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3,067 * peine sensible.

l brise légère.

"3'°9' 1 «m bo» r™u.

ï9?'fl 1 forte brise.

5577,199 tempête.

8o3a fin 1 grande tempête.

14278,890 ouragan.

22309,198 ouragan qui déracine les arbres , renverse le» maisons , etc.

Smeaton pense au sujet de ce tableau que les expériences dans lesquelles la vitesse du vent est supérieure à 2? mètres par seconde, ne méritent pas la même conûance que celles où la vitesse du veut est au-dessous de ce nombre.

Si l'on prend les nombres donnés, d'après l'expérience, par l'un des trois auteurs que nous venons de citer, l'on verra que la règle applicable à l'impulsion directe et perpendiculaire de l'eau ne l'est point à celle du- vent.

Voici ce que Borda dit à ce sujet (Mémoires de V Académie des Sciences , pour l'année 1763, page 365 ) : nous trouvons

a4 DE L'ACTION MÉCANIQUE DE L'AIR,

qu'une surface de 9 pouces en carré , mue avec une vitesse de 10 pieds 66 par seconde, éprouve une résistance égale à ol".i547; mais on la suppose ordinairement égale au poids d'une colonne d'air qui aurait pour base cette surface , et pour hauteur celle d'où un corps pesant devrait tomber pour acquérir la vitesse avec laquelle la surface se meut ; or le poids de cette colonne ( en supposant que le pied cube d'eau pèse 70 livres et que la pesanteur spécifique de l'eau et de l'air sont entre elles comme 800 est à 1 ) serait égal à o"T.0932. Ainsi la résistance trouvée par la méthode ordinaire est à celle qu'on trouve par expérience , comme o '".093a est à ou\i547> ou à peu près comme 3 est à 5. La règle ordinaire de la simple hauteur donne donc une résistance beaucoup plus petite qu'elle n'est réellement ; à moins, dit Borda, qu'on ne veuille supposer que dans le temps de mes expériences, l'air était seulement 480 fois moins dense que l'eau.

Il est certain qu'on n'arriverait pas encore au résultat expérimental obtenu de l'impulsion de l'air, en ajoutant à la simple hauteur les que nous avons trouvé qu'il fallait ajouter d'après nos expériences sur l'eau , consignées dans le premier volume de cet ouvrage. Il faut donc conclure que le vent agit autrement que l'eau, et il semble que c'est à l'expérience seule qu'il appartient de marquer les différences que présentent les impulsions respectives de ces deux corps.

Au surplus, il n'est pas difficile de concevoir que l'impulsion de l'eau ne peut pas être la même, toutes proportions gardées , que celle de l'air : celui-ci est un corps très-élastique , et dans son choc il n'éprouve point, comme l'eau, une perte de mouvement 5 le changement de figure qu'il éprouve au moment de l'impulsion , ou, si l'on veut , le refoulement de ses molécules n'est autre chose que la compression instantanée d'un ressort.

DE L'ACTION MECANIQUE DE L'AUt. a:> qui a la faculté de restituer toute la force qui a servi à le comprimer. Cette différence dans l'action impulsive de ces deux corps est fondamentale , et nous semble expliquer pourquoi la règle à laquelle cette action est soumise pour l'eau ne s'applique point au choc du vent.

On voit par les nombres portés dans les deux tableaux précédens que l'action impulsive du vent, sous différentes vitesses, est proportionnelle aux carrés de ces vitesses ; c'est-àdire que si le vent agit directement contre une surface donnée, tantôt avec une vitesse de 6 mètres par seconde, et tantôt avec une vitesse de 3 mètres, les valeurs de l'impulsion, dans ces deux cas , seront dans le rapport de 36, carré de 6 , à 9 carré de 3.

On comprend en effet que, lorsque le vent agit avec une vitesse double il y a, dans le même temps un nombre double de particules matérielles qui agissent , et comme elles agissent avec une vitesse double, l'action est évidemment quadruple.

Quant aux rapports des valeurs de l'impulsion du vent, avec une vitesse donnée, contre des surfaces de différentes dimensions, Borda a remarqué une chose fort singulière, c'est que les résistances des surfaces planes, ou en d'autres termes, la valeur de l'impulsion de l'air, croissent en plus grand rapport que les surfaces mêmes : par exemple, dit-il, les surfaces de 4 pouces en carré, et de 9 pouces en carré, sont entre elles comme 16 est à 81 , tandis que les résistances que ces surfaces éprouvent sont entre elles comme 16 et 95-7. On ne peut pas attribuer cette différence au défaut des observations, parce qu'elle est un résultat moyen de plusieurs expériences fort exactes; d'ailleurs j'avais trouvé la même chose dans d'autres expériences, pour des surfaces d'un pied carré et de 6 pouces carrés-, j'ai même, Continue-t-il, réitéré l'épreuve sur des surfaces de 6 pouces en carré et de 3 pouces en carré , et j'ai trouvé que leurs résistances H. 4

étaient entre elles comme 4 j esta i , tandis que leurs surfaces

étaient entr elles seulement comme 4 est à i.

