APPLICATIONS DES MOTEURS A GAZ ET A PÉTROLE

Le moteur à gaz était, à son début, le moteur de la petite' industrie et, dans ma première édition de 1886 (4), j'énumérais avec une certaine complaisance tous les métiers qui demandaient à l'énergie des gaz tonnants la puissance motrice dont ils avaient besoin; je citais des charcutiers, des menuisiers, des couteliers, des confectionneurs, des imprimeurs, des orfèvres, des fabricants de dentelles, des tisseurs de rubans, des apprèteurs, etc., ayant monté des machines à gaz de 1/2, 1, 2, 4, voire même six chevaux dans leurs modestes ateliers.

Depuis lors les choses ont marché grand train ; les moteurs de six chevaux sont devenus des moteurs de 200 chevaux; ils n'actionnent plus seulement des hachoirs à viande, des tours, des machines à coudre, des métiers à tisser et des presses, mais on les a appliqués dans la grande industrie à faire mouvoir toute espèce de machines et d'outils. En maintes circonstances, ils ont pris la place de la machine à vapeur, en procurant une économie réelle et indiscutable à ceux qui n'ont pas craint de leur donner la préférence. Il existe aujourd'hui des installations de plus de 1000 chevaux, dans lesquelles les moteurs sont alimentés par de véritables usines à gaz pauvre, dans lesquelles on consomme par cheval-heure effectif moins de 650 grammes de charbon en marche industrielle et courante.

On commence même à envisager aujourd'hui des installations plus grandioses encore, desquelles on escompte des résultats inattendus et, nous Tavouons, assez problématiques. Quelque partisan que nous soyons des moteurs à gaz et des gaz pauvres, dont nous plaidons la

(1) Cf. page 271.

cause depuis plus de douze ans, nous nous permettrons d'émettre un doute sur les chiffres suivants alignés par M. Humphrey. Cet ingénieur enthousiaste a formé le projet d'une usine développant tout le cours de Tannée une puissance de 10.000 chevaux. U suppose une installation de gazogènes Mond, alimentant des moteurs capables de donner 7.000 chevaux électriques aux bornes ; le matériel de production du gaz coûterait un demi-million ;les constructions, les moteurs, les dynamos et leurs accessoires sont estimés à trois millions; les dépenses d'exploitation par année de travail ininterrompu reviendraient, pour 8760 heures, à • un million encore. Sur celte base, le kilowatt-heure serait obtenu au prix de 2 centimes!

Nous citons ces chiffres pour faire mieux ressortir la situation présente des moteurs à gaz, dont on pourrait compromettre Tavenir en allant trop vite, mais qui sont appelés à se multiplier de plus en plus, et à étendre leurs applications.

Disons, avec regrets, que la France est à cet égard grandement dépassé par l'Angleterre et par l'Allemagne : le prix élevé du gaz chez nous et les hauts prix auxquels on vendait naguère les moteurs à gaz ont paralysé leur essor (1).

Nous ne saurions dire combien* il y a de moteurs à gaz en France, mais nous savons que Paris en compte tout au plus 3.000, développant au maximum iO.OOO chevaux effectifs. La Compagnie parisienne vend au plus 8 millions de mètres cubes, sur 300 millions, pour la production de la force motrice .

La Compagnie générale pour l'éclairage et le chauffage par le gaz, qui compte 19 usines en France et en Belgique et débite 27 millions de mètres cubes par an, n'alimente que 1.453 chevaux! Toutes les sociétés gazières relatent dans leurs rapports annuels de semblables proportions entre les quantités de gaz consommées dans les moteurs et brûlées dans les becs. Par contre, en Angleterre,il y a, dans les grandes villes, un moteur à gaz par 500 habitants, quelquefois même par 360 habitants : à ce compte, il y en aurait donc plus de 7.000 à Paris!

Mais TAUemagne a fait aux moteurs à gaz une situation plus belle encore.

