Mémoires et compte-rendu des travaux de la société des ingénieurs civils
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- SOCIÉTÉ
- DES
- INGÉNIEURS CIVILS
- ANNÉE 1892
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- La Société n’est pas solidaire des opinions émises par ses Membres dans les discussions, ni responsable des Notes ou Mémoires publiés dans le Bulletin.
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- MÉMOIRES
- ET
- COMPTE RENDU DES TRAVAUX
- DE LA
- SOCIÉTÉ
- DES
- NGÉNIEURS CIVILS
- FONDEE LE 4 MARS 1848
- RECONNUE D’UTILITÉ PUBLIQUE PAR DÉCRET DU 22 DÉCEMBRE 1860
- AKSÉK ISO»
- DEUXIÈME VOLUME
- PARIS
- SIÈGE DE LA SOCIÉTÉ
- 10, CITÉ ' ROUGEMONT, 10
- 1892
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- MÉMOIRES
- ET
- COMPTE RENDU DES TRAVAUX
- DE LA
- SOCIÉTÉ DES INGÉNIEURS CIVILS
- JUILLET 1892
- K° 3
- Sommaire des séances du mois de juillet 1892 :
- 1° Abandon de Bons de l’Emprunt 1889, par MM. Brustlein, Decauville, Ducomet, Duroy de Brnignac, Loutreuil, Paponot, Poirrier, Sépulchre et Tamy. (Séances des 1er et 22 juillet), pages 6 et 13;
- 2° Concours (Avis de Vouverture d’un) à Oran, pour la nomination d’un Directeur des Travaux communaux et d’un conducteur de la Voirie et des Eaux de ville. (Séance du 22 juillet), page 13 ;
- 3° Congrès International sur la Législation douanière et la règlementation du travail (Avis du) à Anvers, en août 1892. (Séance du 22 juillet), page 13 ;
- 4° Congrès de Navigation intérieure (Nomination de M. P. Buquet, comme président de la deuxième section du). (Séance du 22 juillet), page 14 ;
- 5° Décès de MM. J.-A. Courtines, A. Lavalley, G.-J. Leconte et L. Morel. (Séances des 1er et 22 juillet), pages 6 et 12 ;.
- 6° Décorations et Nominations :
- (a) Décorations de MM. Broca, Burguion, Flaman, Henry-Couannier et Pluvier ; Baudet et R. Berge (Séances de 1er et 22 juillet), pages 6 et 13 ;
- (b) Nomination de : . ,
- Membres des Comités d’admission à l’Exposition de Chicago ;
- Membre du Comité du Commerce de la Société d’encouragement pour
- l’Industrie Nationale;
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- (c) Prix de la Société d’Encouragement :
- (Séances des 1er et 22 juillet), pages 6 et 13 ;
- 7° Ingénieurs étrangers (Invitation adressée aux) actuellement à Paris.
- (Séance du 22 juillet), page 14 ;
- 8° Ouvrages, Mémoires et Manuscrits reçus pages 6 et 14 ;
- 9° Chaleur (Quantité de) qui traverse toute chaudière à vapeur et qui n’a jamais été comptée, par M. D.-A. Casalonga; observations par MM. G, Richard et E. Badois ; demande de rectification au procès verbal, par M. D.-A. Casalonga. (Séances des 1er et 22 juillet), pages 9 et 12 ;
- 10° Exposition de Chicago (Envoi de documents sur 1’), par M. Corthell.
- Analyse par M. de Dax. (Séance du 22 juillet), note, pages 6 et 12 ;
- 11° Gaz à l'Eau (Note sur le), par M. A.-J. Lavezzari, observations par M. Regnard. (Séance du 22 juillet), page 19 ;
- 12° Participation des ouvres aux bénéfices et les difficultés présentes (Analyse du travail de M. Gibon sur la), par M. Dujardin-Beaumetz. (Séance du 22 juillet), page 14 ;
- 13° Transbordeur pour bateaux à Beauval (Compte rendu de l’Excursion au), par M. A. Mallet. (Séance du 22 juillet), page 17 ;
- 14° Vapeur à la Raffinerie Say (la production de la), par M. S. Périssé. Observations par M. Fichet et P. Buquet. (Séance du lor juillet), mémoire, bulletin de juin, pages 6 et 8.
- Pendant le mois de juillet 1892, la Société a reçu :
- 32817 — De M. Ed. Gollignon. Rapports du Jury international sur VExpo-sition universelle de 1889, classe 63, Matériel et procédés du génie civil, des travaux publics et de l’architecture. Rapport de M. Col-lignon (grand in-8° de 134 p.). Paris, Imprimerie Nationale, 1892,
- Documents relatifs à l’unification de l’heure et à la législation du nouveau mode de mesurer le temps (in-8° de 31 p. et 1 carte). Ottawa, 1891.
- De M. A. Ronna (M. de la S.). Le Ministère de l’Agriculture et ses réformes, 1882-1892 (petit in-4° de 34 p.). Paris, A. Richard, 1892.
- 32820 — De M. F. Serment (M. de la S.). La boucle de vapeur (in-8° de
- 9 p.). Marseille, Barlattier, 1892.
- 32821 — De M. Marcel Nierstrasz, éditeur à Liège, Essais de pureté des
- réactifs chimiques, par C. Krauch et J. Delaître (in-8° de 264p.). Liège, 1892.
- 32822 — Du Même. Contribution à Vétude du fonctionnement des chaudières
- à vapeur, par Jean de Mollins (in-8° de 14 p.). Liège, 1892.
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- 32823 — De M. Marcel Nierstrast, éditeur à Liège. Industrie des phosphates
- et des superphosphates. Manuel pratique des analyses chimiques des matières phosphatées, par A. Gasc (petit in-8° de 37 p.). Liège, 1892. .
- 32824 — De M. Dubuisson (M. de la S.). Essais sur Vamélioration des
- travaux publics. 2e volume (in-12 de 170 p.). Nevers, J. Bel-langer, 1892.
- 32825 — De MM. Gauthier-Yillars . et fils, éditeurs,, à Paris. Thermo-
- dynamique à l’usaqe des Inqénieurs, par Aimé Witz (petit in-8° de 21 o p.). Paris, 1892.
- 32826 — De M. E. Ghapel. Le caoutchouc et la gutta-percha (grand in-8°
- de 601 p.). Paris, Marchai et Billard, 1892.
- 32827 — De M. Léon Durassier (M. de la S.). L’orphelinat municipal pro-
- fessionnel de garçons de la ville d’Angers (in-8° de 32 p. ). Paris, Chaix, 1892.
- 32828 — De M. de Goëne (M. de la S.). La Seine, rade de guerre (in-8° de
- 27 p.). Rouen, Julien Lecerf, 1892.
- 32829 — Du Même. Étude sur le chômage des canaux et des rivières cana-
- lisées (grand in-8° de 16 p.). Rouen, E. Deshays et Cie, 1892.
- 32830 — De M. Roux (M. de la S.). Machines et appareils de Tangyes Li-
- mited. Catalogue illustré (petit in-4° de 242 p.). Paris, Hénon, 1892.
- 32831 — Du Ministère des Travaux publics. Statistique des chemins de fer
- français au SI décembre I8S8. Documents divers, 2e partie. Paris, Imprimerie Nationale, 1892.
- 32832 — Sociedad anônima de las minas de Pillzhum (Ecuador) (petit in-8°
- de 31 p.). Guayaquil, 1892.
- 32833 — De M. P. Villain (M. de la S.). Un Métropolitain qui ne coûte
- rien et ne trouble rien (in-8° de o3 p.). Paris, Grande Imprimerie, 1892.
- 32834 — De M. L. Corthell (M. de la S.) Photogravures des Bâtiments.et
- 32845 Palais de l’Exposition de Chicago en 1893 (12 feuilles in-4°).
- 32846 — Une pïiototypie du Monument Fontaine à Anzin, 3 juillet 1892.
- Valenciennes, Delsart..
- 32847 — De M. Julien Weiler. Conseil de conciliation et d’arbitrage des
- charbonnages de Bascoup. Rapport sur les travaux de l’année 1891 (in-r8° de 62 p.). Paris, Guillaumin et Cie, 1892.
- 32848 — De la Société industrielle de Mulhouse. Le transport de la force
- par l’électricité, par G. Pierson (grand in-8° de 42 p. et 1 pi.). Mulhouse, veuve Bader et Ciej 1892.
- 32849 — De la même, Programme des prix proposés par la Société indus-
- trielle de Mulhouse, à décerner An 1893 (grand in-8° de 67 p.). Mulhouse, veuve BadeT et Gie, 1892.
- 32850 — Du Ganadian Institute. Animal archœôlogical Report and Canadian
- Institute, session I89I,being an appendice to the Report of the Minister of Education: Ontario, Toronto, 1891.
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- 32851 — Du môme. An appeal to the Canadian Institute on the Rectifi-
- cation of Parliament (grand in-8° de 176 p.). Toronto, 1892.
- 32852 — De M. A. Picard. Rapport général sur l’Exposition universelle de
- 1889. Tome YI. Paris, Imprimerie nationale, 1892.
- 32853 — De VAssociation parisienne des propriétaires d’appareils à vapeur.
- 18e Bulletin. Exercice 1891. Paris, Siège de l’Association, 1892.
- „32854 — De M. E. Lemoine. Sur les transformations systématiques des formules relatives au triangle. Transformation continue. Divers résultats concernant la géométrie du triangle (in-8° de 42 p. ). Paris, Hôtel des Sociétés savantes, 1892.
- 32855 — Du môme. Sur une transformation relative à la géométrie du
- triangle (in-8° de 6 p.). Paris, Siège de la Société mathématique de France, 1891.
- 32856 — Du même. Trois théorèmes sur la géométrie du triangle (petit in-4°
- de 6 p.). Paris, Chaix, 1891.
- 32857 — Du même. Étude sur une nouvelle transformation dite transforma-
- tion continue (in-8° de 24 p.). Paris, Gauthier-Villars, 1892.
- 32858 — De la Société industrielle de Mulhouse. Association pour pré-
- venir les accidents de fabrique fondée sous les auspices de la Société industrielle de Mulhouse. Comptes rendus des 23e et 24e exercices 1890 et 1891. Mulhouse, Yeuve Bader et Gi0,1892.
- 32859 — De M. E. Ylasto (M. de la S.). Traité général des lignes et transmis-
- sions électriques, par MM. Lazare Wciller et Henri Vivarez, (grand in-8° de 828 p.). Paris, G. Masson, 1892.
- 32860 — De MM. Singrün frères. Spécialité de Turbines Hercule de Sin-
- grün frères, Ingénieurs-Constructeurs à Épinal. Catalogue illustré (in-8° de 147 p.). Épinal, E. Froereisen, 1892.
- 32861 — De M. E. Gruner (M. de la S.). La prévoyance et l'assurance
- contre les accidents du travail en Italie. Analyse et traduction (in-8° de 31 p.). Paris, Secrétariat général du Comité, 1892.
- 32862 — Du môme. Allemagne. Loi du 22 juin 1889 concernant l’assurance
- contre l’invalidité et la vieillesse. Notice et traduction (in-8° de 53 p.). Paris, P. Mouillot, 1891.
- 32eP — De ^ United States Coast and Geodetic Survey Report 1890. Texte
- 32864 et planches, Washington.
- 32865 — De la Society of civil Engineers, Transactions for 1891 and general
- Index 1861-1894. London, 1892.
- 32866 — De M. J. Henrivaux (M. de la S.). La résistance du verre (in-8°
- de 23 p.). Paris, Société d’éditions scientifiques, 1892.
- 32867 — De la Société d’études pour la Compagnie maritime et fluviale
- des transports. Paris port de mer dans l’état actuel de la Seine par les navires à vapeur du type Gautier, à couple cœlo-concave (in-8° de 22 p. et 1 pl.). Paris, L. Lhen, 1892.
- 32868 — De M. L. Anspach. Le rôle de l’eau dans les cylindres à vapeur (in-8°
- de 36 p.)- Bruxelles, Imprimerie des Travaux publics, 1892.
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- 32869 — De la Société industrielle de Mulhouse. Programme des prix a
- décerner en 1893 (grand in-8° de 67 p.). Mulhouse, Veuve Bader et Gie, 1892.
- 32870 — Congrès international de photographie, 1re et 2e sections. Paris 1889,
- Bruxelles 1891. Vœux, résolutions et documents (in-8° de45 p.). Paris, Gauthier-Villars et fils, 1892.
- 32871 — De M. Grand-Bey (M. de la S.). Plan de la ville du Caire, une
- feuille pliée, format in-4°). Le Caire, Ebner et Cie, 1874.
- 32872 — De f Association française pour l’avancement des sciences, 20e session,
- Marseille 1891, 2e partie. Paris, G. Masson, 1872.
- 32873 — De M. Brustlein (M. de la S.). Réunion de l’Institut du fer et de
- l’acier aux Etals- Unis (in-8° de 51 p.). Saint-Etienne, Théolier et Cie, 1891.
- 32874 — De M. D.-A. Gasalonga (M. de la S.). Communication faite à
- l’Assemblée générale du 25 février 1892 de l'Association de l’industrie française (petit in-8° de 8 p.). Paris, Chronique industrielle, 1892.
- 32875 — De M. de Dax (M. de la S.). Documents relatifs au Ve Congrès de
- navigation intérieure, 54 br. in-8°. Paris, Lahure, 1892.
- Les Membres nouvellement admis pendant le mois de juillet sont : Gomme Membres sociétaires, MM. :
- P. Auriol, présenté par MM. D.-A. Casalonga, Hermel, Lefèvre.
- L. Rey, H. Vallot, J. Charton. Garimantrand, Lévi, Mallet. Lippmann, Rémaury, de Nansouty. Buquet, Fichet, Gauvet.
- Buquet, Jousselin, L. Berthon. Gottschalk, Lattès. Mesureur, de Nansouty, G. Lévi, Jannettaz. de Comberousse, Jouvet, Mallet. Buquet, Jousselin, Canet.
- Buquet, Jousselin, Lippmann, E. Mallet, Garimantrand, Lévi.
- Et comme Membre sociétaire, M. :
- L.-E.-A. Lavocat, présenté par MM. Candlot, Borreau, G. Richard.
- E. Derval,
- H. Ernault, H.-Ch.-O. Japy,
- E.-H. Lacaille,
- M.-D. Lallement, M.-L. Langlois, Gh.-J. Marboctin, .
- E. -R.-J.deMarchena, Ch. Marteau,
- F. Schwab,
- J.-E. Weil,
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- RÉSUMÉ
- DES
- PROCÈS-VERBAUX DES SÉANCES
- DU MOIS DE JUILLET 1892
- Séance du 1er juillet 1892.
- Présidence de M. P. Buquet
- La séance est ouverte à 8 heures et demie.
- Le procès- verbal de la précédente séance est adopté.
- M. le Président a le regret d’annoncer le décès de M. Courtines,. Jacques-Antoine, membre de la Société depuis 1852; il s’était occupé, de 1840 à 1855, de travaux de chemins de fer et d’irrigation, en France et en Espagne, et de l’ensemencement des dunes de la Gironde ; il était Chevalier de la légion d’honneur.
- M. le Président a le plaisir d’annoncer que :
- M. Berge (René) a été nommé officier d’académie ;
- M. Sédille a été nommé membre du Comité d’admission à l’exposition de CKicago (classe IY, architecture), ainsi que M. Bouilhet (classe YI, objets d’art décoratif) ; - ~
- MM. Paponot, Duroy de Bruignac et Ducomet abandonnent chacun deux bons de l’emprunt 1889, M. le Président adresse ses remerciements-à nos collègues, au nom de la Société.
- Parmi les ouvrages reçus, M. le Président signale un travail fort complet de M. Chapel sur le Caoutchouc etja Gutta-Percha ainsi qu’une collection di^PKo^ravuresretaiwes àVExpositionde ^Chicago et qui nous ont été envoyées par M. Corthell, notre collègue et correspondant à Chicago. • t
- L’ordre du jour appelle la communication de M. S. Périssé suc J.a Production de Uunnmt.à. la Raffinerie Say.
- Périssé rappelie"que la Société a reçu, il y a quatre ans, communication des circonstances qui ont accompagné deux accidents survenus aux tôles de coup de feu de deux chaudières à vapeur de deux raffineries de sucre à Paris. Il s’agissait de chaudières à longs bouilleurs, à longues grilles, marchant nuit et jour, et pour lesquelles l’allure du feu était relativement vive.
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- A la suite de l’accident survenu malgré les plus grands soins apportés à la construction, à la conduite et à la surveillance des chaudières, la raffinerie Say a décidé de modifier son installation de production de vapeur pour la mettre à l’abri des critiques formulées par M. Périssé, et elle a pris ses conseils pour déterminer les conditions principales de la nouvelle installation.
- L’ancienne installation comprenait 35 chaudières en fer ; 8 à longs bouilleurs et 27 semi-tubulaires, ensemble 6 000 m de chauffe. Les 8 chaudières ordinaires à longs bouilleurs fournissant 700 m2 de chauffe ont été remplacées par 22 chaudières semi-tubulaires en acier de 5 200 m2 de chauffe, et deux ans après, on a installé 19 autres chaudières en acier, à peu près semblables, de sorte que depuis trois ans, la nouvelle installation comporte 68 chaudières semi-tubulaires présentant une surface totale de 15 440 m2 en cinq batteries juxtaposées.
- C’est, sans nul doute, la plus grande installation d’un seul tenant qui existe au monde entier pour la production de la vapeur. Il est vrai que la raffinerie Say est la plus grande des raffineries d’Europe ; elle produit journellement 500 t de sucre raffiné.
- Après avoir indiqué que dans les raffineries une partie de la vapeur actionne les machines motrices, et que l’autre partie, la plus importante, alimente les appareils à cuire les sirops et les appareils d’évaporation, une description générale de l’installation est donnée, et ensuite une étude de détail des points suivants :
- 1° Chaudières nouvelles en acier. — Construction. — Nature du métal ;
- 2° Appareils de sûreté. — Mesures de sécurité ;
- 3° Appareils et eaux d’alimentation ;
- 4° Grilles. — Combustibles. — Escarbilles ;
- 5° Fourneaux. — Carneaux. — Cheminées;
- 6° Vapeur. — Surface d’évaporation. — Conduites. — Purges ;
- 7° Vidange et nettoyage ;
- 8° Exploitation et résultats économiques.
- La note devant être reproduite in extenso dans le Bulletin, aucun des nombreux détails fournis en séance n’est reproduit ici. Mais il n’est pas sans intérêt de faire connaître les conclusions au point de vue des résultats économiques, indépendamment, de ce résultat, plus important peut-être, consistant en ce que depuis trois ans, les divers services de la fabrication n’ont pas subi une seule heure d'arrêt, du fait de la production de la vapeur.
- Dans les trois années qui ont précédé l’installation décrite, le coût moyen en combustible a été de 3,15 /'par fonne de vapeur, alors que de 1889 à 1892, ce même coût n’a été que de 2,25/, et cependant, il y a eu dans cette dernière période la hausse importante des combustibles, qui a été la conséquence des dernières grèves dans les mines de houille. Les chiffrés de 3,15 fet de 2,25/ sont accusés par la comptabilité^; c’est une économie de 30 0/0 qui dépasse en réalité 40 0/0 en tenant compte des prix différents du charbon dans les deux périodes comparées.
- Avant l’installation, là dépense pour les réparations de gros entretién
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- des 35 chaudières était de 50 000 f par an ; cette dépense a absolument disparu; elle figure pour zéro, et cependant l’installation nouvelle a comporté l’emploi de 27 chaudières anciennes.
- Si à ces deux chefs d’économie on ajoute une petite économie dans la main-d’œuvre, on arrive à un chiffre annuel important, auquel il faut ajouter les trois avantages suivants qui sont de premier ordre :
- 1° Sécurité assurée aussi complètement qu’il est humainement possible de le faire ;
- 2° Possibilité d’augmenter la puissance de vaporisation du tiers et même de moitié, au bout de quelques heures, sans rien changer et sans augmenter d’un seul homme le personnel ;
- 3° Fonctionnement de la raffinerie et marche de la fabrication absolument à l’abri de tout arrêt provenant de la production de vapeur.
- La dépense totale a été de deux millions et demi de francs, en comptant les 27 chaudières anciennes au prix actuel, mais non comprise la valeur du .terrain. Une chaudière en acier de 254 m de chauffe a coûté 30 à 31 000 f, y compris tous ses accessoires, sa tuyaùterie spéciale et son fourneau.
- Cette magnifique installation fait le plus grand honneur à notre collègue, M. Letort, directeur du matériel, qui en a déterminé tous les détails, qui a présidé à son exécution et qui en assure l’exploitation, le tout, sous l’intelligente initiative et la haute direction de M. Cronier, Ingénieur en chef des Ponts et Chaussées, administrateur délégué de la Société de la raffinerie Say.
- En terminant, M. Périsséfait remarquer que la monographie qu’il vient de donner contient les principales indications des deux notes qu’il a présentées à la Société, l’une en 1884 sur l’emploi de l’acier dans les constructions navales, civilesœt mécaniques, et l’autre en 1888 sur les accidents aux tôles des chaudières à vapeur, et il est heureux de voir que la pratique est venue sanctionner les mesures qu’il a conseillées et les dispositions qu’il a préconisées devant la Société des Ingénieurs Civils de France.
- M. le Président remercie M. Périssé de sa très intéressante communication ;‘beaucoup d’entre nous pourront y trouver d’utiles renseignements.
- M^jCEffiT demande si l'on a dosé la quantité moyenne d’oxvgène libre-.
- M. Périssé répond qu’on a dosé également l’oxygène, mais il a été ]ugé“suffisant de noter la proportion d’acide carbonique, laquelle démontre que la proportion d’air employé est moindre que dans les foyers ordinaires des chaudières. "
- , M- Fichet demande quel est le poids moyen des cendres et quelle est la teneur des mâchefers en carbone.
- M. Périssé dit que cette teneur du mâchefer est faible. Quant à la récupération du carbone, on y attache peu d’importance ; c’est principalement comme moyen de contrôle qu’on traite les escarbilles pour en retirer le charbon ; s’il y en a en trop grande quantité, c’est que les feux ont été mal conduits. ’
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- _ M. le Président demande quelle est l’épaisseur du combustible sur la grille'. .
- ^ M. Périsse répond qu’elle est de 10 cm environ.
- M. le Président dit qu’il ressort de la communication de M. Périsse, qïï’onse contente à la raffinerie Say d’une vaporisation de 5 kg dans les chaudières, tandis qu’en général on tient à avoir 10 ou 11 kg; cela occasionne un nombre double de chaudières, et si l’on a peu de frais d’entretien et une grande économie, les dépenses d’installation sont beaucoup plus élevées. Il faut, en outre, avoir à sa disposition beaucoup plus de place ; c’est donc une balance à établir entre les prix de revient du kilogramme de vapeur obtenu dans ces conditions et les dépenses de toute nature auxquelles entraîne une semblable installation.
- JVL Casalonga a ensuite la parole pour présenter sa communication sur rme Quantité de chaleur qui traverse toute chaudière à vapeur et qui n'a -***«*.
- M. D.-A. Gasalonga commence par rappeler le Mémoire qu’il a présenté en mars 1891, et les discussions auxquelles il donna lieu dans les séances des 19 juin et 17 juillet suivants.
- Il pense toujours que les critiques qui lui furent adressées n’étaient pas fondées; mais il se gardera d’ouvrir, sur une question incidente, un débat trouvé suffisamment élucidé1 et clos dans la séance du 17 juillet 1891.
- Ce qu’il se propose de démontrer aujourd’hui, c’est qu’il disparait d’une chaudière, alimentant une machine cl vapeur , une quantité de chaleur qui n’a jamais été comptée, et qui est équivalente au travail de pleine pression.
- Cette proposition est, de celles qu’il avait formulées, la plus critiquée, notamment par M. G. Richard, qui s’était attaché, d’après les auteurs, à démontrer que :
- Toutes les fois qu il passe de la chaudière au cylindre, un poids P, ou un volume Y de vapeur à la pression p, il en sort évidemment :
- PL — Ap~Y calories,
- P.L étant la chaleur totale de cette vapeur, dont la partie négative, ApY, est précisément équivalente à son travail de pleine admission.
- M. D.-A. Gasalonga déclare que cette relation n’est pas exacte : qu’il y a à distinguer entre la vapeur inactive se condensant au fur et à mesure de sa formation, et la vapeur agissant sur un piston qui rétrograde : que Glausius et Zeunër, en assimilant la vapeur qui se condense dans les calorimètres de Régnault et de M. Berthelot à de la vapeur agissant contre un piston, ont commis une confusion ; que la quantité de chaleur mise en œuvre, pour produire de la vapeur agissant sur un piston, n’est pas seulement : PL, et encore moins : PL — ApY ; mais bien : PL -j- ApY, la valeur PL étant celle qui correspond à la vapeur dans les conditions où elle a servi aux expériences de Régnault.
- M. D.-A. Gasalonga lit divers extraits de là Théorie mécanique de la chaleur, par M.-le professeur Zeuner, et il montre qu’il n’y a pas d,e doute, que dans l’esprit de Régnault, jusqu’aux travaux de Glausius et
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- de Zeuner, la quantité de chaleur totale X, de la vapeur considérée, était la quantité de chaleur contenue, égale, d’ailleurs, dans ce cas, à la quantité de chaleur fournie ou mise en œuvre.
- Il ajoute que cette quantité de chaleur totale appelée J par Zeuner, qui lui a donné pour valeur X— Apu, est simplement X — J et qu’il n’y a pas lieu d’écrire p = r — A pu, parce que p = r : que c’est seulement quand la vapeur agit contre un piston, que la quantité de chaleur fournie diffère de la quantité totale de chaleur contenue, et qu’elle est alors égale à X —(— Apu.
- M. D.-A. Casalonga fait remarquer que, pour autant qu’il peut lui être permis de la rechercher, la cause qui, selon lui, a induit en erreur Clau-sius et Zeuner, est dans ce fait que ces deux savants ont admis que les expériences de Régnault ayant été faites à pression constante, le travail extérieur intervenait comme dans la variation isodynamique, suivant la loi de Gay-Lussac. Régnault a, il est vrai, opéré à pression constante, mais aussi, et surtout, en raison des propriétés de la vapeur saturée, à volume constant: donc point de travail extérieur, et par suite point de chaleur disparue correspondante Apu.
- M. D.-A. Casalonga donne ces explications en s’aidant de figures tracées au tableau : il dit que Zeuner a modifié notablement les valeurs de Régnault ; qu’il s’agit de savoir lequel de ces deux savants est dans l’erreur ; que, quant à lui, il est avec l’illustre physicien français.
- ^ Gp§TAyE^IliCHARD dit qu’il ne comptait pas reprendre la.parole au sujet de la thèse de M. Casalonga ; il ne le fait que pour ne pas se dérober à son aimable invitation.
- M. G. Richard ne peut évidemment suivre pas à pas M. Casalonga dans les développements qu’il vient de nous présenter, et se bornera à dire qu’il ne voit aucune différence d'effet possible entre le; piston fictif de Zeuner, exerçant sur la vapeur une pression toujours égale à sa tension de vaporisation, et le piston d’air comprimé, ou la pression mano-métrique de l'appareil de Régnault, également maintenus sous une charge toujours égale à cette même tension.
- L’apparpil fictif de Zeuner ne présente, au contraire, qu’une illustration des phénomènes qui se passent en réalité dans celui de Régnault : les deux appareils, l’un fictif, l’autre réel, sont essentiellement identiques en ce que, dans tous les deux, la vapeur se forme puis se condense sous la pression de saturation, accomplit finalement le même cycle, aboutissant forcément au même résultat thermique ou calorimétrique final ; et, comme toute l’argumentation de M. Casalonga parait reposer sur une*prétendue différence radicale entre ces deux cycles, M. G. Richard se voit encore une fois dans l’impossibilité de se ranger à l’avis de M. Casalonga. „ > ' ?
- .^JVL Badois croit trouver dans l’avant-dernière phrase de M. Casalonga l’origine de la confusion ou du malentendu qui sert de base à la discussion actuelle. Dire que Régnault opérait à pression constante, mais que tout en faisant ainsi, il maintenait la vapeur dans 'les- conditions de saturation à volume constant, n’est pas admissible, — car il ne peut y avoir à la fois action de la vapeur sous pression constante,
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- le volume pouvant varier, et action de la vapeur saturée à volume constant, sous pression variable.
- Ces deux modes d’action ne peuvent s’admettre en même temps sans-confusion; et si l’on supposait que de la vapeur remplit sous pression constante une capacité également invariable, cette vapeur serait inerte, c’est-à-dire sans action aucune.
- M. Badois n’est pas d’accord avec M. Casalonga qu’une chaudière soit un appareil à volume variable et à pression constante ; car c’est précisément le contraire, c’est-à-dire un appareil où la vapeur se forme à volume constant sous pression variable en raison de la chaleur qu’on lui fournit ou lui enlève. Gela est évident tant qu’on n’emprunte pas de vapeur à cette chaudière ; mais il en est aussi de même quand elle alimente une machine à vapeur. Dans ce dernier cas une certaine quantité de vapeur s’écoule, il est vrai, vers le cylindre, mais cette vapeur doit, dans une marche normale, se trouver remplacée à l’instant même de sa sortie par une égale quantité produite par l’eau introduite constamment et vaporisée ; le volume de la vapeur dans la chaudière reste donc constant en principe.
- Quoi qu’il en soit au sujet de l’anomalie que M. Casalonga croit voir entre la théorie de Zeuner et les expériences dé Régnault, il faut remarquer que Zeuner a considéré, d’après sa figure théorique, la chaleur contenue dans la vapeur après son expansion et son action de soulèvement du piston hypothétique supportant la pression atmosphérique, et avant de faire revenir ladite vapeur à son état initial par la condensation : — D’où 1 — Apu — puisque une partie de la chaleur totale a servi à produire un travail mécanique équivalent à Apu, qui n’existe plus comme chaleur au moment considéré, et qui n’est pas encore restitué par la contraction qui suivra.
- Au contraire dans l’appareil de Régnault, comme dans celui de M. Bertheiot, la vapeur, après s’être formée et avoir agi sous la pression atmosphérique, passe dans un calorimètre où elle se condense et se contracte, reprenant ainsi son état initial.
- Cette contraction est un travail inverse de celui produit pendant l’expansion mais équivalent ; c’est Apu dans un sens et Apu dans l’autre.
- Régnault et M. Bertheiot devaient bien trouver ainsi la quantité de chaleur totale contenue dans la vapeur, puisque le travail mécanique dù à l’expansion se trouve compensé par celui restitué pendant la contraction.
- Voilà, suivant M. Badois, l’explication de la différence qui préoccupe M. Casalonga et qui ne tiendrait ainsi qu’à la diversité des moments où les calculs sont établis par Régnault et Zeuner.
- M. Badois,. revenant sur la figure théorique de Zeuner, fait voir que de la vapeur ne peut passer dans le second cylindre représentant celui de la machine qu’autant que le piston du premier cylindre représentant la chaudière s’abaissera (en produisant par conséquent un travail mécanique de compression sur la,vapeur),à moins qu’on n’introduise dans la chaudière un supplément d’eau et de chaleur équivalent à la dépense, de vapeur du cylindre de la machine. —La chaleur fournie à cette
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- vapeur est bien celle totale X, sans qu’il soit besoin de lui fournir le supplément -j- A pu que demande M. Gasalonga pour faire X -f- Apu.
- M. Badois fait part d’une remarque fort judicieuse de M. Berthot : En fixant le piston hypothétique de la figure de Zeuner au haut de sa course et en condensant ensuite la vapeur, c'est comme si on transportait cette chaudière théorique dans le calorimètre de l’appareil de Régnault ou dans celui de M. Berthelot. Il y aurait alors identité d’effet, et si l’on y dilate et contracte alternativement la vapeur, il y aura toujours Apu en plus et en moins, mais la chaleur totale fournie pour la vaporisation de l’eau restera la même. . -
- M. le Président remercie M. Casalonga ainsi que MM. Badois et Richard des exposés qu’ils viennent de faire.
- La séance est levée à onze heures.
- Séance du 32 juillet 1893.
- Présidence de M. Ch. Herscher, Vice-Président
- La séance est ouverte à 8 heures et d'emie.
- Au sujet du procès-verbal de la dernière séance, M. D.-A. Casalonga^ a adressé une lettre dans laquelle il dit qu’il maintient sês affirmaTions'’ et n’acquiesce pas aux observations de MM. G. Richard et Badois comme cela semblerait résulter de la rédaction.
- Sauf cette rectification, le procès-verbal est adopté.
- M. le Président a le regret d’annoncer le décès de :
- ^ M. L. Morel, membre de la Société depuis 1886 et enlevé prématurément, à l’âgede 30 ans, le 11 juillet dernier.
- M. le Président fait donner lecture de la note suivante rédigée par les soins-de notre collègue M. Ch. Casalonga :
- Morel, Louis-Ange-Jean, était entré’a l’École Centrale en 1881.
- Dès ce moment, on le vit s’appliquer, avec tant d’ardeur, à acquérir l’enseignement donné à cette Ecole, qu’à la fin de la première année, sa santé en fut altérée. Obligé de suspendre ses études, il ne put les reprendre que deux ans après et il les acheva brillamment en 1886, en obtenant, dans un excellent rang, son diplôme d’ingénieur des Arts et Manufactures.
- Conseillé par ses nombreux amis et son médecin, il prit, tout d’abord, quelque repos; mais le calme convenait peu à sa nature ardente et passionnée pour le travail, et il entra bientôt à la Société de construction des Batignolles.
- La recrudescence du mal qui le minait l’obligea à quitter cette position pour entrer à la Compagnie de l’Ouest-Algérien qui lui confia la direction de certains travaux, dans les environs de Blidah, en Algérie.
- . Sous le doux climat de cette charmante ville algérienne, Morel aurait pu améliorer sensiblement sa santé, s’il n’avait mis à remplir les devoirs de ses fonctions, la même consciencieuse ardeur, que ses camarades lui avaient vue sur les bancs de l’École.
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- L’éloignement de sa famille, de ses amis, de ses affections qui lui devenaient plus chères à mesure qu’il sentait qu’il aurait peu de temps à en profiter, et l’accentuation de la maladie l’obligèrent à rentrer en France, où, malgré les tendres soins d’une mère dévouée, malgré une énergie vraiment admirable jusqu’au dernier moment le mal ne cessa de faire ses mortels progrès et finit par l’emporter en pleine jeunesse.
- Nature aussi généreuse qu’ardente, Morel laisse d’unanimes regrets parmi ceux qui l’ont connu, et particulièrement parmi ses camarades de promotion qui avaient pu mieux apprécier les brillantes qualités de son espri't et de son caractère.
- M. Leconte, membre de la Société depuis 1889 ; ancien directeur de la raffinerie de MM. Deutsch, il était, en dernier lieu, Ingénieur des Forges et Fonderies de Montataire.
- ^ JSL^A. Lavalley, ancien Président de la Société en 1875. Cet homme érmn^nîTdccïïpë une place considérable dans l’industrie et les travaux publics. A sa sortie de l’École Polytechnique, il n’hésita pas à s’engager comme ouvrier, puis comme contremaître dans un des ateliers de constructions mécaniques les plus importants d’Angleterre. A son retour, il développa cette industrie chez nous avec son associé M. E. Gouin. Ce qui illustra particulièrement sa vie, fut l’exécution du canal de Suez, dont il fut chargé avec M. Paul Borel. Après l’achèvement du canal de Suez, M. Lavalley se consacra à divers travaux et projets d’un grand intérêt public tels que le Tunnel sous la Manche, le Chemin de fer et Port de la Réunion. Il y a quelques années, ses concitoyens l’avaient envoyé au Sénat. Ses obsèques auront lieu demain à Bois-Tillard ; M. Fleury veut bien y représenter la Société. Une notice sur notre regretté ancien Président sera insérée au Bulletin.
- M. le Président a le plaisir d’annoncer les décorations et nominations suivantes :
- MM. Broca, Burguion, Flaman, Henry-Couannier et Pluvier ont été nommés Chevaliers de la Légion d’honneur.
- M. Baudet, Chevalier du Mérite agricole.
- M. Grimer, Membrejdu Comité du commerce à la Société d’encoura-_ gement. ..........‘
- 'MTÉBerthelot a recuT de la Société d'encouragement, le prix dn 12 000/; M. Hiîiairet, un prix de 3 000 f; des"médaillés d’ôr ont étéTdécernées a MM.‘TfôurtTêrJ "Durenne et Gruner ; des médaillés d'argent à,MM.^Brancher et Burot et une'médaille"commémorative à M. H. Fontaine.
- M. le Président annonce :
- 1° Que MM. Brustlein, Decauville, Poirrier et Sepulchre abandonnent chacun deux bons de l’emprunt de 1889; M. Tamy, un bon, et M. Lou-treuil, quatre bons. Il remercie nos collègues de ces dons généreux:
- 2° Qu’un Congrès international sur la législation douanière et la réglementation du travail s/oüvrlra a Anvers lê 8 août 1892;
- 3° Que la ville d’Oran met au^concôurs deux ""emplois communaux : l’un de directeur des tràvaux comm1i1îaüx7TâÏÏlré'?Mé côhdüôlnur' dé' it section Voirie et Eaux de la ville. Les programmes et renseignements relatifs à ces concours sont déposés au secrétariat;
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- 4° Que M.JE. Cacheux a été nommé membre du Comité d’admission à l’Exposition de Chicago dans la classe 37 (Habitations ouvrières et Économie sociale) et M. A. Kindler dans la classe 14 (Matériel et Procé-des de tissage) ;
- o° Que M. Buquet, Président de la Société, a été nommé Président de la deuxième" section du Congrès dé navigation intérieures^"*'"'
- 6° Qu’une invitation à un banquet a ejp^ a étrangers, membres de notre Société, età ceux quifont partie des Sociétés nous ayant reçus dans leur pays, et qui se trouvent actuellement à Paris ;
- 7° Que M. Lencauchez a envoyé une note sur ^production"maxima de vapeur qui peut être obtenue dans les chaudières de locomotives ; cette note sera insérée au Bulletin de juin et il est intéressant de rapprocher les chiffres qu’elle donne de ceux cités par M. Périssé dans son important travail sur la raffinerie Say ;
- 8° Que M. Tellier a envoyé la copie d’un mémoire datant de 1839 et dans lequel il préconisait dès cette époque les mesures suivantes à pren-dre en vue des épidémies :
- (a) Opérer la vidange des fosses sans les mélanger à l’eau de Seine qui forcément, tôt ou tard, sert à l’alimentation de la Ville et des communes suburbaines;
- (b) Dessécher par le feu les matières recueillies en vue de les transformer en engrais.
- M. Tellier exposait en outre divers projets pour transformer la vapeur d’eau produite en énergie utilisable de diverses façons.
- M. ^Dujardin-Beaumetz a la parole pour présenter à la Société l’ouvrage 'que vient de publier M. Gibon, sur La participation des ouvriers aux bénéfices et les difficultés présentes.
- Lorsque les puissants fondateurs de notre Société mentionnaient, dit-il, parmi ses objets de poursuivre l’étude des questions d’économie industrielle, d’administration et d’utilité publique, l'application la plus étendue des forces et des richesses du Pays, c’est qu’ils avaient justement pensé qu’il convenait que les Ingénieurs Civils dont la vie s’était passée au milieu de ces problèmes apportassent, pour les résoudre, le concours de leur lumière et de leur expérience. C’est à cette tâche que notre collègue, M. Gibon, consacre les loisirs de sa verte vieillesse. C’est ainsi qu’il a publié successivement une série d’ouvrages très appréciés dans le monde des économistes et qui se distinguent par un profond sentiment vécu des choses. Nous citerons : Société coopérative, le Patrimoine de l’ouvrier, la- Liberté du travail et les Grèves, les Garanties pour les fonds d’épargne et de prévoyance, les Accidents du travail et de l’industrie, les Divers modes de rémunération du travail, la Paix des ateliers, institutions de nature à faciliter la conciliation et l’arbitrage entre patrons et ouvriers.
- L’ouvrage que vient de publier M. Gibon et que j’ai l’honneur de présenter à la Société des Ingénieurs civils a pour titre : la Participation des ouvriers aux bénéfices et les difficultés présentes. C’est que M. Gibon ne se dissimule nullement combien est troublée la situation du travail aujourd’hui, et ses nombreuses études portent sur tout ce qui peut contribuer à assurer la paix des ateliers et par conséquent la paix publique.
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- Suivant une méthode, dont il s’est fait une loi, M. Gibon expose tous les faits de la question qu’il étudie ; il laisse la parole à tous les contradicteurs des idées qu’il défend, mettant ainsi sous les yeux du lecteur tous les documents et toutes les appréciations. M. Gibon rappelle que la première application de la participation des ouvriers aux bénéfices a été faite à Paris par M. Leclaire, entrepreneur de peinture, en 1842.
- La pratique de l’idée s’est peu étendue de 1842 à 1870 ; elle compte 16 applications dans cette période de 28 ans et23de 1870 à 1878. C’est en 1878 que M. Charles Robert fonda la Société de participation aux bénéfices, qui est composée des industriels pratiquant ou disposés à pratiquer ce mode de rémunération du travail à titre complémentaire du salaire. Pour propager ces idées, la Société publie le Bulletin de la participation aux bénéfices. Dans l’état actuel des choses, il existait en 1890, en France, 80 applications à 27 genres d’industries diverses. Ces différentes applications sont loin de procéder suivant un type uniforme, et on peut dire que la jurisprudence et la coutume en pareille matière sont loin d’être fixées. ' .
- C’est ainsi que quatre maisons- seulement accordent aux ouvriers le droit de vérifier leur bilan.
- M. Gibon expose combien cette divulgation de la situation industrielle peut avoir, à tous points de vue, des conséquences graves ; il étudie le mot bénéfices et arrive à la. conclusion que la majorité des industries assurent du travail, mais ne réalisent pas de bénéfices. Dans les affaires prospères, il voit un danger dans la fixation même du taux de cette participation qui pourrait devenir l’objet de revendications, tout comme le salaire lui-même.
- L’ouvrier peut-il devenir un actionnaire? M. Gibon ne le pense pas, au moins dans la majorité des cas, et, ainsi qu’il le dit, la participation conduit à la Société coopérative de production.
- Après avoir passé en revue ces objections, M. Gibon expose les opinions diverses des écrivains qui ont attaqué ou défendu la participation. On trouvera ces idées très développées dans l’ouvrage de M. Bohmert, professèur d’Economie politique à Dresde, et aussi dans les notes publiées par MM. Léon Sahler,- Muller et Ernest Brelay, etc.
- On a cherché à appliquer la participation aux bénéfices aux ouvriers de l’Etat et une proposition de loi a été déposée le 22 mai 1891 dans, ce sens par M. Guillemet; l’idée était déjà ancienne, et M. Gibon passe en revue ce qui s’est fait à ce sujet tant à la Chambre qu’au Conseil municipal de Paris. •
- Le projet établit nettement l’obligation d’appliquer la participation pour tous concessionnaires de l’État, des départements et des communes ; les conditions de cette participation seront déterminées soit en charge des concessionnaires, soit au profit des participants ; les inventaires des concessionnaires seront contrôlés. L’État organisera lui-même la parti-' cipation au profit des ouvriers et employés de ses chemins de fer, de ses manufactures. M. Gibon résume - ses critiques sur ce projet en en formulant la double conséquence: 1° que• toutes les concessions de
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- l’État produiront des bénéfices; 2° que l'impôt distribuera des dividendes à toutes les exploitations de l’État.
- M. Gibon défend le salaire :
- « Le salaire est aujourd’hui un mot malsonnant; nous vivons à une » époque de susceptibilité nerveuse qui ajoute encore aux difficultés.
- « Cependant le salaire est le fruit du travail, et les travailleurs de tout » rang qui produisent, dans un intérêt défini, reçoivent un salaire; qu’on » l’appelle traitement, honoraires, paye, etc., le mot ne fait rien à la » chose, c’est toujours le salaire : le ministre est salarié comme l’ingé-» nieur, comme le juge ou le médecin; comme l’ouvrier, le sénateur,
- » le député, tous les hommes attachés à un travail, à une fonction utile,
- » sont salariés. La sagesse des nations dit : Toute peine mérite salaire.
- » Toute peine veut dire tout travail ; le travail honore et inspire la con-» sidération; le salaire n’a rien qui puisse froisser l’âme la plus délicate :
- » nous sommes tous salariés dans l’industrie, l’administrateur comme » le manœuvre. Le salaire est le mode fondamental de la rémunération » du travail ; il est le seul mode pratique qui puisse donner satisfaction » à l’ouvrier; tout autre mode est aléatoire. »
- Mais le mode de salaire que préconise M. Gibon est celui qui intéresse l’ouvrier à la production, à l’économie par tout moyen ; non seulement il préfère le salaire à la tâche au salaire à la journée, mais il recommande l’application de toute prime portant sur les conditions les plus diverses du travail.
- Rappelant ce qu’il a dit dans ses ouvrages antérieurs, M. Gibon montré comment la participation aux bénéfices a fonctionné et fonctionne dans les institutions patronales.
- Dans un langage très élevé, M. Gibon rappelle qu’il convient de ne pas oublier le fonds des choses, qu’il faut renoncer au déplorable engouement pour les formes et les mots. Il insiste sur les conséquences de l’évolution industrielle que nous voyons se produire et, après avoir rappelé que pendant une longue carrière il a servi avec dévouement les intérêts de Compagnies puissantes, il ajoute :
- «Je dirai donc que les. questions qui s’élaborent autour des tapis » verts des chambres de Conseils des grandes Compagnies ne doivent » pas seulement être des questions administratives, des questions tech-» niques ; que môme elles ne doivent pas se borner aux questions de » salaires et à celles si particulièrement intéressantes de questions patronales : elles doivent aller plus loin. Si l’union est nécessaire, si » elle nous est prescrite par les devoirs les plus élevés, si la belle for-
- mule de la démocratie est sincère, si la fraternité qui la termine et la » couronne n’est pas un vain mot qui promet tout et ne donne rien, il » faut que la science qui, d’après F. le Play, maintient l’union entre les » hommes, soit pratiquée. »
- M. le Président remercie M. Dujardin-Beaumetz de l’étude qu’il nous a présentée ainsi que M. Gibon dont les travaux sur les questions qui préoccupent tant de monde à l’heure actuelle seront consultés avec fruit par beaucoup d’entre nous.
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- M. A. Mallet rend compte de l’excursion quia été laite par la Société au Transbordeur pour bateaux de Sauvai. *
- v.M. Mallet rappelle que les membres de la Société avaient été avisés,
- par un programme encarté dans le dernier procès-verbal, qu’une visite aurait lieu le jeudi 21 courant à Meaux afin de voir le nlanjncliné pour' transbordement de bateaux étafxffaTEféâuvaî eUdécrit lEnsTâ^eân’ce'iiü .17 j uin.
- A la suite de cet avis, une vingtaine de nos collègues se trouvaient, jeudi dernier, réunis à la gare de l’Est, pour prendre le train express de 8 heures 5o. Ce nombre était, pour ainsi dire, inespéré, car, d’une part, le temps avait été très mauvais la veille et l’aspect du ciel était encore peu engageant; d’autre part, le Congrès international de la navigation intérieure, dont l’ouverture avait lieu le jour même, nous privait de la présence de plusieurs membres de la Société qui font partie de ce Congrès. Nous devons donc être d’autant plus satisfaits d’avoir pu réunir un nombre relativement aussi considérable de visiteurs.
- A l’arrivée du train à Meaux, nous trouvons des voitures préparées pour nous amener à Beauval.
- Beauval est à 4 kilomètres de Meaux. La route nationale numéro 3, qui forme dès la sortie de la ville un magnifique alignement droit de prés de dix kilomètres de longueur et qui est bordée de chaque côté de beaux arbres, nous permet d’y arriver rapidement. Nous avons trouvé à l’arrivée M. Jules Fournier et son fils qui nous ont souhaité la bienvenue. Un bateau chargé de pierres, préparé par leur soins, attendait dans le bassin inférieur, côté de la Marne, parce qu’il avait paru plus intéressant de lui faire opérer le trajet à la montée.
- Le chariot stationnait au bas du plan incliné ; on l’a fait descendre dans le bassin et deux mariniers ont rapidement amené le bateau sur sa plate-forme. L’appareil s’est mis en mouvement et a remonté le plan incliné, puis est descendu de l’autre côté dans le canal de l’Ourcq; le trajet s’est, effectué sans aucun incident et nous avons pu nous rendre compte de la facilité de la manœuvre, de la douceur du mouvement et de la parfaite sécurité du fonctionnement. La note publiée dans le Bulletin de Mai donnait une description aussi exacte que possible de l’appareil, mais il est beaucoup de détails qui n’avaient pu y trouver place et qu’on comprend mieux de visu. C’est ainsi que les visiteurs ont pu se rendre compte de l’ingénieuse disposition des freins à lame ou freins de grue qui entourent les jantes des roues entre les deux cercles de roulement. Ces freins peuvent, en cas de descente trop rapide, être serrés automatiquement. A cet effet un câble très léger, une sorte de gros fil de fer, est porté sur des poteaux le long de la voie, du côté opposé au câble de transmission ; ce câble est fixe et passe autour d’une poulie portée par le chariot; lorsque celui-ci est en mouvement, la poulie tourne et sa rotation est proportionnelle à la vitesse du chariot. La poulie actionne un régulateur centrifuge qui, dès que la vitesse devient exagérée, manœuvre un déclenchement qui serre les freins ; le reclenchement se fait à la main par le conducteur.
- Nous avons remercié M. Fournier des intéressantes explications qu’il avait bien voulu nous donner sur la marche de l’appareil et l’avons Bull. 2
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- vivement félicité de l'heureuse solution réalisée par lui et de là création qu’il a accomplie d’une force motrice importante qui n’attend plus que de voir des industries venir l’utiliser. Puis nous avons repris le chemin de Meaux. Nous avions été tellement intéressés par l’objet de notre visite que le programme a dû forcément être modifié. C’est le sort de tous les programmes et le nôtre n’a pas fait exception.
- En effet, l’heure réglementaire du déjeuner, fixée à midi pour nous permettre de partir par le train d’une heure, était passée depuis longtemps lorsque nous primes place autour d’une table préparée dans le buffet de la gare de Meaux. Quelques-uns de nos collègues, qui tenaient à rentrer à Paris à temps pour assister à l’ouverture du Congrès de navigation, durent mettre les morceaux doubles pour ne pas manquer le train, mais la plupart purent rendre amplement et tranquillement justice au repas, fort bien servi d’ailleurs.
- M. Jules Fournier avait bien voulu accepter notre invitation et nous avons pu lui renouveler nos remerciements pour l’agréable visite qu’il nous avait permis de faire à une installation de l’existence de laquelle, à si faible distance de Paris, bien peu de gens se doutent. En dehors de l’intérêt présenté par l’appareil lui-même, on est étonné de constater qu’une installation de ce genre qu’on s’attendrait à voir faite par une administration publique, a pu être réalisée par l’initiative et la persévérance d’un simple particulier.
- Nous avions pu apprécier les difficultés techniques présentées par un travail qui embrassait des questions de tout ordre, parties hydraulique et mécanique, fondations, terrassement, maçonnerie, etc., et M. Fournier nous a exposé en outre toutes les difficultés, accumulées dans l’ordre administratif, qui ont entravé pendant près de dix ans la réalisation de son projet et auraient pu en compromettre singulièrement la réussite financière.
- Nous avons utilisé les quelques instants qui nous restaient jusqu’au départ du train de 2 h. 41 pour donner un coup d’œil à quelques-unes au moins des nombreuses choses qu’il y a à voir à Meaux.
- D’abord les vieux moulins sur la Marne, dont un surtout, perché sur une forêt de pilotis et remontant, dit-on au xin° siècle, offre un aspect extrêmement pittoresque ; puis la cathédrale, magnifique monument his-torique,dontles parties les plus anciennes, les arcades inférieures du chœur remontent à la fin du xne siècle, tandis que le reste du chœur et les chapelles de l’abside sont plus récentes ainsi que la façade occidentale qui accuse par la prédominance du gothique flamboyant une date encore plus rapprochée ; cette façade n’a d’ailleurs jamais été achevée, de même que la tour sud qui n’a que la base. Il est bien à regretter que ce bel édifice ait été en partie construit avec des matériaux de qualité inférieure, comme on peut en juger notamment par la disparition presque complète de l’ornementation des portails et de la tour. Nous avons encore examiné le château du chapitre, également monument historique, voisin et contemporain des parties anciennes de la cathédrale, où l’on remarque surtout un escalier extérieur porté par des voûtes dont l’appareil a attiré à juste titre notre attention.
- Nous rentrions à Paris à 3 h. 50, enchantés d’une excursion dont
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- tous les détails avaient été parfaitement réussis,, grâce surtout à l’excellente organisation qu’avait su lui donner notre Agent général et que le temps lui-même avait daigné favoriser, bien plus qu’on n’aurait osé l’es- ' pérer avant le départ.
- Nous pensons que la Société voudra bien se joindre aux membres qui ont participé à ce petit voyage pour remercier M. Jules Fournier defla courtoisie et de la bonne grâce avec lesquelles il s’est mis à sa disposition en permettant de réaliser une visite qui laissera les .meilleurs souvenirs à tous ceux qui y ont pris part'(i).
- M. le Président remercie M. A. Mallet de ces explications qui èom-plètent sa communication du 17 juin dernier.
- M. A. Lavezzari a la parole pour présenter son travail sur le gaz à
- Ce mémoire sera inséré in extenso au Bulletin.* ’
- M. le Président remercie M. Lavezzari des intéressants renseignements qu’il vient de nous donner.
- M. Regnard rappelle qu’il a travaillé avec M. Tessié du Motay, de T8î(T a 1873',' et ses souvenirs lui permettent de dire que tous les renseignements fournis par M. Lavezzari sont parfaiteihent exacts. Dès. 1871, au moyen des procédés Tessié du Motay, on fabriquait à Gommines dans des fours à sole basique, en magnésie, des aciers avec des fontes phosphoreuses. Ces fours étaient chauffés au gaz des gazogènes système Tessié. C'est à la même époque que Tessié du Motay a fait les premiers essais de moteurs à gaz alimentés au gaz de ses gazogènes. Les moteurs à gaz étaient alors à leur début, et c’est sur un moteur vertical Otto qu’expérimenta M. Tessié du Motay, d’ailleurs avec un plein succès.
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- , M. Le Président annonce que l’ordre du jour de la séance est modifié par suite d’une indisposition subite deM. Lencauchez, qui vient de nous aviser qu’il se trouve dans l’impossibilité de faire ce soir sa communication sur les Nouveaux gaz des gazogènes et la récupération du car-bone. * ’ y
- Il donne la parole à M. de Dax pour fournir quelques.renseignements sur Y Exposition de Chicago.
- M. de Dax dit que M. Corthellj notre correspondant à Chicago, nous a fait parvenir, il y a peu de jours, une série de pièces fort intéressantes concernant l’Exposition qui se prépare dans cette ville.
- Ces documents, composés de diverses brochures, journaux, plans, photographies, etc., doivent faire l’objet d’une analyse qui sera insérée au Bulletin, comme Notes de nos Correspondants.
- M. de Dax va brièvement les résumer ce soir, les quelques instants dont il a pu disposer au dernier moment ne lui ayant pas permis d’en faire un examen plus complet. >
- On peut diviser les documents reçus en quatre parties principales :
- 1° Idée première de l'Exposition et réglementation ; , * ^
- 2° Choix de la ville ; Description de Chicago ;
- (1) Étaient présents : MM. Bazin, Cormier, de Dax, Euchêne, Giraud,'. Gobert, Gros-seteste,, Jannettaz, Mallet, Mange, Maximovitch, Olivier, Paponot, Rey, Simon, Weid-knecht-. : y . \ • „ . y - ;
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- 3° Emplacement de l’Exposition et répartition des Palais;
- 4° Etat d’avancement des travaux et description des Bâtiments.
- 1° — L’idée d’une Exposition américaine, en 1893, a été émise en vue de célébrer le quatrième centenaire de la découverte de l’Amérique par Christophe Colomb; d’où son nom de « World’s Columbian Exposition ».
- Elle a été définitivement décidée par un décret du Président des États-Unis, en date du 25 avril 1890.
- Ce décret règle, entre autres questions, celle des marchandises étrangères qui pourraient être soumises au droit de douane, et qui resteraient en Amérique, après l’Exposition.
- 2° — Plusieurs villes, New-York, Philadelphie, Boston, Saint-Louis, pouvaient prétendre à l’honneur d’être désignées comme lieu de l’Exposition. La situation de Chicago, au bord du lac Michigan, la rapidité avec laquelle cette cité s’est développée en peu d’années, et quelques autres considérations, ont fait choisir cette dernière ville qui, à l’heure actuelle, compte plus de 1 500 000 âmes, alors qu’il y a soixante ans sa population consistait en trois familles, habitant quelques maisons faites de troncs d’arbres.
- En présence de l’affluence de visiteurs que ne manquera pas de créer l’Exposition, on se préoccupe de construire d’immenses hôtels et il est probable que 250 à 300 000 personnes pourront trouver facilement à se loger dans la ville (1).
- M. de Dax donne quelques détails sur l’organisation de la municipalité, de la police, du service des incendies, réorganisé depuis le terrible incendie qui détruisit, il y a vingt ans, près de 20000 maisons, occasionnant une perte évaluée à un milliard de francs et dont il ne reste aujourd’hui nulle trace; sur les services des égouts, de la voirie, de l’alimentation d’eau (570 000 m3 par jour, soit à peu près 400 l par habitant), sur les télégraphes et les postes, etc. Ces dernières ont, en 1891, transporté, rien que pour le service des 531 journaux qui se publient à Chicago, un poids de plus de 10 000 t de papier.
- 3° — L’Exposition sera répartie en deux points principaux, Midway-Plaisance et Jackson Park.
- De nombreux tramways, des lignes de chemin de fer, à vapeur, électriques, à câble, aériens, etc., faciliteront les relations entre ces deux points. Le lac Michigan favorisera aussi l’installation de l’Exposition en permettant de donner à la partie fluviale et maritime un développement considérable et tout spécial.
- 4°—L’idée qui semble avoir présidé à la conception du plan de l’Exposition est la création d’un grand nombre de bâtiments affectés chacun à une spécialité et ayant une architecture différente. Palais, des Machines, Palais des Manufactures et Arts libéraux, Palais du Gouvernement, Palais de l’Électricité, des Pêcheries, de l’Horticulture, Pavillon des Dames, Palais des moyens de Transport, de l’Architecture, des Beaux-Arts, etc., chaque grande branche de l’industrie aura le sien, sans compter ceux des nations diverses.
- (1) Voir la Chronique de M. A. Mallet, Bulletin de Juin 1891, page 838.
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- A l’heure actuelle, plus de soixante-deux pays ou colonies ont répondu à l’appel des États-Unis et ont voté des subventions. Les dépenses sont évaluées à plus de 92 000 000 de francs et les recettes à 115 000 000 environ, dont une partie provenant de subventions des Etats américains.
- En terminant, M. de Dax rappelle que notre collègue M. de Chasse-loup-Laubat, est parti la semaine dernière pour Chicago. Il doit se mettre en rapport avec M. Corthell, en vue de l’organisation possible, par notre Société, d’un voyage à faire l’année prochaine aux Etats-Unis.
- De nombreux Congrès (plus de quatre-vingts) doivent en effet avoir lieu pendant l’Exposition, et M. Corthell, qui est Président du Comité d’organisation des Congrès du Génie civil, est à même de nous donner des renseignements fort précieux. 4
- En ce moment même, se trouve à Paris un Ingénieur américain, M. John C. Dore, Délégué au Congrès de Navigation Intérieure par la Commission des Congrès de l’Exposition de Chicago, et qui est venu spécialement dans le but d’inviter les diverses sociétés scientifiques à prendre part à ces Congrès en 1893.
- Nul doute que, grâce à l’entente de nos collègues, on ne puisse arriver à mener à bien le projet en question. Nous sommes assurés de trouver auprès des Ingénieurs américains, dont beaucoup sont venus à Paris en 1889, un accueil très cordial. Il y aura certainement à faire un voyage des plus intéressants et des plus instructifs.
- M. le Pbésident remercie M. de Dax de l’analyse qu’il vient de présenter.
- La séance est levée à dix heures un quart.
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- LE PREMIER
- RÉSEAU FRANÇAIS DE CARLES SOUS-MARINS
- 1 î..', .... '
- PAR
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- *
- jYX. Ernest VLASTO
- Il y a un an, nous attirions votre attention sur l’industrie nouvelle des câbles sous-marins dont la Société générale des Téléphones avait doté la France. • : * .
- Nous parcourions ensemble l’usine qui venait d’être terminée à Calais; nous étudiions le réseau immense des câbles sous-marins du globe, tous de fabrication anglaise; nous comptions le milliard confié par les Anglais à la mer, domaine d’où la France semblait exclue à jamais.
- Nous vous faisions voir la faute qu’on avait commise en laissant les Anglais s’emparer de toutes les communications sous-marines, comme ils s’étaient saisis dé tous les détroits ; nous admirions avec vous et ^leur activité et leur ténacité et leur intelligence commerciale. Nous vous annoncions que, désormais, la France cesserait d’être tributaire de l’industrie anglaise pour les câbles sous/-marins. Yous avez applaudi et encouragé nos efforts, mais vous restiez, au fond, sceptiques quant aux résultats.
- Nous avions l’instrument de travail, c’êst-à-dire nos usines, et nous savions nous en servir. Mais où l’appliquer?
- Tous les points du globe où le trafic était suffisant pour alimenter un réseau, un câble, n’étaienl-ils pas reliés par des Compagnies anglaises? N’étionsnous pas isolés, sans appui, en présence de la puissante coalition de ces Compagnies? Ces réflexions sages hantaient l’esprit de plusieurs d’entre vous ; l’avenir restait incertain. I
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- Cependant, nous ne nous sommes pas jetés dans cet incertain sans quelques précautions.
- Quand la Société générale des Téléphones décida de créer, à Calais, son usine à câbles, elle avait un programme; elle s’assura, par le concours prêté à la fondation delà Société française des Télégraphes sous-marins (1888J, un client qu’elle espérait voir grandir. Du même coup elle obtenait de ladite Société une commande importante, qui était un puissant encouragement.
- Ainsi, les rôles étaient bien nets : la Société des Téléphones dans son usine de Calais construirait des câbles commandés par l’État, ou toutes autres Compagnies d’exploitation de câbles sous-marins: de plus, elle poserait et entretiendrait ces câbles.
- D’autre part, les Compagnies d’exploitation, à leurs risques et périls, entreprendraient de relier telle ou telle région, après s’être assurées, par une étude sérieuse du trafic local, que la ligne nouvelle serait avantageuse et qu’elle créait ou rendait plus économiques les relations télégraphiques existantes.
- Jusqu’à ce jour la Société générale des Téléphones n’a eu a travailler, en dehors des commandes de l’État, que pour la Société française - des Télégraphes sous-marins : c’est l’histoire de ce jeune réseau que je vous demande la permission d’exposer ce soir. Cette histoire est utile à connaître ; elle vous montrera ce que peuvent la volonté et la patience énergique déployées par la Compagnie française et comment, privée du concours moral et pécuniaire de l’État, elle est parvenue néanmoins à réaliser une partie dé son programme.
- • ' I. ,
- Historique du Réseau.
- La Société française des Télégraphes sous-marins avait été créée en mai 1888 pour utiliser des concessions d’atterrissement acquises par elle en différents points des Antilles : Yénézuela, Curaçao, Haiti, Saint-Domingue, Cuba, Martinique, Guadeloupe, Guyane française et Guyane hollandaise. Seules, la Martinique et la Guadeloupe étaient desservies directement par les lignes anglaises. Tous les autres pays devaient envoyer leurs dépêches par bateau aux stations déjà reliées par diverses lignes, toutes anglaises, sa-
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- vamment combinées pour nécessiter un parcours multiple et pour ne pas se faire concurrence entre elles.
- Le réseau français, le premier réseau français des câbles sous-marins, se forma peu à peu. Il contrariait les petites Compagnies anglaises qui l’entouraient, mais il aurait dû être toléré avec une certaine bienveillance par la plupart des grandes Compagnies, car il alimentait, de l’apport des régions nouvellement desservies, les grandes lignes d’issue vers l’Europe ou les Etats-Unis.
- . A ce moment, ce réseau français restreint, isolé, confiné dans des régions à trafic limité, tributaire des grandes lignes anglaises, était sans grand horizon et devait forcément se contenter d’une honnête prospérité. En Angleterre, on laissait faire, d’autant mieux que les premiers câbles posés pour la Compagnie française étaient fabriqués dans la Tamise, transportés par des navires anglais, immergés par des Ingénieurs anglais.
- La Société française des Télégraphes sous-marins ne pouvait cependant se confiner dans ce rôle réduit :. ses vues étaient plus vastes. Elle les réalisa habilement et rapidement. Elle obtint, malgré les efforts contraires, le privilège d’atterrissement au Brésil (10 janvier 1890) des lignes venant des États-Unis ou des Antilles, et elle reliait le réseau terrestre du Brésil à son propre réseau. C’était un débouché, une issue vers le Sud-Amérique ; c’était surtout une barrière ,infranchissable établie entre le vaste réseau anglais de la « Western and Brazilian-'Company » et les réseaux anglais qui entourent l’Amérique du Nord.
- Ce coup inattendu fît nettement voir aux Compagnies anglaises qu’une rivalité dangereuse menaçait désormais leurs monopoles. On peut juger des efforts déployés pour entraver les progrès du réseau français.
- C’est à cette époque que l’usine de Calais fut achevée (décembre 1890); elle prît la commande de 1 700 milles marins de câbles qui furent fabriqués et posés par la Société générale des Téléphones, reliant la Martinique à Cuba, d’une part, et, d’autre part, mettant en relation le réseau français par Cayenne et Yizeu avec le réseau d’État du Brésil.
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- Les réseaux de câbles du monde.
- Il n’est peut-être pas inutile, pour bien comprendre l’histoire de la télégraphie sous-marine, de jeter un coup d’œil sur la manière de procéder des Compagnies anglaises, si intelligente et si habile, pour s’assurer le droit d’exploitation et le monopole des lignes sous-marines. On comprendra mieux les difficultés contre lesquelles dut se défendre l’influence française.
- A cet effet, un examen rapide du groupement des réseaux anglais ne peut être qu’instructif d’autant plus que c’est la première fois qu’il est signalé en France. Voici comment les choses se passaient : *
- Une Compagnie privée .obtenait d’un État une concession exclusive d’atterrissement pour les câbles partant d’un point donné : prenons comme exemple la « Brazilian Submarine Telegraph Company ». Après s’être assurée du Portugal, vers 1874 et pour 25 ans, les atterrissements de Madère, elle obtenait du Gouvernement brésilien le monopole exclusif de tout câble venant de cette île pour une égale durée de 25 ans.
- Le Brésil, très heureux d’être relié à l’Europe sans bourse délier, accordait volontiers cette concession. De son côté, le Portugal, également intéressé à faciliter les relations commerciales, de ses nationaux, et peut-être aussi moyennant quelques facilités de transmission accordées à ses dépêches officielles, assurait ce monopole avec plaisir.
- La Compagnie anglaise, rendue maîtresse du trafic et des tarifs, s’entendait avec des Compagnies qui prolongeaient son propre réseau, allongeait, doublait lés lignes et multipliait les transmissions pour que le plus grand nombre de Compagnies anglaises pussent profiter du trafic et s’y intéresser.
- Elle était ensuite maîtresse de toute entreprise nouvelle partant de son atterrissement brésilien pour se continuer sur les côtes brésiliennes.
- La marche-type, suivie pour la ligne Lisbonne-Madère-Pernam-bouc, se reproduisit presque identiquement partout où il put se créer un monopole ; les Anglais faisaient peu de bruit, l’indiffé-
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- rence des antres pays était complète. Or, voici les résultats atteints par les Compagnies anglaises. r
- Si l’on envisage les réseaux généraux des câbles du globe (107000 milles marins), sans se préoccuper des branchements secondaires, on peut classer ces réseaux en quelques groupes très logiques (1):
- 1° Le réseau Nord-Atlantique (5 Compagnies _ = 28 000 milles marins) : grâce à l’absence de monopole, les États-Unis n’ayant jâmais accordé de concession exclusive, 10 câbles concurrents se sont établis. Le tarif pour environ 3 000 milles est de 1,25 fie mot, soit 0,041 /' les 100 milles de parcours, en moyenne. Il y a une ou deux transmissions au plus. ’ *
- 2° Le réseau de YEastern (21 800 milles) et de YEastern Extension Australasia and China (12900 milles). Des intérêts .majeurs aux Indes et en Chine ont obligé le Gouvernement anglais à favoriser puissamment la Compagnie qui pouvait lui donner des communications rapides et directes avec ces lointaines colonies. Ainsi on voit le réseau partant d’Angleterre — presque toujours à double ligne, pour parer aux accidents — passer par Gibraltar, Malte (glanant au passage le réseau de l’Adriatique, de la mer Noire et de l’Archipel), touchant à l’Égypte, et, à travers la mer Rouge, arrivant à Aden et de là à Bombay.
- A Aden, un embranchement suit la côte Est d’Afrique et touche Zanzibar, 'Mozambique, Natal (Eastern and South African Telegraph Company (6 500 milles).
- -De Madras, YEastern Extension Australasia and China se dirige, d’une part, sur Saïgon et sur a Chine (Hongkong, Shanghaï) et le Japon ; d’autre part, de Singapoor sur l’Australie.
- Pour ce réseau, pas de concurrence, sinon les quelques mauvaises lignes terrestres qui traversent la Turquie, la Perse, l’Afghanistan, et que les gens bien renseignés se gardent de prendre, malgré les prix réduits, pour ne pas subir des retards infinis.
- ‘• Il en résulte l’arbitraire le plus absolu. Prenons un exemple : Un mot de New-York à Yokohama coûtera :
- Aux -i 00 milles
- New-York-Paris 2 transmissions . 3 000 milles 1,25 f 0,041 f Paris-Yokohama 12 transmissions 9 000 milles 13,25 0,140
- 12 000 milles 14,50
- moyenne de ‘ 0,12 aux 100 milles. ' f • -
- (via Malte-Singapoor). V' f r
- ” (1) Voir la carte spéciale qui accompagne cette communication (PI. 66). \ :
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- Un mot pour Aden coûtera de Paris (2 000. milles) 4,25 f, soit les 100 milles 0,212/.
- 3° Le réiseau de la Côte Ouest de l'Afrique. Ce'réseau comprend deux Compagnies : la West Africain Telegraph Company (3 000 milles) • reliant Dakar à Loanda et VA frican Direct Telegraph.Company (2 700 milles) reliant la précédente aux îles du Cap-Vert et aux grandes' lignes Madère-Europe.
- Un télégramme pour Kotonou coûtera 11,50 f le mot pour 4000 milles, soit les 100 milles, 0,28 f.
- 4° Le réseau de VAtlantique-Sud. La Brazilian Submarine Telegraph Company (7 300 milles) qui relie Lisbonne à l’Amérique du Sud et la Western and Brazilian Telegraph Company (3 700 milles) qui n’est que le prolongement, le long de la côte dû Brésil, delà ligne précédente, monopolisent toutes les communications avec P Amérique du Sud. Aussi. un mot de Paris à Pernambouc coûte 8 f, soit par 100 milles. 0,22 f.
- 5° Le réseau Pacifique-Sud (2 Compagnies) Central and South * American Company (3100 milles) et le West-Coast of America Telegraph Company (1 700 milles) qui desservent péniblement les États déjà très bien mimis de .lignes terrestres, tels que : Chi.li, Pérou, Équateur, Colombie et Amérique Centrale.
- Vu la concurrence de ces lignes terrestres, un mot d’Europe pour, le Chili coûte moins cher qu’un mot pour la Guyane anglaise.
