner, quoique immergée à une profondeur plus ou moins grande. Les aubes de cette roue sont mobiles dans le sens vertical; chacune délies est soutenue par des charnières 1,2, qui lui permettent de s’ouvrir d’un seul côté. Ainsi , quand l’impulsion de l’eau agit sur la roue , les aubes de droite s’ouvrent et n’opposent aucune résistance au passage de l’eau, au lieu que * celles de gauche, restant immobiles, reçoivent le choc du courant et occasionent le mouvement de la roue.

, quatrième espèce. — Roues horizontales dans un coursier. première variété. — Roue à aubes planes.

i5g. Cette roue diffère d’une roue à aubes verticales : 1“. par son diamètre qui est généralement bien moindre; a°. par la

MP

DE LEAU CONSIDÉRÉE COMME MOTEUR 65 position des aubes, lesquelles sont perpendiculaires au plan de la roue clans les verticales; tandis que , «laus les horizontales, elles doivent être inclinées eu sens opposé de la direction du courant, l’expérience ayant démontré que cette inclinaison augmente l'eflet de la machine.

deuxième variété. — Roues à aubes courbes. PI. IV , fig. 9 et 10.

160. Le diamètre de ces roues n’a oftlinairement que 1 à 2 mètres; elles se meuvent dans un coursier dont la forme est indiquée par la fig. 4 (PI. V ). Elles servent utilement, lorsque l’on a un courant d’eau très-rapide. En général, quelle que soit la forme des roues horizontales, on ne les emploie ordinairement que dans un cas semblable.

161. Applications. Aux moulins à blé. — Comme ces roues tournent avec une grande rapidité, et quelles ont un mouvement de rotation semblable à celui que doit avoir la meule, on obtient par leur moyen des moulins d’une très-grande simplicité. Les fameux moulins du Basacle, qui existaient autrefois à Toulouse, et dont ou trouve la description datis X Architecture hydraulique de Bélitlor, étaient mus par des roues semblables à celles de la fig. 4 ( PI. V ).

troisième variété. — Roues à ccuclle. PI. IV. (1g. I i et I*.

162. L'extrémité des rayons a a a, insérés dans l’axe b de cette roue, est terminée par une espèce d ecuelle d d, et cliacun des rayons est soutenu en-dessous par un étançon m ni. Le coursier qui conduit l’eau sur cette roue, doit aboutir exactement au-dessus des écuellcs.

quatrième variété. — Roues à poire. PI. VI , fig. 10.

i63. Les roues à poire sont en usage dans le Dauphiné et De la composition des Machines. 9

« ttkWy

lu c <¥

WJTm

îyJHI

EWvMtJmS

ÆNrm

me r.Afr

' Æse

Wj

>« vj f*

.vw'

dans d'autres contrées montagneuses pourvues de chutes d’eau hautes et abondantes. Elles tournent avec une grande rapidité, et simplifient la construction des moulins. Mais elles ne peuvent servir dans les endroits où les courans d’eau n’ont qu’une vitesse médiocre.

164. Un tambour conique A est composé de douves assemblées comme dans le^ cuves ou les tonneaux. Un axe vertical b traverse ce tambour dont le plus grand diamètre se trouve dans sa partie supérieure. Autour du tambour sont disposées des palettes m ni m ni, en forme des spirales. La roue à poire ainsi construite est placée dans une espèce de bassin en maçonnerie , dont la figure fait voir la coupe. L’eau est conduite par le coursier* d , qui la verse sur les palettes m ni ni m, où elle agit par le double effet de son impulsion et de son poids. Le canal r donne issue à l’eau qui agit.

GENRE DEUXIÈME. — Houes à flux et reflux. première espèce. — Boites verticales. PI. VJ, (ig. 11. **

165. La roue A est soutenue par deux flotteurs B B. Elle est placée au milieu du coursier a a , et elle tourne toujours dans le même sens, soit que le flux agisse sur elle, soit quelle reçoive l’impulsion du reflux. Des portes busquées angulaires 1, a, semblables à celles des écluses, sont placées dans le canal ni m. D’autres portes de la même espèce sont disposées dans les deux canaux latéraux r r et s s. Supposons que le flux agisse, le courant d’eau ouvrira les portes 1 et 2, et fermera les j»ortcs 3 et 4, de sorte que l’eau ne pourra se mouvoir librement que dans le canal m ni, et la roue tournera de droite à gauche. Lorsque le reflux commencera à se faire sentir, le courant aura une direction opposée, les portes 1, 2 lui opposeront leur sommet, et ne pourront être ouvertes; mais, au contraire, les portes 3 et

DE L’EAU CONSIDÉRÉE COMME MOTEUR. 67 4 s’ouvriront librement, et le courant entrera dans le canal r r, se repliera dans le canal m m, suivant la direction de la flèche 6, fera tourner la roue de droite à gauche, comme lorsqu’elle était mue par le flux , ensuite il sortira par le canal s s ; de cette manière la roue tournera par le (lux et reflux constamment dans le même sens.

deuxième espèce. — Roue horizontale. PI. VI, fig. 1a et i3. Plan et

élévation Ç a).

1 66. Cette espèce de récepteur a été imaginé par M. Leslie de Londres

a , arbre de la roue tournant sur un pivot ou axe de fer, le-^ quel entre dans une crapaudine d’acier. — b b, ailes de roue un peu inclinées de manière à donner passage à l'eau dans une direction spirale. — c c , tambour ou enveloppe circulaire, dans lequel la roue tourne dans le moindre espace possible entre les parois et les ailes. — d d d d, second tambour d'un plus grand diamètre , placé au-dessus de la roue, et qui couronne le tambour c c , avec lequel il est combiné. — e, A portes mobiles qui s’ouvrent de côtés opposés; la première , du côté des courans, s’ouvre lorsqu’elle est pressée par le courant , et s’arrête contre le poteau /; la porte du côté opposé sera pressée en sens contraire, par le courant, et se fermera. L’opération inverse aura lieu , lorsque l’eau qui aura monté parle flux, voudra sortir à

l'instant du reflux. Les lignes ponctuées indiquent ce mouve-

ment contraire.