MANOMÈTRES

322. Les manomètres sont des appareils destinés à la mesure de la pression des fluides. Lorsque ce fluide est l'atmosphère terrestre, l'instrument est appelé baromètre et sa théorie appartient à la Physique. Je ne m'attacherai ici qu'aux pressions de masses fluides emprisonnées.

Nous distinguerons trois genres de manomètres d'après le principe de leur construction :

Premier genre. — Manomètres hydrostatiques. Deuxième genre. — Manomètres à contrepoids. Troisième genre. — Manomètres élastiques.

323. Manomètres hydrostatiques. — Le principe de ces appareils consiste à mettre en rapport, par le contact immédiat ou au moyen d'un matelas d'air, le fluide proposé avec un liquide pesant, dont la face libre est baignée par l'atmosphère. L'équilibre de cette colonne liquide est exprimé par l'équation

p = pt+ah.

Dans cette formule, p désigne la pression qui s'exerce dans un plan horizontal situé à la hauteur h au-dessous du niveau libre pour lequel on a la pression atmosphérique p0 ; u désigne en outre le poids de Puni té de volume du liquide. On pourra donc, connaissant n et observant /* sur le mano-

mètre, en déduire la pression p. Il faudra encore pour cela déterminer avec le baromètre la pression atmosphérique p0. Mais le plus souvent on la suppose constante et représentée par om,j6 de mercure, ce qui équivaut à io3a8 kilogrammes par mètre carré. Souvent aussi on n'a besoin de connaître que la pression effective ou la différence de l'intérieur à l'extérieur

p — /;,= ah.

Si la pression intérieure devient moindre que celle de l'atmosphère, /test négatif et le liquide s'abaisse dans la . branche extérieure au-dessous de son niveau dans la branche intérieure.

324. Manomètre à air libre. — Il se compose d'un tube recourbé renfermant un liquide qui est ordinairement le mercure, et parfois, pour de moindres pressions, l'eau ou l'acide sulfurique.

Manomètre Richard. — Pour les grandes pressions, la colonne de mercure devrait atteindre une hauteur considérable. On préfère alors fractionner l'action en imaginant une série de tubes recourbés qui forment une ligne sinueuse, et qui renferment des matelas d'eau pour transmettre la pression de l'un à l'autre des niveaux de mercure. En négligeant l'influence très-faible de ces colonnes d'eau, la hauteur du manomètre simple équivalent est la somme des dénivellations partielles dans les branches contigués. Si l'on s'arrange pour que le mercure soit de niveau dans toutes les branches à la fois, la dénivellation totale devient le produit d'une hauteur par le nombre de branches, produit qui peut être effectué d'avance dans la graduation.

Manomètre Ga1j-Cazalat. — On réduit la hauteur de la colonne mercurielle en la faisant agir sur la grande base et recevant la pression inconnue sur la petite base d'un

piston différentiel. On désigne sous ce nom le sy tème d'un gros et d'un petit piston qui jouent dans des cylindres de même axe et sont réunis par une tige solide. Les hauteurs représentatives sont alors réduites dans le rapport inverse des sections, ou des carrés des rayons (*).

325. — Manomètres a contre-poids. — Le principe consiste à équilibrer la pression par un contre-poids dont la variation indique celle de la pression elle-même. Ces appareils, ainsi que ceux du troisième genre, se graduent ordinairement par comparaison avec un manomètre hydrostatique, sans qu'il y ait besoin pour cela de recourir à une théorie qu'il serait du reste bien facile de formuler.

Manomètre Desbordes. — Dans son premier modèle, aujourd'hui à peu près inusité, M. Desbordes recevait la pression sur un piston dont la tige agissait par l'intermédiaire d'une fourchette sur un levier coudé muni d'un contre-poids. Celui-ci se trouvait plus ou moins écarté de la verticale du centre de rotation, de manière à compenser par la variation de son bras de levier celle de la pression. Ce système revient au fond à l'application du peson (331) à la mesure des pressions fluides.

Manomètre Rivais. — Cet appareil est fondé sur le principe d'Archimèdc, d'après lequel un corps éprouve, de la part du liquide dans lequel on le plonge, une poussée égale au poids du liquide déplacé et qui varie par suite avec le deçré de l'immersion.