- 6° Le réseau des Antilles. Trois Compagnies: la Cuba Submarine Telegraph Company :(900 milles), la West India and Panama Telegraph Company (4000 milles) et la Mexican Telegraph Company (700 milles) •; avaient, jusqu’à la constitution de la Société française .des Télégraphes sous-marins (3 750 millfes), le monopole exclusif de l’Amérique Centrale empêchant par leurs concessions to.ut rapport -direct entré le Nord et le Sud Amérique, favorisées par les grandes/ lignes à ‘qui elles rendaient service. Aussi elles profitaient de la. s.ituation, et un télégramme pour. PortorRico ou Grenade coûte 12 /, après avoir coûté jusqu’à 18 f avant que la Compagnie Française ne vînt troubler le monopole paisiblement exploité.
- En résumé, six réseaux composés chacun de plusieurs Compa-gnies dont les intérêts sont copununs, quand ellesme dérivent pas les unes des autres, distinctes en apparence par suite de considérations locales, présentent les tarifs .^suivants aux 100 milles parcourus : 1 ... • ,v'- »
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- 1. Réseau. Le mot 0,041 f..................... concurrence.
- 2. — — 0,14 à 0,21 f, . . . pas de concurrence active.
- 3. — — 0,28 f.............'.................monopole.
- 4. — — 0,22 /. . . ...............monopole à sa fin.
- 3. — — 0,16 f................concurrence terrestre.
- 6. — — prix variable, élevé, mais dû à l’absence
- d’issues du réseau français vers les États-Unis ou vers l’Europe.
- On conçoit que l’arrivée; dans la mer des Antilles du nouveau réseau français n’était pas faite pour réjouir les Compagnies établies.
- Nous avons vu que, grâce à la concurrence, le mot entre l’Europe et les États-Unis ne coûtait que 1,25 f. La traversée des États-Unis par lignes terrestres coûte beaucoup moins. Une communication directe espérée, mais pour le moment, entravée par des intrigues étrangères, entre les États-Unis et le réseau français, rendra la lutte plus vive et sans aucun doute fera baisser les tarifs du réseau des Antilles au plus grand profit des consommateurs.
- Pour faire comprendre l’importance de l’action bienfaisante exercée par l’intervention dû réseau français, prenons un exemple typique. Supposons une dépêche provenant de. Pernambouc avant la constitution du réseau français et expédiée à New-York. Elle peut arriver à Pernambouc, soit par voie de terre (ligne d’Etat Brésilien) (1), soit par voie du câble côtier de la Brazilian Company.
- En théorie, chacun a le droit de choisir, pour arriver de Rio à Pernambouc, la voie qui lui convient ; mais en pratique, le client préfère la voie plus coûteuse du câble, au détriment des lignes de l’État, car son télégramme, viâ terrestre, arrivé à Petnambouc, attendra que toutes les dépêches par câbles soient écoulées ; quelquefois trois jours de perte. De Pernambouc, le télégramme sera envoyé à Madère (2e transmission) ; de Madère à Lisbonne (3e transmission) ; de Lisbonne en Angleterre (4e transmission) ; d’Angleterre à New-York (5e transmission). Au total, cinq transmissions et 8 000 milles de route.
- On voit d’ici le retard, l’arbitraire, les prix. Comparant la trans-
- . (1) Lire dans le Brésil à l'Exposition de 4889, le rapport très intéressant de M. le marquis de Capanema sur les difficultés inconnues à nos télégraphistes que rencontre l’entretien des lignes télégraphiques au Brésil.1
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- mission par le nouveau réseau français, la dépêche de Rio, venue par câble ou par les lignes terrestres, aux frontières nord du Brésil, à Yizeu, sera réexpédiée par voie directe à New-York et n’aura que trois transmissions et 3 000 milles à parcourir : elle arrivera dans la journée, tandis que l’autre mettra deux ou trois jours.
- Get exemple fait voir quels avantages tiraient les réseaux télégraphiques sous-marins anglais du monopole que les circonstances et leur intelligente habileté leur avaient procuré.
- Le désir qu’avaient le commerce et les Etats d’avoir des communications sous-marines explique les facilités accordées aux premières lignes entreprises. Les immenses intérêts que l’Angleterre possédait aux Indes, en Chine, en Australie expliquent les secours tout-puissants, moraux et matériels que le Gouvernement anglais prodigua aux Compagnies nationales. *
- L’inflence du commerce maritime anglais, l’intelligence, la ténacité des représentaots officiels de l’Angleterre expliquent les succès de l’extension des lignes anglaises.
- Mais cette facilité relative du succès avait ses dangers. Le premier de tous fut d’encourager les Compagnies, partout où nulle concurrence n’était à craindre, à ne faire que des tracés économiques comme prix de premier établissement et avantageux comme exploitation: l’exemple, que nous avons cité plus haut du câble-gramme Rio-New-York est une preuve flagrante. Pour frapper mieux encore vos esprits, suivez le parcours d’un câble-gramme de Pékin ou Yokohama à San-Frâneisco : vous serez effrayé du trajet.
- Le second danger grave auquel les-Compagnies anglaises commencent à se heurter, c’est l’expiration de leurs concessions.
- Le grand mouvement des câbles s’est manifesté de 1867 à 1875 (1): les lignes établies à cette époque approchent de leur vingtième année. Or la durée des concessions des monopoles n’a généralement pas4dépassé vingt-cinq ans.
- On voit d’ici deux conséquences qui éclairent l’horizon de ceux qui veulent faire concurrence aux monopoles anglais :
- 1° Les États n’étant plus liés par leurs concessions ne seront plus obligés de s’adresser exclusivement aux Anglais. Le public en profitera.
- 2° Les Compagnies sérieuses devront, par des tracés rationnels,
- (1) Voir la communication faite à la Société des Ingénieurs Civils par M. Ernest Vlasto, en mars 1891.
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- par des câbles à large débit, par un abaissement* des tarifs, augmenter dans des proportions inconnues le trafic toujours croissant de leur réseau, tout en faisant des affaires fructueuses. Nous assisterons, avant dix ans d’ici, à une transformation lente mais certaine du régime de l’exploitation des câbles sous-marins, et le calme de cette révolution s’expliquera par la grandeur des efforts qui devront être tentés dans cette voie.
- En présence de cette situation, l’avenir de l’industrie française des Télégraphes sous-marins nous parait très rassurant. Examinons cet avenir.
- / ' . ' *
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- , Avenir de la Société française tsj.es Télégraphes sous-marins.
- '*#
- Commençons par déclarer que cet avenir, que j’entrevois, ne s’applique pas exclusivement à la Société des; Télégraphes sous-marins. Jusqu’à présent c’est elle seule qui a travaillé d’une façon effective. Elle ne peut avoir la prétention de rester seule. D’autres efforts pourront se joindre àux siens. Nous serons des premiers à nous en féliciter. '
- Mais pour le moment nous ne pouvons parler que de la Société des Télégraphes sops-marins.
- Cette Société occupe aujourd’hui aux Antilles une position stratégique très avantageuse et coupe l’Amérique en deux, comme nous l’avons indiqué. Elle est reliée déjà à la partie Sud par les concessions monopoles qu’elle a obtenues du Brésil ; elle obtiendra peut-être bientôt, malgré tous les efforts contraires, d’être reliée également à l’Amérique du Nord, et elfe sera ainsi, sur le versant maritime Est de l’Amérique, maîtresse des communications pdr câble. Il lui manquait d’être rattachée*à l’Europe pour dominer la situation et être indépendante des Compagnies anglaises: une seule voie lui restait ouverte et les Anglais qui l’ont bégligée, jusqu’ici systématiquement, doivent le regretter sincèrement, c’est la voie dé Lisbonne-Açores-Antilles. , A,
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- Dès le début de la télégraphie sous-marine, c’était le chemin indiqué pour reliej?. l’Europe à l’Amérique : un ou plusieurs câbles, allant de Lisbonne aux Açores et des Açores aux Antilles, direc-tement ou par les Bermudes, auraient remplacé à moitié prix les nombreuses et coûteuses lignes de l’Atlantique Nord, ainsi que celles de l’Atlantique Sud.
- Il est probable qu’au début on avait' été effrayé de la longueur des 3 000 milles de câble d’une seule venue et des profondeurs de 6 000 m.
- Plus tard, quand la difficulté technique n’effrayait plus, cette ligne aurait compromis les intérêts de réseaux existants, et l’entreprise étant Hardie et coûteuse, on a fait le silence.
- La Société française des Télégraphes sous-marins vient de s’emparer très habilement de la voie centrale que nous venons d’indiquer.
- Il y a quelques jours, le 10 juin 1892, elle a obtenu du Portugal la concession exclusive de l’atterrissement aux Açores, après une lutte qui fait autant honneur à ses administrateurs qu’à la diplomatie française qui a vaillamment soutenu les intérêts français. C’est un grand succès auquel nous applaudissons patriotiquement., Le chemin est ouvert et il faut espérer que l’on ne tardera pas à se mettre à l’cCuvre pour joindre les Açores aux Antilles et au réseau français de la Société des Télégraphes sous-marins. Mais c’est une entreprise ardue, audacieuse, coûteuse et qui. ne peut se . passer du puissant appui de l’opinion publique et du concours de l’État.
- IV
- Situation actuelle de la Société françaisé des Télégraphes sous-marins.
- Il nous reste à examiner en détail le réseau français qui. est aujourd’hui, par ordre d’importance, le dixième sur vingt-six dans la liste des réseaux sous-marins du monde appartenant à des Compagnies privées.
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- A la date du 1er janvier 1892, ce réseau s’étend sur une longueur de 3 755 milles marins (6 952 km) ainsi répartis :
- LIGNES * LONGUEURS (milles marins) DATE DE LA POSE
- De la Guayra à Curaçao 163,37 1888
- De Curaçao à Saint-Domingue 454,47 —
- De Belleville-Bay (Martinique) au Gozier (Guadeloupe). 101,99 1889
- Du Gozier (Guadeloupe) à Saint-Louis (Marie-Galante). 19,81 —
- De Cap-Haïtien à Puerto-Plata (Haïti) . . 117,83 1890
- De Cuba au Môle-Saint-Nicolas 177,41 —
- Du Môle-Saint-Nico'as à Cap-Haïtien 96,04 —
- De Fort-de-France (Martinique) à Paramaribo (Guyane-Hollandaise). 777,23 —
- De Puerto-Plata à Fort-de-France (Martinique). . . . 787,42 1891
- De Paramaribo à Cayenne 257,53 —
- De Cayenne à Vizeu (Brésil) 662,32 —
- Du Môle-Saint-Nicolas à Port-au-Prince 124,76 —
- De Fort-de-France à Saint-Pierre 14,86 -
- 3 755,04
- L’ensemble des recettes de ce réseau est en progression constante.
- Les subventions qu’il a obtenues des diverses colonies ou pays indépendants, prouvent tout l’intérêt que présente cette œuvre, et s’élèvent à 355 000 f par an. Les frais d’exploitation ont atteint environ 250 000 f.
- La carte annexée à la présente note vous donne tous les détails du réseau de la Société française (PI. 66).
- Permettez-moi de profiter de l’occasion pour vous signaler, en passant, un fait auquel il est bon de donner une date. Tout le monde a parlé du câble de Calais-Douvres qui relie téléphoniquement Londres à Paris. Ce câble posé en 1891, d’environ 18 milles, a fait honneur aux Ingénieurs qui l’ont conçu (1), mais il n’est pas, comme on l’a dit et répété, lepremier câble sous-marin téléphonique. La Société générale des Téléphones en 4889 a posé un câble entre la Guadeloupe et la Marie-Galante (longueur 19 milles 81) qui,-depuis lepremier jour, a fonctionné téléphoniquement, sans interruption entre les deux îles. Ce câble fabriqué aux usines Rattier, àBezons, a été posé par la Société des Télégraphes sous-marins, et c’est une priorité qu’il convient de signaler, puisque nous avons l’occasion de parler du réseau qui l’exploite ; d’autant plus, je le ré-
- (1) M. Preece, chef ingénieur du Post-Office.
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- pète, qu’il ne faut pas laisser s’établir cette légende que le câble Calais-Douvres a été le premier du genre.
- Y
- Types des câbles employés.
- Un câble sous-marin se compose des éléments suivants :
- 1° Un conducteur en cuivre, généralement une cordelette de 7 fils de cuivre de haute conductibilité ;
- 2° Une gaine isolante en gutta-percha, composée de trois couches successives alternant avec une couche agglutinante de composition Chatterton.
- Ce cuivre et cette gutta, dont le poids et les dimensions varient avec la longueur des câbles, forment la partie réellement utile, ce qu’on appelle l’âme du câble. Il faut la protéger contre les chocs, autant pendant le transport que pendant l’immersion et dans le fond des mers. Une armature est donc indispensable.
- 3° Cette armature est variable avec les profondeurs d’immersion et avec la nature des fonds. Elle est toujours composée d’une gaine en filin ou jute tanné qui protège la gutta contre la pression des fils de fer. Sur cette gaine vient l’armature en fil de fer. Ce fil de fer ou d’acier est çle section et de résistance variables, suivant la profondeur : plus les fonds sont grands, plus le poids du câble tend à le briser et plus la résistance de rupture doit être grande. Ordinairement la force de résistance varie entre quatre et dix tonnes.
- Quand le câble est destiné à des fonds supérieurs à cent brasses, où ne peuvent l’atteindre ni les ancres des navires, ni le mouvement des flots (les fonds supérieurs à 50 brasses sont dans une immobilité parfaite et les vagues y sont inconnues), on ne se préoccupe de donner au fil d’armature que la résistance nécessaire à la pose ou au relèvement éventuel.
- Quand, au contraire, on se rapproche des côtes, il faut prévoir les ancrages, le. ressac, l’usure par les galets, par les roches. Il faut donc donner au câble d’atterrissage non seulement double armature, mais encore renforcer cette armature par des diamètres de fils qui atteignent 7 et 8 mm.
- 4° Enfin, par-dessus l’armature en fil de fer galvanisé, on en-Bull. 3
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- roule deux couches, soit de ruban, soit de filin goudronné, séparés par une composition posée à chaud, à hase de bitume et de silice. Cette composition élastique et en même temps très dure sert de protection contre les nombreux ennemis perforants qui peuplent le fond des océans.
- Voici les trois types adoptés pour le réseau des Antilles. Ame
- Cuivre (7 fils de cuivre) au mille marin......... 59 kg
- Gutta (3 couches) — —............. 59
- Poids par mille. . 118 kg
- La résistance électrique, à la température de 24° cent, ne devait pas dépasser 9,65 unités BA (ohms). Le fil central de la cordelette et les 6 fils extérieurs devaient être réunis par une couche de composition Chatterton. Le diélectrique, formé de 3 couches de gutta alternant avec autant de couches de composition Chatterton, devait présenter un isolement minimum de 1 500 O.
- Armature.
- 4° Mer profonde
- Ame.......................................... 118 kg
- Filin protecteur (juté tanné) ......... 115
- 17 fils d’acier galvanisé de 2 1/2 mm diamètre . 1150
- Filin goudronné................................ 225
- Composition asphaltique ....................... 200
- Poids par mille . . 1 808 kg
- 2° Cable de fonds moyens
- Ame............................................ 118 kg
- Filin protecteur............................... 150
- 12 fils d’acier ( 41/2 mm) .................. . 2 800
- Filin goudronné . .... . .................... . 330
- Composition asphaltique. .................... . '250
- Poids par mille . . 3 648 %
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- 3° Câble d’atterrissement
- Ame............................................. 118 kg
- Filin protecteur................................ 115
- 17 fils d’acier (2 1/2 mm) première armature. . 1150 12 fils d’acier (7 mm) seconde armature .... 6 850
- Filin goudronné................................. 050
- Composition asphaltique......................... 700
- Poids par mille . . 9 583 kg
- Les profondeurs que l’on avait à atteindre n’ont pas dépassé 3 000 m, le fer homogène (ou acier doux) n’a donc pas subi une traction excessive : on s’est contenté d’exiger 80 kg par millimètre carré de section et l’on n’a pas eu à se préoccuper de l’allongement.
- Tel ne serait pas le cas pour les profondeurs des câbles de Lisbonne-Açores et au delà. On atteindra près de 5 000 m. Pour que le câble ne se rompe pas sous son propre poids, il sera nécessaire que ce poids soit réduit autant que possible, tandis que la résistance à la rupture sera augmentée le plus possible. Il sera probablement nécessaire d’employer des fils d’acier résistant à 120 kg et ayant un allongement avant rupture de 4 à 5 0/0.
- VI
- Conclusions.
- Résumons en quelques lignes renseignement à tirer des pages qui précèdent.
- L’habile et intelligente initiative des Anglais, stimulée par des besoins commerciaux et encouragée par le gouvernement anglais qui ne ménagea ni sa diplomatie ni son argent, assura pendant 25 ans un véritable monopole aux Compagnies de câbles sous-marins anglaises ; ces Compagnies prirent possession du monde.
- Par une chance heureuse, une lacune fut laissée dans le réseau tissé avec tant de soin. La Compagnie française des Télégraphes sous-marins a trouvé sa place au milieu des lignes anglaises des Antilles et s’est emparée d’une position stratégique qui lui promet un avenir sérieux.
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- La jonction directe du réseau français des Antilles avec l’Eu-rope mettrait la Compagnie française sur un pied d’égalité, peut-être même de prépondérance avec les,Compagnies anglaises dans l’Atlantique, malgré le temps perdu jusqu’à ce jour.
- Il 'faut se garder de manquer cette occasion unique — que jamais on ne retrouverait — et cela dans l’intérêt du pays.
- L’État français aura pour devoir d’aider les efforts des Compagnies nationales comme le gouvernement anglais l’a toujours fait pour les siennes.
- Le danger de concurrence auquel sont exposés les réseaux anglais est si grand et si bien compris des Compagnies étrangères intéressées que rien ne sera négligé par elles pour faire échouer l’entreprise française.
- Messieurs et chers collègues, réfléchissez aux choses que je vous ai dites et surtout à celles que je vous laisse deviner, car elles ne doivent pas être dites ici. Vous penserez que — à propos de câbles sous-marins — de graves questions s’agitent qui touchent notre commerce, notre industrie et notre influence politique.
- Vous conclurez, comme moi, que c’est un devoir d’étudier sérieusement, avec conviction, ces problèmes nouveaux pour nous, et nul effort individuel puissant ou modeste ne sera superflu pour remporter une victoire industrielle sur laquelle il nous est légitimement permis de compter.
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- LE CHILI
- MINIER, MÉTALLURGIQUE, INDUSTRIEL
- PAR
- M. Ch. VATTIER
- PREMIÈRE PARTIE
- L’éminent professeur Leplay, en 1848, publiait un-ouvrage intitulé : Description des procédés métallurgiques employés pour la fabrication du cuivre dans le Pays de Galles et recherches sur l'état actuel et l'avenir de ce métal.
- Leplay voulait préparer une concurrence française à l’industrie métallurgique anglaise du Pays de Galles et disait : « J’ai été conduit à examiner si, comme je l’ai fait à l’occasion des fers et aciers, la supériorité incontestable de la Grande-Bretagne impliquait nécessairement la conservation du monopole exclusif dont elle a joui jusqu’à ce jour et s’il existe sur le continent européen, principalement sur le territoire français, des localités aussi avantageusement situées que le Pays de Galles pour élaborer les minerais de cuivre exploités dans les diverses parties du globe. » Il indiquait même, comme localité favorable, le bassin de Caronte dans le midi de la France.
- Malheureusement on ne fit pas assez attention aux travaux de Leplay, et Swansea a continué à monopoliser le marché du cuivre, de même que les marchés de salpêtre, borax, manganèse, produits miniers et métallurgiques, etc., ont été monopolisés par divers pays d’Europe et des États-Unis, presque complètement aux dépens de la France qui ne reçoit que très peu de ces produits.
- Ne pourrait-on pas amener et traiter en France un grand nombre de produits métallurgiques de l’Amérique du Sud, actuellement monopolisés, surtout par l’Allemagne et traités dans les usines impériales de Hambourg et autres? Voilà le point principal sur le-
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- quel il faut appeler l’attention et qui surtout a motivé la présente communication.
- Le débarquement provisoire au Havre d’une partie de ces produits et leur envoi postérieur à Hambourg prouvent que la question des transports sera en faveur du marché français.
- Il existe une liste de relevé des douanes du Havre de 1891 qu’on peut consulter et qui indique la consignation dans ce port des minerais d’argent, de cuivre, plomb, étain, ainsi que des métaux: cuivre, étain brut, bismuth, antimoine, etc., provenant des républiques Argentine, Chili, Pérou, Bolivie.
- Pour les produits spéciaux du Chili, on trouvera plus loin les détails relatifs à la production des métaux, produits métallurgiques intermédiaires et sous-produits, dans ce pays.
- Il convient, dès maintenant, de mettre les industriels français en garde contre un subterfuge employé par les acheteurs actuels pour éviter la concurrence : ces acheteurs font publier des tarifs imprimés indiquant des prix fantaisistes très réduits en échange des minerais, mattes et métaux et variant suivant les titres, compositions, etc., etc.
- D’autres concurrents, prenant comme bases ces tarifs, ont cru pouvoir s’emparer du marché en offrant des prix un peu supérieurs, mais leurs offres restaient bien au-dessous des prix réels payés par les premiers acheteurs qui, tout en publiant grand nombre de tarifs officiels, s’empressent d’envoyer à tous les chefs d’usine de l’Amérique du Sud des offres spéciales et dépassant quelquefois de 20 à 30 0/0 celles indiquées dans les tarifs.
- J’ai donc cru utile de faire un relevé de comptes de vente de divers produits métallurgiques obtenus dans l’usine métallurgique de Maitenes (province de Santiago), en analysant les divers éléments des factures, tenant compte des questions de change, monnaies, etc., et faisant connaître ainsi les vrais prix auxquels, actuellement, on paye ces produits en Allemagne, Angleterre, etc.
- (Yoir comme exemples de factures de vente les Annexes, pages 123 et suivantes.)
- Pour faciliter le développement de l’industrie et du commerce français, il faut, comme on le fait dans d’autres pays d’Europe, surtout en Angleterre, Belgique et Allemagne, faire connaître par des communications, des correspondances et des publications nombreuses, tout ce qui se passe à l’étranger et surtout dans les régions lointaines. C’est le devoir de l’Ingénieur français qui s-’ex-
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- patrie, d’apporter au foyer intellectuel commun les connaissances qu’il a pu acquérir à l’étranger, de faire profiter ses compatriotes de son expérience et d’éviter ainsi de cruelles déceptions aux innovateurs, tout en indiquant quels sont les champs ouverts à l’application de découvertes faites dans leur pays. C’est dans ce but que je crois devoir faire connaître une partie des données industrielles et surtout métallurgiques que j’ai'pu recueillir dans l’Amérique du Sud et surtout au Chili, pays dans lequel j’ai résidé pendant de longues années et où j’ai installé et dirigé de grandes exploitations de mines et usines métallurgiques.
- Avant d’aborder les questions purement techniques, il est utile de dire quelques mots sur cette région de l’Amérique du Sud.
- DONNÉES GÉNÉRALES SUR LE CHILI
- De tous les pays de l’Amériquedu Sud, au point de vue qui nous occupe, le plus intéressant est certes le Chili.
- Quoique ce pays ait été déjà l’objet de nombreuses publications, j’indiquerai les points les plus saillants méritant d’appeler l’attention.
- Dernièrement une terrible révolution, ayant duré huit mois et ayant pour cause principale des différends soulevés entre le président d’alors, M. José-Manuel Balmaceda, et le Congrès, a appelé beaucoup l’attention sur ce pays, le seul qui, de toute l’Amérique du Sud, avait joui, jusque-là, des privilèges d’un calme politique absolu et dont la paix intérieure n’avait pas été troublée depuis plus de trente ans !
- Il faut bien le dire, du reste : pendant cette révolution, les étrangers résidant au Chili n’ont eu nullement à souffrir d’atteintes contre leurs personnes ou leurs intérêts, et la marche des affaires n’a pas été interrompue.
- J’ai pu, moi-même, au plus fort de la révolution, obtenir du gouvernement chilien un navire au service de l’État pour continuer dans les régions australes du Chili les explorations que j’avais commencées l’année précédente ! Tous nos camaradès, employés du gouvernement, ont été maintenus à leurs postes et leurs contrats parfaitement respectés : cette épreuve soufferte pendant une période si critique est la meilleure garantie pour l’avenir. La paix est aujourd’hui parfaitement consolidée. Le gouvernement actuel, imitant tous ses prédécesseurs, est libéral, ami des étrangers, protecteur de l’industrie. Du reste l’honnêteté
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- des gouvernements au Chili est traditionnelle, ses tribunaux se composent d’hommes droits et instruits ; plusieurs travaux de législateurs chiliens sont connus en Europe. Leur Code civil, tiré du nôtre, est appliqué avec droiture et impartialité. Je n’insisterai pas sur la constitution politique du pays : cette République a, comme premier magistrat, un Président élu pour cinq ans et ne pouvant gouverner que d’accord avec un Sénat et une Chambre des députés.
- Le climat du pays est très sain et comparable, dans la région centrale au climat du midi de la France : chaud et sec au nord, tempéré au centre, il est humide, mais jamais très froid, au sud; dans les régions les plus australes les pluies sont très abondantes.
- L’ouvrier chilien est brave, intelligent, soumis à ses patrons et ne connaît pas encore les grèves ; c’est un travailleur de premier ordre pour l’exploitation des mines et les travaux des usines métallurgiques, mais ses défauts principaux sont l’inconstance dans le travail et la tendance à abuser des spiritueux.
- Comme preuve de l’intelligence exceptionnelle de ces ouvriers, je puis citer le fait que, sans l’aide d’aucun étranger, ils fabriquent, à Lola, d’excellentes bouteilles, faisant concurrence à celles importées d’Europe, et que dans des fonderies de cuivre, où même on emploie les procédés si difficiles de la bessemération du cuivre, ils peuvent lutter avec les meilleurs ouvriers européens.
- On a amené d’Europe au Chili un grand nombre d’émigrants, mais il faut reconnaître que les conditions dans lesquelles a été faite cette émigration ont été déplorables : au lieu d’envoyer des hommes exerçant des métiers pouvant être appliqués utilement dans le pays, on a expédié un tas d’individus sans profession ou ayant des professions libérales ne pouvant, dans ces régions, leur permettre de gagner leur vie. Les sous-agents de l’émigration, pour percevoir la prime attribuée au racolage de chaque émigrant, ne se sont occupés que de se procurer, en les trompant, le plus d’émigrants possible.
- Dans les sphères élevées de l’industrie, de l’enseignement, des arts libéraux, nous trouvons beaucoup de postes importants confiés à des Français, principalement dans les Ecoles de Médecine, d’Architecture, d’Arts et Métiers, agricoles, etc. Enfin, sans parler d’un Observatoire astronomique très bien installé, de musées, bibliothèques, fermes modèles, services publics, etc., etc., il faut citer l’existence à Santiago et à Valdivia d’une Société appelée du
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- « Fomento Fabril » destinée à propager les connaissances industrielles et à protéger, avec l’appui du gouvernement, toutes les innovations minières, métallurgiques et industrielles introduites .ou qu’on se propose d’introduire dans le pays. C’est cette Société qui, depuis trois ans, s’est chargée de l’étude des graves questions relatives à la possibilité d’introduire la sidérurgie ou métallurgie du fer au Chili.
- Voies de communication. — Villes principales.
- Haciendas. — Habitations.
- Le territoire du Chili est sillonné par un grand nombre de •chemins de fer dont le plus ancien est celui qui relie, au nord, le port de Caldera à la ville de Copiapo, région dans laquelle, il y a 40 ans, existaient les plus riches mines d’argent de l’Amérique du Sud. *
- Au nord et au centre du Chili, ces chemins de fer ont généralement une direction de l’ouest à l’est, comme ceux d’Iquique aux usines (oflcinas) dans lesquelles on purifie les salpêtres, d’Antofagasta à Galama prolongé jusqu’à Ascotan et Huanchaca, de Taltal à Gachinal, du port de Chanaral à Chanaral de Animas (2 sections,) de Caldera à Copiapo, du port de Carrizal à Carrizal Alto, de Coquimbo à Serena et Ovalle, de Yalparaiso à Santiago.
- A partir du centre, vers le Sud, un chemin de fer de direction Nord-Sud relie Santiago à Angol et diverses villes d’Araucanie (Traigueu, Yictoria, etc)' ainsi qu’à Conception, et actuellement est prolongé jusqu’à Lota et Arauco.
- Enfin, on a projeté la construction d’un grand nombre d’autres chemins de fer sur tout le territoire, dont quelques-uns sont déjà en voie d’exécution (d’Ovalle à la Calera, avec bifurcation sur Illapel, prolongation du réseau du Sud jusqu’à « Puerto-Montt » etc., etc.), et il a été question d’un chemin de fer stratégique allant du Nord au Sud, partant du nord d’Iquique pour rejoindre celui de Coquimbo ?
- Mais c’est surtout par mer que la configuration du Chili (longue et étroite bande de terre s’étendant du 19e degré jusqu’au delà du 43e pour les régions habitées) rend les communications plus faciles et plus économiques, sans parler de la navigation sur quelques fleuves, comme àConstitucion, Yaldivia, Raliué, Impérial, et même sur un lac à « Llanquihué » où de petits vapeurs font le service des transports.
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- Plusieurs Compagnies Maritimes françaises, anglaises et allemandes font le service entre Yalparaiso, le sud et le nord du Chili et l’Europe ; actuellement deux Compagnies: une chilienne et l’autre anglaise, mettent Yalparaiso en communication avec le Pérou au nord et vont jusqu’à « Puerto Moutt»* au sud; un autre service auxiliaire existe entre « Puerto Moutt » et «Ancud», les divers ports de la grande île de Chiloé et Palena.
- Enfin, un grand nombre de voiliers font le cabotage sur la côte du Pacifique et le transport des ^marchandises entre le Chili, l’Europe et les États-Unis.
- Les villes principales du Chili sont, du nord au sud : Arica, Tacna, Iquique, Antofogasta, Taltal, Chanarai, Copiapo, Yallenar, Coquimbo, Serena, Ovalle, Illapel, Ligua, Santiago, Yalparaiso, Rancagua, Talca, Chillan, Tomé, Concepcion, Angol, Lota, Lebu, Yaldivia, Osorno, «Ancud», « Puerto Moutt ».
- Dans les villes principales on trouve un assez grand luxe dans les édifices publics et quelques habitations ; ces dernières sont assez basses, à cause des tremblements de terre qui, surtout au Nord, sont fréquents ; le matériel des constructions se compose surtout de briques et de pisé.
- Dans la plupart de ces villes existent des installations de gaz et. lumière électrique, de téléphones, services de tramways (ces derniers y furent installés avant ceux de grandes villes d’Europe) ; enfin les services des postes et télégraphes fonctionnent très bien dans toute cette République, reliée à l’Europe par des câbles transatlantiques.
- L’agriculture et l’élevage des animaux ont pris un grand développement au Chili : d’immenses fermes ou haciendas, surtout dans la région centrale, livrent les grains nécessaires à l’alimentation du pays et au commerce d’exportation du blé en Europe, ainsi que les fourrages (naturels ou comprimés) destinés à la nourriture des animaux, dont une grande partie est dirigée sur les régions minières arides du Nord. La vigne produit au Chili des vins de bonne qualité, dont on a même essayé l’exportation en Europe ; chaque jour, la culture de la vigne prend plus d’importance.
- L’élevage des bœufs et des moutons constitue un des facteurs les plus importants de la richesse du pays ; à l’extrême Sud, dans le détroit de Magellan, le commerce des laines d’animaux importés des îles Malouines a donné de magnifiques résultats.
- L’espèce chevaline du Chili jouit d’une renommée.bien méritée. Au Sud, suidout dans les régions voisines du 42° de latitude, les
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- terrains sont couverts d’immenses forêts vierges donnant des bois d’essences les plus variées et d’excellente qualité. Enfin, partout au Chili, la chasse et la pêche sont abondantes.
- Industries principales. — Une des industries les plus productives actuellement est celle des salpêtres, exploités dans la province de Tarapaca (vers le 20° lat.) et un peu au sud de cette province. Les soulèvements porphyriques à partir de la pampa de Tamarugal sont couverts çle substances salines, parmi lesquelles domine le nitrate de soude.
- L’exportation seule de ces salpêtres produit au Chili, comme droits d’exportation, qn revenu annuel de plus de 25 millions de piastres !
- Il peut être intéressant de citer quelques chiffres relatifs à cette industrie. Les titres des terres brutes contenant le salpêtre, dans les régions voisines d’Iquique, Patillos, Aguas Blancas, Taltal, etc., varient entre 20 et 40 0/0 en salpêtre pur. Ce salpêtre pur est. extrait sur place dans de grandes usines (oficmas) montées avec un grand luxe et pourvues de tous les appareils les plus perfectionnés. Dans une de ces usines, appelée Mosario, située à 60 milles de la côte (d’Iquique), on produisait, lors de notre visite il y a près de trois ans, environ 5 000 qtx espagnols (1) de salpêtre de 95 0/0 par 24 heures. Une usine voisine, la Primitiva, à 70 milles de la côte, atteignait une production de 10 000 qtx espagnols par 24 heures. Il existe dans toute cette région un grand nombre de ces usines appartenant presque toutes à des Anglais, quelques-unes à des Italiens et Allemands, et pour ainsi dire aucune à des Français ou à des Chiliens ! On peut faire la même observation pour les importantes ofîcinas, comme celle de Lautaro près T alla i, dans laquelle un Chilien, M. Oliva, en association avec M. Qüetz-falten, a une forte part.
- L’eau nécessaire à l’alimentation de ces usines est extraite de puits assez profonds creusés près des calicheras et généralement au moyen de moulins à vent, ou de machines à vapeur.
- On retire, par des procédés nouveaux et très ingénieux, de grandes quantités d’iode des eaux-mères provenant du lessivage des salpêtres, et c’est ce traitement qui livre actuellement la plus grande partie de l’iode consommé en Europe.
- Comme produit accessoire, on retire également du carbonate de soude (par la simple crémation d’un mélange de salpêtre et d’escarbilles de charbon) qui sert surtout sur place à la purification des eaux des chaudières à vapeur de ces usines.
- (1) Le quintal espagnol vaut 46 kg.
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- On estime que le prix de revient d’un quintal espagnol de salpêtre de 95 0/0 est d’environ 70 centavos (1).
- On consomme de 8 à 9 gallons d’eau par quintal espagnol de salpêtre produit. Pour des salpêtres bruts (caliches) d’un titre de 50 0/0, on brûle 1 q espagnol de houille pour produire 12 q espagnols de salpêtre pur.
- Le prix du fret par quintal espagnol par chemin de fer pour 66 milles est de : 37 centavos. — On trouve également dans cette région du Nord des dépôts de borax (surtout le borate de chaux à Ascotan, qui a été l’objet de nombreuses et assez peu heureuses spéculations), de marbres (près d’Autofagasta), gypse, sulfates d’alumine, etc. — En dehors des industries propres à ces substances minérales et aux.mines et à la métallurgie, on rencontre sur tout le territoire chilien de nombreuses et quelquefois florissantes installations industrielles parmi lesquelles je citerai :
- Des fabriques de briques de construction ordinaires (dans tout le pays) et de briques réfractaires (Lota, Coronel, Lebu) ;
- Des fabriques de ciments romains artificiels (en construction près la Calera) ;
- Des fabriques de chaux ordinaires et même hydrauliques (un peu partout) ;
- Des fabriques de sucre de betterave (Yina del Mar, Parral, Guindos) ;
- Des fabriques d’alcool de grains et pommes de terre (Anjeles, Santiago, Yaldivia, « Puerto-Montt » etc.);
- Des fabriques de bières de toute espèce (surtout celle du Gubler et Cousino à Santiago, d’Andwanter à Yaldivia, etc.) ;
- Des fabriques de glace artificielle et eaux gazeuses (Santiago, Yalparaiso) ;
- Des fabriques de cordes (San-Felipe) ;
- Des fabriques de draps (près Santiago et au Tomé);
- Des fabriques de bouteilles de verre, tuyaux en grèsj poteries (Lota);
- Des fabriques de produits chimiques (Santiago et Quilpué);
- Des fabriques de poudre de mines (un peu partout au Chili). Cette poudre est au nitrate de soude naturel du Chili ;
- (1) La piastre (peso) est divisée en 100 centavos. Anciennement la piastre valait 48 peni-ques ou 5 francs en or. Actuellement, sous le régime des billets, sa valeur est descendue environ à 2 francs en or, et pendant longtemps encore il ne faut guère lui attribuer une valeur dépassant 2 fr. 50 a 3 francs (?) or.
- (2) Une Compagnie belge a installé à Santa-Fé, près Aujeles, une fabrique d’alcool de grains destinée a produire 10 m3 d’alcool par 24 heures.
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- Des fabriques de papier grossier, sacs, huile, etc.;
- Des fabriques d’allumettes (à Santiago).
- Enfin dans toutes les fermes principales sont installés des moulins souvent très perfectionnés (à cylindres, en marbre, etc.) qui* ont été l’objet, il y a un an, d’une grande exposition et d’un concours à Santiago.
- Les tanneries installées à la Serena, à Santiago, Yaldivia, Puerto-Moutt et sur d’autres points, appartenant en grande partie à des Basques français ou à des Allemands, donnent généralement de bons profits.
- On fabrique de très bonnes conserves de fruits à Santiago et Yalparaiso, et de crustacés, poissons, huîtres, etc. à « Calbuco » et à « Huito » (près Calbuco) où un de nos compatriotes M. de Sol-mimach a également installé des parcs d’huîtres.
- Enfin dans les principaux centres, surtout à Caldera, Carrizal, Valparaiso et Santiago, existent de grands ateliers de construction, des fonderies, scieries mécaniques, etc., etc.
- Dans de grands ateliers de construction mécanique de Yalparaiso, on a pu (mais sans grand profit, je crois) fabriquer des locomotives pour chemins de fer. Avec des fontes provenant actuellement des Etats-Unis et d’Angleterre, on livre à l’industrie et avec assez de perfection divers appareils (pompes, ventilateurs système Root, etc.), ainsi que : poulies, engrenages, chaudières, etc.
- — Il y a encore place pour un grand nombie de nouvelles industries à créer au Chili, entre autres celle de la fabrication de l’acide sulfurique, en utilisant les pyrites de fer si abondantes dans certaines régions, de divers produits chimiques, produits explosifs pour carrières et mines, briquettes, combustibles etc., etc. ; mais avant de se lancer dans cette voie, il faudra toujours se livrer à. des études préalables faites avec la plus grande circonspection..
- Divisions géographique et géologique du CJiili. «
- Du nord au sud: du 19° latitude environ jusqu’au 28°20', c’est-à-dire près de Frecrina, le sol est généralement aride; sauf dans certaines vallées arrosées par les eaux torrentielles de la. Cordillère, les pluies y sont très rares et c’est dans cette région du Nord qu’on trouve le plus de mines d’or, argent et cuivre. Le climat est sec et chaud.
- Du 28° latitude au 32° latitude (port de los « Yilos »), les pluies sont encore assez rares, mais l’eau y est beaucoup plus abondante et y est souvent employée comme force motrice ; là se trouvent
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- déjà des fermes ou haciendas de grande importance (vallée du « Choapa, » etc.), et on y trouve les éléments mixtes de l’agriculture et des mines, comme cela est surtout notable dans le département de Illapel. Le climat y est tempéré et les hivers peu froids.
- Du 32° au 36° latitude est la région vraiment centrale du Chili comprenant Yalparaiso, le port principal de la République, et Santiago la capitale.
- Le climat de cette région est assez semblable à celui du midi de la France; là comme dans tous le reste du pays, on n’a à craindre aucune épidémie de fièvre jaune ou autres fièvres ; le choléra y fît son apparition pour la première fois il y a cinq ans, à deux reprises différentes. La petite variole est le fléau qui fait le plus de victimes.
- C’est dans cette région centrale qu’on trouve les haciendas de plus d’étendue et de plus de valeur (provinces de Santiago, de San-Felipe, etc.) ; quelques mines d’or (Rancagua, Tiltil, etc.), de cuivre et d’argent («Los Condes», etc.) y sont encore travaillées avec succès, mais l’épaisseur de la couche végétale rend déjà difficile la recherche de ces mines.
- Du 36° au 40° latitude, près de Yaldivia, se trouve la zone carbonifère de Concepcion, Lota, Coronel, Lebue et Arauco ; les terrains sont moins fertiles, les pluies plus abondantes, et apparaissent sur plusieurs points, principalement en Araucanie, les riches forêts du Sud.
- Dans cette région les cours d’eau deviennent de véritables fleuves navigables, et la colonisation allemande près de Yaldivia et au sud de cette ville y a pris un grand développement.
- Au delà du 40° commence la véritable région australe dont les dernière^ grandes villes habitées sont «Puerto Moutt » et Ancud» près dq 42° ; c’est au sud de 40° et jusqu’à l’entrée des canaux « Smith » qu’on trouve les immenses forêts vierges, d’un intérêt très grand au point de vue de l’exploitation des bois de construction et à carboniser, et surtout au point de vue de la création de nombreuses industries dans cette région jusqu’ici si peu explorée.
- Enfin3il est bon de citer les possessions chiliennes dans le détroit de Magellan, où existe la ville déjà très florissante de Punta-Arenas, et qui ont été l’objet d’intéresssantes explorations. Transversalement, c’est-à-dire de l’ouest à l’est, on arrive rapidement de la, côte jusqu’aux premiers contreforts des Cordillères des Andes et quelquefois au nord et au centre, la distance ne dé-
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- passe guère 40 à 50 lieues ; pendant l’hiver, les régions même peu élevées de la Cordillère sont couvertes de neiges et on atteint assez vite une limite où disparaît toute trace de végétation; sur les points les plus élevés des Andes, on n’a guère trouvé de mines, et aucune, même pendant l’été, n’y est exploitée.
- Au point de vue géologique, on peut distinguer trois régions comprenant deux chaînes de montagnes ou Cordilleras : celle occi-tale ou maritime et celle des Andes.
- Dans la Cordillera maritime, on rencontre les roches de cristallisation, les granits (diorite, pegmatites, syénites, etc.).
- Dans celle des Andes : les roches stratifiées de différentes époques parmi lesquelles on trouve la formation jurassique argilo-calcaire, riche en fossiles, appuyée tantôt sur des couches également stratifiées, appartenant peut-être au trias, tantôt sur des roches métamorphiques.
- Ces terrains stratifiés reposent sur des roches éruptives, de soulèvement dioritique, et autres analogues à celles de la chaîne occidentale maritime.
- Yers la limite de chacun de ces terrains, surtout à l’ouest vers les strates jurassiques, on voit la ligne du plan de contact des deux formations ; la distance entre les deux chaînes est d’environ 2°. Cette ligne de contact des deux formations distinctes et constituant la limite ouest des couches argilo-calcaires se trouve à des distances variables de la côte ; au nord; elle se rapproche beaucoup de la côte.
- Les trois régions admises sont les suivantes :
- • 1° Celle comprise entre la côte et la ligne de contact dont je viens de parler : les roches encaissantes sont généralement granitiques, dioritiques, syénitiques, etc. On y trouve aussi -les porphyres verts avec taches d’ëpidotes. C’est? là où sont surtout les grands dépôts de minerais de fer. ♦
- Cette région est la plus importante au point de vue des gisements de minerais de cuivre et or, des dépôts de kaolin, des couches de lignite, etc., etc.
- 2° La deuxième région comprend la formation jurassique, à l’est de la première, et s’étend jusqu’à une certaine hauteur dans la Cordillère. Les roches encaissantes sont des calcaires, des roches argilo-calcaires, de la baryte et du gypse; il y a des assises en strates concordantes, argileuses, compactes et de porphyres. Là aussi, on trouve des gisements de minerais de fer et de riches minerais de manganèse, ainsi que les filons de minerais d’argent
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- les plus riches et les plus constants comme ceux de Chanarcillo, Caracoles, etc. .
- 3° Plus à l’est, commence la troisième région jusqu’à une assez-grande hauteur dans la Cordillère, hauteur limite à la fois du règne végétal et, même à certains niveaux, des formations métallifères.
- Les roches sont souvent stratifiées, de l’époque infraléasique ; conglomérats et ' brèches à pâte porphyrique ou d’argile durcie ; grès et porphyres rouges, assises métamorphiques, porphyres pyroxéniques (classification de Domevko). On y trouve les sables titanifères d’Àcatama, des mines de fer et de manganèse, des minerais de plomb argentifère, des polybasites argentifères, de riches-minerais de sulfure de cuivre d’un titre exceptionnel, des sulfates de cuivre naturels (Los Coudes, province de Santiago, etc.), ainsique d’autres espèces minérales.
- MINES ET USINES MÉTALLURGIQUES
- Mines d’or.
- Ce métal se rencontre un peu partout au Chili, soit dans de-terres et sables aurifères, soit dans des filons quartzeux, barytiques et ferrugineux, soit sous forme complexe dans divers sulfures et polybasites, mais, sauf quelques exceptions, les titres des sables et minerais sont peu élevés.
- Parmi les filons les plus importants, je citerai, en allant du nord au sud : ceux du Guanaco (département de Taltal) qui ont fourni, pendant ces dernières années, et fournissent encore dès minerais d’or d’une richesse exceptionnelle. •
- Le minerai est généralement composé de quartz et de sulfate: de baryte souvent cristallisé et transparent, laissant voir, disséminées dans la masse, les paillettes d’ôr. C’est dans ces mines qu’on a trouvé au Chili les plus beaux échantillons de minerais^ d’or, qu’on peut voir dans un grand nombre de collections.
- Pour donner une idée de la production de ces mines de Guanaco, je citerai les chiffres suivants : pendant le mois de novembre-de l’année:/1889, on a exporté par le port de Taltal à l’étranger, l’or en barres et des minerais d’or pour une valeur de 161147 piastres; par cabotage : 18987 piastres d’or en barre. Dans ces-chiffres ne figurent pas ceux de l’or vendu directement par le& producteurs à Santiago, l’or volé, etc., etc.
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- Viennent ensuite, en se dirigeant vers le sud, les filons d’or delà province de Gopiapo, comme ceux de Cachiyuyu, Chanchoquin, etc., encore actuellement exploités, ceux du Département de Vallenar, puis ceux de la province de Coquimbo, qui ont toujours fourni, depuis la conquête, de grandes quantités d’or.
- Dans les départements de Illapel, Combarbala et Petorca, on travaille beaucoup de filons assez constants, .mais de titres générale-lement peu élevés et ne dépassant souvent., pas 12 à 14 castella-nos (1) d’or par cajon (2) de minerais, c’est-à-dire 18 à 22 g par tonne.
- Il faut faire une exception pour quelques mines assez riches de ce département, comme celles de Las Vacas (mine très ancienne), Chamuscada, etc. Cette dernière produit des minerais d’une gangue quartzeuse très dure et d’un titre souvent très élevé.
- Dans la province de Santiago et dans quelques départements situés plus au sud, comme ceux de Tiltil, Quillota de Rancagua, etc., on travaille également quelques filons aurifères, dont les gangues sont généralement des oxydes micacés de fer et quelquefois des pyrites, mais les rendements sont assez irréguliers.
- On a pratiqué anciennement sur une très grande échelle, alors que le prix de la main-d’œuvre était très bas et l’eau en plus grande abondance dans les régions du Nord, le lavage de terres aurifères, et actuellement on retire encore assez d’or par ce traitement.
- C’est surtout dans la province de Coquimbo, dans le départe-tement de Illapel, qu’on retire l’or en paillettes et en pépites, quelquefois assez grosses, de ces terres.
- A Catapilco, près la Calera (entre Valparaiso et Santiago), une Compagnie Nord-Américaine a voulu faire sur une très grancle échelle le lavage des terres aurifères en employant les appareils de désagrégation de terrains, hydrauliques, américains, mais on a renoncé à poursuivre l’œuvre commencée.
- A Marga-Marga, près Quillota, on a effectué ce traitement avec assez de profit.
- Dans les régions du Sud, principalement en Araucanie, on a trouvé de très grosses pépites d’or, mais aucune exploitation sérieuse n’a àté entreprise. On trouve aussi des pépites dans les fleuves et rivières des régions australes, comme dans le Rio Gam-boa à Castro, etc.
- Enfin dans le détroit de Magellan, tant sur le territoire chilien
- (1) Un castellano = 4,60 g.
- (2) Un cajon = 2944 kg.
- Bull.
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- que dans la région Argentine, on continue à laver avec un certain succès des sables aurifères, et une partie de l’or extrait est vendùe à Punta-Arenas.
- L’Annuaire de statistique commerciale du Chili de 1890 donne les chiffres suivants comme production du minerai et barre d’or :
- Minerais d’argent et or 549 968 kg d’une valeur de 137 195 p.
- Minerais d’or........ 523 504 kg — 150 437 p.
- Or en barre. . . . » 588 411 g — 588 411 p.
- Mais ici ne figure pas la plus grande partie de la production
- réelle vendue directement, et sans passer par les douanes, par les
- mineurs métallurgistes.
- Mines d’argent.
- C’est surtout dans le nord du Chili qu’on trouve les plus anciennes et principales mines d’argent.
- Près Iquique, à quelques kilomètres de la côte, on exploite les riches minerais de Huantajaya, et la zone argentifère se prolonge jusqu’à d’assez grandes hauteurs dans les Cordillères de cette latitude.
- Les minerais extraits sont suffisants pour alimenter deux importantes usines d’amalgamation situées à Iquique meme.
- Débarquant au port d’Antofagasta et suivant la nouvelle ligne-de chemin de fer qui relie la côte à l’intérieur de la Bolivie, on trouve les fameuses mines d’argent de Caracoles, découvertes en 4869, qui ont fourni d’énormes quantités de riches minerais, ont, été l’objet de nombreuses et très risquées spéculations et sont, actuellement peu exploitées. Près de Calama, dans le désert et jusqu’à la Cordillère existent d’anciens centres miniers, comme-ceux de VInca (1), etc., qui peuvent fournir de grandes quantités de minerais d’argent, mais d’un titre peu élevé et ne pouvant supporter les frais de transport jusqu’à la côte.
- Enfin, on arrive par le même chemin de fer jusqu’aux célèbres, mines de Huantchaca, situées sur le territoire bolivien, mais dont, les propriétaires sont surtout Chiliens- et Européens ; plus à l’est sont également (en Bolivie) les mines d'Andacava et autres grou^ pes de beaucoup d’avenir.
- Plus au sud, en débarquant à Taltal, un chemin de fer mène au centre minier de Cachinal où on travaille encore avec succès la mine d’argent Arturo Prat qui a été l’objet de nombreux jeux de Bourse au Chili et a produit beaucoup d’argent, ainsi que quel-
- (1) Dans ee centre minier de VInca j’ai constaté que les minerais n’avaient guère plus de 8 à 40 marcs par cajon, (Un marc — 230 g ; un cajon — 2,944 kg.)
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- ques antres mines voisines. Enfin, toujours plus au sud, on trouve le port de Caldera d’où on se dirige aux célèbres centres miniers de Chanarcillo, Très Puntas, Garin, Lo mas Vayas, etc., en laissant au nord, près de Chanaral, les groupes plus récents et presque abandonnés de la Florida, Japonesa, etc.
- Les mines de la province de Gopiapo, dans toute leur splendeur il y a environ quarante ans, ne produisent guère aujourd’hui, sauf quelques exceptions, que par le triage (pallaqueo) des haldes (desmontes) des anciennes mines dont quelques-unes, comme la Descubridora et la Constancia, ont été travaillées à plusieurs centaines de mètres de profondeur et pour lesquelles on a installé de fortes machines à vapeur, compresseurs d’air, etc., etc. Il serait intéressant de bien choisir un emplacement d’une de ces mines pour pousser les travaux de reconnaissance encore à plus de profondeur et ainsi résoudre le problème de cette intéressante région qui a produit tant de millions de piastres en argent.
- Dans les départements du ffuasco et Vallenar, on a exploité de grandes quantités de minerais d’argent natif dans les mines d’Agua Amargua et Tunas.
- La province de Goquimbo, assez pauvre actuellement en mines d’argent, a eu les mines d’Arqueros, livrant de l’amalgame d’argent naturel et quelques autres mines ayant fait quelque bruit, ces derniers temps. Enfin dans la province de Santiago, on trouve dans la Cordillère les mines très productives de las Coudes livrant des minerais plutôt de fonte que d’amalgamation et se composant de cuivres gris, plombs argentifères et polybasites.
- Plus au sud, ce n’est qu’exceptionnellement qu’on rencontre des mines d’argent.
- La production de l’argent, indiquée seulement en partie dans la statistique, aurait été en 1889 d’après cette statistique ;
- Valeur en piastres.
- Minerais d’argent. 2 493 604 kg * . . , 416 303
- Minerais d’argent
- et cuivre. ..... 95 572 kg......... 13 844
- Minerais d’argent
- et or V . ....... .. 549 968 kg. ... . 137 195
- Minerais d’argent
- et plomb. . . ... 910 811 kg. . . . 126 172
- Argent en barres. 198 689 735 gr. .. . , . 9, 934 486
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- Mais il faut tenir compte qu’une partie de la barre d’argent, ne figurant pas ici, est vendue directement à la Monnaie de Santiago.
- Mines de cuivre.
- .. Les mines de cuivre sont très répandues au nord et au centre du Chili et ont, pendant très longtemps, constitué la richesse minière principale de ce pays, qui a fourni il y a quarante ans environ plus du tiers du cuivre qui était consommé dans le monde entier. Aujourd’hui cette production a beaucoup diminué : elle s’est maintenue à 40 000 t par an jusqu’à peu d’années antérieures, mais aujourd’hui est tombée à environ 22 000 t.
- D’après Leplay, en 1847, la production totale du cuivre dans le monde entier était annuellement de 52 4001 sur lesquelles 16 0001 provenaient des barres ou minerais de cuivre de l’Amérique du Sud, c’est-à-dire presque exclusivement du Chili. D’après les chiffres qui m’ont été transmis dernièrement par M. l’Ingénieur de la Bouglise, la production totale en 1891 a été, dans le monde, de 292 000 t pour lesquelles le Chili ne figure que pour 19 300 t (pas même la 1/15 partie). Cet Ingénieur évalue la production totale en 1892 à 334 000 t, et je crois que le chiffre correspondant au Chili ne dépassera pas 22 à 23 000 t ; tout le monde sait que la grande production actuelle de ce métal est due surtout aux mines des États-Unis. La diminution au Chili provient de l’épuisement des principales mines, delà rareté et du prix élevé de la main-d’œuvre et de la baisse du prix du cuivre en Europe.
- Anciennement on n’exploitait guère au Chili que les minerais oxydés appelés : metales de color, c’est-à-dire le cuivre natif, les oxydes, carbonates, oxychlorures (atacamiteJ, silicates et quelques riches sulfures ; quand on atteignait, ce qui arrive généralement à une certaine profondeur, les régions des pyrites jaunes, on rejetait aux haldes (desmontes) ces pyrites dont on ne pouvait extraire directement le cuivre par une fonte directe dans des petits fours à manche, alors en usage presque exclusivement dans le pays.
- C’est vers 1840, surtout lors de l’arrivée au Chili de M. Lam-bert(l), ancien élève de l’Ecole Polytechnique de France, qu’on apprit à connaître la vraie composition des pyrites cuivreuses età en ti-
- (1) Les descendants de M. Lambert, qui lui était Français, forment aujourd’hui une puissante famille en Angleterre et ont encore de grandes usine et des min^s importantes dans la province de Coquimbo, au Chili.
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- rer parti. Depuis lors, ce sont surtout ces sulfures qui ont constitué l’élément principal de la production du cuivre et on a repris avec grand profit tous les minerais pyriteux qui avaient été primitivement rejetés.
- Il serait trop long de citer toutes les grandes mines de cuivre qui ont été et sont encore exploitées au Chili et je me bornerai à donner les noms de quelques-unes des principales, en suivant l’ordre du nord au sud.
- Près de( Cobija les mines des Artola et des Dorado ont livré pendant longtemps de très grandes quantités de minerais, et cette zone de production s’étend encore au delà de Iquique.
- Dans la province d’Autofagasta, avant d’arriver aux mines d’argent de Caracoles, on trouve des filons puissants, assez mal exploités, de minerais oxydés ou sulfurés; la construction du chemin de fer qui va de la côte à Huanchaca facilitera le développement de beaucoup de mines de cette région.
- Un peu plus au nord, avant d’arriver au port de T allai, les riches mines de Paposo, ayant appartenu à un des plus hardis mineurs du Chili, M. Moreno, après avoir produit pendant longtemps les minerais alimentant une grande partie des usines du Nord, ne sont plus aujourd’hui l’objet que d’une faible exploitation ; l’absence d’éléments industriels (l’eau surtout) et de sulfures en proportion suffisante empêche de traiter sur place (1) ces minerais dont les titres ne sont pas assez élevés pour supporter de grands frais de transport.
- Le département de Taltal offre un assez grand nombre de mines de cuivre isolées, comme à Agua Verde, Canchas, etc., mais dont aucune n’est exploitée actuellement sur une grande échelle. C’est dans ces mines qu’on a trouvé en abondance des carbonates, oxy-chlorures et surtout riches silicates de cuivre (taltite).
- Plus au sud, dans cette riche province minière d’Atacama, nous retrouvons près de la côte les mines de Flamenco. Les centres miniers de Chanaral Animas, Carisalillo, Pan de Azucar, San Pedro, Salado, Carmen, Tresgracias, Pueblo Hundido, ont une réelle importance. Les dépaitements de Copiapo et 'de Caldera ont des mines de cuivre qui, pendant longtemps et'encore actuellement, ont été l’objet de grandes exploitations, comme celles de Puquios, San-Pedro, les centres miniers voisins de Nantojo, Tierra Amarilla, etc.
- (2)11 y a quelques années un mineur, M. Barrazarte, a construit à Paposo une immense usine métallurgique pour traiter ces minerais, usine qui a coûté plusieurs millions, mais divers motifs, surtout d’ordre technique, ont fait échouer cette entreprise.
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- A peu de distance, au sud de cette région, apparaissent les fameuse^ mines de Carrizal alto et Carrizal bajo qui ont été travaillées à des profondeurs dépassant 600 m et ont produit d’énormes quantités de minerais pyriteux de titre assez élevé. Dans une de ces mines, La Mondaca, j’ai observé, il y a un grand nombre d’années, un filon de 14 m de puissance en minerais massifs d’un titre de 12 à 14 0/0 et livrant jusqu’à près de 1 000 t mensuellement de ces minerais.
- Citons encore dans cette même contrée le groupe des mines de cuivre d'Arenillas, qui semblent actuellement prendre une certaine importance et dont les minerais sont constitués par de l’oxyde de fer micacé contenant surtout des mouches de pyrite jaune de cuivre.
- Dans le département du Huasco une Compagnie anglaise exploite actuellement les mines anciennes pyriteuses de Remolinos et en retire encore des minerais oxydés et des sulfures de titre exceptionnellement élevé du centre minier de las Jarillas.
- Enfin, en continuant notre marche au sud, nous arrivons au grand centre principal de la production du cuivre au Chili, celui de la province de Coquimbo.
- Une étude spéciale serait nécessaire pour faire connaître les mines exceptionnellement intéressantes de cette province ; mais, pour ne pas trop m’étendre, je me bornerai à en citer quelques unes :
- Près du port même de Coquimbo, la mine Brïllador livre depuis un grand nombre d’années et sans interruption de grandes quantités de minerais aux usines de la Compania; celles de Panuldllo, exploitées par une Compagnie anglaise, alimentent de minerais pyriteux d’un titre peu élevé (3 à 4 0/0), mais d’une gangue de grenat très fusible, plusieurs fours à manche ; plus dans l’intérieur, les grands placers d'Andacollo fournissent des minerais spéciaux d’un titre très peu élevé (2 à 3 0/0 en cuivre au maximum, sauf quelques veinules de minerais massifs), mais d’une exploitation facile et économique, n’exigeant pas de broyage et pouvant être amenés par un lavage, des plus primitifs sur place à un titre dépassant 20 et même 25 0/0 (1).
- Les mines de Tamaya, à peu de distance de la ville de Ovalle, ont été l’objet des plus importantes exploitations à divers niveaux
- et à de très grandes profondeurs et au moyen des machines les
- »
- (1) La tache métallique des minerais d'Andacollo se compose de cuivre natif, d’oxyde roug# de cuivre, oxyde noir et sulfure double de cuivre et fer.-
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- plus perfectionnées. Ce sont les mines, au Chili, qui ont fourni les minerais sulfurés de titre le plus élevé et dans des filons puissants et de richesse constante. On travaille activement encore plusieurs de ces mines, mais elles n’ont plus actuellement que très peu d’importance.
- A la Eiguera, les mines des Munoz, des Vicuna, etc., ont suffi, à elles seules, pour alimenter de grandes usines métallurgiques ; leur importance a également beaucoup diminué et, ces mines ayant atteint de grandes profondeurs, on a beaucoup de peine, même avec des machines d’exhause puissantes, à lutter contre l’envahissement des eaux dans les chantiers.
- A Punitaqui on a presque abandonné plusieurs mines qui, pendant longtemps, ont été assez productives.
- Les départements de Combarbala et de Illapel sont ceux dans lesquels on rencontre le plus grand nombre de petites mines de •cuivre et les espèces les plus variées comme gangues et taches métalliques. Sur plusieurs points existent de vrais stockwerts recouvrant des montagnes, et sur de grandes superficies, de minerais d’une abondance extrême, mais de titre peu élevé. Parmi les mines les plus riches je me bornerai à citer celles de Los Sapos, Llaguin, Plan de Hornos, Sanchez, Remonilos, Vacas, celles voisines •de Salamanca, etc., etc. Je crois, qu’au point de vue du cuivre, ce .sont, de tout le Chili, ces départements de Combarbala, Petorca et surtout Illapel, présentant d’excellentes conditions locales industrielles, qui ont le plus d’avenir et ils méritent des études de reconnaissance approfondies.
- Près de la Ligua et la Calera (mines del Melon) on a presque •complètement abandonné les mines qui, pendant longtemps, y ont fourni de lucratives exploitations.
- Près de Quillota (mines de las Campanas), Monténégro, Tiltil, Lampa, San Felipe, on travaille un grand nombre de petites mines isolées. Quelques-unes, comme la Desengano (à peu de distance de Santiago, sur la ligne de Santiago à Valparaiso), ont fourni de très riches minerais de cuivre et de cuivre argentifère qui ont été, il y a quelques années, le motif de vastes •et risquées spéculations, Enfin, au nord-est de Santiago, dans la Cordillère, existent les riches mines de cuivre, voisines des mines •d’argent de las Condes, et qui, comme celles de San Agustin, los Bronces, Rio Rlanco, etc., fournissent des minerais massifs au titre moyen variable entre 20 et 25 0/0, titre très exceptionnel
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- au Chili, où le titre moyen des minérais exploités ne dépasse guère 12 à 14 0/0.
- L’inconvénient de ce centre minier de las Condes est que, vue l’élévation de la région des mines, on ne peut travailler ces mines que pendant l’été, ou tout au plus pendant sept à huit mois de l’année (1).
- On a trouvé également à las Condes de grands gisements de sulfates de cuivre naturels dont l’exploitation est rendue coûteuse et difficile à cause de leur situation exceptionnelle comme hauteur et de l’ahsence de moyens de transport.
- Enfin plus au sud de la province de Santiago, à Curico, etc., et dans cette province même (Maipo Volcan, etc.), existe un grand nombre d’autres mines de cuivre, dont plusieurs sont l’objet de grandes traditions, mais qui actuellement ne présentent que très peu d’intérêt.
- Mines de mercure.
- Ces mines n’ont jamais jusqu’ici, au Chili, donné des produits d’une régularité et d’une richesse suffisantes pour constituer de sérieuses exploitations.
- Près cYAndacollo, dans la province de Coquimbo, il y a vingt-deux ans, on traitait sur place des minerais de mercure qui, au début, avaient des titres atteignant 4 à 5 0/0, mais qui s’appauvrirent progressivement jusqu’à moins de 1 0/0, et on dut renoncer à cette spéculation. Généralement, à la superficie, on trouve des veinules de riches minerais de cinabre et de cuivre gris mercuriels ; mais, à peu de profondeur, surtout quand la puissance du filon augmente, les titres des minerais baissent considérablement en mercure et souvent sont remplacés dans le filon par du minerai de cuivre ne contenant plus de mercure.
- Dans la même province de Coquimbo, à Punitaqui, entre Ovalle et Combarbala, on a, pendant longtemps, travaillé diverses mines de mercure et on trouve, dans la vallée, les restes de nombreuses petites usines, munies de cornues distillatoires, qui n’ont donné aucun résultat rémunérateur. Dernièrement une Société française vient de reprendre les travaux des mines de mercure voisines de Punitaqui, dans lesquelles une expertise faite par un Ingénieur français des plus distingués a indiqué la présence de minerais
- (1) Ce genre de mines situées dans la Cordillère et ne pouvant être travaillées pendant une partie de l’année porte le nom de Minas de temporada.
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- de mercure de titres assez élevés, mais on ne connaît pas encore les résultats des travaux de reconnaissance exécutés dans les chantiers ni la solution de ce problème industriel.
- Je crois que, en général, au Chili il faut attribuer peu d’importance à la production de ce métal.
- Mines de cobalt et nickels, minéraux divers, carrières.
- Ce n’est qu’exceptionnellement qu’on rencontre, au Chili, des minerais de cobalt et de nickel, et ces métaux apparaissent plutôt comme compagnons accidentels de certains minerais d’argent et de cuivre.
- Cependant, on a exploité, dans le département de Vallenar, au « Labrar » et dans le département de « Freirina » quelques minerais de titres assez élevés en cobalt.
- On ne trouve pas, comme au Pérou et en Bolivie, de minerais d’étain, de bismuth et d’antimoine.
- Le plomb n’est guère exploité que comme métal accessoire des minerais d’argent.
- Le zinc se rencontre à l’état de blende et de carbonates dans les gangues des minerais d’argent, mais pas en quantité suffisante pour mériter un traitement spécial. — Le Chili est assez pauvre en minéraux de certaine valeur et en pierres précieuses.
- On a trouvé près des « Vilos » quelques opales de qualité médiocre ; dans le Sud on a cru, pendant quelques temps, à l’importance de la découverte de petits rubis, de graphites, etc., mais les espérances ont été déçues.
- Dans la province de Coquimbo, on trouve sur beaucoup de points de très volumineux et parfaitement cristallisés échantillons de cristal de roche, dont on fait plusieurs envois avantageux en Europe, ainsi que des blocs de lapis-lazuli de « Caza-dero » et dans le département d’Ovalle. .
- Enfin on exploite au Chili plusieurs carrières fournissant des pierres de construction (près de San-Rosendo pour le bassin de radoub du Talcahuano, près de Santiago à la montagne de San-Cristobal, près de « Rancagua », etc.), et de la pierre à chaux (à Coquimbo, La Calera, Illapel, „ Ovalle (chaux hydrauliques), Lo Aguirre (près Santiago), etc., etc.).
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- Mines de fer et de manganèse.
- J’ai publié récemment un ouvrage (1) contenant toutes les données relatives à ces mines; aussi je me contenterai ici d’en dire quelques mots.
- Minerais de fer. — Peu de pays, au monde, offrent comme le Chili plus de facilités pour l’exploitation, sur une grande échelle et dans des conditions aussi avantageuses de production et de transports, des minerais de fer d’un titre exceptionnel et de qualités métallurgiques supérieures. Il est, en effet, facile de faire un choix parmi ces minerais, de manière à éviter ceux contenant des. quantités appréciables de soufre et de phosphore et s’en procurer associés au manganèse.
- C’est surtout dans les provinces d’Atacama et de Coqaimbo que j’ai eu l’occasion d’observer les gisements de minerais de fer les plus abondants et composés généralement d’oxydes de fer (peroxyde anhydre et magnétique). Dans les départements de Vallcnar, Freirina, Coquimbo, Serena, Ovalle, lllapel, etc., de même du reste que sur certains points de la région centrale (Tiltil, Lampa, Maipée, etc.), on rencontre soit de puissants filons ou dykes d’oxyde de fer pur, soit d’immenses gissements irréguliers couverts de gros blocs (bolones) de ce minerai et même de petits morceaux et des grenailles détachés du sol, couvrant littéralement tout le terrain,. et n’exigeant aucune dépense pour leur exploitation.
- Ces mines de fer sont, sur plusieurs points, dans des conditions industrielles et de transport très favorables, et sont peu éloignées (à quelques kilomètres seulement) de la côte ou de voies ferrées.
- Jusqu’ici on n’a exploité ces minerais que comme fondants pour les usines métallurgiques de fonte de minerais d’argent à gangue quartzeuse. C’est ainsi que près de la station du Pénon (ligne du chemin de fer entre Coquimbo et Ovalle), on extrait de grandes quantités de minerais de fer de la mine San-Cristobal, lesquels sont embarqués à Coquimbo et envoyés à Antofagasta à l’usine de fonte de minerais d’argent de Brownel Lewis et Ce. En 1888, par le port de Coquimbo on a expédié : 3 697 315 kg de ces minerais à l’usine ci-dessus'indiquée et en 1889, pendant les dix premiers mois de l’année : 4 306 929 kg. * ,
- (1) On trouve cet ouvrage à la Légation du Chili à Paris et on peut le consulter à la Société des Ingénieurs civils.
- (4" Volume, 4% 2e et 3\Suppléments.
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- Souvent ces minerais de fer contiennent du cuivre, ce qui est un avantage quand on les emploie comme fondants de minerais d’argent plus ou moins cuivreux eux-mêmes, et pour le traitement desquels, comme nous le verrons plus loin, le cuivre doit jouer un certain rôle; mais, pour la sidérurgie, il serait facile d’éviter la présence de ce cuivre qui y serait nuisible.
- L’analyse de prises d’essai de ces minerais a donné en moyenne (province de Goquimbo) :
- Fer métallique = 66,05 0/0 (ou en oxyde Fe203 = 94,35). Insoj lubie dans acides = 2,40 0/0:
- Une autre prise d’essai a donné au chimiste français Lemetayer (résidant à Santiago):
- Peroxyde, de fer...................... 96,000
- (ou 67,200 0/0 en fer métallique)
- Eau................................... 0,200
- Matières volatiles. . . . . . 1,500
- Matières insolubles non dosées. . 2,300
- 100,000
- Dans la province de Santiago, on exploite également pour fondants, de nombreuses mines de fer, comme celles de Baiuco, Lampa, Monténégro, qui envoient leurs minerais d’oxydes de fer hydratés aux usines de fonte de San-Enrique et celles de À guirre, Maipo, etc. (peroxydes de fer anhydres) à l’usine de fonte de Mai-tenes (Condes).
- Je citerai, parmi les plus grands gisements de minerais de fer qui, plus tard, peuvent avoir de l’importance au point de vue de la sidérurgie, les suivants :
- Dans le Nord, près de la côte, ceux de Mellijoneset Antofagasta.
- Ceux des départements de Chanaral (à Pan de Aguas), du département de Copiapo (près de Tierra Amarilla), des départements de Fveirina et Vallenar (Ojos de Agua).
- Dans la province de Coquimbo, on rencontre des gisements inépuisables de minerais de fer très purs à Huatchalalumè, à Juan Soldado, au Tofo, etc.
- J’ai déjà mentionné ceux d'e Jllapel et de la province de Santiago. Au Sud, on s’pst jusqu’ici très peu occupé de la question des mines de fer, mais néanmoins on a signalé leùr présence en Araucanie dans le voisinage de Coronel, près de Valdiviq, et enfin,
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- dans mes expéditions aux régions australes, j’ai trouvé près du canal deChacao des oxydes de fer oligiste très purs.
- On peut être absolument certain qu’au Chili on trouvera pour la sidérurgie, en extrême abondance, tout le minerai de fer dont on pourra avoir besoin, de qualités et de titres supérieurs.
