Force hydraulique

“ Il y a là une force hydraulique que l’on peut et que l’on doit utiliser, soit au moyen de nos simples roues de moulin, soit avec des turbines puissantes actionnant des dynamos. Partout où les cours d’eau sont de faible importance et où la dénivellation n’est que de quelques mètres, c’est la première solution qui paraît préférable. ”

“ Ayant un cours d'eau animé d'une certaine vitesse, lui présenter un obstacle qu'il déplace par son mouvement, telle est l'idée qui s'est présentée le première fois pour utiliser l'eau comme force motrice. C'est, on peut le dire, la plus naturelle, mais aussi la plus vicieuse, car le choc est toujours accompagné: d'une perte de force vive et, par suite, de travail; de plus, il est une cause de destruction pour le récepteur. Dans le bélier hydraulique, la roue en dessous à aubes planes, la roue pendante, l'eau agit par le choc, c'est-à-dire par sa force vive. ”

“ Il est soumis à deux forces : son poids et la poussée du liquide. La première force est verticale et dirigée du haut vers le bas; elle tend a asseoir le mur sur le sol de fondation. La seconde force, qui est horizontale, fend, au contraire, et à faire glisser le massif sur sa base, et à le renverser on le faisant pivoter autour de son arête extérieure. Il s'agit de donner à cette section des dimensions suffisantes pour que le moment de stabilité soit supérieur au moment de renversement et pour que le glissement soit rendu impossible, grâce au frottement du mur sur sa base. ”

“ Producteur usager. — Usine hydraulique. — Elle est imposable pour la force hydraulique maxima que peuvent rendre normalement les turbines, dans la limite où cette énergie peut être absorbée normalement par l'outillage d'utilisation.
Usine hydroélectrique. — Elle est imposable pour la force hydraulique maxima que peuvent rendre normalement les turbines, dans la double limite où cette énergie peut être normalement absorbée, d'abord par les génératrices électriques et ensuite par l'outillage d'utilisation. ”

“ Au moulin à vent succède, un peu plus tard, mais sans le faire disparaître, le moulin à eau avec ses roues hydrauliques. Le moulin à eau, c'est bien la machine avec ses transmissions et ses engrenages, c'est la force 11 motrice qui ne cédera sa place qu'à la force motrice de la machine à vapeur vers la fin du XVIIR siècle. Encore verrons-nous la force motrice hydraulique reparaitre
cent ans plus tard, vers la fin du XIXe siècle, grâce à la turbine hydraulique, récepteur hydraulique perfectionné qui sera le récepteur actif des chutes d'eau, l'organe puissant de l'industrie hydro-électrique. ”

“ Le poids brut d'un tuyau courbe de 1m,10 de longueur utile étant de 700 kilogrammes environ, il est évident que cette force est bien insuffisante pour déboîter les joints.
Il n'en est pas de même de la pression hydrostatique. A partir de 10 mètres au-dessous du niveau du plan d'eau amont, la résultante des pressions hydrostatiques exercées par l'eau contre les parois d'un tuyau courbe a une composante normale à l'axe du tuyau dirigée dans le sens centrifuge. ”

“ On ne saurait s'arrêter sérieusement à l'objection plusieurs fois invoquée du chômage forcé des machines hydrauliques, par submersion pendant les crues. Quel que soit le système de l'appareil hydraulique adopté, soit des roues verticales, soit des turbines, ces engins ne peuvent-ils pas fonctionner sur des plans variables et mobiles, de manière à correspondre aux oscillations variables elles-mêmes du plan d'eau, et échapper ainsi aux alternatives de chômage par submersion ?
Nous laissons aux ingénieurs le soin de calculer avec précision la valeur des forces que nous leur indiquons. ”

“ Une grande partie du public s'imagine que les chutes d'eau fournissent de la force motrice gratuite; or, les travaux nécessaires pour capter et utiliser la puissance hydraulique entraînent des frais considérables, susceptibles de varier dans de très fortes proportions. ”

“ Cette concavité, qui devient ainsi le signe d'une sorte de régularité dans le travail du torrent, résulte de ce qu'en hydraulique on nomme le triage des matériaux.
Dans le cas d'une crue ordinaire, les matériaux entraînés marchent indépendants les uns des autres et s'arrêtent successivement aussitôt que leur résistance devient supérieure à la force d'entraînement ; les plus gros blocs s'arrêtent les premiers, puis les galets, les graviers, enfin les sables plus ou moins terreux, ce qui détermine la concavité de la courbe 1. ”

“ L'usine hydraulique disposera de 15.000 mètres cubes d'eau par jour, soit un débit de 171 litres par seconde s'appliquant à une marche régulière de vingt-quatre heures.
La force maximum que l'on pourra transmettre à l'usine a pour valeur (.Hydraulique, 48) :
T,„ — 667 x 0,174 x 150 = 17.409 kilogrammètres;
si le moteur est une turbine ou une roue Pelton dont le rendement atteigne 0,75, la force effective sera de 174 chevaux.
Sur la conduite de l'usine, la perte de charge totale sera de 50 mètres ”

