MACHINE BU CHAPTAL

La même année, on construisit à Asnières, près de Paris, la corvette à vapeur le Chaptal. Les défauts de la tôle, pour la construction des navires de guerre, n’étant pas encore constatés, le nouveau navire fut construit en fer, et malgré ses grandes dimensions (54 mètres de long sur 9”, 58 de bau) il fut lancé au mois de décembre, dans la Seine, et conduit à Rouen pour recevoir ses machines. On admit, dans la construction de ce navire, les idées émises par M. Labrousse, et l’on disposa, pour la première fois, l’hélice dans un châssis, de manière à la remonter hors de l’eau, pour que le navire, changeant facilement de rôle, devînt un vrai voilier et ne fût pas arrêté par son propulseur.

L’appareil moteur fut confié à M. Cavé, qui a souvent devancé son époque et qui exécuta des cylindres oscillants pour bateaux à vapeur de mer en 1829. Cette fois il proposa, en 1843, d’articuler directement l’hélice à la machine , et de faire tourner celte dernière avec presqu’au-

tant de rapidité que lea locomotives. 11 s’engageait à faire 70 conps de piston & la minute, alors que les machines les plus rapides ne faisaient que 25 à 30 tours, quand elles étaient de petite dimension, et de h» sorte il obtint un appareil entièrement sous la flottaison , aussi léger que celui de la Pomonr , et n’occupant que 6”, 40 de long sur 5", 80 de lnrge et 3" de hauteur. Cet appareil est composé de quatre cylindres horizontaux posés en regard sur une grande caisse de fonte A (flg. 1, 2 et 3, pl. XIII) formant la plaque de fondation et le condenseur. Le renvoi de mouvement des pistons est formé, pour chaque cylindre, d’une traverse E, dans laquelle est emmanchée la tige D : chacune de ses extrémités est tournée et introduite dans l'œil d’une sorte de bielle pendante F, qui vient s'articuler à une des manivelles O et O1. Les cylindres ne sont pas exactement situés en regard , afin de laisser sur chaque bouton de la manivelle , la place de mettre les deux bielles l’une à côté de l’autre, comme le montre la projection horizontale fig. 1 . Le diamètre des pistons est 1 mètre, et la course 0m,70; l’introduction de vapeur à une atmosphère de pression effective a lieu pendant les 0,6 de la course.

L’arbre est formé de quatre paires de manivelles placées deux à deux en vilebrequin , de manière que deux paires parallèles reçoivent le mouvement des quatre bielles pendantes F des cylindres en regard et soient en même temps à angle droit des quatre manivelles des deux autres cylindres. Cette disposition a les mêmes avantages de régularité de mouvement que les autres appareils à quatre cylindres , relativement à ceux qui n'en ont que deux. Mais elle rend l’exécution de l’arbre très-difficile, en ce que ces huit manivelles sont de la même pièce de forge et exposées à des efforts d’autant plus considérables que le mouvement de la machine est plus rapide. Aussi le premier arbre du Chaptal a éprouvé des avaries qui l’ont fait changer : il avait O", 25 de diamètre à la première manivelle, 0”,20 au milieu et O", 18 à la fin : c’était plus faible que d’habitude; mais on pensait que l’absence des chocs habituels des aubes rendrait ces dimensions suffisantes. Le second arbre eut 0”,27, 0”,26 et 0",25, et celui de l’hélice 0“,22.

Avec les machines directement articulées, il ne faut pas que l’impulsion de l’hélice se fasse ressentir sur la machine, sans quoi elle fausserait les manivelles ; c’est ce qui a exigé les différents systèmes de buttée dont il a été question page 330. Pour résister aux efforts angulaires des bielles, les traverses E des tiges de piston ont chacune de leurs extrémités engagée dans une glissière ou bloc à faces parallèles,