- Minerais de manganèse. — C’est surtout dans le département do Frevrina (Mines Coquimbana etNegra, de Trippler etCie) et dans la province de Coquimbo, près rVElqui (Mines de las Canas, la liga de Joaquin Naranjo) qu’on exploite au Chili le plus de minerais de manganèse.
- Il existe également quelques-unes de ces mines au ffuasco, ainsi que dans les départements de Ovalle. (Corral Quemado) et Illapel (Huintil’), dans la province de Santiago (Monténégro, Hospital) et même très au sud comme à Valdivia (près le port de Corral et sur les bords des rivières), mais leur importance est moins grande. < -
- En 1889 on a exporté du -port de Carrizal baj'o pour l’étranger : 12 940 948 kg de minerais de manganèse (grand maximum qui ne doit pas servir de hase de calcul) et par le port de Coquimbo, pour l’Angleterre et États-Unis :
- En 1888.................................... 12 326 000 %
- Pendant les dix premiers mois de 1889. . . 8 190 000
- Je citerai deux analyses faites sur deux échantillons prélevés, sur des chargements de ces missions envoyés en Europe :
- K° 1 N° 2
- Peroxyde de manganèse. . . 56 0/0 56 0/0
- Protoxyde de manganèse. . . 24 23
- Peroxyde de fer 0,60 0,50
- Silice 5 4
- Phosphore 0,03 0,03
- Cuivre 0,10’ 0,20
- Carbonate de chaux 9 10
- Substances non déterminées. . 5,27 6,27
- 100,00 100,00
- Il ne convient guère d’embarquer des minerais de manganèse d’un titre inférieur à 45 ou 50 0/0 en manganèse métallique.
- Les minerais à base calcaire sont toujours de qualité supérieure à ceux de gangue siliceuse, et ces derniers contiennent plus de phosphore,
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- Le commerce des minerais de manganèse est jusqu’ici entièrement au pouvoir de M. Trippler, délégué de maisons anglaises et peut-être allemandes et américaines, mais aucune expédition n’est faite en France directement. Du reste il faut tenir compte, avant de se lancer dans ces spéculations, que la base principale actuelle du commerce des manganèses au Chili est une question dé change et que plus la valeur réelle de la piastre chilienne diminue, plus le bénéfice de l’exploitant et commerçant en manganèse est élevé, vu que les frais d’exploitation et de transport à la côte ne varient pas en proportion des oscillations du •change.
- Généralement les minerais de manganèse se présentent en filons dont la puissance varie entre un et trois mètres (Coquim-bana, Negra), quelquefois en couches de puissances variables et sillonnant de grandes superficies de terrains (Canas, Liga), et enfin d’autres fois en amas très irréguliers. J’ai observé que généralement, à très peude profondeur, laqualité et le titre de minerai baissaient sensiblement : la gangue devient plus quartzeuse, de l’oxyde de fer rouge hydraté remplace l’oxyde de manganèse et dans beaucoup de chantiers, malgré des indices superficiels de grandes richesses, j’ai vu que le minerai diminuait beaucoup et même disparaissait à 14 ou 15 m de profondeur.
- 11 faudra donc toujours être très circonspect pour l’évaluation de la valeur des mines de manganèse qu’on pourra avoir à examiner au Chili.
- Pour'plus de détails relatifs à ces minerais de manganèse, je renvoie au même ouvrage que j’ai cité au sujet des minerais de fer. '
- Exploitation des mines au Chili.
- , Les procédés d’exploitation employés dans les mines d’or, d’argent, cuivre et mercure d’une certaine importance et ayant atteint une assez grande profondeur sont à * peu près les mêmes que ceux employés en Europe, et souvent, les Ingénieurs ou chefs de mines qui dirigent les travaux sont Européens ou ont fait leurs écoles avec des Européens. Les machines d’extraction et d’exhaure viennent généralement d’Angleterre et des États-Unis ; quelques-unes, exceptionnellement, sont faites au Chili même.
- Dans la plupart des petites mines, surtout aux débuts des exploitations, on se contente de pratiquer des descenderies (chiflones)
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- suivant en zigzags plus ou moins réguliers l’inclinaison du filon ou de la couche et d’installer des galeries d’allongement (fron-tones) dans la direction ou courue de ce filon (corrida). On continue en profondeur ces descenderies, jusqu’à ce que la ventilation devienne impossible, et alors seulement on se résout soit à pratiquer la ventilation au moyen de grossières cloisons faites de branchailles ou d’une plante spéciale épineuse (quisoos) enduit%s’ de boue, en s’aidant au besoin d’une cheminée extérieure d’appel, soit à foncer de vrais puits verticaux ou inclinés (piques et lumbreras) qui servent également à l’épuisement des eaux. Dans ces petites mines, à descentes rapides et dangereuses, on n’emploie guère comme échelles qu’un seul madrier portant des entailles ou des taquets, simplement appuyés contre une paroi de la descenderie et sur lesquels grimpent avec hardiesse et rapidité les chargéurs (apires), portant dans des hottes en cuir (ccipachos) de 2, 3 à 4 q. espagnols (de 92,138 à 184 kg) de minerais, suivant la force des hommes et la distance à parcourir. Le mineur, emploie généralement un fleuret en acier de 2 1/2 à 3 1/2 cm de diamètre et quelquefois, pour les grands coups de mine (toocasos), de vraies-barres, maniées par deux hommes.
- Le marteau pour frapper est généralement assez lourd, et celui employé pour détacher les blocs ébranlés par les coups de mines, pèse de 12 à 15 kg et même plus.
- C’est de la poudre fabriquée dans le pays qui est la plus usuelle ; mais actuellement, pour certains travaux (chambres intérieures-à construire, etc.), ou quand on est gêné par la présence de l’eau, on a recours à la dynamite, provenant presque exclusivement d’Allemagne.
- La mauvaise direction donnée aux travaux de beaucoup de mines rend plus tard très difficile et coûteuse la reprise de l’exploitation d’une mine abondonnée.
- Dans les mines importantes nous retrouvons nos grandes machines d’extraction européennes : les travaux sont bien ventilés, les eaux épuisées par des machines d’exhaure les plus perfectionnées, et les transports exécutés intérieurement par chemins de fer et jusqu’au jour dans des wagons guidés dans des puits verticaux ou inclinés quelquefois, atteignant une longueur de 500 à 600 m.
- A l’extérieur de la mine, on trouve des machines à vapeur (généralement anglaises), des appareils concasseurs (Blake) à mâchoires, des.,classeurs, appareils de lavage, laboratoires d’essais, installa-
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- tions complètes de bureaux, ateliers de réparation, maisons confortables d’habitation pour chefs et employés, mais très imparfaites pour les ouvriers, aires, etc., etc.
- Dans quelques mines, on a employé avec succès, à de grandes profondeurs, l’air comprimé pour la ventilation de la mine et l’action de machines à perforer.
- Pour l’épuisement des eaux dans certaines mines ou dans des mines dont les chantiers sont irréguliers, on a recours à l’action de la vapeur sur des pompes Tangui installées à peu de distance du fond même de la mine et agissant par injection.
- Rarement on rencontre des gaz délétères dans les mines métalliques, sauf quelques mines d’argent (comme à San Blas à Cha-nanillo) où le développement de gaz arsénieux et antimonieux présentaient quelques dangers.
- Les accidents dans les mines au Chili, malgré la hardiesse et l’imprudence du mineur, sont relativement assez rares et n’entraînent du reste pas, du moins généralement, la responsabilité du patron.
- Usines métallurgiques.
- Avant d’entrer dans les détails relatifs aux procédés métallurgiques employés au Chili et aux divers éléments qui s’y rattachent, je crois utile de présenter quelques observations générales sur les conditions favorables et défavorables de cette branche de l’industrie et de donner un aperçu des situations actuelles des diverses usines dans lesquelles sont traités les minerais.
- Avant de se résoudre à installer une usine métallurgique dans n’importe quelle région du Chili, il faut* toujours examiner par soi-même et avec l’aide de personnes connaissant parfaitement et depuis longtemps la localité les facteurs suivants :
- 1° Quantité certaine de minerais qui pourront alimenter l’usine pendant un temps déterminé, conditions dans lesquelles on pourra se les procurer par des contrats de facile exécution et sans procès possible, et enfin moyens de transport depuis les centres de production jusqu’à l’usine.
- Il arrive continuellement que l’Ingénieur qui veut étudier les conditions minières d’une contrée, se fait des illusions sur des quantités plus au moins grandes de rejets ou halde.s (desmontes) que l’on trouve auprès des bouche-mines de mines depuis longtemps travaillées ou même abandonnées, prélève des prises
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- d’essais plus ou moins fantaisistes, surtout s’il se fie à quelque compagnon qui ait intérêt à le tromper, calcule mal l’exploitation possible des divers chantiers et surtout ne tient pas assez compte des probabilités d’appauvrissement des filons (broceos) ou des difficultés d’extraction des minerais. J’ai vu ainsi, par suite de prévisions erronées, certaines usines montées pour traiter '100 t de minerais par 24 heures, au bout de quelques mois, ne pouvoir plus compter que sur 10 ou 15 t au plus, et même moins !
- Il est toujours imprudent de ne compter, pour l’alimentation de l’usine, que sur des minerais achetés ou traités à façon (ma-quila) sans avoir la propriété absolue d’un certain nombre de mines qui puissent au moins fournir une base certaine d’approvisionnement.
- En faisant des contrats avec les mineurs, auxquels il faut, du reste, presque toujours faire de fortes avances pécuniaires, et avec de grands risques, on a peu de moyens efficaces pour faire exécuter ces contrats et, surtout si c’est la pauvreté de lamine qui empêche leur exécution, il serait oiseux d’entamer des procès longs, coûteux et ne pouvant amener aucune solution pratique.
- Il faut vérifier avec grand soin quels sont les moyens de transport dont on peut disposer toute l’année, non seulement pour amener les minerais à l’usine, mais pour y transporter tous les cléments industriels nécessaires : combustibles, fondants, marchandises, etc., et également pour en remporter les divers produits obtenus.
- Si on peut disposer d’un chemin de fer, il faut vérifier si le matériel est suffisant pour ne pas s’exposer, comme il arrive souvent, à rester plusieurs jours sans rencontrer de wagons disponibles.
- S’il faut avoir recours aux mules de charge et ânes, ou à des charrettes traînées par des bœufs, il y a à se préoccuper de la question des fourrages, et si on se trouve dans une région produisant ces fourrages (dans le Nord on emploie le* fourrage comprimé, apporté du Sud), il est prudent de savoir si, par suite d’une année trop sèche ou trop pluvieuse (toujours il se trouve
- que l’année pendant laquelle on se trouve est exceptionnelle....),
- ces foins ne disparaîtront pas et si les animaux pourront encore trouver leur subsistance dans la localité.
- Cette question des transports est la plus grave qui se présente dans l’Amérique du Sud et il faut se préoccuper aussi de ce que
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- peuvent devenir les routes existantes au début et qui sont généralement très mal entretenues.
- 2° Main-d’œuvre et force hydraulique.
- Actuellement, dans certaines régions, les bras sont devenus très rares, à la suite des guerres, épidémie, révolution, travaux de chemins de fer, etc., etc., et on risque quelquefois, faute d’hommes, de ne pouvoir travailler les mines sur un pied suffisant ou même de faire marcher les usines. Si on doit compter sur une force hydraulique, on ne doit pas oublier que généralement les cours d’eau au Chili sont torrentiels; que pendant les hivers trop secs, dans la région centrale, il se dépose peu de neige sur la Cordillère ; que cette neige pendant les grands froids de l’hiver ne fournit que peu d’eau aux torrents et, si elle est rare, ne donne l’été qu’une force hydraulique de courte durée.
- 3° Combustibles, fondants, minerais.
- Les approvisionnements de bois comme combustible, dans certains départements, exigent une étude sérieuse préalable et on doit s’assurer la livraison de ces bois, soit en achetant des terrains, soit en faisant des contrats en règle avec les propriétaires de Vihacienda.
- La question des fondants pour le traitement de certains minerais est beaucoup plus grave qu’elle ne paraît au premier abord, et souvent on a dù faire venir, de très grandes distances et à des prix très élevés, des castines (carbonate de chaux) ou des oxydes de fer. La composition des gangues des minerais et de leurs taches métalliques devra toujours être prise en considération pour connaître les éléments dont on devra pouvoir disposer.
- 4° Propriété des terrains sur lesquels on installe les usines.
- Il convient d’avoir la propriété des terrains des usines et même d’une certaine étendue de terrains voisins, car il est bien rare autrement de ne pas avoir de disputes continuelles et des procès avec les propriétaires (hacendados) qui, malgré des contrats de location en règle et de grandes promesses de protection, ne manquent jamais l’occasion de créer mille difficultés aux mineurs et usiniers installés sur leurs propriétés.
- Enfin, quand il s’agira d’introduire des procédés nouveaux, il ne faudra pas oublier que tel procédé qui peut donner d’excellents résultats en traitant certaine classe de' minerais peut, avec un autre minerai, donner des résultats déplorables.
- Avant de se lancer dans l’application de ces procédés nouveaux, il faudra étudier longtemps la question, non seulement aux points Bull. " 5
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- de vue chimique et métallurgique, mais aussi en tenant compte de tous les éléments industriels et commerciaux de la question.
- On est frappé, en parcourant les centres miniers du Chili, du nombre considérable d’usines arrêtées ou détruites qu’on rencontre, et ces désastres sont dus à ce qu’on n’a pas pris assez en considération les dangers que je viens de signaler.
- Indication et situations des diverses usines . métallurgiques.
- Enrichissement ou lavage mécanique de minerais pauvres. — Presque dans tous les centres miniers, existent des installations de lavage mécanique, complétant pour les menus et fins le triage à la main du minerai en morceaux, mais des usines destinées spécialement à ces opérations ne se rencontrent qu’aux endroits suivants, et encore quelques usines sont actuellement arrêtées (1 ).
- Dans la province d’Antofagasta, concentrations très imparfaites de quelques minerais d’argent et minerais d’or.
- Département de Chanaral (port de Pan de Àzucar) à las Vegas, à quelques kilomètres des mines de Carrizalillo, usine assez èom-plète de lavage de minerais sulfurés de cuivre, appartenant à la Compagnie de Lola et Coronel. Près de Carrizal bajo, à Canto deAgua, lavage déminerais de cuivre. Dans le département de Copiapo, quelques grandes installations pour lavage de minerais de cuivre, qui ont donné de mauvais, résultats. Dans la province de Coquimbo, on rencontre à Tamaya une usine de lavage de minerais de cuivre montée sur une grande échelle, et dans cette même province à Llaguin (département de lïlapeï), une usine (actuellement arrêtée) possédant les appareils d’inventions les plus récentes (cribles-filtres de Huet et Geyler, appareils de broyage perfectionnés, etc.) également pour le lavage de minerais de cuivre.
- Dans la province de Santiago, à la Invernada près de Tiltil, une Compagnie anglaise a dépensé, sans succès, de forts capitaux pour concentrer des minerais de cuivre de titre peu élevé mais contenant une tache métallique très riche (bronce morado). Enfin, dans le centre minier de las Condes, on a inutilement essayé de laver des minerais d’argent.
- Traitement des minerais d'or.,— Le lavage des minerais d’or se fait un peu partout et dans des proportions plus ou moins grandes
- (1) Dans l'ordre de situations géographiques adopté je continue toujours les indications en allant du Nord au Sud.
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- •selon les localités (1). Les plus importantes installations de lavage de terres aurifères existent dans la province de Coquimbo (départements de Illapd, Combarbala, etc.), près Petorca, à Marga-Marga, près Quillota, à Tiltil, sur quelques points des régions du sud du Chili (Avançante, îles de Chiloë) et dans le détroit de Magellan.
- Pour le traitement par amalgamation de l’or, je citerai :
- Usine de Madge et Buise, aux mines du Guanaco (département de Taltal), usines du port de T allai.
- Moulins à or des départements de Illapel, Combarbala, Petorca.
- Moulins de Quillota, Tiltil, San Felipe, Rancagua, etc.
- Pour le traitement des minerais d’or par la voie sèche :
- Lourde M. Naranjo, au Buasco.
- Usine de Rancagua, également pour production de mattes aurifères.
- Dans quelques autres établissements, la production de mattes ou barres aurifères est un accessoire des autres fabrications.
- En général, les résultats obtenus par ce traitement n’ont pas donné de résultats satisfaisants.
- — Traitement des minerais d’argent et de plomb. — Par la voie humide : dans les provinces d'Antofagasta et Atacama, on a fait des essais malheureux et auxquels on a dù renoncer.
- Par amalgamation : c’est le procédé par lequel on produit le plus d’argent au Chili et je ne citerai que quelques usines à Iquique : L’usine de Buantajaya comprenant huit trapiches (doubles meules verticales), douze tonneaux (barriles) rotatifs et pouvant produire 3 000 piastres de barres d’argent par 24 heures.
- Celle de Cavancha avec deux machines allemandes broyant à sec et six tonneaux d’amalgamation.
- — Dans la province d’Antofagasta, près de Caracoles et Calama, ont existé diverses usines d’amalgamation.
- A Taltal, dans le. port même, l’usine dirigée par M. Darapsky comprenant huit trapiches, six tonneaux d’amalgamation, une machine à vapeur de la force de quarante chevaux. Sa production est de 5 000 marcs d’argent par mois.
- Dans ce même département, au pied du centre minier de Cachinal au Refresco, existe une très grande usine d’amalgamation actuellement arrêtée, mais qu’on pense remettre en marche.
- C’est dans le département de Copiapo (Copiapo même, Totora-
- (1) Une usine, inslallée à Freirina pour laver des minerais d’or des mines de Capote (Huasco), n’a donné aucun résultat, à cause de l’extrême pauvreté des minerais .
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- lillo,près Chanarcillo, près Tres-Puntas, etc.), qu’on a installé les plus grandes et les plus perfectionnées usines d’amalgation.
- Dans le département de Vallenar, on trouve encore quelques usines (à Vallenar même et aux environs) donnant une production insignifiante aujourd’hui.
- Dans la province de Coquimbo, entre Serena et Elqui. est l’usine de Pelicana comprenant deux trapiches doubles, trois tonneaux rotatifs, deux pans américains. La force est donnée par une turbine Leifel de 90 ch.
- Enfin on trouve sur plusieurs autres points, plus au sud, des débris de petites usines sans importance.
- Par voie sèche. — A Iquique même,/ à peu de distance du port, on a monté il y a quatre ans une petite usine destinée à fondre des minerais de cuivre et d’argent, mais je ne sais si elle est encore en activité.
- Dans le port même d' Antofagasta existe lagrande usine de fonte des minerais d’argent et plomb de Bella Vista (appartenant à Brownel Leiuis et Cie) et comprenant: cinq fours à manche, trois fours a Goupeller.
- Le vent est donné aux fours par deux ventilateurs Rooth et la force motrice par une machine à vapeur de 30 ch.
- On installe actuellement dans le même port, pour y traiter surtout les minerais d’argent de Huantchaca, une très grande usine de fonte, qui sera une des plus importantes de l’Amérique du Sud.
- — Près de Copiapo, à Tierra Amarilla, une usine mixte traite à la fois des minerais de cuivre, de plomb et d’argent et comprend : trois fours à manche, dont deux pour argent et un pour cuivre, neuf fours à réverbère pour minerais de cuivre (dont sept pour mattes et deux pour affinage). Lors de ma visite à cet établissement, avec deux fours à manche et huit à réverbère en marche, on produisait par mois : 200 t de cuivre en barres, 100 t en mattes de cuivre et argent et 800 kg d’argent.
- — A Carrizal existaient anciennement plusieurs demi-hauts fourneaux à plomb de M. Montt.
- — Près de la Serena, dans l’établissement de la Compania existent des fours à manche et de coupellation pour minerais d’argent, ainsi que dans l’usine d’amalgamation de la Pelicana dont j’ai parlé plus haut.
- A 30 et 50 km de la ville de Santiago on rencontre les importantes usines de fonte de San Enrique, appartenant à M. Concha,
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- à las Coudes (nombreux fours à manche et à coupelles pour minerais d’argent), et de Maitenes, en pleine Cordillère (appartenant à la famille Cousino). Dans cette dernière usine de Maitenes, on traite simultanément et par les procédés les plus perfectionnés des minerais d’argent et de plomb, et à part des minerais de êuivre, mais uniquement aux fours à manche.
- Sur la ligne même du chemin de fer de Santiago à Valparaiso, à la mine Desengano (station de Batuco), on traite les minerais d’argent et cuivre dans un four à manche qui produit du cuivre noir et mattes de cuivre, les deux produits argentifères.
- Enfin, tout près de Santiago même, existe l’usine de fonte pour plomb et argent aux fours à manche de M. Francisco Perez avec fours de coupellation.
- Traitement des minerais de cuivre.
- Les usines destinées à traiter les minerais de cuivre sont celles qui sont les plus répandues au Chili, et il faut reconnaître qu’ac-tuellement un grand nombre de ces usines anciennes ont diminué leur production et même ont disparu. Il faut faire plusieurs distinctions dans les modes de traitement.
- 1° Par la voie humide. — Dans la province de Coquimbo, on extrait du cuivre par la sulfatisation artificielle et précipitation à l’usine de la Compania de Lambert et par sulfatisation naturelle et précipitation dans le centre minier de Andacollo. Une usine expérimentale pour le traitement par la voie humide a provisoirement été installée auprès des mines Llaguin.
- 2° Par la voie sèche. — Il faut encore subdiviser ce traitement en fonte aux fours à reverbère et fonte aux demi-hauts fourneaux, ou fours à manche.
- Fours à reverbère : Il exisl e dans la région centrale du Chili (départements de Combarbala, Illapel et Petorca) et plus au sud Quillota, Ligia, etc., un grand nombre de petits fours à réverbère chauffés au bois et qui font partie accessoire de l’exploitation des. fermes (haciendas) pour utiliser les bois et moyens de transport de la propriété. Ces fours, par suite de l’éloignement progressif des bois, tendent de plus en plus à disparaître. Je citerai quelques-unes des plus importantes usines de fours à réverbère au charbon de terre (houilles anglaises et australiennes et lignites chiliens) :
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- Près de Cobija plusieurs fours ont longtemps fonctionné, ainsi que près de Taltal, El cobre, Papudo et au port de Chanaral.
- Dans les départements de Copiapo et Caldera existent encore quelques unes de ces usines, montées sur une grande échelle, comme celle de Tierra Amarilla, dont j’ai parlé à propos de-l’argent, celles de Nantojo, du port de Caldera, etc. A Carrizal bajo, Canto de Agua et Carrizal alto (dans le voisinage même des principales mines), on trouve les usines de M. Izaga (Chanarcito), de Ramon Ovalle etc.
- Au port même du Huasco et dans l’intérieur du département, à Remolinos, existent plusieurs de ces fours à réverbère, dont plusieurs arrêtés actuellement. Généralement, dans les diverses usines que je viens de mentionner, on ne produit que peu de-barres de cuivre, mais surtout des mattes d’un titre de 50 0/0 environ en cuivre.
- C’est encore dans la province de Coquimbo que nous retrouvons le plus de ces usines : près du port même de Coquimbo, est la. grande usine de Guayacan qui, à une époque, a produit jusqu’à. 1 000 t de cuivre par mois et se compose de :
- 9 fours à réverbère destinés à fondre le minerai de cuivre ;
- 2 — — à raffiner le cuivre ;
- 2 fours à vent comprimé pour griller les menus.
- Il faut citer aussi celles de Tongoy et celles de la Higuera et To-toralillo. L’usine de la Higuera de Yicuna possède 3 grands fours à réverbère (pouvant fondre chacun 13 1/2 t de minerais par 24 heures), des cases de grillage, etc. Celle voisine de MM. Munoz, possède 4 grands fours à réverbère, 16 cases de grillage, 2 fours à manche, 2 ventilateurs Rooth et une machine à vapeur de 20 ch.
- Au port de Totoralillo l’usine de MM. Yicuna se compose de 7 fours à réverbère pour fondre les minerais et de 9 grands fours à réverbère à gradins pour y griller mattes et menus de minerais. On a produit dans cette usine jusqu’à 40 0001 de cuivre en 10 ans.
- Au port de los Vilos et dans la ville de Illapel existent 2 de ces-fours.
- Quelques-uns de ces mêmes fours fonctionnent encore dans la région centrale du Chili (près San-Felipe chez Huidobro, à Llaillai,, station entre Yalparaiso et Santiago), mais c’est surtout au Sud,, à Lota (Cousino) et Coronel (Schwager), qu’on rencontre les usines les plus productives et fondant les minerais de cuivre, non produits localement, mais provenant de tous les ports du Chili, principalement du Nord. ^
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- L’usine de Lota (appartenant à la famille Cousino) a produit jusqu’à 12 000 t par an de barres et de lingots de cuivre. Elle contient un grand nombre de fours à réverbère de fonte, de grillage des mattes broyées et de raffinage et actuellement possède la Bessemeration du cuivre qui y a donné d’excellents résultats,.
- > *
- Demi-hauts fourneaux ou fours à manche.
- Quelques-uns de ces fours ont été installés près d'Iquique et dans les provinces à’Antofagasta et F Atacama (à Tierra-Amarilla).
- Une Compagnie anglaise transforme, à Panulcillo (province de Coquimbo), dans ces fours à manche, en mattes de 50 0/0 (308 t par mois), des minerais de cuivre à gangue de grenat très abondant mais d’un titre très peu élevé.
- On rencontre encore ces mêmes fours à la Higuera (au nord de • la Serena), près de San-Felipe, dans la province de Santiago à Mai-tenes où on transforme en barres de cuivre pur, par la Bessemeration, les mattes de cuivre obtenues par la fonte des minerais dans les fours à manche. Enfin plusieurs de ces fours ont fonctionné à Batuco, Maipu, ainsi que dans les départements de la Ligua et Petorca, mais sur une petite échelle. Ces fours à manche emploient comme combustibles les cokes anglais et américain ainsi que des anthracites américains.
- Dans la deuxième partie de ce travail je vais m’occuper, en détail, de la description des opérations métallurgiques effectuées dans les divers traitements des minerais au Chili, et, préalablement, je dirai quelques mots des éléments principaux sur lesquels reposent les divers-modes de traitement, c’est-à-dire : les combustibles, matières réfractaires nécessaires et fondants qu’on doit ajouter aux lits de fusion.
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- DEUXIÈME PARTIE
- La métallurgie au Chili : ses éléments, produits employés, produits obtenus.
- Combustibles. — Les seuls combustibles employés actuellement au Chili (1) pour les opérations métallurgiques sont :
- Le bois, les lignites du pays et houilles étrangères, le coke et l’anthracite importés d’Europe et des États-Unis, et enfin par exception le goudron, provenant des usines à gaz. K
- Bois. — Ce n’est guère que dans la province de Coquimbo et dans quelques départements de la région centrale qu’on emploie le bois comme combustible dans les fours à réverbère à cuivre et, dans la province de Santiago, pour la coupellation des plombs argentifères. Au nord de la province de Coquimbo, comme à Car-rizal et près de Copiapo, son usage est limité à l’allumage des tas de grillage des minerais, aux fours à chaux et briques.
- On trouve encore dans les départements de lllapel, Comborbala, de très bons bois de chauffage comme le Talhuen, Espino, Yegua, etc., etc. Une espèce de cactus, le Cardon, suffisamment séché, fournit un combustible végétal d’une puissance calorifique tellement exceptionnelle que, sur les grilles des fours à réverbère, on doit le mélanger avec d’autres combustibles inférieurs.
- Généralement ces bois, débités en bûchettes et transportés à dos d’âne, sont vendus, dans la province de Coquimbo, au prix de 3 à 4 piastres la tonne, mis au pied du four.
- Dans la province de Santiago, dans certaines usines, comme celle de Maitenes, par exemple, le bois sec employé pour la coupellation et autres opérations (allumage des grillages, etc.) vaut de 13 à 14 piastres la tonne.
- C’ëst surtout dans les régions australes qu’on pourrait rencontrer le bois, comme combustible, en extrême abondance, à très
- (1) Au Pérou et en Bolivie on emploie souvent comme combustibles les excréments de llamos (les animaux de transport de ces pays), séchés au soleil.
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- bas prix et de qualité exceptionnelle. On peut s’y procurer des bois de tepu, ulrao, luma, etc., à des prix inférieurs à 2 piastres la tonne.
- Charbon de bois.— Jusqu’ici le charbon de bois n’est guère employé au Chili que pour les usages domestiques et y est d’un prix très élevé. A Santiago, un sac de charbon de bois de Espino et ne pesant guère plus de 35 à 40 kg est vendu au prix de 3 à4piastres.
- Plus tard on pourra, dans les régions australes, produire pour des usages sidérurgiques d’excellents charbons de bois provenant surtout des essences des bois : tepu, temu, lingue, arrayau, luma, etc., à des prix ne dépassant guère 10 piastres la tonne, mis au pied du haut fourneau.
- Des expériences faites en Europe par d’éminents métallurgistes comme MM. Dürr, Howine, Delafond, Carbonet-Tequi, ont prouvé que ces charbons provenant de la carbonisation des bois de la région australe du Chili pouvaient lutter, comme qualité, avec les meilleurs charbons de bois employés dans la sidérurgie en Europe.
- Lignites (i). — C’est surtout dans la province du Bio-Bio, près de Concepcion, à Lota, Coronel, Arauco et Lebu qu’on rencontre les principales mines de charbon. On a également rencontré des gisements carbonifères près de Valdivia, ainsi qu’au sud de l’ile de Chiloë, à l’ile de Huafo, et même dans le détroit de Magellan (au nord-est de la terre du roi Guillaume IY, par 52° 50' de latitude sud et 71° 50' de longitude ouest Greenwich) ; mais ces dernières mines, quoique probablement de grand avenir, ne sont pas encore exploitées. *
- Ces lignites, dont les gisements sont situés au bord de la mer, sont transportés par vapeurs et par voiliers au nord dans les divers ports où sont situées les usines.
- Leur prix est variable suivant leurs qualités, surtout selon le change et la concurrence des arrivages de charbons étrangers ; actuellement ils sont payés à raison de 10 à 12 et même 15 piastres la tonne dans les différents ports du Nord. On peut les employer, sans addition d’autres charbons, pour la marche des fours à réverbère à cuivre ; pour les usines à gaz, ils sont mélangés avec des charbons anglais. La production de ces lignites augmente chaque année davantage : elle est actuellement d’environ 600 000 t par an et dépassera bientôt probablement de beaucoup ce chiffre ; une grande partie de ce charbon est consomméè par les besoins de la navigation à vapeur nationale et étrangère.
- (1) Pour les détails plus complets relatifs aux lignites chiliens, consulter mes publications sur l'Avenir de la métallurgie du fer au Chili (1er volume, 2° et 4: suppléments).
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- Ces lignites sont de qualité moyenne et peuvent, pour beaucoup d’usages, faire concurrence aux houilles européennes ; jusqu’ici on n’a pu arriver à en fabriquer un coke de qualité suffisante pour la sidérurgie. Daus un des centres miniers, à Lebu, ©n effectue un lavage mécanique donnant d’assez bons produits.
- Il serait intéressant de fabriquer des briquettes ou agglomérés avec les menus provenant des exploitations et soumis quelquefois à un lavage mécanique préalable ; mais actuellement on ne fait pas encore assez de différence dans les qualités des produits pour motiver ces installations.
- Les analyses de divers lignites de Lota nous ont donné :
- LIGNITES BRUNS
- DE BUEN-RETIRO DE LOTi!
- Eau....................... 4,8 5,0
- Matières volatiles................. 40,8 . 40,2
- Carbone fixe.......................... 48,2 53,2
- Cendres argileuses et ferrugineuses . 6,2 1,6
- 100,0 100,0
- Coke non boursouflé assez friable.
- Pouvoirs calorifiques comparés à celui du carbone pur : 71,3 et 75,5.
- Ce qui correspond en calories à 5 761 et 6104.
- Soufre pour 100 de lignites : 0,10 et 0,02.
- Les lignites des mines situées plus au sud contiennent généralement plus de soufre, surtout à Lebu.
- Les couches ont des épaisseurs variables entre 0,60 m et 1,50 m (veta gruesa de Chambique, à Lota).
- Ces mines sont souvent travaillées à d’assez grandes distances sous la mer ; le feu grisou s’y développe quelquefois, mais les accidents sont assez rares ; tout le travail est fait par des ouvriers et contremaîtres chiliens, sous la direction, souvent, d’ingénieurs étrangers.
- A titre de renseignements généraux, je citerai les profondeurs des puits de quelques-unes de ces mines :
- A Lota, ces profondeurs Varient entre 100 m verticaux (puits Chambique) et 140 m (puits Alberto). Un plan incliné (chiflon) a ,900 m de longueur. A Lebu, le puits de Santa-Amalia a 330 m de profondeur verticale, et le puits de San-Javier 232 m.
- Des chemins de fer amènent le charbon des mines aux quais
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- d’embarquement et rallient même les centres miniers à’Arauco à la ville de Conception.
- Les prix des charbons anglais et australiens varient surtout avec le taux du change de la piastre chilienne, les demandes et les arrivages. Ces charbons, apportés comme retour à bord des navires qui ont porté des salpêtres en Europe ou complétant les chargements de navires apportant des rails, fers, etc., n’ont à supporter que des prix de fret très peu élevés. Leur prix, par tonne, ne dépasse guère de 2 à 3 piastres celui du lignite chilien.
- Coke et anthracite. — Le coke livré par les usines à gaz du Chili n’est guère employé que par les forgerons et pour les usages domestiques ; il se vend sur place à raison de 18 à 22 piastres la tonne. Celui consommé, dans les usines métallurgiques pour les fours à manche ou demi-hauts fourneaux et les ateliers de fonderie provient d’Angleterre, d’Allemagne et des États-Unis.
- Le coke anglais ou américain est généralement très supérieur au coke allemand ; il se vend, mis dans un des ports de la côte, en se reportant au type du change de M peniques, au prix moyen de 22 à 25 piastres la tonne, mis à terre. (Actuellement, au change de 18 1/4 peniques, il vaut un plus grand nombre de piastres chiliennes la tonne.)
- A cause du grand volume de cet article par rapport à sa densité, un navire n’apporte jamais un chargement complet de coke, mais combiné avec le fer ou le charbon.
- Ce coke est mis en sacs (contenant chacun environ 50 kg) pour être porté dans l’intérieur.
- L’anthracite, employé dan#quelques fours à manche, soit seul, soit mêlé à du coke, au type du change de 24 peniques, est vendu dans les ports au prix de 13 à 16 piastres la tonne ; il vient des États-Unis. i *
- Goudron des usines à gaz. —Dans une usine de fonte de minerais d’argent, près de Santiago, on se sert du goudron comme combustible dans des fours de coupellation de plombs argentifères. 4
- On calcule que1 chaque tonne de lignite produit environ 401 de goudron; le prb; de ce goudron est de .2 centavos 1q litre ; celui du brai-est de 3 !/2 centavos par kilogramme. *
- La production annuelle du goudron à Valparaiso"*est de 520 0001 par an.
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- Matériaux réfractaires. — Les briques réfractaires employées dans la construction des fours au Chili proviennent d’Angleterre et portent généralement les marques Dinass et Stourdbrige ; on a également importé des briques quartzeuses spéciales et de magnésie, mais leur usage est encore peu répandu.
- Les briques réfractaires anglaises qui ont comme dimensions : 0,25 mX 0,12 m X 0,07 m, au type de 24 peniques, valent à Valpa-raiso de 70 à 75 piastres le mille.
- Celles de Lota, demi-réfractaires, valent à bord, à Lota, de 40 à 45 piastres le mille.
- On fabrique également .des briques-demi-réfractaires à Lebu, et partout au Chili des briques ordinaires (à 15 et 20 piastres le mille) pouvant servir pour les revêtements extérieurs des fours.
- Les argiles très réfractaires sont rares au Chili. Dans les mines de lignites on trouve des couchés de ces argiles d’assez bonne qualité et même, par un triage à la main, on en sépare une partie très fine appelée tosca, avec laquelle on a pu faire de bonnes plaques pour les fours Siemens, installés à Lota pour la fabrication des bouteilles (1). On a exploité également des argiles réfractaires (tofo) dans la province de Coquimbo (près de Combarbala et de Salamanca) ainsi que près de Tiltil.
- Actuellement on paye ces argiles à Tiltil au prix de 6 à 7 piastres la tonne.
- L’argile ordinaire (greda) se rencontre à peu près partout.
- Le kaolin, en bancs puissants, y est également assez commun, surtout dans les provinces d’Antofagasta et d'Atacama et près de Santiago, sur la route qui mène aux mines de las Coudes.
- Le quartz, souvent pur et même f en beaux cristaux (cristal de roche), se trouve dans tout le Chili, et surtout est#très répandu dans la province de Coquimbo ; celui employé pour les plans des fours à réverbère, soit à Coquimbo, soit à Lota ou dans d’autres usines, se vend en moyenne au prix de 6 ou 7 piastres la tonne.
- Il est généralement concassé sous des bocards avant d’être livré aux usines, à moins qu’on ne le rencontre en sable, comme à Lota, où il est soumis à un lavage grossier avant d’être employé.
- (1) Analyse d’une argile réfractaire de Lota :
- Silice. 57,60 0/0
- Alumine . • . . ,.é.........................28,00
- Peroxyde de fer. . ......................... 0,25
- Chaux ....................................... 0,50
- Magnésie.............î ............... Traces
- Pertes par calcination . . . ...............13,50
- Total...................... . 99,85 0/0
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- Dans l’usine cle Maitenes, à 50 km est de Santiago, pour le garnissage des convertisseurs on emploie un quartz cristallisé très pur, provenant de Tiltil et qui revient, mis à Santiago en gare, au prix de 8 piastres la tonne ; ce quartz, avant d’être mélangé à l’argile, est broyé à sec sous des meules verticales.
- On simplifie et on diminue beaucoup aujourd’hui l’emploi du matériel réfractaire dans les usines métallurgiques du Chili en introduisant autant que possible l’usage des ivaler-jacket ou réfrigérants extérieurs à circulation d’eau.
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- Fondants. — On ne rencontre pas au Chili, comme en Europe, comme fondant des gangues des minerais, le spath-fluor (fluorure de calcium), et les seuls fondants introduits dans les lits de fusion, en dehors des scories plus ou moins basiques, sont : la castine ou carbonate de chaux (espejuelo), l’oxyde de fer naturel et celui produit par le grillage de pyrites de fer, généralement cuivreuses, et enfin quelques minerais de manganèse.
- Le carbonate de chaux cristallisé se présente en filons assez puissants dans presque toutes les régions du Chili et on peut signaler ceux de : Tierra Amarilla (près Copiapo) ; ceux voisins de Chanaral (à Pueblo Hundido), de la province de Coquimbo, et enfin de Tiltil, etc., etc.
- Le carbonate de chaux cristallisé de'Tiltil est vendu, mis en gare à Santiago, à raison d’environ 7 piastres la tonne.
- Quelquefois on profite, dans les lits de fusion, d’une certaine quantité de cuivre ou d’argent que contiennent ces carbonates de chaux, quantités de métaux dont les vendeurs exagèrent toujours l’importance.
- On exploite dans tout le Chili des calcaires plus ou moins hydrauliques pour la fabrication de la chaux et c’est cette dernière qu’exceptionnellement on ajoute aussi dans des lits de fusion. Les calcaires fournissant la chaux pour construction se rencontrent surtout près de Coquimbo, près de Santiago (La Calera, Lo Aguirre, etc.), dans le Sud, etc.
- On pourrait également tirer-parti des coquilles, comme on le fait à Puerto Moutt, pour la fabrication de la chaux ou pour fondant calcaire, quand on n’a pas à craindre la présence du phosphate de chaux (1).
- (1) Analyse de coquilles recueillies sur le bord de la mer à Lota :
- Cailloux.................................... 12,00
- Sable........................................15,30
- Peroxyde de fer............................. 1,66
- Phosphate de chaux......................... . 0,18
- Chaux (et magnésie)..........................39,00
- Pertes au feu .............................. 31,60
- Total.........................99,74
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- L’oxyde de fer naturel, employé comme fondant pour les gangues siliceuses des minerais d’argent, n’est guère exploité actuellement que près de Coquimbo, dans les mines du Penon et de San-Cristobal, d’où ils sont conduits par chemin de fer jusqu’au port même de Coquimbo où leur prix de revient est évalué environ à 5 piastres la tonne, et de là embarqués pour les usines de fonte de minerais d’argent situées à Antofagasta et appartenant à la maison Bronwel et Cie.
- En cinq ans, on a expédié environ 30 000 t de ces minerais coWme fondants.
- On exploite également de ces minerais de fer d’une grande pureté près de la ligne de chemin de fer entre Santiago et "Valpa-raiso, à Tiltil, Lampa, Batuco, ainsi que près de Santiago (à Lo Aguirre, Maipo),et des minerais de manganèse (à Monténégro, Hospital, etc.) pour fondants de minerais d’argent des usines de Batuco, San-Enrique, Maitenes, etc. .
- On paye pour l’usine de Maitenes des minerais de peroxyde de fer, très purs, mis à Santiago, au prix de 8 piastres la tonne.
- Des minerais de manganèse et fer provenant de Monténégro et •de Hospital ont été payés à peu près au même prix.
- Produits divers employés ou pouvant être employés comme réactifs dans les opérations métallurgiques au Chili. — Le sulfate de cuivre, indispensable pour le traitement des minerais d’argent par l’amal-gation ou pour l’électrolyse, peut être facilement obtenu au Chili, soit à l’état naturel et mêlé à du sulfate de fer (à Las Condes près Santiago), ou par lexivation d’anciennes haldes, comme à Andacollo), soit par le grillage de pyrites cuivreuses.
- Les nitrates de soude (salpêtre) et autres sels de soude se rencontrent à l’état naturel dans le nord du Chili.
- Les borates de chaux ont été exploités à Ascotan (frontière du Chili et de Bolivie), ainsi que dans la province d’Atacama (près Co-piapo); on a exporté en Europe une certaine quantité de ces borates, et on a même essayé d’installer près de Caldera, sous la direction d’un Français, M. Boyer, une usine de purification de ces mêmes borates.
- Le sel marin ou chlorure de sodium, très employé dans les usines d’amalgamation, provient généralement de Huacho, port du Pérou, mais est également produit au Chili dans des salines installées au bord de la mer (département de Petorca) ; on extrait de grandsdépôts de sel gemme, comme ceux de Paipote, a Maricunga, dans le département de Copiapo (1).
- (1) Dans la même région, on rencontre des roches imprégnées de soufre et des aluns.
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- Le prix du sel au Chili varie généralement entre 80 centavos et 1 piastre le quintal espagnol de 46 kg.
- Enfin le fer métallique, employé comme réducteur dans diverses opérations métallurgiques, est acheté aux ateliers de fonderies qui vendent leurs vieilles ferrailles ou débris d’objets de fonte au prix de S à 10 piastres la tonne.
- Procédés métallurgiques employés au Chili.
- Lavage ou enrichissement mécanique des minerais. — On ne soumet guère au lavage mécanique que les minerais d’or et de cuivre; on a essayé, sur une petite échelle et dans des cas exceptionnels, de l’appliquer à des minerais d’argent.
- Pour les minerais d’or, on se contente de recueillir une certaine quantité de sable ou de terre aurifère, débarrassée à la main des gros cailloux stériles, dans une écuelle en bois ayant la forme d’une calottç sphérique très évasée et portant le nom de hatea.
- Cette hatea peut contenir une dizaine de kilogrammes de terre à laver.
- On ajoute de l’eau de manière à former une bouillie de plus en plus claire, on sépare à la main les petits cailloux et introduisant la hatea dans l’eau, on lui donne un mouvement giratoire et oscillatoire de manière à faire entraîner les parties les plus légères ; à la fin, quand il ne reste plus au fond de la hatea que de l’oxyde de fer micacé, on ajoute peu à pemde l’eau pure en prenant plus de précautions pour l’expulsion de cet oxyde, jusqu’à ce qu’on arrive à isoler presque complètement la poudre ou les pépites d’or contenues et qui restent toujours mélangées avec un peu d’oxyde de fer magnétique (1).
- L’ouvrier chilien, comme pour toutes les opérations de lavage de'minerais, est très habile pour cette séparation de l’or et profite généralement, pour se livrer à ce travail, des époques des crues des torrents ou des époques pluvieuses.
- Les rendements sont très variables et très irréguliers, et généralement, à l’exception de quelques régions du Sud (Araucanie, île de Chiloë), très peu rémunérateurs.
- Ce n’est guère que l’indépendance absolue dont jouit l’homme qui se livre à ce genre de travail qui le décide à le préférer à celui
- (I) Les acheteurs de cet or, appelé oro de lavadero, ont toujours soin, avant de le peser, de le nettoyer avec un aimant.
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- qu’il pourrait trouver avec plus de profit dans les mines ou les usines.
- On a essayé d’installer à Catapilco, près la Calera, et sur une très grau de échelle, des appareils hydrauliques américains destinés à désagréger et laver les terres aurifères de toute une contrée ; mais, après de très fortes dépenses, on a renoncé à la conclusion déh travaux.
- On a voulu aussi appliquer à ce travail les cribles-filtres de Huet et Geyler (à Freirina) et divers appareils d’invention moderne, mais les résultats n’ont pas été satisfaisants.
- Le lavage mécanique pour les minerais de cuivre qui s’effectue dans toutes les petites mines où on exploite des minerais pyriteux de cuivre est des plus simples : le minerai est classé soit dans des tamis à mains de divers numéros, dont les mailles ont des ouvertures variables entre 0,001 m et 0,015 m, soit dans un trommel mù à la main ou mécaniquement; les grenailLes classées sont lavées dans des cribles à secousses, comme ceux employés en Europe, et les fins et' Schlamms sont enrichis dans des petits canaux en bois étagés, appelés canaletas, sur lesquels on fait écouler la boue suffisamment délayée que l’ouvrier ramène en arrière avec une raclette en bois jusqu’à ce qu’il, juge le produit suffisamment pur; il enlève avec la même raclette ce minerai enrichi et introduit une nouvelle lavée.
- Dans des installations plus perfectionnées, les boues sont introduites en tête d’un long canal en bois, évasé, de 10 m de long pour 0,70 m à 0,80 m de larg^ portant des rebords de 0,10 m de hauteur ; si on veut un lavage soigné, on donne plus de largeur à l’extrémité inférieure du canal auquel on ménage toujours une certaine pente, variable selon la nature du minerai. On recouvre les parois de ce canal d’une toile solide à côtes (tocuyo americano) et on contrarie et égalise la marche du minerai au moyen de balais ordinaires en paille ; la sortie est réglée de façon qu’au moyen de trois trappes dont on règle par un levier les ouvertures à volonté, on puisse diriger dans des cases spéciales les stériles, les mixtes et les riches.
- Ce travail, exécuté avec la plus grande habileté par des femmes et des enfants chiliens, m’a donné pour le travail des fins des résultats supérieurs à ceux obtenus avec des appareils européens perfectionnés.
- Enfin, dans quelques grandes usines spéciales, on a . employé les appareils de broyage les plus perfectionnés, comme les machines
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- à casser à mâchoires Black, des cylindres lisses et cannelés en acier Krupp, des bocards américains, des broyeurs à boules, ainsi que des appareils de classement les plus nouveaux : trommels en tôles de cuivre perforées à injection d’eau, appareils à courants d’eau contrariés par série de cases évasées (pour les Ans), et enfin un grand nombre d’appareils de lavage proprement dit, comme les cribles-filtres de Huet et Geyler pour les grenailles, les tables tournantes. convexes et concaves à balais ou à injection d’eau pour les fins, les tables dormantes, les toiles sans fin de Burnton, etc., etc.
- Naturellement, le degré d’enrichissement qu’on peut atteindre varie avec le titre en cuivre de la tache métallique du minerai et du but qu’on se propose d’atteindre. Dans une usine du nord, à Carrizalillo, on élevait jusqu’à 16 à 18 0/0 en cuivre des minerais quartzeux contenant des mouches de pyrite de cuivre et d’un titre moyen ne dépassant guère 3 à 4 0/0 ; à Carrizal, le titre était élevé de 5 à 16 0/0 ; à Tamaya, de 6 à 15 et 17 0/0 ; à la Invernada, près Tiltil, pour des minerais contenant une tache très riche en cuivre (brome morado), on a élevé le titre de 3 0/0 à 45 et 50 0/0.
- Les frais et difficultés du lavage varient avec la dureté du minerai, le mode de dissémination de la tache métallique dans la gangue et les conditions locales de l’usine.
- A Andacollo, près de la station du Penon (ligne du chemin de fer entre Serena et Ovalle), les opérations de lavage se font dans des conditions présentant un certain caractère d’originalité.
- Les minerais de cuivre produits dans cette localité et extraits de grandes profondeurs au moyen de machines d’exhaure et d’exploitation assez perfectionnées, se composent d’une gangue très friable argileuse et contenant du cuivre sous forme de cuivre natif, d’oxydes et sulfures ; leur titre ne dépasse guère en moyenne de 3 à 3 1/2 0/0 en cuivre.
- Ce minerai, abattu en partie par des femmes et des enfants est soumis à sa sortie de la mine à l’opération suivante : ,
- Des femmes, accroupies sur le bord de bassins en bois contenant de l’eau, appelés cauchas, en remplissent des écuelles ou bateas pareilles à celles employées pour le lavage des sables aurifères et au moyen de mouvements d’oscillation très bien combinés, expulsent la plus grande partie de la matière stérile et amènent le minerai à un titre de 25 à 26 0/0.
- Les rejets sont amoncelés, se sulfatisent par leur exposition à l’air et au soleil, et plus tard sont lessivés et leur, cuivre précipité par de la ferraille du sulfate de cuivre qui s’est produit.
- Bull. 6
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- En général, on peut dire que le lavage des minerais ne doit être' appliqué que sur place et avec les appareils les plus simples, dans les-mines où on extrait des pyrites cuivreuses et dans des limites indiquées par les conditions locales.
- Autrement, si on a affaire à des minerais provenant d’un groupe-de diverses mines, il ne faut s’attacher autant que possible qu’à arriver à un dégrossissage ou enrichissement imparfait du minerai,, de manière à diminuer seulement les dépenses de transport des. mines jusqu’aux usines de fonte, tout en évitant la production de mixtes et de fortes pertes dans les stériles.
- On a monté plusieurs usines destinées à acheter à bas prix aux mineurs d’une contrée, en les centralisant, les haldes de leurs mines et leurs minerais de titre peu élevé ; on se proposait, par les procédés les plus perfectionnés, d’élever les titres de ces minerais pour les revendre à des usines de fonte plus ou moins éloignées, et les résultats de ces spéculations au Chili ont toujours été déplorables. Les motifs de ces échecs dans ces entreprises de lavage ont été les suivants :
- Difficultés de transport des grandes quantités de minerais pauvres, des mines à l’usine de lavage.
- Insuffisance des livraisons possibles de ces minerais pauvres..
- Usure énorme du matériel pour le broyage de ces minerais de cuivre dont la gangue est généralement très dure.
- Grande production de mixtes dont le titre est trop élevé pour-être rejetés et.trop bas pour supporter les frais de transport.
- Opérations difficiles et coûteuses pour laver les fins.
- Production de schlamms dont on ne peut tirer parti qu’en les soumettant à un traitement métallurgique spécial.
- Titres trop élevés des stériles.
- Enfin, nombreuses difficultés accessoires, comme prises d’essai défectueuses de grandes quantités de minerais pauvres et en gros-morceaux, production accidentelle de sulfate de cuivre entraîné par les eaux et usant le matériel de fer, grandes quantités d’eau nécessaires, etc., etc.
- Au résumé il ne faut regarder le lavage mécanique des minerais , que comme un accessoire d’une exploitation de mines et ne pouvant prendre un réel développement, comme à Carrizal ou T’amaya, Carrizalillo, etc., qu’autant que le propriétaire des mines est lui-même propriétaire d’usines de fonte convenablement placées.
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- Traitement métallurgique des minerais d’or.
- i !
- L’or de filons est généralement contenu dans une gangue quart-zeuse ou dans des oxydes de fer hydratés (ocres rouges ou jaunes), dans» de l'oxyde de fer micacé (arenilla), comme à Tiltil, et même dans du sulfate de baryte (cache harita) quelquefois cristallisé et transparent comme dans les mines du Guanaco.
- H s’y rencontre à l’état natif en paillettes plus ou moins fines et par exception en cristaux.cubiques et octaédriques.
- D’autres fois, comme à Punitaqui, etc., on le tçouve associé à des pyrites de fer et au mispickel ou à des polybasites (Coudes) à l’état de combinaisons encore mal déterminées.
- Le minerai d’or, à sa sortie delà mine, est soumis à un triage à la main généralement très difficile, vu que souvent l’or est disséminé d’une façon irrégulière et capricieuse dans la gangue.
- Ce minerai est réduit en poudre aussi fine que possible, soit sous des meules verticales recevant un courant d’eau (trapiches) (1), soit préalablement dans une machine à mâchoires Black et ensuite sous des bocards ou même à sec dans des appareils rotatifs» allemands contenant une série de boules en acier de différents diamètres et des parois percées de trous de plus en plus petits.
- Dans les usines les plus complètes on se contente de réduire en poudre le minerai dans les appareils broyeurs, et les poudres Obtenues ou les boues, convenablement séchées sur des aires sont introduites dans de grands barils d’environ 2 m de diamètre pour 2,50 m de longueur, tournant au moyen d’engrenages autour de leur grand axe et pouvant contenir chacun de 3 à 4 t de minerais.
- On ajoute dans ces barils du mercure et quelquefois divers réactifs chimiques comme : sulfate de cuivre, ’sel marin, oxychlorure de cuivre, amalgames divers, eau chaude, etc., en facilitant^ les mélanges au moyen de boulets en fer ou en bronze (selon les réactifs introduits) et donnant un mouvement de rotation pendant 6 à 8 et même 10 heures, en ayant soin de maintenir la boue assez épaisse.
- ‘ On ajoute ensuite une certaine quantité d’eau pour rendre très claire cette bouillie, on fait tourner lentement de manière à ras-
- (1) Un trapiche se compose généralement de deux meules en pierre cerclées de fer ou en fonte de 2 m de diamètre pour 0,40 m de large, mues par un arbre central disposé d’une façon spéciale ,pour éviter les chocs violents. La cuvette a un diamètre inférieur à celui des meules. La force employée est de 3 à 4 chevaux-vapeur. On peut pulvériser de 5 à 6 t de minerais en 24 heures. *
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- sembler le mercure et on fait vicier alternativement chacun de ces barils, (dont les embrayages sont indépendants) dans des cuves verticales portant un agitateur à axe vertical, et ensuite les boues sont conduites dans de longs canaux de lavage et enfin passent sur des plaques de cuivre amalgamées qui retiennent les dernières traces de mercure entraîné.
- L’amalgame d’or recueilli et suffisamment lavé à l’eau pure est filtré dans des chausses en peau, de chamois ou en tissu spécial et la boule pâteuse qui reste sur le filtre est comprimée dans un vase en bois ayant la forme d’un tronc de cône renversé et portant inférieurement une planchette percée de trous sur laquelle, avec un fort morceau de bois dont l’extrémité est taillée en biseau, on fait écouler une nouvelle quantité de mercure.
- Enfin cet amalgame cl’or est soumis à la distillation par descensum dans un appareil en fonte recouvert d’une cloche ; les vapeurs de mercure sont condensées, sans perte, dans une cuve d’eau et l’or reste au-dessus de la grille qui a reçu l’action du feu.
- Cet or, souvent en boules et portant le nom de pellas. est ensuite raffiné dans des creusets de plombagine et coulé en petites barres.
- Dans ces grandes usines (IJ, comme celles de Taltal et de Gua-naco, où on achète des minerais d’or, de titre souvent élevé, aux diverses mines, on paie l’or contenu à tant le kilogramme, selon le titre du minerai. Ce titre, dans les règlements de comptes, est exprimé en cent-millièmes et des prospectus imprimés indiquent aux vendeurs les échelles des prix selon les titres ; où achète de ces minerais ne contenant même que 20 à 25 g d’or à la tonne, quand les mines les produisant sont situées à peu de distance de la mine et naturellement alors le prix payé est très minime ; quand le titre dépasse 100 g à la tonne on paie l’or contenu à des prix atteignant jusqu’aux 2/3 de sa valeur réelle.
- Les essais de ces minerais, exécutés par des chimistes habiles et scrupuleux, sont faits par la voie sèche et inquartation; s’il existe une différence dans les résultats obtenus par l’acheteur et le vendeur, on règle le différend en faisant répéter par un chimiste de la Monnaie de Santiago ou une personne désignée de commun accord l’analyse d’une prise d’essai renfermée dans un troisième paquet, du nom de tercero, et portant les cachets des deux intéressés.
- Cette même formalité est remplie au Chili pour tous les marchés des autres minerais ; aussi je n’y reviendrai plus.
- (1) La force motrice est obtenue par de fortes machines à vapeur.
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- Les propriétaires des usines calculent leurs tarifs de manière à pouvoir faire concurrence aux prix payés en Europe pour les minerais exportés, et souvent la concurrence établie entre les diverses usines des mêmes localités amène à payer ces minerais à des prix très élevés.
- Il arrive que, malgré tous les soins apportés à ce traitement et tous les perfectionnements introduits, on éprouve de fortes pertes d’or dans les stériles, surtout à cause des variations fréquentes de la composition chimique du minerai, et c’est là une des causes les plus fréquentes de la ruine de ces usines.
- Chaque année, on prend au Chili des brevets pour de nouveaux procédés de traitement des minerais d’or, on cherche à y appliquer les découvertes faites en Europe et surtout aux États-Unis ; mais ces procédés, applicables à un minerai déterminé et livré dans des conditions constantes, ne donnent que de très mauvais résultats pour la généralité des minerais variés livrés aux usines.
- Dans le traitement des minerais d’or, il faut tenir compte non seulement de la composition des gangues et de la tache métallique contenant l’or, mais aussi de Yétat physique de l’or contenu, suivant qu’il est en grains, en paillettes ou en poudre extrêmement fine (1).
- Dans des usines plus anciennes et plus primitives, comme on en rencontre encore plusieurs dans certains départements des provinces de Coquimbo (département de Illapel) et de Santiago (Tiltil) les choses se passent autrement (2).
- On se contente d’installer près d’un cours d’eau un moulin ou trapiche, composé souvent d’une seule meule verticale en pierre tournant sur une base formée par une vieille meule hors d’usage et mue par une turbine des plus primitives fixée à la partie inférieure de l’arbre central et soumise à la simple force vive du cours d’eau.
- Naturellement, cet appareil ne peut fonctionner que quand il y a assez d’eau pour donner de la force motrice, c’est-à-dire généralement pendant une partie de l’année et avec de fréquentes interruptions.
- Le mineur apporte lui-même à dos de mules ou d’ânes ou en charrettes son minerai au moulin, le pèse et paie au propriétaire de ce moulin une redevance proportionnelle au poids du minerai ; cette redevance à Illapel ne dépasse guère de 3 à 4 piastres la tonne.
- (1) Si l’or natif se trouve en trop gros grains il s’amalgame difficilement; s’il est en poudre très fine, il forme souvent avec le mercure un amalgame très léger flottant sur l’eau (lamaj et entraîné dans les lavages.
- (2) Ce genre de traitement porte le nom de maquila.
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- L’usinier livre ou plutôt ‘prête au mineur une certaine quantité de mercure préalablement pesée et dont il devra rendre compte au départ en payant une piastre et demie ou deux piastres par livre de mercure qui manquera.
- Enfin, on proportionne gratis à ce mineur un aide qui devra charger le minerai dans le trapiche et régler les diverses opérations qu’il est obligé de surveiller lui-même ou de faire surveiller par une personne de sa confiance pendant toute leur durée;
- On étend une certaine couche de mercure sur la sole du trapiche qui a la forme d’une cuvette dans laquelle on règle l’admission et sortie de l’eau à volonté et on y jette à la pelle le minerai. Les boues qui s’écoulent à la partie supérieure de la cuvette passent dans de longs canaux en bois recouverts de peaux de chèvre à poil court qui retiennent les particules entraînées d’amalgame ainsi que les grains pyriteux; ces peaux, à la fin de l’opération, sont secouées et brossées dans des barriques pleines d’eau. Enfin les boues sont recueillies dans des puits spéciaux et généralement restent la propriété de l’usinier, à moins de convention spéciale. On a remarqué que ces boues, par une exposition de quelques mois à l’air et au soleil pouvaient fournir à l’amalgamation de nouvelles quantités d’or, égales souvent à ce qu’avait donné le minerai primitif, résultat dû à une modification chimique de la combinaison aurifère qui avait échappé au premier traitement, et les usiniers profitent de cette circonstance pour les traiter pour leur propre compte pendant les époques de chômage.
- Quand le minerai fournit une certaine quantité de pyrites de fer, on chauffe ces pyrites en boues avec du mercure dans un chaudron en fonte en les remuant et triturant avec une masse en bois, et on arrive ainsi à en retirer une certaine quantité d’or.
- L’amalgame réuni et lavé est filtré dans une chausse, comprimé et chauffé simplement sur une planchette de tôle placée sur le feu d’un bracero ; on ne recueille pas le mercure volatilisé.
- L’or en pella a un peu moins de valeur que celui de lavadero ; les acheteurs ont soin de fendre les boules qu’on leur offre en vente, de les chauffer sur une lampe à alcool avant de les peser pour chasser les dernières traces de mercure et même au besoin d’y prélever une prise d’essai, si l’aspect de l’or laisse des doutes sur sa qualité. f
- Pour les transactions relatives aux minerais d’or dans ces usines anciennes ou dans les centres miniers de l’intérieur, on exprime les titres en or d’une autre façon que dans les grandes usines du
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- Nord : runité adoptée pour l’or est le castellano — 4,60 g, et pour le minerai, le cajon = 2 944 kg. Au lieu d’énoncer tant de cent-millièmes ou tant de grammes d’or à. la tonne de minerais, on •évalue le titre en disant : tant de castellanos au cajon.
- J’ai remarqué, dans le département de Illapel, que les minerais traités aux moulins rendaient en moyenne de 8 à 10 castellanos par cajon (de 12 à 15 g par tonne); naturellement, leurs essais par la voie sèche indiquaient un titre supérieur.
- On voit donc que souvent ces minerais, à cause de leur faible teneur, ne peuvent supporter que des frais de traitement très minimes, et si on voulait monter une grande usine pour appliquer des procédés plus perfectionnés, on échouerait presque sûrement devant la difficulté de pouvoir réunir sur un point déterminé une quantité suffisante de minerais pour pouvoir alimenter •cette usine.
- En dehors de l’amalgamation, on a essayé de soumettre les minerais d’or, dans deux usines différentes (près Vallenar et Ran-cagua), au traitement par la voie sèche, en faisant passer l’or dans des mattes cuivreuses qu’on expédiait ensuite en Allemagne, où cet or, sous cette forme, est très bien payé.
- La fusion était opérée dans des fours à manche pareils à ceux dont je parlerai plus loin au sujet des minerais d’argent et de cuivre, et on combinait les lits de fusion de manière à donner aux mattes un titre en or suffisant pour leur assurer une vente facile.
- Ce mode de traitement mérite d’appeler l’attention des métallurgistes du Chili, car il serait possible, sur plusieurs points, de rencontrer des pyrites de fer plus ou moins aurifères, qu’on pourrait transformer, par un grillage soigné, en oxydes de fer, lesquels serviraient de fondants aux gangues quartzeuses d’autres minerais d’or et même de minerais de cuivre, et en choisissant également des minerajs de cuivre à gangue ferrugineuse (comme on en rencontre souvent), on pourrait arriver à former des lits de fusion convenables pour une production économique de mattes de titres suffisamment élevés en or et en cuivre pour être exportés en Europe, ou même pour pouvoir être transformés sur place •en barres de cuivra aurifères par les procédés que j’expliquerai plus loin.
- Enfin, dans plusieurs usines de fonte de minerais d’argent, on produit accidentellement soit des barres d’argent aurifères, soit
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- des mattes complexes aurifères qu’on expédie en Europe et dans, lesquelles on paie l’or aux prix marqués dans les tarifs indiqués à la suite de cette communication.
- Traitement métallurgique des minerais d’argent (1).
- On peut diviser les minerais d’argent du Chili en deux classes :
- 1° Ceux contenant ce métal sous forme de : argent natif, chlorure, sulfure, et désignés encor e actuellement sous le nom de metales calidos ; anciennement on n’admettait guère ce titre pour les minerais contenant des sulfures; mais aujourd’hui, avec les nouveaux procédés, on étend même cette qualification à certaines polvbasites. Ces minerais, qui doivent contenir moins de 8 à 10 0/0 de plomb, sont traités par amalgamation, traitement toujours plus économique, quand il est possible, que celui par la voie sèche. Leurs gangues sont quelquefois calcaires, barytiques ou ferrugineuses (Chanarcillo) ou quartzeuses (Cachinal); ils se rencontrent surtout au nord du Chili, où ils occupent la région supérieure des mines.
- 2° Ceux contenant ce métal sous forme de sulfo-arséniure (Ro~ skierJ, sulfo-antimoniure, polybasites complexes, associé au zinc, au cuivre et surtout au plomb dans des galènes ou des carbonates. Ce sont les minerais qu’on rencontre le plus dans la Cordillère, comme à las Coudes, et qui, contenant souvent de fortes proportions de plomb, ne livrent à l’amalgamation qu’une partie de leur argent et occasionnent de grandes pertes de mercure. On donne à ces minerais le nom de metales frios.
- Les gangues sont généralement très quartzeuses, mais quelquefois aussi contiennent un peu de carbonate de chaux, du sulfate de baryte (mine Fortuna) ou de l’oxyde de fer (mine San Rafael). Il faut appliquer à ces minerais les procédés de la voie sèche.
- On a plusieurs fois essayé d’appliquer à tous les minerais d’argent la voie humide, soit en essayant directement de lessiver avec des réactifs spéciaux, comme l’hyposuifite de soude, des chlorures d’argent (comme à Caracoles), soit en essayant de chlo-rurer, par le grillage avec du sel marin ou à froid par des réactifs chlorurants, les sels d’argent contenus, et, faisant ensuite la lixi-vation soit avec le même hyposulfite de soude, soit avec l’ammo-
- (1) En décrivant le traitement des minerais d’argent, je parlerai subsidiairement des minerais de plomb.
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- niaque liquide (comme à Copiapo), mais les résultats obtenus ont été loin d’être satisfaisants.
- Les deux seuls procédés actuellement employés au Chili sont ceux de l’amalgamation et ceux de la fonte aux demi-hauts fourneaux.
- Avant d’entrer dans la description de ces procédés, je crois utile d’indiquer comment est faite la vente des minerais par les mineurs aux propriétaires d’usines.
- L’unité adoptée pour le métal contenu est le marco = 230 g environ, et pour le minerai, le cajon = 2 944 kg; seulement, dans quelques usines du Nord (à Iquique, la Serena), on a adopté le système métrique pour cette industrie, et on évalue le titre du minerai en dix-millièmes, et les tarifs indiquent la valeur payée pour le kilogramme d’argent contenu.
- Le prix payé pour le marco ou le kilogramme d’argent contenu varie naturellement avec le titre de ce minerai et augmente avec l’élévation de sa teneur.
- Pour fixer la valeur d’un minerai, il faut prendre comme type la valeur en piastres chiliennes de la barre d’argent pur à Yalpa-raiso, et cette dernière dépend de deux facteurs : 1° la valeur de la barre d’argent en Europe, qu’on connaît chaque semaine par des communications télégraphiques dirigées à une agence spéciale (celle de Stewart Jackson et fils) ; 2° le taux du change;
- Anciennement, quand le change était à'peu près au pair au Chili et qu’il existait un droit de sortie pour l’argent métallique (actuellement supprimé), on évaluait à 10 piastres la valeur du marc d’argent de 230 g.
- Actuellement, quoique ce métal ait diminué de valeur, comme la piastre chilienne ne vaut guère plus de 2 f h 2,50 f (ce dernier chiffre quand le change est à 24 peniques), il est clair que le marc vaut plus de 10 piastres; mais on a gardé ce chiffre comme base théorique pour régler certaines conventions entre le vendeur et l’acheteur.
- Prenons, comme exemple, les tarifs d’achat employés actuellement dans les usines du centre minier de las Coudes, près Santiago.
- On n’y reçoit généralement que des minerais d’un titre au moins égal à 10 marcos par cajou, ou environ 8/10 000e.
- Pour ce titre, on paie uniquement : 3 piastres le marc contenu," c’est-à-dire 30 piastres pour 2944 kg de minerai, un peu plus de 10 piastres la tonne. i
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- Pour chaque marc en plus de titre, on paie ces 3 piastres et 10 centavos en plus jusqu’à 12 ou 15 marcs, selon les usines.
- Au delà du titre de 15 marcs par cajon, non seulement il y a une augmentation de prix à mesure que le titre augmente (de 10 cent, jusqu’à 20 marcs, de 8 cent, de 20 à 25, etc., échelle qui diminue proportionnellement et s’arrête généralement à 100 marcs); mais, en outre, on paie au mineur un prix supplémentaire (sobre-precio) qui est la moitié de la valeur du marc d’argent pur au-dessus de 10 piastres.
- Par exemple, admettons que le type du prix de l’argent à Yal-paraiso soit de 14 piastres le marc; pour un minerai de 20 marcs on paiera :
- 3 piastres (type du prix de 10 marcs) -j- 1 piastre (ou 10 centavos X 10 unités) -f- 2 piastres (moitié du sobre-precio) z=6 piastres par chaque marc contenu, ou 120 piastres pour les 2 944 kg de minerais.
- Ge sont les prix payés à las Condes, dans la Cordillère, pour des minerais de fonte présentant des difficultés exceptionnelles ; mais dans les provinces de Coquimbo et d' Antofagasta, on paie des prix beaucoup plus élevés, et les prospectus indiquent les valeurs du kilogramme d’argent pour des titres en dix-millièmes et la valeur supplémentaire (sobre-precio) correspondante au type de la valeur de l’argent pur.
- Pour des minerais amalgamables, on paie beaucoup mieux le minerai et on achète des minerais dont le titre quelquefois ne dépasse pas 5 marcs par cajon (4/10 000es environ), quand les frais de transport sont peu élevés.
- Dans quelques cas exceptionnels (à Vallenar) (ce qui ne se fait guère aujourd’hui), on traite le minerai pour le compte du mineur, ne percevant pour l’usine qu’une redevance fixe (maquila) pour chaque cajon de minerai.
- Les prises d’essai et leurs analyses sont faites avec le plus grand soin et en offrant toutes les garanties possibles réciproques ; pour une différence dépassant 1 demi-marc par cajon (par la voie' sèche), on exige la répétition de l’essai et on appelle même au troisième paquet de prise d’essai.
- Amalgamation. — Depuis longtemps on a renoncé, au Chili, à l’emploi des anciens procédés: du patio, du caso, des cuves verticales en bois à fond de fer au milieu desquelles tournait un arbre portant des croix également en fer, des barils de Freyberg, etc.,
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- etc., et actuellement on peut dire que l’amalgamation a atteint au Chili une perfection bien supérieure à celle des procédés d’Europe et de l’Amérique du Nord.
- Yers 1862, un Français, M. Hertzog, après de longues études et de nombreux essais, était arrivé à mettre en pratique, à Copiapo, une invention faite par lui et donnant d’excellents résultats, quand, devenu subitement fou, il dut repartir pour l’Europe où il mourut peu de temps après, et c’est un de ses aides, un Allemand, M. Kronke, qui put profiter de cette invention, lui a donné son nom (Procedimiento Kronke), et en l’appliquant, avec beaucoup d’intelligence du reste, réalisa une très belle fortune. C’est le même procédé Kronke, avec de légères modifications, qu’on emploie encore dans tout le Chili et dans d’autres régions de l’Amérique du Sud.
