Machine hydraulique

“ On sait que le choc de l'eau , à l'entrée des tuyaux mobiles, occasionne une perte de forces vives, et par conséquent du travail moteur transmis à la roue, et que la hauteur génératrice de la vitesse absolue que l'eau conserve en abandonnant une machine hydraulique est perdue pour le travail transmis à cette roue; de là, ce principe généralement connu de tous les mécaniciens, que les roues hydrauliques doivent être tellement disposées, et tourner avec une vitesse telle, que l'eau T entre sans choc, et en sorte sans vitesse. ”

“ M. Taylor doit placer sa nouvelle machine hydraulique dans une saline, prés de Cette ; elle élèvera 68 mètres cubes par minute, avec la dépense d'un kilog. de charbon par cheval. Une machine de cette puissance suffirait pour arroser 1,000 hectares; si, comme il y a lieu de l'espérer, elle réussit,
qu'elle produise une économie des trois quarts, des deux tiers seulement de la dépense du combustible, l'irrigation par machine à vapeur aurait un immense avantage sur celle qui se ferait par dérivation des grands cours d'eau. ”

“ Une machine hydraulique, bien conçue et placée sur la » rivière, élèverait avec trois roues seulement, de dimensions « convenables, 100 pouces d'eau, terme moyen, sans que le » moteur coûtât rien ; et des pompes à vapeur, qui dévoreraient » pour au moins 120,000 fr. de charbon (150,000 f.) par an » seraient préférées ! il est difficile de se le persuader ”

“ C'est un fait très-remarquable, et qui n'est pas croyable pour ceux qui s'intéressent aux travaux de l'architecture hydraulique, que cette admirable machine, qui n'est pas d'une invention moderne, n'ait jamais, à ce qu'il semble, reçu thème une exécution d'essai. ”

“ Maison trouve au Bulletin la description ou les notices sur un poêle économique ( IIe année, p. 196) ; sur une machine pour l'arrosage (IIIe année, p. 20, 33, 73) ; sur les crayons (VIe année, p. 117; XIIIe année, p. 190; XIVe année, p. 110 ) ; sur le baromètre en fer ( IXe année, p. 314; XIe année, p. 57 ; XIVe année, p. 3, etc.) ; sur les machines à graver ( XXIIe, année, p. 169, etc.) . La machine hydraulique sans piston fut expérimentée publiquement dans la séance du 12 vendémiaire an XII, et ses résultats constates. ”

“ 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. ”

“ Autant le mécanicien est sûr de son exécution, en effet, quand il construit, abstraction faite de leur destination, une machine à vapeur ou une roue hydraulique, autant il devient moins certain du résultat, quand il s'agit de mouvoir, à leur aide, ces grandes masses d'eau, de les faire passer rapidement par d'étroits orifices et de les fouler violemment dans les tuyaux d'ascension. ”

“ 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. ”

“ Desaguliers, à la fin du II. tome, détermine ainsi le maximum de la perfection des machines hydrauliques. Un homme, dit-il, avec la meilleure machine hydraulique, ne peut pas élever plus d’un muid d’eau par minute à dix piés de hauteur, en travaillant tout le jour ”

“ 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. ”

“ On peut toujours, à prix d'argent, déplacer une machine à vapeur ou en mettre une nouvelle partout où le besoin s'en fait sentir, mais on ne peut pas déplacer une chute d'eau, et l'on rencontre partout, en France, des fermes privées de force motrice, faute de pouvoir utiliser une roue hydraulique facile à établir sur un ruisseau plus ou moins rapproché. ”

“ Dans ces conditions, impossibles à réaliser, la totalité de la force vive possédée par l'eau motrice se transformerait en travail, et le rendement du récepteur serait égal à l'unité. La théorie particulière des roues employées dans l'industrie consiste principalement dans la recherche des quantités de travail perdues pour le récepteur, et dans la détermination du rendement réel de la machine. L'expérience est nécessaire pour contrôler les résultats de ces théories, qui, dans l'état actuel de l'hydraulique, laissent de côté une foule de circonstances plus ou moins importantes. ”