“ Pour les usines hydroélectriques, la question est beaucoup plus complexe en raison de ce que la force motrice dépend essentiellement du débit de la chute qui actionne l'usine et qui est parfois sujet à des variations très considérables. ”

“ L'accumulateur de cette force hydraulique donne une pression de 25 atmosphères; son piston pèse près de 37 tonnes; la charge qu'il soulève utilement à l'ascenseur, en tenant compte des pertes de charge et des frottements, est encore de 22,5 tonnes.
La quantité d'eau dépensée pour chaque manœuvre est de 528 litres; il faut quatre minutes pour charger, enlever, décharger et faire descendre l'appareil. On élève journellement 30 à 40 wagons en moyenne et 80 pendant les. ”

“ Si l'on vient à fermer brusquement le robinet C, toute la masse d'eau en mouvement, contenue dans le tuyau D E, agissant par sa force vive, pénètre dans le tube D E, s'élève d'une certaine quantité au-dessus du niveau normal N et jaillit en E.
La fig. 106 donne une idée de l'installation d'un bélier hydraulique ; la chute motrice, formée par le barrage d'un cours d'eau à une hauteur A. B ; une conduite de prise d'eau D C amène l'eau motrice au bélier C; la conduite de refoulement C F
FIG. t07. ”

“ Chaque usine d'un cours d'eau a son niveau de retenue particulier qui fixe la hauteur de la chute, c'est-à-dire la force motrice de l'usine. Lorsqu'un industriel projette d'installer une usine hydraulique, l'Admi-nistration intervient pour réglementer les dimensions des ouvrages régulateurs et fixer le niveau légal de retenue.
Le canal d'amenée doit avoir, autant que possible, près des vannes, une section au moins égale à 10 ou 12 fois celle de la plus grande ouverture de l'orifice, afin de diminuer la dénivellation et par suite la perte de chute. ”

“ Il vaut mieux employer, comme régulateur, la pression hydraulique. C'est le seul agent de force vraiment rationnel, car il allie l'élasticité à la puissance de l'effort. Voici comment l'emploie la Sullivan Machinery Company.
FIG. 73.
Réglage du mouvement de la tige au moyen d'engrenages système Bullock. :
Le manchon qui constitue la tête de l'appareil de sonde est relié à un piston qui se meut dans un cylindre à pression hydraulique. L'effort a lieu tantôt dans
terrain, suivant la dureté de ce terrain. ”

“ En comptant 1/4 de déperdition de
cette force, pour résistances dans le jeu des appareils, et pour le frottement du liquide contre les parois des tuyaux , sur une longueur d'au moins 1,500 mètres (de l'usine hydraulique à un point ci-après désigné, sur la colline au nord de Lyon) , principalement dans les nombreux contours et les coudes qui existeraient sur une aussi grande étendue, on voit que la !
force effective nécessaire serait celle de 61 chevaux, pour laquelle il est prudent d'avoir deux machines à vapeur, au lieu d'une.
afin d'éviter l'interruption complète du service. ”

“ Il est facile maintenant de vérifier que la pente d'un cours d'eau va généralement en diminuant de l'amont vers l'aval : le régi Ille d'une rivière est établi lorsqu'il y a équilibre entre la résistance du terrain et la force de corrosion qui dépend de la vitesse; dans un terrain qui reste sensiblement le même sur une grande étendue, la vitesse tend donc à être constante, Ri également; ma1* les affluents augmententle débit Q, c'est-à-dire Quet par suiteQ; or o croît généralement plus vite que le périmètre mouillé r. ”

“ La tour hydraulique a pour objet principal de transformer la pression artificielle en une pression naturelle. On porte une cuvette à une hauteur égale au point culminant du réseau : on relie cette cuvette aux pompes par un tuyau ascensionnel, dans lequel l'eau
est directement poussée par les pompes. ”

“ DÉFINITIONS. — La science de l'hydraulique comprend : l'hydrostatique, qui traite de l'équilibre des fluides, et l'hydrodynamique, qui fixe les conditions de leur mouvement. Les considérations sur l'équilibre et sur le mouvement des fluides s'appliquent, à leur tour, aux fluides incompressibles : aux liquides; et aux fluides compressibles : aux gaz, et principalement à l'air, et elles nous conduisent successivement à l'étude des machines à eau et à gaz. Comme questions accessoires, nous avons à examiner le mesurage de la vitesse et de la dépense des fluides ”

“ Le principe sur lequel repose l'effet du bélier hydraulique est qu'un liquide arrêté d'abord dans un tube quelconque, et dont l'écoulement est rendu libre ensuite, n'acquiert toute sa vitesse qu'après un certain espace de temps. ”