- Le minerai d’argent est broyé généralement avec, de l’eau sous les meules verticales dont j’ai parlé au sujet de l’or, ou à sec dans un appareil rotatif allemand (usine de Cavancha, à Iquique). Les boues liquides, recueillies dans des puits, sont ensuite amenées sur de grandes aires dallées où elles sèchent au soleil pendant plusieurs jours.
- On introduit dans chacun des grands barils, décrits précédemment, et dont l’intérieur ne doit contenir aucune garniture en fer, de 3 à 4 et même 5 tonnes du minerai pulvérisé.
- Dans un atelier spécial, on prépare le réactif principal, le sous-chlorure de cuivre, de la manière suivante :
- Dans une cuve en bois contenant une dissolution de sulfate de cuivre et de sel marin, en présence de feuilles de cuivre métallique, on fait passer, au m'oyen de tuyaux spéciaux, de la vapeur d’eau jusqu’à ce que la couleur verte spéciale de la dissolution indique que la réaction est terminée. ,
- Dans le baril contenant le minerai en poudre, on ajoute de l’eau puis une certaine quantité de dissolution bouillante de sel marin, et enfin un nombre de seaux déterminé de la dissolution cuivreuse, suivant le titre et la nature du minerai; c’est là où se manifeste l’habileté du chef d’atelier. On fait tourner lentement d’abord le baril, de manière à mettre -en émulsion le minerai (ce qu’on peut aider en ajoutant des boules en cuivre), et à préparer les réactions chimiques. On arrête et on ajoute une quantité déterminée de mercure et même d’amalgame de zinc; on donne le mouvement assez vite de nouveau, pendant six à huit heures, suivant le minerai traité, on arrête de nouveau, on ajoute
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- de l’eau, du mercure, et quelquefois un peu d’amalgame de sodium, et on donne alors le mouvement lentement de manière à bien rassembler tout le mercure et l’amalgame produit. On vide ensuite le tout dans des cuves verticales en bois portant au centre des agitateurs, et les boues liquides qui s’échappent parcourent un long labyrinthe portant des chicanes, passent quelquefois dans, des pans américains et sur des tôles de cuivre amalgamé, de manière à perdre le moins possible de mercure et d’argent. L’amalgame liquide est lavé, filtré, comprimé et distillé comme il a été dit plus haut.
- Le gâteau d’argent obtenu (pina) est fondu dans des creusets en plombagine avec des réactifs purificateurs, et les barres d’argent pur, pesant de 50 à 60 kg et même 80 kg chacune, sont expédiées soit à la Monnaie de Santiago, soit à des maisons de commerce.
- Les déchets ou relaves de l’opération ne contiennent généralement pas plus de 2 marcs d'argent par cajon, quelquefois moins, mais aussi, dans certains cas, beaucoup plus, si dans le minerai existe une certaine quantité de blende, galène ou polvbasite. Les pertes en mercure sont insignifiantes dans la plupart des cas.
- Gomme on le voit, les frais de traitement sont très peu élevés, surtout quand on peut (comme à l’usine de Pelicana, près à’Elqui, par exemple, celle de San Felipe, etc.) disposer d’une force hydraulique pour donner le mouvement aux broyeurs, trapiches, barils d’amalgamation pans, pompes et appareils accessoires.
- On peut, dans les barils, faire deux opérations par vingt-quatre heures. .
- On a essayé, mais sans succès pratique, d’appliquer l’électricité pour activer et compléter les réactions.
- Fonte. — Les minerais d’argent du Chili destinés à la fonte sont très complexes, très variés, et contiennent relativement très peu de plomb, ce qui rend impossible leur traitement dans des fours à réverbère comme. en Angleterre, et comme les minerais de plomb seuls sont assez rares, on se trouve, même pour le traitement aux fours à manche, en présence de graves difficultés qu’augmente encore l’infusibilité des gangues quartzeuses de ces minerais, .
- Par suite des circonstances locales, de l’impossibilité de se procurer du spath fluor comme fondant, des prix élevés des autres -fondants (carbonate de chaux, oxyde de fer), de la néces-
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- •site d’éviter de fortes pertes dans les scories et par volatilisation, et enfin pour d’autres motifs trop longs à expliquer ici, il a fallu installer des fonderies, marchant dans des conditions entièrement différentes de celles d’Europe et des États-Unis, et on est arrivé, à une assez grande perfection dans cette branche de la métallurgie.
- J’ai déjà indiqué dans quelles conditions se faisait l’achat du minerai d’argent, je n’ai plus qu’à dire quelques mots relatifs au plomb contenu dans une partie des minerais livrés aux usines : Généralement, quand.le titre en plomb est inférieur à 10 0/0, on ne lui attribue aucune valeur pour des titres compris entre 10 et 20 0/0, on paye à raison de une piastre le q. esp. de 46 kg du plomb contenu dans le minerai; au-dessus de 20 0/0, ce q. -esp. •est payé à raison de 1 piastre et demi, 2 piastres et quelquefois même 3 piastres, selon les besoins de l’usine et les difficultés pour se procurer ce métal.
- Avant d’entrer dans des détails relatifs aux diverses opérations, je vais donner un aperçu général du-mode de traitement»
- On prélève sur les tas de minerais des aires (Canehas) les quantités nécessaires de diverses espèces pour arriver à former un mélange contenant la quantité de plomb voulue (si c’est possible), à mélanger les diverses gangues et arriver à un titre moyen
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- se rapprochant généralement de en argent.
- Il faut avoir eu soin préalablement de tamiser avec le plus grand soin les minerais sur des tamis ayant des mailles de 5 mm au moins d’ouverture, de manière à ne charger dans le four autant que possible que des minerais en morceaux fcolpas), sans grenailles ni poussières.
- Quelquefois le mélange des minerais ne se fait pas sur les. aires mêmes, mais auprès du gueulard du four, suivant les; indications du directeur de l’usine et sous la surveillance du contremaître qui, à chaque poste de douze heures, reçoit un cahier portant l’indication des charges et. sur lequel il annote ce qui est passé dans-le four.
- Les grosses grenailles sont reçuéilliès à part et sont mélangées aux charges par petites quantités.
- Les petites grenailles et les fins sont moulés en briquettes,'à •la tâche, et ces briquettes sèchent pendant plus- ou moins de temps en plein air. / .
- On amène auprès du- gueulard du four à manche : les minerais,
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- briquettes, /oncùmfà, ditharges, débris de fours et coupelles, scories basiques, scories à refondre, mattes cuivreuses argentifères, le tout mélangé, de manière à former un total d’environ 1 H/2, et à côté est déposé lè. coke qui entre pour une proportion d’environ 11 0/0 du poids du mélange. f ,
- Il se produit dans le four un mélange de plomb argentifère impur et de mattes cuivreuses complexes qui arrivent ensemble dans l’avant-creuset : on fait écouler de temps en temps la matte cuivreuse qui surnage dans le creuset extérieur et on puise à la cuillère dans le fond de cet avant-creuset le plomb liquide qui est versé dans des moules en fonte placés près du four.
- Les mattes sont mises à part pour être ensuite grillées en tas et repassées dans les charges du four jusqu’à ce qu’elles atteignent un titre suffisant en argent et sont enfin expédiées en Europe où elles sont vendues pour cuivre, argent et plomb, ou bien transformées dans l’usine même en cuivre argentifère.
- Quant au plomb argentifère impur, il est nettoyé soit par une simple refonte avec écunfage dans une chaudière emfonte ou sous l’influence d’un jet d’air lancé dans cette chaudière, ou enfin sur la sole d’un four de coupelle hors d’usage. 4
- Le plomb nettoyé et contenant généralemeni de 0,8 à 1 0/0 d’argent est concentré sur une coupelle anglaise jusqu’au titre de 20 à 25 0/0, et ensuite on fait en une seule opération la coupellation définitive des plombs concentrés jusqu’à ce qu’on obtienne l’argent métallique.
- Cet argent, débité en morceaux à la tranche, est refondu dans des creusets en plombagine, contenant chacun environ 25 kg de ce métal avec addition d’un peu de salpêtre et de borax, et enfin est versé dans des moules contenant chacun de 40 à 50 kg d’argent.
- Les scories, recueillies dans des coupoles à fond hémisphérique et à bascule, sont conduites par chemin de fer de 0,50 m de large sur des aires où elles sont renversées, une fois figées, et d’où après examen des culots, elles sont cassées à la masse et rejetées sur les versants des haldes. Je donnerai maintenant quelques indications relatives aux fours et aux divers appareils employés. 4
- Châssis à briquettes. — Pour la confection des briquettes, on se sert de châssis en bois, contenant souvent trente-six divisions et livrant des briquettes de 1 à 1 % 1/2. On paye à la tâche : 50 centavos
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- le mille de ces briquettes confectionnées et dressées. Il est quelquefois utile d’ajouter un peu d’eau argileuse pour faciliter l’agglomération, ce qui est inutile pour les gangues d’oxyde de fer hydraté et d’autres.
- Fours à manche. — Pour la fonte on emploie des demi-hauts fourneaux ou fours à manche (hormos de manga) dans lesquels existent un creuset intérieur et un creuset extérieur, ces deux communiquant ensemble à leur partte inférieure.
- La partie inférieure du four qui correspond aux creusets a la forme d’un cylindre de d,40 m à 1,60 m de diamètre extérieur et de 1,20 m à 1,30 m de hauieur ; un revêtement extérieur en grosses briques de forme un peu conique de 0,20 m à 0,25 d’épaisseur, consolidé par des armatures extérieures en fer, contient le creuset intérieur en brasque et est relié au creuset extérieur, appliqué sur ses parois, lequel est également brasqué.
- On dame dans l’intérieur de ces creusets une brasque composée de quartz et argile pulvérisés et de coke en poudre, et pendant que cette brasque est encore humide, on enlève au centre la quantité nécessaire pour laisser un vide ayant la forme d’un cône renversé ; un mandrin en bois maintient la communication entre les deux creusets et est enlevé ou détruit au moment de la mise en feu. „
- Des trous de coulée bouchés en marche normale par des tiges de fer permettent au besoin de vider le creuset intérieur.
- A la partie supérieure de ce cylindre est ménagée une échancrure dans laquelle on engage un bec en fonte serré par l’armature extérieure et par lequel s’écouleront l|s scories. Au-dessus des rebords de ce cylindre, entouré souvent dé fortes tôles, on élève une mince maçonnerie de 6 à 7 cm d’épaisseur en briques réfractaires maintenues soit par un Water-Jacket en fonte ou par un serpentin à circulation d’eau (1), en ayant soin de ménager dies ouvertures pour les six tuyères qui amèneront le vent, à quelques centimètres au-dessus du rebord du cylindre. Cette dernière maçonnerie, qui commence près dm rebord delà brasque du creuset, prend la forme d’un tronc de cône renversé, et à 80 ou 90 .cm de hauteur, elle vient rejoindre un fort anneau circulaire en fer supporté par des colonnes en fonte et qui rend indépendante la partie supérieure du four de la partie inférieure. De cette ma-
- (1) La circulation d’eau n’est nécessaire que sur une hauteur de 0,90 m au-dessus des tuyères.
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- niere on peut faire toutes les réparations possibles au creuset et aux étalages sans être obligé de toucher à la maçonnerie supérieure qui n’a presque jamais besoin de réparations.
- La forme évasée du tronc de cône continue jusqu’au gueulard situé à une hauteur environ de 4 m au-dessus des tuyères au maximum et dont le diamètre se trouve ainsi plus grand que celui du cylindre inférieur.
- Un grand entonnoir en tôle cylindrique d’une hauteur de 0,90 m s’appuie sur les bords du gueulard, en laissant un vide de 0,10 à 0,15 m entre les parois de la maçonnerie et la tôle, de manière que les gaz qui s’engagent dans ce vide puissent s’écouler par une ouverture latérale communiquant avec les carneaux.
- De cette manière l’ouvrier peut charger son minerai très également, à la hauteur qu’il veut, du moment où c’est au-dessus du niveau inférieur de l’entonnoir, et sans être incommodé par les gaz qui s’échappent du four.
- Les fumées sont conduites dans des carneaux séparés qui rendent les fours indépendants les uns des autres et munis de registres, passent dans de grandes chambres de condensation de fumées (portant quelquefois une irrigation d’eau sous forme de pluie) et enfin arrivent généralement par une galerie inclinée jusqu’à une grande cheminée située subie haut de la montagne voisine.
- Les chariots recevant les scories ont ou la forme d’une petite pyramide renversée, portée sur deux roues, pouvant, par un simple décrochage, faire bascule et dégager le pain des scories, ou d’un hémisphère portée sur un train de quatre roues et basculant sur un des côtés ; ces derniers peuvent contenir jusqu’à 400 kg de scories. s/ f
- Le creuset extérieur porte un bec en fonte avec rigole qu’on dégage à volonté, en la maintenant bouchée par une boule d’argile, pendant qu’on veut laisser monter le niveau de la matte.
- * Cette matte est reçue directement sur des plaques de fonte assemblées et fixées sur le soi, de manière à n’avoir qu’une faible couche de ces mattes et les briser facilement au marteau.
- Les cuillers avec-lesquelles on puise le plomb argentifère sont des vases en fer forgé vides dans lesquels on transporte le mercure (qu’on rencontre partout à bas prix^au Chili), sur lesquels on découpe la partie supérieure et on applique latéralement un manche fixé par des rivets ; c’est le fer qui résiste le mieux à l’action corrosive des mattes et du plomb impur.
- Les moules recevant le plomb argentifère ont la forme d’un
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- demi-cylinclre et portent des rebords ; ils peuvent contenir de 35 à 40 kg de plomb.
- Les outils employés dans le four à manche sont des fleurets de divers diamètres en fer et acier, des tiges de fer terminées par une plaque permettant d’appliquer un tampon d’argile (el mono) destiné à arrêter l’écoulement des scories, et enfin de lourds marteaux pour le cas où il faut enfoncer un fleuret à travers une paroi du four pour atteindre le creuset.
- A la partie supérieure du four on charge le minerai avec des pelles ordinaires (plus larges pour le coke que pour le minerai) et les briquettes avec des pelles recourbées à long manche permettant, quand la charge est bas, de descendre ces briquettes sans les briser.
- Appareil à nettoyer le plomb impur. — C’est un simple chaudron autour duquel circule la flamme d’un foyer chauffé au bois ou à la houille, et muni d’une hotte enlevant les fumées dangereuses du plomb.
- Un tuyau à ajutage inférieur mobile amène de l’air comprimé à quelques centimètres du fond de ce chaudron.
- Four à eoupeller. — C’est exactement le four à coupeller anglais, à voûte fixe et à coupelle mobile pouvant être emportée sur un chariot, élevé ou abaissé à volonté par des vis de rappel, et courant sur un chemin de fer conduisant du four à l’atelier de confection des coupelles.
- Les coupelles de concentration sont faites avec un mélange d’argile, de carbonate de chaux très pur et broyé et d’os calcinés. Quelquefois on les fait simplement en argile et carbonate de chaux.
- Pour la coupellation finale on emploie des coupelles faites uniquement en os calcinés.
- Dans quelques usines le chauffage est fait au goudron brûlé dans des appareils spéciaux.
- Appareils divers : moteurs, ventilateurs. — Suivant la situation de l’usine on emploie comme moteurs des machines à vapeur, ou des moteurs hydrauliques (généralement des turbines Leiffel). Une machine de 25 ch est suffisante pour 4 fours à manche et les accessoires (ventilateurs, monte-charges, pompes, broyeurs, tra-pi ches).
- Il faut éviter d’employer les ventilateurs circulaires à forge centrifuge donnant peu de pression et exigeant une vitesse dépassant Bult,. 7
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- 1 200 et même 1 400 tours par minute, et pour donner à peine 3 cm de mercure de pression.
- Les meilleurs ventilateurs sont ceux du système Rooth ou basés sur le même principe qui, avec 200 à 300 tours par minute, fournissent facilement de 3 à 4 cm de mercure de pression.
- Il est'indispensable de mettre une soupape très mobile sur le trajet du ventilateur aux fours, pour éviter le retour des gaz et de terribles explosions, dans le cas où au moment d’un arrêt l’ouvrier négligerait de retirer les tuyères.
- Les tuyères, à bout de fonte ou de tôle mobile, sont disposées de façon à pouvoir être élevées ou abaissées à volonté, tourner autour de leur axe dans tous les sens et glisser dans une gaine de manière à être rapprochées ou éloignées des embrasures du four.
- Un regard qu’on ferme à volonté permet d’examiner l’extrémité de la tuyère engagée dans le four et d’y introduire un ringard en cas d’obstruction.
- Le serpentin refroidisseur a ses spirales distantes de 3 à 4 c?n? ce qui assure un refroidissement suffisant, tout en permettant d’enfoncer un ringard dans le four pour dégager les accrochages (callos); des dispositions spéciales empêchent que l’eau puisse jamais manquer dans ce serpentin, que je trouve préférable aux Water-Jacket complets américains, très coûteux et de réparation difficile.
- Je crois inutile d’insister sur les différents monte-charges, dont quelques-uns hydrauliques sont très perfectionnés (comme à l’usine de la Compania près la Serena), des cases de grillage, moules à pains de scories, etc., etc.; ce sont des imitations de ce qui se fait dans les usines européennes.
- Description sommaire du travail. — Le four étant progressivement et parfaitement séché, on élève sa température au point voulu en le remplissant de coke jusqu’à une certaine hauteur et on donne d’abord le vent à très faible pression jusqu’à ce qu’on ait complété les premières charges préparatoires. CesN premières charges se composent de litharges, mattes cuivreuses, scories et coke et on les continue jusqu’à ce qu’une circulation de plomh et de mattes soit bien établie entre le creuset intérieur et l’avant-creuset^ On commence ensuite à introduire le minerai, mais pendant les deux premiers jours, il faut autant que possible ne passer que des charges très fusibles et contenant toujours des excès de plomb et de mattes.
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- Si on n’a pas de mattes crues ou grillées à sa disposition, on peut les remplacer par une certaine quantité de . minerais très pyriteux de cuivre crus.
- Une fois que le four est rempli, on peut pousser la pression jusqu’à 0,03 m de mercure, pression qu’il ne faut guère dépasser pour éviter de faire monter le feu, la partie située près du gueulard devant .toujours être obscure, et si le feu monte, il faut laisser baisser un peu le niveau des charges, diminuer le vent et recouvrir de charges très fusibles.
- Pour un minerai moyen de Las Condes, par exemple, à gangue quartzeuse et contenant également une certaine quantité , de sulfate de baryte et un peu d’oxyde de fer, d’un titre en argent d’environ 17/10 000er et en plomb d’em/iron 12 à 15 0/0, je citerai l’exemple d’une composition de lits de fusion, en marche normale, faisant observer qu’il faut souvent faire varier la composition de ce mélange, suivant l’allure du four et les conditions des approvision-
- nements :
- Minerais d’argent divers mélangés en morceaux. ... 450 kg
- Briquettes de poussières de minerais d’argent. . . • . . 100 .
- Grenailles de minerais d’argent. . . . . . . . • 50
- Mattes cuivreuses etplombeuses d’argent grillées ou-crues 80
- Litlïarge provenant des coupellations. . . . . : . . . 60 •
- Minerai d’oxyde de fer (peroxyde anhydre). . . . . . 200 :
- à 250 et même 300 A# • '
- Carbonate de chaux. . . . '. . . . ..... . .. , 80
- Scories basiques des convertisseurs du cuivre (1) . . . 50
- Scories basiques cuivreuses. ................* . . . 100 .
- Scories d’argent à refondre. . . . . ... . ... 150
- Fer métallique eh morceaux (ferraille). . . . .... . 10
- à 15 kg
- Débris de coupelles et de fours . . . . . . . . . . 30
- Total. . .... . . , . . . . 1360%
- Coke parfaitement tamisé, sur une claie à ouvertures de 0,03 m à 0,04 m . .................... . .... ... . 150%..
- Quelquefois les briquettes, au lieu d’être faites uniquement avec de la poudre de minerai seule, sont le- résultat .d’un mélange de. ces fins et de carbonate de chaux.et oxyde de fer en poudre, Le poids de là charge est souvent-porté à 1 500 ;% et même
- 1600 kg. \ .. ' • -.'P:;;; rX - /. !;;i
- (1) Ici j’ai admis le cas, comme dans l’usine de Maitenes, que dans la même usine oii fonde.à la fois pour argent et pour euivre jet .qu’on emploie les' convertisseurs. .
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- Ce lit de fusion est versé en trois fois '(tallas) dans le four et les 150 kg de coke sont également fractionnés en 3 parties : l’ouvrier a généralement soin, pour une allure normale, de jeter le coke au centre et de répartir sur le pourtour les parties les plus fines ; il est bon de faire disposer la charge sur plusieurs points autour du gueulard pour qu’elle soit ainsi versée plus uniformément et pour que les poussières qui restent contre la pelle ne tombent pas toujours dans la même direction.
- Dans certaines usines, au lieu de faire peser chaque fois un lit de fusion, on prépare du même coup tout le mélange pour un poste de 12 heures en plaçant à côté la quantité proportionnelle de coke et alors l’ouvrier doit avoir assez d’habileté et de soin pour bien calculer les quantités réciproques de lits de fusion et de coke à introduire. N
- On voit que pour arriver à fondre une certaine quantité effective de minerais d’argent il faut fondre aussi une très grande quantité de matières stériles (scories, fondants, mattes, etc.), mais cela est indispensable non seulement pour obtenir une fluidité suffisante dans les scories et éviter de trop fortes pertes de plomb et d’argent, mais pour pouvoir maintenir au moyen des mattes (dont on ne s’explique pas le rôle au premier abordj, un courant suffisant entre le creuset intérieur et l’avant-creuset ; sans cette précaution, cette communication serait bouchée à chaque instant, à cause de la faiblé quantité de plomb produite.
- La consommation des fondants pour ces minerais réfractaires est très grande et on a observé que plus on ajoutait de carbonate de chaux, moins on perdait de plomb dans les scories et moins de plomb passait dans les mattes.
- L’addition des scories est' indispensable, non seulement au point de vue des réactions chimiques, et pour utiliser celles trop riches pour être rejetées, mais aussi pour diminuer les chances d’engorgement, surtout.quand il y a une certaine quantité de poussières (provenant du bris des briquettes, désagrégation du minerai et fondants, etc.), tout en permettant un meilleur contact entre les divers éléments du lit de fusion. Si on est obligé de charger directement des poussières, il faut faire une bouillie épaisse avec ces poudres préalablement et les charger sur le pourtour du four et en très petite quantité ; dans ce cas, comme pour celui où on doit charger plus de grenailles, il faut augmenter la proportion des scories..
- Dans un lit de fusion, comme celui que je viens d’indiquer, la
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- consommation du coke est en réalité, au minimum, de 25 0/0 du poids du minerai effectif contenant le métal utile.
- Dans le cas de gangues très réfractaires, il faut augmenter considérablement la quantité du minerai de fer (qui joue à la fois le rôle de fondant et de réducteur), et même celle de carbonate de chaux; alors la consommation du coke peut atteindre jusqu’à 30 0/0 du poids du minerai. Quand on observe que la matté atteint le bord supérieur du creuset extérieur, bord qu’on relève par un cordon de poussier de charbon, on dégage la rigole placée sur un des côtés et on fait écouler une grande partie de cette matte ; on introduit alors la cuillère à plomb et on doit avoir soin de ne jamais épuiser complètement le plomb pour éviter que les scories ne pénètrent dans cet avant-creuset, ce qui pourrait occasionner la suppression de la communication ; une fois le plomb enlevé, on recouvre d’escarbilles et de poussier de coke la surface de l’avant-creuset.
- On ne fait cette opération que toutes les deux à trois heures, et par poste de 12 heures on retire de 20 à 30 barres de plomb (de 37 à 40 kg chacune). Les scories ne .s’écoulent pas constamment ; on a observé qu’il valait mieux laisser monter leur niveau jusqu’au ras des tuyères ; aussitôt que l’ouvrier (chaque 10 ou 15 minutes) voit par l’œil de la tuyère qu’il y a une quantité suffisante de scories produites, il pique avec un fleuret une ouverture placée au-dessus du bec en fonte d’écoulement,, et un peu avant que toute la scorie ne soit écoulée, son aide applique un petit tampon d’argile contre le trou de coulée. La marche de ces fours est interrompue par de fréquents accidents qui sont les suivants :
- Engorgements et accrochages dans le four. — Il faut alors laisser baisser le niveau de la charge, observer par les tuyères les plus obscures où existe l’engorgement (callo), enlever la tuyère correspondante et retirer autant que possible par son embrasure au moyen de fleurets et de crochets la partie crue ou pâteuse formant l’engorgement ; on condamne ensuite au moyen d’un tampon d’argile cette tuyère ou même plusieurs tuyères (quelquefois on n’arrive à ne marcher un certain temps qu’avec une tuyère), jusqu’à ce que l’engorgement ait disparu. Il faut avoir soin, en même temps, de cesser le chargement du lit de fusion et le remplacer par une ou deux charges très fusibles appelées suples (espèce de purge), composées uniquement de : scories, fondants, litharge et
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- mattes et de la quantité de coke correspondante, quantité dont on doit alors forcer le chiffre.
- Il est bon, avant de revenir à la charge normale, d’étendre une couche supplémentaire de gros morceaux de coke.
- Cet accident peut provenir soit d’une charge mal répartie soit d’un manque de coke, d’un mélange trop-infusible et surtout de la présence de poussières et de menus.
- On ne doit jamais oublier que les menus, surtout pour les minerais peu fusibles, sont les pires ennemis du fondeur au four à manche, et les poussières du coke sont également à redouter ; aussi évite-t-on d’introduire comme réducteur des menus de coke.
- Interruption de la communication entre les deux creusets.— Dans ce cas, la partie supérieure de l’avant-creuset se fige, et l’ouvrier au moyen d’un ciseau et d’un marteau doit enlever la croûte très dure qui s’est formée jusqu’à atteindre la partie liquide et essayer de rétablir le courant, pendant qu’on a soin de charger dans le four un supplément de mattes et de litharges.
- Si ce courant ne peut se rétablir naturellement, il faut, par une ouverture latérale ménagée dans ce but, introduire à grands coups dé masse (travail pénible) une grosse barre d’acier par la partie inférieure de l’avant-creuset jusqu’à ce qu’elle pénètre dans le creuset intérieur. Pendant le temps assez long que durent ces opérations, il faut ou laisser écouler une certaine quantité de mattes par le trou de coulée des scories et recueillir à part cette coulée, ou, au moyen d’un fleuret d’acier, vider le creuset intérieur en recueillant par décantations : plomb argentifère, mattes et scories.
- Du reste, dans quelques usines, on a supprimé l’avant-creuset et on préfère, toutes les trois ou quatre heures, vider au fleuret le creuset intérieur, mais ce travail est imparfait et très pénible.
- Engorgement ou « loup (chancho) » du creuset intérieur. — Par suite de trop longs arrêts et de refroidissement, il arrive que la sole du creuset intérieur monte peu à peu et qu’il soit impossible de ramener à l’état liquide la masse solidifiée. Jusqu’ici, il n’y avait alors d’autre remède que d’arrêter le four, en démolir la partie inférieure et refaire le creuset.
- Dernièrement on a trouvé le moyen (à Mditenes) d’éviter ce grave inconvénient, et cette découverte sera l’objet, plus tard, d’une communication spéciale.
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- Usure des parois des creusets. — Il est'facile, même en marche, •de remplacer le creuset extérieur ou avant-creuset par un autre préparé d’avance sur les parois du massif inférieur ; mais quand la brasque du creuset intérieur est détruite, il faut abattre le four et refaire ce creuset.
- Divers autres accidents moins importants peuvent aussi se produire, mais leur description serait trop longue, et c’est seulement par une observation constante et une grande pratique qu’on peut arriver à les éviter. La marche d’un four à manche exige beaucoup plus de précautions que celle d’un four à réverbère, car une fois la charge introduite dans le four, il faut qu’elle parcoure tout son trajet, sans qu’on puisse lui apporter de modifications ni d’additions, chose facile à faire dans le réverbère.
- La durée d’une campagne dans un four à manche bien conduit peut atteindre trois à quatre mois.
- Pour des minerais réfractaires, on peut compter sur la fonte de 6 à 8 t de minerais effectifs d’argent par vingt-quatre heures (sans compter les réactifs, fondants, etc., ajoutés) ; ce chiffre peut atteindre jusqu’à 10 et 12 t en bonne" marche et pour des minerais moyens ; enfin il atteindrait 15 et 20 t (et même plus) pour des minerais très fusibles et sans menus.
- Pour la marche d’un four, par poste de 12 heures, il faut compter : un peseur (qui peut suffire à deux fours), un chargeur (por-tero), un ouvrier pour le creuset (crisolero), un aide pour les scories (ayudante), et enfin deux chargeurs (cargadores) amenant ie minerai près du gueulard.
- Un contremaître de jour et un de nuit surveillent les opérations.
- Les soldes varient entre 2 et 1,50piastres par jour et par ouvrier.
- On change chaque semaine, pour chaque brigade, le travail de nuit en celui de jour et réciproquement; pour cela, l’habitude (qu’on ne peut supprimer), au Chili, est que le samedi la brigade de jour travaille vingt-quatre heures de suite.
- Les scories obtenues avec ces minerais réfractaires ont un titre en argent ne dépassant guère 1/4 à 1/2 dix-millièmes (1/2 à 3/4 de marcs par. cajon), mais leur titre en plomb est généralement de 1 1/2 à 2 0/0 et quelquefois même atteint jusqu’à 5 0/0, si les fondants et réducteurs n’ont pas été ajoutés en quantité suffisante.
- Les titres des premières mattes produites sont généralement de: Uuivre = 30 à 35 0/0 plomb = 16 à 18 0/0 argent = 0,1 à 0,3 0/0
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- Ceux des plombs argentifères nettoyés, de :
- Plomb = 90 à 92 0/0 argent =0,8 à 1 0/0.
- Les mattes cuivreuses argentifères et plombeuses produites sont cassées en morceaux et grillées en tas ou en cases ou dans des appareils spéciaux, mélangées avec des minerais quartzeux d’argent, de manière à éviter une trop grande fusion et agglomération de ces mattes pendant le grillage, et on choisit également pour ce mélange des minerais galéneux.
- Ces mattes grillées sont repassées aux fours; elles abandonnent une partie de leur plomb, mais en retiennent toujours une forte proportion ; après plusieurs grillages et refontes, on les concasse en morceaux, on les met en sacs et on les expédie en Europe, généralement en Allemagne.
- Dans une usine, à Maitenes, on est arrivé à appauvrir suffisamment en plomb ces mattes, par un nouveau système de grilage, et on les transforme ensuite aux convertisseurs en cuivre argentifère.
- A propos du grillage, il est bon d’observer que, contrairement à ce qui se passe dans les usines d’Europe et d’Amérique, on a peu l’occasion, au Chili, de griller les minerais argentifères, et cela tient à ce que ces minerais contiennent généralement trop peu de galène, blonde ou pyrites pour être grillés en tas et on recule devant les dépenses et les difficultés de grillage dans des fours à réverbère ou dans des appareils spéciaux.
- Cependant, dans quelques usines, on s’est décidé à effectuer ces grillages de manière à décomposer les sulfures et à éviter ainsi autant que possible de faire passer tant de plomb et d’argent dans les mattes et produire conséquemment plus de plomb métallique argentifère.
- • Je n’insisterai pas sur les opérations bien connues du nettoyage des plombs argentifères et leur coupellation.
- Pour la coupellation, permettant de passer jusqu’à 10 t de plomb dans la même coupelle de concentration, on consomme environ 25 à 30 0/0 de lignites du pays ou 80 0/0 de bois assez vert pour 100 de plomb coupellé.
- La confection des coupelles au Chili présente toujours de grandes difficultés, leurs ruptures sont très fréquentes et il serait utile d’introduire l’emploi (au moins pour la concentration) des coupelles en fonte américaine, à circulation d’eau.
- Quand, par extraordinaire, une campagne a produit un excès
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- de plomb sur la quantité perdue dans les scories et par volatilisation, en dehors de la prudente réserve pour la campagne suivante, on expédie en Europe alors, sans les coupeller, une certaine quantité de barres de plomb argentifère, qui sont payées à très bon prix pour plomb et argent.
- C’est la seule manière de rentrer dans une partie des dépenses faites pour l’achat du plomb aux mineurs.
- Les barres d’argent obtenues sont vendues, soit à la Monnaie de de Santiago, soit à des maisons de commerce qui les expédient en Europe.
- On utilise une partie des scories, moulées en cubes, pour faire des murailles de soutènement dans les usines.
- Traitement métallurgique des minerais de cuivre.
- Les minerais de cuivre du Chili présentent les espèces les plus variées, et on fait une distinction entre les minerais oxydés (me-talesde color) comprenant les variétés : cuivre natif, oxydes, carbonates, oxychlorures (atacamite), silicates, et les minerais sulfurés (bronces), parmi lesquels on rencontre surtout les pyrites jaunes (sulfures doubles de cuivre et de fer de titre en cuivre souvent peu élevé), pyrites gorge-de-pigeon (pecho paloma), violettes (morado), aciérées, etc.
- Les gangues, quoique généralement quartzeuses, se présentent néanmoins quelquefois sous forme de carbonate de chaux (Plan de Hornos, près Jllapel), de grenat (Panulcillo), d’oxvde de fer généralement micacé ( Arenillas, près Freirina), marneuses , argileuses, etc., etc.
- Au point de vue de la fonte de ces minerais, il faut toujours avoir en vue la nécessité de réunir des espèces différentes, non seulement au point de vue de la tache métallique, mais aussi au point de vue des gangues.
- Si on n’a à sa disposition que des minerais oxydés et de riches sulfures, on obtiendra (comme dans les anciens petits fours à bas foyer chiliens) des mattes d’un titre excessivement élevé et'même du cuivre noir à premier feu, s’il y a absence complète de soufre, et alors les pertes dans les scories seront très grandes. Si, au contraire, on ne possède que des sulfures, l’inconvénient sera moindre, mais on ne pourra y remédier qu’en grillant une grande partie de ces minerais, opération quelquefois coûteuse et difficile-
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- Les grands avantages de certaines usines comme celles de Lota, ou de quelques petites usines du département de Illâpel, sont de pouvoir réunir des minerais oxydés et des minerais sulfurés, ainsi que les gangues les plus variées, et, à premier feu, obtenir des mattes de 50 0/0 en cuivre.
- Quant aux gangues, pour éviter d’ajouter des fondants, il faut, autant que possible, faire des mélanges de gangues siliceuses et de gangues basiques, de manière à produire des scories ne contenant guère plus de 45 à.50 ou même 55 0/0 de silice.
- On peut, en partie, remédier aussi à l’inconvénient du manque d’élément basique naturel, quand on a à traiter des pyrites doubles de cuivre et de fer, en poussant assez loin le grillage, ce qui transforme une partie du sulfure de fer en oxydes de fer pouvant saturer une certaine quantité de quartz de la gangue.
- Il faudra toujours avoir en vue les considérations précédentes avant de se résoudre à procéder à l’installation d’une fonderie de cuivre au Chili et éviter ainsi les nombreux échecs qu’ont éprouvés divers industriels.
- Les titres moyens des minerais de cuivre livrés aux usines varient entre J2 et 14 0/0, sauf des exceptions que j’ai déjà signalées, et parmi ces exceptions on peut rappeler les cas des minerais très pauvres de Panulcillo (3 à 4 0/0) et des minerais très riches (25 0/0) de Tamaya, las Coudes, Batuco, etc.
- La vente des minerais de cuivre aux usines se fait dans des conditions diverses, suivant les localités et des circonstances spéciales. L’unité qui sert presque toujours de type pour les transactions est le prix à terre à Valparaiso du quintal espagnol de 46 kg de la barre de cuivre chilienne (d’un titre en cuivre variable entre 96 et 98 0/0). Gomme pour l’argent, ce prix dépend de deux facteurs :
- 1° Du prix du cuivre en Angleterre, qu’on connaît par dépêche au moins une fois par semaine, et qui est publié dans les journaux et dans des publications spéciales ;
- 2° Du taux du change, d’oû résulte la valeur en piastres chiliennes attribuée au quintal’1 espagnol de cuivre, en vue du prix
- anglais. ,
- Une revue spéciale, dont j’ai déjà parlé, fait connaître deux fois par mois ces derniers éléments, les prix auxquels ont été vendues les livraisons de barres de cuivre et le prix moyen en piastres qu’on doit admettre pour le quintal espagnol de cuivre.
- Dans certaines usines du Nord et celles de Lota et Coronel, on
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- fixe un prix déterminé pour 100 kg de minerai de cuivre d’un titre de 10 0/0 avec échelle descendante et ascendante pour chaque unité en dessus ou en dessous de 10 0/0. On indique le type du prix de la barre de cuivre à Yalparaiso auquel s’applique ce tarif, avec l’indication que pour chaque piastre de variation dans le prix typique, on fera varier l’échelle d’une certaine quantité, ainsi que le prix de 100 kg de minerais de 10 0/0.
- Dans d’autres usines (département de Illapel, Las Coudes, etc.) on adopte encore l’ancien système qui est plus simple.
- Selon les conditions plus ou moins favorables dans lesquelles on effectue l’achat, on prend 3 à 4 q espagnols de 46 kg de cuivre de redevance par cajon de 64 q espagnols — 2 944 kg de minerais reçus et on paye le cuivre excédant au prix de Yalparaiso, avec un rabais de 2 1/2 à 3 et même 4 piastres par chaque quintal espagnol de cuivre excédant.
- Prenons l’exemple d’un minerai de cuivre de 25 0/0 qu’on achète, comme on dit vulgairement, avec une maquila de 4 q espagnols et rabais de 3 piastres avec un type de prix du quintal espagnol de cuivre à 20 piastres à terre à Yalparaiso.
- Un cajon (ou 64 q espagnols) de ce minerai contient 16 q espagnols de cuivre.
- L’acheteur en prélève 4; il reste au vendeur 12 q espagnols de cuivre.
- On paye au vendeur ces 12 g espagnols à 20 piastres — 3 piastres = 17 piastres. Donc les 12 q espagnols vaudront 12 x17 — 204 piastres le cajon de 64 q espagnols et, par une simple règle de trois, on verra ce qu’on aura à payer pour la quantité livrée.
- Pour le minerai en grenailles ou en poudre fine, l’acheteur perçoit un droit de 10 centavos par chaque quintal espagnol de minerai (de même que pour les minerais d’argent).
- Généralement ces prix sont ceux payés pour les minerais livrés à l’usine, mais quelquefois l’acheteur aide le mineur pour payer une partie du fret.
- Les essais des minerais de cuivre sont faits avec le plus grand soin par précipitation et dernièrement par l’électrolyse ; les essais de simple reconnaissance sont faits par décolorisation par le cyanure de potassium.
- On n’admet pas, comme en Angleterre, les essais par la voie sèche.
- Pour une différence entre acheteur et vendeur dépassant 1/2 0/0 de cuivre dans les titres obtenus, on a recours au troisième ;pa~
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- quet, si on ne se met pas d’accord, c’est celui dont les résultats sont les plus éloignés du troisième résultat obténu qui paye les frais de l’expertise (pour le cuivre ce troisième essai est payé généralement 10 piastres).
- Parmi les traitements employés actuellement, nous distinguerons ceux par la voie humide (peu importants) et ceux par la fonte qui sont les plus répandus.
- Voie humide. — A l’usine de la Compania (près la Serena), où existent également de nombreux fours à réverbère, on grille une partie des minerais très pyriteux dans des cases disposées dans un massif en maçonnerie, et l’acide sulfureux produit est conduit dans de grandes chambres de plomb où il est transformé en acide sulfurique.
- Dans une série de cuves en bois goudronné, munies de faux fonds, on lessive les minerais grillés et autres avec l’acide sulfurique obtenu, étendu d’eau et à chaud, et dans des bassins spéciaux on précipite le cuivre du sulfate de cuivre au moyen de vieilles ferrailles et le cuivre de cément est, par fusion, transformé en lingots.
- Une partie du sulfate de cuivre esl recueillie à part à l’état cristallisé, en faisant tremper des brindilles de bois et des branchailles dans les cuves de dissolution du sulfate de cuivre.
- Dans la même province, h Andacollo, on lessive des terres sulfurées, oxydées à l’air et au soleil, et on en retire une certaine quantité de sulfate de cuivre et de cuivre de cément.
- Dans une' petite usine expérimentale, près des mines de Llaguéri, on a pu traiter avec d’assez bons résultats des schlams de minerais de cuivre sulfuré grillés directement et des minerais oxydés par le procédé de Bunt et Douglas, en employant le perchlorure de fer (1).
- Fonte.
- Il faut faire une distinction entre la fonte aux fours à réverbère et celle aux fours à manche.
- Fours à réverbère. — On rencontre encpre au Chili quelques fours à réverbère employant le bois comme combustible, surtout
- (1) Ce procédé pourrait être appliqué avec succès dans certains centres miniers du
- Chili.
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- dans les haciendas de la province de Coquimbo, et leur marche est des plus élémentaires.
- Ces fours au bois sont construits avec des matériaux peu réfractaires, si ce n’est dans les parties exposées directement au feu, et le plan au sole du four est fait avec des morceaux et poudres de quartz concassé et parfaitement damés. Une cheminée de 8àl0?w de hauteur au maximum, quelquefois même de 6 à 7 m, est suffisante pour ln tirage. Un entonnoir permet de charger, au moyen de sacs en cuir (capachos) de capacité connue, les divers minerais dont on calcule, par la pratique, les mélanges de manière à obtenir à premier feu des mattes d’un titre d’environ 50 0/0 en cuivre.
- Les propriétaires de ces fours, quoique ne possédant aucune notion métallurgique, ne s’occupant généralement que de l’élevage du bétail et de la culture, acquièrent promptement assez de pratique pour connaître la composition des lits de fusion les plus convenables, et, au moyen de leurs troupeaux de mules ou de leurs charrettes/quand ils n’ont pas de produits agricoles à transporter, il envoient chercher dans les mines les minerais dont ils ont le plus besoin. Ces fours ne marchent du reste que pendant une partie de l’année, à cause de la difficulté des approvisionnements de bois, lesquels sont exposés à toute intempérie.
- On ne passe guère plus de 3 à 4 t de.minerais dans chaque four par vingt-quatre heures et on y brûle environ 10 t de bois.
- Les mattes obtenues> sont concassées, grillées en tas et mises de côté ; quand on en a un approvisionnement suffisant, on les refond soit dans le même four, soit dans un autre four semblable, avec addition de minerais oxydés et on obtient ainsi du cuivre métallique assez pur que l’on coule dans des moules en sable en barres de 80 à 85 kg (calculées, de manière qu’une mule puisse porter deux de ces barres, une de chaque côté) (1).
- Le cuivre obtenu est généralement de qualité supérieure à celui produit dans les autres fours à charbon, et certaines marques ont obtenu de petits avantages spéciaux.
- A la fin d’une campagne, la sole du four est imprégnée de cuivre métallique formant une énorme planche dont la subdivision présente des difficultés et dont la valeur est assez considérable.
- Les titres des scories sont généralement peu élevés. 1
- Ces fours au bois tendent à disparaître, t cause de l’éloignement actuel et de la rareté du bois.
- Le fermier-fondeur paie ce bois, aux paysans qui sont sous sa
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- dépendance (inquilinos), à un prix très modique ne dépassant guère 2 à 3 piastres la tonne.
- Les fours à réverbère au charbon, consommant des lignites du Chili et des charbons étrangers, ont été et sont encore ceux qui livrent le plus de cuivre au Chili.
- Le procédé généralement adopté est celui de la Province de Galles (Angleterre). Au début, on fit venir au Chili des ingénieurs anglais et de nombreux contremaîtres et ouvriers de « Swansea », mais bientôt les ouvriers chiliens acquirent une telle habileté dans ce travail, qu’ils ont pu même perfectionner ces procédés, et aujourd’hui.on ne rencontre plus guère dans les usines que quelques maçons anglais chargés de la construction et de la réparation des fours.
- Je passerai rapidement sur l’exposé de cette méthode bien Connue en Europe :
- Dans de grands fours à réverbère, généralement à une seule sole faite en quartz damé, et construits entièrement en briques réfractaires étrangères pour les parties exposées au feu et en briques de Lota pour les revêtements, carneaux et cheminées, etc., on charge des lits de fusion (2 à 3 t) préparés d’avance sur des aires spéciales et combinés de manière à produire à premier feu des mattes de 50 0/0 en cuivre. On ajoute aux minerais les scories des refontes de mattes. Quand on n’a pas assez de minerais oxydés en réserve, on grille en cases des minerais sulfurés et ce grillage, durant trois à quatre jours, consomme très peu de bois.
- Le combustible (lignites ou houilles étrangères) est chargé sur des grilles inclinées, disposées de manière à bien brûler les menus.
- Des registres permettent de régler pour chaque four, le tirage, et les fumées, après avoir parcouru de longs canaux et chambres de condensation, se rendent généralement à une très haute cheminée (commune à un grand nombre de fours) et située sur une hauteur ; 'quelquefois, comme à Lota, existent deux de ces cheminées: une pour les fours à fondre et l’autre pour les fours de grillage des mattes...
- Quand' le minerai est parfaitement fondu dans le four, on fait écouler au râteau par une porte spéciale les scories dans de grands moules en sable, et quand elles sont figées, on les emporte sur des chariots soit au crassier, soit à un endroit où elles peuvent servir de remblai (1).
- (l)Les scories de cette refonte sont repassées à la fonte des rainerais*
- , A.-Lota, on en tire parti pour faire une darse, (darsena).
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- Ensuite, par une autre porte ou fait écouler les mattes, également clans de grands moules en sable, où elles sont brisées à la masse. t .
- Ces mattes, une fois refroidies, sont concassées et broyées en poudre line dans des cylindres broyeurs, pour être grillées soit dans des grands fours à réverbère à une seule sole (Lota), soit dans des fours à plusieurs soles étagées à la suite l’une de l’autre et sur lesquelles on fait descendre au râteau le minerai en sens inverse de la marche de la flamme (comme à Tongoy), soit enfin dans des fours rotatifs spéciaux (comme à Carrizal).
- On arrive ainsi à un grillage assez parfait de ces mattes.
- Les mattes grillées sont ensuite mélangées avec des minerais oxydés, des scories riches de raffinage, débris de fours, etc., et soumises à une autre fonte qui donne une certaine -quantité de barres de cuivre et de mattes blanches de 70 à 72 0/0 de cuivre.
- Ces mattes sont ensuite soumises au rôtissage et produisent ie cuivre rosette, qui est envoyé au raffinage. * * ’
- Enfin une partie du cuivré brut obtenu est raffinée par le per-chage (1) dans de grands fours à réverbère pouvant contenir environ 10 t de cuivre, sous la surveillance d’un employé spécial, et on puise à la cuiller le cuivre dans le four pour le verser dans des petits moules et produire des lingots très purs d’un poids d’environ 10 kg.
- Depuis peu d’années, dans une de ces usines (à Lota), on fait la bessemération des mattes de cuivre dans des convertisseurs mobiles cylindriques ; grâce à un garnissage perfectionné en briques spéciales, faites à Lota même, on est arrivé à faire jusqu’à 20 t de cuivre avec le même garnissage.
- Chaque convertisseur peut produire de 4 à 5 t de cuivre avec les mattes de 50 0/0 que l’on prend directement à la sortie des fours de première fonte. On pense augmenter le nombre de convertisseurs et arriver ainsi à supprimer le grillage des mattes et toutes les opérations postérieures.
- Dans les fours à ' réverbère, on calcule généralement que 1 de charbon peut fondre de 2 à 3 de minerais.
- Les scories de première fonte, les seules rejetées/ont un titre moyen de 0,75 0/0 en cuivre.
- Les barres de cuivre ordinaire sont coulées du four dans des moules en sable et quelquefois en fonte et ont un poids de 110 à
- (1) Cette opération ne se fait plus guère, sinon dans les usines de Lota et de Guayacan.
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- 120 kg, quand l’usine est située près de la côte. Les titres de ces barres varient entre 96 et 98 0/0, mais légalement ne doivent pas être inférieurs à 96 0/0 au minimum.
- Toutes les barres de cuivre doivent porter gravée clairement la marque de l’usine où elles sont fabriquées et ces marques sont enregistrées à Santiago.
- Dans quelques usines on se contente’de fondre les minerais pour mattes de 50 0/0 et ces mattes sont expédiées aux usines de Toto-ralillo, Guayacan, Lot a, etc.
- On paye généralement le cuivre contenu dans ces mattes au taux du jour en percevant une redevance de 21/2 à 3 et même 4 piastres par chaque quintal espagnol de cuivre contenu.
- La fonte aux fours à réverbère a atteint une grande perfection au Chili.
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- Fours à manche ou demi-hauts fourneaux (Hornos de Manga). — Ces fours sont surtout employés dans les usines situées loin de la côte, ce qui s’explique par l’économie de transport faite sur le combustible. Il est vrai que le coke ou l’anthracite, qui sont les combustibles employés, coûtent beaucoup plus cher que le lignite, mais leur consommation pour un même poids de minerais traités est de beaucoup inférieure à celle du lignite et ainsi l’économie du fret doit être prise en considération.
- En plus de cet avantage, on préfère souvent les fours à manche aux fours à réverbère, à cause des grandes quantités de minerais qu’ils peuvent fondre, comparés aux premiers, et on est arrivé dans certains fours à manche, avec des minerais spéciaux, à fondre jusqu’à 40 et 50 et même 60 t de minerais par 24 heures et par four !
- La construction d’un four à manche est plus rapide et moins coûteuse que celle d’un four à réverbère, ses scories sont plus pauvres et on peut y fondre des minerais plus réfractaires, mais il faut aussi signaler les inconvénients qui sont propres à ces fours comme la nécessité d’avoir de la force motrice (ce qui est insignifiant quand on peut disposer d’une force hydraulique), ainsi qu’un ventilateur, tuyères, etc. Les dérangements d’allures y sont plus graves que dans les fours à réverbère ainsi que les engorgements ; la conduite du four exige une attention soutenue et continuelle et enfin le principal inconvénient est de . ne pouvoir y fondre des grenailles et des fins, du moins pour des minerais un peu réfractaires, sans l’addition de beaucoup de scories.
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- En résumé, pour fixer le choix, dans une installation entre des fours à manche et des fours à réverbère, il faudra préalablement faire une étude sérieuse de toutes les conditions locales et de tous les facteurs relatifs à cette question.
- Généralement un four à manche a, à peu près, la même forme et les mêmes dimensions que celui décrit au sujet de la fonte des minerais d’argent; la hauteur du gueulard au-dessus des tuyères est moins élevée et souvent ne doit pas dépasser 1,50 m a 2 m.
- Au lieu de charger par le gueulard, on peut charger par une ou plusieurs (ce qui est préférable) ouvertures latérales, fermant la partie supérieure du gueulard et prenant les fumées également par une ouverture latérale plus élevée que celle de chargement. De cette manière les ouvriers ; sont moins incommodés par les fumées sulfureuses, et naturellement ainsi il n’y a plus d’entonnoir en tôle de chargement.
- Dans ces fours n’existe plus le même avant-creuset comme pour les minerais d’argent, mais il faut néanmoins distinguer les fours à manche à creuset extérieur de ceux à creuset intérieur.
- Dans les premiers, la sole du four légèrement inclinée et construite en matériaux très réfractaires est située un peu au-dessous du niveau des tuyères et est mise en communication, à volonté, avec un des deux creusets extérieurs, de manière que l’un fonctionne pendant que l’autre est en réparation. Pour des minerais riches en pyrites et produisant surtout des mattes de titre peu élevé en cuivre,, l’usure du plan du four est très rapide et la gorge ou conduite (garganta) qui amène le mélange de mattes et scories dans le creuset extérieur est très vite détruite, qu’elle soit faite en fonte ou en briques. On peut, du reste, obvier en grande partie à cet inconvénient en faisant cette conduite en cuivre ou en fonte refroidie extérieurement par un courant d’eau; j’ai pu ainsi obtenir de bons résultats.
- Le défaut de ces creusets, extérièurs est d’exiger beaucoup d’emplacement, des réparations fréquentes de la sole, de ne pouvoir éviter les infiltrations des mattes dans la maçonnerie au-dessous de la sole ni les rapides refroidissements aussitôt que l’allure du four est un peu dérangée ou que la quantité de mattes produites n’est pas assez grande.. Il est évident qu’un creuset extérieur, dans des conditions égales, a plus de tendance à se refroidir qu’un creuset intérieur : de là, formation fréquente de loups (chanchos) qui constituent une forte dépense de main-d’œuvre et de perte de métaux, malgré la facilité d’un creuset de rechange.
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- J’ai renoncé, depuis longtemps, à l’emploi de ces creusets extérieurs et préfère un creuset intérieur fait en bonne brasque très bien comprimée et séchée au début avec soin.
- La marche d’un four à manche pour cuivre varie avec la nature des minerais, les conditions locales, etc. ; il serait trop long de décrire chaque usine en particulier et je me contenterai de citer comme exemple la fonte aux fours à manche de minerais de cuivre dans l’usine de Maitenes, située dans la Cordillère de las Condes (province de Santiago) :
- Les minerais de cuivre traités, provenant des, miues situées à de si grandes hauteurs qu’on ne peut les exploiter que pendant une partie de l’année (mines de temporada), sont d’une richesse exceptionnelle et leurs titres en cuivre varient entre 18 et 25 0/0.
- La gangue est très quartzeuse et la tache métallique est un sulfure jaune double de cuivre et de fer; on ne trouve guère, dans cette région, de minerais oxydés, et quand, par exception, on en reçoit quelques livraisons, ces dernières sont apportées de grandes distances.
- Le minerai, à sa réception, est parfaitement tamisé (1) sur des tamis dont les mailles ont 5 mm d’ouverture, en même temps qu’on prélève les prises d’essai.
- Les morceaux de minerai (colpitas) sont grillés en tas sur des lits de bûchettes de bois, et à la base de ces tas et au centre sont ménagés des carneaux et des cheminées ; la couverte est faite avec des grenailles et des Ans damés.
- Chaque tas peut contenir de 200 à 300 t de minerais au maximum. La durée du grillage varie entre trois. semaines et un mois.
- Malgré une cohésion partielle à la base des tas, qui rend quelquefois difficile et pénible pour les ouvriers la destruction de ces tas, cette opération donne un grillage assez parfait pour le but qu’on se propose.
- Quant aux grenailles ou aux fins, leur grillage a toujours présenté les plus grandes difficultés : on a, pendant longtemps, fait des briquettes avec ces menus, en ajoutant de l’eau argileuse, et ces briquettes, au milieu desquelles étaient intercalés des morceaux de minerais, étaient grillées en tas. Les résultats étaient
- (1) Pour, cette opération, un homme monte chaque sac de minerai en haut d’un tamis spécial, monté sur un chariot à roulettes, renverse ce sac et un autre ouvrier prend avec une cuiller en fer une petite quantité du minerai qui, en présence du vendeur, est gardée dans le sac de prélèvement des prises d’essai.
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- assez imparfaits et, pendant la destruction du tas, un grand nombre de briquettes étaient brisées et devaient être moulées de nouveau, avant d’être portées aux fours.
- On a également essayé l’emploi de fours à tablettes superposées, mais la production était faible, la surveillance difficile et la dépense assez forte en combustible et surtout en-main-d’œuvre.
- Ce n’est que, depuis deux ans, qu’à force d’études on est arrivé à employer un nouveau procédé de grillage, applicable à tous les menus contenant un élément combustible (tant pour les minerais, comme pour mattes, pyrites de fer, etc.) et plus tard, quand les brevets auront été obtenus, ce procédé qui a changé entièrement la phase de la marche de l’usine, sera l’objet d’une communication spéciale.
- Ces minerais aujourd’hui ainsi grillés peuvent être mélangés dans le lit de fusion avec une certaine quantité de pyrites crues pour produire par la fonte des mattes d’un titre de 50 à 52 0/0, sans l’addition de minerais oxydés, et l’oxyde de fer, résultant de l’oxydation des pyrites par le grillage, est suffisant, aidé par les scories basiques et autres scories des convertisseurs, pour saturer le quartz de la gangue. Quelquefois, néanmoins, on ajoute dans le lit de fusion une petite quantité de carbonate de chaux.
- Les fours employés pour la fonte sont les mêmes que- ceux décrits pour la fonte des minerais d’argent, mais on n’emploie •qu’un creuset intérieur en brasque, et le chargement se fait par des ouvertures latérales, à 1,50 m au plus au-dessus des tuyères.
- Un plancher spécial pour le chargement est construit à ce niveau et le gueulard est formé par une voûte en briques. Ces mêmes fours, en bouchant les ouvertures latérales, découvrant le gueulard sur lequel on installe un entonnoir en tôle, et ajoutant un avant-creuset extérieur, et élevant enfin le niveau du plancher de chargement, peuvent servir pour la fonte des minerais d’argent.
- Au lieu de maintenir obscure la partie supérieure du four, comme pour les minerais d’argent, il faut toujours fondre à feu découvert, de manière qu’on aperçoive des flammes bleuâtres s’échapper des couches supérieures des lits de fusion.
- Il faut, dans le serpentin refroidisseur, une très active circulation d’eau, laquelle, à sa sortie, doit être à peine tiède ; malgré cette précaution, les réparations partielles des parois du four sont plus fréquentes que pour les minerais d’argent, les scories étant plus basiques.
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- Quant on calcule que le creuset intérieur contient la quantité voulue de mattes (il ne convient pas de laisser monter cette matte jusqu’au niveau du bec d’écoulement de la scorie), on procède alors à la saignée de cette matte. Pour pratiquer cette saignée, un ouvrier enfonce dans le creuset une tige d’acier ronde ou octogonale de 3 à 4 cm de diamètre, de 4 à 5 m de long, terminée en pointe à une extrémité et portant une tête à l’auire extrémité empêchant la sortie d’un fort anneau mobile sur la tige (généralement un écrou) sur lequel on frappe au marteau pour retirer le fleuret qu’on engage à coup de masse dans l’ouverture ménagée à la partie inférieure du four.
- Pendant l’écoulement de la matte, un ouvrier tient prêt, à l’extrémité d’une longue tige en fer terminée par une plaquette, un petit cône en argile (mono), qu’à un signal donné, avant que ne s’écoule de la scorie, il enfonce avec beaucoup de hardiesse et d’habileté dans le trou de coulée.
- Aussitôt, avec une tenaille et un marteau, un aide introduit au milieu de ce bouchon d’argile une cheville en bois qu’on recouvre d’un mélange d’argile et cendre, ce qui facilite ensuite pour la ;prochaine saignée l’ouverture du trou de coulée.
- Je ferai mention d’un lit de fusion habituel, admettant qu’on ait encore à employer des briquettes et que le grillage ait été bien
- fait.
- Minerai en morceaux grillés. . . . . . 800 kg
- Minerai en morceaux crus................. 150
- Grenailles.............................. 50
- Briquettes............................... 150
- Scories du convertisseur.................. 50
- Scories cuivreuses à refondre............ 100
- Scories de minerais d’argent (1). . . . 50
- Débris de four (Descargues)............... 20
- 1 370 kg
- Coke = 151 kg (c’est-à-dire environ 13 0/0 du poids effectif de minerai).
- Quelquefois on ajoute au lit de fusion une certaine quantité de carbonate de chaux.
- Je ne reviendrai pas sur la description des accidents qui peu-
- (1) Ces scories de minerais d’argent ont pour but d’introduire dans le lit de fusion de nouvelles bases (on sait que plus les silicates sont multiples, plus les scories sont fusibles), et en même temps une petite quantité de plomb de ces scories est réduite et empêche la cohésion dans le l’ond du creuset.
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- vent interrompre la marche de ces-fours; ils sont les mêmes que pour les minerais d’argent. L’accident le plus grave et qui est le plus commun est celui de l’engorgement en formation de loup (chancho) dans le creuset, par suite d’un refroidissement ou de réduction de fer métallique ou de production de mattesde titre trop élevé et en quantité insuffisante, etc. Aujourd’hui nous pouvons empêcher la formation de ces loups et même les détruire rapidement quand ils se produisent, sans interrompre la marche du four, et cette innovation rendra inutiles les creusets extérieurs. Ce résultat s’obtient par injection d’air comprimé dans le creuset et variation momentanée de la composition du lit de fusion.
- On peut fondre dans chaque four de 20 à 25 t de ces minerais effectifs assez réfractaires par 24 heures, sans compter les scories et autres éléments ajoutés. Le personnel est le même que pour les fours à minerais d’argent. Un four peut faire actuellement à Mai-tenes une campagne de plusieurs mois. Les scories ont un titre ne dépassant guère 1/2 0/0 en cuivre et quelquefois moins. Le ventilateur employé est un liooth; la pression de l’air varie entre 2 et 3 cm de mercure. Les mattes de 50 0/0 s’écoulant des fours à manche sont amenées directement, par un canal mobile en fer enduit de terre réfractaire, dans un convertisseur où, dans l’espace de temps de une heure à une heure et demie, elles sont transformées en barres de cuivre d’un titre de 98 à 99 0/0 ; elles sont coulées dans des moules en fonte et, encore chaudes, plongées dans un réservoir d’eau. Le poids de chacune de ces barres est-d’environ 100 kg. On peut produire, par convertisseur, environ de 4 à 5 t de cuivre métallique en 24 heures. Anciennement un garnissage (composé de 4 de quartz broyé et 1 d’argile) était hors d’usage après la production de 3 t de cuivre ; actuellement on arrive à 5 à 6 t et grâce à une nouvelle innovation, qui également sera l’objet d’une autre communication, on pourra arriver à empêcher la destruction de ce garnissage, au moins pour la production de la matte blanche, dont la conversion en cuivre métallique n’offre plus les mêmes inconvénients au point de vue de l’usure du garnissage.
- Pour la réparation d’un garnissage il faut compter sur la dépense d’environ une tonne et demie de mélange réfractaire.
- Trois convertisseurs mobiles cylindriques sont en travail. Une soufflerie à deux cylindres horizontaux donne l’air comprimé aux convertisseurs ; elle emploie une force de 140 à 120 ch obtenue par
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- une turbine hydraulique ; l’air est comprimé à 30 et 35 cm de mercure.
- Dans une usine à cuivre de la Higuera (province de Coquimbo) appartenant à MM. Munoz, en plus de quatre fours à réverbère et seize cases de grillage, on rencontre deux fours à manche, fondant chacun jusqu’à 60 t de minerais (spéciaux) par 24 heures,, deux ventilateurs Rooth et une machine à vapeur de 20 ch.
- A Panulcillo (près la Serana), où on a employé les premiers fours à manche, on fond sur une très grande échelle dans ces fours, des minerais pyriteux de bas titre en cuivre (3 à 4 0/0), très fusibles. Les mattes produites, de bas titre, sont vendues à des usines les transformant en cuivre en barres dans des fours à réverbère.
- Enfin il faut constater que l’usage de ces fours à manche, surtout avec les nouveaux perfectionnements, tend à se répandre de plus en plus au Chili.
- En dehors des traitements des minerais et mattes de cuivre que je viens d’indiquer, je dois, en terminant, signaler des essais qui ont été faits pour le traitement des mattes, et surtout de mattes de cuivre argentifère, par l’électrolyse, mais jusqu’ici on n’est arrivé à aucun résultat pratique (1).
- La vente du cuivre se fait au Chili avec la plus grande facilité : il suffit de s’adresser à un courtier spécial, de lui déclarer le nombre de tonnes qu’on lui livrera dans un délai fixé (deux à trois-mois) et immédiatement on fixe le prix auquel sera payé ce cuivre, et si le vendeur jouit d’un certain crédit, on lui avance la valeur de la livraison, souvent même sans intérêt. Comme on recherche beaucoup dans le commerce cet article pour retour de payements au lieu de traites, on peut souvent obtenir des prix très favorables-pour les cuivres livrés, et il serait inutile, sans avoir un correspondant spécial au Chili, de penser à obtenir des livraisons de cuivre en consignation en Europe. Les essais faits dans ce sens ont jusqu’ici thé malheureux.
- Quelquefois on envoie les 'petits lingots de cuivre pur en Angleterre directement, mais généralement on préfère les vendre sur place.
- Quelques-uns de ces cuivres contiennent des petites quantités d’or et d’argent, mais non dans les proportions que souvent on a voulu leur attribuer.
- (1) M. Francisco Ferez a fait installer, dans son usine métallurgique voisine de Santiago, un traitement complet électrolytique pour mattes, mais je ne crois pas que l’on ait pu encore en tirer de sérieux profits.
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- Sidérurgie.
- Je crois de mon devoir d’appeler l’attention des métallurgistes français sur une question d’actualité d’une grande importance et qui peut exercer une heureuse influence sur les relations commerciales et industrielles entre notre pays et l’Amérique du Sud.
- Chargé par la Société du «Progrès industriel» (Fomenta Fabril) du Chili, sous la protection du gouvernement de ce pays, des études relatives aux conditions possibles de l’introduction de la métallurgie du fer dans ces contrées, j’ai consacré trois années à ces études et ai exposé les résultats de mes travaux dans un ouvrage qu’on pourra consulter et se procurer, soit à la légation du Chili à Paris, soit à la bibliothèque de la Société des Ingénieurs civils, à Paris.
- De nombreux échantillons de minerais de fer et de manganèse, de fondants, matières réfractaires, combustibles minéraux et végétaux, bois de diverses espèces, etc., ont été envoyés en Europe (1) et les examens de ces échantillons ainsi que mes publications ont été l’objet d’un compte rendu analytique rédigé par MM. les Ingénieurs Bürr, Howine et Delafond, que l’on peut également consulter.
- Les conclusions auxquelles arrivent tous ceux qui ont pris la peine d’étudier sérieusement la question et d’en analyser tous les éléments sont que peu de pays au monde se trouvent dans des conditions plus favorables. que le Chili, à tous les points de vue, pour des installations sidérurgiques.
- Dans toutes les régions du nord et du centre, on a reconnu l’existence d’immenses dépôts de minerais d’oxydes de fer et de manganèse d’une richesse et d’une pureté exceptionnelles, situés, sur beaucoup de points, à très peu de distance de la côte, d’une exploitation et d’un transport faciles et économiques. Probablement on rencontrera plus au sud, d’après des indices déjà manifestes, les mêmes gisements, quand on pourra pousser plus loin les explorations que j’ai déjà faites sur une grande partie du territoire chilien.
- D’autre part, au point de vue du combustible, s’il est vrai qu’on ne doive guère compter (et cela est encore discutable, d’après l’opinion de M. Düit) sur le cote que peuvent produire les dignités
- (1)"Il en reste encore plusieurs spécimens qu’on peut examiner.
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- chiliens, on peut trouver dans les régions australes du Chili tout le combustible végétal nécessaire en exploitant les bois des immenses forêts vierges qui s’étendent jusqu’aux bords de la mer, des fleuves et estuaires de ces régions. Il est reconnu que ces bois peuvent fournir, pour un temps illimité, en abondance et dans des conditions exceptionnellement favorables, un charbon de bois de 'premier ordre pour les usages sidérurgiques et qui permettront de livrer des fers, fontes, aciers, ferro-manganèses de premier ordre et pouvant faire concurrence aux meilleurs produits européens.
- Il sera facile, par voiliers et par vapeurs, d’organiser des transports maritimes (qui, du reste, existent déjà pour les besoins locaux) depuis les ports du Nord où on chargera des minerais de fer de 60 à 65 0/0 et de manganèse de 45 à 50 0/0 jusqu’aux ports du Sud où des installations de hauts fourneaux, convertisseurs, fours Martin-Siemens, etc., etc., trouveront tous les combustibles végétaux nécessaires et même des lignites chiliens, à peu de distance, pour les opérations de finissage.
- On peut, du reste, varier les combinaisons qui permettront d’utiliser ces minerais et combustibles, et on pourra compter sur des frets de retour pour les navires qui feront ces, transports.
- Un fait analogue se produit actuellement au Chili : des navires des Compagnies de Lota et Coronel portent des lignites au Nord et rapportent au Sud des ndnerais de cuivre qui alimentent les grandes usines dont j’ai parlé dans cette communication.
- Etant admis et prouvé aujourd’hui qu’il existe là une base sérieuse de grande et lucrative spéculation, il convient de ne pas laisser le temps à une autre nation de prendre l’initiative d’aller au Chili s’assurer le monopole de cette industrie métallurgique. La marche à suivre la plus sûre et la plus pratique est la suivante : les propriétaires d’une ou plusieurs grandes usines sidérurgiques peuvent former un syndicat et envoyer au Chili une commission d’ingénieurs qui contrôleront mes travaux, reconnaîtront les gisements des minerais, les centres de production des combustibles, les conditions locales industrielles et commerciales et tous les éléments du problème à résoudre.
- Ces Ingénieurs seront mis en relation avec les chefs du gouvernement, les membres du Congrès, les"principaux commerçants et industriels du pays, leur feront connaître leur opinion sur l’avenir de cette nouvelle industrie, leurs prétentions pour pouvoir l’installer dans des conditions d’avenir sûres et rémunératrices,
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- et pourront ainsi savoir sur quelle protection ils peuvent compter de la part des gouvernants et quels sont les avantages et privilèges précis qu’ils pourront obtenir.
- Tout en remplissant leur mission d’expertise, ces Ingénieurs, pourront faire connaître les machines et matériels que peuvent livrer les usines françaises appartenant à ceux qui les ont envoyés et ouvrir un marché nouveau à ces produits dans l’Amérique du Sud. ^
- Je crois, du reste, que le gouvernement chilien serait disposé à participer aux frais de l’envoi de cette mission à laquelle toutes les facilités possibles seraient accordées. Une fois que le gouvernement chilien sera persuadé que la métallurgie du fer est une industrie viable au Chili, pouvant plus tard se suffire à elle-même sans besoin de protection, exceptionnelle et que ceux qui lui présentent des propositions offrent toutes les.garanties désirables, veulent faire de l’industrie et non une spéculation financière éphémère, alors on peut être certain qu’on obtiendra du Congrès une protection efficace, au moins pour les premières années, protection qui se traduira soit par des primes sur la production au début, soit par des concessions de terrains, réductions de prix de transport, etc., etc.
- Mais il est impossible d’avance de rien préciser relativement aux avantages que l’on pourra obtenir, et il faut préalablement que la-Commission d’ingénieurs puisse convaincre non seulement ses commettants, mais les mêmes gouvernants chiliens de l’avenir prospère de cette industrie.
- Il faut également avoir en vue que l’installation de la sidérurgie amènera, comme conséquence naturelle, celle du laminage du cuivre, dont l’importance, pour un pays producteur de cuivre comme le Chili, est trop manifeste pour qu’il soit besoin d’insister.
- Régions australes.
- Enfin, je crois utile aussi de signaler à l’attention des industriels tous les avantages qu’on pourra retirer de l’exploitation des régions australes du Chili.'
- Les productions locales (blés propres à fabriquer l’alcool, pommes de terre en abondance pour le même usage, lins, cuirs d’animaux, etc., etc.), les facilités de transport par voie fluviale et maritime, le bas prix et abondance de la main-d’œuvre, et,
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- enfin, le combustible végétal presque pour rien, permettront, en dehors des^ressoùrces de d’agriculture et de l’élevage des animaux, d’installer un grand nombre d’industries lucratives, comme :
- Distilleries d’alcool, tanneries, fabriques de cordes, barriques, charbon de bois et ses sous-produits, etc., etc. (1).
- Les essences de bois de qualités exceptionnelles pour bois de construction et même d’ébénisterie fourniraient également les éléments de grandes et avantageuses exploitations.
- Jusqu’ici, ces régions étaient peu connues, et c’est récemment, pendant des explorations que j’ai faites à bord de navires du gouvernement chilien, que j’ai pu faire connaître toute leur importance, et on pourra trouver leur description dans le quatrième volume de l’ouvrage sur VAvenir de la métallurgie du fer, auquel j’ai déjà fait allusion.