“ Les réservoirs d'air consistent dans une capacité cylindrique interposée entre la pompe à eau, avec laquelle ils sont en communication, et la conduite ascensionnelle.
La tour hydraulique rend la vitesse de l'eau uniforme dans le réseau de distribution. Le rôle essentiel du réservoir d'air est beaucoup moins de rendre la vitesse uniforme, que de réduire, dans une grande proportion, la masse que le piston d'eau doit mettre en mouvement, et de lui permettre de prendre la vitesse qui convient aux organes de la machine, sans provoquer un surcroît de résistance. ”

“ Moins elles seront multipliées, meilleure en sera la machine. On est libre, lorsqu'on a une grande quantité d'eau à dépenser sur une roue d'un petit diamètre, de leur donner en profondeur ce qu'on ne peut leur donner en nombre et en largeur. ”

“ Le marché doit contenir une description sommaire du moteur, mentionnant les dimensions et la matière des principales parties du mécanisme. Enfin, le constructeur doit s'engager à donner un effet utile déterminé pour les différents états de la chute. Le mode de jaugeage adopté et la valeur numérique des coefficients à employer seront énoncés d'une manière parfaitement claire. L'essai d'une roue hydraulique se fait au frein de Prony comme celui d'une machine à vapeur.
Prix de revient du travail de l'eau. — Le travail mécanique fourni par les chutes d'eau est le plus économique qui existe. ”

“ Ce fleuret reçoit, outre le mouvement de va-et-vient, un mouvement de rotation, sans lequel il s'engagerait dans la pierre et y resterait fixé. Au-dessus de l'outil perforateur se trouve un jet d'eau destiné au nettoyage du trou de mine.
Le mouvement est communiqué à cette machine par de l'air comprimé que lui envoie dans des tuyaux de conduite une machine de compression appelée compresseur hydraulique (voir les Machines motrices à eau) . ”

“ De même, dès que le travail nécessitera plus de deux à trois chevaux, cl si en même temps le combustible n'est pas à des prix excessifs, on trouvera ordinairement qu'une petite machine à vapeur, avec ses frais de mécanicien, d'entretien et de combustible, pourra leur être substituée avec avantage. Dans quelques cas assez rares, on pourra employer un moteur hydraulique qui sera, suivant les circonstances, une machine à colonne d'eau, une turbine ou une roue de côté, une roue à double aubage ou une balance d'eau. ”

“ Dans les systèmes précédents, le débit du groupe générateur de pression commandé par une machine fixe est supposé constant et toujours de même sens. Pour arrêter la machine réceptrice, il faut donc, dans le système primitif de la bielle hydraulique, arrêter le groupe générateur dont elle reproduit servilement le mouvement; avec l'accumulateur hydraulique il suffit de fermer un robinet sur la canalisation, le générateur continuant seulement, tant qu'il est maintenu en marche, à soulever le piston de l'accumulateur, en emmagasinant de l'énergie potentielle qui servira plus tard. ”

“ La machine motrice est une roue hydraulique en fer, à aubes courbes, de 7m,50 de diamètre, d'une puissance de plus de 20 chevaux. Elle actionne la dynamo-génératrice donnant 720 volts et 18 ampères, soit 12,960 watts; dans une salle
voisine se trouve le tableau de distribution et les appareils régulateurs. ”

“ La forme moderne d'utilisation de, l'énergie hydraulique, au moins pour les grandes puissances., comporte aujourd'hui l'intermédiaire de. l'électricité.. La, machine motrice (roue ou turbine) , qui reçoit directement l'impulsion du liquide, commande un générateur de courant qui distribue l'énergie à une ou plusieurs réceptrices. Ce mode de transmission fera l'objet du paragraphe 8 du présent, chapitre.
Antérieurement à l'emploi de l'électricité, le moteur hydraulique était employé dans les mines pour la transmission directe: du mouvement à des treuils servant, à l'extraction par câbles.. ”

“ On perdra l'occasion, peut être unique , de prouver » les progrès de l'art hydraulique en France , en élevant de « l'eau d'un seul jet à 160 mètres de hauteur, difficulté que jusJ) qu'à présent on avait regardée comme insurmontable et que » l'expérience a vaincue. En ce moment, une seule des mani» velles de la plus petite roue de la machine actuelle , de celle » qui est le plus désavantageusement placée (1) , élève constam» ment sur la tour 13 pouces d'eau ”