(1) Il semble pourtant que le prix des moteurs, à égalité de puissance, ait diminué de moitié depuis quinze ans ; ainsi le prix d'un moteur de 8 cbeyanx ai^ourd'hoi est celui d*aD de 4 d'autrefois. Il est frai que les dimensions du cylindre sont presque les i

En 1896, les usines à gaz allemandes alimentaient 15.644 moteurs d'une puissance totale de 52.694 chevaux effectifs (1); sur ce nombre, 739 moteurs, d'une puissance de 7831 chevaux, (10 chevaux et demi en moyenne), servaient à la production de la lumière électrique ; les autres, d'une puissance moyenne de 3,37 chevaux étaient appliqués aux usages industriels et domestiques. La consommation par cheval et par an ne dépassait généralement pas 800 mètres cubes ; toutefois à Barmcu elle a atteint 1.500 mètres. En admettant que des moteurs fie 3,37 chevaux consomment 800 litres par cheval-heure effectif, le nombre d'heures de service atteindrait 10.000 par an, soit 3**,20" par jour; ce nombre d'heures doublerait dans les centres industriels analogues à fiarmen.

Le prix du gaz n'est cependant guère moins élevé en Allemagne qu'en France; il varie de 25 centimes à Âltona, Brème et Mayence à 18 à Stetlin, Essen et Cologne et 17 à Bochum. A Leipzig, il est de 21,5 centimes, à Berlin de 19,5, à Francfort de 19. Les forts consommateurs obtiennent, il est vrai sur ces prix des remises qui leur per^ mettent d'utiliser pour les plus gros moteurs le gaz d'éclairage. Mais nous jouissons de ces mêmes conditions dans la plupart de nos villes de France ; à Lille, le mètre cube brûlé en moteur ne se paie même que 15 centimes.

La concurrence faite au gaz par l'électricité amènera certainement les producteurs de gaz à baisser leurs prix et elle les forcera à chercher dans les moteurs la consommation qu'ils auront perdue aux brûleurs : d'ici quelques années, la plupart des contrats auront été renouvelés et nous ne doutons pas que les usines à gaz ne fassent alors de diplomatiques concessions à ceux qui installeront des moteurs dans leurs habitations ou dans leur industrie. 11 est regrettable qu'elles ne l'aient pas fait plus tôt.

Transport et distribution de F énergie.

Au risque de nous répéter, nous redirons ce que nous avons déjà affirmé et prouvé surabondamment dans nos deux premiers volu-

(1) Le nombre total de moteurs installés en Allemagne dépasse aajonrd'bai 38.000; leur puissance est d'enfiron 100.000 chefauz. Les usines à gaz Tendeut 17 pour cent de leur production pour le service des moteurs.

mes, (1) à savoir que les moteurs à ghz constituent le meilleur agent de distribution et de transport de Téuergie : citons à l'appui de ce dire quelques chiffres recueillis et commentés par M. Nelson Perry dans un curieux mémoire lu à V American insHtuie of Elecirical Engineers : d'après cet ingénieur, un tuyau do 0''4S de diamètre pourrait débiter par heure 168 mètres oibes de gaz sous une charge de 10 centimètres d*eau à la distance de 3.200 mètres; on alimenterait donc aisément un moteur de 240 chevaux, consommant 700 litres à l'heure par cheval effectif. Or, une conduite de fonte de 15 centimètres ne pèse que 47,3 kilogrammes au mètre, soit, pour 3.200 mètres, un poids de 151 tonnes environ. C'est une dépense de 18.500 francs. Or, l'auteur établit par un calcul, dont nous no retiendrons que les conclusions, que pour transmettre à cette dislance la même quantité d'énergie sous une tension de 220 volts, il faudrait employer au moins 24.200 kilogrammes de cuivre. La dépense serait donc plus grande. La perte d'énergie causée par le transport du gaz ne dépasserait d'ailleurs pas 0,25 %. En employant même des courants triphasés à haut voltage, comme on le fait aujourd'hui, on n'obtiendrait pas d'aussi beaux rendements. D'autre part, les commodités offertes par les moteurs à gaz et les facilités de leur emploi sont comparables à celles qu'on admire tant des dynamos réceptrices à triphasé.

Une canalisation de gaz présenterait donc de grands avantages et l'on serait sûr de trouver une clientèle assez large pour rémunérer les capitaux engagés dans une entreprise de ce genre.

