UTILISATION RELATIVEMENT AU CHARRON

Si j’ai souvent insisté sur le bon emploi et sur l’économie du combustible ce n’est pas que je le considère seulement comme un moyen dispendieux de marcher, mais plutôt comme une ressource précieuse, et dont l’approvisionnement restreint est long â renouveler. Marcher doucement est souvent arriver plus vite à la vapeur, et un navire se rendant à une destination lointaine perd des journées entières pour s’être trop pressé; dans les ports de relâche on ne trouve pas le charbon prêt à embarquer, il faut souvent faire des recherches pour l’acheter, puis le mettre dans des chaloupes pour le conduire à bord. Si plusieurs navires ont besoin de charbon, les lenteurs sont en raison de leur nombre : à combien de jours

d’inaction seront forcés douze ou quinze vaisseaux arrivant pour faire leur plein de charbon ! L’ennemi qui aura vu leur fumée et leur batterie élevée sur l'eau saura qu’ils ne peuvent sortir. Il en est de même pour des transports de troupes à de grandes distances, et le navire qui par une marche plus lente et par conséquent par une plus grande utilisation de son combustible et de ses voiles , sera arrivé le dernier, n’en repartira pas moins le premier pour faire un nouveau transport : il effectuera plus de voyages dans le même temps. L’emploi judicieux du combustible est donc devenu l'uue des études les plus importantes de l’officier de marine, car c’est lui qui dirige, et le mécanicien, qui ne fait qu’exécuter, a très-peu d'influence sur la consommation du charbon.

11 a été déjà question (page 385) de l’utilisation des navires à vapeur, par rapport à la consommation de charbon, et si cette méthode n’est pas applicable aux calculs destinés à déterminer les rapports entre la machine, le navire et le propulseur, qui donnent, à bien dire, l’utilisation théorique (tableau VIII), elle présente du moins le résultat économique de l’ensemble et montre si, dans la production de la force comme dans son emploi, on a tiré tout le parti de la cause première de cette force, c’està-dire du charbon brûlé dans un temps déterminé. Ce mode d'évaluation présente en outre plus de précision , en ce que les quantités de charbon brûlé Boni assez bien pesées et qu’il n’a pas les inexactitudes et les irrégularités inévitables de l'estimation des forces, soit par l’indicateur, soit par le calcul. Après avoir opéré dans ce but sur les navires marchands anglais (tableaux 111 et IV), comme je l’ai expliqué page 385, j’ai tenté de le faire en cherchant dans les rapports sommaires de presque tous les vapeurs de la marine, quelles avaient été leur vitesse moyenne et leur consommation par heure pendaul les années 1852, 1583, et pendant le premier trimestre de 1854 . J’ai eu soin d’omettre les croisières et les navigations en escadre, à cause de leur irrégularité. Chaque sorte de navire a été groupée et portée avec ses dimensions principales (tableaux V et VJ), et son déplacement en charge a été considéré comme invariable; car il Berait presque impossible de l’avoir pour tous les tirants d’eau, suivant ia quantité de charbon brûlé. J'y ai joint les diamètres des cylindres, leur course et le nombre de coups de piston de leur puissance nominale. Enfin, d’après la formule - '^piacement a ;’aj ca]fu]é l’utilisât ion écocomique de chaque navire.

En parcourant les résultats des utilisations obtenues, on remarque de

grandes différences tant pour le même navire qu'entre des bâtiments semblables. H ne faut pas en être étonné, puisque celte sorte de coefficient est influencée par toutes les chances de la navigation; qu’elle est diminuée par le vent debout et Lrés-augmentée par la brise favorable. Les navires à roues ont été groupés sur le tableau V, et on voit combien les frégates ont plus d'utilisation que les corvettes de 220, et celles de ICO et au-dessous. Cependant les corvettes de 200 chevaux présentent des résultats supérieurs à celles de 220. Cela provient sans doute de ce que leur puissance relativement au tonnage étant plus considérable, leurs machines éprouvent moins d’obstacles et ne perdent pas autant de force par l’excès du recul; car un tonnage trop fort pour le moteur équivaut à un vent contraire et diminue nécessairement l’utilisation. Si cette influence est peu sensible peudant les expériences effectuées ordinairement de calme, elle l’est beaucoup pendant la navigation, en ce que les vents debout arrêtent complètement les navires qui n’ont pas de force, tandis que les autres font route. Le résumé placé au bas de la page, et formé des moyennes générales des trois années et de tous les navires du même rang, porte en outre le cbarbou consommé en moyenuo pour parcourir un mille et celui nécessaire au transport d’un tonneau de déplacement à la distance d’un mille: cette dernière quantité est le travail effectué par le combustible, sans tenir compte de la vitesse; elle diffère donc de l’utilisation et se trouve quelquefois à l'avantage du mauvais marcheur. Elle montre encore combien les grands navires sont supérieurs aux petits ; celle différence est encore plus marquée si on s’élève aux vaisseaux portés sur le tableau n° VII.