- Il ne me reste plus qu’à déclarer, avant de terminer cette communication, que le seul but que je me suis proposé d’atteindre, en offrant ce travail à mes collègues, est de leur ouvrir de nouveaux horizons pour l’application des résultats de leurs travaux et de leurs inventions, et de coopérer à l’œuvre de progrès de l’industrie et du commerce français dans un pays qui, comme le Chili, mérite, à tous les points de vue, les sympathies de nos compatriotes.
- Ch. Yattier.
- (1) Un certain nombre de ces industries existe déjà sur une petite échelle un peu plus au Nord.
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- NOTES ANNEXES
- AVRIL 1889 , ?
- USINE MÉTALLURGIQUE DE « MAITENÉS-OONDES » PAR SANTIAGO DE G. COUSINO ET G0
- Production des barres d’argent. — Barres de cuivre (aux convertisseurs Bavid-Manhès. — Plombs riches argentifères en saumons'puri-fiés. —Barres de'cuivre argentifère et aurifère. — Eattes riches en cuivre, argent) plomb et or. — Mattes pauvres de cuivre, argent et plomb. — Ventes de ces divers produits et considérations des divers marchés.
- N° 1. — Barres d’argent. — Argent.
- L’unité adoptée pour la barre d’argent est le marc, jsoit environ 230 g.
- Les barres d’argent produites à « Maitenes » sont d’un poids variable entre 41 et 45 kg chaque barre et d’un titre moyen de 995/1000 d’argent fin.
- Antérieurement, la Monnaie de Santiago achetait la barre d’argent, la payait en piastres fortes en argent qu’on vendait avec prime, et de cette manière on retirait de la barre d’argent environ une piastre chilienne par marc, en plus du cours du jour.
- Depuis deux ans environ la Monnaie a cessé ses achats, et il faut ou expédier par des maisons de commission cette barre en Europe ou profiter de rares occasions pour la vendre à prix fermes ,à certaines maisons de commerce de Yalparaiso.
- Le prix du marc argent à Yalparaiso est déterminé par le prix de ce métal en Europe et par l’état du change au Chili : de nombreux cable-grammes font connaître les cours européens et, deux fois par mois, la Revue de Jackson et fils publie le prix de ce métal au Chili, à bord, dans la baie de Yalparaiso.
- Exemple d’un prix fixé par la Revue de Jackson et fils du 29 mars 1889. Dépêche d’Europe du 29 mars .fixant en Angleterre le prix de l’argent à 42 1/2 deniers par once troy: change au Chili variable entre 26 3/4 et 27 1/4 peniques par piastre chilienne. Prix du marc d’argent au Chili, à bord, 12 piastres 20 centavos (12 $ 20 cs). La piastre se marque $ et les centavos cs. Le fret alors pour Liverpool était de 35 shillings environ la tonne.
- Exemples de quelques ventes de barres d’argent.
- 1° Yente à la maison Lechevallier frères et Cie de cinq barres d’argent, embarquées à Yalparaiso le 9 janvier 1888 (vente à prix ferme), France.
- On a trouvé à Yalparaiso :
- Poids de l’argent brut.................i............... ................ 196,000 kg
- Poids de l’argent fin contenu . . / . . ................. 194,661 kg'
- Et en marcs de 230,046 g, un nombre de marcs de 846 82/100°.
- A déduire pour réception, embarquement, etc., $ 5: il reste une somme nette de $ 11249,20.
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- Le prix de l’argent en Angleterre était alors de 441 /2 et le change au Chili de 25 7/8 à 25 3/4, soit 2,70 la piastre.
- Au retour de la facture définitive, on a constaté qu’en France on avait trouvé une différence en moins de 0,82773 kg, d’une valeur de $ 47,85 à déduire. On n’a pas payé l’or contenu.
- 2° Vente à la maison G. Rosemberg (en consignation), ;pour être envoyées en Allemagne, de quatre barres d’argent, embarquées le 9 janvier 1888.
- Poids brut, 170,445 kg et après fonte 170,345 kg.
- Titre de 995/1 OüO, il reste 169,493 kg.
- 169,493 kg à 127 1/4 marcs (marcs allemands)........... Marcs 21 567,98
- Dépense pour la fonte à 0,20 marcs par kilo............. 34,09
- Échantillonnage......................................... 1,00
- ------- 35,09
- Reste. . . Marcs 21.532,89
- Nota. — Le titre en or de 0,03 n’est pas payé.
- 137,07 110,16 9,25 107,56 215,43 ------- 579,47
- Produit net au 14 mars 1888, en marcs allemands ........ 20.953,42
- Remarque.— On a trouvé pour ce règlement, en Allemagne, une différence de poids en moins de 2,490 kg sur le poids de l’argent fin trouvé au Chili.
- Prenant à cette époque le change à 25 3/4 et le prix du marc d’argent à $ 13,30, il résulte que, transformant la valeur des marcs d’argent en' shillings au change de 20,395 et ensuite en piastres chiliennes au change de 25 3/4, on n’a pour valeur du marc d’argent au Chili que $ 13, ce qui constitue une perte de 30 cs pour chaque marc contenu (d’environ 230 g), pour avoir vendu en consignation au lieu d’avoir vendu à prix ferme à Valparaiso, au tarif de Jackson et fils (Revue). > ~
- 3° Vente faite à Jackson et fils, à Valparaiso : cinq barres d’argent vendues le 16 avril 1888.
- Prix du marc d’argent, à bord, à Valparaiso, $ 12,55.
- Poids de l’argent brut, 182,35 kg.
- Poids de l’argent fin, 181,207 Jcg.
- 181,207 kg fins = 787,699 marcs fins à $ 12,55 à bord. ......$ 9 885,62
- Dépenses :
- Frais d’embarquement . '...............................$ 7,40
- Commission de vente (1/2 0/0) ........................... 49,42
- ------- 56,82
- Valeur nette. . . $ 9 828 80
- Au 16 avril. 1888, le prix de l’argent en Angleterre était de 42 5/8, et le change au Chili de 26 1/8 (environ 2,73 f).
- Il serait donc, dans tous les cas, plus avantageux dé vendre sur place.
- „ Dépenses :
- Fret........................ . . . ............Marcs
- Assurance maritime (7/16 0/0, £ 5,8, 20,40 marcs)....
- Débarquement, livraison, elc.........................
- Commission de banque (1/2 0/0).......................
- Commission de garantie et courtage (1 0/0)...........
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- 4° Compte de vente à deux barres d’argent, expédiées de Valparaiso à Bordeaux, le 4 février 1888, et de ce port à Paris, à la Banque de France, pour le compte et aux risques de MM. C. Cousino et C°, par la maison Lechevallier frères et Cie, de Valparaiso. •
- Poids à Valparaiso, 87 kg. — Poids en France, 86,696.
- Titre : 993 à 990/1 090.
- Poids de l’argent contenu : 86,073365 kg, argent du Chili.
- Au tarif commercial de France de 218,89 f le kilogramme pour 1 000/1000 :
- 86,073365 kg à 218,89 f........................................./' 18 840,60
- Perte (272 f 0/00).............................................. 5 237,70
- Reste. . . f 13 602,90
- Frais :
- Fret payé jusqu’à Paris à la Banque . ................../ 129,70
- 2 essais à 1,50 f .... :................................ 3 »
- Càblegramme, ports de lettres et menus frais. .......... 25 »
- Assurance maritime contre tous risques (14 700 f à )
- 1/2 0/0) . . . .................•............ 73,50 V 77,10
- Enregistrement, police et timbre................ 3,60 )
- Commission (1/2 0/0 sur 13 602,95).................. 68 »
- ------ 302,80
- Valeur au 19 mars 1888 . . . ................................. 13 300,10
- Lechevallier frères et O, Paris, 23 mars 1888.
- Remarque. — A cette époque le prix du marc d’argent au Chili était de $ 13,20 : la valeur de 374,15 marcs contenus eût été $ 4 938,78. Au change d’alors de 2,72 1/2 /‘on a payé $ 4 880,77 (plus un télégramme de $ 12,90) : il y a donc eu une perte de $ 70,91, ce qui a produit pour la consignation une perte d’environ 19 cs par marc, et en plus on a eu une différence de poids de 0,351 kg en moins.
- Il est à désirer pour, les producteurs de la barre d’argent que le gouvernement chilien puisse de nouveau acheter de la barre d’argent pour la Monnaie de Santiago ou qu’on puisse vendre directement à quelque banque ou maison de commerce de Valparaiso à prix ferme et selon les titres et poids trouvés à Valparaiso.
- Il faut remarquer que la plupart des barres d’argent du Chili, surtout celles provenant de certains districts miniers comme « LasCondes », etc., contiennent des quantités d’or très appréciables.
- Actuellemen t il n’y a guère de nation spéciale à laquelle il y ait avantage de vendre la barre d’argent : les maisons de Valparaiso achètent ce métal comme retour pour payer leurs marchandises en Europe. Quelquefois, et dans des cas spéciaux, on peut obtenir des prix un peu plus favorables quand, par exemple, il y a demande pour la Monnaie de Lima au Pérou ; mais généralement le producteur éprouve de sérieuses difficultés pour l’écoulement avantageux de ce produit.
- iY° 2.— Barres et lingots de cuivre. — Mattes.— Minerais de 25 0/0.
- Dans les circonstances normales, c’est-à-dire quand le prix du cuivre en Europe n’est pas exposé à de brusques variations (comme dernièrement pendant les opérations du syndicat), le marché du cuivre au Chili présente de grandes facilités aux vendeurs, sur la place même.de Val-
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- paraiso, surtout pour les barres habituelles et les marques connues d’un titre de 96 à 97 et même 98 0/0.
- Chaque producteur est obligé d'adopter une marque spéciale, déposée et enregistrée, reproduite sur chacune des barres livrées, ce qui permet à l’acheteur d’avoir recours contre le vendeur, en cas de différence dans la qualité de la marchandise livrée.
- Le maison de Jackson et fils (successeurs de H.-P. Bourchier), d’une honorabilité et d’une activité reconnues, est spécialement chargée des diverses transactions relatives au cuivre.
- Les ventes de cuivre se font ou au comptant ou à terme, les livraisons devant être faites à un mois et demi, deux mois et même plus, à un prix déterminé.
- Quand le crédit du vendeur est suffisamment établi, il s’engage, simplement par lettre,'à livrer une certaine quantité de cuivre, à une époque déterminée et à un prix convenu, et reçoit immédiatement la valeur de la commande, sans même payer d’intérêts pour l’argent reçu, du moins pour le premier mois ou même un moins et demi, et souvent avec l’intérêt de 6 0/0 pour le temps excédant.
- Généralement, la maison Jackson et fils fait les achats pour compte de maisons de commerce qui reçoivent par dépêche. les instructions de leurs chefs de maison établis en Europe.
- Plusieurs usines, comme celles de « Lota », « Guayacan », etc., raffinent les barres de cuivre brut et les transforment en lingots de cuivre pur d’un titre de 99 et dixièmes 0/0 et d’un poids de 10 à 12 kg.
- Ces lingots de cuivre sont envoyés directement en Europe, surtout en ^Angleterre et vendus pour le compte des fondeurs par des agents spéciaux. On obtient souvent quelques livres sterling par tonne en plus du prix courant de la barre. Pendant les opérations du syndicat, on a dû cesser la production de ces lingots pour lesquels on a offert des prix inférieurs à ceux de la barre commune, comme le cas s’est présenté pour une vente effectuée par l’usine de Lota, en Angleterre. Je citerai quelques exemples de ventes dé barres de cuivre communes du Chili à diverses époques, avant, pendant et après le syndicat, en tenant compte des prix en Angleterre et du change au Chili.
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- DATES PRIX DE LA TONNE de cuivre en Angleterre CHANGE AU CHILI PRIX DU QUINTAL ESPAGNOL de 46 kg A TERRE, A VALPARAISO
- £ ' $
- G<3 11 juin 1886 . 39,15 23 16,80
- 3 1er octobre . . 40,5 24 1/4 16,80
- te: J3 — — — Lingots 18,75
- ÊS| la -i- — 18,75
- E— ca ^ < ' — — Mattes de 50 0/0. . 7 »
- æa ] — — Minerais de 25 0/0 . 2,90
- e-« « ^25 février 1887: 39,5 23 5/8 16,55
- •^5 j — — Mattes de 50 0/0. . 6,92 1/2
- orT W CS — — Minerais de 25 0/0. 2,80
- CS -a! CC 5 janvier 1888 85,0 25 3/4 32 »
- G*T2 — — — Mattes de 50 0/0. . 14,10
- -O & \ — — Minerais de 25 0/0 . 6,05
- s )26 octobre 1888 77,17,6 27 7/8 28,30
- c3 1 — — Mattes de 50 0/0. . 12 »
- S ors S — __ — Minerais de 25 0/0. 5 r
- te- E-H g i 12 avril 1889 . 39 1/3 26 3/4 14,20
- CS — — Mattes de 50 0/0. . 5,45
- eu — — Minerais de 25 0/0. 2,50
- zj \26 avril 1889 . 39 1/3 26 1/2 15 »
- 0*2 tea _ — — Mattes de 50 0/0. . 6 »
- E-H C-, — — Minerais de 25 0/0. 2,30 nominal.
- o> ÇJ5
- D’après ces chiffres, on voit que Ton calculait au Chili pour frais de traitement d’un quintal espagnol de 46 kg de cuivre à extraire, soit de mattes de 50 0/0, soit de minerais de 25 0/0, les sommes suivantes :
- Avant le syndicat : Pour mattes de 50 0/0 . $ 2,80 et 2,70
- — Pour minerais de 25 0/0 . 5,20 et 5,35
- La différence pour 46 kg entre le lingot et la barre était $ 1,95.
- Pendant le syndicat : Pour mattes de 50 0/0. $ 3,80 et 4,30
- — Pour minerais de 25 0/0. 7,80 et 8,30
- Après le syndicat: Pour mattes de 50 0/0. . 3,30 et 3 »
- — Pour minerais de 25 0/0 . 4,20 et 5,80 nominal.
- Il ressort de l’examen de ces chiffres que, pendant la durée du syndicat, il y a toujours eu crainte d’une baisse rapide chez les fondeurs ou acheteurs de mattes et minerais, puisque ces derniers produits étaient, pendant cette époque., payés à un prix inférieur en proportion de la valeur du cuivre à celles des époques antérieures.
- Depuis la chute du syndicat jusqu’à cette époque actuelle (mai 1889), on peut dire que le marché est encore complètement désorganisé, les transactions étant presque nulles et les détenteurs de cuivre gardant ce produit dans l’espoir d’une hausse prochaine.
- Certaines marques de cuivre obtiennent quelquefois des prix supérieurs aux prix courants, comme par exemple les barres, de cuivre de a Lambert » de « la Ligua » ; la différence s’est élevée jusqu’à 30 et 40 cs par quintal espagnol de 46 kg de barres de cuivre.
- Jusqu’à présent, et par une anomalie assez curieuse, les barres de cuivre presque pur de 96,6 et 99,90 produites par C. Cousino e C° dans
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- leur usine de « Maitenes » par le procédé des convertisseurs David-Manhès, sans trace d’arsenic et antimoine, n’ont guère obtenu d’amélioration de prix et la différence par quintal espagnol n’a guère été que de 40 cb
- Les exportations du Chili ont été les suivantes :
- 1887
- QUANTITÉS VALEUR
- 1888
- QUANTITES
- Cuivre eu barres. . 26 733,110 kg $ 6 993,137
- Mattes de cuivre. . 3 988,465 478,615
- Minerais de cuivre. 621,554 31,079
- 31 336,023 kg 2 283,338 1 647,272
- $ 13 878,439 456,668 131,782
- Tableau représentant l’exportation de la barre d'or et de l’or en grenailles, provenant du lavage de sables aurifères, — de la barre d'argent produite par la fonte (Barra), — de l'argent produit par amalgamation (Pina), — du vieil argent manufacturé (Cha-falonia), — de minerais d’argent seul.
- 1887 1888
- QUANTITÉS VALEUR QUANTITÉS VALEUR
- Or métallique. . . . Minerais d’or seul. . 463,078 g. 3,436,621 kg % 370,463 1,148,89.1 935,747 g 3,795,498 kg g 748,596 1,213,834
- II Pina et Barra.... Chafalonia Minerais d’argent. . 193,736,959 g 58,901 g 215,398 kg 8,291,920 1,677 22,955 1-2,672,849 g 330,226 g 248,244 kg 7,723,957 9,907 62,039
- La plus grande partie de l’or produit et des minerais d’or provient des mines de « Guanaco », département de « Taltal ».
- Quelques usines ont essayé d’extraire localement l’or des minerais du Guanaco; mais, vu les pertes de ce métal et les frais de traitement, on a essayé d’exporter les minerais en Europe.
- L’or en pépites provenant du lavage des sables ou terres aurifères est généralement plus estimé que celui provenant de l’amalgamation et vendu en boules (pellas de oro).
- Les mineurs, très au courant du change et de l’état du marché, vendent leur or aux commerçants des villes voisines des gisements ou usines de traitement des minerais; ils en obtiennent toujours d’excellents prix. Cependant, quelquefois des remises directes d’or en Europe ont donné-de bons résultats.
- N° 3. — Barres ou saunions de plomb argentifère.
- . Jusqu’ici on a exporté de très faibles quantités de plomb argentifère, pour les motifs suivants :
- 1° Les minerais argentifères du Chili étant généralement pauvres en plomb, le fondeur est obligé d’ajouter à ses lits de fusion une certaine quantité de litharge, laquelle, dans le four à manche, se transforme en plomb métallique qui absorbe en grande partie l’argent du minerai. Ce
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- plomb est coupelle dans des coupelles anglaises; l’argent produit est raffiné et les litharges retournent aux lits de fusion. En ayant soin de bien séparer les litharges pauvres des litharges riches de la coupellation, on aurait quelquefois intérêt à revivifier les litharges pauvres en saumons de plomb non ou très peu argentifères, et vendre ces saumons à des maisons de commerce de Valparaiso ou de Santiago, ou les transformer en céruse. Une maison de plomb de chasse de Santiago offre de payer $ 11 les 100 kg de ces plombs, et, dans ce cas, la présence de l’arsenic ou de l’antimoine ne présenterait aucun inconvénient, au contraire.
- 2° Les plombs argentifères ne pouvant être vendus sur place, il faudrait les envoyer en Europe par l’intermédiaire de maisons de commerce de Valparaiso, combinaison qui présente en pratique mille inconvénients. Le fondeur préfère souvent rester avec de grands approvisionnements. de litharges et produire de la barre d’argent plus facilement réalisable, plutôt que de se décider à avoir recours aux expéditions en Europe.
- Néanmoins plusieurs usines, et c’est le cas de celle de « Maitenes » de G. Cousino et G0, se trouvant en possession de plusieurs centaines dé tonnes de litharge d’un titre assez élevé relativement, en argent, ont dû vendre des plombs argentifères.
- Les barres de plomb argentifère produites dans des fours à manche sont toujours soumises à un nettoyage ou épuration, soit dans des chaudrons en fonte, soit dans des fours à réverbère avec sole en braigue.
- De cette manière on enlève les crasses très cuivreuses de ces barres qui deviennent moins cassantes, plus homogènes et ainsi plus faciles à coupeller et à expédier.
- Comparativement aux barres de plomb produites en Europe, celles du Chili ont presque toujours un titre assez élevé variable entre 1/2 et 14/2 0/0 en argent et 95 0/0 de plomb (essais par voie sèche).
- Presque toujours, surtout dans certaines régions, ces barres contiennent une proportion d’or très appréciable.
- Je vais citer, en les analysant, quelques comptes de vente de ces produits expédiés en Europe.
- 1° Vente de douze barres de plomb argentifère embarquées à Valparaiso le 25 janvier 1888 pour Hambourg où elles ont dû arriver environ le 23 mars de la même année.
- A cette époqu'è l’argent valait en Angleterre 431/2 P et le plomb £ 15 la tonne ; en Allemagne, l’argent valait 125 marcs le kilogramme. Le change au Chili était 26 peniques. Valeur du marc d’argent à Valparaiso, % 12,50.
- Poids des barres 533 kg. Titre en argent 1,310 0/0, en plomb 93 0/0. Je ne tiendrai pas compte de l’or contenu.
- Argent. — Avec une commission de 11/2 0/0 et les autres frais (embarquement, assurance), on trouve une valeur nette pour le marc d’argent à Valparaiso de $ 11,33, c’est-à-dire une différence de $ 1,17 par marc de 230 grammes pour avoir vendu l’argent sous forme de plomb argentifère en Allemagne au lieu de l’avoir vèndu sous forme de barres d’argent au Chili.
- Bull.
- 9
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- Plomb. — On trouvé que, déduisant tous les frais, il reste pour chaque quintal de 46 kg de plomb pur contenu, une valeur nette à Yalparaiso de % 6,92.
- Frais de traitement à Hambourg pour une tonne.de 1 000 kg de ces produits :
- La différence par kilo d’argent entre la valeur réelle d’argent pur et la valeur payée est de 6 marcs, soit ici.........Marcs 78 60
- Pour le plomb, la différence est de 7,45 marcs par 100 kg, soit ici..............................Marcs 69 28 147 88
- Total des frais de traitement à Hambourg pour argent et plomb :
- 147,88 marcs = 145,19 shillings = 181,50 f environ.
- En France et en Angleterre (Encyclopédie de Frémy, Roswag, 1884, p. 162 et 163) prenant la proportion des valeurs des frais de traitement suivant les titres, on trouve .que ces frais de traitement ne seraient que de 124 f.
- Frais de traitement en Espagne (11 onces espagnoles d’argent par tonne anglaise de plomb argentifère). En Espagne les irais de traitement sont encore moins élevés. ,
- Dans les comptes de vente on paie les petites quantités d’or contenu à raison de 2 400 marcs le ltilog (40 g par tonne).
- Cette vente a été effectuée par la maison G. Rosemberg, de Yalparaiso.
- 2° Compte de vente effectuée par la maison YVilliamson, Balfour et C°, de Yalparaiso, pour compte de M. F. Navarro, à Liverpool, le 4 mai 1888.
- 27 barres du poids de 1.3.2.25 t à £ 70.6 par tonne.
- Titre en plomb, 94 0/0 ; en argent, 329 onces ; en or, 12 den.
- La valeur totale a été de £ 83.7.9. Les. frais se sont élevés en tout à £7.9 (avec commission de 2 1/2 0/0). Il est resté une valeur nette de £76.7.
- 3° Compte de vente de .163 barres de plomb argentifère embarquées pour Hambourg par G. Rosemberg, pour compte de C. Cousino et, C°, le 2 août 1888,
- Les comptes ont été liquidés seulement le 11 décembre 1888.
- A cette époque, les conditions de vente et de change- étaient les suivantes ;
- Prix du cuivre. Y . . - A Valparaiso, @ 26,40 le quintal. En Angleterre, £ 77,10 Prix du marc d’argent. — @11,42 1/2 — £ 42 7/16
- Change au Chili, 28 3/4. . ... .,
- POIDS; ET TITRES TROUVÉS
- Poids........................ . / 5866 1/2 îig~ " 5 887 kg
- Titre en argent ................... 0,985 0/0 . 5,'f, , / 1,10 0/0
- Titre en cuivre....................i ' 2 » 6/0 ' Y ' 4,100/0
- Titre en plomb.....................89 » 0/0 90 » 0/0
- Argent. — En déduisant tous les frais et commission de 1/2 0/0, mais chargeant le fret au plomb, il résulte une valeur nette pour chaque
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- kilogramme d’argent fin de : 118,3 marcs = 115,5 shillings (au change de 20,48 1/2 marcs par livre sterling.
- Et par marc de 230 g au change chilien de 28 3/4, une valeur nette de $ 11,086, ce qui donne une perte de 30 cs par marc sur le prix de l’argent à cette époque à Yalparaiso.
- Plomb.— Déduisant la valeur du fret des barres de la valeur du plomb en Europe et quelques autres frais, il reste net à Yalparaiso pour un quintal de 45 kg de plomb fin contenu, une valeur de 5,221 marcs = 5,1 shillings, et au change chilien, $ 1,77.
- Cuivre. —Ne chargeant aucuns frais au cuivre contenu, on trouve, pour chaque quintal de 46 kg de cuivre fin, une valeur ' de 23 marcs = 22,47 shillings = $ 7,80.
- Ce qui donne une perte de $ 19 par quintal sur le prix de Yalparaiso. Dans ces factures, l’or ne figure pas.
- 4° Compte de vente de 259 barres de plomb argentifère, embarquées le 29 septembre 1888 pour Hambourg, et vendues par M. G-. Rosemberg, pour compte de C. Cousino et C°.
- Le règlement en Allemagne a été fait le 8 décembre 1888 et à Yalparaiso le 6 avril 1889.
- Au 8 décembre 1888, les cotations en Europe étaient :
- Argent. — 42 9/16 = 126,05 marcs le kilogramme argent.
- Plomb. — £ 14 la tonne.
- Au Chili, le marc d’argent valait $ 11,52 1/2. Le change était de 28 3/4.
- Titre en argent trouvé. . . En Allemagne, 1,235 0/0. A Maitenes, 1,08 0/0 Titre en plomb trouvé. . . — 89 » 0/0. — 96 » 0/0
- Argent. — Chargeant sur le compte de l’argent toutes les dépenses, moins le fret qui sera chargé sur celui du plomb, on aura, en déduisant les dépenses, une valeur nette pour le marc de 230 g d’argent à Yalparaiso $ 10,994, ce qui donne une perte de 53 cs par marc sur le prix de Valparaiso. '
- Plomb. — En déduisant la valeur du fret, il reste net pour chaque quintal de 46 kg de plomb fin ; 7,85 shillings = $ 3,27 à Yalparaiso.
- Les frais de traitement perçus en Europe pour cette vente, pour une tonne brute de ces barres, sont les suivants :
- ‘ Pour l’argent..........................74,10 marcs
- Pour le plomb, à 7,32 shillings les 100 kg. .......
- Total par tonne. . . .
- ce qui correspond à environ 172/par tonne.
- Exportation du plomb argentifère.
- _______ _______ 1888 'Y '.' :
- VALEUR QUANTITÉS VALEUR
- $ 1766 > ' - 18820 kg $ 1316 '
- ^ 1887
- QUANTITÉS '
- 19 024 kg
- = 72,64 shillings. . 65,14 —'
- . 137,70 shillings.
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- Il doit y avoir erreur dans ces chiffres publiés dans une statistique officielle.
- Il est presque certain que, si on pouvait vendre à prix ferme et au comptant le plomb argentifère à Valparaiso, quelques fondeurs renonceraient à la coupellation et livreraient ce produit. L’usine de G. Cousino et G0, depuis le mois d’août 1888 jusqu’en mai 1889, a expédié en Europe environ 3400 barres d’un poids de 115 1/2 t et d’une valeur d’environ $ 78 500 net à Valparaiso.
- Barres de cuivre argentifère.
- Jusqu’ici, la barre de cuivre argentifère n’a été produite qu’acciden-tellement au Chili, et dans des circonstances tout à fait spéciales; il en est de même de la barre de cuivre aurifère. Je ne puis guère citer que l’usine de « Maitenes », de G. Cousino et G0, qui ait expédié en Europe quelques quantités un peu importantes de ce produit obtenu en traitant dans des convertisseurs David Manhès des mattes de cuivre argentifère, et M. Francisco Perez, qui prépare ce produit dans des fours à réverbère, au point de vue de la marche d’une usine d’électrolyse située près de Santiago.
- Il est également certain que, si on trouvait à Valparaiso même un débouché facile et avantageux pour cet alliage, sa production prendrait plus d’étendue. Les minerais riches de plomb étant assez rares au Chili ou d’un prix de transport élevé, il serait souvent avantageux de concentrer l’argent ou l’or dans le cuivre, au lieu d’avoir recours au plomb ; et actuellement, au lieu de produire forcément de simples mattes de .cuivre argentifère, on transformerait ces mattes en barres de cuivre argentifère, plus avantageuses au point de vue du transport et de la valeur des métaux qui y sont contenus.
- Comptes de vente de barres de cuivre argentifère.
- Pour ces produits, la commission, au lieu d’être de 1 1/2 0/0 comme pour les barres de plomb argentifère, a été de 3 0/0.
- 1° .Vente de J8 barres de cuivre argentifère, envoyées le il février 1887 par M. G. Rosemberg, pour le compte de G. Cousino et G0.
- Au 15 avril, le type de la valeur du kilogramme d’argent à Hambourg était de 130,70 marcs; le prix du cuivre en Angleterre était de £ 39,10 la tonne; à Valparaiso, à terre, le prix du quintal de 46 kg était de $ 16; le mârc d’argent de 230 g valait à Valparaiso $ 13,50, change de 25 pe-niques; en Angleterre, le prix de l’argent était de 44 5/8.
- Poids des barres, 1399,50 kg, Titre en argent de 5 barres pesant 398 1/4 kg, 2,71 0/0 ; titre en argent de 8 barres pesant 626 kg, 3,03 0/0; titre en argent de 5 barres pesant 375 kg, 2,94 0/0.
- Argent. — A Hambourg, on a payé le kilogramme d’argent contenu au prix de 118,26 marcs.
- Dépenses. — H faut déduire les dépenses chargeant le fret au cuivre et répartissant les autres frais entre le cuivre et l’argent.
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- Il resterait net àValparaiso une valeur dell3,67 marcs par kilogramme d’argent, ou de 26,14 marcs =25,64 shillings par marc d’argent, ou, en piastres, $ 12,31, ce qui constitue une perte d’environ $ 1,19 par marc sur la valeur de la barre d’argent.
- Cuivre. — On a trouvé pour le cuivre un titre de 93 0/0 (au lieu de 96 0/0 trouvés à Maitenes). Déduisant toutes les dépenses-, il reste net à Yalparaiso, pour la valeur de J 00 kg de cuivre fin contenu, la somme de 66,73 marcs = 65,47 shellings et par quintal de 46 kg, 30,11 shellings, ce qui correspond en piastres à $ 14,45. Il y a donc une perte de $ 1,55 par quintal de cuivre fin contenu sur le prix de la barre brute vendue à Yalparaiso avec marge de 3 0/0 d’impuretés.
- D’après ces chiffres, on voit que, pour une tonne de cuivre argentifère, les frais de traitement (ou différence de valeur des deux métaux isolés avec celle des métaux combinés) s’élèvent à $ 184,01, ce qui correspond, pour \ 000 kg de cuivre fin contenu, à $ 197,86, et, en monnaie française. au change de 25 péniques, soit 2,62 f, à 51,82 /‘pour 100 kg de cuivre * .
- 2° Copie d’un compte de vente de 20 barres de cuivre argentifère, envoyées par vapeur Ramsès le 29 mars 1887, à Hambourg, par M. Gr. Ro-semberg, pour compte de C. Cousino et G0.
- Suivant facture du 29 mars 1887 de « Maitenes » :
- Barres. Poids. Titre en cuivre. Cuivre pur. Titre en argent. Argent pur.
- 14 1237 kg 97,40 0/0 1 205 kg 2,40 0/0 29,688 kg
- 6 549 97,45 0/0 536 2,80 0/0 13,725
- 20 1 786 kg 1741 kg 43,413 kg
- vendues à'la N. D. Afïineria.
- Cotations du 3 juin 1887 : 129,15 marcs par kilogramme d’argent pur. En Allemagne, on a trouvé par 100 kg de cuivre, la proportion établie comme suit :
- Barres. Poids. Titre en cuivre. Cuivre pur. Titre en argent. Argent pur.
- 14 12361/2kg 94 0/0 1162/«/ 2,22 0/0 27,450 kg
- 6 549 94 0/0 516 2,40 0/0 13,176
- 1 7851/2kg 1678 kg 40,626 kg
- On a payé 1678 kg cuivre pur à 72 marcs pour 100 kg . . . . Marcs 1 208,16 — 40,626 kg argent pur à 114,36 marcs par kil............. 4 647,21
- Ensemble...........Marcs 5 855,37
- Paiement supplémentaire, 2 0/0 ......'........................... 117,11
- Total...............Marcs 5 972,48
- Dépenses.
- Fret sur 1 782 legs. 35 shillings la tonne, £ 3.1.5, à 20,38 1/2 marcs,
- ci.............................. ................Marc» 62,65
- Assurance maritime, 6100 marcs à 3/4 0/0 et timbres .... 47,15
- Transport, remises et autres dépenses. .......... 10,50
- Commission, 3 0/0 ........................................ 179,17
- ------ 299>47
- Valeur 9 juin 1887 ...........Marcs 5 673,01
- Yalparaiso, 25 août 1887.
- Signé : G. Rosemberg.
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- Pour faire une étude comparative sur la vente de ces 20 barres de cuivre argentifère, il faut se reporter aux cotations du 11 juin 1887. Change, 23 1/2. Cuivre en Angleterre, £ 39,15 la tonne. Argent en Angleterre, 45 péniques. Prix du marc d’argent à Valparaiso, $ 15. Prix du quintal de cuivre à Valparaiso, $ 16,80.
- Argent. — Chargeant à l’argent les frais assurance, commission palpable de 3 0/0 et dépenses divérses, réservant le fret pour le cuivre, on trouve qu’en déduisant tontes les dépenses, il reste net à Valparaiso, pour 1 kg d’argent, une valeur de 111,75 marcs, et pour un marc d’argent, .25,70, ou en monnaie chilienne, $ 13,11. Ce qui donne une perte de $ 1,89 sur l’argent seul, en barre, vendu au Chili.
- Cuivre. — Diminuant la valeur du fret et la commission palpable de-3 0/0, il reste, pour valeur nette à Valparaiso de 100 kg de cuivre fin, 67,50 marcs, et du quintal de 46 kg, une valeur de 31,05 marcs, ce qui équivaut à $ 15,85. La perte pour la barre de cuivre fin, en dehors de la tolérance de 2 1/2 à 3 0/0 dont on jouirait en vendant le cuivre sous. . forme de barres brutes, est donc de 97 cs. Il faut observer que, dans ce compte, on ne fait pas figurer la valeur de l’or, tandis que, pour une livraison de 30 barres de produits identiques, par une autre conduite, on voit figurer une quantité de 49,6 g d’or.
- Vente de 58 barres de cuivre argentifère, embarquées le 8 novembre 1887 à bord du vapeur Setos, et vendues à Hambourg par M. G-. Rosem-berg pour compte de G. Cousino et C°.
- Poids des 58 barres de cuivre argentifère, 4 799 kg à Maitenes.
- Titres trouvés au moment de l’embarquement, à Maitenes : Cuivre, 95,50 0/0. —
- Argent, 1,25 0/0.
- Vendues à la N. D. Affineria, de Hambourg.
- Poids en Allemagne, 4803 kg.
- Titre en argent, 1,07 0/0 = 51,392, à 112,12 marcs .... Marcs 5762,07 Titre en cuivre, 97 0/0 — 4 639 kg, à 119 marcs.................... 5 544,21
- Ensemble............Marcs 11 306,28
- A déduire pour prendre l’échantillonnage........................... 29 »
- Total..............Marcs 11 277,28
- (Prix de l’argent le jour de la vente, 131 marcs par kilogramme.)
- Dépenses.
- Fret sur 4 747 kg à £ 1,15 la tonne, £ 8.3.6, à 20,39 1/2 marcs,
- ci...................................Marcs 166,75
- Assurance maritime sur 11300 marcs à 1/2 0/0 et timbre. . 57,70
- Débarquement, remises, menues dépenses....... 21,40
- Analyse...................................... 12 »
- Intérêts à 6 0/0 sur 25 785 marcs, un mois... 1,29
- Commission, 3 0/0 ................... 338,32
- Valeur 29.février 1888.............Marcs
- 597,46 10 679,82
- Valparaiso, 24 avril 1888.
- Signé : G. Rosemberg.
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- Étude comparative. — A cette époque (29 février 1888), les cotations fluctuaient entre ces limites :
- Prix de l’argent en Angleterre ....
- — au Chili...........
- Prix du cuivre en Angleterre . . ...
- — au Chili . ........
- Le change au Chili était de 26 péniques
- Argent..— On charge au cuivre la valeur du fret, et les autres dépenses proportionnellement aux deux métaux.
- Déduisant les frais, il reste net à Yalparaiso, par kilogramme d’argent, 107,64 marcs, et par chaque marc d’argent, 24,75 marcs (au change de 20,39 1 /2 la livre sterling) = 24,35 shillings, et, au change de 26 péniques, $ 11,19. Ce qui donne une perte de $ 1,78 1/2 par marc f'sur la valeur de l’argent en barres.
- Cuivre. — On a payé les 100 kg de cuivre fin contenu au prix de 119 marcs. Les dépenses de fret, assurance, commission de 3 0/0 étant déduites, il reste net à Yalparaiso, pour 100 kg de cuivre fin contenu, 110,97 marcs, et, pour chaque quintal de 46 kg de ce cuivre, 51,05 marcs = 50,06 shillings = $ 23,10. Ce qui donne au moins une perte nette de $ 6,40 par chaque quintal de 46 kg contenu sur le prix qu’on aurait obtenu ($ 29,50) en vendant le cuivre seul en barres à Yalparaiso. En plus, on perd les 3 0/0 de marge des titres de la barre.
- £ 43 3/4 et 44 »
- $ 12,97 1/2 et 13 »
- £ 78,5 et 79 »
- $ 29,50 et 29,70 le quintal.
- Frais de traitement perçus en Allemagne pour 100 kg de cuivre argentifère.
- Pour l’argent, il y a une différence avec les prix courants des métaux séparés, pour 1,07 kg d’argent contenu, de 20,20 marcs = Shil. 19,80 Pour le cuivre contenu, cette différence est de ... ... . . . 39,81
- Le total des frais de traitement pour 100 kg est de. . . Shil. 59,61
- Prenant pour valeur du shilling 1.25 f, on a en francs la somme de 74,50 f.
- Généralement, en France, le fondeur se contente de percevoir de 35 à 40 f pour chaque 100 kg de cuivre contenu dans du cuivre argentifère, et, cette somme déduite, il paie les métaux aux cours du jour.
- Il est juste d’ajouter que ce dernier règlement a été fait pendant la , durée du syndicat du cuivre, c’est-à-dire à une époque où tous les industriels, craignant une baisse subite, n’osaient payer les produits complexes du cuivre à un tarif en proportion du taux du jour, surtout s’il fallait un certain temps pour réaliser la séparation des métaux.
- Mattes de cuivre, argent et plomb.
- Ces mattes sont produites, le plus souvent, accidentellement dans la •fonte des minerais d’argent. D’après le mode de fonte adopté au Chili, et la petite quantité de plomb contenue dans les lits de fusion, on est
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- obligé d’établir un courant continuel de mattes entre le creuset intérieur du four et l’avant-creuset, dans lequel on puise à la cuillère le plomb argentifère : pour manque de bain, le trou de communication serait vite bouché.
- Ces mattes sont produites soit par le cuivre contenu naturellement dans certains minerais d’argent, soit par des minerais de cuivre.ajoutés aux lits de fusion, soit par des pyrites de fer et les mêmes sulfures de plomb, zinc, fer, etc., contenus dans les minerais et fondants.
- Généralement, les mattes recueillies sont grillées en tas, et rarement dans des fours à réverbère, et repassées aux fours à manche, où, avec l’aide de fer métallique, elles abandonnent une grande partie du plomb contenu.
- Je classifierai ces mattes en trois classes : . -,*«
- Mattes d'un titre très élevé en cuivre et argent.
- En cuivre dépassant 63 à 70 0/0 et en argent dépassant 1 0/0. Ces mattes sont produites très rarement, ne contiennent presque pas de plomb et sont assez aurifères.
- On en a fabriqué d’assez grandes quantités à l’usine de « Maitenes », de G. Cousino et G0, en passant aux convertisseurs David Manhès des mattes pauvres perdant le plomb par volatilisation et scorification, et poussant seulement les opérations jusqu’à la matte blanche.
- 2° Mattes de cuivre, argent et plomb d'un litre de teneur moyenne en cuivre et argent, et souvent contenant du plomb.
- Ges titres varient pour le cuivre entre 40 et 30 0/0, et pour l’argent, entre 0,3 et 0,9 0/0. Ce sont généralement les mattes produites dans lé four à manche par la refonte des mattes- primitives, imparfaitement grillées ou provenant de la fonte des minerais grillés.
- 3° Mattes de cuivre, argent et plomb d’une teneur très faible en cuivre et argent.
- Leurs teneurs en cuivre sont variables entre 32 et 39 0/0, et en argent entre 0,2 et 0,4 0/0. Le titre en plomb est souvent de 20 0/0. Ce sont des mattes de première fonte de minerais d’argent non grillés, contenant des galènes, blandes pyrites de cuivré et de fer, et telles qu’elles sortent de l’avant-creuset, où elles surnagent au-dessus du plomb métallique.
- Les mêmes observations et classifications sont applicables aux mattes aurifères.
- La production des mattes argentifères et même des mattes aurifères est assez abondante au Chili, et, comme je le faisais observer au sujet des cuivres argentifères, pourrait prendre beaucoup plus de développements, si on trouvait un marché à prix fermes (comme pour le cuivre seul) à Yalparaiso, ou s’il s’installait au Chili une usine centrale pouvant traiter ces mattes et en séparer les divers éléments. Le producteur
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- éviterait ainsi de grosses dépenses de frais de transport en Europe, celle d’achat de sacs, perte de temps, etc., etc.
- Je citerai quelques exemples de vente de ces divers produits, et on verra que la marge est très grande pour l’acheteur, pour couvrir ses frais de traitement et réaliser de beaux bénéfices.
- Résumé de quelques études comparatives sur les ventes effectuées en Europe par M. G. Rosemberg(en Allemagne) pour le compte de C. Cousino et C°.
- NATURE DES PRODUITS TITRE EM ARGENT TITRE EN CUIVRE PRIX du marc d’argent A YAIPARAIS0 Net résultat de la vente PRIX PD QUINTAL de 46 kg de cuivre A VALPARAISO PERTE pour cliague marc d’argent PERTE pour chaque quintal de 46 kg de cuivre
- Mattes. . . . Mattes. . . . Barres.... Mattes. . . . Mattes. . . . Alliage (Spein) Barres. . . . Mattes. . . . Mattes. . . . 1,68 0/Û 1,40 0/0 2,90 0/0 1,00 0/0 1,99 0/0 2,05 0/0 2,30 0/0 0,608 0/0 1,80 0/0 75 0/0 43 0/0 93 O/0 40 0/0 76 0/0 37 0/0 94 0/0 31,60 0/0 75,50 0/0 $ 13,75 \) ,92 12,31 11,66 12,05 12.47 13,11 12,30 11,70 $ 13,65 9,95 14,15 10,38 12,81 4 11,82 f 15,83 7,80 13,27 $ 1,72. 1.95 1,19 1.96 1,57 2,78 1,89 2,15 1,60 0 3,30 6,25 1,55 5,32 2,88 4,53 • 0,97 8,00 2,03
- Les quantités contenues dans ces produits'sont payées :
- Passant 20 0/0, le quintal de plomb est payé (prix net à Valparaiso) le kilogramme environ if, et le kilogramme d’or à raison de 2400 marcs allemands.
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- Année 1891
- Relevé en douanes du Havre.
- DÉSIGNATION PROVENANCE QUANTITÉS IMPORTÉES soit pour la consommation1, soit pour l’entrepôt ou pour être placées sous le régime spécial des admissions temporaires, soit pour la réexportation ou le transit en kilogr. t * ca g « J PS Q Ph «3 5 5
- «s. Argent-minerai. . . £ — (cendres et regrets d’orfèvres) . Fer-minerai Cuivre-minerai — pur ou all ié de zinc ou d’étain de première fusion en masses, barres ou plaques. '. . Débris de vieux ouvrages en cuivre 1 Plomb-minerai Etain-minerai Etain brut Bismuth Antimoine-minerai République Argentine Chili. Pérou. République Argentine Chili. Pérou. Chili.4 Pérou. République Argentine Chili. Pérou. République Argentine i Chili. 1 Pérou, i Chili. 1 Pérou. Chili. Pérou. 82 170 ». 620 050 » 587 600 » a ‘ t 1 525 - » * 15 » 2 480 776 » 4 366 683 » 329 580 » 3 000 » 2 301 » 1 995 » 25 500 » 8 727 » 605 875 » 20 100 » 165 951 » 300 » 61 367 » 0,80 0,80 0,80 2,00 0,014 1,20 1,42 1,42 1,30 1,30 1,30 0,20 0,60 0,60 2,33 2,33 22,50 0,50
- Année 1891
- Quantités réexportées en Allemagne
- sans désignation de port.
- î
- DÉSIGNATION PROVENANCE POIDS ES KILOGRAMMES OBSERVATIONS l
- Argent-minerai Cuivre-minerai..... Etain-minerai . . . . . * Pérou. Id. Id. 107 982 » 6 000 » 6 280 J Ces quantités sont comprises dans les chiffres donnés aux importations.
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- TABLE DES MATIERES
- PREMIÈRE PARTIE
- Pages.
- Avant-Propos............................................................... 37
- Données générales sur le Chili............................................... 39
- Voies de communication. — Villes principales. — Haciendas. — Habitations. 41
- Industries principales.............................................. . . 43
- Divisions géographiques et géologiques du Chili.......................... 48
- Mines et Usines métallurgiques.............................................. 48
- Mines d’or................................................................. 48
- Mines d’argent............................................................ 50
- Mines de cuivre............................................................ 50
- Mines de mercure........................................................... 56
- Mines de cobalt et nickel, minéraux divers, carrières................... 57
- Mines de fer et manganèse................................................. 52
- Minerais de fer.......................................................... 55
- Minerais de manganèse.................................................... 68
- Exploitation des mines au Chili.......................................... -. 63
- Usines métallurgiques.................................................... 61
- Indication et situations des diverses mines métallurgiques . ...........*. 6è
- Enrichissement ou lavage^mécanique de minerais pauvres. . J. .' . . . 66
- Traitement des minerais d’argent et de plomb......... 67
- Traitement des minerais de cuivre.......................................... 69
- Demi-hauts fourneaux ou fours a manche. ................................... 71
- DEUXIÈME PARTIE
- La Métallurgie au Chili : Ses éléments, produits employés, produits obtenus.............................................v . ..............
- Combustibles.............................................................. .
- Bois...............................i......................................
- Charbon de bois.............................................................
- Lignites . -.................................... . .......................
- Coke et anthracite........................................................
- Goudron des usines à gaz..................................................
- Matériaux réfractaires....................................................
- Fondants..................................................................
- Produits divers employés ou pouvant être employés comme réactifs dans les
- opérations métallurgiques au Chili.................................
- Sulfate de cuivre................................. . ..................... .
- Nitrates de soude.........................................................
- Borates de chaux.......................................................... .
- Sel marin.................................................................
- Procédés métallurgiques employés au Chili. ................................
- Lavage ou enrichissement mécanique des minerais...........................
- Traitement métallurgique des minerais d’or ..................................
- Traitement métallurgique des minerais d’argent ..................
- Amalgamation................................................
- Fonte..................................................................... .
- Châssis à'briquettes............................................
- Fours à manche......................................................
- 72
- 72
- 72
- 73 73 75
- 75
- 76
- 77
- 78 78 78 78
- 78
- 79 79 83 88 90 92
- 94
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- Appareils à nettoyer le plomb impur............................... 97
- Four à coupeller .......................................................... 97
- Appareil divers : moteurs, ventilateurs................................. 97
- Description sommaire du travail........................................... 98
- Engorgements et accrochages dans le four................................101
- Interruption de la communication entre les deux creusets................102
- Engorgement ou « loup (chancho) » du creuset intérieur...................102
- Usure des parois des creusets..............................................103
- f Traitement métallurgique hes minerais de cuivre.............................105
- Voie humide................................................................108
- Fonte....................................................................... 108
- Fours à réverbère................... ...................................108
- Fours à manche ou demi-hauts fourneaux (Hornos de Manga)...................112
- Sidérurgie.................................................................. 119
- Régions australes............................................................121
- Notes annexes..................................................................123
- , s *
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- LE GAZ A L/EAU
- PAR
- M. A... LEVEZZARI
- On désigne sous le nom de gaz à l’eau le gaz résultant delà combustion du carbone par la vapeur d’eau.-
- Mais cette réaction, devant être précédée de la décomposition de la vapeur, absorbe de la chaleur au lieu d’en développer, comme le fait la combustion par l’air ; si bien qu’on est obligé, pour entretenir la marche d’un gazogène produisant du gaz à l’eau, de lui fournir de la chaleur par un moyen quelconque. A cela près, les phénomènes qui se passent dans ces appareils sont analogues à ceux qui prennent naissance dans les gazogènes ordinaires.
- Or si, dans ces derniers, la couche de combustible est épaisse, il se produit de l’oxyde de carbone, si au contraire la couche est assez mince popr laisser passer l’air en abondance, il se produit de l’acide carbonique. De même si, dans un vase clos surchauffé, la vapeur traverse une couche de charbon n’ayant que 5 à 8 cm d’épaisseur, il se produit beaucoup d’acide carbonique et de l’hydrogène en vertu de la réaction connue :
- 2HO +Gr=2H + C02
- Mais si la couche est plus épaisse, il y aura formation d’oxyde de carbone en vertu de la réaction
- HO + C:=H-fCO.
- Une des premières applications importantes du gaz à l’eau a été faite, en 1858, à Narbonne, pour l’éclairage de la ville par incandescence (1).
- 4
- (1) Antérieurement, au passage du Saumon, à Paris, on avait essayé un mode d’éclairage par le gaz à l’eau sous le nom de lumière Drumont.
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- Le gaz était produit dans des cornues constamment chauffées au blanc ; chacune d’elles était divisée en deux compartiments par une grille horizontale en terre cuite chargée de charbon de bois et sous laquelle on envoyait un jet de vapeur surchauffée. Avec ces appareils, on obtenait, dans de bonnes conditions de marche, un gaz brut sortant des cornues ayant la composition suivante :
- Acide carbonique....................... 46,09
- Oxyde de carbone........................ 7,46
- Hydrogène.......................... 45,88
- Azote. ................................. 0,57
- Total..............100 »
- Après lavage et épuration à la chaux, la composition devenait :
- Oxyde de carbone . . .................. 15,50
- Hydrogène'1............................ 83,33
- Azote............................... 1,17
- Total..............100 »
- L’éclairage était obtenu par l’incandescence d’une hélice (sorte de tire-bouchon) en platine.
- Malheureusement, la fabrication était très coûteuse ; le prix élevé auquel ce gaz était obtenu fit échouer cette entreprise, et on dut bientôt l’abandonner.
- Aujourd’hui on ne pourrait, en effet, le produire à un prix inférieur à 0,10 ou 0,12/'le mètre cube.
- La question du gaz à l’eau resta quelque temps oubliée en Europe, quand vers 1871 ou 1872 Teissié du Motay la reprit et fabriqua du gaz à l’eau dans un gazogène ordinaire au coke.
- Voici comment L’opération se passait : pendant dix minutes un ventilateur soufflait de l’air au bas de l’appareil, on produisait ainsi pendant cette période du gaz ordinaire de fourneau au coke, ou gaz Ebelmen ; par des conduites spéciales on l’envoyait brûler sous des chaudières à vapeur, ou bien on l’emmagasinait dans un gazomètre pour le distribuer suivant les besoins à des fours et foyers divers.
- Après la période de soufflage au vent, on fermait l’arrivée de l’air ainsi que la sortie du gaz Ebelmen, et pendant cinq minutes on envoyait un jet de vapeur dont la marche se faisait en sens inverse de celle de l’air; c’est-à-dire que la vapeur arrivant au.
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- haut de l’appareil filtrait à travers la masse de combustible en cheminant de haut en bas. Dans ce parcours la vapeur commençait à s’échauffer, puis se décomposait en donnant naissance à l’oxyde de carbone et à l’hydrogène, c’est-à-dire au gaz à l’eau. Delui-ci s’échappait par le cendrier pour se rendre par une autre conduite à un second gazomètre, dit de gaz à l’eau.
- Après cinq minutes, on recommençait la marche au vent et ainsi de suite.
- Suivant qu’un kilogramme de carbone est transformé en gaz combustible par l’air ou par la vapeur d’eau, on obtient les résultats suivants:
- Gaz Ebelmen. Gaz à l’eau
- 1° Poids de gaz combustible donné par 1 kg de carbone. 6,797 kg 2,500 kg
- 2° Volume à la température de 0 degré sous la pression 760 5,400 m3 3,668 m3
- 3° Pouvoir calorifique total du gaz à 0 degré sous pression 760 5,50 0 calories 10 355 calories
- D’autre part la combustion d’un équivalent de carbone par l’air, en donnant la réaction :
- C-fO = CO
- produit 14 calories (d’après Berthelot), tandis que la combustion par la vapeur d’eau en vertu de la réaction
- C+HO^CO+H
- en absorbe 15 (1).
- Donc, si le gazogène est bien rempli de coke sur 5 à 6 .m de hauteur, de manière à pouvoir faire fonction d’accumulateur de chaleur, il faudra pour un kilogramme de carbone brûlé par la vapeur, produire, pendant la période de soufflage au vent, la combustion par l’air d’un poids de^carbone donné par le rapport:
- AK . > '
- n= 1,071%
- Mais ceci dans des conditions théoriques, en admettant qu’il n’y aura aucune perte; or dans la pratique, comme on ne peut
- que
- (1) Si on ramène ces quantités de chaleur au kilogramme de carbone, on trouve, puis-îe l’équivalent du carbone est 6 :
- Quantité de chaleur développée par la combustion au. moyen de l’air,
- 14 = 2 333 calories,
- 6
- Quantité ;de chaleur absorbée par la combustion au moyen de la vapeur
- 15 X 1 000 a . .
- -------------= 2 500 calories.
- 6
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- éviter complètement celles gui sont dues au rayonnement du gazogène, on trouve qu’il faut, avec un rendement de 80 0/0, 1,337 kg de carbone brûlé à l’air pour permettre d’en brûler un par la vapeur.
- En nous reportant au tableau ci-dessus nous trouvons donc que, pour produire 3,668 w3 de gaz à l’eau, il faut commencer par faire 1,337 x 5,400 = 7,220 m3 de gaz Ebelmen ; ou plus simplement près de 2 m3 de gaz Ebelmen pour 1 m3 de gaz à l’eau.
- Nous avons établi ce rapport en admettant que, pendant la période de combustion par la vapeur, on recueillait 80 0/0 de la chaleur produite pendant la combustion par l’air, mais un pareil résultat ne peut être obtenu que si le gazogène est à parois très épaisses pour diminuer le rayonnement, et si les accumulateurs-Gowper ont une très grande surface d’accumulation ou récupération, afin de réduire au minimum les pertes par la cheminée en ne laissant échapper que des gaz à 200° environ. A Witko-witz comme à Hœrde, où toutes ces précautions avaient été négligées, il a fallu produire 8 w3 de gaz Ebelmen, pour obtenir 1 m3 de gaz à l’eau et après certaines améliorations, il en a encore fallu 5 m3.
- Les gaz obtenus alternativement dans l’appareil Teissié du Motay ont la composition suivante :
- TABLEAU A
- DÉSIGNATION GAZ A L’EAU GAZ EBELMEN DES FOURNEAUX
- DES GAZ COMPOSANTS VOLUMES CALORIES VOLUMES CALORIES
- CO 46,500 1 411 23,000 698
- H 43,250 1 124,50 2,100 55
- C2H4 .... 1,150 ' 97,75 1,000 85,50
- C4H4 0,100 12,85 0,400 51,50
- 0 0,000 » 0,000 2>
- Az . . 4,000 2> 70,000 »
- co*. .-.... 5,000 » ' 3,500 1)
- 100,000 » 100,000 »
- Puissance calorifique à 0° pression 760 ... 2 646 Puissance calorifique à 0° pression 760 .. . 890
- Gomme nous avons vu qu’en pratique il faut produire environ 2 m3 de gaz Ebelmen pour 1 m3 de gaz à l’eau, on peut calculer-de la manière suivante la puissance calorifique moyenne de l'en-
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- semble des gaz (ou de leur mélange), si on les recueillait dans le même gazomètre :
- 2 X 890 = 1 780 1 X2646 = 2 646
- Calories pour 3m3.. 4 426
- * 4 426
- Soit par mètre cube —ÿ— = 1 475 calories, ce qui représente
- la même valeur que les gaz obtenus dans les gazogènes alimentés par l’air entraîné au moyen d’un jet de vapeur.
- Le coke ou l’anthracite qui ne décrépitent pas au feu, peuvent seuls convenir pour la fabrication du gaz à l’eau, ce qui constitue une difficulté réelle, car ces combustibles sont beaucoup plus coûteux que les houilles ordinaires.
- D’autre part, comme l’appareil ne peut fonctionner en production de gaz à l’eau que pendant un tiers du temps, il faut monter trois appareils pour en fabriquer constamment. De plus, l’existence de deux gaz différents oblige à établir deux gazomètres avec leurs canalisations, vannes, robinets, etc... Tout cela entraîne à immobiliser un capital trois ou quatre fois plus considérable que si l’on fait usage de gazogènes produisant le gaz des fourneaux. Enfin il faut que l’on ait dans la même usine l’emploi des deux gaz.
- En Europe, toutes ces conditions se trouvent si rarement réunies que, dans la majorité des cas où l’on avait monté des installations pour le gaz à l’eau, on a dû y renoncer comme à Witko-witz en Autriche et à Hcerde en Westphalie où on avait voulu l’utiliser au chauffage des fours Martin-Siemens.
- Mais si la fabrication du gaz à l’eau est coûteuse, sa combustion* permet d’obtenir des températures très élevées, ce qui pourrait peut-être justifier les dépenses qu’il nécessite.
- Cependant, comme l’affinage et la fusion du fer peuvent être obtenus même avec les plus mauvais gaz de fourneaux à 830 calories produits dans des gazogènes à tirage naturel, sans porte de cendrier ét utilisant des houilles grasses et demi-grasses; qu’il suffît pour cela d’avoir des chambres de récupération assez développées; comme en outre on peut, avec les gaz des appareils plus perfectionnés, fondre et scorifier dans les fours Martin tous les matériaux dits extra-réfractaires, il est permis de se demander s’il y a réellement intérêt à construire ces appareils gazogènes qui,'
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- sans produire d’économie de combustible, entraînent à des frais d’installation trois et quatre fois plus considérables.
- Cette objection n’existe plus dans le cas du chauffage au chalumeau des pièces métalliques que l’on veut souder ou braser. Mais comme la puissance calorifique du gaz à l’eau est de 2 646 calories, alors que celle du gaz d’éclairage est de 5450, on voit que les températures obtenues seront inférieures à celles que donnerait le gaz d’éclairage. Il faut un peu plus de deux mètfes cubes de gaz à l’eau pour 'remplacer un mètre cube de gaz d’éclairage.
- Cependant il faut noter que pour le soudage des tôles, le gaz à l’eau présente une supériorité incontestable : on a en effet reconnu que l’hydrogène qu’il renferme se trouvant en excès dans le jet du chalumeau a une action réductrice qui favorise considérablement l’opération (1) ; aussi le gaz à l’eau est-il justement préféré au gaz d’éclairage pour le soudage des tôles.
- En dehors de cette application intéressante, il est facile de reconnaître qu’il est plus avantageux d’employer le gaz d’éclairage à la condition, bien entendu, qu’on le fabrique soi-même, car co serait une erreur grave que de faire entrer dans la comparaison le prix que l’on paie le gaz aux Compagnies qui doivent en majo-v rer le prix en raison des charges que leur imposent les traités, etc..
- Considérons une usine qui aurait besoin de 400 m3 de gaz à l’eau par jour, on peut les remplacer par 180 à 200 m3 de gaz d’éclairage ; or, 1 000 kg de houille à gaz donnent, suivant la perfection de l’installation, de 250 à 300 m3 de gaz d’éclairage ; il faudra donc,, dans le cas présent, environ 700 kg de bouille qui donnent un résidu de 400 à 450 kg de coke et 45 à 50 kg de goudron lequel, mélangé aux divers poussiers de l’usine et employé sur les grilles ordinaires, constitue un très bon combustible.
- Comme, d’autre part, une cornue distille facilement 175 kg par charge et qu’on peut faire jusqu’à six charges par jour, une, seule cornue, dont le prix est d’environ 1 000 /, auxquels il faut ajouter 5 000 pour l’épuration et le’ gazomètre, pourra suffire.
- Le gaz d’éclairage que l’on fabrique ainsi, soi-même peut être-obtenu à 0,06 f ou 0,07 f le mètre cube à l’usine, tandis qu’il faut le payer 0,20 f, 0,25 /‘et même en certains pays 0,30 f, quand on l’achète aux Compagnies. Ce prix de 0,06/‘ou 0,07 f le mètre cube de gaz d’éclairage exigerait que le gaz à l’eau ne coûtât pas plus
- (1) A haute température, le métal (fer) absorbe de l’hydrogène avec développement d chaleur dû à la condensation de ce gaz dans ledit métal.
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- de 0,03 /‘pour supporter la concurrence ; mais il est impossible de l’obtenir ici à moins de 0,04 f, tant à cause du prix élevé du combustible qu’il exige, qu’en raison des frais d’installation qui monteraient, dans le cas présent, à 30 000 /‘environ.
- Mais alors, pourquoi ces appareils pour le gaz à l’eau ont-ils réussi en Amérique ? C’est que les conditions sont loin d’être les mêmes. Ed effet, les houilles à gaz y sont rares, surtout dans l’Est américain, l’anthracite au contraire s’y trouve en abondance; cette situation a conduit tout naturellement à l’emploi du gaz à l’eau, notamment pour l’éclairage par incandescence, et à la fabrication du gaz mixte d'éclairage de Teissié du Motay, dont nous allons parler.
- Mais, depuis que l’éclairage électrique est devenu moins coûteux que celui obtenu avec ce gaz mixte, dont le prix varie de 0,30 / à 0,80 /* le mètre cube, il a été abandonné, comme il y a trente ans le gaz hydrogène de Narbonne a cédé la place au gaz de houille.
- Gaz mixte d’éclairage,
- mélange de gaz à l’eau et de gaz de pétrole.
- Yers 1876, Teissié du Motay, alors fixé à New-York, s’occupait d’installations d’usines pour l’éclairage par le gaz à l’eau, lorsqu’il imagina de fabriquer un mélange riche de gaz à l’eau et de gaz de pétrole. Pour l’obtenir, il fabriquait d’abord le gaz à l’eau dans un de ses appareils gazogènes, puis il le faisait réagir dans des cornues à haute température sur des vapeurs de pétrole. Ces vapeurs étaient ainsi décomposées en gaz permanents formène ou gaz des marais (C2H4) et éthylène (G4H4) qui se diffusaient dans les gaz hydrogène et oxyde de carbone, formant un mélange dont le pouvoir éclairant se classait (comme le gaz de Canel-Coal d’Angleterre) entre celui de houille et celui des schistes d’Écosse.
- Après la mort de Teissié du Motay, ses continuateurs américains modifièrent ses appareils au seul point de vue de la fabrication du gaz à l’eau, et ils revinrent aux idées premières de Teissié du Motay lorsqû’en 1871-72 il fit ses essais à Comines, dans le Nord.
- Parmi ces continuateurs, il faut citer M. Strong qui, voulant employer les anthracites de Pensylvanie et ne pouvant avoir, comme cela avait été fait à Comines, de grands gazogènes remplis de coke, pensa à donner à ses appareils de petits volumes ne renfermant que de faibles charges de combustible qui pouvaient être traversées par le vent soufflé sous une pression de 0,150 m d’eau seulement. - -
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- Établis dans ces proportions restreintes, les gazogènes ne pouvaient plus faire fonction d’accumulateurs de chaleur à restituer pendant la période de marche à la vapeur ; aussi M. Strong fut-il conduit à monter ses appareils entre deux, et même dans certains cas, entre trois accumulateurs Cowper.
- Voici quel est le fonctionnement de cet ensemble d’appareils :
- 1° L’air soufflé par le ventilateur passe dans un petit accumulateur où il s’échauffe à trois ou quatre cents degrés ;
- 2° Ce vent passe au cendrier du gazogène et le traverse en se transformant en gaz Ebelmen ;
- 3° Ce gaz, sortant à 1 000, 1 100 ou 1 200 degrés, chauffe un grand ou deux petits accumulateurs, pour s’en échapper à 200 degrés, après avoir cédé son calorique pratiquement disponible ;
- 4° De là, ce gaz Ebelmen va à un grand gazomètre où il est emmagasiné, ou bien il est envoyé dans des fours et aux foyers des chaudières à vapeur pour être brûlé.
- Après avoir produit pendant dix ou quinze minutes du gaz Ebelmen on ferme l’arrivée du vent puis la sortie du gaz du grand accumulateur. On ouvre alors l’arrivée de vapeur à cet accumulateur' et enfin la conduite d’évacuation du gaz à l’eau en communication avec le petit gazomètre.
- Voici ce qui se passe dans cette seconde phase :
- 1° La vapeur sous pression de 100 à 150 mm d’eau traverse le grand accumulateur et s’échauffe durant ce trajet à une température de 800 à 1 000 degrés.
- 2° Elle entre par le haut dans le gazogène avec cette température et le traverse de haut en bas en se décomposant pour brûler l’anthracite par la réaction :
- HO + G = GO + H.
- 3° Le gaz sortant du gazogène à une température qui, à la fin de cette phase, ne devra pas être inférieure à 850 degrés, chauffe le petit accumulateur à 400 ou 500 degrés.
- 4° Le gaz refroidi à 300 degrés environ dans cet appareil se rend au petit gazomètre.
- La durée de cette phase est de 5 à 0 minutes, et il serait nuisible de la prolonger davantage, car au bout de ce temps les gaz ne sortent plus qu’à la température de 850 degrés au-dessous de laquelle la production de GO2 deviendrait trop considérable..
- L’expérience a démontré l’inutilité de trois, puis de deux accu-
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- mulateurs ; un seul de dimension convenable, placé sur le parcours des gaz Ebelmen, est suffisant; de sorte qu’aujourd’hui l’appareil ne comporte plus qu’un grand accumulateur et le gazogène.
- La suppression du petit accumulateur a été surtout motivée par ce fait qu’il constitue un danger permanent d’explosion en raison de la provision de gaz à l’eau qu’il renferme.
- Les gaz à l’eau et Ebelmen produits dans l’appareil Strong ont même composition (avec le même combustible évidemment) que ceux qui proviennent des gazogènes Teissié du Motay.
- C’est donc en réalité le gaz de Teissié qui nous est revenu d’Amérique sous le nom de gaz Strong ; mais il eut peu de succès en Europe, surtout à cause des inconvénients provenant de la nécessité d’avoir deux canalisations complètes pour les deux espèces de gaz ; c’est ce qui a conduit M. Knaudt en 1882 à proposer de disposer l’appareil Teissié-Strong de manière à n’y plus produire que le gaz à l’eau.
- Gaz à l’eau pur, sans production de gaz Ebelmen.
- M. Lencauchez, à l’obligeance de qui je dois la plus grande partie des renseignements contenus dans cette note, a exposé au Congrès de la Société de l’Industrie Minérale à Alais en 1882 (2me série, tome XI, p. 1113) les dispositions de cet appareil.
- Le gaz de fourneau, en sortant du gazogène, brûle dans le grand accumulateur, comme dans un appareil Cowper de haut fourneau, si bien qu’il ne s’échappe plus que des fumées refroidies à 200 degrés, pourvu que l’accumulateur ait des dimensions suffisantes.
- Or ce gaz chaud à 1150 degrés environ possède 95 0/0 de la puissance calorifique du combustible qui lui a donné naissance. Si on admet une perte de 15 0/0 à la cheminée, ce qui suppose une température de 250 degrés au départ, on trouve qu’il y a 80 0/0 de calorique disponible pour produire le gaz à l’eau, c’est-à-dire par kilogramme de carbone 0,80 X 8 000 = 6400 calories, et puisqu’il faut :
- 15 x 1 000 6
- 2 500
- calories pour brûler un kilogramme de charbon au moyen de
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- 1,5 kg de vapeur, ces calories seront fournies par un poids de charbon brûlé par l’air égal à
- 2 500 6 400
- 0,390.
- Quant au gaz à l’eau obtenu, nous avons vu qu’il représentait par kilogramme de charbon 3,668 m3 renfermant 2 646 calories au mètre cube ramené à 0 degré sous la pression 760.
- Pour établir le rendement de l’appareil, nous allons calculer le poids de carbone définitivement nécessaire :
- 1° Carbone gazéifié donnant 3,668 m3 de gaz à l’eau. . 1,000 kg . 2° Carbone fournissant (par l’intermédiaire du gaz
- Ebelmen) la chaleur nécessaire à la réaction............ 0,390 kg
- 3° Carbone nécessaire à. la production de la vapeur (en admettant 9 kg de vapeur par kilogramme de car-
- bone) =.......................................' . . . . 0,1SS kg
- ! Total 4,S4S kg
- Ce poids de carbone renfermait :
- 1,545 x 8 000 = 12360 calories et sous forme de gaz à l’eau, il ne contient plus que 3,668 x 2646 = 9 705 calories.
- La différence est de
- 12350 — 9705 = 2 655.
- Soit une perte de
- 2 655 12 840
- = 0,20.
- Dans la pratique, par raison d’économie, on ne donne pas d’a,ssez grandes épaisseurs aux parois, ni assez de développement aux surfaces de chauffe des accumulateurs ; aussi le rendement tombe-t-il souvent de 80 à 50 0/0. Quoi qu’il en soit, le fonctionnement dé cet appareil n’est pas mauvais ; malheureusement le prix de l’anthracite, qualité pour hauts fourneaux, est si élevé en Europe qu’il n’a pu s’y répandre sauf, comme nous l’avons déjà dit, dans le cas du soudage des tôles pour lequel il présente des qualités exceptionnelles.
- Pour se rendre compte en effet du prix élevé de fabrication de
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- ce gaz, il ne faut pas oublier que les combustibles qu’il réclame coûtent généralement plus que le double des combustibles courants, comme le poussier de houille dite à gaz qui convient si bien pour les cornues à gaz d’éclairage.
- Nouveau gaz mixte de M. Ch. Walrand.
- Le journal de Dusseldorf Stahl und Eisen de juin 1890 (n° 6, pages 511 et 512, avec deux ligures) décrit un groupe de deux gazogènes de M. Ch. Walrand, genre Teissié du Motay, Wilson et Strong. L’originalité de cette installation réside dans la manière de la conduire.
- Voici comment opère M. Ch. Walrand :
- 1° Il souffle un premier gazogène avec un mélange d’air et de vapeur d’eau (surchauffé, si on dispose de chaleur perdue, à trois ou quatre cents degrés) ; il produit ainsi des gaz qui, suivant la perfection des appareils et la nature du combustible employé, peuvent contenir de 1 168 à 1 388 calories au mètre cube, ramené à la température 0 degré et sous la pression 760, soit en bonne moyenne avec des combustibles convenables, 1 300 calories ;
- 2° Ce gaz à 1 300 calories au mètre cube sort du premier gazogène à une température maximum de 800 degrés et reçoit une addition de vapeur surchauffée en pénétrant par le haut dans le second gazogène dont il traverse la charge en cheminant de haut en bas pour s’en échapper par le cendrier et de là se rendre à la conduite de consommation.
- D’après M. Walrand, une nouvelle production de gaz à l’eau doit se faire dans le deuxième parcours ; nous verrons plus loin si cette opinion est justifiée.
- 3° Quand le gaz sortant du cendrier du deuxième gazogène commence à être trop chargé d’acide carbonique, il renverse le courant comme faisait Teissié du Motay, comme fait encore M. Strong.
- L’avantage que l’on trouverait en marchant ainsi serait de faire du gaz. plus riche que celui des appareils Siemens ou Wilson ordinaires, sans avoir besoin de deux gazomètres comme Teissié et M. Strong ; un simple renversement comme celui d’un four Martin suffisant à basculer les courants gazeux dans les gazogènes sans en arrêter la production ni Vécoulement dans les conduites ; mais l’écueil est toujours le même : de tels gazogènes réclament du
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- coke ou des charbons secs, qualité pour hauts fourneaux, qui sont très rares, ce qui augmente les frais de chauffage et fait perdre les avantages que peut procurer la réaction
- HO -f G = GO -f H.