courant entre deux guides on coulisses G, soutenues par la plaque de fondation dans le prolongement de l'axe des cylindres. Ces traverses, en se prolongeant au delà des glissières, servent à faire mouvoir les pompes alimentaires et les pompes de cale II, au moyen de leurs liges HH. La vapeur arrive par les tuyaux K et se trouve réglée par le papillon b placé dans l’intérieur; elle entre dans la boîte du tiroir à détente L , et de là dans celui de distribution L'. Le premier est formé, pour chaque cylindre, d’une glissière M, entraînée par une tige commune N, puisque le mouvement des pistons lié par les bielles pendantes est toujours contraire dans chacun des cylindres. Cette tige de jonction est menée par le milieu de sa longueur, au moyen d’un levier pendant G, qui reçoit Bon impulsion d’un excentrique particulier Q, placé en dehors de ceux de distribution. Ce renvoi de mouvement est opéré au moyen d’une tige particulière Qf articulée au point d , avec un levier introduit dans un fourreau /'et taillé en crémaillère, de manière qu’une vis sans fin prise dans ses dents et tournée par la manivelle à main h fasse varier sa longueur : et par suite, l’amplitude produite par l’excentrique sur le mouvement de la glissière M. L’interruption de l’écoulement de la vapeur par le tiroir s'opère ainsi au point voulu de la course du piston et produit la détente variable.

Le tiroir de distribution est une simple plaque qui , en se promenant sur les deux orifices de communication avec le cylindre, ouvre tantôt l’un, tantôt l’autre. Il ne produit par conséquent qu’un seul des effets nécessaires au mouvement du piston , et le second, c’est-à-dire l’évacuation , est effectué par la partie basse du cylindre , au moyen de deux orifices débouchant directement dans le condenseur, et alternativement ouverts ou fermés par des glissières Y conduites par la tige X. Le mouvement de l’excentrique est communiqué à ces tiroirs inférieurs au moyen de leviers S unis à leur extrémité supérieure avec le levier pendant R, en môme temps que les tiges V des tiroirs. Les leviers opposés S se trouvent réunis par la tringle P , pour que les évacuations des deux cylindres soient coordonnées comme les introductions, et ils tournent sur un tourillon l passé dans un support à fourche fixé sur le fond du cylindre. La position des orifices d’évacuation est très-avantageuse dans un appareil à rotation rapide, en ce qu’à chaque coup de piston l’eau qui se trouverait dans le cylindre est directement évacuée vers le condenseur. Le changement de marche est produit, comme dans les locomotives, au moyen de deux excentriques, l’un pour aller de l’avant , l’autre de l’ar-

ricre, disposition facile à manœuvrer, qui n’avait pas encore été appliquée sur mer. On les embraye à volonté à l’aide d'enclanches ou pied» de biche j qui terminent les barres d'excentriques KK, et le grand levier M' enclanche pour l’une ou l’autre marche, de manière à renverser le mouvement d’une manière presque instantanée. Toutes ces parties de l’appareil ont toujours bien fonctionné ; l’aire des orifices a été sullisante, même avec une vitesse de 79 tours à la minute. Les articulations des bietles et les paliers de l’arbre ont éprouvé de fréquents échauffements, parce que leurs portées avaient les anciennes proportions et n’avaient pas une surface sullisante pour un mouvement rapide, qui force à donner une pression moindre à chaque point des coussinets. Mais les bâtis, les glissières et les cylindres n’ont jamais éprouvé la moindre flexion ; et , en effet, leur disposition est solide et compacte par elle-même, tout en conservant l’avantage précieux d’avoir des bielles ayant sept fois la longueur des manivelles; tandis que dans la plupart des appareils, et notamment ceux do Boullon et Watt et du f.reuzot, il a fallu donner à la machine 8“ ou 11" de large et tenir les cylindres à 6" de distance, pour avoir à peine quatre fois la manivelle. C’est dans le but d’obtenir cette longueur de bielle dans un petit espace et d’éviter les efforts et les frottements des glissières, qu’on a inventé divers renvois de mouvement, et notamment les appareils à fourreau de M. Penn.