J'ai formé d'une manière semblable la table. VI, destinée aux navires à hélice : elle présente de plus grandes différences dans les ntilisations ; c'est sans doute parce que la voilure joue un rôle important sur beaucoup de ces navires, et que, d'un autre côté, plusieurs, ne chauffant pas toujours, n’ont fait usage de la machine qu'avec le calme ou le vent debout. Il ne faut donc pas regarder ces résultats comme aussi exacts que ceux des navires à roues, qui ont toujours les feux allumés et tirent peu d’avantages de leurs voiles. C’est ce qui m’a porté à établir un dernier tableau (n“ VII), uniquement basé sur les observations faites pendant les expériences et sans faire usage des voiles.

Le service des paquebots des messageries impériales présente des documents beaucoup plus réguliers que celui des navires de l'Etat. Aussi j'ai été heureux de devoir les éléments du tableau n" V bis à l’obligeance

de M. De Lacour, ingénieur de la marine, directeur des ateliers de la compagnie. On remarque combien les résultats des utilisations de ces paquebots sont supérieurs à ceux de la marine. Cela tient probablement à plusieurs causes , telles que la légèreté des coques et les formes adoptées par M. Moissard, auquel on doit l'organisation première de cette vaste entreprise et la construction de tout son matériel primitif ainsi que celle du Faon (pages 133 et 142) et des meilleurs paquebots de P' rance. La qualité probablement meilleure du combustible et la régularité du service dans les mêmes parages sont aussi à l'avantage des résultats et surtout en garantissent l'exactitude. Le tableau qui résume ce vaste ser\ ice offre donc beaucoup d’intérêt et montre combien les marches et les utilisations ont été améliorées par l'augmentation de puissance obtenue en remplaçant les chaudières à carneaux par celles à tubes.

Si l’exposant de charge diminué du poids de la machine et du combustible, c’est-à-dire ce qu’un bâtiment porte utilement, était employé au lieu du déplacement, on verrait que les petits navires ne portent rien pour ce qu’ils dépensent, relativement à ce que font les grands dans les mêmes circonstances. 11 est donc naturel d’en conclure que les transports de troupes ou de munitions effectués par les navires à vapeur d’une forte dimension, sont aussi économiques que ceux opérés par les petits sont ruineux ; et à cela s’ajoute la limite moins étendue des traversées de ces derniers; ils sont forcés de s’arrêter pour faire du charbon, tandis que les autres atteignent le but. En n’allant pas plus vite qu'un 450, le Napoléon effectuerait un aussi long trajet de calme, quoique la frégate à roues ait douze jours de charbon à toute volée , et qu’il en porte à peine cinq. Le Napoléon , ne filant que 8 noeuds , parcourra une distance égale à 2,34, celle qu’il franchirait à toute volée, et de plus il ne resterait pas en route s’il éprouvait des vents contraires, comme l’a montré son remorquage du Jean-Bart. Tous ces faits viennent à l’appui de ce que j’ai dit plus haut sur les avantages des grandes puissances ; ils font regarder les navires au-dessous des grandes corvettes rapides comme des inutilités dispendieuses, puisqu'ils n’ont ni force militaire, ni vitesse, et qu’ils ne peuvent aller loin. L’Ariel est le seul aviso rapide; tous les autres seraient interceptés par les vaisseaux tels que le Jean-Bart, et pour s’en convaincre il suffit d'examiner les résultats des tableaux.

En considérant les navires à vapeur sous le rapport de leur force militaire et de leur vitesse , les différences sont encore plus sensibles. Pour opérer le calcul, il faudrait prendre le poids total des canons etacces-

noires, ainsi que des munitions de guerre, le multiplier par le cube de la vitesse et diviser ce produit par le charbon brûlé. On verrait qu'audessous des grandes frégates, le résultat est si faible que les petits navires sont très-onéreux , et qu’il est très-heureux qu’on n’en construise plus. En effet , les gouvernements ne font que de vastes opérations, excepté le transport de leurs dépêches; il leur faut donc de grands bâtiments; ils sont dans le cas des compagnies dont les navires augmentent de dimension à mesure que leurs affaires deviennent pluB importantes.

