CHAPITRE III

Complétons ces notions élémentaires par quelques données sur la composition et le rôle de l'eau pour l'objet qui nous occupe.

De toutes les substances qui sont l'objet de l'étude des savants, il n'en est point qui, à raison de leur utilité et de leur application, puisse se comparer à l'eau. Il ne se passe, pour ainsi dire, aucun phénomène dans la nature sans que l'eau n'y joue un rôle considérable. L'eau fait partie de tout ce qui a vie, c'est la base de nos boissons, c'est le véhicule de la nourriture animale et végétale, c'est de nos jours, sous forme de vapeur, la force motrice merveilleuse qui a centuplé les forces humaines. Après l'air, c'est peut-être, de tous les corps qui nous entourent, le plus nécessaire. En effet, on remplace le pain et mille autres objets utiles à notre existence, on ne peut remplacer l'eau. Où plantaient leurs tentes les premiers pionniers de la civilisation? sur le bord des fleuves. Que manque-t-il dans tous les pays aujourd'hui dénudés et jadis habités par des peuples célèbres? l'eau. Que sont les travaux publics entrepris dans ces derniers temps pour rendre nos villes plus agréables et plus salubres? des accessoires et des compléments. La chose suprême, essentielle, indispensable, sans laquelle il n'y a ni commodité, ni salubrité, ni santé, c'est l'eau, ce véhicule qui, pris chaque jour en petite quantité, amène avec lui, s'il n'est pur, une foule de maladies inconnues, à principes insaisissables qui déroutent le diagnostic le plus exercé.

Ce corps, le plus abondant de tous ceux qui se trouvent à la sur-

face du globe, est une combinaison de 11 pour 100 environ d'hydrogène, avec 89 pour 100 d'oxygène. Il est la réunion de molécules d'une mobilité extrême, séparées entre elles par des interstices où se logent d'autres corps, comme le sucre, divers sels, etc. On peut s'en convaincre en faisant fondre des sels en certaine quantité dans un vase rempli d'eau, le niveau ne s'y élèvera pas. Dans l'état naturel, l'eau est sans odeur, sans saveur appréciable; elle est transparente, incolore, sa pesanteur sert de comparaison pour tous les corps ; elle est prise pour base de notre système de poids ; à+4° centigrades, un centimètre d'eau distillée est notre gramme. L'eau se présente à nous sous trois formes : gazeuse, solide et liquide. C'est sous cette dernière forme seulement que nous aurons à la considérer. Sous forme solide, nous avons cependant i constater son expansion subite qui lui fait prendre un accroissement de volume dans le rapport de 9 à 10 ; c'est ce phénomène qui devra cous occuper pour l'installation hivernale de nos tuyaux; c'est l'un des accidents à prévoir dans l'introduction de l'eau dans les appartements.

Pour bien comprendre notre sujet, nous prendrons l'eau du moment où elle tombe du ciel pour la recueillir, la filtrer, la distribuer, la chauffer, la purifier, et l'utiliser enfin, jusqu'au moment où elle retourne en fleuve pour remonter aux nuages, sous forme de vapeur, dans cet admirable circuit que lui impose la nature pour la satisfaction des besoins de l'homme. On a dit avec raison que l'eau est un véritable Protée aux mille formes; c'est elle, en effet, qui modifie les éléments, intervient dans les tempêtes, s'infiltre dans les entrailles delà terre, dans les tiges et les cellules des plantes; elle dissout les matières minérales du sol, décompose les matières organiques, traverse les tissus des végétaux et des animaux et sert à faire circuler le sang dans nos veines et la sève dans les plantes. Sous forme solide et liquide, elle donne à la thérapeutique un de ses agents les plus énergiques, pour le traitement des maladies par le froid dont elle est le véhicule ; sous forme de vapeur, elle donne la vie à nos machines ; elle porte la chaleur dans nos serres ou nos ateliers : dans sa chute, elle use les pierres les plus dures, soulève les rochers dans les torrents, déchire le sol par ses cataractes, amoncelle le sable sur nos rivages, et cependant, dans ces transformations merveilleuses, elle reste toujours l'esclave de deux maîtres : la chaleur et la pesanteur.

Terminons ces notions élémentaires par la théorie des vases communiquants, c'est-à-dire par l'exposé de la grande loi qui régit la distribution de l'eau dans les villes et dans nos maisons.

Lorsque plusieurs vases communiquent entre eux par leur partie inférieure, quelles que soient leur forme, leur capacité et leur direction, si l'on verse un liquide dans l'un de ces vases, ses molécules sollicitées également par la pesanteur se répartiront également et se mettront en équilibre dans tous les vases (fig. 2), et si Ton tire une ligne par les points A, B, G, D, cette ligne sera horizontale.

Maintenant, si l'on introduit dans deux vases communiquants, deux liquides de densité différente et non susceptibles de se mêler, les choses ne se passeront pas de même. Si nous prenons un tube de verre recourbé 0, CK (flg. 3) et ouvert aux deux extrémités, et si nous

X5râF5=V

Fig. 2.

Fig. 3.

versons dans l'un des tubes du mercure par exemple, il se mettra en équilibre sur la ligne AB. Si Ton verse ensuite un liquide moins dense que le mercure dans le tube 0, le mercure y descendra au point G, par exemple, et remontera en D, dans le tube O', mais les deux niveaux ne seront point d'égale hauteur, comme dans le cas précédent et le rapport de ces hauteurs sera proportionnel à la densité des deux liquides.

