Frédéric Reech

“ Et, avec détente à partir du tiers ou de la moitié de la course, il n'y aurait aucune réduction de poids comparativement aux machines à basse pression, où la détente commencerait aussi à la moitié de la course; le seul avantage serait finalement une économie de vapeur de 25 pour 100 au plus sur ces dernières; mais, par la nature même des chaudières à haute pression, du moins dans les bateaux à vapeur sinon à terre, il y aurait fort à douter qu'une économie de 25 pour 100 de vapeur à tension un peu élevée pût entraîner une économie quelconque de combustible. ”

“ Mais à vitesse égale des pistons, et même à vitesse inégale, entre des limites assez écartées, évidemment la puissance par chaque tour de roue croîtra très-
sensiblement aussi comme le volume du cylindre (*) , tant que la fraction de course x sera la même, et, par suite, l'on pourra dire enfin d'une manière rationnellement satisfaisante, que les poids des machines et les puissances par chaque tour de roue varieront ensemble comme trois dimensions linéaires. ”

“ Quant aux points d'ouverture avec la chaudière au commencement d'une course, l'auteur n'y a jamais attaché d'autre importance que celle de régler ces points d'ouverture par expérience, de manière que l'instant précis du changement de la traction en pression, ou inversement, dans la grande bielle sur le bouton de la manivelle, coïncide le mieux possible avec les passages de ce bouton aux points morts même, sans se préoccuper d'ailleurs si cette coïncidence pourrait amener le point d'ouverture un peu avant ou un peu après le point mort. ”

“ Les machines ordinaires à balancier et à basse pression ont une foule d'avantages que tout le monde leur accorde volontiers, mais on leur reproche un trop grand poids.
Parmi les avantages, nous voyons d'abord l'arrangement par-file, dans le sens de la longueur, de toutes les pièces principales, telles que le cylindre, le tiroir, le condenseur et la bâche, la pompe à air, la grande bielle et l'arbre des roues ”

“ Évidemment les chaudières, le cylindre, le tiroir, le condenseur, la pompe à a air et la bâche, le piston et sa tige, les traverses et bielles, les manivelles, les roues et une foule d'accessoires seront des pièces immuables; si ces différentes pièces pouvaient être réduites sans inconvénient dans un autre système,
elles pourraient l'être à l'instant même dans le système à balanciers, et réciproquement. ”

“ Quand d'ailleurs on s'attachera de préférence à la durée maximum du combustible par les formules (29) , il suflira que la vitesse V des bateaux semblables soit constante, pour que les roues doivent être semblables; mais, si les bateaux les plus grands devaient marcher un peu plus vite, il faudrait, d'une part, à hauteur égale de l'axe, une moindre immersion des pales, et, d'autre part, il faudrait aussi que l'axe fût placé un peu moins haut, ce qui entraînerait une nouvelle diminution dans l'immersion. ”

“ On pourrait encore donner différentes obliquités aux pales sur leurs rayons au lieu de les diriger par l'axe de la roue, comme on le fait actuellement ; de même la longueur des pales, leur fixité, leur mobilité et toutes les particularités , en un mot, d'une roue à aubes placée à une même hauteur C H
au-dessus de l'eau, pourraient être soumises graduellement à une série d'expériences décisives pour une certaine quantité de force motrice déterminée. ”

“ La formule connue
ne mesure véritablement que le volume déplacé par le piston à vapeur dans une certaine unité de temps, et, lorsque autrefois, sans doute, la fraction de course était égale partout, la même formule devenait aussi la mesure proportionnelle du volume de vapeur débité ou de la puissance évaporatoire des chaudières. ”

“ Avec un plus grand tirant d'eau, on laisserait d'abord monter la tension dans les chaudières jusqu'à 0 mèt. 25 ou 0 mèt. 30, si elles étaient assez résistantes, et on n'augmenterait la fraction de course d'introduction que lorsque, par une nouvelle augmentation de tirant d'eau, ou par l'état houleux de la mer, les roues viendraient à tourner encore plus lentement, jusqu'à ce qu'enfin, à 9 ou 10 tours seulement par minute, on pût mettre le mécanisme à expansion au repos, et débiter toute la vapeur des chaudières à une tension de 0 mèt. ”

“ La solution variera, du reste, suivant le but qu'on se proposera d'atteindre, mais il y aura toujours , d'un côté, une certaine profondeur d'immersion maximum, et l'on pourrait ajouter une hauteur infinie de l'axe des roues pour le meilleur emploi de la force motrice; d'un autre côté, il y aura aussi une certaine profondeur d'immersion minimum, et l'on pourrait ajouter une hauteur minimum de l'axe des roues pour le moindre poids des machines à égale vitesse du bateau ”