La comparaison de ces tableaux avec ceux donnés pour les navires marchands anglais 1 et II , ne saurait être d’aucun intérêt, en ce que les documents employés pour établir ces derniers, ne portent pas le déplacement, mais seulement le tonnage, qui est entré dans les calculs comme représentant un volume, tandis que dans cc qui regarde la marine française on a employé la puissance | du déplacement, qui exprime une surface. C’est pour cette raison que les utilisations des navires anglais paraissent si supérieures aux nôtres; mais elles n’ont par le fait aucun rapport. Il y a aussi quelques inexactitudes dans les tableaux anglais, à cause de la différence des sources auxquelles il a fallu puiser; les mesures, en apparence les plus simples, se prennent différemment et amènent à des variations dans les résultats.

Pendant très-longtemps on n’a fait aucune attention à la quantité de charbon brûlé, la plupart des procès-verbaux de recette ne mentionnent même pas ce qui a clé consommé. Tant qu’on n’allait qu'à Alger ou dans le Levant, on en avait toujours assez, puisqu’on en trouvait partout; mais quand les voyages se sont étendus à l’Inde et à la Chine, sans savoir où trouver des ressources en combustible, on s’est étudié à en tirer tout le parti possible , et c’est parce que je me suis trouvé dans cette position que mon attention a été appelée sur cet objet important ; c’est aussi dans ce but que j’ai établi tous ces tableaux, afin de faire ressortir des faits utiles et surtout d’attirer l’attention sur une manière d’évaluer avec plus d’exactitude les services rendus par une machine. Les données qui m’ont servi ne sont pas aussi exactes que si elles avaient été prises dès le principe dans le but proposé : on en obtiendra de bonnes dans dés expériences de recette en mesurant rigoureusement le charbon. Ce sera une excellente manière d’apprécier les appareils fournis à l’État, et de reconnaître ceux qui, brillants dans les expériences, deviennent ruineux à l'usage. Tant de causes influent sur la navigation qu'il sera difficile plus tard de juger d’après cela la conduite des capitaines et des mécani-

ciens, à moine de reporter les observations sur un laps de temps assez long pour établir une probabilité. Le vent et plus encore peut-être la manière dont navigue le capitaine ont nne grande influence; aussi ne faut-il considérer comme réellement intéressantes que les moyennes générales portées au bas du tableau.

Lorsque des appareils à vapeur sont commandés aux fabricants, il serait très-utile de faire entrer la consommation de combustible dans les marchés. On en sait assez maintenant pour prévoir la quantité brûlée d'un charbon déterminé, et si on fixe les dimensions et le poids de l'appareil, pourquoi ne pas déterminer aussi celui du combustible? car une machine légère devient lourde par le fait seul qu'elle brûle beaucoup de charbon. Le cheval de vapeur coûterait peut-être un peu plus cher, mais cet excès de prix serait compensé en un mois ou deux de chauffe. La refonte de toutes les grilles des foyers du Gomer a été compensée par cinq jours de chauffe. Il n'y a pas de petite économie pour une consommation journalière aussi considérable que celle du charbon.

INFLUENCE DE LA DIMENSION DES NAVIRES SCR LEUR MARCHE ET SCR LEUR UTILISATION.

Les nombres portés sur les colonnes du tableau n° VU montrent les avantages des navires de grandes dimensions et des machines puissantes; ils confirment ceux du tableau des navires à roues et ce qui a été déjà dit à ce sujet, pages 146 et 381 . On y voit que pour transporter un tonneau de déplacement en filant 12 noeuds, le Napoléon, tout en ayant toujours une utilisation supérieure, ne dépense que la même quantité de charbon que le Jean-Bart en filant 0, et il ne lui faut qu’un peu plus de la moitié de ce qu’exige le même tonneau relativement au Roland faisant 12,5 nœuds. Les chiffres de cette colonne et de la précédente portant le charbon brûlé pour parcourir un mille, montrent clairement aussi les avantages de l’usage modéré d’une grande force, puisqu’à 13', 5 le mille pat^couru coûte au Napoléon 450", et qu’à 8',0 ce n’est plus que 192 ou moins de la moitié. Dans le premier cas, le tonneau transporté coûte aussi le double avec la plus grande vitesse rapportée à la plus petite. En se référant au tableau V des navires à roues, on voit que pour filer 8 nœuds le Napoléon dépcnso moins que la frégate à roues de 450 faisant T', 5, et un peu plus que la corvette de 220 bornée à 5', 68. Enfin, que le Napoléon, ne filant que 8 nœuds, ne dépense pas le double de quelques

petits vapeurs de 120 ehevaux portant le nom d'avisos, quoiqu’ils ne filent que 6', 8. 11 porterait donc des dépêches avec la vitesse des frégates et des corvettes, sans brûler beaucoup plus. Si on établit la comparaison avec le charbon consommé pour transporter un tonneatrà un mille, on voit des différences encore plus grandes, et toutes à l’avantage des grandes dimensions et de la finesse de forme du Napoléon. Il est vrai de dire que l’appareil et les chaudières du Napoléon servent depuis peu de temps, tandis que ceux des frégates sont déjà vieux ; mais la différence est trop grande pour ne pas assurer un avantage réel et durable.

