Roue à aubes

“ Cela posé, il est clair que la théorie des roues à aubes résidera tout entière dans la nature des courbes II V V' S, MN N' R, et que l'abscisse II K' de l'ordonnée maximum K' V' sera la profondeur d'immersion la plus avantageuse que l'on puisse donner aux pales de la roue dont l'axe aura été établi à une hauteur C H au-dessus de l'eau, pour une force motrice de 160 chevaux ”

“ La roue à aubes courbes présente l'avantage de pouvoir marcher avec une vitesse beaucoup plus considérable que les utile à aubes planes et les roues à augets sans que son effet ISe oIgne du maximum Sa largeur, celle de l'orifice et celle h coursier, sont bien moindres à force égale. ”

“ Lorsque la chute est fort petite ou se trouve même réduite à un simple courant, comme celui des rivières, on fait usage d'une autre sorte de roues verticales qu'on nomme roues à palettes ou à aubes, qui ne diffèrent des roues à augets qu'en ce que les augets ne sont pas fermés ou foncés du côté intérieur de la roue et qu'en ce que les minces cloisons qui les séparent et qui sont ce qu'on nomme des aubes se trouvent autrement inclinées et reçoivent souvent une forme courbe. ”

“ La hauteur des aubes doit être de 1 '3 à 1/4 du rayon de la roue ; elle ne doit pas être inférieure à 0m,33, et elle est ordinairement comprise entre 0m,50 et 0m,80. L'écar-tement des aubes, mesuré sur la circonférence extérieure de la roue, est égal à leur hauteur. Le nombre des aubes est ordinairement égal à 12, mais il y aurait avantage à le porter à 18 et même à 24. Les aubes doivent être complètement noyées, mais pas de plus de 0m,03 au-dessus de leur arête intérieure. Cependant, quand la profondeur du courant est considérable, on augmente quelquefois celte hauteur d'immersion ”

“ La roue tourne, le tube plonge, se remplit, s’élève, puis, arrivé au sommet, se vide, grâce à une faible pente très bien calculée, dans une rigole d’où l’eau se répand dans les rizières. Ces grandes aubes sont innombrables et tournent très vite, ce qui fait ressembler le fleuve, quand on l’enfile du regard, à un large train de chemin de fer déraillé et couché sur le dos, dont les roues continueraient à tourner sur elles-mêmes.
Mais voici que le fleuve s’élargit ; l’horizon s’éclaircit et nous montre les collines voisines. ”

“ C’est une petite planche attachée aux coyaux sur la jante de la roue d’une machine hydraulique, qui étant exposée au courant de l’eau, par le choc qu’elle en reçoit, fait tourner la roue à laquelle elle est attachée. On juge bien que l’eau ne peut donner un mouvement de rotation que son impulsion ne soit répétée sur un assez grand nombre d’Aubes. Il est donc nécessaire que les Aubes soient en quantité à une roue : mais cette quantité n’est point arbitraire ; & pour s’en assurer, il suffit de considérer l’usage ou l’effet des Aubes. ”

“ Ordinairement, les aubes sont planes et dirigées suivant le rayon;
mais il convient, afin de diminuer le choc de l'eau, de diriger leur premier élément suivant la direction de la vitesse \V, et delesfaire courbes comme les roues Poncelet. C'est ce que l'on fait quand elles sont en tôle ; mais, quand elles sont en bois, on les compose de deux parties planes, l'une dirigée suivant la direction de \Y et égale à peu près aux 2/3 de la profondeur de l'auget, l'autre inclinée à 45° sur le rayon et raccordant la première avec la fonçure de la roue. ”

“ Les trois premières expériences de ce tableau montrent qu'il y a un avantage sensible à noyer la roue d'une quantité égale à la moitié de la levée de la vanne ; ce que l'on peut attribuer à ce que, comme pour les roues à aubes planes, l'eau s'écliappant de la roue avec une vitesse dirigée de l'amont vers l'aval, elle refoule l'eau, dégage la roue, et augmente la chute apparente. ”

“ Néanmoins, il est évident que la roue éprouve plus de résistance pour engager plusieurs aubes ensemble que pour une seule, et, en somme, on doit prendre pour base : la résistance totale qu'une roue éprouve dans son ensemble, avant toute autre distinction entre la forme des aubes et leur nombre agissant à la fois. ”

“ Pour faire, avec la plus petite quantité d'eau, le plus grand effet possible, on a construit une roue de 11 pieds de diametre dont les rayons & la circonférence sont de fer, ayant deux pouces de large feulement ; sur cette circonférence sont fixées 27 aubes de tôle, creusées en cuillerons de 10 pouces de hauteur sur 15 de largeur ; ces aubes tournent dans un coursier qui ne laisse aucun vuide, qui est disposé circulairement comme la roue, & qui embrasse les aubes non-seulement par les côtés, mais même par dessus, ne laissant que les deux pouces qui sont nécessaires pour les rayons de la roue. ”