Le fluide intérieur agit par l'intermédiaire d'un piston sur un levier dont l'autre extrémité est employée à main-

(») C'est, du reste, identiquement le principe de la preste hydraulique, ITec cette différence que, dans cette machine, les pi toussent relie» parle fluide, au lieu de l'être par une tifje rigide, et que des forces extérieures quelconques, au lieu de pressions fluides, leur sont apppliquees directement.

tenir dans un bain de mercure un flotteur en fer. Il s'établit entre les deux forces un antagonisme qui règle le degré de l'immersion. Ce dernier permettra par conséquent de mesurer la pression.

Manomètre Giroud. — Le principe est encore celui d'Archimède, mais l'inventeur s'est proposé d'obtenir une grande précision en évitant lus frottements et en supprimant pour cela tout point d'appui. Le flotteur est une cloclic renversée sous laquelle on admet le gaz, de sorte que la variation de la pression fera sortir ou rentrer celte cloche dont la hauteur permettra de mesurer la pression.

Pour analyser cet eflet, supposons pour plus de simplicité que la section de la partie pleine de la cloche soit égale à celle du vide. Une variation de pression intérieure aura un double eflet. En premier lieu elle fera émerger la cloche d'une quantité telle, que le poids de ce volume d'eau soit égal à l'excédant de pression supporté par le fond de la cloche. En second lieu, elle modifiera la dénivellation du liquide, d'une hauteur qui mesure cet accroissement de pression. Le produit de cette hauteur par la section du vide intérieur ou du fond de la cloche mesure donc duue part le volume de liquide expulsé, et d'autre part le volume qui représente L*efTort additionnel supporté par le fond, c'està-dire, d'après ce que nous venons de voir, le volume de parois qui vient d'émerger du niveau extérieur. Ces deux espaces étant égaux, il s'ensuit que le liquide expulsé se logera exactement dans la place laissée libre par la cloche, et que le niveau extérieur restera constant.

Le même eflet se produira si les sections ne sont plus égales, mais conservent un rapport constant. Le mouvement ascensionnel de la cloche sera seulement amplifié dans ce même rapport, mais le niveau extérieur restera encore invariable.

Tout se réduit donc, pour obtenir la précision des mesures, à réaliser la constance de ce niveau, si des causes quelconques viennent à l'altérer. Dans ce but, M. Giroud établit la communication du bassin principal avec un réservoir secondaire qui reçoit le gaz à sa partie supérieure, et dans lequel on introduit verticalement un certain nombre d'aiguilles, de manière à ramener le niveau principal au zéro. Dans ces conditions, M. Giroud annonce une approximation de yi de millimètre.

326. Manomètres élastiques. — Le principe de ces appareils consiste à faire subir l'impression du fluide par un corps déformable qui accusera, par l'importance de son altération, celle de la pression. Ordinairement cette déformation influence directement une tige, et un renvoi quelconque la transmet à une aiguille indicatrice.

Manomètre à air comprimé. — Le corps déformable est un matelas d'air confiné par un index de mercure et dont le volume changera avec la pression. Cette variation est à peu près celle de la loi de Mariotte, mais on n'a nul besoin de l'invoquer et on graduera l'instrument, ainsi que les suivants, par comparaison.

Manomètre Meyer. — Le corps déformable est un ressort à boudin disposé à peu près comme dans l'indicateur de Watt (320).

Manomètres Desbordes, Char ton, Dedieu , Clair, Johnson, Schœferet* Pfitzenreiter. — Le corps déformable est une plaque d'acier longitudinale ou circulaire, simple ou double, qui fait flèche sous la pression.

Manomètres Bourdon, Schnitz. — Le corps déformable employé par M. Bourdon est un tube spiral dont une extrémité est Cxe et sert à l'admission de la vapeur; l'autre est fermée pour retenir le fluide (Pl. XVI, fig. a53).Elle

est mobile et elle agit sur une aiguille indicatrice. La section du tube est une ellipse très-aplatie. La vapeur tend à occuper le plus grand espace ou à rapprocher ce profil de la forme circulaire. De là des déformations qui modifient nécessairement la courbure longitudinale et déplacent l'extrémité.

Le dispositif de M. Schnitz ne diffère du précédent qu'en ce que le tube, au Heu d'une spire, eu présente un certain nombre.

Manomètre Bossuet. — Le corps déformable est un ressort d'acier, en forme de V, qui sert de carcasse à une sorte de soufflet dont la membrane est en cuivre. La vapeur le gonile et fait varier l'ouverture du ressort.

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