M. Le Bouleur de Courlon, ingénieur de la marine, qui avait dirigé les expériences du Roland (page 418), a réuni à ce sujet des données intéressantes et les a groupées d’une manière très-ingénieuse. Il rappelle 1° qu’on désigne par K la résistance du navire par mètre carré de maîtresse section et par mètre de vitesse par seconde ; 2° qu’on admet que la résistance totale H est proportionnelle à la résistance élémentaire K, à la surface du maître couple B’ et au carré de la vitesse en mètres : d’où H = KB'V. 3° On appelle résistance relative d’un bâtiment dont le

maître couple est B* et le diamètre d’hélice d, l’expression -^r, 4° donc

le travail en 1" pour la vitesse V est KB’V’xV ou I< B'V. 5” Le travail sur les pistons est donné par la formule 7.117D'CN(p — 6), et enfin, 6* Fuît B'V’

tilisation est le rapport des deux expressions, c’est-à-dire 7 1 17D’CN /, <>/

D’après cela , M. Le Bouleur a dressé un tableau qu’il a reporté sur la courbe représentée figure 41 , page 50G, formée en prenant les surfaces plongées B’ pour abscisses et portant comme ordonnées les utilisations.

La série des points portés sur cette figure présente une régularité remarquable et très-rare en pareilles matières ; deux seulement s’écartent de la ligne, et ce sont ceux relatifs aux navires les mieux expérimentés, le Roland et le Napoléon. Mais leurs hélices ont des directrices courbes, et d’après les expériences du Pélican, ces propulseurs ont 5 pour 100 d’utilisation de plus. Si donc on réduit leurs résultats de cette quantité, ils se retrouvent sur la courbe générale.

Cette courbe démontre par sa continuité 1” que les utilisations croissent très-rapidement avec les surfaces plongées du maître couple ; 2° que par calme et belle mer le plus ou le moins d'allongement ou de finesse n’a pas d’influence appréciable1; 3° que les machines et les propulseurs

1. Sauf le Churlemogne, tous les navires observés avaient des façons assez fines pour pre-

(hélices ou roues) des bâtiments de la flotte sont établis dans des conditions d’égale efficacité.

La courbe permet de ramener toutes les résistances relatives à celles d’un navire, le Pélican, par exemple, et de calculer aisément le recul des hélices au moyen de ceux constatés pour cet aviso. Cette courbe facilite donc beaucoup les calculs d'établissement des machines en ce qu'elle résume très-clairement tout ce qui a été observé à cet égard.

CchcUo do S Bill’ pour 0,01

0 I 3 3 4 S 0 T 8 S 10 II I? i3 K li 13

M. Le Douleur a eu l’idée d’appliquer aux navires à voiles les mêmes calculs qu’à ceux à vapeur d’après leurs expériences, et de déterminer la surface de voilure qui, pour chaque maître couple immergé, devrait imprimer la même vitesse au bâtiment. La résistance à la marche se trouvant égale à la force d'impulsion peut être regardée comme proportionnelle à la surface de voilure; d’après cela, et en admettant que tous

tenter de grandes analogies, et ils ne diffèrent pas assez pour rendre le principe énoncé bien certain.

les navires aient la même marche, M. Le Bouleur a construit une courbe donnant les surfaces de voilure nécessaires, en se rapportant au vaisseau de 80, modèle Sané. 11 a porté à côté les surfaces réelles; les unes dépassent celles de sa courbe, les autres sont moindres ; mais en général celles déterminées par sa méthode sont en moyenne les mêmes que dans la nature. Le tracé relatif aux voilures offre beaucoup d'analogie avec celui des machines à vapeur. (Tout ceci est extrait d’une notice de M. Le Bouleur.)

J’ai appliqué la méthode de M. Le Bouleur aux données citées page 381 sur les traversées moyennes entre l’Angleterre et l’Australie par des navires de tonnages différents. J’ai déduit les vitesses de la durée du trajet et pris pour abscisses une échelle de 0“,02 pour 10 mètres carrés d’une surface quelconque obtenue en prenant la racine carrée du tonnage, et O", 01 pour les ordonnées représentant les vitesses. Il en résulte une ligne à peu près droite et faisant un angle d'environ 45° avec les deui lignes. Pour les utilisations en charbon des tableaux V et VI, la même méthode à donné de grandes différences en faveur des machines puissantes relativement au navire, et si l’utilisation varie peu de calme suivant les formes des navires ni la force des machines, il est loin d’en être de même en cours de navigation.