“ Si les aubes de la roue sont très près de la vanne, l’eau s’y applique presque à la hauteur de l’ouverture de la vanne ; mais si la roue est plus éloignée du bief, l’eau s’abaisse dans le coursier et ne frappe plus les aubes de la roue à la même hauteur ni avec autant de vitesse que dans le premier cas ”

“ Les aubes sont généralement écartées de 0m30 à 0m40, à la circonférence extérieure. — 7° La capacité contenue entredeux aubes est égale à deux fois le volume d'eau dépensée. — 8°L'effetutile des roues à palettes ou f'v = T= 61d (V— v.) i'km. (d est la dépense par seconde, V la vitesse de l'arrivée de l'eau, v la vitesse de la roue ; cette équation, divisée par 75 , donne la valeur en chevaux-vapeur.) Si le jeu des palettes est très-considérable, on ne pourra plus faire usage de la formule précédente, car les évaluations seraient très-incertai¬
nés ”

“ Les aubes des roues sont dentelées à la partie supérieure, et on donne plus de développement à la partie extérieure qu'à la partie intérieure de l'aube ; les roues ont la forme de troncs de cône à bases parallèles, et les axes sont inclinés à l'horizon, la base la plus petite de la roue étant tournée vers l'intérieur du navire ; de cette façon, les deux roues, conduites chacune par une machine sont à l'intérieur du bâtiment, et agissent dans la ligne de direction des .côtés. ”

“ Il convient, pour que la marche de la roue soit régulière, que sa vitesse au centre d'impulsion des aubes ne soit pas inférieure à 1 mètre.
Le jeu entre les aubes et le coursier ne peut guère être inférieur à 0m,01, et il s'élève parfois à 0m,02 et 0m,03.
Il convient d'incliner la vanne, afin de rapprocher autant que possible son ouverture du point d'action de l'eau sur la roue ; ce qui diminue les frottements de l'eau dans le coursier et augmente le coefficient de dépense de la vanne. ”

“ Le citoyen Ferrand peut donc être autorisé à l'établissement de cette roue à aubes en ne faisant aucun arrêt ou vannage dans le courant de l'eau qui puisse mettre obstacle à son passage." Signé DESCOLINS. 10 floréal an xi. ”

“ L'espacement des aubes peut varier de 0m,33 à 0m,40.
Il convient, pour utiliser le mieux possible la chute, de l'aire plonger les aubes dans l'eau d'aval de toute l'épaisseur de la lame admise entre elles ; de supprimer le ressaut brusque qu'on était dans l'habitude île faire ; mais de prolonger le fond du coursier circulaire, par un plan incliné à 1/12 environ, jusqu'à une distance de 3 à 4 mètres de l'aplomb de la roue. Ce plan incliné conserve à l'eau la vitesse de la roue jusquà ce qu'elle quille Celle-ci; et, en vertu de cette vitesse acquise. ”

“ Le plus ordinairement, le diamètre de ces roues varie de 3 à 5 mètres, et elles ont 6 bras.
Une inclinaison de 20 à 22° des aubes sur le rayon du côté où elles reçoivent l'eau augmente un peu l'effet utile de la roue.
La chute maxima convenable à ce genre de roues est de 1m,30 ; pour des chutes plus grandes, le choc de l'eau contre la roue donne une perte de puissance vive considérable.
APPLICATION. —Le débit est 700 litres pue seconde, et la vhute LM,06 ; quel est le travail moteur que rendra la roue? ”

“ La roue est composée de huit aubes YYY, de 3 piés de large, sur 18 piés de long, affermies par quatre cours de courbes XX de vingt piés de diametre. Cette roue porte un rouet i de 60 aluchons, qui engrene dans la lanterne k de 20 fuseaux, fixée sur un arbre vertical l, Pl. XXXVII. Ce même rouet conduit aussi une petite lanterne S, qui a pour axe une manivelle à tiers-point s, qui conduit les bascules qui font agir trois corps de pompes, ainsi qu’il sera dit ci-après. ”

“ Le pourtour en est formé comme celui d'une roue ordinaire à augets dont les aubes seraient remplacées par de simples palettes, dont les augets seraient complètement fermés par un bordage circulaire présentant seulement une ligne d'ouvertures ménagées à la base de chaque auget, et dont l'une des couronnes latérales serait également percée d'un trou à la base de chaque auget, tout près du bord inférieur de la couronne. ”

