DÉPENSE

cekulêe

m^trn* rul>et.

élévation

du niymn dan«

le Itatftin de jauge.

01 RÉF.

l'ob«er%stion.

AIRE MO\E.NNK ,

horisohlal*' du baiàfcin du jauge.

i8,oo49

Movenne generale

En résumé, nous avons obtenu pour la tare du bassin de jauge ;

Par le premier procédé *7 «99^

Par le deuxième procédé

Par le troUiènie procédé 17 ,989

Moyenne 18,002

34 TR\ITÉ DK I.A MF.SI RK OES EAl:X COURANTES.

C’est cette valeur moyenne que j’ai «k'Iinitiveinent adopté<î; elle ne diffï're <|iie de de la deuxième, qui s’eu écarte le plus.

16. Dispositions partial Hères mloptécs pour les cxpéricnrcs de l'annér i85a. — r..T nécessité de prendre la plus grande partie de la elnite disponible pour mesurer le débit des orifices dans le bassin de jauge n’ayant pas jierniis de donner an canal d’expérienees une profondeur plus grande <pie O™, 65, j'avais été obligé, dans les expériences antérieures, de borner les charges d’eau et surtout les hauteurs <le barrage, à des limites inférieures à celh*s <le la pratique. Aussi, afin d’atteindre ces limites et même de dépasser celles des grandes charges, de manière à rendre complète l’étude ([iie j’avais entreprise, j’ai établi, en i85a, dans le bassin de jauge Ini-mènic, un canal I.I/N'N de i"’,fio de hauteur {/ig. 6 et 7 , Pt. IJ), à parois verticales fie o'",o5o d’épaisseur, solidement maintenu par un système de montants et de traverses, et ayant pour fond sensiblement horizontal un madrier fie chêne d’une seule pièce; il occupe le milieu fin bassin en maçonnerie, en perce la paroi antérieure et se prolonge au tlehors : on lui a donné o'”,3oo fie largeur intérieure, au moment de la pf)se.

Pour éx allier les vfilumes liquides qui s'écoulaient par-dessus les barrages établis dans ce canal, on s'est servi des résultats des expériences effectuées en 1846 . Celles de ces expériences qui présentaient le plus île certitude avaient été faites sur un barrage vertical fie o'",335 de hauteur, conforme au type ipii va être décrit (livre 11, n” I) ; pour faire passer l’eau par-de.ssus ce barrage avant de la verser dans le cxinal LI/N'N, j’ai fait construire en amont du bassin en maçonnerie un réservoir rectangulaire .\B1)C fie 7 '“, 6 o lie longueur et fie i '”,86 tic largeur intérieurement. Ce réservoir a été partagé en trois [larties par deux cloisons verticales EF, (>H: la première ABFE forme un canal de o'“,i)oo de largeur; la troisième partie, un autre canal parallèle ilc o“’,3f»o fie large; et la .seconde, interméiliaire entre celles-ci, a été remplie île terre glaise battue, pour empêcher toute fuite des eaux ijui coulaient flans ces deux canaux. 1 ,’extréniité d’amont fie cette [lortion pleine était d’.abord fermée rectangulairement ; plus tard, on l’a tenninée par un arrondissement demi-circulaire EVG: l’extrémité d’aval de ces constructions était portée par le mur ilu bassin et s’arrêtait à i’ajiloinb fie la face

DÉKlNmoNS, MÉitlODES l-I' Al'I'AKKlI.S ll'b’M'fcKlMK'iTATIÛN. J'J

iiitérieiirt' UX de ce mur; tous les interstices as’aient été sui^neiisenieut ferinés, soit avec du mastic, soit avec du ciment, la-s deux déversoirs jaugeurs ont éti* établis tians les lieux canaux précités à i"‘,.5o en amont de leur extrémité, de sorte ipie le courant iiipiide, conduit ]iar raneien canal, parcourait dans chacun d’eux une longueur de avant d'atteindre ces déversoirs.