Le condenseur 3, en s’étendant sous les cylindres, forme une plaque de fondation très-solide et réunit toutes les parties de l’appareil : il est divisé eh deux portions principales , l’une est sous la paire de cylindres de l’avant, l’autre sous celle de l’arrière, et chacune de ces I»aires n’g qu’une pompe à air commune V. On adopta d’abord le système des pompes foulantes : il en résultait plus de simplicité et la suppression des clapets du piston, ce qui semblait convenir à la rapidité du mouvement. Mais les clapets métalliques produisirent des chocs violents et un bruit, qui firent revenir aux pompes aspirantes, auxquelles on mit ensuite des clapets en toile à voile : et le vide qui , avec les premières, n’était que de 0”,45 à O", 57 de mercure, atteignit 0",70. Celte pompe est mue par un excentrique J' monté sur l’arbre, et dont la tige 1' est directement articulée sur le piston, de manière à osciller duns un tuyau ovale fixé sur le piston et qui frotte dans une boîte à étoupe du couvercle, comme le fourreau des machines de M. l’enn. Cette disposition a mieux fonctionné, malgré la trop grande rapidité du frottement des surfaces de l’excentrique. L’injection du condenseur arrive par les

Diqitiz

tuyaux A' : elle est réglée par des robinets n placés au débouché de cea tuyaux dans le condenseur : en outre, les robinets B' interceptent l’entrée de l’eau de mer, s’il y a des avaries dans les tuyaux qu des réparations à faire dans le condenseur. L’eau tiède expulsée par la pompe à air s’écoule par le gros tuyau C'.

L’arbre est divisé en trois parties réunies par des manchons S ' : il est porté sur sa longueur par plusieurs paliers n' ; après avoir traversé la boîte i étoupe, près de laquelle il est soutenu par un palier, il sort du navire et se termine dans le puits par une partie plate q , ayant sur ses deux faces une largeur à peu pris égale au double du diamètre. Cette saillie s’introduit entre les branches de la fourche V qui termine sur l’avant l’arbre social de l’hélice ; de sorte que le mouvement de l’arbre intérieur entraîne le propulseur dans les deux directions. Ce fut, comme on l’a dit page 309, l’hélice du Çhaptal qui, la première, fut disposée de manière à être facilement démontée. Ou a également détaillé page 331 le moyen employé pour résister au frottement de la poussée de l’hélice. Dans le principe, on a monté l’hélice du Cliaplal avec des chaînes crochées aux deux coins des cadres et tirées par des treuils : maintenant on emploie des caliornes et une bigue. Pour cela, il faut la placer dans un plan vertical au moyeu d’un repère intérieur , afin que la fente du bout de son arbre et le plat de celui de la machine se trouvent dans le plan de l’étambot. Il en est de même pour la descendre et la réunir à la machine. Comme celle-ci u 'amènerait à cette position qu’après de longs tâtonnements, on y parvient au moyeu d’une roue d'angle a' clavelée sur l'arbre, et dans laquelle engrène un pignon d’angle U, recevant le mouvement d’uu arbre qui monte sur le pont, comme on l’a dit page 308. Presque toutes les hélices ont un appareil semblable auquel s'applique un petit cabestan lorsque les dimensions deviennent grandes. Le Chaplal u’a pas d'embrayage ; la facilité de démonter l'hélice a fait négliger ee moyen de la rendre indépendante de la machine.

La première hélice employée était à quatre ailes de 3 mètres de diamètre et de -6 mètres de pas; elle était trop petite, et permettait à la machine de tourner trop vite. La seconde hélice avait 2“,94 de diamètre, 6 mètres de pas et six ailes faites deux à deux et réunies à l’arbre dans les positions convenables. Leur surface totale équivalait aux deux tiers de celle d’une révolution complète. On obtint avec elle une vitesse de 10,3 avec on recul de 30 pour 100.