“ Enfin, que la quatorzième roue, qui n'avait que 4 pieds et demi d'aube, fût chargée de 38,760 livres , lorsque la première, dont les aubes avaient 9 pieds, ne faisait mouvoir qu'un poids de 36,148 livres.
Une répartition de force et de résistance, faite aussi arbitrairement , peut-elle être l'ouvrage d'un homme instruit ? Ce n'est pas tout : d'après la disposition et le nombre des corps de pompes employées, il devait monter de la rivière au premier puisard 37,184 muids; du premier puisard au second 45,899 muids ”

“ En résumé, nous croyons que les roues à aubes fixes , telles qu'elles sont généralement employées , constituent encore le meilleur organe opérateur qui ait été proposé jusqu'à ce jour, et nous n'entrevoyons même pas l'espoir que l'on puisse jamais parvenir à faire quelque chose de mieux , tant sous le rapport de la solidité et de la simplicité que sous celui de l'économie de force vive, au moins en eau calme ”

“ Tant d'avantages réunis ont fait préférer l'hélice aux roues à aubes pour la navigation maritime et surtout pour la marine militaire ; mais les roues à aubes sont encore aujourd'hui le meilleur propulseur des bateaux à vapeur qui font le service des fleuves et des rivières, parce qu'elles ont sur l'hélice l'avantage de la rapidité, quand elles n'ont à braver ni roulis, ni tangage, ni coups de mer, ni coups de canon. ”

“ APPLICATION DES ROUES A AUBES AUX NAVIRES A VAPEUR.
Sauf la position directe sur l'arbre moteur, l'emploi des roues à aubes comporte de grands inconvénients, parmi lesquels on peut citer : 1° La construction indispensable de bàtiments spéciaux, et le changement du système ordinaire de voilure, d'agrès et d'armement; 2° Le grand emplacement occupé par les roues de chaque côté du navire; le grand diamètre des tambours qui donne prise à l'action du boulet en cas de guerre, etc. ”

“ L'affolement de roues a l'avantage de n'exiger que des opérations intérieures et que la fixation des roues par des bosses, pendant qu'on l'effectue. Mais il est défavorable à la marche en ce que la bande ou le roulis, faisant immerger beaucoup les roues, il y a des aubes qui arrivent et sortent presque horizontalement de l'eau, ce qui ne peut avoir lieu sans une force qui est naturellement prise sur les aubes articulées, en les faisant résister davantage au navire. ”

“ Deux principaux moyens mécaniques sont employés pour la propulsion des bateaux à vapeur : les roues à aubes ou à palettes, et l'hélice.
L'emploi, dans la navigation, des roues à aubes ou palettes remonte à une époque très-ancienne. On trouve dans quelques écrivains latins la description de roues à aubes, mues par des bœufs, et qui fonctionnaient sur des radeaux ou des navires. Papin, sur son bateau de 1707, faisait usage de deux roues à aubes comme moyen propulseur. Le bateau à vapeur du marquis de Jouffroy, à Lyon, avançait au moyen de ces roues. ”

“ Aubes de bois, crochets de fer, moyeux de fonte, telles étaient les roues, bien construites et, chose qui étonne, pouvant se démonter. Il y avait toujours trois aubes immergées. La vitesse du centre des aubes ne surpassait que d’un sixième la vitesse du navire ; c’était là le défaut de ces roues. En outre, le manneton des manivelles était trop long, et le tiroir distribuait la vapeur dans le cylindre avec trop de frottement. Dans ces temps-là, cette machine semblait et était admirable. ”

“ Quant aux roues articulées, leur complication les expose à de fréquentes avaries, et rend le démontage de leurs aubes long et difficile. De beau temps, il faut près de deux heures pour enlever une de ces aubes à cause des nombreuses pièces accessoires ; or, il serait impossible de les laisser en place, parce qu'elles risquent de rencontrer l'élongis de tambour, d'y butter et de causer des accidents très-graves. Ce genre de roues exige des soins constants; il faut tout démonter et graisser presque à chaque voyage. ”

“ Nulle part, aujourd'hui, sans en excepter les locomotives ellesmêmes, la vitesse des pistons n'est poussée aussi loin que dans les machines marines. On sait que l'hélice a presque partout remplacé les roues à aubes, et qu'indépendamment des motifs spéciaux aux navires de guerre, une des causes de cette préférence est la situation si défavorable des machines à aubes luttant contre une forte mer. ”

“ Dans les roues où il existe des contre-poids pour équilibrer des pièces de la machine, le choix des aubes à démonter dépend de la position de ces poids; mais comme ils sont ordinairement en équerre avec la manivelle, il n'y a pas lieu à les démonter. ”

“ Les grandes roues à augets sont habituellement construites en métal, mais les petites roues de nos campagnes sont entièrement en bois. Les bras de la roue représentée dans notre dessin sont fixés sur des tourteaux de fonte, disposition peu coûteuse qui augmente la durée et la solidité de l'arbre, en évitant de le traverser par les larges mortaises indispensables quand la roue est entièrement en bois. ”