r,es parois longitudinales Lf/N'X du canal d'expériences actuel se terminent en amont à deux parois transversales LK, NM, encastrét*s dans la maçonnerie, à i mètre de la face liX du bassin, de manière à former dans ce bassin, en tcte^lu canal, un bief rectangulaii'e U K. MX de 3 mètres de long sur I mètre de large; c'est dans ce réservoir (pic toinlmit le courant liquide après avoir passé sur les déversoirs jangcui's, cl il fallait introduire l'eau sans fluctuations et .sans trouble dans le canal d'expériences, ce qui u’était |ias sans quelque dilïicidté. Pour atteindre ce but, j'ai adopté le dispositif suivant : deux écrans verticaux hv se présentent à la suite des parois Kh', (>H des canaux jaugeurs; ces écrans sont obliques et dirigent les courants ilans les angles obtus AcM, icK du bief UKMX, où l'eau jaillit et tourbillonne; la deuxième moitié cl de ces écrans desi'cnd jusqu'au fond de ce bief, et la première moitié Ih u'existe ipi’à la partie supérieure, de sorte <|ue l’eau est obligée de revenir de c en l pour s'introduire iLuis un cs|)acc triangidaire cha. formé par l’écran bc et par une claie ou grillage vertical fixe ba : dans cet espace triangulaire il y avait encore du trouble, des mouvements irréguliers qui cessaient au passage de la claie; mais comme l'eau sortait de celle-ci divisée en petites veines, on l’a forcée à se rassembler, pour se calmer tout à fait, dans un espace étroit compris entre les grillages ba et deux vannes verticales PI,,QN, mobiles dans le prolongenmiU des j)arois I,L', N’N du canal d'expériences ; l’eau, pour s'introduire dans ce canal, passait pardessous ces vannes (pi’on levait plus ou moins suivant le volume à débiter, et de manière à obtenir un écoulement calme «lans le canal. Le barrage en expériences était établi à 3"',8o en aval «les parois transversali-s LK., -MN, de sorte «pie les vannes PI,, <^N, foi inant prolongement aux parois longitudinales LL', NN', il en ré-sultait «pie le déversoir expérimental était réellement précédé d'un canal de 4”')^<o de longueur avec alimentation latérale . et de fond sur le premier mètre.

I.e tiébit Q des déversoirs jaugeurs a été calculé au moyen de la fornndc

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traite de I.A mesure des EAfX COEBAXTES.

conniif

<J = /nLH yjoi gïi,

dont on avait (k-tcrniim- les coefïicieiits de correction in à l'aide de mes expériences antérieures : pour obtenir la charge 11 des déversoirs, je mesurais exactement, à l'aide d'une pointe à coulisses, l'épaisseurc de la nappe liquide au-dessus de la crête du diWersoir, et j'en déduisais H jiar la «•onnaissanee

des valeurs du rapport résultant également des mêmes rcelierclies. On

voit <|ue ce mode de jaugeage est basé sur l'hypotlu'se que les coefficients /// sont indépendants de la largeur des Iwrrages-déversoirs établis perpendiculairement à la longueur des canaux, hyjiotlicse parfaitement légitime, puisque l'ensemble cics résultats tl'expéricnce connus la présentait comme une réalité [ii'atique (').

Le barrage expérimental était en madriers de chêne de o'",o5 d'épaisseur et vertical; on avait fixé solidement, sur le fond du canal, une base (le o"", lo de hauteur avec rainure à la partie supérieure: dans cette rainure, on faisait entrer la languette appartenant à la partie inférieure de chacune des rehausses successives du barrage, puis on assemblait à la partie supérieure de cette rehausse mise en place, une pièce constante, de o"',io de hauteur, formant le sommet du déversoir suivant le type décrit plus loin. Nousavons maintenant à imliquerles procédésà l'aide desquels on efreetuait, dans chaque expérience, deux opérations importantes, savoir: la détermination des charges du déversoir et la mesure de l'épaisseur e de la najipe liquide, opérations que l'on comprendra plus facilement en s'aidant de la lecture des n”* et 9 du livre 11 .

