DES POMPES

it8. Les pompes ont déjà été appliquées avec succès à la distribution de l'eau dans les villes situées aux abords des rivières. Mais c'est surtout depuis que les perfectionnements apportés dans les machines à vapeur en ont facilité l'emploi que leur usage s'est multiplié.

De tous les moyens que nous avons indiqués pour conduire Teau aux dififérents points où il est nécessaire qu'elle parvienne, c'est presque toujours le plus avantageux, lorsque les localités permettent de remployer. Cependant, comme le choix à faire entre ces moyens dépend d'un grand nombre de considérations, et particulièrement du volume d'eau à fournir, nous ne nous livrerons à Texamen de cette importante question que lorsque nous aurons développé la théorie des pompes à eau et des machines à vapeur.

59. L'air est un corps pesant, dont les molécules jouissent d'une mobi-

lité parfaite. Ce qui le disJingne des liquides, c'est que ses molécules, au lieu de s'attirer, sont dans un clat continuel de répulsion.

La pesanteur de l'air peut se reconnaître au moyen de la balance, et l'on trouve que son poids est 770 fois plus petit que celui de l'eau. Galilée démontra le premier cette vérité.

La pesaiHeur de l'air se manifeste aussi par les pressions que ce fluide exerèe, et qui suivent les mêmes règles que les pressions exercées par les liquides ; ce qui a permis de les comparer aux poids des colonnes d'eau ou de mercure qu'elles étaient capables de tenir en équilibre. Torricelli reconnut cette propriété , à laquelle nous devons Tinvention du baromètre. Ces pressions ont lieu dans tous les sens, en vertu de la fluidité parfaite des molécules, et tous les corps en contact avec lui sont soumis à leur action.

60. Réciproquement, l'air peut être regardé comme soumis à une pression exercée par les corps qui le limitent dans un espace déterminé; pression qui, toutes les fois qu'elle varie, produit un changement dans le volume occupé par les molécules de cet air. Mariotte a reconnu par des expériences que le volume est toujours en raison inverse de la pression, ou bien que la densité de Tair croît proportionnellement à la pression, pourvu que la température reste la môme, ce qui exige qu'on laisse refroidir l'air comprimé; et cette loi remarquable, qui s'applique à tous les fluides élastiques, porte son nom.

61 . Ces principes généraux suffisent pour expliquer les efiets des pompes à eau; et, comme ils sont établis d'une manière exacte, et applicables en toute circonstance , les machines qui ne reçoivent leur mouvement que de lair peuvent être étudiées jusque dans leurs moindres détails par la théorie mécanique.

62. On distingue deux espèces de pompes : la pompe aspirante et la pompe aspirante et foulante.

65. La pompe aspirante se compose de deux parties distinctes : Tune appelée le corps de pomper l'autre le tuyau d'aspiration (pi. V, fig. 6).

Le corps de pompe est un cylindre d'une certaine largeur qui se réunit

à un tube plus étroit plongeant dans un réservoir d'eau. Le corps de

pompe est séparé du tuyau d'aspiration par une soupape S, qui s'ouvre de

bas en haut. Le piston P, qui se meut dans le corps de pompe, est percé

dans son milieu et porte une soupape s, qui s'ouvre dans le même sens que Fautre. L'étendue que le piston parcourt s'appelle la course du piston.

Le piston étant au bas de sa course et reposant sur le fond du corps de pompe, les deux soupapes se trouvent fermées. Si Ton soulève le piston, il se fait un vide au-dessous, et l'air qui se trouve dans le tuyau d'aspiration soulève la soupape S et pénètre dans le corps de pompe. Dès lors, cet air occupant un espace plus grand que celui qu'il occupait, ne peut plus, par son ressort, faire équilibre au poids de Tair extérieur. Il faut, par conséquent, que le liquide s'élève à une certaine hauteur, de manière que la colonne d'eau soulevée, plus le ressort qui reste, fassent équilibre à la pression extérieure de l'air.

Le piston redescend ensuite : le ressort de l'air qui était diminué devient égal au ressort de Tair extérieur, et finit même par devenir plus grand. Une fois que cette condition est remplie, la soupape 9, qui est soumise alors à une pression plus forte de bas en haut que de haut en bas, s'ouvre, l'air s'échappe, et le piston est ramené sans effort jusqu'au bas de sa course.

On remonte de nouveau le piston, la soupape s se ferme aussitôt, et, s'il y a encore de Tair dans le tuyau d^aspiration, il soulève la soupape S, qui s'était refermée lors de la descente du piston, et se précipite dans l'espace vide. Cet air perdant son ressort et augmentant de volume, ne peut plus faire équiUbre à l'air extérieur; par conséquent il faut que l'eau monte encore d'une certaine quantité.

Après plusieurs coups de piston , l'eau montera jusqu'à la soupape S ou même jusque dans le corps de pompe. Si l'eau a pu s'élever dans le corps de pompe , le piston en descendant fera fermer la soupape inférieure; la soupape supérieure s'ouvrira, et tout l'air renfermé dans l'espace compris entre les deux soupapes s'échappera. Eu retirant le piston nous ferons un vide, et comme la pression extérieure est constante, il en résultera que l'eau s'élèvera pour remplir ce vide. En descendant le piston, l'eau traversera la soupape s et viendra se loger dans la partie supérieure. Alors, en continuant le jeu du piston, on forcera Feau à s'élever à une hauteur indéfinie , si la force qui fait mouvoir la pompe est suffisante.

64. Telle est la construction de la machine appelée pompe CLspirante»

D'ÉLEVER ET DE DISTHIBUER LES EAUX. 5i

Il s^agit d'examiner plus particulièrement les circonstances de son mouvement et d'obtenir la mesure de ses effets.

65. L'eau ne pouvant s'élever dans le tuyau d'aspiration qu'en vertu de la pression que l'atmosphère exerce sur la surface du liquide dans lequel il plonge, il est évident que pour que Veau pénètre dans le corps de pompe et parvienne au-dessus de la tète du piston , il faut que le corps de pompe soit placé à une hauteur inférieure à celle à laquelle l'eau peut être élevée par la pression atmosphérique. A la surface de la terre et au niveau de la mer, cette hauteur est moyennement de 10", 336, et la pression d'une colonne d'eau de cette hauteur est égale à celle d'une colonne de mercure de 0°*,76, puisque le mercure pèse 13,59 fois plus que l'eau. Si cette condition est remplie, l'eau montera dans le corps de pompe, et l'on pourra calculer les dilatations successives de l'air et les élévations correspondantes du liquide opérées par le jeu de la machine.