Appareils hydrauliques des doeks de Marseille. — Le

réseau général des tuyaux de conduite des docks de Marseille a un développement de 3o00 mètres. En chacun des points où se trouve un appareil à faire mouvoir, on a ménagé une tubulure de prise d'eau sur la conduite générale. On a réparti sur l'ensemble de ce réseau cinq accumulateurs. Chaque accumulateur se compose ^tig. 278) :

— D'un tube vertical en fonte mis en communication, par sa base, avec la conduite générale, et muni, à sa partie supérieure, d'un stufting-box;

— D'un plongeur pouvant monter et descendre dans le tube vertical, et portant sur sa tète, par l'intermédiaire d'un joug à coulisseaux, un grand cylindre en tole à double enveloppe, chargé dans sa capacité annulaire d'un poids suffisant pour donner à l'eau de la conduite la pression nécessaire à la marche des engins de manutention.

L'eau qui sert à actionner ces engins est refoulée dans la conduite par des pompes à plongeurs, attelées aux tiges des pistons de deux cylindres à vapeur horizontaux, constituant une machine de 120 chevaux. En prévision d'un travail considérable qui pourrait se présenter instantanément ou bien d'un dérangement de la machine, on a construit une seconde machine semblable à la première, et disposée symétriquement par rapport à l'un des cinq accumulateurs, qui forme pour ainsi dire le centre du réseau général.

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La machine à vapeur étant en marche, les pompes foulantes, qui s'alimentent dans un réservoir suspendu aux parois du bâtiment et au-dessus de la machine, envoient l'eau dans la conduite du réseau général. Tant qu'il s'agit de remplir les tuyaux, la machine à vapeur n'a d'autre résistance à vaincre que celle due au mouvement de l'eau dans la conduite. Mais quand celle-ci est remplie, la machine en marche continuant à fonctionner, l'eau refoulée agit sur le plongeur des accumulateurs et les soulève. Elle se trouve donc dans la conduite sous une pression équivalente à la charge? portée par ce plongeur.

Dans cet état, on met la conduite en communication avec l'un quelconque des engins de manutention. Celui-ci, sous la pression de l'eau, prend le mouvement qui lui est propre et effectue le travail voulu. La quantité d'eau sous pression dépensée est donc en raison du travail effectué; et, pour que la manutention n'éprouve aucun retard, il faut que tous les engins trouvent constamment dans la conduite la quantité d'eau sous pression qui leur est nécessaire. Les moteurs sont disposés pour remplir ce but.

Gomme nous l'avons dit plus haut, les moteurs se composent des cylindres à vapeur, des pompes foulantes et de Xaccumulateur central. Lorsque toute la conduite avec ses accumulateurs ont leur charge complète, les moteurs sont au repos; mais dès que l'un des engins travailleurs fonctionne, il fait une certaine dépense d'eau qui diminue le volume de celle contenue dans le réseau. Cette diminution de volume d'eau est remplacée par une rentrée des accumulateurs qui doivent descendre pour conserver la pression voulue dans la conduite. L'accumulateur central, en descendant, fait ouvrir une valve placée sur le tuyau d'admission de vapeur aux cylindres de la machine. Les pistons moteurs, prenant leur mouvement alternatif sous l'impulsion de la vapeur, font agir à leur tour les plongeurs des pompes foulantes, qui envoient à nouveau de l'eau dans la conduite; celle-ci se remplit, puis les accumulateurs reprennent leur mouvement ascensionnel. L'accumulateur central, parvenu près de la limite de sa course, ferme la valve d'admission de

vapeur et la machine motrice s'arrête d'elle-même, pour reprendre son mouvement dès que le volume d'eau renfermé dans le réseau vient à diminuer, etainsi de suite.

Ces moteurs seraient soumis à de graves accidents résultant soit do la rupture d'un tuyau, soit de l'entraînement de l'accumulateur par suite de la vitesse acquise par la machine à vapeur, si l'on n'avait pas pris les précautions suivantes.

Pour le cas d'entraînement, l'accumulateur est muni d'une soupape d'évacuation que le plongeur ouvre par l'intermédiaire d'une chaîne et d'un levier, quand ce plongeur arrive vers l'extrémité de sa course et au moment do la fermeture de l'admission de vapeur.

