CHAPITRE XXX

Suite du même sujet. De faction du vent, comme force motrice.

Le mouvement de translation plus ou moins rapide que diverses portions de l'atmosphère subissent, et que l'on nomme vent, semble provenir principalement de lechaufTement ou du refroidissement de masses atmosphériques partielles.

L'air des régions refroidies se porte vers celles qui sont échauffées ; de là ces immenses courans d air, dont les uns sont constans et périodiques , comme sous la zone torride , et les autres variables, comme ceux qui ont lieu dans l'intérieur des terres, sur les continens.

La conformation de la surface des diverses contrées influe puissamment sur la direction des vents : les chaînes de montagnes, les forets, les bassins des rivières, les collines mêmes qui coupent un pays sur différens points, rompent les courans atmosphériques, les détournent de la direction qu'ils prendraient dans la circonstance qui les a produits, et les renvoient dans toutes sortes de sens, aussi variables que les accidens et les obstacles qu'ils rencontrent sur leur passage.

C'est dans cet état de variation cependant que l'industrie doit en général prendre le vent pour le faire servir de moteur (il n'est pas de notre ressort de parler de l'usage du vent dans la navigation) j il faut qu'elle accorde ses dispositions mécaniques à ces nombreux changemens, non-seulement de direction, mais encore de puissance d'action ; car les causes qui rompent l'équilibre des colonnes atmosphériques et les mettent en mouve-

ir. 3

ift DE L'ACTION MÉCANIQUE DE L'AIR,

ment étant variables elles-mêmes, il est évident que les effets, c'est-à-dire la vitesse du mouvement de translation de l'air, d'où dépend la force motrice des vents , le sont aussi.

Les endroits où ce moteur se présente avec le plus d'avantage sont les plaines, les points culminans d'une contrée ; quelquefois même dans certaines positions à l'entrée ou à la sortie d'une gorge de montagne. Là , les vents suivent leur mouvement naturel, sans rencontrer d'obstacles qui les brisent ou les détournent ; ici , la disposition des lieux peut être telle qu'elle renvoie le vent de plusieurs points de l'horizon vers un autre qu'il faut choisir , pour y établir le service de ce moteur.

Quoi qu'il en soit, de tous les moteurs inanimés , le vent est , en général , le dernier auquel on doive avoir recours pour la plupart des opérations industrielles; aussi n'est-il ordinairement employé que dans les pays où les cours d'eau manquent, et où précisément le vent règne habituellement avec le plus de force, c'est-à-dire dans les pays de plaine. A défaut d'autres, il faut quelquefois se servir de celui-là.

On ne peut disconvenir cependant que ce moteur ne soit trèséconomique , sans l'être toutefois plus que l'eau , et qu'en outre il a sur celle-ci un avantage qui lui est tout-à-fait particulier : c'est de présenter naturellement du mouvement sur une grande étendue de surface, tant en longueur , qu'en largeur ; et en effet, dans une plaine immense, le nombre de points , sur lesquels on peut prendre de la force motrice et former des établissemens , est très-considérable.

On ne pourrait pas , comme nous l'avons vu , en agir ainsi avec un cours d'eau. Mais l'eau , on la rassemble , on en dirige , on en ménage la force,; on en obtient des effets assez réguliers; l'action du vent , il faut la prendre comme elle est et quand elle paraît, sans pouvoir influer ni sur sa force absolue, ni sur sa

DE L'ACTION MÉCANIQUE DE L'AIR. 19 direction , et le travail que fait ce moteur est aussi irrégulier qu'il l'est lui-même.

Toutes les opérations mécaniques qui exigent une puissance motrice constante, régulière; toutes celles qui se composent d'une suite de travaux dépendans les uns des autres , et auxquels beaucoup de main-d'oeuvre est appliquée, ne peuvent donc être confiées à ce moteur. 11 ne convient qu'à certaines opérations qui ne demandent le concours que de peu de bras, et dont le travail peut augmenter ou diminuer, ou même s'interrompre sans inconvénient j telles sont , par exemple, celles des moulins ordinaires à tan , à farine et à huile *, des scieries communes , mais principalement les irrigations et les desséchemens.

Malgré les inconvéniens attachés à l'emploi du vent comme moteur, l'usage en est répandu partout , et depuis fort long-temps on s'accorde généralement à dire qu'il était connu en Orient avant les croisades 5 on prétend même qu'il l'était en France avant ce temps. Aujourd'hui on emploie ce moteur, comme il est permis de croire qu'on l'employait anciennement , c'està-dire à des opérations de la nature de celles dont nous venons de parler.