C'est ce qu'avaient compris les créateurs de l'usine à gaz de Sucyen-Brie, qui ont établi un vaste réseau desservant Sucy, Boissy- Saint-Léger, Limeil, Bré vannes, Bonneuil, Valenton, Ormesson et Chennevières; la canalisation atteint déjà 40 kilomètres. Le gaz est vendu au prix de 20 centimes le mètre cube, de telle sorte que le prix du cheval-heure revient au plus à 18 centimes, tous frais compris, l^e fait de mettre le gaz à bas prix à la disposition des petits industriels, sur un long réseau suburbain, constitue une solution brillante du grave problème de la décentralisation du travail et de la constitution de l'atelier familial dans la maison même de l'ouvrier. Le moteur à gaz devient ainsi un puissant et merveilleux agent de bien-être et de moralisation : il nous plait de le faire ressortir ici.

(1) Voir à cet égard, tome l*', page 415 et tomo II, page 340.

Élévations cTeau,

C'est en Allemagne, à Dûren, en 1884, que fut faîte la première grande application des moteura à gaza l'élévation des eaux dans une usine hydraulique : d'après M. Max Munzel, à qui nous empruntons les renseignements qui suivent (1), cette innovation fut couronnée de succès et l'exemple fut suivi immédiatement à Coblence, Rothevill, Furth, Carisruhe, etc.; à Munster, on monta bientôt une installation alimentée au gaz Dowson. Depuis lors, les ingénieurs hydrauliciens donnent presque partout la préférence aux moteurs à gaz sur les machines à vapeur. Au début, le travail était transmis aux pompes au moyen d'engrenages et l'on ne pouvait guère faire autrement, vu la grande différence de rotation entre les moteurs et les pompes. Mais la vitesse de ces dernières ayant été augmentée et portée à 80 tours par minute, on eut recours aux transmissions par courroies.

M. Munzel cite comme exemples d'installation de petites usines celles de Leer et de Treuen : toutes deux possèdent des pompes à deux cylindres avec pistons plongeurs à simple effet, attelés à des manivelles calées à 180** Tune de l'autre; l'effet de cette disposition est de fournir une production égale à celle d'une pompe à double effet et elle facilite l'accès des valves. La tige du piston plongeur est fondue d'une pièce avec lui ainsi que la traverse, qui se meut dans deux guides, formés par la prolongation du cylindre. Les pistons ont 13 centimètres de jdiamètre et leur course est de 30 centimètres : à 72 tours, chaque paire de pompes monte 38 mèlres cubes d'eau à une hauteur de 60 mètres. Les moteurs ont une puissance de 10 chevaux, mais ils peuvent faire onze chevaux sans fatigue. La chambre des machines mesure 10™,80 de longueur sur 7",80 delargeur; l'établissement complet ne couvre que 217 mèlres carrJs.

A Gœttingue, les pompes sont triples ; la variation du travail par révolution ne dépassant pas 20 %, l'énergie absorbée est très constante, et l'on entraîne l'arbre sans être obligé de recourir à l'emploi d'un volant spécial : ce genre de pompes est maintenant très répandu, car ces machines sont très avantageuses. Les pompes puisent

(1) Zeiltchrifi dês Vereirus dêuticher Ingànieure, 16 mars 1895; Journal du ga% et de féleetricilé, 31 janvier 1895, page 209.

M0TKUR8 A GAZ. — UI 27

Teau dans un puils situé à 78 mètres de l'usine el elles l'envoient dans un réservoir situé à près de 3 kilomètres de distance et surélevé de 46 mètres. On installa d'abord, en 1892, une pompe triple actionnée par un moteur de 10 chevaux; mais on y ajouta bientôt un moteur de 12 chevaux et une pompe élevant 67 mètres cubes à l'heure. Ces deux pompes ont même course de 30 centimètres, mais leurs pistons ont un diamètre de 100 et de 160 millimètres ; elles font 75 tours par minute, alors que les moteurs sont réglés à 180 révolutions. La salle des pompes a 10™,80 de long et 7"»,80 de large; une seule chambre combinée d'air et d'aspiration sert pour les deux pompes; elles n'ont aussi qu'un tuyau unique de refoulement de âOO millimètres.