- D’un autre côté, pour obtenir cette réaction, il faut communiquer à chaque kilogramme de vapeur 1 660 calories (1) pour conserver une température supérieure à celle de dissociation, laquelle
- est égale à -Q-^r = 3 460 degrés (,48 chaleur spécifique de la vapeur) ; donc un kilogramme de vapeur chauffé à 800 degrés ne contient que 23 0/0 (^qq ^ 0,23^ du calorique indispensable à sa décomposition par le carbone ; il ne peut dès lors se produire que la réaction
- 2HO + G = GO2 + 2H
- comme cela arrive pour les gaz Dowson qui renferment jusqu’à 11 0/0 d’acide carbonique et ne dépassent pas 1 388 calories au mètre cube ramené à 0 degré et à la pression 760.
- Il est vrai qu’en cheminant de haut en bas dans le second gazogène Walrand,le mélange de gaz et de vapeur rencontre des zones de plus en plus chaudes où la réaction CO2 -f- ‘ G = 2CO pourrait peut-être se produire, mais il est facile de voir qu’elle est très limitée.
- En effet, si ce second gazogène a déjà donné avant le renversement des gaz à 12 0/0 d’hydrogène (comme dans les gazogènes ordinaires marchant avec soufflerie à vapeur), sa masse se trouve à une température de 900° en moyenne : donc il ne peut céder beaucoup de calorique à la vapeur et à l’acide carbonique, sans tomber au-dessous de la température de 800° où ces deux réactions peuvent encore se faire à la rigueur quoique difficilement.
- Le passage à travers le second gazogène ne peut donc produire d’effet utile sensible, que si la vapeur additionnée au gaz provenant du premier gazogène est surchauffée à une température de
- (1) Ce chiffre de 1 660 se calcule de la manière suivante : pour brûler un équivalent de carbone par la réaction C -f HO = CO + H, il faut fournir 15 calories : donc pour 1000 équivalents ou 6 kg, il faut fournir 15 000 calories, et enfin pourl kg ——- = 2 500 calories; « 6 mais comme ce kilogramme de carbone est brûlé par 1,5 kg de vapeur, il faut fournir à 2 583
- chaque kilogramme de vapeur - = 1 660 calories.
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- 3 460°, auquel cas il faudrait, si la chose était possible, tenir compte de la dépense de combustible nécessaire pour surchauffer cette vapeur.
- Il résulte de ces considérations que le gaz de M. Walrand ne peut dépasser 1 400 calories au mètre cube pris à 0° sous pression 760, ce qui est déjà très beau, et il serait à souhaiter que son auteur puisse l’obtenir pratiquement.
- Du reste, il ne faut pas oublier que dans les gazogènes Teissié et Strong on arrive à avoir des gaz dont l’un est à 890 calories, l’autre à 2 664, en donnant, comme nous l’avons déjà dit, un mélange à 1 475 calories au mètre cube.
- M. Walrand indique comme composition possible de son gaz, la suivante :
- TABLEAU B
- DÉSIGNATION DES GAZ VOLUMES CALORIES
- H . • 31.50 ) _ N [ 60 28.50 / > 100 819
- CO 865
- CO2 MO ) ( f 40 1 28,00 J »
- Az »
- Puissance calorifique au mètre cube ramené à 0° pression 760 . . . 1 684
- Ce gaz ne pourrait être obtenu qu’avec du carbone pur, puisqu’il ne renferme ni formène C2H4, ni éthylène C4 H4; nous avons de plus montré plus haut qu’il ne pouvait contenir une aussi grande quantité d’hydrogène, et que la puissance calorifique réelle serait de 1 400 calories au maximum.
- Si cependant on acceptait cette puissance calorifique de 1 674 calories au mètre cube sans intervention d’un chauffage préalable, on trouverait, puisque la combustion de 1 kg de coke par le mélange d’air et de vapeur d’eau donne 4,165 m3 de gaz, une quantité de chaleur disponible égale à 1 674 x 4,165 = 6 972 calories, alors que la combustion de ce même poids de coke ne développe que 6400 calories (1).
- Donc, non seulement il n’y aurait pas de perte au cours de cette opération, mais encore on gagnerait près de 600 calories,
- (1) Le coke du commerce étant à 10 0/0 de cendres et à 10 0/0 d’eau, soit 20 0/0 de matières stériles, n’a donc qu’une puissance calorifique maximum de 8000 X 0,8 = 6 400 calories.
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- alors que la perte minimum des appareils les plus parfaits, comme ceux, par exemple, que construit M. Lencauchez, est de 15 0/0 qui ne permettrait de retrouver que 5 440 calories. C’est donc 1 000 calories qu’il faudrait avoir fournies à 1,5 % de vapeur par un chauffage préalable, c’est-à-dire qu’il faudrait l’avoir élevée
- à une température de 4g = '1 395° pour obtenir le chiffre
- indiqué par M. Walrand; mais comme la réaction C -j- HO = CO + H ne se fait franchement qu’à la température de 800° et au dessus, il faudrait pratiquement porter la température de la vapeur à
- 1 395°+ 800°= 2 195°,
- ^e qui est impossible.
- J’arrête ici l’étude des appareils destinés à produire le gaz à l’eau, car la limite est assez difficile à déterminer entre les gazogènes ordinaires et les gazogènes produisant ce qu’on appelle du gaz à l’eau. " •
- On peut remarquer, en effet, que peu àpeules divers types imaginés ont produit de moins en moins de véritable gaz d’eau. Ainsi le gaz de Narbonne contenait 83 0/0 d’hydrogène environ, celui de Teissié du Motay 43 0/0, et enfin le gaz Walrand 30 0/0 seulement. On a encore désigné sous le nom de gaz à l’eau le gaz Dowson qui ne contient que 28 0/0 d’hydrogène et, bien plus, certaines personnes, sous l’influence de la mode probablement, considèrent également comme gaz à l’eau celui qui est produit dans les appareils de M. Lencauchez et qui ne contient que 180/0 d’hydrogène dont 6 à peu près viennent du combustible. Or, comme dans tous ces appareils le but des inventeurs a été de rechercher l’économie, on voit qu’insensiblement cette considération ramène au gaz de fourneau.
- Nous donnons ci-dessous un tableau indiquant la composition dez gaz obtenus dans les principaux gazogènes de cette catégorie et que l’on peut considérer aujourd’hui comme les plus perfectionnés.
- Je vais, avant de terminer, dire quelques mots sur l’éclairage 1 par le gaz à l’eau.
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- TABLEAU C
- Gaz divers dits à l’eau obtenus dans des gazogènes fermés et soufflés.
- Noms des auteurs :
- COMPOSITION
- EN, VOLUME
- DES GAZ DES GAZOGENES
- H. ........ . . . . .
- CO
- V V «lit #••!•«••••
- C2H4. .................
- C4H4. -............. .
- 0......................
- CO2. ..................
- Â7
- Jrxju t • » • • • » • • • • • • • •
- ^Puissance calorifique du mètre cube de gaz à 0° et à 760 (en calories) . • . . . . . • . .
- SIEMENS
- Nouveau gaz Siémens de
- houilles à 32 0/0 de
- matières volatiles (noisettes)
- 16,85
- 22,75
- 2,05
- 0,00
- 0,00
- 4,55
- 53,80
- 41,65
- 58,35
- 100,C0
- 1303;
- DOWSON
- Gaz Dowson même anthracite qu’à la
- raffinerie G. Say (noisettes)
- 26,55
- 18,29
- 45,95
- 100,00
- 1 388
- Société des Métaux à Saint-Denis Coke
- d’usine à gaz (n° 2)
- 35,07
- 64,93
- 100,00
- 1212
- Escaut et Meuse ‘à Anzin. Poussiers mélangés gros, demi-gros et maigres (poussiers)
- 6,88
- 25,84
- 3,85
- 0,57
- 0,00.
- 0,45
- 62,41
- 37,14
- 62,86
- 100,00
- 1 362
- A. LENCAUCHEZ
- Raffinerie C. Say à Paris
- anthracite à 12 0/0 de
- matières volatiles (noisettes)
- 20,00
- 21,00
- 3,50
- 0,50
- 0,50
- 5,00
- 49,50
- 45,00
- 55,00
- 100,00
- 1 519
- Gueugnon (Saône-et-Loire) houille à 14 0/0 de
- matières volatiles (poussier)
- 12,27 22,91 ( 40,80
- 4,62
- 1,00 ) '
- 0,62 J •
- 2,96 } 59,20
- 55,62 1 ' ‘ 100,00
- Sandviken
- (Suède)
- houille à 41 0/0 de
- matières volatiles (noisettes)
- 1535
- 11,00
- 26,65
- 4,86
- 0,27
- 0,00
- 3,42
- 53,80
- 42,78
- 57,22
- 100,00
- 1 542
- . Puissance calorifique du mètre cube des gaz composants à 0° et à 760
- H = 2 600, calories CO C2H4 = 8 500, - C4H4
- 303,5 calories. 12 850, —
- m r
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- Éclairage par le gaz à l’eau.
- Nous avons déjà vu plus haut comment Teissié du Motay avait employé en Amérique pour l’éclairage un mélange riche renfermant les gaz provenant de la décomposition du pétrole.
- Mais le plus souvent, en Europe, dans les différents essais qui ont été faits, on a surtout cherché à utiliser l’incandescence d’un corps solide plongé dans la flamme. Nous avons vu déjà qu’à Narbonne c’était une spirale en platine. A Eissen, à Witkowitz et à Gelnhausen, cette spirale était remplacée par des aiguilles de magnésie constituant dans leur ensemble une sorte de peigne dont le dos était formé par un support métallique.
- Quand on veut employer à l’éclairage le gaz à l’eau, il faut commencer par l’épurer pour le débarrasser de l’acide carbonique afin de rendre la flamme plus chaude et par suite augmenter l’incandescence ; cette opération se fait au moyen du carbonate de soude qu’on transforme en bicarbonate et que l’on régénère ensuite par le chauffage.
- En outre, par suite des dangers qu’offre la moindre fuite de gaz à l’eau à cause de l’oxyde de carbone qu’il renferme, et comme aucune odeur ne décèle sa présence, il est important de l’odoriser. On y arrive au moyen du mercaptan (acide éthylsulfhydrique).
- On comprend que le prix du mètre cube de gaz que nous avons déjà trouvé assez élevé, est encore grevé du prix de l’épuration, de l’odorisation et enfin de l’entretien des peignes de magnésie, et on s’explique que ce mode d’éclairage ne se soit pas répandu dans les pays où la houille à gaz n’est pas trop rare. Et encore dans ceux où cette rareté pouvait justifier son emploi, la lumière électrique est plus économique et tend à le remplacer.
- Les ateliers de la maison Christofle furent longtemps éclairés par incandescence pour éviter l’emploi du gaz d’éclairage qui noircit à la longue l’argenterie par suite de la présence d’une légère quantité d’acide sulfhydrique qu’il est impossible d’éviter. Mais ce mode d’éclairage a, depuis plusieurs années, fait place à l’éclairage électrique plus économique.
- Il résulte de cette étude que, d’une manière générale, la production du gaz à l’eau est coûteuse en Europe à cause de la rareté des combustibles que nécessite sa fabrication, alors qu’en Amérique la situation est inverse ; c’est là le point important sur lequel il faut insister pour expliquer la faveur dont cet agent peut jouir
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- de l’autre côté de l’Océan, alors qu’il ne peut se répandre sur l’ancien continent.
- Nous avons fait remarquer que, dans les foyers ordinaires, le gaz des fourneaux donne des températures assez élevées pour qu’il n’y ait pas lieu de recourir au gaz à d’eau qui est plus cher, et que quand il est intéressant d’obtenir de hautes températures, dans les chalumeaux brûlant à l’air libre, par exemple, nous avons vu que le gaz d’éclairage est d’un emploi plus économique.
- Il faut en excepter cependant la soudure des tôles et notamment la fabrication des foyers ondulés système Fox, car pour ce travail ses propriétés réductrices constituent un grand avantage. C’est là une application très intéressante et qui suffit à justifier les efforts faits pour sa fabrication.
- Il est possible que l’on en trouve encore d’autres dans l’avenir.
- On a songé à appliquer le gaz à l’eau aux moteurs à gaz.
- Dans la séance du 16 octobre 1891, M. Lencauchez nous a très brillamment exposé cette question, je ne m’y arrêterai donc pas. Je rappellerai simplement que notre savant collègue a prouvé que là encore le gaz obtenu dans les gazogènes ordinaires était préférable, mais que son emploi n’était intéressant que si l’installation était assez importante pour justifier la construction d’un' puissant appareil marchant jour et nuit et pourvu d’un grand gazomètre capable d’emmagasiner la provision cfe gaz fabriqué pendant les heures d’arrêt du moteur.
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- NOTES
- NOS CORRESPONDANTS DE PROYINCE ET DE L’ÉTRANGER
- A
- EXPLOSION DE CHAUDIÈRE
- .-r*&SHS3ZSSm~,ii;-
- * A THUAN-AN (ANNAM)
- PAR
- M. TOTZ-BRISSONNEAU
- En mars 1891, la chaudière de la chaloupe Quang-Nam faisait explosion au moment où elle allait partir ; il y eut 14 tués et 8 blessés chinois o'u annamites.
- Cette chaloupe, construite à Hong-Kong en 1884 pour une société chinoise, faisait un service de cabotage sur les côtes d’An-nam et du Tonkin, lorsqu’elle fut achetée en 1890 par le gouvernement annamite de Hué. Elle avait comme dimensions princi-
- pales.
- Longueur entre PP................35,00 m
- Largeur au maître.............. . 5,00 m
- Creux............. . . . . . . 3,10 m
- Les mécaniciens et chauffeurs étaient Chinois, l’équipage de pont mi-partie Chinois et Annamites, aucun Européen à bord.
- La chaudière, à retour de flamme et-à deux foyers avec boite à feu commune, pesait environ 9 000 kg sans eau et avait comme dimensions principales :
- Longueur totale......................3,10m
- Diamètre extérieur. ........ 2,75 m
- — des foyers......................0,70 m
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- Croquis de la chaudière.
- Sa pression de marche était de 7 kg, mais en raison des nombreuses traces de fatigue et d’usure qu’elle présentait, depuis longtemps on ne dépassait pas 5 kg.
- Dans la partie inférieure de la boîte à feu et vis-à-vis le foyer * » .
- tribord en AR, elle avait subi une réparation nécessitée par l’usure de la tôle du contour qui avait primitivement 11 mm.
- Cette réparation, faite à Haïphong par un mécanicien chinois vers 1887, consistait en une tôle de 13 mm rapportée sur la tôle existante et Axée sur trois côtés seulement par des boulons espacés entre eux de 10 cm; le côté le plus près du bord de pince du fond de boîte à feu n’avait pas de boulons; une entretoise T qui tombait vers le centre de la pièce avait été changée et remplacée par un boulon de 40 mm de diamètre, serrant sur la tôle rapportée.
- La chaloupe devant partir, le mécanicien ouvrait la prise de vapeur, pour balancer la machine lorsque l’explosion eut lieu.
- Croquis de la pièce rapportée et de la déchirure.
- Sous la tôle rapportée dans la boîte à feu, il se fit une déchirure C dans la tôle de contour à 3 ou 4 cm de la pince du fond et précisément sous le côté de la pièce non ûxée par des boulons. Cette déchirure revenait à angle droit sur l’avant B en dehors des trous des boulons. La ' pièce avait des cassures allant d’un
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- Irouà un autre et vers les bords, quelques boulons étaient cassés ainsi que le boulon-entretoise. La tôle de la chaudière et la tôle
- \
- E* DVJL/ i E >
- < h B d i i c . i DE E Mît
- B. Déchirure dans la tôle du contour
- de 30 cm de largeur.
- C. Déchirure de 35 cm de longueur. ____D. Cassures diverses dans la tôle
- rapportée.
- E. Boulons cassés.
- Le tracé pointillé indique la tôle relevée après l’explosion.
- i
- rapportée se replièrent sur elles-mêmes comme un angle de tôle que l’on voudrait relever et rabattre. Toute l’eau contenue dans la chaudière se vaporisa instantanément et, ne trouvant d’autres issues que les foyers et les tubes, les autels, barreaux de grille et leurs supports, devantures et portes de foyer devinrent autant de projectiles. La cloison en tôle de 6 mm D, séparant la chaufferie de la cale N du navire, fut emportée, les épontilles en bois G brisées, et quelques barreaux de grille allèrent se fixer dans une cloison en bois B, séparant le poste de l’équipage A de la cale H à l’avant, à 16 m de la chaudière; la porte de boîte à fumée fut brisée et les tôles formant les soutes à charbon latérales renfoncées ; l’échelle en fer de descente E dans la chaufferie fut reployée presque à angle droit et resta fixée en haut sur Thiloire.
- Les foyers ayant fait l’office de canons, la chaudière brisa les' tirants et les pattes d’attache qui la maintenaient, et recula de près de 40 cm sur ses supports en se soulevant de Barrière. Un barrot en bois dur G de 25 cm d’équarrissage fut brisé et servit de cale entre la chaudière et la boîte à tiroir de la machine.
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- Croquis indiquant la disposition de la chaloupe.
- A Poste d’équipage. — B Cloison en .bois. — C Epontille. — H Cale. — D Cloison en tôle renforcée par des cornières. — E Echelle de descente dans la chaufferie. — F Chaudière. — G Barrot. — I£ Machine. — M Passerelle. — L Cabines.
- Le tracé pointillé indique la position de la chaudière après l’explosion.
- Après l’explosion, les bords de la déchirure indiquaient une usure considérable ; par endroits la tôle n’avait plus que 3 mm
- d’épaisseur, le boulon remplaçant l’entretoise T était diminué de la moitié de son diamètre, la tôle rapportée elle-même était très oxydée et plusieurs des boulons étaient complètement mangés.
- Au dire des deux mécaniciens chinois qui se trouvaient dans la machine au moment de l’explosion et qui n’eurent que des brûlures légères, la pression était' de 5 kg, le niveau normal et le cheval alimentaire arrêté environ trois quarts d’heure avant l’accident.
- L’oxydation extérieure de la tôle paraît être la cause de cette explosion ; la partie de la tôle déchirée était en contre-bas des foyers et constamment couverte d’eau provenant de fuites et d’escarbilles. Ces mêmes traces d’usure et d’oxydation se voyaient du reste dans le foyer bâbord et dans les mêmes conditions; l’épaisseur par endroits ne dépassait pas 5 mm. Le contour de la boîte à feu, surtout sa partie inférieure, était très insuffisamment armé pour résister aux déformations. L’ouverture rapide de la prise de vapeur a dû déterminer un changement brusque d’équilibre dans la chaudière et amener l’explosion.
- Bull.
- 11
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- La chaloupe avait, par suite de dissentiments entre ses propriétaires chinois, subi des chômages assez prolongés, entre autres un, avant sa vente, de près d’un an, sans aucun entretien, ni surveillance. Elle fut remise en marche sans visite, ni réparations d’aucune sorte.
- Chose assez curieuse, les dépôts salins et les incrustations étaient très faibles après l’explosion ; ils ont dû se détacher et être entraînés à l’extérieur. La machine était bien à condensation, mais la caisse à eau douce était hors d’usage depuis longtemps : l’addition à la chaudière se faisait avec de l’eau salée, ainsi que l’alimentation pendant les arrêts de la machine.
- Lotz-Brissonneau,
- Membre correspondant de la Société des Ingénieurs Civils de France.
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- CHRONIQUE
- N° 151.
- Sommaire. — Expériences sur les machines du paquebot Ville-de-Douvres. — Les constructions urbaines aux Etats-Unis (suite et fin). — Le plus.grand navire à voiles. —
- Surchauffe de la vapeur. — Les chemins de fer dans l’Inde.
- Expériences sur les machines du paquebot « Ville-de-Douvres ». ~
- Mïs avons donné dans les Chroniques de novembre et décembre 1889, pages 653 et 750, un extrait du rapport de la Commission de Y Institution of Mechanical Engineers sur les expériences faites par elle sur les machines du steamer Meteor. Cette Commission, qui fonctionne sous la présidence du professeur A. Kennedy, a fait au commencement de 1891 des essais analogues sur l’appareil moteur du steamer Iona, et plus récemment une série d’expériences sur les machines du paquebot Ville-de-Douvres appartenant au gouvernement belge et affecté au service de la ligne d’Ostende à Douvres.
- La Ville-de-Douvres est un bateau à roues à aubes articulées construit par la Société Cockerill et livré en février 1890. Entre cette date et les essais dont nous nous occupons, ce bateau avait opéré 220 passages entre Ostende et Douvres et réciproquement. La coque a 82,7 m de longueur entre perpendiculaires, 8,85 m de largeur et 4,70 m de creux. Le tonnage jest brut 855 t, sous le pont 776 t et net 495 t. Lors des essais, le tirant d’eau était à l’avant 2,60 m, à l’arrière 2,92 m, soit une moyenne de 2,76 m correspondant à un déplacement de 1 090 t.
- Les essais ont eu lieu le 8 septembre \ 891 dans la mer du Nord sur un parcours autour des trois feux flottants Nord-Hinder, Outer Gabbard et Corton. Le bateau est parti d’Ostende à 7 heures et demie du matin et les observations ont commencé à 8 heures ; mais, par Jsuite de diverses circonstances, l’essai n’a réellement commencé qu’à 10 heures. Il a duré jusqu’à 7 heures du soir, soit neuf heures en tout. La quantité de charbon qui restait à bord et d’autres causes n’ont pas permis de le prolonger davantage. Le temps était beau et la mer calme, de sorte que les observations n’ont pas présenté de difficultés spéciales. La vitesse est restée parfaitement constante pendant toute la durée, sauf pendant quatorze minutes entre 1 h. 10 et 1 h. 24 m., où elle a un peu baissé par suite d’un court dérangement des pompes de circulation qui a amené une réduction du vide au condenseur. La période d’introduction est restée constante également.
- Machines. — L’appareil moteur de la Ville-de-Douvres est une machine compound inclinée à condensation par surface, dont les deux cylindres placés côte à côte actionnent deux manivelles à angle droit, la manivelle du cylindre à haute pression procédant dans le sens de la marche en
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- avant; de pins, elle est à bâbord. Les diamètres des cylindres, vérifiés avec soin, ont été trouvés de 1.273 et 2.467 m. Les tiges de piston ont 0,210 m et il n’y a pas de contre-tiges. La course des deux pistons est de 1,820 m. Aucun des cylindres n’a d’enveloppe de vapeur; le réservoir intermédiaire entoure le petit cylindre. Les espaces neutres, tels qu’ils ont été indiqués par le constructeur, sont de 15 0/0 pour le petit cylindre et 12 0/0 pour le grand du volume développé par les pistons respectifs.
- Le petit cylindre a deux tiroirs cylindriques et le grand un seul. Les tiroirs sont actionnés par des coulisses droites d’Allan permettant une variation d’introduction entre 0,60 m et 0,75 m de la course.
- Il y a deux pompes alimentaires, deux pompes à air et deux pompes de cale, toutes verticales et à simple effet commandées par les têtes des tiges de piston au moyen de balanciers d’équerre. La circulation de l’eau dans le condenseur s’opère par une pompe centrifuge unique, actionnée par une double machine verticale recevant la vapeur des chaudières principales et évacuant au condenseur. Les pompes alimentaires et de cale ont des plongeurs de 0,17 m de diamètre et les pompes à air des pistons de 0,83 m, la course est pour toutes de 0,62 m. La pompe de circulation a 0,86 m de diamètre à l’extérieur des ailes et les tuyaux d’arrivée et de sortie 0,360 m. A 240 tours par minute, ce qui a été la vitesse moyenne observée pendant les essais, on peut estimer que le travail dépensé par cette pompe représente 47 chx indiqués.
- Le condenseur à surface contient 6 026 tubes de 20 mm de diamètre extérieur et de 1,60 m de longueur représentant une surface de 608 m2.
- Les tubes forment deux faisceaux dans lesquels l’eau passe successivement, et cette eau est dirigée par des cloisons de manière à passer trois fois à travers le condenseur, l’eau la plus froide rencontrant la vapeur à son arrivée. Il n’y a pas de réchauffeur de l’eau d’alimentation. Le fond du condenseur est à 0,33 m au-dessus du clapet de pied de la pompe1' à air et à 0,08 m au-dessus de la face supérieure du piston de cette pompe lorsqu’il est à fond de course. Le bord inférieur de l’ouverture par laquelle l’eau passe à la bâche est à 0,45 m au-dessus de la face supérieure du piston de la pompe à air lorsque ce piston est au haut de sa course.
- Roues à aubes. — Les roues ont des aubes articulées faites en feuilles de tôle d’acier cintrées.
- Le diamètre est de 6,96 m à l’extérieur des aubes et de 4,32 m à l’intérieur, soit un diamètre moyen de 5,64 m. Chaque roue porte neuf aubes dont chacune a 2,50 m de longeur et 1,32 m de hauteur ; les axes sontsur une circonférence de 5,85 m de diamètre. Lorsque le navire est au tirant d’eau moyen de 2,76 m, comme pendant les expériences, le bord supérieur des cubes est immergé au maximum de 0,43 m, soit à peu près le tiers de la hauteur de l’aube.
- Chaudières. — L’appareil évapôratoire se compose de quatre chaudières simples timbrées à la pression de 8 1/2 kg. Les foyers, les chambres de combustion, les plaques tubulaires et les parties inférieures des façades sont en fer, le reste en acier Martin.-Ces chaudières ont 3,97 m
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- de diamètre et 3,05 m de largeur ; elles ont chacune trois foyers, ce qui fait 12 foyers en tout.
- Chaque grille a 2m de longueur et 0,915m de largeur, ce qui donne une surface de 21,96 m2. Il y a dans chacune 66 barreaux en fer arrangés en trois jeux de 22. La surface de chauffe totale des quatre chaudières est de 682,6 m2 dont les tubes forment 584 m2. Il y a en tout 1 356 dont 312 sont des tubes-tirants.
- Ces tubes ont 0,063m de diamètre extérieur, et 2,16m de longueur entre les plaques tubulaires ; la longueur est ainsi 34 1/2 fois le diamètre. Le diamètre intérieur est de 0,051 ntt pour les tubes ordinaires et-, de 49 pour les tubes-tirants. La surface de chauffe totale est 31,1 fois la surface de grille et la surface'tubulaire 26,6.
- Il y a deux cheminées, une pour chaque chaufferie ; ces cheminées ont 1,60 m de diamètre intérieur et 15,15 m de hauteur au-dessus de l’axe des foyers les plus bas. La section totale de passage des tubes est de 3,2550 m2 et celle des deux cheminées 1,6260 m. Le volume net des chaudières est de 114m3.
- Les générateurs fonctionnent au tirage forcé avec chambres de chauffe closes. Les deux chaufferies sont aux extrémités de la chambre de la machine et communiquent avec elle par des chambres d’équilibre ou écluses à air. Sur la cloison' de séparation de chacune est fixé un ventilateur à force centrifuge de 1,50 m de diamètre et 0,50 m de largeur actionné directement par un moteur à trois cylindres Brotherhood lequel se trouve dans la chambre des machines. Ces ventilateurs maintiennent dans les chaufferies une pression de 0,018 à 0,025m d’eau. Ces moteurs Brotherhood qui ont des cylindres de 0,125 m de diamètre et autant de course, développent d’après leur constructeur environ 14 chevaux chacun, à la vitesse de 404'tours par minute qui est la vitesse moyenne réalisée pendant les expériences. Ils reçoivent la vapeur des chaudières principales et peuvent évacuer à volonté à l’extérieur, au réservoir intermédiaire ou au condenseur. L’effet du tirage forcé en chambre close avec les briquettes employées au cours des expériences était de remplir l’atmosphère des chaufferies d’une fine poussière de charbon à cause de la division des briquettes qu’on opérait a coups de marteau.
- Poids. — Le poids total des machines et des chaudières, y compris l’eau dans le condenseur, les tuyaux de circulation et les chaudières, est de 3611, non compris les deux'roues à aubes. Ces poids se subdivise comme suit, d’après les renseignements fournis par les constructeurs :
- Tonnes,
- Machines .... .................. ..... . . 145,27 .
- Roues à aubes . .......................... 7 45,21.
- Pompe de circulation. . . .... . . . : . 2,20
- Petit chevaL-. .. . . . . . ........... . . . 1,74
- Tuyautage, etc. . . . . . . . . . . . . . 10,37
- Eau dans le condenseur et le tuyautage . . . 7,85
- Chaudières et leurs accessoires.............132,45
- Eau dans les chaudières. . . i . . ... . 61,51
- Total. ..... 406,60
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- Mesure du combustible.— On s’est servi pendant toute , la durée des expériences de briquettes. On avait cru d’abord qu’il serait possible d’évaluer le charbon brûlé en comptant les briquettes dont on aurait préalablement déterminé le poids moyen, mais on a reconnu que ces briquettes étaient de dimensions et de poids si variables qu’il était impossible de procéder ainsi et il fallut peser toute la quantité de combustible employé, ce qui fut exécuté comme dans les essais précédents, au moyen de paniers et de pesons à ressorts installés dans les chaufferies. On pesait à la fois 60 kg environ qu’on déposait sur le parquet devant les chaudières. On commença l’essai , avec les grilles bien propres et on nota, autant que possible, le temps employé pour consommer chaque lot de charbon pesé ; mais à cause de la rapidité avec laquelle le charbon était brûlé, on ne put pas toujours tenir compte de ce temps, toute l’attention des observateurs étant absorbée par le pesage du charbon et l’attention apportée à ce qu’il ne fût mis sur les grilles que du combustible ayant passé par l’opération du pesage. Aussi, bien que la quantité do charbon brûlé et celle consommée dans chaque chaudière soient exactes dans les limites des erreurs possibles, les points intermédiaires de la courbe figurant cette dépense rapportée au temps ne peuvent être garantis avec la même exactitude.
- On n’a nettoyé les grilles qu’une fois dans le cours des expérience, et les cendres et résidus du décrassage ont été pesés après l’essai ; on a trouvé un poids de 1 072 kg pour les chaudières avant et de 1 084 kg pour les chaudières arriéré, soit un total de 2156 kg ou 7,2 0/0 environ, de la quantité de combustible brûlée. Les briquettes employées provenaient de la fabrique de M. Dehaynin, à Marcinelle, et de M. Henin, à Ghâtelineau. Des échantillons ont été pris sur les briquettes à diverses reprises péndant l’expérience, et ces échantillons étant bien mêlés, une analyse en a été faite par M. G.-J. Wilson et a donné la composition moyenne suivante :
- Combustible tel quel. Combustible desséché.
- Carbone . . 84,65 86,74
- Hydrogène .' 3,98 4,08
- Humidité 2,41 0,00
- Cendres 5,30 5,43
- Azote, soufre, oxygène, etc., . par différence ' 3,66 3,75
- 100,00 100,00
- Un échantillon des cendres recueillies dans les cendriers des foyers a été analysé par M. .Wilson et a donné :
- Perte par calcination (carbone). . . . . . . .42,86
- Matières minérales....................... 57,14
- 100,00
- Le pouvoir calorifique des briquettes a été trouvé par le calcul égal à 8 000 calories en nombre rond par kilogramme, ce qui correspond à
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- une vaporisation de 14,90 kg d’eau à 100° par kilogramme de combustible et à un équivalent de carbone de 99 0/0.
- La quantité totable de combustible dépensé pendant l’essai a été :
- Chaudière arrière bâbord............ 7 059 kg
- — tribord............... 7 584
- Chaudière avant bâbord ............. 7 582
- — tribord......... 7 863
- Total.............. 30 088 kg
- Ce qui fait pour 9 heures 3 343 kg par heure, et, pour 540 minutes, 55,72 kg par minute.
- Produits de la combustion. — Il a été pris sur du mercure par M. Wilson un échantillon des gaz de la combustion sur chaque cheminée et chaque heure, soit en tout 18 échantillons, lesquels ont été analysés séparément, comme on l’avait fait pour un essai précédent, celui du steamer Colchester. On s’est servi du thermomètre à mercure pour mesurer la température des gaz dans les cheminées, mais cela n’a pas abouti parce que cette température dépassait notablement, sauf dans quatre cas, le maximum que pouvait donner le thermomètre. On n’a donc pu mesurer cette température, mais d’après la marche du mercure à la partie supérieure du tube, on peut admettre que la température réelle ne dépassait pas de plus de 25 à 30 degrés centigrades le maximum du thermomètre ; on peut donc, sans grande,erreur, l’estimer à 490 degrés. La température moyenne de l’atmosphère était, sur le pont, de 17,8 degrés centigrades. Le tirage dans les cheminées était mesuré par un tube en U ; la dépression trouvée a été en moyenne de 5 1/2 mm d’eau. Le tirage total est, avec une pression dans les chambres de chauffe de 23 mm d’eau, de 28,5.
- CHEMISÉE AIUUÈHE CHEMISÉE AYANT MOYENNE
- VOLUME POIDS VOLUME POIDS VOLUME POIDS
- Acide carbonique 12,30 17,88 10,81 15,80 11,53 16,84
- Oxyde de carbone » » » » » » »
- Oxygène 7,18 7,60 8,72 9,29 7,95 8,44
- Azote 80,52 74,52 80,47 74,91 ' 80,50 74,72
- Mesure de l’eau d’alimentation. — Eu égard au grand volume d’eau d’alimentation absorbé par l’appareil moteur, plus de 500 l par minute, l’emploi des réservoirs jaugés dont on s’était servi dans les essais précédant était impraticable ; on fut obligé de recourir à l’usage de compteurs d’eau. On employa deux indicateurs Kennedy de 4 pouces prêtés obligeamment par les fabricants, la Kennedy’s Water Meter Company, de Kil-marnoch. Ces deux compteurs, dont chacun pouvait débiter 140 m3 à l’heure, étaient placés entre les pompés alimentaires et les chaudières et
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- disposés parallèlement avec un tuyautage tel que la totalité de l’eau d’alimentation pût passer par un seul quelconque des deux compteurs ou par les deux simultanément. Dans l’essai on n’en utilisa qu’un. Les appareils avaient été vérifiés préalablement à la fabrique et on avait constaté qu’ils indiquaient environ 3/4 0/0 en excès. C’est ce coefficient qui a été employé dans les calculs. Après l’essai on a vérifié de nouveau le compteur qui avait servi et on a trouvé que l’excès était le même pratiquement qu’à la première vérification. Toute la vapeur dépensée tant par les grandes machines que par les moteurs auxiliaires étant fournie par les chaudières principales, toute l’eau qui a formé cette vapeur a passé par le compteur.
- On relevait les indications du compteur tous les quarts d’heure. Le volume total d’eau a été de 269 816 kg pendant les 9 heures ou 540 minutes de l’essai ; ce qui donne 29 980 kg par heure et à très peu près 500 kg par minute. La pression a été un peu plus élevée au commencement et à la fin de l’essai ; de plus à cette dernière période, le niveau de l’eau dans les chaudières était plus bas de 70 mm qu’au début, de sorte qu’on a dû faire une correction. Ce sont les chiffres corrigés qui viennent d’être donnés. Il est bon de faire remarquer ici qu’une erreur de 25 mm sur le niveau d’eau d’une des chaudières, erreur qui dépasse de beaucoup celles qui ont pu être commises, ne donnerait qu’une différence de 250 kg, c’est-à-dire moins de 1 p. 1 000, par rapport au volume total d’eau d’alimentation pour toute l’expérience.
- Les températures de l’eau de circulation à l’entrée et à la sortie du condenseur étaient relevées toutes les demi-heures. On a trouvé, en résumant ces observations, que la température moyenne était de 16,5 a l’entrée et de 29,4 degrés centigrades à la sortie, ce qui représente une élévation de température de 12,9 degrés dans le passage par le condenseur.
- (A suivre.)
- lies constructions urbaines aux. États-Unis (suite et fin) (1). — La ventilation esTaussi étaMëlfune fàçôn”trèTnîferessante. Sur la plate-forme qui constitue le toit, sont disposés quatre ventilateurs puissants qqi sont mis en mouvement chacun par une petite dynamo et qui aspirent l’air vicié de tous les bureaux. La distribution est telle que les canaux descendant se distribuent à tous les étages sans que ces canaux communiquent entre eux. Les canaux sont isolés, afin que d’un bureau on ne puisse pas entendre ce qui se dit dans un autre. Chaque bureau a son ouverture d’air et un canal spécial qui monte jusqu’aux ventilateurs sur le toit.
- Les nombreux fils téléphoniques qui arrivent de l’extérieur par le toit descendent dans la partie centrale du bâtiment en abandonnant à chaque étage un certain nombre de circuits.
- Les distributions électriques qui donnent la lumière et qui viennent des sous-sols ont une disposition inverse.
- Tous ces appareils à gaines de ventilation, fils électriques, etc., sont
- (1) Extrait d’une communication de M. A. Stevart à l'Association des Ingénieurs sortis de l’Ecole de Liège.
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- renfermés dans des enveloppes de bois placées contre les murs et concourant à l’ornementation. Jamais il ne viendrait à l’idée d'un Américain d'enfouir des fils ou des conduites d’eau ou dex gaz dans les murailles, comme nous le faisons trop souvent, de sorte qu’au moindre accident on doit appeler un maçon pour pratiquer une ouverture ; puis, après la réparation, un autre maçon pour boucher le trou, un plafon-neur, un marchand de papiers peints et enfin un peintre pour réparer les dégâts. Tout cela est évité, en ne cherchant pas à dissimuler les choses utiles dont il convient au contraire d’accuser la destination.
- La distribution d’eau d’un bâtiment de ce genre est aussi une grosse affaire. Dans la construction dont il s’agit, il y a d’abord l’eau de la ville qui n’est pas de qualité supérieure. C’est l’eau de la Schuylkill, élevée par machines pour desservir toute la ville ; elle n’est pas encore filtrée, mais on se propose de la filtrer, quoiqu’on n’ait pas grande confiance dans le procédé. Il y a aussi de l'eau de puits recueillie par des pompes et foulée dans des réservoirs placés au-dessus de la maison. En troisième lieu, il y a l’eau de pluie recueillie' sur le toit qui offre une surface considérable en plate-forme. L’eau de'pluie est emmagasinée et sert à l’alimentation des chaudières ; comme étant' la plus pure, c’est celle qui convient le mieux. L’eau pompée des puits, qui est impropre à l’alimentation, sert à la manœuvre des ascenseurs, au lavage des latrines, des urinoirs, et des cabinets de toilette; enfin l’eau de la ville sert à l’alimentation.
- Les réservoirs qui sont au nombre de seize et placés côte à côte dans les combles, sont reliés entre eux par des vannes, de sorte qu’en cas d’incendie, l’eau de tous les-réservoirs peut être versée à chacun des dix étages par trois lances toujours prêtes à fonctionner.-
- Le bâtiment occupe 17 200 m2. La surface de façade est de 11 000 m2 .dont 3 300 pour les portes et fenêtres.
- Lorsqu’on s’éloigne de New-York et de Philadelphie ou en général des côtes de l’Atlantique, les choses changent, un peu de caractère. On lé voit, le courant de civilisation se porte vers l’Ouest, c’est de cê côté que les villes se sont créées successivement ; il en est résulté un déplacement du centre de gravité de la population des .États-Unis, déplacement aussi continu et régulier que s’il s’agissait d’un'phénomène mécanique.
- Ce centre de gravité était Philadelphie, il y a un siècle, alors que la côte Atlantique seule était peuplée. Aujourd’hui c’est Saint-Louis, et la statistique prouve que le centre de population s’est -déplacé régulièrement vers l’Occident d’un degré de longitude tous les dix ans, la latitude restant la même. Ce courant vers l’Ouest est remarquable et en très peu de temps sont nées ces grandes améliorations à développement rapide qui se nomment Pittsburgh, Cincinnati, Saint-Paul, Saint-Louis et Chicago.
- A Chicago se trouvent les plus remarquables de tous les grands bâtiments dont il reste à parler. Il sera.possible de le faire' maintenant sans entrer dans d’aussi grands détails. La maison Drexel, au point de vue des applications de l’art de l’Ingénieur, nous a suffisamment renseignés en ce qui concerne le chauffage, la ventilation ët les services d’eau et
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- d’incendie. Décrire tout ce que M. Stevart a vu à Chicago à cet égard, serait pour lui une répétition.
- Trois constructions principales méritent d’attirer l’attention. L’une est Y Auditorium. C’est un très grand hôtel et en même temps le nouvel Opéra. \
- * Ce bâtiment immense contient donc un théâtre prenant toute la largeur de l’hôtel qui lui est superposé en partie et occupe en profondeur le reste du bâtiment.
- Au milieu d’une des façades latérales, se trouve une tour très haute à laquelle on a donné une affectation pratique des plus intéressantes. Elle contient d’abord les réservoirs d’eau destinés à éteindre les incendies. Ensuite on a établi un observatoire au sommet. C’est de là que partent les signaux transmettant à New-York et à l’Europe ensuite l’annonce des tempêtes venant de l’Ouest.
- Le théâtre est bâti sur un plan très démocratique. Très peu de loges tarifées très cher ; il n’y en a qu’une quarantaine, contenant environ deux cents places dont chacune se paye 25 dollars, soit 125 f. Par contre, il y a au parterre, c’est-à-dire au rez-de-chaussée du théâtre et sur les gradins s’élevant à une très grande hauteur, 5 000 places, souvent presque toutes occupées et qui ne coûtent que 25 cents (1,25 f).
- Toute la machinerie du théâtre est manœuvrée hydrauliquement. Comme œuvre colossale, on y voit un praticable monté sur quatre pistons hydrauliques qui peuvent se mouvoir d’une façon indépendante. Cette trappe peut recevoir un navire, et les quatre pistons, manœuvrant séparément sous la commande d’un seul homme, donnent l’illusion de tous les mouvements de roulis et de tangage.
- Au lieu d’une toile de fond descendant duhaut, il y a une immense toile de 16 m de haut et de 100 m de long, que des machines peuvent enrouler et dérouler sur des axes verticaux, de sorte qu’on peut faire passer derrière la scène une série de décors représentant successivement le printemps, l’été, l’automne, l’hiver, les temps de pluie, les temps sereins. On a ainsi toute la série des décors de fond sur une seule toile qui les fait apparaître suivant l’effet à produire.
- Il y a dans ce bâtiment 5 000 lampes électriques qui servent pour le théâtre seul. L’hôtel qui contient 400 chambres est éclairé également par 5 000 lampes. On a vu que le théâtre contenait 5 000 places à 1,25 f. Dans les cas assez fréquents à Chicago, où l’on a des réunions, des meetings, de grandes assemblées, on réunit la scène à la salle, et alors il y a 11000 places. Le bâtiment a coûté 15 millions de francs, le terrain 3 millions. On y a employé 17 millions de briques et 6 000 t de fer. Il contient 6 hectares de parquet, 15 000 fenêtres et 2 000 portes.
- Les Allemands sont très nombreux à Chicago ; ils ont voulu se construire un club et ils ont fait une spéculation analogue à celle qui avait si bien réussi avec Y Auditorium. Ils ont bâti une maison allemande, avec tour au milieu, qui renferme, outre les salles de réunion du club, tout un étage de restaurants, un théâtre spécial, une salle de concerts et tous les appareils d’éclairage, de chauffage et de ventilation, absolument comme à Y Auditorium,
- L’une des plus remarquables de ces constructions américaines, dont
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- on a vu la silhouette originale dans les journaux illustrés, est la loge maçonnique de Chicago. Les vingt étages présentent cette division verticale moins favorable, au point de vue architectural, que celle dont M. Stevart a parlé ci-dessus; le bâtiment ne présente cependant,:pas un aspect désagréable. Quand l’auteur l’a examiné, il était arrivé au quatorzième étage; il doit en avoir vingt et être fini pour le mois de mai 1891. Dix étages seront occupés par des magasins et des bureaux, six par des bureaux d’affaires et les quatre derniers spécialement réservés à la Loge maçonnique. La pose de la première pierre a donné lieu à une cérémonie imposante imitée de l’antique. Une triple libation fut faite en grande pompé sur la pierre. Une coupe de vin, une coupe d’huile et une coupe de grains y symbolisèrent la réjouissance, la paix et la fécondité. La cérémonie a revêtu ainsi un caractère idéal que l’on n’a pas l’habitude de regarder comme compatible avec l’esprit pratique des Américains.
- Ces constructions ont nécessité à Chicago, à cause de la nature du sol, des dispositions tout à fait spéciales. A New-York et à Philadelphie, le sous-sol est le roc ; on n’était pas gêné pour établir les fondations de grands bâtiments. Mais à Chicago, le sol est constitué jusqu’à 60 ou 80 m de profondeur par de l’argile entrecoupée de bancs de gravier renfermant beaucoup d’eau ou de sables boulants.
- On eut d’abord recours au procédé habituel des pilotis ; mais des constructions régulièrement fondées de cette manière ont montré des mouvements et subi des dérangements. importants, même après un certain nombre d’années. Force donc a été de s’astreindre à donner aux murs et aux piliers d’assise une très grande base d’appui sur cette argile qui ne peut porter avec sécurité plus de.l 1/2 à 2 kg par centimètre carré.
- Mais ces piliers de fondation à large base sur lesquelles viennent s’asseoir les colonnes qui doivent porter dix, quinze ou vingt étages, ont un volume énorme et leurs assises successives, en retrait les unes sur les. autres, vont encombrer l’espace réservé aux sous-sols, si nécessaires dans ces constructions pour y loger les machines et les chaudières. *
- On a alors imaginé de faire ces bases de fondations en métal; d’abord en vieux rails expédiés d’Europe, puis en rails neufs et même en hautes poutrelles destinées à donner à la large base un moment d’inflexibilité très grand.
- Sur une première assise de béton, on couche une série de rails jointifs noyés dans le ciment et recouverts d’une seconde et d’une troisième rangée de rails croisés et dont les dimensions vont en diminuant jusqu’à la base de la colonne métallique. Souvent la dernière assise est formée de lourdes et hautes poutrelles d’acier pesant jusqu’à ISO kg par mètre.
- Il y a à cette disposition de nombreux avantages, en outre de celui si essentiel de réduire l’espàce occupé dans les sous-sols. D’abord il y a économie sur le coût de la construction, puis le temps requis pour bâtir est diminué, enfin la réduction du poids dont l’argile est chargée est telle que, dans certaines constructions, elle a permis d’édifier un étage de plus sur la même base.
- Rien n’est plus étrange que de voir s’élever ces immenses constructions dont toute la carcasse métallique, colonnes, poitrails et planchers, s’élève progressivement jusqu’au huitième et douzième étage avant
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- qu’une seule pierre des façades soit arrivée sur place. Les murs ne sont qu’une simple enveloppe à laquelle on ne fait rien porter ; toute la charge est prise par les colonnes métalliques partout noyées, ainsi que les poutrelles des planchers, dans une maçonnerie de briques creuses, avec interposition d’une couche d’air destinée à les préserver de l’action du feu, en cas d’incendie du mobilier d’une chambre (1), ou des marchandises d’un magasin.
- On est frappé du contraste ainsi accusé entre les idées des architectes-ingénieurs d’Amérique avec celles des architectes-artistes d’Europe qui avaient entrevu l’ère nouvelle de l’architecture du fer dans les splendides palais de l’Exposition de 1889, à Paris.
- Pour ceux-ci, il fallait montrer hardiment qu’on employait le fer et tirer parti, pour "l’ornementation, des longerons, des fermes et des croisillons, en accusant avec sincérité les destinations diverses des pièces métalliques.
- Et voilà que les Américains, à la fois plus expérimentés et plus hardis, ont soin de préserver des flammes toute la gigantesque ossature de leurs édifices où nulle part le métal n’apparaît à la surface.
- Les colonnes sont formées soit par des profils étoilés, comme ceux dont il a déjà été question, soit par des fers demi-ronds ou polygonaux, soit par des profils en Z ou en U, diversement combinés avec des fers plats.
- Les fers à planchers sont des poutrelles ordinaires en acier d’au moins 0,30 m de hauteur, placées à une distance de plus de 2 m les unes des autres. Au lieu de construire des voussettes comme nous le faisons, les Américains établissent un véritable linteau à l’aide de briques creuses très volumineuses, présentant deux, trois ou quatre cavités tantôt parallèlement, tantôt perpendiculairement aux poutrelles. La-dessus on place une couche de ciment, puis des parquets de bois, des carreaux de marbre ou de céramique.
- L’auteur s’arrête ; il croit en avoir dit assez pour montrer de quel esprit les Américains sont animés dans leurs constructions. Leur devise est : Go ahead. Ils" vont toujours de l’avant et sont toujours prêts à faire les choses dont ils ont besoin. Ils ne vont pas pour cela aux extrêmes, comme nous y allons quelquefois ; nous cherchons la perfection, nous ne l’atteignons pas souvent, mais cette recherche nous la poussons si loin que cela nous empêche parfois d’avancer ou de faire quelque chose. Ils n’ont pas cet esprit. Quand ils établissent une ville, ils commencent par faire un campement de Bohémiens et montent des baraques en bois. S’ils ont besoin d’une église, ils la font d’abord en bois. S’ils ont besoin d’une école, en attendant mieux, ils la font d’abord en bois. Mais ils ont tout de suite leur église et leur école. Lorsqu’on leur dit : Yous avez de si beaux matériaux, pourquoi ne les employez-vous pas ? Ils répondent : Tout cela n’est que provisoire. ' „ •
- Dans la banlieue des grandes villes, aux extrémités des rues et des avenues de plusieurs lieues, M. Stevart a vu des trottoirs de bois, ils
- (1) Il paraît qu’il n’y a plus que les vieilles constructions qui brûlent en Amérique.
- Le propriétaire du Grand-Hôtel Palmer-House, à Chicago, a, dit-on, mis le feu au mobilier d’une de ses chambres pour prouver que son hôtel était réellement fire proof.
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- étaient provisoires. Un peu pins loin, en se rapprochant de la ville, on trouvait des trottoirs en ciment, ce n’était encore que provisoire. Plus loin les trottoirs étaient en granit; mais, en attendant cette construction définitive, les piétons trouvent des trottoirs partout.
- L’Américain sait aller droit au but et faire tout ce qu’il faut pour être tout de suite en possession des choses dont il a besoin, dans toutes les circonstances où il,se trouve, et c’est l’un des caractères par lesquels la civilisation de son pays se distingue le plus de celle du vieux monde.
- Ii€> plus gratid navire à voiles. — Le plus grand navire à voiles qui existe pïsqiilci^UTeT^w^ic^îîers qui a été mis à l’eau le 26 février dernier aux chantiers de Russell et Cie à Port-G-lascow (Écosse), pour le compte delà grande maison d’armement de Rickmers, à Brême.
- Voici les renseignements que nous trouvons sur ce navire dans le Railroad and Engineering Journal.
- La coque est en acier et mesure 114,40 m de longueur totale, 14,64 m de large et 8,66 m de creux. Le tonnage brut est de 3 813 t et la capacité de chargement est d’environ 6 000 t. Il y a un double fond pouvant servir de waterballast et recevoir 1300 t d’eau. L’armement comprend tous les perfectionnements les plus récents en treuils, cabestans, ventilateurs, etc.
- Le navire porte cinq mâts avec un gréement de barque et une énorme surface de voilure. En temps ordinaire, il ne doit marcher qu’à la voile; mais pour le calme ou pour le cas de nécessité, il est pourvu d’une machine auxiliaire. C’est un moteur à triple expansion avec cylindres de 0,40 m, 0,65 m et 1,05 m de diamètres respectifs et 0,675 m de course.
- L’hélice est en bronze à ailes mobiles du système Bevis, de manière à ne pas donner de résistance lorsqu’on marche à la voile. On évite ainsi un inconvénient généralement reproché aux navires à moteur auxiliaire. Aux essais, le navire étant sur lest, la machine a développé 650 ch indiqués, avec de la vapeur à 11 1/2 kg de pression, et donné au navire une vitesse de 7 1/2 nœuds.
- Jusqu’à l’achèvement du Maria-Rickmers, le plus grand voilier du monde était la France, navire en acier à cinq mâts construit l’année dernière par Henderson et fils de Glascow, pour une maison de Bordeaux. Ce navire a 110,10 ni de longueur, 14,84 m de large et jauge 3 7841 ; après vient le quatre-mâts en fer Liverpool, attaché au port de Liverpool, qui a 101,56 m de longueur 14,55 m de largeur et jauge 3 400 t.
- Le plus grand navire en bois qui existe est le Shenandoah construit à Bath (États-Unis), lequel mesure 91,50 m de longueur, 14,97 m de largeur et jauge 3 258 t. Il a porté il y a quelque temps la plus forte cargaison connue de blé, 5 600 t, au départ de San-Francisco.
- Le Maria-Rickmers va prochainement effectuer son premier voyage pour aller chercher aux Indes un chargement de riz.
- Shuu*©BtawlFe de la vapeur. —Au sujet de la note que nous avons donnéT3nn?Ia"Hm6nrqïïîeWmLai, page 672, sur l’emploi de la vapeur surchauffée dans la marine, notre distingué collègue, M. Raffard, a bien voulu nous communiquer quelques renseignements sur les origines de l’emploi de la surchauffe. M. Raffard, employé autrefois chez M, Kientzy,
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- constructeur à Paris, avait entendu dire par celui-ci que la surchauffe avait été employée en Alsace, il y avait déjà longtemps, et qu’on avait été obligé d’y renoncer à cause des fuites et des excès de température impossibles à éviter.
- Se rappelant ce dire et ayant eu son attention appelée récemment sur la question de la surchauffe, M. Raffard a trouvé dans ses recherches au Conservatoire des Arts et Métiers un brevet pris le* 20 novembre 1827 par Becker, mécanicien à Strasbourg, pour une machine à haute pression dans laquelle la vapeur, Avant de produire son effet, est exposée A une température très élevée. Dans ce brevet, qui est probablement le prëmier brevet français relatif à cette question, est mentionnée la température, de 210 degrés centigrades et la production instantanée de la vapeur à très haute température par l’injection, dans les tubes de faible diamètre qui constituent la chaudière, de petites quantités d’eau en rapport avec la charge de la machine.
- Cette idée se retrouve dans d’autres brevets anciens, notamment dans celui que prit Quillacq, le 3 juillet 1849, pour « uh emploi de la vapeur non saturée surchauffée ». «
- If est dit notamment dans le brevet Quillacq que : « La vapeur non saturée surchauffée produit une économie de combustible indépendante de la nature des machines ; ce système de vaporisation est applicable à toutes les machines et donne toujours del’économie, soit à haute ou basse pression, avec ou sans détente, avec ou sans condenseur. C’est la production de cette vapeur, quel que soit le liquide qui la fournit, qui constitue notre brevet. »
- Et plus loin : a II faut que la chaudière ait un volant de chaleur, ce qui s’obtient en augmentant sa masse, surtout dans les parties en contact avec là flamme, soit même par l’interposition d’un métal fusible, plomb, zinc, mercure. C’est la fonte qui répond le mieux aux conditions d’économie et de vaporisation régulière . »
- Le 9 août 1849, certificat d’addition au brevet Quillacq, pour l’emploi d’un réchauffeur séparé du générateur par des soupapes, au moyen desquelles l’équilibre de tension s'établit entre la vapeur saturée du générateur et la vapeur non saturée du réchauffeur. Le dessin annexé au brevet montre une chaudière à foyer intérieur, dite de Cornouailles. La grille est placée dans le tube intérieur, l’air chaud passe ensuite dans le tube intérieur d’un réchauffeur de forme annulaire, l’entoure extérieurement, puis revient vers la chaudière qu’il chauffe en dessous avant de se rendre enfin à la cheminée. Des registres permettent de régler la température du réchauffeur en le séparant du parcours de l’air du foyer.
- Dans l’application du réchauffeur, est-il dit dans la description, il pourra même convenir dans certaines circonstances de le chauffer directement, mais il faudra alors recourir aux précautions indiquées, dans notre brevet principal, pour la production directe de la vapeur non saturée et surchauffée.
- Le 29 juin 1850, M. Moncheuil prend un certificat d’addition au brevet Quillacq, pour un réchauffeur composé d’un faisceau de petits tubes placés à l’intérieur d’un gros tube dans lequel passent la flamme ou les gaz du foyer. *
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- Le dessin annexé à ce brevet représente une locomotive surmontée d’un gros tube horizontal contenant le faisceau de tubes qui constituent le réchauffeur de vapeur ; des registres permettent de régler la température du réchauffeur en établissant ou en supprimant l’arrivée de l’air du foyer et la communication avec la cheminée.
- Enfin le 30 janvier 1851, M. N. J. Raffard prenait un brevet pour un réservoir de vapeur sèche ou légèrement surchauffée. Dans cet appareil, la vapeur saturée de la chaudière, après avoir été détendue au degré voulu parla soupape d’un détendeur, se sèche et se surchauffe en cheminant dans un tube traversant la chaudière, puis se rend à la machine par un tuyau à enveloppe dans lequel circulé la vapeur saturée de la chaudière. Ce mode de surchauffement a été fréquemment proposé depuis et a reçu récemment des applications.
- Nous disions dans la Chronique de Mai, page 673, que la plupart des ouvrages antérieurs à 1850 sont absolument muets sur la question de la surchauffe de le vapeur saturée. Nous croyons de toute justice de mentionner des idées fort remarquables pour l’époque, émises dans un ouvrage de notre regretté collègue C. E. Jullien, intitulé .' Manuel complet du constructeur de machines locomotives, Paris, Roret, 1842.
- Cet ouvrage qui a pour sous-titre : Essai sur un point de départ à adopter dans les perfectionnements dont ces moteurs sont susceptibles, décrit notamment trois améliorations que propose l’auteur: 1° la détente variable à la main et à chaque instant ; 2° lé chauffage de la vapeur sur la caisse du foyer et 3° le tirage à volonté par inspiration ou par insufflation.
- La seconde de ces dispositions constitue un véritable surchauffeur bien que le nom ne soit pas prononcé. L’auteur formait le ciel de son foyer d’une plaque en fonte épaisse et forçait par un cloisonnement la vapeur à passer sur cette plaque avant d’arriver au régulateur. Il se. proposait seulement, semble-t-il, de vaporiser l’eau entraînée par la vapeur dont, suivant les idées alors en cours, il estimait la proportion à 30 0/0. La quantité réelle étant notablement moindre, on aurait obtenu une surchauffe notable. Ce n’est pas que la disposition proposée par Jullien paraisse bien pratique et bien sûre, surtout avec des pressions plus élevées que les 4 kg en usage à l’époque, mais les considérations développées à l’appui méritent d’être signalées. Cet ouvrage, très oublié aujourd’hui, peut être relu utilement.
- lies eliemins ale fer dans l’Inde. — Le développement des chemins lielFër dans les"Indes" anglaises est un fait remarquable. En mars 1891, on comptait 27 192 km en exploitation et 2 711 km en construction. En mars 1892 les longueurs étaient 27 973 km en exploitation et 3477 km en construction. Il a donc été, en un an, ouvert à l’exploitation 781 km et commencé 1547 km. «
- Le premier coup de pioche pour la construction d’un chemin de fer a été donné dans l’Inde en octobre 1850 et la première ouverture d’une ligne au trafic a eu lieu en août 1853. On aurait donc construit une moyeone depuis 42 ans de 670 km par an, mais la construction a été beaucoup plus rapide depuis une époque rapprochée que dans les prd*-mières années.
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- COMPTES RENDUS
- ANNALES DES PONTS ET CHAUSSÉES Avril 1892.
- Note sur les Travaux dUabaisseiimeimt du clieBuiu de fer de
- Ceinture de Paris dans les XVIIe et XVIIIe arrondissements pour la Suppression des passages à niveau, par M. Weill, Ingénieur des ponts et chaussées.
- Les passages à niveau de cette partie étaient au nombre de quatre, répartis sur une longueur de 2 700 m ; ils se trouvaient sur les voies publiques suivantes : rue des Épinettes, avenue de Saint-Ouen, rue du Poteau et rue des Poissonniers.
- La suppression des trois premiers passages à niveau a été obtenue par l’abaissement du chemin de fer au-dessous des rues voisines à des profondeurs variables qui, sur certains points, ont dépassé six mètres.
- La suppression du quatrième passage, celui de la rue des Poissonniers, s’est faite, au contraire, par le simple exhaussement de la rue au-dessus du chemin de fer qui n’a subi en ce point aucune modification.
- Les travaux ont compris en outre l’établissement de deux nouveaux passages supérieurs et la reconstruction de deux passages inférieurs qui étaient, par leurs dimensions insuffisantes, une gêne pour la circulation publique.
- Le problème à résoudre comportait les obligations suivantes :
- Opérer l’abaissement de la plate-forme du chemin de fer sans apporter de gêne à la circulation des rues latérales et aux habitations voisines, sans entraver les communications dans les quartiers traversés ; assurer en même temps le service des voyageurs dont trois stations étaient atteintes par l’abaissement des voies et maintenir les communications de la gare des Batignolles avec la Ceinture ; exécuter enfin l’ensemble de ces travaux dans le court délai de quatorze mois qui devait s’écouler entre leur commencement et l’ouverture de l’Exposition de 1889.
- Ce qui a rendu possible l’exécution de ce programme est que la proximité des fortifications a permis d’établir une déviation provisoire du chemin de fer le long de ces fortifications entre les stations de Courcelles et de La Chapelie sur un parcours de 3500 m environ. On s’est servi de cette double voie sur laquelle on àvait établi trois stations correspondant à celles de la ligne principale, pendant qu’on exécutait les travaux d’abaissement de celle-ci.
- La note décrit en grands détails les diverses parties des travaux, tracé et terrassements, ouvrages d’art, stations, l’exécution des travaux et celle de la déviation provisoire.
- ^La dépense' totale avait été estimée à 9 200 000 /; il nAst pas encore
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- possible d’indiquer le chiffre de la dépense réelle, mais tout porte à croire que les évaluations ne seront pas dépassées. Sur ce chiffre la construction et la démolition de la déviation provisoire s’élèvent à 1500000 f, soit 0,163 de la dépense totale.
- L’opération a été exécutée à frais communs par l’État, la Ville de Paris et le Syndicat de Ceinture, et les dépenses partagées par tiers entre eux.
- Notice sur la Construction «In viaduc du Gour-IVoir sur le
- chemin de fer de Limoges à Brives par Uzerche, par M. Draux, Ingénieur des ponts et chaussées.
- Cet ouvrage qui est en alignement droit et en pente de de 0,009 m par mètre est à deux voies ; il est construit en maçonnerie et comporte une grande arche en arc de cercle dont l’ouverture sur le sol des fondations est de 64,94 m ; aux naissances, c’est-à-dire au-dessus de la dernière retraite des fondations, l’ouverture est exactement de 60 m.
- La largeur nette entre parapets est de 8 m, la longueur totale de 109 m, le rayon d’intrados est de 36 m et la flèche de 16,10 m. Enfin l’épaisseur à la clef est de 1,70 m, aux naissances de 4,20 m.
- L’ouvrage étant fondé sur un granit amphibolique très dur, les fondations n’ont pas présenté de difficultés sérieuses, mais l’établissement des cintres, à cause de la grande portée de l’arche, a exigé des dispositions particulières. Ces cintres n’ont pas coûté moins de 60 000 f pour une dépense totale de 335 000 f. Le prix de revient se trouve ainsi de 3 072 f par mètre courant et 155 /'par mètre superficiel en élévation.
- Note sur une Élévateur vertical pour navires établi à San Francisco, par M. H. van Blarenberghe, Ingénieur des ponts et chaussées. *
- Cet appareil, dont l’objet est de mettre à sec les-navires pour les opérations de radoub, se compose d’une ossature métallique formant une plate-forme de 128 m de longueur et 20 m de largeur, pesant 1 200 t, portée sur 36 pistons hydrauliques ayant une course verticale de 4,57 m qui par un mouflage de câbles d’acier donnent à la plate-forme une course double, soit 9,14 m. Les cylindres de presses sont compris chacun entre deux colonnes formées de sept pieux en bois de 30 m de longueur dont l’ensemble est logé dans une enveloppe cylindrique en fonte remplie de brai, cette enveloppe pénétrant de 1 m dans le sol ; de cette façon le bois est protégé d’une manière efficace contre l’attaque des tarets. Les pistons hydrauliques ont 0,76 m de diamètre, la pression de l’eau est de 50 à 80 atmosphères, elle est déterminée par un accumulateur.
- Il était absolument nécessaire d’assurer la concordance parfaite de la marche des pistons pour que l’appareil ne fût pas soumis à des efforts inégaux qui eussent amené des déformations et même des ruptures. On y est arrivé par l’emploi d’un dispositif particulier dû à M. Dickey, directeur de la Société UnionIron Woi'ks, quia établi et exploite cet élévateur. Ce dispositif est fixé à chaque piston èt joue pour le cylindre correspondant le rôle d’un tiroir distributeur d’eau sous pression.
- Il se compose d’une boîte contenant deux soupapes, l’une pour l’arrivée de l’eau, l’autre pour sa sortie ; comme la boite se meut avec le pis-Bull. 12
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- ton de la presse, lés tuyaux sont disposés en trombone. Les soupapes sont actionnées par un fléau ; c’est le mouvement donné à ces fléaux qui détermine la pression à exercer sur chaque piston. L’extrémité de chaque fléau porte un écrou vissé sur une tige verticale filetée ; toutes ces tiges sont actionnées par un arbre horizontal au moyen de roues d’angle ; cet arbre reçoit son mouvement d’un moteur. Il en résulte que toutes les vis tournant en même temps, tous les écrous s’élèveront de la même quantité. Si donc certains pistons sont en avance ou en retard sur le niveau normal, l’eau leur sera fournie par l’ouverture d’une soupape ou retirée par une autre de manière aies ramènera la position normale. Cet appareil est si sensible qu’on peut facilement maintenir les têtes des trente-six pistons entre deux plans horizontaux distants de 0,006 m.
- Ce dispositif est susceptible de nombreuses applications et peut rendre de grands services pour les ascenseurs importants où on craint de multiplier les presses pour ne pas avoir des déplacements inégaux.
- L’élévateur en question a coûté 2 millions de ffanes, prix bien inférieur à ce qu’on aurait dépensé pour un ouvrage analogue, tel que forme de radoub ou dock flottant.
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- Bulletin des accidents arrivés par remploi des appareils à vapeur pendant l’année 1890.
- Ce bulletin a déjà paru dans les Annales des Mines et nous en avons rendu compte dans le Bulletin d’avril 1892, page 559.
- ANNALES DES MINES 4e livraison de 189%.
- Études sur les gîtes métallifères de Pontgibaud, par M. Lo-
- din, Ingénieur en chef des mines.
- Ce mémoire très développé contient une étude géologique de la région de Pontgibaud et une description des gîtes métallifères situés dans les limites actuelles des concessions de Pontgibaud, ou dans leur voisinage immédiat. Il se termine par des conclusions tirées de cette étude en ce qui concerne le mode et l’époque de formation des gîtes.
- SOCIÉTÉ INDUSTRIELLE DE MULHOUSE Bulletin d’avril-mai 1892
- Enlevage rouge et blaue sur bleu indigo cuvé au moyen du brome ou de ses dérivés oxygénés, par M. C.-F Brandt.
- Pli cacheté n° 423 concernant un procédé d’enlevage sur
- bleu indigo cuvé déposé le 23 février 1885, par M.C.-F. Brandt.
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- Rapport de M. Walther-Meunier, Ingénieur en chef de l’Association alsacienne des propriétaires d’appareils à vapeur sur les travaux exécutés sous sa direction pendant l’année 1891.
- En dehors des travaux ordinaires nous relevons dans ce rapport des essais divers parmi lesquels ceux qui ont été faits sur le foyer Bœttger pour chauffage à la tannée,, aux déchets et sciures de bois, un sur une machine à triple expansion de la Société Alsacienne de construction mécanique, à Mulhouse, fonctionnant dans un établissement situé en dehors du rayon de l’Association et dont nous avons rendu compte dans la Chronique de mars 1892, page 383. On trouve ensuite l’essai d’une machine demi-fixe compound à condensation, de Lantz et Cie de Mannheim . Cette machine a donné 35,8 ch indiqués à 121 tours avec de la vapeur à 5,6% de pression, en consommant 7,14% de vapeur et 1,16% de combustible par cheval indiqué et par heure. M. Walther-Meunier conclut à ce sujet que les facteurs les plus importants pour la marche-économique d’un moteur de cette grandeur sont une étude bien comprise des proportions et dimensions des organes, une exécution irréprochable et une production de vapeur modérée, sans qu’il soit besoin de recourir à des mécanismes compliqués qui n’ont leur raison d’être que pour des machines de grandes dimensions.
- Le rapport donne ensuite quelques résultats d’essais faits sur des surchauffeurs. Un essai fait sur un surchauffeur Schwoerer installé sur des chaudières ordinaires à trois bouilleurs pourvues d’un réchauffeur Green et alimentant une machine Woolf à balancier a donné une économie de vapeur de 13,3 0/0 et une économie en houille brute de 25 0/0. Un second essai fait avec une chaudière ordinaire à deux bouilleurs alimentant une machine Gorliss a donné une économie de vapeur de 11,1 0/0 et de houille brute de 23,5. La différence, constatée dans les deux cas, entre l’économie de combustible et celle de vapeur s’explique par le rendement notablement supérieur que donne l’application du surchauffeur. Nous trouvons enfin dans le rapport une note sur l’influence de la pression de marche et du degré de sécurité de la vapeur sur la consommation d’une machine.
- On a opéré sur une machine Gorliss, alimentée d’abord par des chaudières ordinaires marchant à 5,50 kg, puis par une chaudière semi-tibu-laire marchant à 8 kg, puis par la même chaudière marchant à 5,50 kg. Les premières avaient 165 m2 de surface de chauffe totale et 6,72 de grille, la seconde respectivement 143 et 3,25.
- La consommation de vapeur par cheval indiqué a été de8,46 — 7,35 et 7,90, et la consommation de houille brute de 1,24 — 1,00 et 1,03, la puissance étant très sensiblemént la même dans les trois cas. Les productions de vapeur par mètre carré de surface de chauffe étaient dans les trois essais, 15,35 — 10,34 et 11,25.
- L’auteur conclut qu’il y a avantage à marcher à la plus haute pression et avec de la vapeur aussi sèche que possible. Il termine par une série de considérations très intéressantes sur le coût de la production de la vapeur. Il ne suffît pas en effet de faire le prix de revient de la tonne de vapeur par de prix du combustible et le rendement des chaudières. Il y a. encore;
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- intérêt a réduire le nombre des chaudières pour avoir le moindre personnel nécessaire et des causes de refroidissement plus restreintes, tout en ne dépassant pas, par heure et par mètre carré de grille, les quantités ' reconnues comme avantageuses. Le prix du terrain est également à. prendre en considération. Ce n’est qu’en tenant compte de tous ces éléments qu’on pourra apprécier la solution qui donnera le prix le moins élevé pour l’unité de poids dé vapeur.
- Nous trouvons enfin le compte rendu de deux accidents. L’un est l’explosion d’un surchauffeur Uhler, chauffé dans un des carneaux du générateur, consistant dans la rupture du fond d’un caisson en fonte recevant les tubes du surchauffeur. Cette rupture est due à la dilatation par réchauffement à la mise au feu d’eau qui avait rempli accidentellement le surchauffeur. Un accident de ce genre seraitprevenu.par l'installation d’une soupape de sûreté sur l’appareil.
- Lé second accident est une explosion de gaz dans le fourneau d’un réchauffeur Green, amenée par l’inflammation fortuite d’un mélange détonant formé d’air et de gaz incomplètement brûlés, inflammation due probablement à une flammèche égarée au moment du piquage des feux, ou. du décrassage. Les dégâts ont été assez considérables.
- Rapport de M. C. Pierron, inspecteur de l’Association pour prévenir les accidents de fabrique, sur les travaux exécutés sous sa direction du 1er janvier 1890 au 31 décembre 1891.