La mâture du Chaplal me paraît parfaitement assortie au râle de navire

mixte, et, grâce à quelques dispositions mécaniques d'un usage facile, M. Labrousse y a réuni les avantages des mâts à hunes et de ceux à pible. Elle est composée de trois mâts, et un vapeur ue saurait en avoir moins puisqu’il est très-long; les mâts de hune sont pris dans des élongis qui ne s’étendent pas au delà de la caisso et ne portent pas de hune. 11 en résulte que toute la partie haute de la mâture n’est tenue que par les galhaubans; mais aussi qu’elle ne présente pas au veut les hunes et toutes les manoeuvres dormantes des vieux gréements. La surface de voilure est de 1317 mètres carrés pour le grand foc, la brigantine, les basses voiles carrées, les huniers et les perroquets. 11 y a en plus les voiles goélettes, le petit foc et la trinquette qui présentent une belle surface pour le plus près. Le galbauban du travers a un arc-boutant à charnière qui s’applique le long du mât lorsqu'il ne sert pas. Les huniers n'ont ni cargues, ni palanquins, ni écoutes; ils tombent à l’abri des basses voiles, en larguant la drisse, en abraquant le raccage, qui ressemble à une drosse, et en appuyant le halebas. L’avant des élongis est terminé par un plan incliné garni d'un paillet suifé , de manière à ne présenter aucun obstacle à la vergue lorsqu'elle descend sur le bas étai. S'il s'agit de l'amener sur le pont, il suffit de prendre une des deux branches en fer, qui terminent le haut du bas étai , de la passer en dessus de la vergue de hune et de la tendre avec un ridoir, jusqu’à ce que la première branche puisse être larguée; alors la vergue de hune s’amène carrément jusque snr le pont. Cette opération ne dure que quelques minutes et n'offre jamais les difficultés de la manière habituelle de dégréer les vergues de hune. Aussi , aucun navire à vapeur ne fait disparaître plus promptement ses vergues et ses mâts, quoiqu’il déploie une vaste surface de voilure. Tous ces avantages portent à souhaiter que la mâture du Chaplal soit fréquemment employée, même sur des navires plus grands que cette corvette. Le Cliaplal et les navires du même genre accompagnent ceux à voiles avec facilité, sans brûler un kilo de charbon, tandis que les vapeurs à roues sont forcés de se rendre isolément à leur destination, en brûlant des centaines de tonneaux.

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MACHINES DU FAOi V.

En 1846, l'administration des postes fit construire le paquebot le Faon dans les chantiers de M. Normand , et d’après les plans de M. Moissard, ingénieur de la marine, auquel on devait déjà d’excel-

lent» types de paquebots à roues, Cette fois il surpassa ce qui avait été fait de mieux , et atteignit avec l'hélice , et malgré la petite dimension de son paquebot, une vitesse de 12 et souvent 13', mesurée par l'intervalle de temps mis à parcourir l’espace qui sépare Calais et Douvres; la moyenne pour tous les temps est de 12,30, et, avec voile et vapeur, le sillage s’est plusieurs fois élevé à 14' nœuds, quoique la surface de voilure soit très-peu étendue et que la nature du service du Pas de Calais permette rarement de l’employer. La machine est de M. Penn, de Greenwich , et présente un des meilleurs types d’appareil à engrenage (voy. pl. V). M. Bourne s’occupe beaucoup, pages 133 et suivantes, des résultats du Faon, mais il en est un qu'il omet et que je crois cependant utile de mentionner: c’est l’économie remarquable.de sa marche : il ne brûle que 799 kilogrammes par heure, ou G4<1,40 par mille parcouru. Or, en admettant que le navire de ICO üle 8’, celui de 220, 10, et celui de 450, 1 1, il résulte que les quantités consommées par mille sont 89*, 36» 95*, 83 et 189*, 32 pour chacun de ces navires, et qu’en prenant le Faon pour unité, on trouve que la consommation par mille est de 2,98 pour le 450, 1,48 pour le 220 et 1,37 pour le ICO; tandis que le premier met 5', 45" à parcourir un mille, le deuxième C, le troisième 7',5G et le Faon seulement 4', 57. Les résultats réels offrent encore plus de différence en faveur du Faon, en ce que la vitesse moyenne actuelle des vapeurs de 450 chevaux n’est que 8',0 et leur dépense par mille parcouru est d’environ 270 kilogrammes; pour les 220, c’est G', G et 170 kilogrammes brûlés par mille, et enfin les 1.60 n’ont que 6', 2; tandis qu’ils brûlent environ 1GÜ kilogrammes par mille parcouru. Si on calcule l’utilisation du Faon relativement au charbon brûlé par heure, on obtient un résultat comparatif très-avantageux, comme on le voit, parmi les chiffres du tableau d’utilisation u” VI donné à la fin de cet ouvrage.

MACHINES Btl PASSE-PARTOUT, DE DA SALAMANDRE, MJ CATON ET DU MA RC f A O.