Quant au premier cas, celui de la rupture du tuyau de conduite, si cet accident survenait , les plongeurs ne rencontrant plus de résistance, la machine à vapeur s'emporterait. Pour l'arrêter, on se sert du plongeur de sûreté, appareil composé d'un cylindre en fonte branché sur la conduite d'eau sous pression, dans lequel se meut un plongeur en bronze. Cette pièce est surmontée extérieurement d'une chape avec trois poulies à gorge. Le fond du cylindre porte une autre chape et trois poulies semblables aux premières. Une chaîne, fixée à un point d'attache sur le cylindre, passe successivement sur ses poulies inférieures et supérieures et aboutit au levier de la soupape à vapeur. La course de l'extrémité de cette chaîne doit être égale à la corde

' de l'arc décrit par ce levier; ce dernier se mettrait en mouvement sous l'impulsion du plongeur et d'un contre-poids complémentaire, s'il n'était retenu en sens inverse par un autre contre-poids qui, en marche normale, fait équilibre au poids du plongeur de sûreté augmenté du premier contre-poids. Mais, si la machine prend une trop grande accélération, l'accumulateur s'élève, et quand il arrive à une certaine hauteur,

' il soulève le contre-poids complémentaire. Le levier n'est plus sollicité que par deux forces inégales; il prend la direction qui lui est imprimée par le second contre-poids, et ferme l'admission de vapeur déterminant ainsi l'arrêt de la machine.

237. Engins de manutention. — Ces engins forment trois classes distinctes :

— Elévateurs simples, agissant directement sur la charge à mouvoir.

— Elévateurs combinés, agissant sur la charge à mouvoir par l'intermédiaire d'un appareil funiculaire.

— Appareils à mouvement de rotation continue.

Les élévateurs simples, comme la presse hydraulique ordinaire, se composent d'un cylindre muni d'une garniture en cuir et d'un plongeur auquel est attaché le plateau do la charge à élever ou à descendre.

Tel est le cas de l'appareil employé à Londres pour élever les waggons pleins de charbon à un niveau suffisant, et mettre le combustible en tas. Là, le cylindre est en dessous de la charge.

A Ruhrort, le cylindre moteur qui sert à monter et descendre les waggons devant traverser le Rhin sur des pontons, se trouve au-dessus du plateau de la charge à faire mouvoir.

On peut faire de très-nombreuses applications de ce système pour comprimer rapidement certaines marchandises, ouvrir et fermer les vannes de grands bassins, marteler le fer, cisailler, poinçonner et river les tôles, etc.

Les engins composés sont formés d'un cylindre avec plongeur dont la course varie avec le chemin que la charge doit parcourir. Le fond du cylindre et la tôte du plongeur portent un certain nombre de poulies sur lesquelles passe une chaîne dont le premier maillon est fixé au cylindre, et le dernier à la charge.

Cet appareil est exactement le contre- pied du moufle ordinaire. Dans ce dernier appareil, l'effort moteur appliqué sur l'un des brins est transmis a la charge, en augmentant de puissance et en perdant de la vitesse. Ici, au contraire, l'effort moteur est considérable et se transforme en un travail dont la vitesse forme le principal élément. C'est ainsi qu'avec un plon-

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gcur ayant une course de 3 mètres et deux groupes de poulies constituant huit hrins de chaînes, l'extrémité libre de cette chaîne parcourra, dans le même temps, un chemin huit fois plus grand que le plongeur, soit 24 mètres.

Les appareils à mouvement de rotation continue sont formés d'un arbre coudé à trois manivelles faisant entre elles des angles de 120 degrés. A ces manivelles sont attachées les tiges de pistons plongeant dans des cylindres oscillants à simple effet.

L'admission de l'eau dans les cylindres se fait par des tiroirs mus au moyen d'excentriques calés sur l'arbre de transmission de mouvement. Ces tiroirs constituent la partie délicate de la machine, car ils reçoivent une énorme pression sous laquelle ils sont obligés de fonctionner en prenant une vitesse considérable. Aussi, pour les conserver en état convenable, doit-on prendre la précaution de les munir d'un appareil compensateur qui les décharge d'une grande partie de la pression motrice.

Ces machines sont employées à ouvrir les grandes portes des bassins, à faire mouvoir des cabestans, des grands ponts tournants, des transmissions de mouvements, des monte-charges, etc.

238. Machines motrices. — La machine à vapeur est à deux cylindres horizontaux, à haute pression et détente variable, sans condensation. Les tiges des pistons des cylindres à vapeur sont attelées, par l'intermédiaire de bielles à fourche, aux manivelles calées sur deux arbres de couche portant chacun un volant. Ces deux arbres sont manchonnés de telle sorte que l'on peut les désembraycr et faire fonctionner isolément l'une des moitiés de la machine.

Un régulateur à force centrifuge est installé pour empêcher la machine de s'emporter, dans le cas où le mécanisme de la valve d'admission de vapeur viendrait à manquer.

Les dimensions principales de cette machine sont les suivantes :

Diamètre des pistons à vapeur

Course des pistons

Surface de chaque piston

Nombre de tours

Les pompes foulante!; sont placées dans le prolongement de l'axe des cylindres à vapeur, entre les branches de fourche des bielles. La tige du piston de chacune de ces pompes s'assemble avec la tige du piston à vapeur correspondante, au moyen d un manchon en fer qui fait corps avec la traverse portant les coulisseaux et les tourillons des* tôtcs de fourche des bielles.