Ce moteur présente un fait curieux qui n'a point échappé à quelques-uns de ceux qui ont écrit sur ce sujet : c'est que la manière commune, celle qui est en général adoptée, de recevoir l'action de ce moteur pour la transmettre au travail , approche autant de la perfection qu'on pourrait se promettre d'en approcher par les recherches scientifiques les plus heureuses.

Les hommes qui ont le plus approfondi cette matière , et par des expériences directes , et par leurs observations sur l'usage ordinaire de la force motrice du vent, semblent s'accordera dire qu on ne doit pas espérer pouvoir y porter des innovations

avantageuses de quelque imporlance $ et nous pensons qu'il est beaucoup plus utile de chercher à perfectionner les détails de la construction du mode d'application généralement adopté, que d'entreprendre d'en changer le système et les formes principales. C'est peut-être un des sujets de recherches les plus stériles de toute la mécanique industrielle, non pas assurément en ce qui concerne la connaissance de ce qui est fait, mais relativement à la prétention que l'on pourrait avoir de faire beaucoup mieux que ce qu'on a fait jusqu'à présent.

Pour approfondir, autant qu'il nous est possible, ce que l'on connaît de ce moteur, nous examinerons, i°. son action sur une surface en repos qui lui est directement opposée et la mesure de cette action ;

a°. La manière la plus avantageuse de la recevoir et de la transmettre au travail, ainsi que les effets mécaniques qu'on en obtient.

De l'action du vent contre des surfaces en repos, exposées perpendiculairement à cette action.

La puissance du vent est évidemment dépendante de la masse d'air agissante, et de la vitesse de cette masse.

Or nous avons vu plus haut qu'un décimètre cube d'air sec, à la température de la glace fondante , et sous une pression représentée par une colonne de mercure de 76 centimètres , pèse 1 gramme, 29954 1 j ou si nous prenons les évaluations de Lavoisier, un pied cube d'air pèse 1 once, 3 gros, 3 grains, à 1 o degrés Réaumur.

Quant à la vitesse, on peut la déterminer ainsi que Mariotte et Coulomb l'ont fait : on laisse entraîner par le vent des plumes très-légères ; deux hommes, placés sur une petite élévation dans la direction du vent et à une assez grande distance l'un de l'autre, observent le temps que ces plumes emploient à parcourir

DE L'ACTION MÉCANIQUE DE L'AIR- 2t l'espace qui sépare les deux observateurs. On trouve ainsi la vitesse, en divisant, comme on le sait , l'espace par le temps; par exemple, si l'espace est de 5o mètres, et que la plume employé 10 secondes à le parcourir, la vitesse sera de 5 mètres par seconde.

Il s'agit de savoir maintenant, si , connaissant la masse d'air agissante et sa vitesse, il est possible, sans expérience préalable, de déterminer la valeur absolue de la force de ce vent sur une surface donnée.

En appliquant au vent ce que nous avons fait pour l'action de l'eau, nous trouverions que la valeur absolue de l'impulsion du vent, dont la vitesse serait de 5 mètres par seconde, contre une surface perpendiculaire à sa direction et en repos, d'un mètre quarré, par exemple, serait équivalente à une colonne d'air d'un mètre de base et d'une hauteur égale à la hauteur due à la vitesse du vent, plus t4t de cette hauteur.

Mais consultons l'expérience sur ce point, et voyons si elle nous donnera les mêmes valeurs.

Plusieurs habiles observateurs ont fait des recherches à ce sujet : nous citerons celles de Mariotte , de Borda et de Rouse cité lui-même par Smeaton. Les résultats qu'ils ont obtenus nous semblent mériter d'autant plus de confiance, qu'ils s'accordent autant entre eux que des expériences de ce genre peuvent le comporter.

Il y a trois manières de faire ces expériences : la première consiste à faire sortir une quantité donnée d'air renfermée dans un réservoir , qu'on dirige sur une surface ; la seconde à faire mouvoir une surface avec une certaine vitesse dans de l'air tranquille -, et la troisième enfin à exposer la surface au' vent même, dont on détermine la vitesse, comme nous l'avons dit plus haut.

Borda s'est servi de la seconde manière; nous ne savons pas au juste comment les deux autres ont opéré.

Mariotte a trouvé que le vent, dont la vitesse est de 3 mètres 898 par seconde, exerce une impulsion de 179 grammes, contre une surface en repos de 1 04976 millimètres carrés.

Borda a trouvé les résultats portés dans le tableau suivanl.

DE L'ACTION MÉCANIQUE DE L'AIR. il Voici les valeurs trouvées par Rouse, exprimées en mesures métriques.