- . Le nombre total d’accidents déclarés à l’Association a été de 1 191 dont 514 accidents de machines. Sur ces derniers, ceux qui nous intéressent le plus, 47,8 0/0 auraient pu .être prévenus, savoir :
- . 1° 14,99 0/0 si les appareils préventifs avaient été appliqués ou mis à la disposition des ouvriers ;
- 2° 2,14 0/0 si les appareils préventifs avaient été suffisants ou bien établis;
- 3° 3,30 0/0 si les appareils préventifs avaient été employés ou non enlevés par les ouvriers ;
- 4° 1,55 0/0 si des installations n’avaient pas été défectueuses ;
- . 5° 0,58 0/0 si des machines n’avaient pas été pourvues de débrayeurs défectueux ;
- 6° 25,29 0/0 si les ouvriers avaient observé les règlements ou avaient reçu des instructions suffisantes.
- Le rapport décrit quelques nouveaux appareils, tels que enclenchements de sûreté pour peigneuses à laine, couvre-engrenages à enclenchement pour bancs d’étirage, porte-courroies et monte-courroies, nettoyeur automatiquë pour peignes d’étirage et de bobiniers et chariot de métier renvideur avec arrêts-butoirs et rails noyés.
- Note sur le Dosage de l’acide nitreux dans le nitrite de sodium, par M. G. Lunge. 11
- , ' ; ; i ' . • .
- . Note sur l'Organisation du compte d’assistance et de prévoyance chez MM. J. Zuber et Gie, fabricants de papiers peints, à Rixheim, par M. W. Grosseteste.
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- Rapport sur un moyen proposé par M. Piequet pour obvier à l’affaiblissement du tissu dans la Fabrication enlevage blanc sur bleu cuvé, par M. A. Scheurer.
- Affaiblissement du tissu dans la fabrication enlevage blanc sur bleu indigo cuvé, réponse à un travail de M. Niederhausern, par M. A. Scheurer. ,
- Étudé sur lé Vaporisage des tissus imprimés, par M. E.
- Jaquet.
- Note sur les Huiles pour rouge, de MM. Schmitz et Toenges, par M. P. Wérner.
- SOCIÉTÉ DES INGÉNIEURS ALLEMANDS
- N° 26. — 23 juin 1892.
- Station d’expériences de la Société pour la distribution de force par l’air comprimé, A. Riedinger et Cie, à Augsbourg, par M. H. Lorenz.
- Machines frigorifiques à absorption, par A. Belani (fin).
- Essais d’acier basique.
- Nouveautés dans les machines-outils pour le travail des métaux, par li. Fischer (fin).
- Groupe du Rhin inférieur. — Freins à air comprimé dank l’exploitation des chemins de fer.
- Groupe de la Haute-Silésie. — Emploi du métal fondu.
- Variétés. — Exposition universelle à Berlin.
- N° 27. — 2 juillet 1892.
- Ordre.du jour de la XXXIIIe. assemblée générale de l’Association.
- Station d’expériences de la Société pour la distribution de force par l’air comprimé, A. Riedinger et Cie, à Augsbourg, par H. Lorenz (fin).
- Nouveautés dans les questions de chauffage et de ventilation, par Ii. Fischer.
- Essais d’acier basique (fin).
- Essais de résistance sur les matériaux qui ont été employés dans la construction du pont de Fordon, par A. Mehrtens.
- Groupe de Berlin. —Exposition de Chicago. — Les différents systèmes horaires. — Filtre à Kieselguhr. *
- Groupe du Rhin inférieur. — Unification de l’heure. : . -
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- N° 28. — 9 juillet 4892.
- Expériences an frein sur une turbine- à réaction radiale (turbine Francis) et une turbine spirale, par A. Pfarr.
- Appareils d’évaporation, par L. Kaufmann.
- Nouvelles machines à travailler le bois, par H. Fischer.
- Équilibration des masses en mouvement alternatif dans les machines marines.
- Groupe du Rhin inférieur. — Dispositif de sûreté en cas de rupture des maîtresses tiges de pompes. — Explosion d’une chaudière à petits éléments.
- Correspondance. — Perte de pression dans les longues conduites d’air comprimé.
- Pour la Chronique et les Comptes Rendus : A. Mallet.
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- i e' . ;
- V IMPRIMERIE CHAIX, RUE BERGERE, 20, PARIS. —- 10534-8-92. — (ïnere Lorillctu).
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- MÉMOIRES
- ET
- COMPTE RENDU DES TRAVAUX
- DE LA
- SOCIÉTÉ DES INGÉNIEURS CIVILS
- AOUT 1892
- N° 8
- Sommaire de la séance dn 5 août 1892.
- 1° Décès de M. Schaeck. (Séance du 5 août), page 188 ;
- 2° Décorations : Officiers d’Académie : MM. Brancher et Derennes. (Séance du S août), page 188 ;
- 3° Eruptions volcaniques et leurs causes (Dépôt d’une note de M. Benoît-Duportail sur les). (Séance du 5 août), page 188 ;
- 4° Exposition de Chicago, Lettre de M. Gollingwood, secrétaire de l’Ame-rican Society of Civil Engineers (Séance du 5 août), page 207 ;
- 5° Machines frigorifiques à air et leur application à la congélation des viandes. (Séance du 5 août), page 188 ;
- 6° Métropolitain (Suite et fin de la discussion sur les divers projets du), par MM. Gfuerbigny, Robineau, Villain, P. Jousselin et Regnard. (Séance du 5 août), page 194 ;
- 7° Ouvrages reçus. (Séance du 5 août), page 186.
- Bull.
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- Du 22 juillet au 5 août 1892, la Société a reçu :
- 32916 — De M. Ed. Melon (M. de la S.). 19e Congrès de la Société tech-
- nique de l’Industrie du gaz en France. Discours d’ouverture (in-8° de 24 p.). Paris, P. Mouillot, 1892.
- 32917 — De l’Institution of Civil Engineers. Minutes of Proceedings, vol.
- C VIII. London, 1892.
- 32918 — De M. N. Belelubsky (M. de la S.). Annales de VAssemblée des
- Ingénieurs des voies de communication de Mai 1892, contenant le jubilé de M. N. Belelubsky, 1867-1892 (in-4° de 20 p. et 2 pl.). Saint-Pétersbourg (en russe).
- 32919 — De MM. G-authier-Villars et fils, éditeurs. La Bière, par Londet
- (petit in-8° de 206 p.).
- 32920 — Des mêmes. Notions de chimie agricole, par Schlœsing (petit
- in-8° de 207 p.).
- 32921 — Des mêmes. Les divers types de moteurs à vapeur, par Ed. Sau-
- vage (petit in-8° de 192 p.).
- 32922 — De l’Accademia dei Lincei di Borna. Bendi-conto dell’ adunanza
- solenne del 3 Giugno 1892, onorata délia presenza di S. M. il Bé (petit in-4° de 49 p.). Rome, 1892.
- 32923 — De M. Du Bousquet (M. de la S.). La nouvelle locomotive com-
- pound à quatre cylindres à grande vitesse du chemin de fer du Nord (in-4° de 26 p. et 5 pl.). Paris, Veuve Ch. Dunod, 1892.
- 32924 — Du Directeur du Conservatoire des Arts et Métiers. Annales
- du Conservatoire des Arts et Métiers, 2e série, tomes I, IL et III, années 1889, 1890 et 1891. Paris, Gauthier-Villars.
- 32925 à 32932 —DeM. V.-E. de Timonoff (M. de la S.) £ brochures en russe.
- 32933 — De M. J.-M. Telders. Endiguement et dessèchement du Zuiderzée
- (in-8° de 93 p. et 1 carte). Leiden, 1892.
- 32934 — De M. G.-J. de Jongh. Le port de Rotterdam (petit in-4° de
- 18 p. avec 1 pl.). Rotterdam, 1892.
- 32935 à 32954 — De M. Wolbruck, de Saint-Pétersbourg. 20 brochures en
- russe.
- 32955 — De M. Émile Trélat (M. de la S.). Banquet offert le 20 novembre
- 1891, à M. Emile Trélat,par la Société amicale des anciens élèves de l’Ecole spèciale d’architecture (in-8° de 27 p.). Paris, Dela-lain frères, 1892.
- 32956 — De la Bourse de Commerce de Paris. La Bourse de-Commerce de
- Paris (grand in-8°.de 38 p.). Paris, L. Landoyé, 1892.
- 32957 — De M. H. Chapman (M. de la S.). Photographie d’une canonnière
- à faible tirant d’eau construite pour le Gouvernement français, par MM. Yarrow,.à Poplar (format 1-/4 grand aigle)<
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- 32958 — De M. Duvillard (M. de la S.). Assainissement de Paris. Le
- tout à l'égout rendu pratique. Gratuité des eaux nécessaires à la vie (in-8° de 26 p.). Chalon-sur-Saône, Le Marceau, 1892.
- 32959 — De M. G. Guerbigny (M. delà S.)- Lignes métropolitaines dans
- Paris, 1873-489%. Modifications apportées en 189% (une carte format in-4, italien). Paris, L. Courtier, 1892.
- Les membres nouvellement admis pendant le mois d’août, sont : Comme membres sociétaires MM. :
- F^-G. Baignères, présenté par MM. Buquet, G. Dumont, Jousselin.
- A. Charneau, V. Dubreuil, A. Savey, E.-Y. Wisse,
- Bail, S. Périssé, Mesureur.
- Escande, E. Laurent, Moisant. Hallopeau, E. Laurent, Moisant.
- H. Rouart, A. Rouart, Ch. Herscher.
- ?
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- RÉSUMÉ
- DES
- PROCÈS-VERBAUX DES SÉANCES
- DU MOIS D’AOUT 1892
- Séance fin 5 Août 1892.
- Présidence de M. P. Jousselin, Vice-Président
- La séance est ouverte à 8 heures et demie.
- Le procès-verbal de la précédente séance est adopté sans observations.
- M. le Président a le regret d’annoncer le décès de M. Schaeck, membre de la Société depuis 1867. Ancien élève de l’École Centrale (1859), M. Schaeck a été Ingénieur chez MM. Varrall, Elwell et Poulot, constructeurs de machines, puis sous-chef du bureau des Etudes à la Compagnie Parisienne du Gaz et Ingénieur de cette Compagnie.
- M. le Président a le plaisir d’annoncer que MM. Brancher et De-rennes ont été nommés officiers d’Académie.
- M. le Président signale une observation adressée par M. Ch. Tellier au sujet du résumé, présenté à la séance du 22 juillet, de son Mémoire manuscrit de 1859.
- M. Tellier fait remarquer qu’à cette époque il indiquait non seulement la nécessité de dessécher les vidanges par le feu pour ne pas empoisonner la Seine, et pour recueillir les matières azotées ; mais, comme conséquence et utilisation de la force ainsi produite, il proposait d(m-ployer^Vair comprimé dans Paris, jpour yjListribucr à. motrice; ce qui fut alors repoussé, mais depuis concédé, vers 1885, à M. Pdpp. M. Tellier tient à faire ressortir la priorité toute française de cette application. „
- M. le Président dépose une note de M.. Benoit-Duportail sur les éruptions, .volcaniques et leurs causes.1 • .
- ^ Ces deux notes seronfÏÏ^posëëTâux archives. 1
- M. L. Appert, qui devait présenter! une analyse des rapports delà Commission supérieure du travail, étant malade, se fait excuser.
- M. de Marchena dépose et résume une étude qu’il a poursuivie depuis
- quelques années sur les machines frigorifiques à air et leur application
- , , ^ , . 7 . --------------------------------------- ----:----------
- a la conqelation des viandes.
- M. de Marchena fait observer que, parmi les récentes mais déjà nom-
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- breuses applications de l’industrie du froid, une des plus intéressantes est assurément la conservation des produits alimentaires et en particulier des viandes de boucherie ; il rappelle qu’elle a pris, dans certains pays, particulièrement en Angleterre, une extension énorme.
- Chaque année, des milliers de tonnes de viandes de bœuf et de mouton sont congelées dans de grands abattoirs munis de machines frigorifiques et établis dans les pays producteurs, notamment en Australie, dans la Nouvelle-Zélande et à la Plata.
- Ces viandes, congelées à très basse température, sont importées en Angleterre par des navires munis d’installations spéciales, et viennent s’accumuler dans d’immenses entrepôts à Londres et aux environs, où elles sont conservées concurremment avec des viandes fraîches provenant du bétail du pays ou importé sur pied d’Europe.
- Les viandes ayant ainsi subi une préparation frigorifique entrent maintenant dans une proportion très considérable dans l’alimentation de l’Angleterre.
- Les premières machines qui aient été employées à cet usage sont les machines à air, presque toutes dérivées de la machine de Giffard, parue en 1873, et dont MM. Bell et Coleman ont fait les premières applications industrielles en 1879.
- 1° Ces machines présentent en première ligne l’avantage de fournir directement l’air froid et sec nécessaire. (Il est actuellement reconnu par tous les praticiens que le meilleur moyen d’opérer la conservation et la congélation des viandes, tant au point de vue de la qualité des produits que de la durée de l’opération, consiste à opérer le refroidissement par là circulation d’un courant d’air froid produit mécaniquement.)
- 2° Ces machines sont simples tout au moins comme principe : elles ne nécessitent aucun appareil hors de ceux qui sont compris dans leur socle; elles sont, par suite, compactes, robustes et peu volumineuses, ce qui est un grand avantage dans les installations maritimes.
- 3° Elles présentent une sûreté de fonctionnement absolue, avec des pressions modérées, et ont une grande aptitude à développer des froids intenses dans tous les climats et sans que leur rendement économique en soit altéré. Elles permettent donc d’effectuer la congélation plus sûrement et plus vite que toute autre machine (1); il en résulte que les chambres de congélation devront être moins nombreuses ou moins volumineuses pour la même production journalière : d’où économie considé-
- (1) Voici les résultats comparatifs d’expériences de congélation faites dans des chambres refroidies par rayonnement de surfaces froides et par circulation d’air froid produit par une machine à air, fournissant de l’air à — 50°.
- TEMPÉRATURE DES CHAMBRES
- Chambre alimentée par machine à air
- — 7° à — 10° — 18° — 0°à—25°(*)
- Abaissement de la viande de 18° à 0° . . . . 22 heures 19 heures 15 heures
- Congélation — de 0° à 1° ... . 58 — 34 — ' 24 —
- Abaissement — de 0° à 7° à cœur. » — 29 — 9 —
- 82 heures 48 heures
- (*) La température initiale était de + 30° et non pas de + 18°. ,
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- râble dans les frais de première installation et réduction des pertes par rayonnement et par éclusage des chambres.
- Ces machines ont, par contre, un rendement incontestablement plus faible que celui des machines à gaz liquéfiable.
- M. de Marchena estime qu’il y a, toutefois, quelques réserves à faire à ce sujet au point de vue de l’application spéciale à la congélation des viandes. Pour faire en toute justesse la comparaison entre les deux genres de machines, il faut les mettre dans les mêmes conditions. Une bonne machine à ammoniaque donne couramment 2 000 frigories par cheval indiqué avec une température d’eau de condensation de -)- 12° à -f-15° et une température de — 8° à — 10° au réfrigérant. Que donnerait-elle avec les températures extérieures de 30, 33, 40° même que l’on rencontre dans les climats chauds et une température dans le réfrigérant de — 30° qui serait nécessaire pour produire la congélation à cœur dans un espace de temps convenable (à peu près 70 heures d’après certains constructeurs)? Il est probable que son rendement serait tellement réduit qu’il ne présenterait plus grand écart avec celui d’une machine à air judicieusement établi.
- En fait, les machines à gaz liquéfiable, plus avantageuses que les machines à air dans presque toutes les autres applications de l’industrie du froid, n’ont pas réussi jusqu’à ce jour à les supplanter pour la congélation des viandes, et M. de Marchena ne connaît pas d’application importante qui en ait été faite.
- Le rendement de ces machines dépendant beaucoup des conditions dans lesquelles elles sont établies, il est bon de chercher à se rendre compte de la théorie de leur fonctionnement, des conditions les plus avantageuses que l’on doit chercher à réaliser et des résultats qu’on peut espérer en tirer.
- Elles se composent, comme on le sait, essentiellement d’un compresseur d’air aspirant l’air à la pression atmosphérique et le refoulant à une pression plus ou moins grande dans un réservoir rafraîchi par une circulation d’eau.
- L’air comprimé, ainsi ramené à une température voisine de la température ambiante, passe dans un cylindre où il se détend jusqu’à la pression atmosphérique, en restituant une partie du travail nécessité par sa compression : cette détente est accompagnée d’un abaissement considérable de température, l’intensité du refroidissement dépendant évidemment de la valeur de cette détente et, par suite, de celle de la compression.
- Si l’on cherche à se rendre compte de la valeur la plus avantageuse de la détente au point de vue du rendement économique, on trouve la valeur suivante :
- G—c
- en négligeant toutes les causes de perte, telles que les résistances passives, les espaces nuisibles, la proportion de vapeur d’eau contenue dans l’air, etc., et en désignant par t la température absolue de l’air à l’en-
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- trée du compresseur (ou plutôt à la fin'de l'aspiration et au commencement de la compression), par t'la température absolue de l’air à l’entrée du détendeur, par 9 la température absolue de l’air au sortir des chambres réfrigérantes.
- La valeur du rendement en frigori.es par cheval indiqué est donnée par la relation
- c—c
- (z étant la température absolue de l’air au sortir du détendeur).
- Le nombre des frigories utilisées par kilogramme d’air sera :
- Q=C(6-*).. (3)
- Ces formules supposent qu’il n’y a aucune élévation de température de l’air froid entre le détenteur et les chambres. Si la conduite de refoulement était assez longue pour que réchauffement A0 de l’air froid fût sensible, les mêmes formules (1), (2), (3) subsisteraient à condition d’y remplacer 9 par 9 — A0.
- Les machines à air peuvent se ramener à trois types principaux, que M. de Marchena désigne par les lettres A, B, C:
- 1° Les machines A, à cycle ouvert, aspirant dans .l’atmosphère.
- 2° Les machines B, à cycle fermé, aspirant au compresseur l’air froid de retour des chambres.
- 3° Les machines C, à cycle fermé, utilisant l’air froid de retour des chambres à refroidir l’air comprimé entrant au détendeur.
- Les deux derniers types, et principalement le type C, sont évidemment supérieurs au premier, qui n’est plus guère employé : le simple examen de la formule (2) permet de s’en rendre compte aussitôt.
- Ces formules ne tiennent pas compte de plusieurs éléments qui ont une très grande importance dans le fonctionnement des machines à air.
- 1° Les résistances passives dont la valeur augmente considérablement avec les dimensions de la machine pour un effet frigorifique donné.
- 2° L’humidité de l’air aspirée au détendeur, qui absorbe par sa condensation une partie des frigories produites par la détente.
- 3° Les échanges de chaleur entre l’air et les corps avec lesquels il entre en contact.
- Toutes ces causes tendent à faire adopter une valeur de la compression plus grande et majorée dans un rapport qui dépend de la perfection de la machine.
- M. de Marchena a d’abord étudié l’infliience des résistances passives, et a trouvé que la formule la plus exacte pour en représenter la valeur par'kilogramme d’air respiré était la suivante :
- — e(©c + ©<*) + K,
- Sc et étant les travaux utiles dans le compresseur et le détenteur;
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- e un coefficient variable avec la perfection de la machine ;
- K une constante dépendant également des soins de la construction. On trouve alors que la détente la plus avantageuse est donnée par la relation
- ; + V 'L
- /m
- -n«.
- 1 — '1 +
- K
- EC(1 -f e)6
- (4)
- les différentes lettres ayant les mêmes significations que ci-dessus.
- Il a fait les calculs pour les différents types de machines et a trouvé
- p
- que la formule (4) conduisait à des valeurs de ~ comprises entre 2,S et
- * O
- 3,5, en donnant à s la valeur 0,05 et.à K la valeur 1 000 (correspondant à une contre-pression d’environ 0atm,125).
- Quant aux rendements, ils sont réduits dans une énorme proportion, les travaux de frottement ayant une valeur supérieure à celle du travail utile, même avec des valeurs aussi modérées de e et de K et qui s’appliquent évidemment à de bonnes machines. Ceci explique les résultats déplorables qu’ont donnés certains types destinés à la marine, fonctionnant à de grandes vitesses, avec des sections insuffisantes pour le passage de l’air, des compressions exagérées et une construction peu soignée.
- M. de Marchena a ensuite étudié l’influence de l’humidité contenue dans l’air admis au détendeur.
- Cette proportion (qu’il a désignée par la lettre p.) est très faible dans les machines à cycle fermé ; elle peut être assez considérable dans les machines aspirant dans l’atmosphère, principalement dans les climats chauds.
- Il a trouvé qu’en tenant compte de cette vapeur d’eau, il fallait substituer à la formule de Laplace
- la formule suivante :
- f
- z
- C—C
- C—c
- 1
- C—c
- KC+l*(l-c)
- 1+H
- il-U 1
- K
- c-mi-c)
- où L — chaleur latente de vaporisation à t'°, C — chaleur spécifique de l’air,
- f = 0,295.
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- II est facile de se rendre compte que, même pour des valeurs de g très
- C—c
- faibles, le coefficient de
- différera sensiblement de l’unité et
- que, par suite, la température finale de l’air sera notablement plus élevée que s’il était absolument sec.
- En fait, avec les machines à cycle fermé, et en tenant compte de l’accroissement du travail de détente dû à la condensation de la vapeur d’eau, le rendement est abaissé en moyenne de 10 0/0.
- L’abaissement est bien plus considérable avec les machines aspirant dans l’atmosphère, et c’est là leur principal inconvénient.
- En outre, la neige ainsi produite gêne le fonctionnement des mécanismes; elle est entraînée dans les conduites qui en sont bientôt tapissées: d’où nécessité de nettoyages fréquents qui sont une gêne pour l’exploitation. -
- L’air doit donc rentrer dans la machine aussi sec que possible, et on a, sous ce rapport, avantage à le faire revenir encore froid, les tensions de la vapeur d’eau diminuant très vite avec la température.
- L’accroissement à donner à la détente, par suite de la présence de la vapeur d’eau, est assez exactement représenté pour les machines à cycle fermé par la relation :
- C-c
- GO
- 2f tr t
- - e t’
- t' , 1 t'
- EG(1 + e)0 1 0 6 6' 1 4- e i
- 1
- K
- t'
- EC(1 -f e)6 ~ \ 0
- -“G-
- i +
- su
- (6)
- où p et c sont les chaleurs internes de vaporisation et de fusion de l’eau.
- Pour les machines à. cycle fermé, cette formule conduit à augmenter la détente d’environ 0atm,4 à 0atm,o.
- Les détentes les plus avantageuses seraient donc comprises entre 3 et 4. Ce sont, en effet, les valeurs adoptées dans les bonnes machines par la plupart des constructeurs.
- Pour terminer cette étude, M. de Marchena a cherché les moyens à employer pour augmenter le rendement des machines à air et en particulier pour diminuer le travail de compression.
- Un moyen souvent employé dans les compresseurs d’air consiste à produire une injection d’eau dans le cylindre pendant la compression.
- Ce moyen très efficace permet d’avoir une compression presque iso-thermique.
- 11 paraît, toutefois, qu’il ne seïait pas très avantageux, au point de vue du fonctionnement organique, par suite des impuretés qu’amène l’eau injectée et des grippements qui en résultent.
- Quoi qu’il en soit, ce moyen présente, dans le cas présent, le défaut capital d’introduire dans l’air de la vapeur d’eau dont l’influence est si fâcheuse dans le détendeur.
- Un autre moyen très simple et très, efficace consisterait à effectuer une compression étagée en deux reprises avec refroidissement de l’air dans l’intervalle. '
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- Les calculs qu’a faits M. de Marchena lui ont montré que l’économie qu’on réaliserait ainsi pourrait atteindre 18 à 20 0/0 et permettrait d’élever à plus de 700 frigories par cheval heure le rendement des machines frigorifiques à air.
- L’échauffement de l’air étant moins grand, on aurait moins à craindre les grippements produits par l’air chaud et très sec, et le graissage serait mieux fait.
- Quant aux compressions finales les plus avantageuses à employer, elles seraient à peu près les mêmes que dans le cas des machines à simple compression, et les deux compressions successives devraient être combinées de façon que les températures finales de l’air soient les mêmes au sortir de chacun des deux cylindres. C’est dans ces conditions que l’on réaliserait le maximum d’économie.
- En résumé, pour obtenir le meilleur résultat possible d’une machine à air, M. de Marchena estime qu’on doit suivre les règles suivantes :
- 1° Réduire toutes les pertes dues aux résistances passives à leur minimum, par une construction très soignée et un graissage parfait; les vitesses de piston doivent être modérées; les canaux où l’air circule doivent être suffisamment larges pour éviter toute perte de charge sensible ; de même, les organes de distribution doivent présenter de larges sections de passage. Le mieux est de commander mécaniquement les distributeurs du détendeur et les distributeurs d’aspiration du ou des compresseurs.
- Les espaces nuisibles doivent être aussi faibles que possible,
- 2° On doit combattre autant que possible l’échauffement de l’air en employant deux compressions étagées et en établissant libéralement les enveloppes d’eau froide sur le pourtour et sur les fonds des cylindres. Une bonne pratique consiste à faire ces cylindres moins épais et en bronze, qui est meilleur conducteur de la chaleur que la fonte,
- 3° L’air doit être aussi sec que possible. Le détendeur doit être bien isolé et aussi loin que possible des parties chaudes de la machine (notamment des cylindres à vapeur) et aussi près que possible des chambres froides.
- 4° Les conduites d’amenée et de retour de l’air froid doivent être courtes et isolées avec le plus grand soin ; les coudes, les changements brusques de section et tout ce qui pourrait créer une perte de charge doivent être soigneusement évités.
- 5° La valeur à donner à la compression doit être judicieusement choisie.
- M. de Marchena constate que, malheureusement, bien peu de machines réalisent ces desiderata.
- M. le Président remercie M. de Marchena de sa très intéressante communication et annonce que l’ordre du jour porte la suite et la fin de la discussion sur les divers projets^^u_ Métropolitcem. Il donne en conséquence la parole à M. Gùerbigny.
- M.Jjuerbigny avait, en avril 1873, il y a dix-neuf ans, déposé sur le bureauhnTa Société une note concernant les lignes métropolitaines dans Paris. La discussion ayant été close à cette époque, sans que ce projet ait pu prendre rang en séance, ce n’est qu’en juillet 1882 qu’il a pu être publié.
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- M. Guerbigny demande à reprendre la défense des lignes aériennes en apportant à son projet les modifications imposées par les besoins de la circulation tels qu’ils sont ressortis des documents publiés dans les dernières années.
- M. Guerbigny cherche, avant tout, à faciliter les communications de la ville avec la banlieue ; il estime que le Métropolitain ne doit se préoccuper, ni du service de la poste, ni du transport de la marchandise ; il doit viser à transporter rapidement et à peu de frais tous ceux qui, pour aller et venir entre leurs affaires (bureaux, magasins, ateliers, etc.) et leur domicile, effectuent plusieurs fois par jour le même trajet.
- Le Métropolitain,«dans cet ordre d’idées, doit se composer d’une série de lignes partant de points centraux, pour se diriger vers le périmètre de Paris, et même sortir des limites des fortifications et de l’octroi pour gagner les localités où l’ouvrier et le modeste employé trouveront à peu de frais, air, lumière et logements salubres.
- M. Guerbigny met son projet sous le patronage du regretté Ch. Gallon, qui, en 1874, étant vice-président du Conseil général de la Seine, avait donné à ces principes son approbation complète. « Votre projet, avait-il dit, est la véritable solution des logements salubres et à bon marché », mais il avait indiqué en même temps l’objection fondamentale qu’il devait rencontrer : « Le Conseil municipal donnera difficilement son assentiment à un tel projet dont l’effet serait de dépeupler la ville; cepéndant, ajoutait-il, il arrivera un moment où il s’imposera par la force des choses. »
- Cette objection subsiste encore, M. Guerbigny le reconnaît; il en conclut donc que la solution du Métropolitain se lie intimement avec la réforme des octrois.
- Frappé de l’extension que la ville prend vers l’ouest, M. Guerbigny vise surtout à développer les communications avec cette zone de la banlieue par une série de lignes dirigées du centre vers Saint-Cloud, Su-resnes, Neuilly, Courbevoie. Toutes ces voies, il cherche à les maintenir aériennes, et adopte dans ce but trois types de solutions :
- 1° Dans les rues et les boulevards, le viaduc se trouvera placé sur un trottoir central de 4 m de largeur, créé au détriment des trottoirs latéraux.
- La voie sera unique; le croisement des trains montants et descendants aura lieu aux gares de passage dont remplacement sera choisi de façon à permettre l’élargissement du viaduc ;
- 2° Dans les avenues, le viaduc se trouvera placé sur le terre-plein central actuel ; il sera possible de le faire à deux voies ;
- 3° Le long des quais, le viaduc s’appuiera sur le mur de quai et le bas quai, et il-sera encore possible d’établir la double voie.
- Ainsi donc M. Guerbigny se propose de créer des voies nombreuses, en restreignant autant que possible les expropriations et les travaux devant entraver la circulation actuelle.
- M. Guerbigny présente un plan de réseau tel qu’il le conçoit et passe en revue les lignes qu’il a étudiées :
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- 1° Lignes principales
- 4re ligne. Du Boulevard Montmartre à Puteaux (8 500 m), par le boulevard Haussmann, l’avenue de Friedland, la place de l’Etoile, les avenues de la Grande-Armée et de Neuilly.
- 2e ligne. Du Pont de la Concorde (R. D.) à Suresnes (7 500 m), par le cours la Reine, les avenues du Trocadéro et Henri-Martin, pour ensuite traverser le bois de Boulogne entre les lacs, et passer le long du champ de courses de Longchamps.
- 3e ligne. Du Pont de l’Alma (R. D.) à Saint-Cloud (7 250 m), par les quais Debilly et de Passy, puis l’avenue de Versailles et la route de Saint-Cloud.
- 4e ligne. Du Pont de la Concorde (R. G.) au Pont de Grenelle (3 000 m), c’est-à-dire prolongement aérien jusqu’au pont de la Concorde de la ligne du Champ de Mars, en suivant le terre-plein du quai d’Orsay jusqu’à l’Esplanade et ensuite s’appuyant sur le mur de quai. C’est un contre-projet opposé à celui proposé par la Compagnie de l’Ouest qui arrive en souterrain jusqu’à l’Esplanade des Invalides.
- 3e ligne. De la gare Montparnasse au pont Neuf (2 000 m) par la rue de Rennes. — Cette voie suppose l’exécution du prolongement de la rue de Rennes jusqu’à la Seine, au travers des bâtiments de la Bibliothèque Mazarine, projet déjà très ancien.
- 6e ligne. De la gare de Sceaux à la rue Médicis (1 750 m). — Ce projet est désormais sans objet, puisque la Compagnie d’Orléans exécute sou-terrainement ce tronçon.
- 7e ligne. De la gare d’Orléans au pont Saint-Michel (2 250 m) par les quais de rive gauche jusqu’au pont Saint-Miche], où cette ligne se trouvera prolongée jusqu’au terre-plein du pont Neuf, qui deviendrait l’emplacement d’une gare centrale aérienne.
- 8e ligne. De la gare de Lyon au pont d’Arcole (2 250 m), par le boulevard Diderot et les quais de rive droite.
- 9e ligne. De la gare de Vincennes au faubourg du Temple (2 000 m), en suivant la ligne du cânal.
- Toutes ces lignes seraient complètement aériennes et seraient exécutables sur des voies existantes, sans expropriations autres que celles prévues pour de grands travaux dès longtemps prévus (prolongement du boulevard Haussmann et de la me de Rennes).
- M. Guerbigny propose de compléter son réseau principal par une 40e ligne, qui demanderait certaines expropriations spéciales et un parcours souterrain d’une certaine étendue : c’est la ligne de ïa gare du Nord au boulevard Bonne-Nouvelle et raccordement avec la ligne de l’Est (2500 m).
- Lorsque la population parisienne' sera habituée avec ce nouveru mode de locomotion, il sera possible de prolonger cette ligne jusqu’à la’ gare Centrale aérienne du pont Neuf, par l’élargissëment de la rue Montor-gueil et sa prolongation jusqu’au boulevard Bonne-Nouvelle.
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- M. Guerbigny propose de compléter ce réseau par une série d’autres voies, qui raccorderaient entre elles les lignes principales, surtout destinées à faciliter les relations avec la banlieue.
- '/er raccordement. Du pont Saint-Michel au pont de la Concorde (R. G.) (2000 m), par la ligne des quais; jonction des lignes nos 4, 5 et 7.
- 2e raccordement. De la gare d'Orléans à la place de la Bastille (1 000 m), par le boulevard Bourdon; jonction des lignes nos 7, 8 et 9. . .
- 3e raccordement. Du faubourg du Temple à Courbevoie (10 000 m). — C’est la quatrième et la plus excentrique des lignes dirigées vers l’ouest ; elle traversera Neuilly et Levallois-Perret, réunira ces importantes agglomérations avec les quartiers industriels du nord de Paris et correspondra avec les réseaux nos 9 et 10. *
- Cette ligne, d’une grande importance au point de vue du raccord des affaires, ne pourrait s’exécuter sans des expropriations sur plusieurs points de son parcours.
- Ces lignes diverses, proposées par M. Guerbigny, étant indépendantes les unes des autres, pourront être exécutées séparément, venant à leurs extrémités se souder soit avec les lignes d’Orléans, de Lyon et de Vin-cennes (2e, 8e, 9e lignes), soit avec la ligne de Montparnasse (5e ligne), soit avec la ligne du Champ de Mars (4e ligne), soit avec celle desMouli-neaux (lre, 2e et 3e lignes et 3e ligne de raccordement); elles permettront l’exploitation par circuits ; les tètes de lignes de ces circuits étant le terre-plein du pont Neuf, la place de la Concorde (R. D.), le croisement des boulevards Montmartre et Haussmann, le boulevard Bonne-Nouvelle et l’Hôtel de Ville.
- M. Guerbigny résume ces projets dans un tableau d’où il ressort que le réseau entier se composerait de 52 000 m, dont :
- Dans Paris...................... 38 000 m
- Hors Paris ..................... 14 000 m.
- Sur le parcours total, 25 000 m seraient à voie unique et le reste à double voie. *
- Estimant d’une façon presque uniforme :
- La voie unique à 2 millions par kilomètre,
- La voie double à 2 millions et demi par kilomètre,
- Sauf certains excédents provenant d’expropriations (10e ligne) ou de ponts sur la Seine (5e ligne, 8e ligne, 1er raccordement et 2e raccordement),
- M. Guerbigny arrive à une dépense totale de 126 millions et demi, somme dont il serait facile d’assurer une large rémunération, tout en maintenant le prix des parcours entre 0,15 f et 0,30 f.
- En résumé, M. Guerbigny estime qu’un projet de Métropolitain doit tenir compte du développement de la ville vers l’ouest, et du désir de voyager à ciel ouvert ; il doit aussi servir d’adjuvant et non viser à faire concurrence aux lignes actuelles d’omnibus et de tramways.
- M. le Président remercie M. Guerbigny de son intéressant projet; mais il repose sur des questions de chiffres et de trafic qui ne peuvent être discutés maintenant.
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- M. le Président donne connaissance d’une lettre de M. Bourdon qui, retenu par une légère indisposition, regrette de ne pouvoir présenter verbalement.. les observations que lui ont suggérées lès critiques de divers collègues et, particulièrement, de M. Haag.
- _ M. BpuRpoN reconnaît qu’il a, comme M. Haag, emprunté pour une partie de son tracé le boulevard Richard-Lenoir, mais beaucoup d’autres auteurs de projets l’ont fait légalement, et cela se comprend puisque cette large voie est une de celles qui se prêtent le mieux au passage des lignes aériennes ; il ne s’arrêtera donc pas à cette première critique et passe de suite à la défense du principe même de son projet. Ce que MM. Chapron et Bourdon ont voulu, c’était poser le principe de la séparation des différentes., destinations du Métropolitain : de là le *viaduc à six voies. , ' '*
- Le seul moyen, aux yeux de MM. Chapron et Bourdon, de faire avancer la question dutMétropolitain c’est de la simplifier. Ils se sont donc attachés à un seul côté de la question, celle des voies de% pénétration, et de la constitution d’une gare centrale reliée aux cinq grandes gares (Nord, Est, Paris-Lyon-Méditerranée, Orléans et Yincennes).
- On a critiqué l’emploi du mot gare centrale appliqué à une gare située près de la limite de la zone de grande activité parisienne ; mais il est cependant indiscutable que l’emplacemenHchoisi répond au but cherché. On a critiqué l’absence de liaison avec la gare Saint-Lazare ; mais précisément MM. Bourdon et Chapron ont intentionnellement présenté un tronçon court, dont les avantages seraient incontestables, et qui serait facilement exécutable ; ils croient qu’il*faut viser à commencer par un tronçon peu coûteux et rémunérateur, quitte à compléter peu à peu le réseau, quand le Métropolitain sera définitivement accepté.
- M. Bourdon n’hésite pas à dire son admiration pour le, projet Haag. Mais il recule devant les chiffres élevés d’expropriations qu’il nécessite.
- Ce qu’il veut, c’est réaliser une opération qui puisse être rémunératrice ; si elle ne devait pas l’être en maintenant le viaduc à six voies, elle ne pourrait pas ne pas le devenir en réduisant à quatre, et? s’il le fallait même, à deux le nombre des voies. Mais M. Bourdon regretterait l’abandon du principe de séparation des services qu’il défendait.
- M. Bourdon persiste donc à penser que la construction du chemin de fer transversal serait une opération'qui donnerait des bénéfices certains et rendrait de très importants services.
- M. le Président dépose sur le bureau une note imprimée de M. Robineau. membre de la Société, intitulée : Ce que sera le Métropolitain âe Paris. M. Robineau se propose seulement d’énoncer quelques principes, dé tracer quelques-unes des règles auxquelles doit satisfaire, selon lui,' un Métropolitain, mais non de présenter un projet détaillé.
- Il écarte d’abord l’idée de la destination postale, estimant que le véritable Métropolitain postal devrait être un réseau pneumatique à grande section, dont les conduits permettraient la circulation de cartouches de la contenance du tilbury postal actuellement employé.
- Le Métropolitain, à son avis, doit viser à relier les différentes lignes aux halles et être surtout destiné aux voyageurs sans bagages; il doit être modeste, circuler à fleur de terre, comme un tramway. De jour, sur des
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- voies posées dans les rues rayonnant vers les Halles, circuleraient des tramways, et de nuit, par ces mêmes voies, arriveraient les marchandises. Ce qu’il veut, c’est un Métropolitain qui n’entraîne pas des dépenses hors de proportion avec les services à rendre.
- M. le Président remercie M. Robineau dont la note aurait gagné à être plus développée au point de vue technique et donne la parole à M. Villain. .
- ^ M. P. Villain demande à ajouter quelques mots à la communication qu’il a eu l’honneur de faire le 20 mai dernier.
- Il rappelle qu’il a exposé les critiques dont son projet avait été l’objet, autrefois, de la part des services techniques de la Ville, et indiqué les réponses qu’il a faites. Ces réponses ont eu un résultat fort heureux. En effet, si dans un débat récent il a été question encore « des difficultés que soulève l’exécution de ce projet », ces difficultés ne sont plus considérées comme constituant une impossibilité technique, mais simplement", aux termes du compte rendu officiel de la discussion, « comme une impossibilité tout au moins financière ».
- « Il s’agit, a-t-il été dit, de l’impossibilité de trouver la place nécessaire » dans la largeur du quai, en arrière, des culées d’un grand nombre de » ponts, du collecteur des quais et du Métropolitain projeté.
- » M. Paul Villain ne pouvait que reconnaître cette impossibilité. Mais » il a déclaré à M. le Directeur de l’Assainissement qu’il acceptait la » solution possible, c’est-à-dire le report dans la rue de Rivoli du collec-» teur des quais au lieu et place du collecteur Rivoli, et par suite le ren-, » versement de pente des petits égouts compris entre ces deux voies,
- » travail qui n’ajoutera pas une charge de moins de 5 à 6 millions aux » dépenses d’établissement de ce Métropolitain. »
- Une impossibilité financière qui se résout, dans une affaire de cette importance, en une dépense supplémentaire, — et du reste prévue en grande partie, — de cinq à six millions n’est pas, à proprement parler, une impossibilité.
- . M. Villain ajoute que s’il a considéré le rejet du collecteur des quais à la rue de Rivoli comme une'solution à envisager et comme une solution acceptable, il estime qu’elle n’est pas absolument nécessaire. C’est une solution qui présenterait l’avantage de réserver toute la largeur des quais au développement ultérieur du chemin de fer et de ses gares ; mais on en peut adopter une autre, celle notamment qui consistera à conserver. à la fois et parallèlement le chemin de fer et le collecteur.
- M. Villain rappelle au souvenir de la Société les coupes des trois seuls ponts dont les culées seront touchées par le chemin de fer et qui sont, au surplus, reproduites dans sa dernière brochure.
- Au Pont-au-Ghange, le quai est large, de 23 m, et la distance du parement de la culée à l'alignement des maisons est dé 24 m. De ce même parement au delà de l’ellipse dans laquelle le chemin de fer va franchir la culée, nous avons 14,80 m. Il reste donc 9,20 m de libre jusqu’à l’alignement des maisons, largeur plus que suffisante pour la reconstruction du collecteur, dont le diamètre extérieur est de 3,20 m, sauf erreur.
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- En appliquant le même calcul, on trouve que l’espace resté libre est, au pont Neuf comme au pont Notre-Dame, exactement de 9,90 ni.
- La difficulté du passage derrière les autres ponts, ayant leurs culées en tout ou en partie sur les bas ports, ainsi qu’il a eu précédemment l’honneur de l’expliquer, est naturellement moindre encore.
- Si l’on veut d’ailleurs examiner dans leur ensemble les quais de rive droite de la Seine, entre le pont Sully et la place de la Concorde, on constate qu’ils ont partout une largeur d’au moins 22 m, allant souvent à 25 et parfois à 27 et 28 m, sauf en un seul endroit (sur une longueur de moins de 50 m), entre les rues Geoffroy-Lasnier et du pont Louis-Philippe où elle tombe à 20 et même à 15 m. En ce dernier point encore, à proximité du pont Louis-Philippe, dont la culée est entièrement sur le bas port, sans toucher aux maisons qui sont d’ailleurs soumises à la rectification d’alignement, et en appuyant le chemin de fer sur le mur de soutènement du quai, on peut trouver et son passage et celui du collecteur qui n’a, du reste, à cette hauteur, qu’un diamètre extérieur de 3,90 m.
- Mais, il y a plus : M. Villain a montré, dans un dessin qu’il a fait passer sous les yeux des personnes présentes, comment on parviendra, dans la même région, soit en amont, soit en aval du pont Marie, à placer sous la chaussée du quai, à la fois le collecteur et une station comprenant les deux voies du chemin de fer et les deux quais à voyageurs de
- 4.50 m de largeur chacun, tout en réservant un espace libre de plus de
- 1.50 m entre la paroi extérieure du collecteur et la façade des maisons.
- A la hauteur du pont Marie, le profil du quai est extrêmement mouvementé. Il s’élève jusque vers la cote de 37 m, en face du pont, pour descendre ensuite, au quai de l’Hôtel-de-Ville comme à celui des Géies-tins, à une cote inférieure à 34 m.
- Par suite de cette double circonstance, on est amené à maintenir les rails à un niveau relativement bas, 28,20 m ; mais, en même temps, on obtient en hauteur, au sommet du profil, la distance suffisante à l’établissement d’une passerelle immédiatement au-dessous, de la chaussée qui permet aux voyageurs de franchir le chemin de fer en dessus pour communiquer avec la voie la plus éloignée du fleuve.
- Quant aux autres stations et à leurs accès, envisagés dans l’hypothèse du maintien du collecteur le long des quais, on les établirait également sans difficulté vraiment insurmontable.
- On aurait une première station au pont Sully. Le quai est large, à cet endroit, de plus de 80 m.
- On vient de voir la seconde au pont .Marie.
- La troisième serait située en face de l’Hôtel de Ville, vers le terre-plein qui porte la statue d’Etienne Marcel.
- La quatrième, sur la place du Châtelet.
- La cinquième, à la rue du Louvre.
- La sixième, en aval du pont Royal, en face du « Jardin réservé» des Tuileries.
- Personne ne contestera qu’il existe un espace suffisant pour dévier le collecteur au pont Sully, à la place de l’Hôtel-de-Ville, à la place du
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- Châtelet, à la rue et au jardin du Louvre et enfin au jardin des Tuileries.
- M. Villain dit qu’il est donc autorisé à conclure que la ligne à double voie peut s’établir avec ses gares et simultanément avec le collecteur le long des quais de rive droite.
- Il y aura seulement à juger s’il n’est pas préférable de réserver, pour l’agrandissement ultérieur du' chemin de fer, l’espace qui serait ainsi donné à la reconstruction du collecteur. Mais rien ne s’oppose à ce que l’on adopte l’un ou l’autre parti.
- La ligne de pénétration latérale à la Seine se présente avec de tels avantages, au point de vue aussi bien de la construction que de l’exploitation, qu’on ne saurait vraiment admettre comme valable la faible objection qui lui est opposée en dernier lieu.
- M. Villain fait remarquer ce qui se passe en ce moment même, à Paris, pour le prolongement de la ligne de Sceaux. Les travaux sont en pleine activité sur tout le parcours de la rue d’Enfer. Iis semblent fort bien conduits, mais ils ont lieu, comme de raison, à ciel ouvert.
- Voilà bien des années que l’on fait à Paris des canalisations d’égouts et des tranchées de toutes sortes. En ce moment, c’est la ligne de Sceaux; il y a dix-huit mois, c’était l’égout de la rue Montmartre. Toujours on fait ces travaux à ciel ouvert.
- La vérité, c’est que la construction d’un chemin de fer souterrain dans nne rue large de 30 m, en quelque sorte non bâtie et dépourvue d’eaux souterraines, comme la rue d’Enfer, est déjà un problème sérieux; il le deviendra bien plus lorsque la ligne se poursuivra entre les deux rangées de maisons du boulevard Saint-Michel, et il présentera des difficultés que personne ne peut se flatter d’avoir complètement calculées lorsqu’on voudra faire pénétrer le chemin de fer dans certaines rues à peine larges de 20 à 22 m, de la région centrale, comme par exemple la rue de Rivoli, bordée de maisons de six et sept étages, dont le sous-sol est formé de terrains de transport peu consistants et est parco uru par des courants aquifères restés jusqu’ici assez mal définis.
- Mais, c’en est assez sur ce point. , .
- M. Vilain ajoute que, depuis la dernière discussion, et en réponse à la communication qu’il a pris la liberté de transmettre à M. le Directeur de Y Office d’exploitation des chemins de fer Métropolitain et de Ceinture de Berlin, ce dernier lui a fait l’honneur de lui adresser une lettre importante qu’il ne saurait lire en entier à la Société à cette heure avancée de la soirée, mais dont il veut au moins citer les passages les plus importants.
- Cette lettre donné d’abord un renseignement qui sera' apprécié à sa juste valeur par toutes les personnes qui s’occupent de la question des chemins de fer urbains.
- Le premier fascicule des Archives des chemins de fer, édité chez Julius Springer à Berlin, pour l’année 18.88, avait donné l’historique officiel et complet du Métropolitain de Berlin pour la période 1882-1887. La lettre adressée à M. Villain annonce que ce travail sera complété pour la période suivante 1887-1892 par un nouvel article, également d’origine officielle, qui sera publié dans le fascicule du mois d’octobre prochain de la même publication.
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- Cette lettre rectifie ensuite quelques-uns des chiffres qui ont été produits dans le cours delà discussion devant la Société. Ainsi, ce n’est pas 41 millions de voyageurs qui ont été transportés durant le dernier exercice sur le chemin de fer de Ceinture et l’artère centrale de Berlin, mais seulement 33 millions, ou même, pour citer le chiffre exact, 32 934 922.
- Le coefficient d’exploitation indiqué comme ayant dû être de 57 0/0 de la recette, aurait été réellement de 85 0/0, et le revenu net du capital immobilisé de 1,456 0/0, au lieu du chiffre de 3 1/2 qui nous avait été indiqué ici.
- On expliquerait, — en partie du moins, M. Villain le pense, <— l’insuffisance relative de ces résultats en relevant ce fait que les deux cercles formés à Berlin par le chemin de fer de Ceinture et son diamètre Est-Ouest présentent des développements de près de 50 0/0 supérieurs à ceux que donnerait la situation analogue appliquée à Paris d’après son projet : 34,760 km et 38,710 km pour les deux circuits Nord et Sud de Berlin, contre 24 km et 26 km à Paris; et qu’en outre ces circuits s’étendent à une grande distance de la capitale prussienne, au milieu de régions restées pour ainsi dire désertes.
- Comment s’étonner, avec des parcours moyens de plus de 36,500 km, un nombre moyen de voyageurs de 131 et une taxe moyenne de transport inférieure à 0,17 f, que les trains ne fassent guère que couvrir leurs frais ?
- La simple réflexion montre combien la situation serait différente à Paris.
- La lettre très documentée de M. le Directeur du Métropolitain de Berlin répond, en outre, à plusieurs questions que M. Villain avait pris la liberté de lui poser. Voici, par exemple, un curieux passage qui vient a l’appui d’une remarque qu’il avait soumise lors de sa première communication :
- « Il n’existe pas de trains qui parcourent entièrement et uniquement » le chemin de fer de Ceinture : cela ne répond pas ici aux besoins du » trafip. Le mouvement des voyageurs n’est animé qu’entre les quar-» tiers de la ville ou faubourgs touchés par le chemin de fer de Cein-» ture, d’une part, et le centre de la ville, d’autre part, tandis que le » trafic des stations du chemin de fer de Ceinture entre elles est de » beaucoup moins grande importance. C’est pour cela que des trains » directs ont été créés pour le premier trafic, tandis que, dans le der-» nier, les voyageurs sont obligés de changer de train aux gares de » jonction du chemin de fer de Ceintùre et de l’artère centrale du Mé-» tropolitain. »
- M. Villain dit que ces remarques forment la justification de la thèse qu’il a développée devant la Société, que la circulation tend de la périphérie vers le centre et inversement, et que, par suite, le diamètre de pénétration centrale du chemin de fer de Ceinture aura une activité de trafic incomparablement plus grande que le cercle.
- M. Villain a posé deux autres questions à M. le Directeur de la Stadtbahn de Berlin, dans les termes suivants :
- ' (( C’est, si je ne me trompe, le troisième tarif adopté depuis l’établissement de la Stadtbahn. J’ai entendu demander bien des fois, en
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- France, pourquoi vous n’aviez pas adopté le tarif unique à toute distance, qui a été pratiqué avec tant de succès à New-York. C’est évidemment une question que vous avez examinée ; et, pour la résoudre comme vous l’avez fait, vous avez dû céder à des considérations très sérieuses. Me permettez-vous de vous demander quelles elles sont?
- » Dans un autre ordre d’idées, je relève le passage suivant de l’un des discours qui ont été prononcés dans la discussion de notre Société : « On regrette, — a-t-il été dit, — de n’avoir pas, dès l’abord, adopté pour la Stadtbahn la sextuple voie qui permettrait d’isoler chacun des trois services (urbain, — de banlieue — et de grandes lignes)... On a même élaboré un projet pour la création de deux voies nouvelles... »
- » N’étant jamais allé à Berlin, et ne connaissant votre organisation de chemins de fer que par nos publications françaises, je ne saurais assurément songer à émettre aucune appréciation. Je prendrai seulement la liberté de formuler une question : Est-ce bien réellement le nombre des voies de la Stadtbahn qui est insuffisant ? N’est-il pas admissible, au contraire, que ce qui est insuffisant c’est le développement des grandes stations, notamment de celle de la Friedriskstrasse, qui n’a, semble-t-il, ni un nombre suffisant de voies pour le stationnement des trains, ni assez de surface de quais, ni enfin le développement de surface nécessaire pour la réception et l’expédition des bagages et messageries ? Ce qui manque, en un mot, à la Stadtbahn, n’est-ce pas plutôt la surface de stationnement que la surface de circulation ? »
- A ces deux questions, M. Villain a reçu les deux réponses suivantes, dont l’intérêt n’échappera certainement pas :
- Question des tarifs. — « Ce tarif, de 10 et 15, puis de 20 et 30 pfen-» nigs), écrit M. le Directeur de la Stadtbahn, est bien, comme vous » le faites remarquer avec raison, le troisième depuis l’ouverture du » Métropolitain. Si le tarif uniforme, employé avec succès à New-York, » n’a pas été adopté dès le début, cela est dû d’abord à la diversité des » conditions du trafic qui sont ici tout autres qu’à New-York et ensuite » à des raisons de finances. Son introduction aussi sur notre Métropolitain » parait toutefois ne plus être qu'une question de temps. »
- Insuffisance du Métropolitain. — « Il arrive que l’on doit regretter » maintenant de n’avoir pas tout de suite établi le Métropolitain avec » six voies, de manière à avoir, pour chacun des trois trafics, deux » voies spéciales. L’exiguïté des gares du Métropolitain, et en particulier » de la gare de la Friedriskstrasse, n’est pas le motif pour lequel il n’est » pas possible actuellement de transporter toujours avec la ponctualité » désirable les trains suburbains. Cela est dû au trop grand rapproche-» ment des trains, parce que les trains venant de loin et les trains » suburbains doivent être transportés sur la même voie et que la pri-» mauté accordée aux trains de grandes lignes sur les trains suburbains » est très préjudiciable au transport régulier de ces derniers. »
- « Les quais de grandes lignes, principalement dans la Friedrisk-» strasse, qu’on dut, il y a peu de temps, considérer comme insuffisants » sous le rapport de leur étendue, sont regardés maintenant comme » suffisants, depuis, que les quais ne sont plus accessibles qu’aux voya-
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- » geurs munis de billets, ou contre achat d’un billet spécial permettant » de pénétrer sur les quais. »
- Au nombre des observations contenues dans la partie de la lettre que M. Villain vient de citer, il en est deux surtout qui méritent d’être notées : la première, c’est la tendance qui se manifeste, depuis l’origine de l’exploitation du Métropolitain berlinois, vers l’unification des tarifs pour toutes distances.
- La seconde remarque, d’une importance non moins grande, c’est la nécessité, démontrée par l’expérience, de la subordination du service des grandes lignes à celui des lignes urbaines dans l’exploitation du chemin de fer métropolitain. On ne doit accorder que l’indispensable aux premières et réserver la primauté et le commandement aux secondes.
- Le système contraire, appliqué à Berlin, ne permet que très difficilement de réaliser un trafic de 33 millions de voyageurs avec une ligne pénétrante à quatre voies, alors qu’un service autonome, sans concession d’aucune sorte à une exploitation extérieure, permet, sur une ligne à deux voies, comme celle de la deuxième Avenue, à New-York, de réaliser sans effort un trafic de plus de 70 millions de voyageurs.
- Ce simple rapprochement suffit à juger les deux systèmes.
- M. le Président constate que personne ne demande plus la parole sur les Métropolitains et demande à dire à son tour quelques mots.
- Au moment de clore la discussion, M. le Président fait remarquer que le problème du Métropolitain a été discuté sous toutes ses faces dans de nombreuses séances de la Société des Ingénieurs civils.
- Il s’agit, en effet, d’une des questions les plus importantes se rapportant à la circulation dans Paris.
- En dehors des grands projets présentés par MM. Haag, Alphand et. Eiffel, se solidarisant avec des questions spéciales de grande voirie, les projets de chemin de fer métropolitain à Paris ont été fort nombreux; on doit rappeler les noms des Ingénieurs distingués qui ont apporté leur pierre à l’édifice dont l’opinion publique attend la réalisation : MM.Vau-thier, Berlier, Bourdon, Francq, Chardon, Milinaire frères, Olivier,. Jules Garnier, Deligny, Villain, Le Chatelier, Maréchal, Guerbigny et d’autres encore.
- Beaucoup de projets ont des points de similitude, et leurs auteurs ont souvent revendiqué sur leurs concurrents des points de priorité. On se demande cependant quel est l’auteur du premier projet présenté à Paris.
- Il est à remarquer que ce n’est qu’à partir de 1870 que la question du chemin de fer métropolitain de Paris est venue à l’ordre du jour.
- Avant 1870, cependant, on s’en était préoccupé et il paraît inexplicable qu’à cette date rien n’ait été proposé, alors que les chemins de fer métropolitains de Londres et de New-York étaient depuis de nombreuses-années en exploitation.
- 1 Je vous demande la permission, dit M. le Président, en évoquant des souvenirs personnels, de vous rappeler ce qui avait été fait, cependant, antérieurement à l’année 1870.
- Le premier projet d’un chemin de fer arrivant au centre de Paris date de 4856; il avait été conçu par MM. Brame et Flachat. Ces éminents Ingénieurs projetaient de relier les gares de la Villette et de la
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- Chapelle aux Halles centrales par un chemin de fer en tunnel percé sous les boulevards de Strasbourg et de Sébastopol.
- Ce chemin de fer devait amener les wagons d’approvisionnement et de denrées dans les caves des Halles centrales, qui déjà étaient disposées en vue d’un chemin de fer par notre illustre maître. Eugène Flachat, dont on connaît la participation à la construction métallique des Halles centrales avec l’architecte Baltard.
- .. La même année, soit en 1856, M. de Bassompierre Séverin, Ingénieur en chef des Ponts et Chaussées, alors attaché à la Compagnie de l’Est comme Ingénieur du chemin de fer de Yincennes, conçut un projet général de chemin de fer auquel il donna le nom de Projet de chemins de fer de pénétration dans Paris, partant des diverses gares de Paris et se reliant à la place du Châtelet au prolongement du chemin projeté des Halles (projet Brame et Flachat).
- La gare centrale devait se trouver à la place du Châtelet, où il n’existait alors ni théâtres, ni Chambre des notaires; cette gare était souterraine, elle se reliait à deux lignes • perpendiculaires traversant Paris de part en part, dont la principale, suivant les quais en encorbellement sur le port, partait de la gare de Lyon et allait jusqu’à Auteuil; le chemin de Sceaux devait être prolongé j usqu’à l’Entrepôt des vins, transformé en grande gare; le projet relatait certains tracés1, soit sur la rive gauche, soit sur la rive droite de la Seine.
- , Il comportait, en outre, l’exécution d’un projet. de prolongation du chemin de fer de Ceinture sur la rive gauche de la Seine et se reliant à Auteuil par un viaduc traversant la Seine.
- Le regretté Amable Le Roy et moi, qui remplissions,, sous les ordres de M. de Bassompierre, les fonctions de chefs de section de la ligne de Yincennes, dont les travaux avaient été suspendus pour causes locales, prêtâmes notre concours à M. de Bassompierre pour l’étude de ses projets; l’un de nous fut l’auteur du projet du viaduc d’Auteuil, tel qu’il existe aujourd’hui.
- M. de Bassompierre présenta lui-même le projet à.l’Empereur qui, après plusieurs audiences, finit par déclarer qu’il ne pouvait admettre que des chemins de fer pénétrassent jusqu’au cœur de Paris. Le projet de M. de Bassompierre fut, en conséquence, impitoyablement repoussé ; cependant, il trouva grâce devant l’Empereur pour la construction de la prolongation du chemin de fer de Ceinture par la rive gauche, parce que le projet du viaduc d’Auteuil l’avait séduit, c’est pour cela que M. de Bassompierre fut nommé Ingénieur en chef de ce chemin de fer, qu’il construisit en effet.
- Depuis lors, sauf en 1865, où apparut un projet de MM. Dumery et Mamby (John), dont on parla peu, on ne s’occupa plus de projets des chemins de fer métropolitains dans Paris.
- ... Mais je tenais à trancher ici cette question d’histoire : avant 1870, on ne s’occupa pas de chemins de fer métropolitains parce que le gouvernement d’alors était absolument hostile à tous projets. Espérons que nous touchons présentement à une solution prochaine : la Société des Ingénieurs civils aura certainement fait faire un pas sérieux à la question.
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- .Bëgsàrd demande la parole au sujet de ces questions d’antériorités que M. le Président vient d’élucider en partie avec tant d’à-propos.
- M. Regnard rappelle un souvenir personnel qu’il a gardé d’un projet de Métropolitain bien antérieur à celui cité par M. le Président; c’est un véritable souvenir d’enfance, car il remonte à 1849 ou 1850 . Son père, qui faisait des plans en relief, avait exécuté en effet, à cette époque, un modèle à petite échelle d’un projet de chemin de fer, partie en tranchées, partie en souterrain, pénétrant jusqu’aux Halles. Ce projet de Métropolitain, étudié par M. Carré-Kérizouet, Ingénieur, et dont on retrouverait probablement des vestiges dans les archives de notre Société, devait relier les gares du Nord et de l’Est aux Halles, qui étaiènt loin d’avoir à cette époque l’importance et le développement pris par les Halles centrales actuelles.
- M. Regnard tient, une fois ce point établi, à dire en quelques mots sa pensée sur la question même du Métropolitain. lia eu l’occasion devoir fonctionner tous les systèmes de traction mécanique et de visiter les divers Métropolitains de Berlin, de Londres et de New-York. Il redoute pour Paris tous les projets souterrains ou aériens ; ce qui lui semble devoir rendre le maximum de services avec le minimum de dépenses, c’est le développement dés voies ferrées sur le sol.
- L’exemple remarquable du funiculaire de Belleville, fonctionnant dans une rue tortueuse, à pentes très grandes, et où l’encombrement, dû à l’intensité de la circulation, est parfois considérable, prouve que la traction mécanique est possible a fortiori partout ailleurs dans Paris. Ce qu’il faudrait, c’est donc d’achever le réseau des tramways en plaçant des rails partout où il n’y en a pas encore, à double voie sur les grandes avenues et les boulevards, à simple voie dans les rues étroites ; le système des garages serait même avantageusement supprimé dans bien des cas en faisant, comme en Amérique, l’aller par une rue, le retour par une rue parallèle.
- On éviterait ainsi, sans parler des nombreux et graves inconvénients de tous les projets de Métropolitain, une dépense énorme et non rémunératrice.
- M. Regnard rappelle, à l’appui de cette assertion, que le Métropolitain de Londres, après vingt ans, ne rapportait pas encore 2 0/0 du capital absorbé !
- Avec toutes les voies à niveau, on donnerait une bien plus complète satisfaction aux besoins de la population. Il suffirait d’organiser le service avec la traction mécanique et de proportionner, sur chaque direction, la marche des voitures aux besoins variables de la circulation.
- Au lieu d’astreindre les voitures à faire un nombre fixe de parcours par heure, on se bornerait à fixer un minimum assurant un service de jour et aussi un service de nuit, mais on ne fixerait point de maximum. Toutes les voitures seraient alors utilisées suivant les besoins de la circulation (besoins variables suivant les jours, les heures, les saisons, et une foule de circonstances fortuites), mais utilisées au mieux de l’intérêt du public, connexe de l’intérêt de l’exploitant.
- M. Regnard ne se dissimule pas que les idées toutes personnelles qu’il
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- vient d’émettre ont peu de chances, malgré leur praticabilité, de réussir. Il tient, en terminant, à les placer sons l’égide de notre ancien et regretté Président, M. J.-L. Richard, qui émit il y a quelques années, devant notre Société, des idées analogues, en repoussant tout projet de Métropolitain souterrain ou même aérien.
- M. le Président remercie M. Regnard de ces observations et déclare close la discussion sur le Métropolitain, tout au moins jusqu’à ce que de'nouveaux projets se soient présentés à un moment donné.
- M. le Président annonce, comme complément à la communication faite à la précédente séance par M. de Dax sur l’Exposition de Chicago, que M. Collingwood, secrétaire de Y American Society of^CiviiïÊngmëers de New-York, nous a adressé la lettre suivante :
- « Monsieur,
- » Pendant la durée de l’Exposition de Chicago en 1893, aura lieu un « Congrès international des Ingénieurs ». L'American Society of Civil Engineers s’est chargée, pour sa part, d’organiser la partie relative au Génie Civil.
- » J’ai, en conséquence, l’honneur de vous envoyer une liste des sujets qu’il serait intéressant de voir traiter à ce Congrès (1).
- » Nous serions très heureux si les membres de votre Société voulaient bien nous envoyer leurs travaux et mémoires et notre Bureau se met à leur disposition.
- » Pouvez-vous nous faire connaître les noms de ceux d’entre vous qui désireraient présenter un mémoire, aveé indication,» autant que pos— sible\ du sujet que chacun d’eux voudrait plus spécialement traiter eu des questions qu’il voudrait discuter.
- (1) Classification des sujets proposés pour les mémoires à présenter à la Di'vision A du Congrès du Génie Civil à l’Exposition Internationale de Chicago de 1893.
- 1° Canaux et Chemins de fer a navires. — Construction, entretien, exploitation.
- 2° Rivières et aménagements des ports.— Docks^ Phares, Digues : construction, entretien, exploitation.
- 3° Régime des eaux dans les cours d’eaux, les courants et les conduites.
- 4° Alimentation d’eaux. — Construction, entretien, exploitation.
- 5° Irrigations. — Construction, entretien, exploitation.
- 6° Egouts, Drainage, Travaux d’assainissement.— Construction, entretién, exploitation. 7° Routes et pavages. — Construction, entretien, exploitation. *
- 8° Chemins de fer. — Construction, entretien, exploitation.
- 9° Ponts. — Construction, entretien, exploitation.
- 10° Projets d’architecture et de construction.
- 11° Pressions et régime des vents.
- 12° Constructions a l’épreuve pu feu.
- 13° Tunnels. — Construction, ventilation, entretien, exploitation.
- 14° Géodésie, Hydrographie.
- 15° Résistance et durée des matériaux de construction, naturels , et Artificiels.
- 16° Fondations, Substructions et Maçonnerie.
- 17° Forces. — Production, coût et transmission. .
- 18° Applications mécaniques des forces, et Machines spéciales.
- 19° Eclairage, Ventilation, Chauffage, Refroidissement.
- 20° Frottements et Lubrifiants.
- 21° Métaux. — Leur traitement en vue des constructions”.
- 22° Architecture navale et Machines marines.
- 23° Navigation et Transports
- 24° Machines a essayer, a enregistrer* a mesurer : Échelles, Jauges, etc.
- Il serait très désirable, pour augmenter encore l’intérêt des mémoires présentés, que ces derniers continssent des renseignements sur le coût des constructions, leur mode d’exécution, leur exploitation et leurs résultats économiques. 4
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- » Aussitôt nous leur adresserons une demandePôfficielle relative aux mémoires à préparer par eux.
- » Nous espérons que bon nombre des membres de votre Société voudront bien répondre à notre appel, et, leur adressant d’avance tous nos remerciements, nous vous prions d’agréer, etc.
- » Pour le Bureau de la Direction de Y American Society of Civil Engineers :
- » Collingwood, Secrétaire. »
- M. le Président adresse les remerciements de la Société à nos collègues américains et dit qu’il ne peut qu’appuyer la demande qui nous est faite. Il attire spécialement l’attention des membres de notre Société sur les importantes questions qui s’agiteront dans ce Congrès.
- Il serait utile que tous ceux qui ont l’intention d’y participer voulussent bien en aviser le plus tôt possible notre Secrétariat en se conformant aux indications contenues dans la lettre de M. Collingwood.
- La séance est levée à 11 heures et demie.
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- RAPPORT SUR LES LOCOMOTIVES
- A L’EXPOSITION UNIVERSELLE DE 1889m
- PREMIÈRE PARTIE
- DESCRIPTION DES LOCOMOTIVES A VOIE NORMALE
- CHAPITRE PREMIER
- Par MM. DEGHILAGE et H. VALLOT
- FRANCE
- AVANT-PROPOS
- La section française comptait vingt et une locomotives pour voie normale, dont dix-sept provenant des grandes Compagnies et des chemins de fer de l’État, une dix-huitième, présentée *par son auteur, M. Estrade (2); une dix-neuvième, locomotive Cramp-ton, exposée à titre rétrospectif; une vingtième, pour la ligne secondaire d’Achiet à Bapaume et la vingt et unième, pour service d’usines, du système spécial de Bange.
- Les dix-sept machines des grandes Compagnies se répartissaient de la manière suivante :
- Neuf à 2 essieux accouplés, dont une pour le service de manutention.
- Cinq à 3 essieux accouplés, dont deux machines-tenders de Banlieue.
- • Trois à 4 essieux accouplés, et provenaient, savoir :
- ' De la Compagnie de l’Est 1
- Des chemins de fer de l’État . . 2
- (1} La Commission chargée par la Société de rapport était composée de : MM. E. Polonceau, président ; Deghilage, Pulion, Vallot, Demoùlin, rapporteurs ; de Fonbonne, A. Mallet, Morandiere, Whaley, membres.
- (2) Société des Ingénieurs Chila.Bull. de mai 1886, p. 485,
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- De la Compagnie du Midi.... 2
- — du Nord. . .. . 3 (dont une exposée ] constructeur).
- — de l’Ouest. . . 3 id.
- — de Paris-Orléans 2
- — P.-L.-M.. . . . 2
- Sur ces dix-sept locomotives, six étaient pourvues du fonctionnement Gompouncl de systèmes divers, savoir :
- Système Mallet à deux cylindres de diamètres différents, 1, État.
- — Nord à trois cylindres, deux à haute pression et* un de détente, 1, Nord.
- ,♦ Système à quatre cylindres, deux à haute et deux à basse pression: 3, dont 1, Nord et 2,Paris-Lyon-Méditerranée. .
- Système à quatre cylindres, en tandem, type Wolf, 1, Nord.
- Ces six locomotives Gompound, au point de vue du service à effectuer peuvent être réparties de la manière suivante :
- Machines express à 2 essieux moteurs :
- Nord 1 (essieux moteurs indépendants) et Paris-Lyon-Méditerranée 1 (essieux moteurs accouplés).
- Machines à vitesse moyenne à 3 essieux accouplés :
- État 1 et Nord 1.
- Machines à 4 essieux accouplés :
- Nord 1 et Paris-Lyon-Méditerranée 1.
- Pour permettre, dans la limité du possible, une utile comparaison entre les types offrant quelque analogie, le tableau ci-annexé a été combiné de manière à grouper les locomotives par types à grande, moyenne et petite vitesses, en les distinguant, po.ur chaque type, d’après leurs dispositions caractéristiques : machines à bogie, machines à fonctionnement Gompound, etc., etc...
- C’est cët ordre qui sera observé pour les notices sommaires (1) qui vont suivre et qui forment le premier chapitre de cette étude.
- Un chapitre spécial sera consaicré à un examen comparatif entre les parties similaires des machines françaises et étrangères, au double point de vue des détails de construction et des matériaux employés. *
- (1) Ces descriptions sont limitées à un exposé sommaire des caractères principaux des machines examinées ; les notices détaillées publiées par les Compagnies et déposées par leurs soins à la Bibliothèque de la Société rendent superflu un examen plus approfondi des sujets. * .
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- LOCOMOTIVES A GRANDE VITESSE A DEUX ESSIEUX ACCOUPLÉS
- § I. — Machines à cylindres de même diamètre.
- LOCOMOTIVES A TROIS ESSIEUX
- I. — Compagnie du Midi, n° 4645. — Constructeur : Le Creusot (col. n° 4 du tableau /, Fig. 4, PL 68).
- Une machine de ce modèle a figuré à la précédente Exposition universelle de Paris ; celle-ci en est la reproduction avec quelques modifications de détail destinées à en améliorer la puissance : le diamètre des cylindres est porté de 0,430 m à 0,440 m, et le diamètre des roues accouplées est réduit de 2,100 m à 2,000 m; le timbre de la chaudière est élevé à 10 kg.