“ Mais la course des machines de Maudsley, dans l'Eurotas, comme de celles de Miller et Ravenhill, dans le Tancrede, est de 1,372, et le creux de la cale est tellement occupé déjà, qu'on ne pourrait augmenter la course de saris faire aussi de trois choses l'une : 1° Ou percer le pont pour donner passage à la tige du piston avec sa traverse, sans allonger la grande bielle, puisque l'axe des roues ne doit pas changer ; 2° Ou hausser le pont en entier avec toutes les œuvres mortes ; 3° Ou enfin tracer la section transversale du bâtiment avec plus de profondeur. ”

“ Que l'on serait arrivé à la même conséquence principale en supposant un écoulement à plein jet; Que dans l'une et l'autre manière de voir, c'est-à-dire avec écoulement à plein jet ou non, le terme rationnel de plus grande perfection doit être exactement le même, à savoir, une rotation très-rapide, avec un système d'ailettes infiniment étroites et presque parallèles au plan de rotation; Qu'avec de telles ailettes très-multipliées on serait certain d'agir sur toute
la masse d'eau saisie, mais qu'il y aurait une diminution dans cette masse et une augmentation dans les frottements ”

“ Avec un tel faisceau de preuves, il ne pouvait y avoir aucune hésitation à déclarer que, dans des machines à vapeur à basse pression disposées et proportionnées comme celle du Sphinx, le vide n'a pas le temps de s'opérer convenablement dans les cylindres à chaque course accomplie, quand les points de fermeture avec la chaudière, et par conséquent les points subséquents d'ouverture avec le condenseur, sont placés trop près des points morts ”

“ Dans la mise en train, les bielles d'excentrique à expansion seront désembrayées, et l'on modérera l'action de la vapeur, soit par les plaques glissantes convenablement fixées, soit par une valve à main ordinaire, suivant la préférence qu'il plaira aux mécaniciens d'accorder à l'un ou à l'autre moyen; en dehors des passes, on enclenchera les bielles d'excentrique à expansion, et on reculera le point de fermeture de la vapeur jusqu'à ce que les chaudières puissent suffire à alimenter convenablement les cylindres. ”

“ Dans les épreuves de recette, au tirant d'eau normal en eau calme, on établira les pales de manière à obtenir 21,5 tours de roues par minute avec une tension de 12%7 en colonne de mercure dans les chaudières et introduction jusqu'à mi-course, afin de constater la puissance évaporatoire des chaudières et d'avoir un point de départ parfaitement connu. ”

“ Que, cependant, l'emploi de la détente pourrait offrir des inconvénients dans une mer fortement agitée, en ce que la pression de la vapeur sur les pistons ne serait pas toujours assez soutenue contre l'inégale action des lames, qu'ainsi il serait prudent de fixer la valeur de x entre 0,80 et 0,90 dans le mauvais temps, par exemple à 0,854; Que, lorsqu'une machine ainsi disposée viendrait à fonctionner en eau calme, la vitesse des roues deviendrait trop grande et la tension ne pourrait pas se maintenir dans les chaudières, si l'on ne prenait pas le parti de modérer alors l'action de la vapeur ”

“ Que, au lieu d'un modérateur ordinaire, comme d'une simple valve par exemple, qui userait en pure perte absolument cette partie de la force expansive de la vapeur débitée qui correspondrait à la diminution de la tension produite par l'organe modérateur, il serait préférable d'employer un mécanisme à détente variable, afin d'accroître la force motrice ”

“ Que dans un propeller un peu long et à rotation quelconque, soit lente soit rapide, les causes de perte de travail sont si évidentes et si nombreuses, qu'il n'y aurait aucune réussite à attendre d'un tel instrument comme organe locomoteur des bateaux à vapeur ”

“ L'immersion absolue H Kv serait alors en rapport constant avec la hauteur C H de l'axe des roues au-dessus de l'eau.
Ordinairement les grands bateaux ont une vitesse un peu plus forte; alors le premier terme de la formule (18) sera un peu moins prédominant, et, par suite, l'immersion convenable Il Kv devra diminuer un peu comme dans les deux solutions précédentes. ”

“ Une augmentation des pales en largeur, ou bien une diminution de la surface résistante, aurait pour effet évidemment de faire croître les fonctions fi et Y dans le bateau type, et, par conséquent, à vitesse égale, la force et le poids de la machine deviendraient à la fois moindres ”

“ A cette fraction d'introduction correspond le maximum absolu de puissance du cylindre donné, et de son tiroir également donné. A une moindre introduction la puissance diminue en même temps que la dépense de vapeur, mais le rapport de la puissance à la dépense ne cesse pas d'aller encore en augmentant. ”