A Constance, le moteur est à un seul cylindre et il développe 23 chevaux par 160 tours; les pompes donnent 7S coups à la minute et elles montent 176 mètres cubes d'eau à 24™,60 de hauteur.

L'usine de Wolfenbûttel possède un arbre de débrayage permettant d'actionner n'importe quelle pompe par l'un ou l'autre des moteurs. La machinerie est disposée au pied d'une tour en pierre portant un réservoir circulaire de 11 ",82 de diamètre intérieur. Les pistons des pompes à triple effet ont 185 millimètres de diamètre, 300 de course et elles font 75 tours ; les moteurs tournent a 170 tours et développent chacun 25 chevaux. L'arbre intermédiaire est mû à raison de 125 révolutions; des poulies fixe et folle le réunissent aux pompes.

Un homme suffit pour mettre en mouvement le volant d'un moteur, quand les courroies portent sur une poulie folle; il embraie sur les poulies fixes, quand la vitesse de régime est atteinte. S'il faut actionner deux pompes à la fois, le second moteur est mis en route à l'aide du premier, au moyen de l'arbre intermédiaire.

Un gazogène Dowson alimente les moteurs de Munster; mais un second appareil de secours, identique au premier, lui est adjoint pour parer aux accidents. La puissance motrice est fournie par deux moteurs de 30 chevaux. Le puits est situé dans la salle même des machines ; sa profondeur est telle qu'il a fallu placer les pompes dans le puits lui-même, en contrebas du sol. Les pompes sont doubles, avec pistons différentiels ; les moteurs font 140 tours, mais cette vitesse est réduite à 30 tours sur l'arbre des pompes. L'installation tout entière, y compris les magasins à combustible, couvre un espace rectangulaire de 19",50 sur 14"^,70.

C'est aussi par un gazogène que sont alimentés les moteurs de la belle usine de Baie, possédant deux séries indépendantes de pompes capables d'envoyer chacune 430 mètres cubes à 92%50 de hauteur. Le moteur, construit dans les ateliers de Deutz, est à deux cylindres opposés de 520 millimètres de diamètre et 760 millimètres de course; il fait 140 tours, et développe aisément 210 chevaux effectifs. Les pompes sont triples à simple effet, comme dans les stations décrites ci-dessus; les pistons plongeurs ont 260 millimètres de diamètre et 700 de course ; les valves sont annulaires avec cinq cercles ; la levée sur les sièges est de 10 millimètres. Au-dessous des valves, se trouve une grande chambre d'aspiration; sur la conduite est dis.posée une chambre à air construite en tôle de fer. L'arbre de commande des pompes, faisant 60 tours, est entraîné par dix câbles de coton de 50 millimètres de diamètre. La mise en route du moteur est opérée par une petite machine hydraulique de 8 chevaux, permettant de donner au moteur une vitesse de 20 tours à la minute, alors que les tuyaux de refoulement sont ouverts sur le puits lui-même : le moteur ayant fait quelques tours à ce régime, les inflammations deviennent régulières et la vitesse croît rapidement jusqu'à sa valeur normale; la machine hydraulique s'arrête alors automatiquement, le hy-pass des pompes est fermé et les pompes travaillent.

Une canalisation relie l'usine à gaz de Bàle au gazomètre de la station hydraulique, de façon à ce que, si le moteur devait être mis en marche à un moment inattendu, on pourrait le faire sans avoir à attendre que le gazogène fût en bonne allure.

Les usines hydrauliques de Rothemburg, de Nierslein, d'Obercassel, de Pressek sont mues par des moteurs à gazoline ; celle de Hohenstein est pourvue d'un moteur à pétrole.

Au point de vue mécanique, le fonctionnement de ces usines est excellent; au point de vue économique, il est remarquable. Dans la première installation de Diiren on réalisait déjà 228.523 kilogram. mètres par mètre cube de gaz, ce qui équivalait à un rendement net de plus de 10 % en eau montée ; aujourd'hui le chiffre est considérablement augmenté, ainsi qu'on le voit par le tableau suivant, dans lequel les installations sont classées par ordre chronologique.