C'est cette loi qui régit l'ascension et le déplacement des gaz dans l'air et des liquides près des foyers ; c'est elle qui détermine l'ascension de la fumée dans les cheminées ; c'est elle qui explique pourquoi deux cheminées allumées en même temps, dans le même salon, ou dans deux pièces contiguës, fument la plupart du temps, quand elles ne sont pas pourvues de ventouses suffisantes, parce que la combustion plus vive d'un foyer fait appel à l'atmosphère par l'autre cheminée dont la colonne d'ascension est moins échauffée. Cette as-

Fig. 4.

cension a pour force la différence qui existe entre le poids de la colonne d'air chauffée dans la cheminée, comparée avec une colonne d'égale hauteur prise dans l'atmosphère ambiante. La hauteur de l'atmosphère étant la même pour les deux colonnes, on peut en faire abstraction. Ainsi» que par la combustion d'un foyer, on élève la température de la colonne A, B (fig. 4), l'air extérieur entrant par les fissures des portes et des fenêtres, ou par les ventouses, chassera la colonne AB ascendante avec d'autant plus de force qu'il y aura entre elle une plus grande différence de chaleur ou de densité ; chaque molécule d'air chaud tendra à s'élever de la même manière et par la même cause que celle qui détermine l'ascension d'un morceau de liège plongé dans l'eau. L'air du dehors, plus froid et plus lourd que l'air du foyer, s'introduira à l'intérieur et tombera de la même manière qu'un corps lourd, une pierre, par exemple, tombe au fond de l'eau. De là, une plus grande activité de tirage en hiver qu'en été, dans les temps secs que dans les temps humides. De là, la nécessité de ne pas trop refroidir les colonnes d ascension de fumée et l'obligation de laisser un libre accès à 1 air extérieur qui doit remplacer la colonne montante.

La ligure 3 qui précède explique toute la théorie de la fumée qui a été et qui est encore le désespoir de tant de personnes.

C'est le foyer de nos cheminées : C, 0, la colonne de fumée, et 0' la ventouse ou le robinet du grand réservoir atmosphérique d'air froid chassant et soulevant par son poids la colonne C, 0. Si nous étudions ces trois%termes du problème, nous verrons paraître tour à tour les principales causes de la fumée dans nos appartements et nous en connaîtrons par conséquent le remède.

Ainsi : 1° que le vent vienne rabattre sur le point 0, il en fermera momentanément l'orifice', surtout si la combustion est peu active, et si l'orifice de fumée en bas et en haut n'a pas été rétréci. Il y a une foule d'appareils pour éviter cette cause de fumée à laquelle s'en joint souvent une autre.

2° Si la colonne C % 0, est trop large, il peut y avoir deux courants, l'un montant, l'autre descendant venant remplacer l'air du courant

ascendant : la fumée retombe alors dans l'appartement. La cheminée ne doit avoir que la section nécessaire pour la combustion et la ventilation, soit un diamètre de m ,25 à m ,30; elle doit être proportionnée au foyer et de forme circulaire autant que possible pour éviter les points de frottement.

3° Si le foyer C est trop ouvert, l'air froid de la pièce vient se mêler aux gaz de la combustion, la colonne C, 0, refroidie, aura peu de force ascensionnelle et le moindre obstacle au point 0, à la sortie, ou au point 0', à l'entrée de l'air, causera de la fumée ; de là le rétrécissement des foyers proposé par Rumfort.

4° Si l'on ferme l'accès de l'air extérieur 0', c'est-à-dire, les ventouses, ou les joints des portes et des fenêtres, ce qui est le cas le plus ordinaire, il y aura atonie dans la combustion et dans la circulation : c'est là une des causes de la fumée dix-neuf fois sur vingt.

5° Si deux tuyaux de fumée communiquent dans la colonne C, 0, et s'il n'y a pas de feu dans l'un des foyers, l'air froid de ce foyer diminuera le tirage. De plus, le foyer non allumé s'exposera à recevoir la fumée de l'autre, pour peu qu'il y ait appel dans d'autres pièces.

6° Enfin, supposons que les colonnes C, 0, et B, 0' représentent les cheminées de deux salons contigus; si ces cheminées n'ont pas de ventouses suffisantes, ce qui est le cas ordinaire, le foyer le plus actif, c'est-à-dire la colonne la plus légère fera appel sur la colonne la plus lourde. De là encore de la fumée, etc., etc.

On voit qu'une fois la théorie ou la cause du mal bien comprise, le remède devient facile.

La loi qui régit l'ascension ou le déplacement des liquides est de même fondée sur la différence de leurs densités. Ainsi, dans le tube A, B (fig. 5), si Ton verse de l'eau à une même température, le liquide restera en repos et en équilibre. Si l'on chauffe le point B , aucun mouvement ne se manifestera dans la colonne à cause du peu de conductibilité de l'eau : mais, si l'on place le foyer en A, les choses ne se passeront pas de même; à l'instant, l'équilibre sera rompu, y . 5

la couche supérieure devenant plus chaude , c'est-à-dire plus légère, s'élèvera pour être remplacée par la couche inférieure plus froide ou plus lourde : il s'établira un mouvement

circulatoire qui variera suivant la déperdition de chaleur par les surfaces de transmission et suivant l'intensité et la durée de la combustion du foyer.

Les lois ci-dessus s'appliquent au déplacement et à l'ascension des liquides et des gaz en ce qui concerne notre point de vue spécial ; elles diffèrent notablement quand il s'agit de leur écoulement, et cela en vertu de la compressibilité et de l'élasticité des gaz comparés aux liquides qui ne sont pas doués des mêmes propriétés. Dans la pratique, il y a lieu aussi de tenir compte des coudes, des frottements, de la nature des orifices, etc., etc.

Les quelques notions qui précèdent suffiront pour bien comprendre et expliquer tout ce qui va suivre.