ACTION SCR LIS JIACEIXES ET OUTILS
Un manœuvre agissant sur une roue à chevilles ou à tambour:
1° Au niveau de l’axe. .
2° Vers le bas de la roue. .
Ln manœu vre marchand et poussant ou tirant horizontalement dune manière continue. . . .
i “ m snœuvre agissant sur une manivelle.
jUn manœuvre exercé poussant et tirant alternativement dans
le sens vertical
n cheval attelé à une voiture et ahant au pas.
F ' a ^ ant au trot
^ pt C n eVa ^ a * te *® à un manège i et allant au pas
Un K ld r allant au trot - • • • a liant' ^ a un manège et
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206. Application à un exemple. Le tableau qui précède ne réclame pas d’explications particulières , et un seul exemple suffira pour en faire saisir l’emploi dans chaque cas.
La manivelle est, comme on sait , formée d’une tige de 35 à 40 centimètres de longueur, montée perpendiculairement à l’extrémité d’un axe de rotation , et armée d’une poignée saisie par la main de l’homme qui la met en mouvement. En examinant , vers la fin du tableau , les nombres qui se rapportent à ce mode d’action , on trouve que le chemin décrit circulairement par le point d’application de la main, doit être d’environ O m ,75, dans chaque seconde , ou de 60 X 0 m ,7o = 45“ par minute ; ce qui , en supposant qu’on donne 0”,5o de rayon au bras de la manivelle, de centre en centre , ou 3,1416 X 0 m ,70 = 2 m ,199 à la circonférence décrite par l’axe de la poignée , répond à une vitesse de ~ = 20,5 tours environ par minute. Sous cette vitesse donc , l’homme sera capable d’un effort moyen de 8k, exercé le long du chemin de O™, 75, et produira une quantité de travail de 8k X 0 m , 73= 6km, par chaque seconde, de 6km x 60"=560kmp a r chaque minute, de 560tm X 60' = 21600km par heure, enfin, d’après l’avant-dernière colonne du tableau, il pourra continuer ce travail pendant 8 heures chaque jour, moyennant les relais convenables ; ce qui donne, pour le travail journalier, le chiffre de 21600km x 8 = 172800 kilogrammètres, qui se trouve porté à la dernière colonne de droite du tableau.
Mais , si le service de la machine comportait , à l’extrémité de la manivelle , une résistance de 14k, par exemple , au lieu de 8k, il faudrait réduire la vitesse à 0 m ,5 au moins par seconde, ce qui donnerait 14kx 0m,5=7im pour la quantité de travail pendant le même temps ; ce travail surpassant de | celui qui est inséré au tableau, il faudrait aussi augmenter le nombre des repos ou relais , et réduire à 7 heures , au moins , la durée totale et effective du travail journalier.
Ces dernières hypothèses concernent précisément l’exemple cité par M. Christian ( Mécanique industrielle , tome I, pag. 114), d’un homme qui, employé pendant trois mois consécutifs à faire tourner une manivelle , a développé moyennement . par jour, une quantité de travail de 14kX0m,5 X 60" X 60' X = 176400km; résultat qui surpasse de X le nombre porté au tableau , parce qu’il s’agissait ici , sans doute , d’un homme audessus de la force moyenne ou très-exercé.
207. Comparaison entre les différentes quantités de travailutile que peut fournir l’homme selon le mode de son emploi. Avant Coulomb, on pensait assez généralement que la quantité d’action journalière et la fatigue de l’homme , étaient indépendantes du mode de son emploi ; mais il suffit de jeter un léger coup-d’œil sur le tableau ci-dessus , pour se convaincre du contraire. En comparant , en effet , entre eux , les nombres de la dernière colonne de droite de ce tableau , on verra que l’effet utile du manœuvre employé à élever des terres à la pelle , est le plus faible de tous ceux qu’il peut fournir : il est environ la moitié de celui qui se rapporte à l’élévation des poids à la main ou à l’aide d’une corde passant sur une poulie , et seulement les | et les de ceux qu’il produirait s’il était employé à faire tourner la manivelle et les roues à chevilles ou à tambour. Mais on ne sera nullement surpris de ce résultat, si l’on réfléchit qu’ici l’homme travaille dans une attitude forcée , et qu’outre le poids des terres à élever, dont une partie retombe avant d’atteindre le but , il a encore à soutenir, soit en se relevant, soit en se baissant , celui de la pelle , de ses bras , et de toute la partie supérieure de son corps. Coulomb , en examinant, avec attention , l’effet utile développé par l’homme qui laboure la terre à la bêche, Ta trouvé moindre encore que celui du pelleur, rapporté dans le tableau . et égal à 34350km environ par jour.