L’usine d’Indret construisit en 1 846 le petit navire en fer et la machine à cylindres oscillants et à engrenages du Passc-Parlout destiné à entrer au Tréport. Cet appareil avait beaucoup d’analogie avec celui du Faon de M. Tenn; il fonctionna fort bien et imprima une vitesse de 11', 5 au navire, malgré le peu de tirant d’eau et le petit diamètre de l’helice (1",86, 3”, 30 de pas, quatre branches et 0“,50 de fraction de pas). Les chaudières de ce navire sont du petit nombre de celles dont les lames d’rau

verticales entre les foyers s’arrêtent un peu au-dessous des grilles, et n’ont par conséquent pas de communication entre elles par le bas. De la sorte, la chaudière est portée par des supports et ne se détériore point par le fond. Ce système n’est guère applicable qu’aux navires en fer.

En 1848, la marine fit les essais de la Salamandre et du Caton : la première, construite en fer, reçut un appareil à cylindre oscillant, à engrenages, de l’usine de M. Bennet et Cie de la Ciotat; elle fila 9*, 6 dans les épreuves; mais l'insuffisance de ses chaudières diminua bientôt celte vitesse; on chercha plus tard à corriger ce défaut par des tubes de l’invention de M. Arnier, placés sous le ciel du foyer et débouchant par chaque extrémité dans une boîte commune et en communication avec la chaudière. Il résulte de la position de ces tubes au milieu de la flamme la plus active et de leur inclinaison , qu’ils ont à leur intérieur une circulation très -rapide et qu’ils produisent beaucoup de vapeur. Aussi sont-ils pent-être propres à corriger le manque de production qu’on éprouve si fréquemment.

Le Caton, également construit en fer, mais avec des façons beaucoup plus fines que la Salamandre, reçut une machine à cylindres oscillants de l’usine du Creuzot; mais les dents de la grande roue étaient en fonte, comme celles du pignon , et elles se brisèrent en blessant plusieurs personnes, lors du premier essai, en avril 1848. La chaudière a uue pression effective de trois atmosphères, et le tirage de ses foyers est activé par un jet de vapeur ou sifflet dans la cheminée. Outre l’inconvénient d’un bruit continuel , ce genre de tirage présente celui d’exiger des pressions élevées encore peu usitées sur mer ; aussi, bien qu’il soit employé utilement sur le llhùne, il n’en est pas de môme dans la marine, et le Caton seul 1» conservé. Le nouvel engrenage eut des dents de bois à sa grande roue, et, après beaucoup d’améliorations de détail, le navire obtint de 9',.’! à 101 dans les expériences; l’insuffisance de ses chaudières a ralenti ensuite sa vitesse , et pour 8’, 2 il a bridé 150 kilogrammes de charbon par mille parcouru. Le Caton marche bien à la voile et en affolant son hélice il suit facilement les vaisseaux.

Plus tard, en 1853, pn a fait les expériences de la machine du même atelier et de 120 chevaux du Marceau ; et on a essayé l’hélice de M. Mangin (p. 32.3). L’hélice est à deux branches et se démonte avec un châssis. Les efforts de traction, mesurés au point fixe, ont été en moyenne de 2842 kilogrammes pour 22,6 tours de roues, et une pression utile sur les pistons de 21 104 kilogrammes produisant une force effective de

Digiti;

122 chevaux. L’effort théorique calculé sans frottements était de 3149 et son rapport à l'effet réel 0,963. Dans les détails des expériences on observe un fait remarquable et qui s'est présenté quelquefois; c’est que les efforts réels atteignent et dépassent ceux calculés théoriquement. Ce fait a été remarqué aux essais du Rolland, mais on ne l'a pas observé à ceux du Duroc , aviso semblable au Marceau. La vitesse à toute vapeur n'a été que de 9,5 avec une consommation considérable de charbon; 5k,9 par cheval. Des expériences de traction ont montré que la loi de la résistance était plus grande que la puissance 2,28 de la vitesse qu’on admet généralement.

MACHINES DK U BICHE ET DE U StHTIHXUI.