Il semble donc qu'on peut conclure des diverses expériences et observations précédentes :

i°. Que la valeur de l'impulsion directe et perpendiculaire du vent, dont la vitesse est de 4 mètres par seconde, contre une surface de io55 centimètres carrés, est d'euviron 190 grammes ;

a'. Que l'action impulsive est proportionnelle aux carrés des vitesses du vent ;

3°. Enfin , qu'avec une vitesse donnée et des surfaces différentes, l'impulsion croît dans un plus grand rapport que ces surfaces, et, d'après les observations de Borda, à peu près comme 4 f à 4*

Le calcul de l'impulsion du vent sur des surfaces planes exposées obliquement à sa direction , ainsi que sur des surfaces courbes, présente autant de difficultés que nous en avons trouvé pour l'eau dans les mêmes circonstances. Il parait que la loi, d'après laquelle les fluides agissent obliquement sur des corps pour leur imprimer du mouvement, est fort compliquée, et que bien loin de pouvoir l'établir par des calculs théoriques, on n'est pas même encore parvenu jusqu'à présent à la déduire des différentes expériences qu'on a faites sur cette matière.

Ces expériences nous ont fait connaître du moins que la loi donnée par la théorie , d'après laquelle les actions obliques du vent seraient proportionnelles aux carrés du sinus des angles d'incidence, est formellement contredite par l'expérience, et qu'on ne doit la considérer que comme une supposition gratuite.

Si donc l'on avait besoin de connaître la valeur de l'impulsion du vent sur une surface plane exposée à sa direction, sous

DE L'ACTION MÉCANIQUE DE L'AIR. 27 un certain degré d'obliquité , ou sur une surface d'une certaine courbure , il faudrait recourir à l'expérience directe , et encore ne faire servir les résultats obtenus qu'à des cas tout-à-fait analogues 5 car il est présumable que ce que l'expérience donne pour un certain degré d'obliquité ou pour une certaine courbure, varierait pour d'autres.

Néanmoins on pourrait conclure des expériences de Borda que la valeur des impulsions obliques du vent seraient à peu près proportionnelles aux sinus des angles d'incidence, lorsqu'il s'agit, par exemple, d'angles de 3o à 45 degrés; mais il fait lui-même la remarque que ce rapport peut changer pour des angles d'incidence plus ou moins aigus.

L'on peut conclure encore de ces mêmes expériences que l'action oblique du vent est plus puissante sur des surfaces planes que sur des surfaces courbes dont la convexité serait opposée au vent.

Dans cet état de choses, on voit manifestement qu'entre les faits que nous venons de recueillir, au sujet de l'impulsion du vent sur une surface en repos, ou, ce qui revient au même, de la résistance de l'air en repos à une surface en mouvement , on voit, disons-nous , qu'il y a une bien grande lacune entre ces faits et les moyens d'évaluer la puissance mécanique du vent , telle que l'industrie l'emploie.

Pour trouver des moyens d'évaluation, il faut recourir à de nouvelles expériences, aux diverses observations pratiques qu'on a pu faire. Deux hommes fort habiles s'en sont occupés spécialement, Coulomb et Smeaton; et c'est en nous appuyant sur leurs recherches que nous allons traiter la seconde question posée plus haut.

Elles laissent, ce nous semble, peu de chose à désirer, attendu qu elles ont été faites sur le mode d'appliquer la force

du vent, non-seulement le meilleur, mais encore le plus en usage. Ce moteur ne se prête pas, comme les précédens, à une aussi grande variété démodes d'application; et les hommes, qui ont eu à s'occuper des dispositions propres à recevoir et à transmettre la puissance mécanique du vent, n'ont eu besoin de porter leur attention et leurs essais que sur un petit nombre de dispositions qui seules pouvaient s'accorder avec la manière dont le vent se présente comme force motrice. Ceci expliquerait peut-être comment on est parvenu généralement à tirer du vent presque tout le parti qu'on peut en attendre.

Des manières les plus avantageuses de recevoir et de transmettre Faction du vent au travail à faire , et des effets mécaniques qu'on en obtient.

Pour obtenir du vent une puissance mécanique capable de produire un travail industriel d'une certaine étendue, il faut

présenter de grandes surfaces à son action ; il faut que ces surfaces soient disposées de manière à prendre le vent , de quelque part qu'il vienne, et à se soustraire même en grande partie à son action , lorsqu'il se déchaîne avec violence. Ces conditions sont fondamentales, et c'est ce qui nous a fait dire plus haut que le nombre des modes d'application qu'on peut employer pour ce moteur est très-limité.