I,a traverse en chêne oo' (/ig. li et 7 ), destinée à relier entre eux les montants en chêne Y Y', ZZ' qui consolident le canal à l'endroit du déversoir, est scellée à ses deux extrémités <lans les murs du bassin; cette traverse porte, par l’intermédiaire de deux forts taquets fi, h', une règle en fer fJtl', percée à chacune de ses extrémités d’un trou dont l’ini est cylindrique et l’autre suit un arc de cercle ayant pour centre celui du premier ; moyennant cette cir- |■onstance et en s'aidant d’un niveau à bulle d'air, on mettait liicilement cette

(•) f'oir, dans le livre II, l.v (lîv'Utlioii relative à cet objt.i.

DÉFINITIONS, MÉTHODES ET APPAHEIES Ii'eXPÉRIMENTATION. 'ij

rê"le flans Iq position horizontale et on l’y fixait; elle a crailleiii’s o'",7oo rie longueur, de sorte (ju’elle passait au-dessus du fleversoir et s’étendait encore, d'un eôté, à o”,a 5 o au delà du eanal. Sur cette règle on plaçait à cheAal une ferrure K destinée à porter une tige en sapin RT armée inférieurement d’une pointe g. Oette ferrure est représentée en coupe transversale par la Jig. : elle se compose de deux jiarties, dont la première c' f cf sert à embrasser la tige RT en la fixant à l’aide d’une vis p\ la seconde partie e/b/ se pose sur la règle en fer dd! et s’y fixe par la pression des vis iï . Ces deux parties oui leurs surfaces de contact e/' légèrement convexes, et elles sont reliées entre elles par deux vis de rappel e, c', de sorte qu’en tournant rime ou l’autre de ces dernières vis, on achevait de placer la tige R'f dans une verticalité parfaite, l/appareil était placé de laf’on que, cette tige étant veilicale, la [lointe g’ venait se poser sur l'arète culminante SS du hamige ; on marquait alors un trait de repère sur RT à hauteur du sommet de la ferrure K, puis i(uand l'eau coulait dans le canal et avait bien acquis sou régime, on amenait la même pointe g à raflleurement de la surface de la nappe liquide; on marquait alors un nouveau trait de re|)ère, et les distances des divers traits analogues, an premier, étaient les épaisseurs cherchées des nappes.

tenant à la détermination fies charges, on verra dans le livre II qu’elle |icut être eflectuéti à l'aide d'un tul>e droit ou recourbé, plongé contre la liice d'amont du barrage: en consérpjence, je faisais pénétrer, à travers la paroi fin canal, une branche courbe de tulie ab (Jig. 7) en cuivre; puis, sur celle-ci, je vissais la monture niétalli([ue d'un tube de verre ont, de o°‘,oi '1 de diamètre, que l’on assurait dans la position verticale, (ie tube de verre n’ayani que I mètre fie longueur, on était obligé de le remonter i|uantl la hauteur du barrage devenait trop grande, mais l'ouverture inferieure fie la branche horizontale est toujours restée à o“, 4 oo au moins en flcssous fie la cr<'-te S.S fie ce barrage. Enfin, pour mesurer la charge fin déversoir par la hauteur île la colonne liquide contenue dans ce tube, il fallait avoir sur sa longueur un repère au même niveau <pie la crête du liarrage. .A cet effet, la pointe ÿfic la tige RT affleurant cette crête, 011 serrait fortement la vis p de la ferrure E. et l’on transportait cette léiTure sur la règle en fer dd' jusipi’auprès du tube «w; cela fait, on amenait par un dégauchissenicnt visuel, à la hauteur ilc l’extrémité de la pointe g, la surface supérieure il’iine flooiHe en cuivre glis-

TK4iri; I»F. 1.4 MESFRK DES EAUX COURANTES.

saut à frotlemcnl doux le long du liibe, puis l’on .serrait fortement la vis île pression de cette douille : ipioique sa surface supérieure fût bien jiei'iiendieiilaire à sa longueur, ce dégauebissemeiit pouvait laisseï- quelque incertitude ; aussi I on employait, comme moyeu de vérification, la règle support d’un niveau à bulle d'air.