APPLICATIONS, etc.
On s'explique , d’une manière analogue, comment l'homme qui est employé à élever des poids sur son dos ou à l’aide d’une brouette , ne fournit, guère plus d’effet utile que lorsqu’il se sert de la pelle ; car, dans le pre mier cas , il doit élever le poids de tout son corps en outre de celui de la charge, et, dans le second , il supporte à la fois ces deux poids et celui de la brouette ; mais , ce qui est surtout digne de remarque . c’est au’en comprenant même dans l’effet utile, le poids de l’homme et de la brouette la quantité de travail qui en résulte reste toujours au-dessous de celle que cet homme développe quand il est uniquement employé à monter le premier de ces poids au haut d’une rampe douce , d’un escalier ou même d une simple echelie.
T De l( ! m j: llleure manière d’utiliser la force de l’homme dans l’industrie
le tableau du IV 205 montre que la plus grande des quantités de travail que 1 homme puisse journellement développer sans augmenter par tron sa fatigue , est précisément celle qui vient d’être citée en dernier lieu et qui consiste dans l’élévation du poids seul de son corps ; cette quantité égalé a -80800km , est , en effet 7 fois au moins celle du simple pelieur et
SU n P3S A « ! ’!,f S 5r e des * celle du manœuvre employé à tourner la manivelle. Afin d utiliser cette quantité de travail disponible, il ne s’agit (1021 comme la observé Coulomb , que de se servir de la descente du poids de
ïrZrf e GVer UD f ardeau égal au sien P r °P re . de J a hauteur à laquelle il est parvenu a chaque fois. Parmi les mécanismes imaginés dans
f de rem .P lir cet objet , le plus simple est celui qui a été mis en usage, F ar .^’ h;. capitaine de geme Coignet, aux travaux de terrassements du fort oe N incennes, près de Pans : il consiste dans l’emploi d’une corde £m n L S nt r r ne scande poulie , et armée, à ses extrémités , de deux plateaux dont 1 un porte 1 homme et l’autre le poids à monter.' Ces travaux rfl j q ,“ es , aq H e , manœuvre a élevé journellement 510 fois, à la hausimni^c ' 11 ° P° id ? de * on cor P s (70 kilog. environ) , en gravissant de av-nm!L i UeS ’ , 0nt eonhcme , de la manière la plus authentique, les inher .®. nts a ce mode d’employer la force de l’homme, parles ,]„ ■ considérables de main-d’œuvre qui en ont été la conséquence depuis plusieurs campagnes (1).
à tambour et à chevilles, mentionnées au tableau, offrent une im ^ÿj m a tl0n du ™, ême P rinci P e 5 car l’homme y agit presque toucommp i, d de S °u ,? 0lds 1 S0lt en montant ou grimpant sur les chevilles l’inhWnrVT eC K he 6 ordinaire 1 soit en cheminant, vers le bas et dans DlanS « • tamb ? Ur ^ sur la ram P e légèrement inclinée, offerte par son les niVric a lll, !- a cet effet, est armé de liteaux en saillie . pour empêcher sontèn7n S iS . Ser : Ces / 0lies ’ qui ont souvent jusqu’à > de diamètre, d une «?a , P ° 5e f à de “os jours, a elever, au moyen des enroulements ri er L J d autour de leur arbre , de très-lourds fardeaux , dans les carnuhiîec aan - es arsenaux de la marine et dans la construction des édifices oiieiane PK aiS ? es s , ont très-coûteuses, très-gênantes, et elles offrent des lno 0 ' OS j de hdrbare à cause de la fatigue , des étourdissements et comment 8 de t0lUe es P èce fine l’homme y éprouve ; c’est pourquoi on treuils Pn/ SS f Z g ene ralement à y renoncer, et à leur préférer de petits d’une mf -° nt * ’. armés de manivelles sur lesquelles les hommes agissent namere très-commode , en produisant , il est vrai , des quantités de
Les dispositifs ingénieux à l’aide desquels l’auteur est parvenu à éviter tous les danrabl^ U ^° UTa ' ent aceom pagner une semblable manœuvre, lui ont valu, en i833. d’bonoils nc °uragements de la part de l’Académie des sciences et du Comité des fortifications :
, , usent décrits, avec beaucoup de détails, dans uneNotice insérée au M
-’lde l officier iu génie, publié cette année ( x 835) .