“ Le reste est un exposé historique des épreuves de recette des machines d'un grand nombre de bateaux à vapeur qui ont eu lieu au port de Lorient, et dont les procès-verbaux constatent les vitesses en même temps que les épures de régulation. Il est fait mention.encore de ce principe que, dans deux bateaux égaux et de même tirant d'eau, les effets utiles dynamiques sont mesurés par les cubes des vitesses des bateaux; qu'en eau calme le rapport de la vitesse d'un bateau à la vitesse des roues est-sensiblement constant d'après l'expérience ”

“ En remontant aux formules (1) et (2) , et regardant la vitesse V d'un bateau comme donnée, on pourra demander : Premièrement, De rendre un minimum la force motrice F, et, par suite, la. dépense de combustible en même temps que le poids de la chaudière. A cette question, la première des formules (11) répondra immédiatement que l'ordonnée g de la courbe H V V'S doit être un maximum, c'est-à-dire que l'immersion correspondante des pales devra être la cote H K' de la figure. ”

“ Mais que la loi purement géométrique du mouvement de l'eau à la sortie de la roue est telle, que les vitesses horizontales u vont nécessairement en diminuant depuis le fond de la veine jusqu'à la surface; Qu'au fond de la veine, l'eau sort avec la vitesse U de la circonférence de cercle qui porte les pales, et qu'en allant vers la surface, la variation est comme le cosinus de l'obliquité du rayon qui porte la pale sortante ”

“ Que dans ce système il y a quatre ailettes seulement, sous une obliquité moyenne de 18 à 20°, dont la surface totale est comprise entre le i et le y de la section de la veine d'air atteinte; Que ce devrait être naturellement là le point de départ des expériences nouvelles à tenter sur le propeller des bateaux à vapeur; Que, toutefois, la grande vitesse d'un propeller est un inconvénient sérieux dans l'exécution, et qu'à ce point de vue il pourrait être convenable de ne pas disposer les ailettes par trop obliquement avec le plan de rotation ”

“ Dans les machines à connexion directe, par exemple, on pourra toujours réduire convenablement la course c, pour ne pas avoir de- trop grandes obliquités dans les positions extrêmes des grandes bielles, et alors la dernière des formules (33) déterminera le diamètre correspondant du piston à vapeur.
Dans les machines à balanciers, la course c pourra être prise beaucoup plus longue, parce que les grandes bielles pourront descendre en bas jusqu'au vaigrage de la cale, et les grandes courses sont certainement préférables, en général, sous bien des rapports ”

“ Le chapitre finit par des considérations générales sur les roues à aubes fixes, dont il sera parlé plus loin, avec des développements particuliers, aux chapitres IV et XVI.
Chap. 4. — L'auteur regarde les formes de carène des bateaux à vapeur les plus allongées et les plus aiguës comme étant celles de moindre résistance ; il ajoute que toutes les grandes difficultés de la navigation à la vapeur ne pourront être surmontées qu'en agrandissant à la fois les coques des navires et les forces des machines. ”

“ Dans tous les conduits de flamme, nous voudrions les tôles les plus minces qu'il soit d'usage d'y employer, et, intérieurement, nous voudrions aussi un système de tirants assez efficace pour qu'on eût la facilité de charger les soupapes de sûreté, sans inconvénient, jusqu'à raison de 30 centimètres en colonne de mercure, ainsi que cela se pouvait dans les chaudières du Papin et du Lycurgue, durant les épreuves de recette à Lorient. ”

“ Qu'une rotation un peu plus rapide que celle des roues à aubes actuellement en usage aurait le grand avantage de nécessiter des machines moins volumineuses et moins pesantes d'après la formule connue
Que le perfectionnement du propeller mérite toute l'attention des mécaniciens, mais qu'il serait inopportun de l'appliquer au nouvel appareil projeté du Brandon. ”

“ Au furet à mesure que les pales immergeront davantage à leur bord inférieur, par l'allongement des bras qui les portent, la hauteur C II restant constante, la roue agira sur une plus grande masse d'eau et le nombre det tours par minute devra diminuer indéfiniment, puisque la force motrice ou le travail dynamique à dépenser est supposé exactement constant. ”

“ XVII.
biter toute la vapeur produite par les chaudières, ni, par conséquent, disposer d'une force motrice de 160 chevaux ; Que de mauvais temps surtout, il n'est pas rare de voir la vitesse des roues réduite à moitié, et qu'alors on ne peut débiter que pour 80 chevaux de vapeur, à l'instant précisément où l'on aurait le plus grand besoin de force motrice, quel qu'en fût d'ailleurs le prix de revient dans ce cas particulier. ”

“ Mais les longueurs H K', KI V, devront généralement être considérées comme des quantités finies qui diminueront progressivement jusqu'à de certaines limites déterminées, au fur et à mesure que la hauteur C H diminuera jusqu'à zéro, et qui augmenteront, au contraire, la première jusqu'à l'infini, et la seconde jusqu'à Il V, quand la hauteur CII augmentera jusqu'à l'infini. ”