“ La manoeuvre hydraulique, faite à l'aide d'un appareil qu'on peut régler à volonté, imprime à la plaque un mouvement doux, qui n'a sur le matériel aucune action destructive. Dans les docks, le système hydraulique s'applique au chargement et au déchargement des navires. En quelques heures une grue exécute le travail qu'autrefois des hommes faisaient en plusieurs jours et au prix des plus grandes fatigues. ”

“ En matière d'hydraulique l'homme moderne a jusqu'ici consacré exclusivement tous ses efforts aux travaux de captage : dérivation des sources et des rivières, recherches: à l'aide de galeries de drainage, de puits ordinaires, de puits artésiens, des eaux enfouies spontanément dans le sol. Il serait vraiment temps, notamment en régions arides, qu'il élargisse, son programme et aborde enfin l'étude des moyens les plus propres à accroître l'alimentation des nappes d'eau souterraines. ”

“ L'entrepreneur sera chargé de l'essai des tuyaux, soit en fonte, soit en tôle et bitume, et des robinets qui seront employés dans les prolongements ou renouvellements des conduites. Ces tuyaux et robinets seront soumis, dans les dépôts du service à l'aide d'une pompe de presse hydraulique, à une pression équivalente au poids d'une colonne d'eau de 100 mètres de hauteur. ”

“ Je système à pression hydraulique permet d'équilibrer la pesanteur des masses avec un soulèvement imperceptible, et d'arriver ainsi sans rupture d'équilibre, et quelle que soit la hauteur du centre de gravité, à déplacer en bloc, par glissement, sur une surface liquide, mobile, constamment entretenue par le jet d'une pompe à pression hydraulique, les monuments les plus lourds, sans opérer leur démolition totale ou même partielle.
La seule condition à remplir est de construire, sur l'ensemble du chemin à parcourir, une fondation assez solide pour supporter sans tassement la masse à déplacer. ”

“ Lorsqu'il s'agit de conduire les eaux d'une source ou d'un bassin dans un réservoir placé à une grande distance, on emploie des tuyaux cylindriques, en terre cuite, en mortier hydraulique, en fonte ou en tôle de fer, dont les parois offrent au mouvement du liquide une résistance qu'il est nécessaire d'apprécier. ”

“ On dit encore un tuyau montant & descendant, qui sont ceux que l’on emploie pour conduire l’eau dans un réservoir & l’en faire descendre pour les jardins, ce qui se pratique dans les machines hydrauliques, ainsi que les tuyaux d’aspiration. Voyez Machine hydraulique. ”

“ On peut distinguer deux espèces de réservoirs : ceux dont la ligne d'eau est au-dessous du niveau du terrain, et ceux où elle est au-dessus.
La première espèce est, sans contredit, la plus économique. Lorsqu'on veut se contenter d'un réservoir découvert, on déblaye le terrain consacré au réservoir et l'on recouvre le fond et les parois d'une maçonnerie hydraulique pour empêcher la végétation et les filtrations, et pour faciliter l'opération du nettoiement. ”

“ La puissance hydraulique du Rhône Nous emploierons tantôt le mot « puissance, « tantôt le mot « énergie. » Ils ne sont pas synonymes ; la puissance est, peut-on dire, « de l’énergie par seconde. » Dans certains cas, les deux termes peuvent être employés indifféremment. . — Non seulement, dans l’état actuel de la science de l’ingénieur, l’aménagement d’un fleuve pour le captage de la puissance hydraulique ne nuit pas à son aménagement pour la navigation, mais encore il est souvent possible d’exécuter des travaux qui servent à la fois aux deux fins. ”

“ Tout se passe ainsi, pour une vitesse de recul déterminée, comme si le liquide traversait les orifices du frein, sous l'action d'une pression élémentaire égale à la différence des pressions élémentaires résultant de l'action isolée du frein hydraulique et de celle du récupérateur à l'instant considéré. Il semble plausible d'admettre dans ces conditions que la constance de la pression élémentaire à laquelle est soumis réellement le liquide du frein, est une garantie de la régularité du fonctionnement du système. ”

“ On pourrait construire des fossés assez profonds pour amener l'eau de mer assez en avant dans la plaine, où une machine hydraulique l'élèverait au moyen de pompes aspirantes et foulantes dans des canaux qui la dispenseraient sur toute la partie inférieure du terrain, où elle serait concurremment employée avec l'eau de ruisseau, de rivière et de source. ”

“ La position du plan de charge est déterminée par celle du point la masse liquide pour laquelle la vitesse d'écoulement et la
est ordinairement moindre que la différence des niveaux du plan d'eau aux extrémités du tracé sinueux, de sorte qu'il devient possible de relever ce plan d'eau à partir de l'extrémité aval B du siphon, et, par suite, de regagner une partie de
pression sont nulles ; si l'écoulement est alimenté par un réservoir à niveau constant, c'est la surface de ce réservoir qui représente le plan de charge. ”