Pour s'emparer de l'action du vent, au moyen d'une grande surface qui lui est exposée , il faut évidemment qu'elle soit attachée d'une manière quelconque à un point fixe sur lequel ou autour duquel elle puisse osciller ou tourner; sans quoi la surface serait emportée indéfiniment, comme un vaisseau qui marche à force de voiles.

Mais une seule surface , une voile tendue par exemple , au

DE L'ACTION MÉCANIQUE DE L'AIR. 29 bout d'une pièce de bois oscillant sur un point fixe, peut être renversée par l'action du vent, et imprimer ainsi un mouvement instantané à cette pièce de bois Pour faire durer, ou plutôt pour renouveler ce mouvement, il faudrait rappeler par un contre-poids cette pièce de bois avec la voile, à sa première position , afin de la remettre en prise au vent et de reproduire le même effet. On obtiendrait de cette manière un mouvement oscillatoire dont il est possible de tirer parti.

Cette supposition a été réalisée , et l'on a proposé une bascule h voile qui marchait comme nous venons de le dire; mais ce mode d'application semble n'offrir que quelques avantages précaires, et il n'est pas à notre connaissance qu'il soit en usage quelque part.

D paraît donc que pour faire servir le vent de moteur, sans le secours d'aucune force étrangère , il faut que plusieurs surfaces soient disposées de telle façon que l'une étant entraînée en amène une autre au vent, et qu'ainsi elles se présentent successivement à son action ; ou bien encore que par la situation particulière de chacune , par rapport au vent, elles tendent toutes ensemble à se mouvoir autour d'un point fixe, lorsqu'elles éprouvent l'impulsion du vent.

Supposons dès lors qu'on dispose , sur la circonférence d une roue verticale ou horizontale, un certain nombre de voiles carrées, bien tendues sur un châssis léger, de la même manière qu'on place les aubes d'une roue hydraulique. Exposez cette espèce de roue à voiles à l'action du vent 5 il est évident que tant qu'elle restera toute entière en prise au vent , elle ne tournera pas et vous n'aurez point de moteur. En voici la raison : le veut , embrassant dans son action to'Ute la roue, agit sur les voiles supérieures pour faire tourner cette roue dans un sens, et sur les voiles inférieures pour la faire tourner en sens con-

3o DE L'ACTION MÉCANIQUE DE L'AIR,

traire si elle esl verticale ; et si elle est horizontale, il agit en même temps sur les voiles de droite et sur celles de gauche, et tend de même à faire tourner la roue dans un sens par les unes, et dans un sens contraire par les autres. Or, comme les voiles ont. toutes la même surface, qu'elles se présentent de la même façon à l'action du vent, l'impulsion que reçoit une voile fait équilibre à celle qui frappe la voile opposée, et le mouvement n'a pas lieu.

Vous auriez deux moyens de faire tourner cette roue : le premier consisterait à renfermer une portion de la roue, pour ne laisser à découvert et en prise au vent que les voiles d'un seul côté j alors la roue tournera , parce que le vent ne pourra plus agir que de ce côté j le second serait d'ajuster les voiles de manière qu'elles se déploieraient en se présentant au vent d'un côté, et qu'elles se replieraient en se mouvant contre le vent de l'autre côté. C'est d'après ces principes que sont construits les moulins à vent qu'on nomme horizontaux.

Supposons maintenant qu'au lieu de la roue ci-dessus , vous mettiez en croix deux grandes pièces de bois qui représentent quatre bras , sur chacun desquels vous placerez à plat et dans le même plan , quatre voiles rectangulaires ; attachez cette croix par son centre sur un axe qui lui soit perpendiculaire, et exposez verticalement ces quatre ailes à l'action du vent, l'axe étant posé horizontalement sur des paliers qui supportent le tout.

Les quatre voiles recevront ensemble , dans le même moment, l'action du vent, et comme elles sont exposées directement et perpendiculairement à sa direction, ces voiles ne se mouvront pas autour de leur axe commun horizontal, et le vent ne produira d'autre effet que de tendre à renverser les voiles et l'appareil qui les supporte.

Voulez-vous imprimer un mouvement de rotation verticale à

DE L'ACTION MECANIQUE DE L'AIR. 3i ces voiles; inclinez-les toutes dans le même sens, sur chacun des bras qui les supportent*, vous concevez qu'alors le vent qui vient les frapper de côté et toutes les quatre à la fois du même côté., les fait céder à son action dans le même sens et le mouvement de rotation est décidé et entretenu. Or, la construction des moulins à vent, dont les ailes tournent dans le plan vertical et qui sont le plus en usage , est fondée sur ces dispositions.

Nous commencerons par ceux-ci et nous nous y arrêterons plus long-temps, non-seulement parce qu'ils sont le plus en usage , mais encore parce qu'ils sont en général préférables aux moulins à vent, tournant dans le plan horizontal.