travail journalières moindres d'environ un tiers, mais dont on est amplement dédommagé sous d’autres rapports.
209. Des roues à marches ou pénitentiaires. Les l’Oties dont il vient d’être parlé ne s’employaient guère que pour des travaux discontinus du genre de ceux qui consistent à élever des fardeaux ; mais à l’aide d une légère modification qui consiste à armer extérieurement des roues de l m .5 à 1 m ,5 seulement de diamètre, mais très-larges, de véritables marches ou planchettes comprises entré deux couronnes circulaires . et sur lesquelles les hommes montent souvent au nombre de 20, en s’appuyant des mains eontre une perche placée à la hauteur de la poitrine, à l’aide de ces modifications, dis-je, les Anglais sont parvenus à utiliser d’une manière très-convenable et très-avantageuse , la force des prisonniers , dans les maisons pénitentiaires, en les employant à moudre du blé , ou à faire mouvoir des machines à filer le coton , etc. La tâche journalière de chaque prisonnier consiste moyennement à monter 50 marches de 0 m ,2 de hauteur, par minute , ou oÔOO par heure , et à répéter ce travail pendant 7 h entières ; le surplus de la journée qui est d’environ 10*», étant occupé par de fréquents repos ou relais dans lesquels les hommes se succèdent , les uns aux autres, sans arrêter la marche de la machine , moyennant un plancher en rampe pratiqué en arrière de la roue et qui leur permet de se retirer sans aucun accident.
Le poids moyen de l’homme étant de 65 kilogrammes environ , il en résulte que la quantité de travail journalière est de 7 X 5000 X 0 m ,20 X 65k = 27500Q km ; nombre qui surpasse de fï environ ceux des roues à chevilles ou à tambour mentionnés au tableau, et qui a été spéeiaiementobtenu dans les prisons anglaises de Brixton ( Revue encyclop.. t. 24, p. 815).
On trouvera dans le Cours normal de M. Dupin (t. o, Dynamie , p. 95), beaucoup d’autres résultats de ce genre , obtenus dans divers établissements anglais , où le travail journalier des prisonniers employés à faire mouvoir les roues à marches, a varié depuis 14o64o, jusqu’à o42528 km . Néanmoins, malgré leurs avantages , ces roues ne sont jusqu’ici que fort peu répandues en France, où l’on préfère mettre à profit l’adresse et l’intelligence des prisonniers , de manière à leur créer, pour l'avenir, un état qui puisse les détourner des habitudes du vice et du crime , en les mettant à même de vivre du fruit de leur industrie. Nous ne connaissons, en effet, que M. le capitaine du génie Niel, qui ait employé, dans les travaux delà place de Bayonne, de semblables roues pour faire mouvoir de très-ingénieuses et très-simples machines à épuiser les eaux des fondations , et à triturer ou mélanger les mortiers. Mais quelque soit l’intérêt qui puisse s’attacher à des inventions qui ont déjà rendu et sont destinées à rendre encore de grands services , nous ne saurions entrer dans des détails sans nous éloigner par trop du but élémentaire de cette première partie du Cours , et il nous suffit ici d’avoir recommandé de pareilles inventions à l’attention des constructeurs et des ingénieurs éclairés.