“ L'eau sous pression, considérée comme moyen de transmission, diffère de la force hydraulique directe, en ce que la pression est créée artificiellement à la surface au moyen de compresseurs d'eau, c'est-à-dire de pompes, qui foulent l'eau sous un accumulateur. On peut de cette manière choisir le moteur le plus économique dans les circonstances où l'on se trouve : force hydraulique, si l'on est en pays de montagnes, ou moteur à vapeur très économique. ”

“ Les moteurs hydrauliques sont tous ceux dans lesquels le travail moteur est développé par l'action d'une masse d'eau en mouvement. Le nombre de ces moteurs est relativement considérable, mais nous étudierons plus spécialement les turbines, dont l'emploi s'est beaucoup généralisé depuis quelques années.
Pour faire marcher une roue hydraulique, il faut qu'on retienne l'eau par un barrage à une certaine hauteur du côté où elle arrive, c'est-à-dire du côté d'amont; après avoir agi, elle s'échappe du côté d'aval. ”

“ La force des cours d'eau recueillie à l'aide des roues hydrauliques ou autres appareils de cette espèce est le moteur le plus économique, le plus régulier et le plus facile à manier qui existe. C'est le moteur agricole par excellence et l'on ne saurait assez recommander d'en faire usage toutes les fois que cela est possible. On verra, dans le chapitre suivant, consacré à l'étude des transmissions de forces, que la puissance d'une roue hydraulique peut être utilisée à d'assez grandes distances de la chute qui lui donne naissance ”

“ Sur le bord des canaux, des rivières ou des lues, on se sert des machines hydrauliques- suivantes : la « roue d'homme assis, » la v roue a pied, » la « roue à main, » la « roue à buffles. » On a encore une auge au bord de l'eau. On y place une pompe à chaîne, composée d'une série de planchettes superposées formant chapelet, au moyen de laquelle on élève l'eau jusque sur la rive. Le genre de moteur appliqué à chaque machine est indiqué par le nom qu'elle porte. Parfois on voit un homme travaillant, assis, avec ses jambes, d'où la machine est appelée « roue d'homme assis. » ”

“ 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. ”

“ Pour cet effet, tout ce qui est nécessaire , c'est que tout le système des tuyaux et conduits communiquent avec un réservoir dont la surface soit au-dessus du plus haut niveau auquel on veut avoir l'eau. Si l'eau n'arrive pas naturellement dans un pareil réservoir, il faut l'y élever à l'aide d'une pompe ou d'autres mécanismes hydrauliques, parmi lesquels se place en première ligne la machine à vapeur. ”

“ Donnons en passant une mention spéciale aux machines à river hydrauliques de la maison Piat : avec ces outils fonctionnant sous l'action de. la pression hydraulique, on coud en quelque sorte la tôle-avec de gros clous de fer et d'acier, les rivets. Pas de bruit, pas d'effort apparent : sous la main de l'ouvrier, le fer s'écrase comme de la cire à cacheter, et plus on fait de besogne, moins on entend de ces étourdissants coups de marteau qui faisaient retentir jadis les ateliers de construction mécanique. C'est un grand progrès dont nos usines et nos-arsenaux ont su tirer parti. ”

“ C'est à peu près autant que la puissance motrice des machines à. vapeur employées par l'industrie dans le monde entier, en dehors des chemins de fer et de la navigation. Mais, jusqu'à présent, un dixième à peine de cette puissance hydraulique disponible en France est utilisé. ”

“ Machines Hydrauliques. Les machines en général servent à augmenter les forces mouvantes, & les hydrauliques à élever les eaux par différens moyens. Elles sont également l’objet de la méchanique comme de l’hydraulique. ”

“ À part l’application directe de la force hydraulique comme principe moteur des diverses pièces de mécanisme employées dans toutes les industries, il ne faut pas oublier que la transmission de l’énergie électrique à de longues distances rend les pouvoirs d’eau de plus en plus recherchés pour la production de cette puissance destinée à changer l’aspect du globe. ”