I,cs expériences de l’anuée i80i comprennent six séries correspondantes a des hauteurs difléreutes du barrage. Ou a d’abord Oj)éré avec une hauteur de o"',ao 9 , puis successivement avec celles île o”,4o6, o'",()o8, o"’,8i i, o’”,9i7, i'",K)i).

Mode de jaugeage adopte pour les petites charges. — Dans la partie des ex|)érienecs de i’aunée <|ui nous a servi de base pour le jaugeage pur les déversoirs, la plus petite charge était (à cause de la nature des nappes) de o'",!!;'); en conséquence, ce mode de jaugeage ne pouvait servir pour les charges inférieures à celle-ci; c est pourquoi, après avoir cfiéctué les six séries précitées d'expériences pour les moyennes et grandes charges, nous avons enlevé les parois EF et GH des canaux de jauge (//g’. (>), et débarrassi- complètement le rt^ervoir rectangulaire .\BGÜ ; puis, à i'",5o en amont de son extrémité BU, on a établi une cloison transversale, solide et parhiitemcnt mastiquée, percée en son milieu d’une ouverture dans laquelle on a ajusté l’orifice à minces parois avec vanne en cuivre qui avait servi aux expériences de .MM. Poncelet et Le.sbros, en reproduisant exactement le dispositil' de ces expériences. La largeur de cet orifice étant o"‘, 2 o, et celle de notre iv.scrvoir i'",8ü, c’est-à-dire plus de huit fois aussi glande, on était assuré, d’apri'S les recherches [lubliées récemment par M. I.esbros, tjue la contraction latérale était conqilètc, surtout sous les faibles charges que j’ai enqiloyées; comme d'ailleurs le seuil de l'orifice était placé à o"*,ûa3 audessus du fond du réservoir, j’ai pu évaluer le débit liquide en appliquant les coelTicients fournis par les ingénieurs précités. Pour conduire l'eau sortant de cet orifice dans les compartiments L K cè, XMcA du bassin en maçonnerie, on a disposé, à i mètre en aval de la cloison qui le contenait, et sur le prolongement du fond du réservoir, un barrage en chevi-on dont chaque aile était suivie d’un petit coursier de o"’,3i de largeur.

I,es hauteurs de l’orifice jaugeur ont été de o“‘,o3, o",oô, o“, lo et o'“.ao : pour mesurer les charges, on avait fixé, à 3”',25 en amont de cet

DKflSrriONS, M^THOIIKS ET \TPAHK1I.S d’eXVÉKI.MENT %T1()N. 3l)

orifice, et sur les côtés du réservoir ABCI), une traverse eu elièiie de fort équarrissage, sur la(|uelle ou étiiblissait verticalement nue n'-gle à coulisse armée iiirérieurement d’une pointe en cuivre. Au eonuiiencement de clin(|ue séance d’expérimentation, j’amenais rextrémitc de cette pointe au niveau du sommet île l'orifice fixe île o'",ao de hauteur, en me servant d’un appareil a rigole liquide et à vis niicroinétrique qui est ilccrit plus loin (n“ (» du livre If), puis je traçais un repère sur la règle. la>i'si|uc le régime d’écoulement était liien établi pour chaque expérience, je mettais la pointe métallique en affleiirement de la surface liquide, et je traçais un nouveau rc|>ère dont la dislaiiee an |>remier était la charge sur le ^onimet <le l’orifice jaugeur, diminuée, loi-sipie la hauteur h de cet orifice était inférieure à o"',uo, de la différence o'“,y.o — h.

Vyant ainsi un moyen exact pour jauger les petites dé|M>nscsdc fluide, j ai opéré d’aliord avec le barrage de i'”,ioq de hauteur, puis cette hauteur a été diminuée successivement en enlevant à chaque fois une ivhausse du barrage. < )n ii’est pas retombé exactement sur les mêmes hauteurs que précédemment, mais les ilifférences étaient, comme on le verni plus loin, sans aucune importance.