210. De quelques autres appareils serrant à utiliser la force musculaire des jambes de l'homme et des animaux. On remarquera que , dans tous les travaux dont il vient d’être parlé en dernier lieu, l’homme agit principalement par la force musculaire de ses jambes , et que c’est probablement encore à cette circonstance qu’est due, en partie, la grandeur de l’effet utile qui, d’après le tableau , est produit par la manœuvre employé à pousser ou tirer horizontalement. Or cela donne lieu de penser, que toutes les fois qu’il sera possible d’employer l’homme d’une manière analogue , il en résultera également des avantages plus ou moins considérables : c’est ce qui arriverait , par exemple, pour un homme debout qui agirait alternativement par son poids , sur deux pédales placées horizontalement et parai-
APPLICATIONS, etc.
lèlement l’une près de l'autre , el dont le mouvement serait transmis à „„ mécanisme supérieur, par lemoyen de tringles verticales, à peu tirés comme dans la pédalé du remouleur, etc. , où l’homme n’agit d’ailleurs «u’avec une très-faible partie de son poids , et fatigue inutilement celle de ses jambes qui n est point en action. Nous avons vu nous-mêmes des forcerons d’enclumes se servir d’une paire d’énormes soufflets qui eussent étédiffi cilement mis en mouvement par quatre hommes agissant avec des bran loires ordinaires, et qui étaient néanmoins manœuvres par un seul "monté sur les plateaux supérieurs de ces soufflets , qu’il comprimait alternative ment de tout son poids. Mais d serait inutile de multiplier ces exemnles qui ne peuvent servir qu’à montrer comment le travail de l’homme varie et doit être apprécié dans les diverses circonstances.
, Q uant au cheva{ et aHX autres animaux, il n’est guère d’usage de lesannlmner a des travaux différents de ceux qui sont indiqués au tableau: et ouoiau’on ait quelquefois tenté de les faire agir librement , par leur poids dans 4 l’in téneur d’une roue ou sur des plateaux circulaires montés sur des axes in cimes de o a î 0° sur la verticale (-1), il ne parait pas que les résultats doivent surpasser de beaucoup, si même ils égalent, ceux que ces animaux produisent lorsqu'on les attèle simplement à des manèges ordinaires
Nous renverrons, en général , pour ces applications variées de la force de I nomme et des animaux , aux collections de MM. Borgnis et Christian qui en contiennent une description suffisamment étendue.
2Î I . Comparaison entre le travail réel des chevaux et celui du cheval fictif des machines à vapeur. C’est ici le lieu de dire un mot des motifs oui ont fait adopter le travail du cheval comme unité de mesure de celui des machines en general , et d’expliquer la cause principale des dissidences dont eette adoption a été l’objet dans l’industrie ; une pareille discussion ne pourra que jeter un jour nouveau sur ce qui a déjà été dit précédemment concernant le mode? d’action des moteurs animés.
Lorsque , par suite des immenses perfectionnements que le célèbre Watt
pporta auxmachines à vancur ce s machines x ,
, | uxijjiuiov. uuiauiiuvm uaiia t CAJMUIVdllUIl Ucj ulinCS OÙ
qu alors, on se servait principalement des chevaux attelés au manèo-c les fabricants forent obligés de garantir, dans leurs transactions . que le nouveau moteur serait capable de remplacer les anciens , en toutes circonstances, et cela pour chaque espèce particulière de machines; mais comme tes cnevaux employés au manège se relayaient, les uns les autres, demanière l eviter les chômages, c’était évidemment exiger que le travail de la machine a vapeur fût égal à celui de tous les chevaux qui venaient successivement '-puiser leur aetion ou fatigue journalière disponible . sur ces manè°-ps Or bous avons vu (203 et 20b) que, si le travail mécanique total, résultant de ac f'on , varie généralement assez peu chez les animaux d’une même S asse ’ ‘I en est tout autrement de celui qu’ils peuvent livrer dans chaque
traxaM e ’ et seioa qu on diminue ou f l u ’ on augmente la durée entière du dv au journalier. Dans le cas des chevaux attelés au manège notamment e a, J' ve h'Lon leur fait épuiser leur action disponible, tantôt en 4h tantôt ch" ’ - îantôt en 8h el même en 10u, distribuées en deux ou trois relais bl 3C i Ue T 0 ' Jr ’ s * donc on admet - comme vrai le résultat donné par la taseen a 205 , on conclura que le même cheval qui pourrait fournir, par Oncol? ’J ,rès de 80k ” dans !e P reifiier cas ’ n ’ en Produirait, tout au plus, i e w dans le dernier: ces chiffres représentent, en effet, les limites
