CHAPITRE I. — DES GÉNÉRATEURS DE VAPEUR EN GÉNÉRAL

1049. De l'ensemble de ces expériences, il résulte que le fer, soit à l'état de tôle, soit à l'état de barre, présente un maximum de résistance quand la température s'élève ; pour la tôle, ce maximum a lieu vers 180° où la charge de rupture est d'environ 35 kilogrammes ; pour les barres, le maximum est obtenu vers 170° et la charge de rupture est alors de 61 kilogrammes environ ; au delà de ce maximum la résistance diminue et l'on voit que pour la température du rouge sombre, elle n'est plus guère que la moitié de celle qui correspond au maximum.

Il faut aussi remarquer que la résistance de la tôle suivant le sens longitudinal est un peu plus grande que suivant le sens perpendiculaire ; on devra donc s'arranger pour profiter de cet excès de résistance de façon à placer les fibres de la tôle dans le sens de la section de la chaudière ; la plus faible résistance qui en résultera dans le sens de la longueur de la chaudière n'aura aucun inconvénient puisque, comme nous l'avons vu, il y a, dans ce sens, un effort moitié moindre que dans le premier.

1050. Lorsqu'une chaudière cylindrique, fermée, est pressée intérieurement par la vapeur, le métal est tendu simultanément, et dans le sens de la longueur du cylindre, et dans une direction transversale. Les expériences sur la ténacité des métaux ayant été faites sans que les métaux fussent soumis à une traction latérale, il était important de vérifier si cette circonstance n'avait point d'influence sur la résistance qu'ils présentent. Navier a fait à ce sujet deux expériences décisives : cet ingénieur a fait construire deux vases sphériques en tôle, qui avaient 0", 33 et 0'",28 de diamètre et 0"',00266 d'épaisseur : ces deux sphères ont été rompues, au moyen d'une presse hydraulique, par des pressions de 144 et de 163 atmosphères. Il résulte de là que la résistance de la matière n'est point affaiblie par des tractions égales dirigées dans tous les sens, et qu'elle est la même que si elle était tirée dans une seule direction. En effet, la tôle a été rompue par une tension égale dans tous les sens à environ 46 kilogrammes par millimètre carré de section, nombre un peu plus grand que celui qui est donné par les expériences directes ; cette différence peut être attribuée à ce que la sphère était consoli-

l& LIVRE VII. — VAPORISATION.

dée par un cercle, où la tôle était doublée et soudée, et probablement aussi à ce que le fer était d'une très-bonne qualité.

1051. Difîérentes circonstances font qu'on ne peut pas dans la pratique calculer l'épaisseur de la chaudière en prenant le coefficient voisin du coefficient de rupture ; l'une des principales est l'influence de la rivure des joints des feuilles de tôle. Celles-ci sont réunies par des rivets également espacés dont les diamètres diffèrent peu des intervalles qui les séparent, et par cette seule circonstance la résistance de la chaudière est diminuée de près de moitié. Aussi,, dans presque toutes les chaudières qui ont éclaté, la rupture a eu lieu suivant une ligne qui passe par les centres des trous occupés par les rivets. Des expériences faites avec beaucoup de soin par M. Fairbairn constatent l'exactitude de l'influence des rivets sur la résistance des chaudières ; dans le cas d'un simple rang de rivets la résistance n'est plus que 0,56 et dans le cas d'une double rivure elle est de 0,70. De plus, il y a lieu de se garantir contre les défauts que peut présenter la tôle, de là la nécessité d'un excès de résistance qu'on a souvent exagérée et qu'on peut réduire dans la plupart des cas, surtout si, comme devraient toujours le faire les constructeurs, la résistance de chaque feuille de tôle était déterminée avant son emploi, au moyen des machines spéciales qui sont actuellement d'un service courant.

Il faut enfin tenir compte de l'usure que subira la chaudière par suite du service auquel elle sera soumise, ce qui exige encore un excès d'épaisseur pour qu'elles aient une certaine durée.

En tenant compte de ces considérations, si l'on prend l'effort qu'on peut faire supporter avec sécurité égal à 3 kilogrammes par millimètre carré, l'épaisseur d'une chaudière sera fournie par l'équation

Rp ., , , 33Rp

^=300 o^^ sensiblement e = ^,

mais comme pour jo = 0 l'épaisseur ne peut pas être nulle, il faudra prendre une expression de la forme

' 33Rp-|-N

lOOUO

L'instruction annexée à la loi du 12 juillet 1828, et qui n'est plus en vigueur, donnait la formule suivante pour l'épaisseur que doivent avoir les chaudières à vapeur :

36Rp + 3000 ^ ~ 10000