Le désir d’avoir des avisos d’uné belle marche à la voile fit construira la Biche et la Sentinelle sur les plans de la Diligente, de M. Ozanne ; mais elles furent exécutées en fer, pour obtenir la place et le tonnage nécessaires à l'appareil ainsi qu’à l'approvisionnement. Au lieu d’avoir trois mâts, elles reçurent une mâture de brick. Leurs machines, construites par MM. Mazeline, du Havre, sont restées un bon type d’appareil à engrenage : elles ont été adoptées sur plusieurs autres navires (voy. pl. L). ElleB sont renfermées, ainsi que les chaudières, entre deux cloisons étanches éloignées de ? mètres , et dans cet espace rétréci sont les soutes contenant 46 tonneaux de charbon. Les renvois de mouvement, ainsi que les dispositions de détail, ressemblent à ceux adoptés depuis par le même ingénieur civil , pour des appareils à mouvement direct, et il est inutile d'en donner la description. LeB deux chaudières ont chacune 3 foyers, 144 tubes de 0",07 de diamètre sur 1",60 de long, WH mètres de surface tubulaire, 16", 59 de surface de foyers : en tout, 126 mètres, ou par cheval nominal ; le volume d’eau est 1 1 400 litres, ou 95 litres par cheval, et la tension 1 atmosphère effective; le volume de la vapeur est 80 litres par cheval; le poids de l’appareil, avec l'eau des chaudières, est de 63 tonneaux, ou, avec tous scs accessoires et rechanges, 64. La vitesse de càlme a été 8', 5; celle contre une brise fraîche, 7',0, tandis que vent arriére, sans voiles, elle était de 11', 0 nœuds avec 64 coups de piston. L’hélice de ces deux navires se remonte dans un puits au moyen d’un châssis ordinaire et d’une ealiorne crochée à une bigne élevée au-dessus : le puits se ferme par des portes en tôle, ce qui est nécessaire sur des navires aussi petits. La Biche et la Sentinelle marchent

bien à la voile, mais il ne leur reste que très-peu de place pour placer des approvisionnements, et elles n'ont pas d'artillerie.

Ces constructions n'ont pa9 été imitées, et en effet elles ne remplissaient pas leur but : car ce n'est pas lorsqu’il existe des navires filant 12 nœuds qu'un aviso peut se borner à 8', 5. Les avisos ne sauraient plus avoir les anciennes proportions de la longueur à la largeur, puisque pour un même tonnage il en résulte une plus grande maîtresse section , et par conséquent plus d’obstacle au sillage, sans pour cela favoriser la marche à la voile : car une grande longueur est aussi favorable à cette dernière qu’à la vapeur, et un petit navire destiné à porter des dépêches n’a pas à évoluer à la voile, ni à éviter l'allongement, puisqu'il ne sera pas chargé d’artillerie. Les proportions du navire à vapeur et une grande i finesse de formes lui conviennent donc mieux que celles des meilleurs navires à voile d'ancienne construction.

MACHINES DE L’IIUEL.

En 1850, on fit les expériences de l’aviso l'Ariel, dont la machine, à cylindres oscillants, de M. Barns, ingénieur de l’usine de MM. Bennet et Cie, à la Ciotat, avait une puissance nominale de 120 chevaux, mais qui, dans les essais, en a développé près de 360. Le poids total de cet appareil était de 75 tonneaux, eau comprise, ce qui ne porte celui du cheval nominal qu'à 625 kilogrammes, et celui du cheval effectif à 208 kilogrammes. 11 se compose de deux cylindres oscillants agissant sur une grande roue d’engrenage, comme à bord du Corse, et il rappelle toutes les dispositions adoptées par M. Penn dans ses machines à engrenages (voy. pl. V). On obtint une vitesse de 12 uceuds, mesurée entre des points très-distants l’un de l’autre. La mâture et la voilure ont été réduites à de très-petites dimensions, ce qui convient à un navire de cette sorte. L’Ariel a 40 mètres de long , 6", 60 de bail , 9"“, 53 de surface de maître-couple , et 225 tonneaux de déplacement ; il a étc construit par M Dupny de Lôme. Le diamètre des cylindres est 1",11, la course 1“,02, le rapport des engrenages 4,18 à 1, le nombre de tours de l’hélice 150, le diamètre 2", 30, et le pas 2”, 80. Pour son utilisation, voy. les tableaux VI et VIL