Les pompes foulantes sont différentielles, à double effet, munies d'une soupape d'aspiration et d'une soupape de refoulement. Elles sont établies de manière à demander à la machine un effort constant, quel que soit le sens de la marche des pistons. A cet effet, les tiges des pistons des pompes ont une section équivalente à la moitié de celle des pistons. Voici quelles sont les dimensions de chaque pompe :

Diamètre du corps de pompe 0m,140

Diamètre du piston 0,140

Diamètre de la tige du piston 0 ,099

Surface du piston 0Œ,,0i5393

Section de la tige du piston 0 ,007690

On voit, d'après cela, que la section de la tige occupe la moitié de la section du corps de pompe, et qu'elle laisse un espace vide annulaire d'égale section. Quand le piston se meut dans un sens, la soupape d'aspiration s'ouvre, et l'eau pénètre dans le corps de pompe. La soupape, à l'extrémité opposée, se ferme , et l'eau refoulée par le piston se rend dans l'accumulateur, sous un volume représenté par celui d'un cylindre de 0"",007 696 de base et de 0B,96 de hauteur, soit :

0œ,,007 696 X O-^B = OmS,007 382.

La résistance à vaincre pour refouler ce volume d'eau dans

l'accumulateur est équivalante à la section annulaire multipliée par la pression de l'eau dans l'accumulateur. Cette pression est fixée, par la charge, à 52 atmosphères, soit 53k,71G par centimètre carré; ce qui donne pour l'expression de la résistance à vaincre, abstraction faite des coeflicients de frottement et des contractions :

Quand le piston marche en sens inverse, la première soupape se ferme, la seconde s'ouvre et le piston refoule une colonne d'eau ayant pour base la section totale du corps de pompe et pour hauteur la course du piston, soit

c' est-a-dire un volume double du premier. La résistance à vaincre pour le faire pénétrer dans l'accumulateur sera égale à

Mais la moitié de ce volume se rend dans l'espace annulaire enveloppant la tige du piston , l'autre moitié pénètre dans l'accumulateur. Dès lors, le piston, en refoulant, rencontre sur sa grande section une résistance de 8267k,9G. Mais il reçoit sur sa section annulaire opposée une contre-pression de 4133k,98 provenant de l'accumulateur, de sorte qu'il n'a encore à vaincre dans ce cas qu'une résistance de :

Ainsi, le volume d'eau et la résistance à vaincre par chaque plongeur sont les mêmes, quel que soit le sens de sa marche.

Les pompes élévatoires sont construites sur le môme principe. Elles sont mises en mouvement au moyen d'excentriques. Leurs dimensions sont les suivantes:

DlamMre. Section. Cou m.

Piston 0",330 0m,,08o53 0-,350

Tige du piston 0 ,2325 0 ,04276 •

APPAREILS DE LEVAfiE.

Ces pompes ne fonctionnent que lorsque l'eau du canal de Marseille, qui arrive dans la bâche alimentaire avec une pression de 4 atmosphères, vient à manquer. Dans ce cas, les pompes élévatoires puisent l'eau de mer, que leur amène un petit aqueduc.

Les pompes alimentaires sont fixées aux cylindres à vapeur, et leur plongeur est attelé à la traverse de la tige du piston. Le diamètre du piston est de 0",055, et sa course, de 0B,,96.

L'eau d'alimentation traverse un réchauffeur tabulaire en cuivre rouge placé au pied de la cheminée, et prend une température de 70 degrés.

En cas d'avarie des pompes, l'eau de l'accumulateur peut être dirigée dans les générateurs au moyen d'un tube en fer de 0m,02o de diamètre. 11 suffit de dix minutes pour lancer dans les chaudières 7 000 litres d'eau.

Enfin, un petit cheval complète le mécanisme de la machine motrice. Il fait mouvoir une pompe alimentaire de secours et une pompe à air. Cette dernière sert à accumuler de l'air à haute pression dans un réservoir de 6 mètres de hauteur et de 0m,305 de diamètre.

On a disposé ce réservoir pour prévenir les coups de bélier qui pourraient se produire dans les pompes foulantes. Seulement, la pompe n'étant pas assez puissante pour travailler sous la pression de 52 atmosphères, on la fait fonctionner tous les matins quand les tuyaux sont pleins, mais avant la mise en marche de l'accumulateur.

L'utilité du réservoir à air comprimé est très-contestable, et plusieurs machines fonctionnent en Angleterre sans l'adjonction de cet organe.

Les dimensions du petit cheval sont les suivantes :

Machine Pompe Pompe a Tapeur. a eau. a air.

Diamètre du cylindre 0,152 0,087 0,075

Course du piston 0,252 0,252 0,252

Nombre de tours 70 70 70

Les générateurs sont cylindriques, à foyer intérieur à com-

Flf. 278. Accumulateur