- Les dispositions caractéristiques du type sont :
- Foyer compris entre les deux essieux accouplés;
- Cylindres extérieurs fixés entre l’essieu indépendant d’avant, et l’essieu accouplé, et distribution extérieure; . ,
- Longerons intérieurs ;
- Chaudière forme Crampton et foyer à armatures transversales, s’appuyant sur des supports boulonnés sur les parois de l’enveloppe; ces dispositions se retrouvent sur la locomotive n° 1615 qui est la soixantième mise en service depuis l’adoption de ce modèle.
- Les soupapes de sûreté, au nombre de trois, sont à charge directe et placées : deux sur le dôme, une sur une colonnette spéciale à l’arrière.' '
- Cette machine est pourvue": du frein continu système Wenger ; d’un changement de marche à vis ; d’un mouvement dè régulateur à vis et volant et d’appareils de graissage à distance; elle est accompagnée d’un tender à 3 essieux avec boîtes intériéures aux roues et pouyant contenir 10 m3 d’eau et 3 t de combustible, conforme dans son ensemble à celui qui a été adopté dès son origine.
- II. —i Compagnie de l'Ouest, n° 623. — Constructeur : ,Fives-Lille (col. n° 2 du tableau /, Fig. 2$ PL 68).
- L’origine de ce type remonte à 1856; il a été reproduit sans
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- modifications fondamentales jusqu’en 1874. A partir de cette époque, les dimensions du foyer ont été augmentées, et il a été porté en partie par l’essieu d’arrière.
- En 1880, le diamètre des roues accouplées a été élevé de 1,940 m à 2,040 m, en même' temps que la chaudière et les cylindres étaient agrandis; enfin, la dernière étude a conduit à adopter un foyer profond, en le plaçant entre les deux essieux accouplés, mais tout en conservant les caractères principaux du type, c’est-à-dire : longerons et mécanisme de distribution à l’extérieur; troisième longeron au centre du châssis ; cylindres à l’intérieur, etc.
- La chaudière est en fer et timbrée à 10 kg; la boite à feu forme saillie; le régulateur, muni d’un tiroir de démarrage, est installé dans le dôme placé vers le milieu du corps cylindrique ; la porte de la boîte à fumée est ronde et d’une seule pièce ; les ressorts d’avant sont conjugués par un balancier transversal; ceux des roues accouplées sont articulés par des balanciers longitudinaux.
- Les injecteurs sont du modèle Friedman, le sablier est dissimulé par l’enveloppe de la chaudière en utilisant l’espace existant entre le corps cylindrique et l’enveloppe qui est établie en prolongement de la boîte à feu extérieure.
- L’abri est pourvu de joues latérales ; le frein à air comprimé Westinghouse agit sur les quatre roues motrices et accouplées par des sabots en fonte.
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- i LOCOMOTIVES A QUATRE ESSIEUX ET BOGIE
- I. — Compagnie de l’Ouest, n° 95L — Constructeur : Ateliers de la Compagnie (col. n° 3 du tableau /, Fig. 3, PL 68).
- L’étude de cette machine a été imposée par les exigences toujours croissantes du trafic sur certaines sections ; elle réunit les meilleures conditions de puissance et de stabilité ; mais il est permis dp constater qu’elle introduit en France la pratique de la construction anglaise dont elle reproduit intentionnellement la jplupart des détails sans conserver certaines particularités qui caractérisaient les locomotives construites antérieurement par la Compagnie de l’Ouest.
- La machine est portée par- quatre essieux ; les deux d’avant sont disposés en « bogie » ; les deux essieux moteurs et accouplés sont espacés de 2,700 m et l’empattement total est de 7,410 m.
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- Le poids total est de 47 800 kg, dont 29 300 kg de poids adhérent.
- Les longerons sont placés intérieurement aux roues; les cylindres et le mécanisme de distribution sont également à l’intérieur, les tiroirs étant compris entre les deux cylindres.
- La chaudière, comme celle de la machine précédente, a son enveloppe de boîte à feu en saillie sur le corps cylindrique. Le foyer présente 10 m2 de surface de chauffe et porte des armatures transversales ; il est compris entre les deux essieux accouplés. Les tubes sont en laiton ; la chaudière est en tôle de fer et la boîte à fumée en tôle d’acier.
- Les bielles motrices et d’accouplement sont évidées ; les manivelles motrices et d’accouplement sont calées dans le même sens; les glissières, au nombre de quatre par cylindre, sont supportées par un double support en acier moulé et ne sont pas attachées aux cylindres.
- ’ Le changement de la marche est obtenu par un appareil à vapeur ; le verrouillage se fait automatiquement.
- Les divers accessoires de la chaudière sont conformes à ceux de la locomotive précédente, n° 623, mais le sablier est pourvu du dispositif à vapeur de Gresham.
- Le tender qui accompagne cette machine est à deux essieux : il peut recevoir 10,5 m3 d’eau et 3 500 kg de combustible. Le frein est actionné soit par une vis (avec écrou Delpech), soit par l’air comprimé.
- IL — Compagnie du Nord, n° HMOL — Constructeur : Ateliers de la Compagnie (col. n° 4 du tableau I, Fig. 4, PL 68).
- La Compagnie du Nord a mis en service, depuis 1876, cinquante et une locomotives à deux essieux accouplés et bogie à l’avant, dont un spécimen figurait à l’exposition de 1878.
- La nouvelle machine dérive de ce type, mais elle en diffère sous le rapport de la puissance :
- Surface de chauffe totale . . 110,8 m2 au lieu de 99,98 m2.
- Timbre de la chaudière. . . 12kg — 10 kg.
- Effort théorique de traction. 7 800 % — 5 400%.
- Les différences à signaler dans la construction sont :
- L’installation des longerons à l’intérieur des roues ; la position de la boîte à feu, qui est comprise entre les deux essieux accouplés, comme sur Ja machine de l’Ouest; la position des tiroirs de
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- distribution en dehors des longerons avec commande par arbre de renvoi, le mécanisme restant compris entre les roues comme «précédemment.
- Le foyer est muni du bouilleur Ten-Brink, qui figure dans le chiffre de la surface de chauffe directe pour un dixième; la chaudière a la forme télescopique, la plus petite virole a dû être mise du côté du foyer à cause de la proximité des roues motrices.
- Le régulateur est du type à soupape ; il est contenu dans le dôme.
- La nécessité de donner aux cylindres un grand diamètre et de rapprocher leurs axes, a conduit à reporter à l’extérieur les boîtes des tiroirs ainsi qu’il a été dit plus haut.
- La machine est pourvue d’un frein spécial à vapeur agissant sur les quatre roues accouplées; elle porte également les accessoires du frein à vide; un levier unique permet d’appliquer à volonté les deux freins simultanément ou le frein à vapeur seul.
- Dans les essais, la vitesse réalisée a été de 72 km avec un poids de 190 t en rampe de 5 mm sur 20 km de longueur.
- Les dimensions de cette machine peuvent être utilement rapprochées de la précédente (n° 951 de l’Ouest), avec laquelle elle a la plus grande analogie ; la comparaison fait ressortir une différence de 2 350 kg de poids adhérent en faveur de cette dernière ; par contre, le foyer de la machine du Nord présente plus de surface de chauffe et de grille.
- Gomme pour là machine de l’Ouest, on s’est ingénié à reproduire les formes extérieures et dispositions en faveur chez les constructeurs d’Outre-Manche.
- LOCOMOTIVES A QUATRE ESSIEUX SANS BOGIE
- I. — Chemins de fer de l’Etat, n° %60L — Constructeur :
- Société Alsacienne, Belfort (col. n° 5 du tableau I, Fig. 5, PL 68).
- La locomotive exposée par les Chemins de fer de l’État est dérivée d’un type depuis longtemps en service, mais dont la puissance a dû être accrue pour assurer 4 traction des trains express de 250 à 260 t sans double traction sur la ligne de Paris-Bordeaux par Saintes.
- Le résultat a été obtenu par une augmentation :
- 1° Du timbre de la chaudière, 12 kg au lieu de 9 kg ;
- 2° De la surface de grille, 1,646 m2 au lieu de 1,3372 m2. .
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- Ces modifications ont conduit à l’adoption d’un quatrième essieu, passant sous l’arrière du foyer ; une machine en service a été transformée dans ces conditions et l’expérience a fait décider la construction de la machine exposée ; elle en diffère cependant par le mécanisme de distribution qui appartient au type « Corliss », et a été imaginé par M. Bonnefond, Ingénieur de la Société des Batignolles. ... ' '< ,
- Les dispositions fondamentales de la machine sont trop connues pour qu’il, soit utile de les rappeler, mais le système de distribution qui permet de profiter des avantages de la marche à* grande détente mérite de fixer l’attention.
- La notice descriptive publiée par le service du Matériel et de la Traction fait ressortir que le mécanisme, bien plus compliqué que le mécanisme ordinaire, s’est admirablement comporté et n’a donné lieu à aucune réparation après 25 542 km de parcours effectué par une machine utilisée aux trains express et omnibus, laquelle a été cotée première au point de vue de la faible consommation du combustible.
- L’application de la distribution Bonnefond, sur le nbuveau type de machine, a donc été le résultat de l’expérience.
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- 11. — Compagnie de Paris à Orléans. N° 101. Constructeur : Ateliers de la Compagnie (col. n° 6 du tableau 1, Fig. 6, PI. 68). ' *
- Les diverses considérations mentionnées à propos des types5 précédents de l’Ouest, du Nord et de l’État, ont présidé à l’étude de cette locomotive qui est appelée à fournir une vitesse de 75 km à l’heure, dans des conditions atmosphériques même défavorables avec des trains de 224 t au minimum.
- On retrouve, en ce qui concerne la stabilité, les dispositions adoptées depuis longtemps par la Compagnie, c’est-à-dire deux essieux accouplés encadrés par deux essieux indépendants, mais la base d’appui a encore été augmentée et portée de 5,700 m à 6,400 m; en outre, les cylindres de 0,450 m de diamètre sont à l’intérieur des roues et espacés seulement de 0,625 m d’axe en axe. Le mécanisme de distribution a conservé la position extérieure avect excentriques calés sur une contre-manivelle en porte-à-faux.
- L’appareil de vaporisation a reçu de vastes dimensions, et le foyer, pourvu du bouilleur Ten-Brink, présente une surface de chauffe directe de 14,19 m2, chiffre le plus élevé de toutes les locomotives françaises exposées.
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- La chaudière est timbrée à 13 kg; elle a une capacité totale de 7,900 mz sur lesquels l’espace réservé à la vapeur est de 3,280 m3, chiffre réalisé par l’emploi d’une boite à feu surélevée et d’un dôme auxiliaire raccordé au dôme contenant la prise de vapeur par un tuyau extérieur de communication. *
- La partie inférieure est munie de deux déjecteurs placés à chaque extrémité et réunis par des tuyaux sur lesquels sont adaptées les boîtes , à clapets d’alimentation.
- Le ciel du foyer, du système Polonceau, est composé par des pièces de cuivre rouge cintrées en arc de cercle et présentant dans le sens transversal une section en U. L’assemblage est fait par les parties relevées qui forment nervures.
- Les bielles d’accouplement sont évidées. La distribution est du type à coulisse renversée de Gooch.
- L’alimentation est assurée par deux injecteurs aspirants du système E. Polonceau, de 9 mm, débitant 110 l par minute à la pression de 10 kg. et pouvant fonctionner avec de l’eau réchauffée jusqu’à la température de 55°.
- Le sablier porte une double boite de distribution actionnée par des hélices à pas contraires montées sur un arbre commun.
- Le tender qui accompagne cette machine est à six roues. La caisse à eau se prolonge entre les roues et contient 14,500 m3. On peut charger 5000 kg de combustible. Le frein peut être actionné par une vis ou par l’air comprimé.
- § II. — Machines avec fonctionnement Compound.
- 1. — Compagnie du Nord. N° 704. Constructeur ; Société alsacienne de Constructions mécaniques (1) (col. n° 7 du tableau 1, Fig. 7, PI. 68).
- Cette machine dérive du type express à quatre roues accouplées de 2,100 m, avec essieu porteur ou bogie à l’avant de la même Compagnie.
- L’adoption du fonctionnement compound avec quatre cylindres dont deux intérieurs à haute pression et deux extérieurs à basse pression, a conduit à remplacer les doubles longerons par des longerons simples intérieurs en acier ; cette disposition a obligé à reporter en dessous des essieux les ressorts de suspension avant et arrière qui étaient primitivement placés au-dessus.
- Comme on voulait faire un essaï comparatif, on a soigneusement (1) Société des Ingénieurs Civils, mai et juillet 1889, octobre 1890, page 563.
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- conservé la chaudière des machines express, tout en cherchant à montrer, par le groupement des organes, que le poids total ne changeait pas sensiblement.
- Les cylindres intérieurs commandent l’essieu du milieu et les cylindres extérieurs celui d’arrière, qui est indépendant du premier, la bielle d’accouplement étant supprimée.
- La distribution intérieure n’a d’ailleurs pas subi de modification sensible et la coulisse est du type Stephenson, la distribution extérieure est du type Walschaërts ; l’ensemble des mécanismes est d’une grande légèreté.
- Les distributions sont rendues solidaires ou indépendantes à volonté, d’après le système Mallet employé dans le deuxième type de machines construites pour le chemin de fer Bayonne-Biarritz; ce système permet toutes les combinaisons de détente pour les deux groupes de cylindres. Le démarrage est facilité par l’admission de la vapeur fraîche au réservoir intermédiaire, constitué par les tuyaux placés dans la boîte à fumée et permettant le réchauffage de la vapeur.
- La chaudière, semblable à celles du même type de machines, a subi une légère augmentation du timbre (porté de 10 à 11 kg) et de la surface de chauffe (de 101 à 103 m2). Le régulateur est formé d’une soupape équilibrée; l’échappement est fixe. Les injecteurs sont du type Friedmann, et, l’un d’eux, de petite section, est destiné à fournir une alimentation à peu près continue en vue de favoriser la régularité de la pression dans la chaudière.
- . L’essieu d’avant est pourvu de boîtes radiales type Webb modifié.
- La machine est munie du frein à vide ; la commande du serrage est installée sous le tender et actionne une transmission à chaînes.
- La machine n° 701, qui est à roues libres, a été l’objet, de la part de la Compagnie du Nord, d’expériences comparatives avec les machines du type express, non Compound, à roues accouplées, faisant le même service; ces expériences ont été poursuivies pendant une période embrassant trois années. La machine n° 701, durant cette période, a consommé 6,6 0/0 de moins de combustible que la machine express dont la consommation a été la plus faible et 16 0/0 de moins que la moyenne de l’ensemble des machines précitées.
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- II. — Compagnie du Chemin de fer de Paris-Lyon-Méditerranée,
- — Constructeur : Ateliers de la Compagnie (1) (col. n° 8 du tableau /,
- Fig.. 8, PL 68).
- L’appropriation au fonctionnement Compound du type de machines à grande vitesse nos 111 à 400, mis en service en 1881 sur le réseau de la Compagnie, a été le point de départ de l’étude de la présente locomotive. Les cylindres sont au nombre de quatre, situés dans le même plan, savoir : deux intérieurs d’admission agissant sur l’essieu coudé moteur d’avant et deux extérieurs de ' détente actionnant l’éssieu droit moteur d’arrière ; comme les machines dont elle dérive, elle est à quatre essieux, dont deux porteurs aux extrémités ; l’accouplement a été conservé.
- La chaudière, timbrée à 15 kg, est entièrement en acier; la boîte à feu est du modèle Belpaire ; le ciel du foyer est armé par des tirants verticaux ; elle est supportée en son milieu par deux bielles venant s’appuyer sur les longerons. Le foyer est muni d’une voûte en briques et d’une porte à registre avec déflecteur.
- Les viroles du corps cylindrique sont assemblées avec rivures longitudinales à doubles couvre-j oints ; toutefois le couvre-joint extérieur n’est pris que par deux des quatre files de rivets ; les tubes sont en fer raboutés en cuivre rouge ; l’alimentation est assurée par deux injecteurs Koerting. Le régulateur est dans un dôme portant deux soupapes à balances.
- La disposition du véhicule, châssis et roues, est la reproduction du type d’origine. Les essieux extrêmes sont munis de plans inclinés avec déplacement latéral ; les essieux accouplés sont munis de boîtes Raymond et Henrard à trois coussinets; la charge est reportée sur ces essieux, de chaque côté, par un ressort unique et une poutre formant balancier.
- Les cylindres extérieurs ou de détente sont munis de soupapes de rentrée d’air pour la marche à régulateur fermé et peuvent recevoir la vapeur de la chaudière pour faciliter le démarrage ; ils comportent les mêmes dimensions que ceux des machines non Compound de même type (0,500 m de diamètre sur 0,620 m de course); les cylindres intérieurs' ou d’admission ont 0,310 m de diamètre et la même course que les premiers.
- Les conduites de communication des deux paires de cylindres passent dans la boîte à fumée en vue d’un réchauffage de va-peur.
- (1) Société des Ingénieurs Civils, juillet 1889, pl. 219.
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- Les distributions sont du type Walschaerts modifié; la coulisse du mouvement intérieur est commandée par un parallélogramme oscillant avec la bielle motrice, ce qui a permis de supprimer l’excentrique et de construire l’essieu coudé en ligne droite entre les deux tourillons. Les tiroirs sont du modèle à double canal.
- Les deux barres de relevage sont actionnées par l’intermédiaire d’une came à l’aide d’une seule manœuvre à vis qui comporte deux contrepoids de vapeur et deux appareils de verrouillage à huile.
- La machine est munie d’un appareil à contre-vapeur et de tous les engins du frein à air comprimé type Paris-Lyon-Méditerranée avec sabots agissant sur les roues accouplées.
- Le tender, du type adopté par la Compagnie pour les locomotives à grande vitesse, est à six roues et contient 16 m3 d’eau et 3000% de combustible.
- L’attelage est à traction rigide et à choc élastique; de plus le ressort de choc du tender pivote autour d’un axe vertical, ce qui donne à l’attelage toute la flexibilité désirable pour le passage dans les courbes.
- Le tender est muni d’un frein à huit sabots agissant sur les essieux extrêmes et actionné, soit par une vis à double écrou Delpech, soit par l’air comprimé.
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- LOCOMOTIVES A TROIS ESSIEUX ACCOUPLÉS
- I. — MACHINES A TENDERS SÉPARÉS
- § 1. —Machines avec fonctionnement Compound.
- I. — Compagnie du Nord, n° 3404. Constructeur ; Ateliers de la Compagnie (1) (col. n° 40 du tableau /, Fig. 9, PI. 68).
- * Cette machine, destinée au service à moyenne vitesse, est montée sur trois essieux accouplés à roues de 1,650 m et un essieu porteur à l’avant npini de boîtes Ed. Roy.
- Elle porte trois cylindres, dont un intérieur à haute pression et deux extérieurs de détente, commandant tous Trois le deuxième essieu accouplé ; ils sont placés en batterie sur la même ligne entre le premier et le deuxième essieu, Le coude manivelle
- (1) Société des Ingénieurs civils, mai et juillet 1889.
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- actionné par le cylindre intérieur est dirigé suivant la bissectrice de l’angle droit formé par les manivelles extérieures.
- • La distribution permet l’introduction directe aux cylindres extérieurs et le fonctionnement comme machine ordinaire. Cette marche est facultative quand on va à l’avant, mais obligatoire quand la machine va cheminée en arrière.
- Le cylindre intérieur, à haute pression, est muni d’une distribution spéciale à deux tiroirs superposés, sans coulisse ; le tiroir principal mû par un excentrique unique a une course invariable ; sur le dos de ce tiroir se trouve un second tiroir ou plaque glissante dont les bords sont obliques par rapport à l’axe transversal; cette direction oblique correspond à celle que prennent, sur le dos du tiroir principal, les lumières dont il est percé ; le mécanicien peut, par une transmission appropriée, imprimer à ce tiroir supérieur un mouvement transversal qui a pour effet, grâce à la direction oblique des lumières, de faire varier la durée de leur ouverture et par suite le degré d’admission»'
- La distribution des cylindres extérieurs est du type Walschaerts, avec changement de marche ordinaire à vis. Les tiroirs sont à pression réduite avec canal Trick. Le cylindre à haute pression a été pourvu d’une chemise en fonte avec enveloppe de vapeur. Le réservoir intermédiaire est formé de chambres faisant corps avec le cylindre intérieur.
- Le foyer, dont le ciel est relié au berceau cylindrique par des tirants, est placé au-dessus de l’essieu d’arrière; il est muni d’une voûte en briques réfractaires. Les soupapes sont à charge directe ; les injecteurs, du système Friedmann, sont d’inégal diamètre, comme sur la machine à grande vitesse. L’échappement est Axe. La chaudière est timbrée à 14 kg.
- La machine est munie d’un frein à vapeur agissant à la fois sur les deux essieux d’arrière de la machine et sur ceux du ten-der. Elle porte également les appareils du frein à vide et la boîte électrique de déclenchement, comme toutes les machines de la Compagnie. <
- Les expériences faites avec cette machine sur les trains de marchandises et mixtes n’ont pas été suffisamment prolongées pour qonduire à une évaluation décisive de l’économie de combustible réalisée. ,
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- II. :— Chemins de fer de l'État, n° 3540. — Constructeur : Cail et Cie 1881 (col. n° 44 du tableau I, Fig. 40, PI. 68).
- Le caractère de cette machine est de présenter une application du fonctionnement Compound, disposition Mallet, au type « Bourbonnais » bien connu. C’est à ce titre qu’elle figurait à l’Exposition.
- La transformation a été faite par les ateliers de Saintes en 1888; le parcours réalisé depuis ce moment et avant envoi à l’Exposition étant seulement de 4 800 km, il n’est pas-possible d’entrevoir les résultats économiques qu’on doit en attendre.
- Le cylindre d’admission conserve les dimensions des anciens cylindres*, soit 0,420 m de diamètre sur 0,600 m de course. Le cylindre de détente a un diamètre de 0,600 m, ce qui donne pour rapport des volumes un chiffre légèrement supérieur à 2.
- La vis de changement de marche actionne un arbre de relevage commun aux deux distributions, mais le levier de relevage de la coulisse du cylindre de détente est fou sur l’arbre et il est commandé par l’intermédiaire d’un renvoi spécial ; ce dispositif a pour but, du moins dans les divers crans voisins du point extrême, de donner au tiroir du cylindre de détente, une moindre diminution de course qü’à celui du cylindre à haute pression.
- Cette machine porte la valve de démarrage du système Mallet.
- § II. — Machines à cylindres de même diamètre.
- I. —Compagnie de Paris à Orléans, n° 4825. — Constructeur : Ateliers de la Compagnie (col. n° 42 du tableau I, Fig. 44, PI. 68).
- Cette machine reproduit un type construit par la Compagnie d’Orléans pour faire le service des trains de voyageurs pesant 125 t et à la vitesse de 50 km à l’heure, sur les lignes à profil accidenté comportant des rampes de 0,020 à 0,025 m.
- Elle est à quatre essieux dont un indépendant à l’avant ;Me troisième essieu accouplé est placé sous le foyer, l’essieu moteur est le deuxième dü groupe.
- Les cylindres placés entre les deux premiers essieux sont extérieurs ainsi que le mécanisme de distribution. Celui-ci est du type Stephenson (coulisse à double flasque) modifié suivant le système Louis Dutheil, qui permet d’obtenir des avances égales comme
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- dans la distribution Gooch et évite en grande partie les perturbations de la distribution dues aux oscillations du châssis : les barres d’excentriques, au lieu d’être articulées directement à la coulisse, agissent sur deux balanciers qui commandent deux bielles articulées à la coulisse. La distribution est faite au moyen de tiroirs oscillants dits «Tiroirs-Pendules» du système EugèneDutheil, réalisant une réduction du frottement résultant de l’emploi des hautes pressions.
- Le foyer est du système Ten-Brink, avec trémie de chargement et bouilleur en cuivre.
- La chaudière, dont le timbre a été porté à 11 kg, est munie de deux dômes réunis par un tuyau de communication, comme dans la machine à grande vitesse de la même Compagnie.
- Les deux viroles d’avant du corps cylindrique sont en acier de 0,013 m d’épaisseur ; le reste de la chaudière est en tôle de fer ; les tubes sont en laiton, *
- Deux soupapes à balances sont placées sur le dôme d’avant et deux soupapes à charge directe sont posées sur la dernière virole.
- L’alimentation est assurée par deux injecteurs du système E. Polonceau.
- Les deux essieux du milieu sont chargés par un ressort commun suspendu à une poutre longitudinale ; les ressorts de l’essieu d’avant sont reliés à l’une de leurs extrémités par un balancier transversal.
- Le passage dans les courbes est facilité par deux dispositifs spéciaux:
- D’une part, les boîtes de l’essieu d’avant, munies d’un double système de plans inclinés, dans deux directions perpendiculaires,
- . permettent -pne certaine convergence de l’essieu ;
- D’autre part, l’attelage avec le tender comporte : 1° des tampons obliques dont les surfaces de contact sont tracées avec un arc de cercle ayant pour centre le milieu de la locomotive; et 2° une barre d’attelage dont l’axe converge toujours vers ce même centre, grâce à l’adjonction d’un galet mobile latéralement, placé sur la machine.
- Enfin, l’usure des boudins des roues d’avant est atténuée par un dispositif qui assure leur graissage dans la partie en contact avec le rail. t
- Les divers accessoires : sablière, robinetterie, etc., sont du même modèle que ceux précédemment mentionnés pour la machine à grande vitesse.
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- Les appareils du frein sont du système Wenger.
- Le tender, à deux essieux contient seulement 6 m3 d’eau, afin de réduire le poids mort au minimum, en vue du service sur les lignes accidentées. Le frein est actionné soit au moyen d’une vis, soit par l’appareil Wenger.
- II. — Machines-Tenders avec cylindres de même diamètre.
- I. — Compagnie de l'Ouest, n° 3533. — Constructeur : Fives-Lille (col. n° 43 du tableau 1, Fig. 12, PI. 68).
- La Compagnie de l’Ouest a étudié et fait construire en 1883-84 des machines-tenders à trois essieux accouplés, destinées au service des voyageurs sur les embranchements à fortes rampes et à courbes de faible rayon. La Compagnie a étendu l’application de ce type en l’appropriant au service des trains de banlieue, no'-tamment sur des sections qui comportent de longues rampes de 15 mm, ainsi que sur la ligne de Paris à Saint-Germain qui se termine par une rampe de 35 mm.
- Pour répondre à ce programme, le diamètre des roués du type primitif a été porté de 1,44 m à 1,54 m, en vue d’atteindre sans inconvénient la vitesse régulière de 60 km à l’heure.
- La machine, à adhérence totale, est portée par trois essieux ; le troisième est placé derrière le foyer, tandis que, dans le type primitif, il passait sous la grille.
- La chaudière est établie sur le même principe qpie celle de la machine express à trois essieux de la même Compagnie précédemment décrite, savoir : boîte à feu renflée, armatures du ciel du foyer longitudinales, boîte à fumée de forme Crampton, régulateur contenu dans le dôme, etc., etc.
- Le foyer est également muni d’une voûte en briques et la porte forme déflecteur. -
- Les cylindres sont intérieurs et inclinés à 12 0/0, Les deux tiroirs sont placés en dessous dans' une boîte à vapeur commune. La distribution intérieure est du type Stephenson avec coulisse à deux, flasques. ,
- Le châssis est intérieur aux roues.
- La machine est alimentée par deux injecteurs Friedmann.
- Afin de simplifier les formes extérieures et de faciliter le nettoyage, l’enveloppe de la chaudière n’épouse pas le renflement du
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- foyer; il en résulte un certain vide dans lequel on a pu loger la sablière et aussi la partie extérieure des tuyaux de prise de vapeur, comme dans la machine express déjà citée.
- Les caisses à eau n’ont pas été prolongées jusqu’à l’avant de la machine, afin de permettre la visite du mécanisme; la visite des pistons est facilitée, d’autre part, par la mobilité de la traverse d’avant qui est montée à charnières. Les soutes à charbon ont été reportées à barrière.
- L’abri est clos dans les deux sens de la marche.
- La machine est munie d’un frein à vis à six sabots (un sabot par roue), qui peut être mû également par les appareils Westinghouse.
- IL — Compagnie de l'Est, n° 648. — Constructeur : Ateliers de la Compagnie (col. n° 44 du tableau l, Fig. 43, PL 68).
- Le type des locomotives-tenders auquel appartient la machine exposée a été créé par la Compagnie de l’Est en 1880, dans le but de remorquer des trains de 24 voitures à une vitesse effective de 45 km à l’heure sur les rampes de 6 à 7 mm des lignes de banlieue et à la vitesse de 60 km sur les rampes au-dessous de 4 mm.
- \ La machine n° 618, en service depuis 1881, avait déjà parcouru 303 000 km avant son entrée à l’Exposition.
- Elle est montée sur quatre essieux dont trois accouplés, à roues de 1,560 m, placés sous le corps cylindrique et un essieu porteur sous le foyer.
- Le châssis est extérieur aux roues ; il existe, en outre, un lon-geronnet intérieur chargeant le milieu de l’essieu moteur par l’intermédiaire d’un petit ressort.
- La chaudière est du type Crampton ; le ciel du foyèr est armé par des fermes transversales. Les tubes sont en acier doux et portent 0,040 m de diamètre extérieur. Des expériences ont montré qu’il était avantageux de réduire le diamètre des tubes qui était primitivement de 0,049 m.
- La chaudière porte sur le dôme deux soupapes Adams à charge directe ; elle est alimentée par deux injecteurs Friedmann, avec robinets système Benoist. Le régulateur, à simple tiroir horizontal, est en dehors du dôme, dans une boîte de forme dite « Crampton ».
- L’essieu porteur est pourvu d’un jeu latéral, réglé par des plans
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- inclinés. Les huit ressorts extérieurs des quatre essieux sont reliés par quatre balanciers longitudinaux.
- Les cylindres sont placés intérieurement aux roues ainsi que la distribution, qui est du type Stephenson avec coulisse à double flasque.
- Toutes les garnitures des tiges de pistons et de tiroirs sont métalliques, soit à copeaux de métal antifriction, soit du système Kubler à bagues antifriction à section triangulaire. .
- L’eau d’alimentation est contenue dans la caisse de droite et dans la partie avant de celle de gauche, à l’arrière de laquelle se trouve la soute à combustible.
- Le frein à six sabots agit sur les trois essieux d’arrière ; il est manœuvré à volonté, soit par les appareils Westinghouse, soit par une manivelle agissant sur un cric à crémaillère.
- L’abri, disposé pour les deux sens de la marche, est pourvu de volets à coulisses à l’arrière et de fenêtres pivotantes à l’avant.
- III. '— Chemin de fer d'Achiet à Bapaume. Constructeur : Anciens Etablissements Cail(Fig. 44. PI. 68).
- Cette petite machine, qui pèse environ 30 t en service, appartient à la catégorie très répandue des machines à six roues accouplées avec foyer en porte-à-faux.
- Les cylindres sont extérieurs ainsi que les boîtes à tiroirs et le mécanisme ; les longerons sont intérieurs.
- La chaudière est de forme Crampton avec dôme de prise de vapeur.
- Les soutes à eau et à charbon sont latérales et vont jusqu’à l’avant de la machine qui est munie d’un frein à vis.
- III
- LOCOMOTIVES A QUATRE ESSIEUX ACCOUPLÉS
- § I. — Locomotives avec fonctionnement Gompound.
- /. — Compagnie du Nord, n° 4*133. Modification : Ateliers de la Compagnie, à Eellemmes (1) (col. n° 4o du tableau I, Fig. 46, PI. 68).
- Cette machine est une transformation du type à 4 essieux
- (1) Société des Ingénieurs Civils, mai 1889, p. 845. .T
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- accouplés adopté par la Compagnie du Nord, depuis 1867 ; les cylindres égaux de 0,500 m de diamètre ont été remplacés par deux groupes de cylindres en « tandem » ayant 0,660 m et 0,380 m de diamètre et fonctionnant dans le système Woolf avec un rapport de volume égal à 3.
- L'excès de charge à l’avant est compensé par l’addition d’une traverse de 3 t h l’arrière ; le poids de la machine est au total augmenté de 7 h
- Les longerons ont été modifiés à la demande de cette installation.
- Les deux cylindres sont fondus d’une seule pièce avec ‘cloison de séparation pleine. Le grand piston placé à l’avant est muni de deux tiges qui passent de part et d’autre et en dehors du petit cylindre, disposition qui permet d’avoir des presse-étdupes extérieurs. Les trois tiges s’assemblent sur une même crosse.
- La boîte à vapeur surmonte les deux cylindres et ne contient qu’un seul tiroir disposé pour la double distribution.
- Des soupapes de rentrée d’air sont installées sur les couvercles des boîtes à vapeur, en vue de la marche à régulateur fermé.
- Une prise de vapeur spéciale permet l’admission directe aux grands cylindres.
- Des essais comparatifs faits en 1888 par la Compagnie du Nord entre une machine ordinaire et une machine transformée du type ci-dessus, ont fait ressortir’, en faveur de cette dernière, une économie de combustible de 20 à 25 0/0 lorsque les charges remorquées étaient les mêmes et une économie qui atteignait encore 12 0/0 lorsque la machine transformée remorquait une charge correspondant à son adhérence plus considérable, soit de 12 0/0 supérieure à celle remorquée par la machine ordinaire.
- II, — Cie du chemin de fer P.-L.-M., n° 4301 (I). Constructeur : Ateliers de la Compagnie (col. n° 16 du tableau I, Fig. 17, PL 68).
- Cette machine dérive du type à 4 essieux accouplés en service sur le réseau de la Compagnie. '
- Les diverses modifications, nécessitées en partie par l’addition du mécanisme intérieur, sont les suivantes : surélévation de la chaudière ; foyer, du type à ciel plat, qn saillie latéralement à Carrière des roues du dernier essieu et prolongé au-dessus de cet
- (1) Société des Ingénieurs Civils, juillet 1889, pl. 219. ' - ; .
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- essieu ; le corps cylindrique se trouve par suite raccourci d’environ 1,200 m et le dôme est reporté sur la virole d’arrière.
- L’adaptation du système Compound a été faite exactement d’après les mêmes principes que dans la machine à grande vitesse déjà décrite, c’est-à-dire par l’addition de cylindres intérieurs d’admission de 0,360 m de diamètre commandant le second essieu, qui est coudé ; les cylindres extérieurs conservant le diamètre primitif de 0,540 m, ces derniers actionnent le troisième essieu ; l’accouplement entre tous les essieux a été maintenu.
- La chaudière, les tubes et le foyer présentent dans leur construction les particularités signalées à propos de la machine à grande vitesse-.
- Le châssis est intérieur. Les essieux extrêmes ont un déplacement transversal de 25 mm de chaque côté, comme dans le type primitif, et les boîtes des deux- essieux moteurs sont du système Raymond et Henrard.
- La vapeur subit un réchauffage dans la boîte à fumée pendant son passage Centre les deux groupes de cylindres ; on peut effectuer l’admission aux cylindres de détente, afin de'faciliter le démarrage.
- Les distributions sont du système Walschaërts et la manœuvre du changemeqt de marche porte les mêmes dispositifs que dans la machine à grande vitesse. La machine est également munie de la contre-vapeur et des engins du frein à air comprimé type P.-L.-M. qui actionne quatre sabots agissant sur les roues motrices.
- La locomotive est accompagnée d’un tender à deux essieux muni du même mode d’attelage et du même système de frein que celui de la machine à grande vitesse.
- § II. — Locomotives à cylindres de même diamètre.
- X ,
- Compagnie du Midi, n° 2044. — Constructeur : le Creusot (col. n° 47 du tableau /, Fig. 48, PI. 68).
- Cette machine appartient à une série dont la première locomotive, construite en 1873, figurait^ l’Exposition de Vienne ; la Compagnie du Midi a adopté ce type pour l’exploitation de ses lignes de montagnes dont les rampes atteignent 33 mm avec des courbes descendant à 250 m de rayon.
- Le foyer est en porte-àffaux à l’arrière du dernier essieu, et le mécanisme est entièrement à l’extérieur, i
- La boîte a-feu forme le prolongement du corps cylindrique ; le berceau est réuni aux parois latérales par une pièce spéciale en
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- fer forgé qui supporte les armatures transversales du foyer. Les soupapes, trois à charge directe, sont placées sur le dôme et sur bine co'lonnette spéciale à l’arrière.
- Le régulateur, placé dans le dôme, à l’avant de la chaudière, est à double tiroir.
- Il est à remarquer que la machine exposée ne contient que 217 tubes de 53 mm, au lieu de 270 de 50 mm, nombre primitif ; - la surface de chauffe tubulaire extérieure se trouve réduite de ce chef d’environ 30 m2.
- La distribution est du type Stephenson. La coulisse commande le tiroir par l’intermédiaire d’une fausse tige.
- Les pistons sont en bronze et à contre-tige.
- Les bielles d’accouplement extrêmes sont raccordées à la bielle médiane par une double articulation verticale et horizontale facilitant le jeu latéral des essieux extrêmes dans le passage en courbes.
- Le châssis est intérieur aux roues; les ressorts des deux premiers essieux sont intérieurs au châssis; ceux des deux derniers . sont reportés à l’extérieur au moyen d’une poutre transversale ; de plus, ces ressorts sont reliés par des balanciers longitudinaux.
- L’alimentation est assurée par un injecteur et une pompe.
- IV
- LOCOMOTIVES DIVERSES
- I. — Compagnie du Nord, n° 2035. — Constructeur : Ateliers de la Compagnie (col. n° 9 du tableau 1, Fig. 49, PL 68).
- La Compagnie du Nord avait déjà exposé en 1878 une machine de manutention à chaudière verticale avec tubes du système Field; 34 machines ont été successivement construites et réparties entre plusieurs gares du réseau.
- La disposition de cette chaudière, ainsi que celle du moteur Brotherhood, actionnant la manœuvre du treuil, ont donné lieu à certaines sujétions d’entretien dans les gares éloignées des ateliers, sujétions auxquelles on a remédié dans l’étude du modèle nouveau mis en service en juillet 1888.
- La chaudière est du type horizontal ordinaire; la surfacevde chauffe, de 9,30 m2 dans le type primitif, est de 11,90 m2 dans le type actuel, et le timbre est passé de 9 à 10 kg. V . y.7
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- Les cylindres propulseurs, mis à l’arrière, ont conservé leurs dimensions; le moteur Brotherhood et ses engrenages ont été remplacés par deux cylindres de mêmes dimensions que les cylindres propulseurs agissant sur des manivelles à angle droit qui actionnent directement l’arbre du treuil.
- Des dispositions sont prises pour éviter la projection des escarbilles sous les balles, aussi bien par la cheminée que par le cendrier; à cet effet, la vapeur des cylindres de propulsion échappe directement à l’air libre.
- Le treuil est muni d’un câble en acier de 14 mm de diamètre et disposé pour permettre la traction dans presque toutes les directions horizontales, ainsi que la remorque dite « à la pro-longe ». v
- IL — Compagnie du Nord, n° 426. — Constructeur : Derosne et Cail (système Crampton). N° 443. — 484-9 (Fig. 20, PI. 68).
- Cette machine appartient à la première série des locomotives Crampton, construite en France dans les ateliers Derosne et Cail, d’après des études auxquelles ont collaboré MM. Petiet, Nozo, Houel et Caillet. 1
- Depuis sa mise en service, elle a parcouru 1 101 425 km et les réparations d’entretien courant qu’elles a subies lui ont conservé sa;forme d’origine. On a fait, toutefois, les additions ou modifications suivantes : sablière, traverse en fonte à l’arrière, jette-feu à vis, frein à vis puis à vide, pompes remplacées par des injec-teurs, levier de changement de marche remplacé par une vis avec volant de manœuvre, etc. *
- III. — Ateliers Cail.— Constructeur : Anciens Etablissements Cail (système de Bange). (Fig. 24, PI. 68).
- La machine exposée a été obtenue par transformation d’une locomotive d’atelier à quatre roues, afin de . servir à la démonstration et à l’essai du principe sur lequel repose le système de Bange.
- La nouvelle machine a quatre essieux qui restent parallèles, mais les moyeux des roues sont munis d’un dispositif qui permet aux corps de roues de se mettre normalement à la courbe. Des boutons sphériques permettent aux bielles de prendre les positions nécessaires, en outre, ces boutons entraînent les roues par l’intermédiaire de ressorts en spirale placés dans le plan de la
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- j4 ,
- roue et dont la fonction est de parer aux petites'différences de déplacements angulaires qui peuvent se1 produire dans la circulation en courbe.
- 1
- CHAPITRE II
- Par M. M. DEMOULIN
- ETRANGER
- ‘ AVANT-PROPOS ,
- ? 1 Les sections étrangères comptaient 16 locomotives qui se répartissent, comme nationalités, exposants,.services, etc., ainsi que l’indiqué le tableau ci-dessous : ^ 6
- *I« — Par nationalité.
- PAYS EXPOSANTS PROPRIÉTAIRES SERVICES ESSIEÜX aCC. TOTAL
- BELGIQUE^ Carels. Cockerill. | Haine-Saint-Pierre. ^ Marcinelle Couillet. I 'a La Métallurgique. État-Belge. n Gde Vit630 3 ess. » 4 » 3) 4 J> Marchses 3 » » 3 » 2 2 3 1 3 3 / > 8
- Société de St-Léonard. j % État-Belge. Machines-tenders 3 1 -,
- Société de la Meuse. 1 d’embr13 3 ess. 3* 1 * ’•
- 1 ** Grand Central. » Grand Central. t Marchse“ 4 ess. **
- ‘ GRANDE-( Midland. ^ Midland. G.V.bogie4 ess. Roues libres '
- South-Eastern. South-Eastern. » >2
- BRE- TAGNE i London-Brighton. London-Brighton. ' G. V. 3 essieux. 2 >• 4 •
- Neilson. Nord-Est Argentin. Marchscs 3 ess. 3
- * Méditerranée. Méditerranée. G.V. bogie 4 ess. 2
- ITALIE (Méridionaux (Adriatique) Adriatique. 2 ( 3
- Méditerranée. Miani Silvestri. Gf° Vit530 5 ess. 3 i
- SUISSE Winterthur. J ura-Berne-Lucerne Voy. bissel A essieux 3 1
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- II. — Par nature de service.
- Les 16 locomotives ci-dessus, groupées par nature de service, sans distinction de pays, se divisent de la façon suivante :
- I. — Machines à grande vitesse pour profils ordinaires.
- a — A bogie et à roues indépendantes (Midland).......................... 1
- b — A bogie et à 4 roues accoupl. (South-Eastern, Méditerranée, Adriatique).. 3
- c — A4 essieux et 4 roues accouplées (Cockerili)........................ 1
- d — A3 essieux et 4 roues accouplées (Carels, Brighton)................. 2
- ---- 7
- II. — Machines à voyageurs pour profils accidentés.
- e — A bogie, et 6 roues accouplées (Miani Silvestri).................... 1
- f — A essieu radial et 6 roues accouplées (Haine-Saint-Pierre).......... 1
- g — A bissel et 6 roues accouplées (Winterthur)......................... 1
- * — 3
- III. — Machine à marchandises.
- h — A 6 roues accouplées (Couillet, Métallurgique, Neilson).......... 3
- t 3
- IV. — Machine-tender pour marchandises. i — A 8 roues accouplées (Grand Central Belge).................. 1.
- i . -----% 1
- V. — Machine-tender pour lignes d’embranchements.
- j — A 6 roues accouplées (Saint-Léonard, la Meuse)................... 2
- , . ------------------------------------------------------------------- 2
- Total général........................... 16
- i, i ==*
- La description qui va suivre sera faite suivant l’ordre de groupement par services indiqué ci-dessus.
- . „ I
- LOCOMOTIVES A GRANDE VITESSE POUR PROFILS ORDINAIRES
- a. Locomotive à bogie, à roues motrices indépendantes.
- I. — Grande-Bretagne. — Compagnie du Midland, n° 4858 (col. n° 4 du tableau Jl, Fig. 4, PL 69).
- Constructeur : Ateliers de la Compagnie, à Derby.
- Cette machine est la seule à roues indépendantes qui figure à l’Exposition," elle a été construite sur les plans4 de M. Johnson, le Locomotive superintendant du Midland Railway.
- Les cylindres et le mécanisme sont intérieurs, les longerons sont doubles.
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- Véhicule. — L’axe de figure du bogie est placé à quelques centimètres en ayant de l’axe de la cheminée.. Ce bogie est à longerons intérieurs et à déplacement latéral contrôlé par des ressorts à boudin.
- Les longerons de la machine sont doubles, comme nous l’avons dit ; ils portent des boîtes doubles pour l’essieu moteur et extérieures pour l’essieu porteur . Les longerons intérieurs ne sont pas découpés pour le passage des roues du bogie ; ils sont seulement à cet effet rentrés vers l’avant.
- Les roues motrices ont un diamètre de 2,286 m.
- Vaporisation.. — La chaudière est à foyer profond et à tubes courts. La boîte à feu et la boîte à fumée sont dans le prolongement du corps cylindrique; ce dernier est composé de trois viroles télescopiques. La virole du milieu porte un dôme de faible volume qui contient le régulateur et porte deux soupapes à balances.
- Le foyer est muni d’une voûte en brique et d’une porte à déflecteur. La grille est légèrement inclinée.
- Mécanisme. — Les cylindres, intérieurs et horizontaux, sont placés immédiatement au-dessous de la boîte à fumée ; les tiroirs, verticaux, sont compris entre les cylindres.
- Les glissières doubles sont supportées par une entretoise en acier coulé qui porte aussi les guides des tiges de tiroirs. ,
- Les coulisses sont du type Stephenson, leurs colliers d’excentriques sont en fonte et très larges.
- Accessoires. — Régulateur à tringle de manœuvre intérieure, injecteurs verticaux Gresham et Graven placés contre la partie arrière de la boîte à feu, sablière à vapeur, frein à vide automatique et à vapeur, changement de marche à vis.
- Tender. — Cette locomotive est accompagnée par un tender à six roues du type ordinaire de la Compagnie.
- i
- b. Locomotives à bogie à quatre roues accouplées.
- I. — Grande-Bretagne. — Compagnie du South-Eastern, n° MO. — Constructeur : Ateliers de la Compagnie, à Ashford (col.n0 i du tableau 11, Fig. 2, PI. 69).
- Cette machine appartient à un type créé il y a quelques années déjà par M. J. Stirling, Ingénieur en chef de la Compagnie, pour remorquer les trains express de Londres à Douvres. C’est une lo-
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- comotive à quatre roues accouplées à cylindres et châssis intérieurs.
- Véhicule. — Les longerons ont 25 mm d’épaisseur ; ils ne sont pas découpés à l’avant pour le passage des roues du truck, mais légèrement infléchis vers l’intérieur à cet effet. Le bogie ne comporte qu’un déplacement latéral (18 mm) contrôlé par une sorte de parallélogramme et des rondelles en caoutchouc.
- Les ressorts des roues accouplées sont placés sous les boîtes; ceux du bogie sont situés au-dessus des essieux et ne comportent aucun balancier.
- Pour une machine à bogie ayant d’aussi grandes roues, l’em-patement est relativement faible (6,44 m).
- Chaudière. — La chaudière est du type anglais ordinaire : foyer profond du genre Crampton, tubes courts, boîte à fumée en saillie.
- Il n’y a pas de dôme, la prise de vapeur se fait dans un tuyau crépine comportant un régulateur placé dans la boîte à fumée et commandé par un double levier horizontal. Les soupapes de sûreté, du type Ramsbottom, sont directement placées sur le corps cylindrique par le travers de l’essieu moteur.
- Yoûte en briques dans le foyer.
- Les prises de vapeur du sifflet et des injecteurs sont branchées sur une colonnette commune placée au-dessus de la boîte à feu.
- Mécanisme. — Les cylindres sont intérieurs ainsi que tout le mécanisme. Les tiroirs placés entre les cylindres sont commandés par des coulisses de Stephenson à une flasque. Les glissières doubles sont maintenues un peu en avant de leur extrémité postérieure par une plaque entretoise des longerons.
- Les têtes de bielles sont du type Sharp, à chapes ; les colliers d’excentriques sont en fonte. Le relevage est effectué par une manœuvre à vapeur composée de deux cylindres, l’un à vapeur, l’autre à eau pour le verrouillage. Ces deux cylindres sont placés en tandem l’un au-dessus de l’autre, verticalement à côté de l’arbre de relevage"qui passe sous les longerons. La commande se fait de la plate-forme au moyen de tringles. Un index placé sous les yeux du mécanicien indique à ce dernier la position des coulisses. Cet appareil, dû à M. Stirling, a été placé tout d’abord sur les machines du Glascow and South Western.
- Accessoires. — Injecteurs non aspirants placés sous le tablier à barrière, sablière à vapeur, frein >à vide automatique, abri fermé sur le côté et cintré en forme de berceau.
- Bull.
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- Tender. — Cette machine est accompagnée par un tender à six roues et à longerons extérieurs dont la caisse est placée entre les ressorts.
- II. — Italie. — Compagnie du Chemin de fer de la Méditerranée, n° 4704. Giovanna d’Arco.— Constructeur : Ateliers de la Compagnie à Turin (col. n° 5 du tableau II, Fig. 3, PL 69).
- Les trains express des grandes ligues du réseau italien de la Méditerranée devenant de plus en plus lourds, les chaudières des machines à trois essieux et à quatre roues accouplées de 2,100 m se montraient insuffisantes et il était indispensable de recourir à un quatrième essieu. D’autre part, la Compagnie possédait déjà pour les lignes du littoral, à profil accidenté, des machines à quatre roues accouplées de 1,820 m de diamètre et à bogie dont un spécimen avait figuré à l’Exposition de 1878 ; la direction du matériel a combiné ces deux modèles dans la machine exposée « Giovanna d’Arco » qui présente une puissante chaudière montée sur quatre roues accouplées de 2,100 m de diamètre et sur un bogie à l’avant. Les cylindres sont extérieurs (1).
- D’après l’exposant, ces machines sont destinées à remorquer des trains de 160 t à 80 km à l’heure sur des lignes presque en palier, ou de 120 t à 50 km sur des rampes de 0,01 m.
- Véhicule. — Les longerons sont intérieurs. Les ressorts des essieux accouplés sont placés au-dessous des boîtes, et des rondelles en caoutchouc sont interposées entre le longeron et les tiges dépréssion des extrémités des ressorts. Les quatre ressorts du bogie sont placés au-dessus des boîtes également avec interposition de rondelles en caoutchouc. Le pivot du bogie est sphérique et supporte toute la charge: le mouvement de roulis est combattu par des ressorts en hélice placés au droitdes longerons; il existe en ' outre un jeu transversal de 0,02 m réglé par des menottes inclinées. Les essieux du bogie ont, en outre, un jeu transversal de 0,0075 m dans leurs coussinets.
- Vaporisation. — Le foyer passe au-dessus de l’essieu d’arrière et.sa grille inclinée est munie d’un jette-feu à vis. La boîte à feu est-.de la forme ordinaire non renflée avec berceau cylindrique, le ciel du foyer étant consolidé par des entretoises verticales. Le corps6 cylindrique est composé de deux viroles seulement. La
- (i)jSpçieté des Ingénieur Civils. Bulletin de février 1880. Rapport de M. Douau, p. 172. Locomotive pour la Haute-Italie; lignes administrées par l’Etat, à cette époque. Le dessin de cette machine a été donné dans la Revue Générale, août 1879.
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- boîte à fumée, de forme Grampton, est munie d’une trémie pour vider les escarbilles. La cheminée tronconique pénètre dans la boîte à fumée jusqu’au niveau de la rangée supérieure des tubes et néanmoins encore au-dessus de l’échappement qui est variable.
- Le dôme contient le régulateur à double tuile et est surmonté de soupapes à balances; des soupapes à charge directe sont placées sur la boîte à feu.
- Mécanisme. — Les cylindres extérieurs et horizontaux sont surmontés de boîtes à tiroir dont l’axe est incliné. La distribution a son mécanisme extérieur du modèle Gooch, avec coulisse à simple flasque, tiroir à canal, changement de marche à vis et à volant.
- Les bielles sont à clavettes ; la grosse tête de la bielle motrice est à chape.
- Accessoires. — Souffleur en couronne; abri complet; injecteur Friedmann ; frein à air comprimé agissant sur les quatre roues accouplées; sablière à vapeur du modèle Gresham.
- Tender. — Le tender qui accompagne cette machine est à six roues, ses caisses contiennent 10 m3 d’eau. Le frein est actionné par une vis, ou par les appareils à air comprimé.
- III. — Italie. — Compagnie des Chemins de fer Méridionaux (Adriatique), n° 4 S 59. — Constructeur : Ateliers de la Compagnie à Vérone (col. n° 6 du tableau II, Fig. 4, PL 69).
- L’administration des Chemins de fer Romains et la Compagnie des Chemins de fer Méridionaux avaient presque simultanément, vers 1882, fait construire chacune un modèle de locomotive express à bogie et à cylindres extérieurs ne différant que par des détails de construction. Lorsque la Compagnie des Méridionaux fut appelée à exploiter le réseau de l’Adriatique, elle devint propriétaire des machines express à bogie des Chemins Romains, et la direction du matériel fît étudier une nouvelle machine qui a emprunté quelque chose aux deux autres, mais qui de plus comprend certaines particularités imitées des machines américaines, telles que : bogie pendulaire, glissières de cylindres uniques, excentriques et coulisses à l’intérieur du châssis commandant les tiroirs placés au-dessus des cylindres.
- Véhicule. — Les longerons sont intérieurs. Les ressorts des essieux accouplés sont en dessous des boîtes et reliés par des équerres ou mouvements de sonnette formant balanciers. Les
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- ressorts du bogie, au nombre de deux, un de chaque côté, agissent sur les boites par l’intermédiaire d’une poutre longitudinale à double flasque.
- Le bogie possède un jeu latéral contrôlé par des menottes inclinées.
- Vaporisation.— Le foyer passe au-dessus de l’essieu d’arrière et sa grille est munie d’un jette-feu avis. La boîte, à feu est de la forme ordinaire non renflée, avec berceau cylindrique; néanmoins le ciel du foyer est consolidé par des entretoises verticales : les deux premières rangées sont montées de manière à permettre la dilatation verticale du foyer. Le corps cylindrique est composé de deux viroles seulement. La boîte à fumée, de forme Crampton, est prolongée bien au delà de la cheminée, comme dans certaines locomotives américaines. Une trémie sert à vider les escarbilles. La porte de la boîte à fumée est ronde. La cheminée se prolonge dans la boite à fumée. Le régulateur à tringle intérieure est contenu dans un dôme qui porte une soupape à balances; une soupape à charge directe genre Ramsbottom est placée sur le foyer.
- Mécanisme. — Les cylindres extérieurs et horizontaux sont surmontés des boîtes à tiroirs. La distribution intérieure du système Stephenson, à coulisse simple, actionne les tiroirs par l’intermédiaire d’un arbre de renvoi ; les excentriques sont reliés à la coulisse d’un seul côté seulement pour laisser libre le côté du levier de l’arbre de renvoi. Le changement de marche est à vis et à manivelle. Les bielles d’accouplement sont à têtes rondes età bagues. Les barres d’excentriques sont venues de forge avec la partie antérieure du collier.
- Accessoires. — La machine est munie des accessoires usités tels que : souffleur en couronne, échappement variable, abri complet éclairé par une lanterne fixée à la toiture, injecteurs Friedmann, frein à vide agissant sur les quatre roues accouplées.
- Tender. — La machine était accompagnée par un tender à six roues portant 10 400 litres d’eau. Le frein est actionné par une vis ou par le frein à vide.
- c, — Locomotive à quatre essieux, dont deux accouplés.
- I. — Belgique. — État-Belge.
- Constructeur: Cockerill,à Seraing (col. n° 7 du tableau II. Fig. 5, PI. 69).
- Cette machine, d’un type nouveau, est destinée à remorquer les trains express sur les lignes à profil peu accidenté.
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- Les longerons sont extérieurs et le mécanisme intérieur. Les quatre roues accouplées sont comprises entre les deux essieux porteurs.
- Véhicule. — Les ressorts, très longs, sont du type ordinaire de l’État belge, sans flèche de fabrication. La suspension est effectuée sur trois points, de la manière suivante : des balanciers longitudinaux relient, de chaque côté, les ressorts des essieux moteurs et accouplés à ceux des roues porteuses correspondantes; en outre, les deux balanciers d’avant sont articulés aux extrémités d’un balancier transversal.
- Vaporisation. — Gomme dans toutes les machines récentes de l’État belge, le foyer, du type Belpaire, est extrêmement long et plat. Il est destiné à brûler des menus de qualité inférieure. La partie postérieure de ce foyer déborde les roues accouplées et atteint en cet endroit, à la base, une largeur intérieure de 2,16 m.
- Le jette-feu se trouve à l’avant de la partie élargie du foyer; la grille est légèrement inclinée.
- Le corps cylindrique est formé de deux viroles assemblées bout à bout au moyen de couvre-joints extérieurs. Le dôme qui renferme le régulateur est placé à l’avant.
- Les tubes sont en fer, les soupapes de sûreté à charge directe sont placées au-dessus de la boîte à feu; la boîte à fumée est dans le prolongement du corps cylindrique et allongée vers l’avant suivant une mode américaine; la cheminée est carrée à grande section.
- Mécanisme. — Les cylindres sont intérieurs et horizontaux ; les tiroirs sont placés sur le côté, vers le haut, et sont inclinés transversalement. Distribution par coulisses Walschaërts.
- Accessoires. — Régulateur à tringle de manœuvre intérieure ; changement de marche aidé par un cylindre à vapeur ; frein Westinghouse; abri très complet.
- d. — Locomotives à trois essieux, dont deux accouplés.
- 1. — Belgique. — État belge.
- Constructeur : Carels, à Gand (col. n° 2 du tableau H, Fig. 6, PI. 69).
- Cette machine est destinée à remorquer les express sur des lignes à profil accidenté; elle est à cylindres intérieurs et à châssis extérieur. L’un des essieux accouplés passe sous le foyer.
- Véhicule. — Les longerons sont extérieurs, mais, comme dans la plupart des locomotives de l’État belge, il existe un longeronnet
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- central allant de l’avant du foyer au massif des cylindres et qui porte une boîte à graisse pour l’essieu moteur. Ce longeron est fixé sur la boîte à feu au moyen d’une tôle d’acier de 10 mm d’épaisseur disposée de champ de manière à présenter une certaine élasticité pour se prêter à la dilatation.
- Les ressorts sont du type Belpaire sans flèche initiale, ils ont 1,50 m de longueur. Ceux des roues avant et motrices sont réunis par un balancier. Le réglage des différents ressorts se fait sur la chandelle de pression même, au moyen d’écrous et de contre-écrous.
- Valorisation. La chaudière appartient au type belge à grand foyer et tubes courts. Le foyer est du système Belpaire et présente une longueur de 3 m. La grille, légèrement inclinée, est composée de barreaux en fer très minces et très rapprochés ; elle est munie d’un jette-feu à l’avant.
- Les deux premiers rangs d’entretoises du ciel du foyer du côté des tubes sont articulés pour permettre la dilatation.
- Le corps cylindrique est formé de trois viroles assemblées bout à bout.
- La boîte à fumée est en saillie sur le corps cylindrique.
- La prise de vapeur se fait dans un dôme placé vers le milieu du corps cylindrique ; le régulateur à tringle de manœuvre horizontale et intérieure est situé dans la boîte à fumée. Les soupapes, à charge directe, du système Wilson, sont placées au-dessus du foyer.
- Mécanisme. — Les cylindres intérieurs sont aussi rapprochés l’un de l’autre que possible et leurs tiroirs sont placés à 45° environ dans le sens transversal, vers le haut des cylindres. Leurs couvercles sont facilement accessibles du dehors.
- * La distribution est du système Walschaërts ; elle commande des tiroirs Trick à doubles orifices.
- Le changement de marche, du système Stirling, est tout à fait semblable à celui du South Eastern Railway, décrit plus haut. Toutefois, les cylindres à huile et à vapeur sont placés dans l’abri, horizontalement, à droite.
- Les glissières sont doubles, les coulisseaux étant placés sous les crosses et un peu en arrière, de manière que la résultante due à l’obliquité des bielles, au moment où la vitesse du piston est la plus grande, vienne diminuer le poids de ce dernier et atténuer ainsi l’usure du cylindre.
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- Accessoires. — Alimentation par deux injecteurs verticaux non aspirants placés sous la plate-forme du mécanicien, entre les deux longerons; refoulement par des chapelles placées contre la face arrière de la boite à feu ; robinetterie à l’intérieur de l’abri et entièrement dissimulée; échappement annulaire variable, système Boty ; frein Westinghouse; sablière sous les longerons.
- 11. — Grande-Bretagne. — Compagnie du London Brighton and South
- Coasts, n° 189 (Edouard Blount). Constructeur : Ateliers de la Compagnie, à Brighton (col. n° 8 du tableau II, Fig. 7, PI. 69).
- Cette locomotive, construite sur les plans de M. W. Stroudley, Ingénieur en chef, est à quatre roues accouplées sur l’avant ; l’essieu porteur arrière passe sous la partie postérieure du foyer dont la grille est inclinée à cet effet. Les longerons et les cylindres sont intérieurs.
- Véhicules. — Les longerons sont en acier Siemens-Martin et les boîtes à huile en acier fondu. Les ressorts sont placés sous les essieux ; ceux du milieu sont à spirale.
- Les bandages sont en acier ; les boudins des roues motrices sont amincis pour faciliter le passage de la machine dans les courbes munies de contre-rails.
- Les boutons des manivelles d’accouplement sont calés dans le même sens que les manivelles motrices pour diminuer l’ovalisation des fusées.
- Vaporisation. — La chaudière est à tubes courts et à foyer pn> fond ; ce dernier est du type Grampton ; la boîte à fumée est dans le prolongement du corps cylindrique.
- Le corps cylindrique est composé de trois viroles assemblées télescopiquement. Les tubes en acier sont légèrement cintrés suivant leur longueur pour faciliter la dilatation.
- Le foyer est en cuivre rouge. La plaque tubulaire avant est en acier et emboutie. Les parois latérales du foyer sont munies, vers l’avant, d’un empochement qui permet la mise en place de quelques tubes supplémentaires.
- Le dôme, de petites dimensions, est en fonte, et placé à l’arrière du corps cylindrique. Il contient le régulateur à tringle de manœuvre intérieure et porte deux soupapes.
- Une voûte en briques existe dans le foyer.
- Mécanisme. — Les cylindres sont coulés d’une seule pièce avec
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- leurs boîtes à tiroirs placées au-dessous, l’échappement se faisant au centre. Les pistons, en bronze, sont de forme tronconique et fixés sur leurs tiges par un assemblage à cône et écrou, afin de faciliter leur démontage.
- Les glissières doubles sont supportées un peu avant leur extrémité arrière par une plaque en acier formant entretoise et supportant les guides des tiges de tiroirs.
- Les bielles motrices ont des têtes à paliers.
- Les poulies d’excentriques sont coulées par paires et au lieu d’être clavetées sur l’essieu sont maintenues en place par un emboîtage sur les coudes de l’essieu. Les colliers sont également en fonte ; les excentriques de marche avant sont plus larges que ceux de marche arrière. Les coulisses sont du type Stepbenson à une flasque.
- Le changement de marche, à vis, est actionné, quand on change la marche vers l’arrière, par Pair comprimé emprunté au réservoir du frein Westinghouse ; le verrouillage s’opère également par l’air comprimé.
- Les bielles d’accouplement sont à bagues sans rattrapage de jeu.
- Comme toutes les machines de M. Stroudley, cette locomotive est disposée pour envoyer au tender une dérivation de la vapeur d’échappement, afin de réchauffer l’eau d’alimentation. Ce dispositif a exclu l’emploi des injecteurs et nécessité l’adoption de pompes alimentaires munies de clapets avec ailes en hélices et combinées pour aspirer l’eau chaude.
- Accessoires. — Régulateur à double manette et à papillon ; sablières à vapeur ; cabine très complète avec colonnettes ; frein Westinghouse.
- Tender. — Cette machine est accompagnée par un tender long et étroit monté sur six roues. Les longerons et les boîtes à graisse sont intérieurs, afin que les roues arrière des machines soient interchangeables avec celles du tender.
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- LOCOMOTIVES A VOYAGEURS POUR PROFILS ACCIDENTÉS
- e. — Locomotive à bogie et à cinq essieux dont trois accouplés.
- I. — Italie. — Compagnie des chemins de fer de la Méditerranée,
- n° 3026 (Milano). Constructeurs : Miani, Silvestri et Cie, à Milan
- (col. n° 13 du tableau II, Fig. 8, PL 69).
- Les machines de ce modèle ont été étudiées en vue du service de la nouvelle ligne qui, de Gênes à Ronco, double le passage des Giovi et présente une inclinaison presque continue de 16 mm par mètre sur une longueur de 23 km. Ces machines doivent remorquer les trains de Gênes à Novi, sur 53 km, dont une partie en plaine. Le programme est de remorquer des trains de 1601 à la vitesse de 45 km à l’heure sur les rampes ; sur palier, la charge remorquée peut aller jusqu’à 300 t à 60 km à l’heure.
- L’emploi de cinq essieux a permis d'obtenir une surface de chauffe de 160 m2 sans surcharger les rails et l’usage du bogie diminue la résistance au passage des courbes.
- Les cylindres extérieurs commandent les six roues accouplées qui sont à l’arrière ; ils sont placés entre le bogie et la première paire de roues accouplées.
- Véhicule. — Les longerons sont intérieurs. Les ressorts des roues motrices et accouplées sont en dessous des boîtes ; ceux des derniers essieux sont reliés par un balancier.
- Les bandages sont fixés à l’aide d’un cercle de sûreté.
- Le bogie a deux roues pleines ; les ressorts au nombre de quatre sont placés au-dessus des boîtes. L’arrangement général est le même que celui du bogie de la machine express de la même Compagnie ; c’est-à-dire pivot sphérique, déplacement transversal de 17 mm limité à l’aide d’une suspension sur menottes inclinées et mouvement de roulis combattu par des ressorts spirales verticaux, convenablement bandés. Les essieux du bogie ont un jeu de 0,0075 m de chaque côté dans le sens transversal.
- L’essieu d’arrière possède un jeu de 10 mm de chaque côté dans le sens transversal.
- Vaporisation. — Boîte à feu et boite à fumée de la forme dite
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- Grampton. Le ciel du foyer est relié au berceau cylindrique de la boîte à feu par des entretoises verticales du type Belpaire. Grille inclinée. Jette-feu mobile à vis.
- Tubes en laiton avec bouts en cuivre rouge du côté du foyer.
- Dôme à l’avant du corps cylindrique renfermant le régulateur à double tuile actionné par la main courante.
- La cheminée se prolonge j usqu’à la première rangée de tubes et le sommet de l’échappement variable est situé à 0,40 m plus bas. Il existe une trémie pour vider les escarbilles. Le souffleur est en couronne.
- Deux soupapes à balances sont placées sur le dôme : une soupape double à charge directe du modèle Wilson est posée sur la dernière virole du corps cylindrique.
- La cheminée, tronconique, est munie d’un capuchon.
- D’après le constructeur, en brûlant 500 kg de combustible par mètre carré et par heure, on obtient 6000 kg de vapeur qui donnent la puissance voulue pour l’effort de traction à exercer.
- Les cylindres et tout le mécanisme sont extérieurs ; le tiroir est placé au-dessus du cylindre et le joint du plateau est oblique pour faciliter le dressage des tables à l’outil. La coulisse est du système Gooch à double flasque, le relevage s’effectue à l’aide d’une commande à vis. Les garnitures sont métalliques. Les bielles motrices ont des têtes à chape.
- Accessoires. — L’alimentation est assurée par deux injecteurs Friedmann. La machine est pourvue d’un ah ri complet, d’une sablière, de la contre-vapeur et du frein Westinghouse actionnant les roues motrices et accouplées.
- Tender. — Le tender à six roues est de forme plus ramassée que le tender de la machine express de la même Compagnie, afin de présenter un moindre empâtement ; néanmoins sa capacité est la même.
- La caisse a 2,30 m de largeur extérieure. Les longerons sont extérieurs et les ressorts sont placés immédiatement au dessus des boîtes à graisse.
- Ce tender est muni du frein à vis et à air comprimé.
- f. — Locomotive à quatre essieux dont trois accouplés.
- I. — Belgique. — État Belge. — Constructeur : Haine Saint-Pierre (col. n° 44 du Tableau II, Fig. 9, PI. 69).
- Cette puissante machine est destinée au remorquage des trains
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- rapides et lourds sur les lignes accidentées du Luxembourg. Elle peut, paraît-il, soutenir une vitesse de 60 km à l’heure, en rampe de 0,016 m avec un train de 100 t.
- C’est une locomotive à six roues accouplées avec un essieu porteur à l’avant, à longerons mixtes et à cylindres intérieurs.
- Véhicule. — Les longerons sont extérieurs, mais il existe au milieu un troisième longeron intérieur qui porte des boîtes à graisse pour l’essieu moteur.
- Les ressorts sont du type État Belge sans flèche initiale.
- Des balanciers longitudinaux réunissent deux à deux les ressorts des roues arrière et avant. En outre, les deux balanciers avant sont accouplés par un balancier transversal.
- L’essieu d’avant est muni de boîtes radiales.
- Vaporisation. — Le foyer, du type Belpaire, destiné à la combustion des menus, est long et plat ; il est muni, à l’avant, d’une chambre de combustion. La grille, aussi large que longue, déborde les roues arrière et est desservie par deux portes de chargement.
- La boîte à fumée est en saillie sur le corps cylindrique. La cheminée est de section rectangulaire pour diminuer l’effet d’entraînement du tirage sur les menus.
- La prise de vapeur se fait dans un petit dôme placé à l’avant du corps cylindrique et qui contient le régulateur à tringle de manœuvre intérieure ; les tuyaux de vapeur sont extérieurs.
- Mécanisme. — Les cylindres sont inclinés et placés entre l’essieu porteur d’avant et le premier essieu accouplé. Les boîtes à tiroirs sont placées sur le côté et vers le haut des cylindres ; les tiroirs sont actionnés par des distributions Walschaerts.
- Les glissières sont uniques pour chaque cylindre.
- Les têtes de bielles d’accouplement sont du type ordinaire, à bagues sans serrage.
- Accessoires. — Changement de marche aidé par un cylindre à vapeur; frein Westinghouse; cabine fermée sur le côté et dont les1 faces latérales sont dans le prolongement des parois de la boîte à feu.
- J1 est impossible de circuler autour de cette machine.
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- g. Locomotive Compound à quatre essieux, dont trois accouplés et un bissel.
- Suisse : Compagnie du Jura-Berne-Lucerne (1), n° 45. — Constructeur :
- Société de Winterthur, n° 557 (col. n° 1% du tableau 11, Fig. 10,
- PL 69).
- La machine exposée est une appropriation du type américain dit « Mogul », type ayant six roues accouplées et un bissel. Dans ce modèle, l’emploi de quatre essieux permet d’obtenir une forte chaudière sans augmenter outre mesure la pression exercée par les essieux sur les rails ; il permet aussi d’éviter le porte-à-faux du foyer et celui du cylindre qui est compris entre la roue du bissel et la première roue accouplée. On diminue de la sorte les influences perturbatrices de la machine, qui devient apte à remorquer les trains de voyageurs sur les sections accidentées.
- La machine est en outre Compound à deux cylindres (2).
- Véhicule. — Les longerons sont intérieurs (3). Le bissel, dont le pivot est situé à 0,700 m en avant du premier essieu accouplé, est du système Petersen; il n’est pas poussé par son pivot, mais bien traîné par deux bielles, articulées d’une part à la traverse de tête de la machine, d’autre part à la traverse de tête du bissel. Le pivot possède un certain jeu longitudinal, afin de se prêter au mouvement déterminé par l’inclinaison des bielles de traction. Dans la marche en arrière le pivot entraîne le bissel.
- Les ressorts des essieux moteurs et accouplés sont placés au-dessous des boîtes. Ceux du bissel sont placés au-dessus. Tous ces ressorts sont réunis deux à deux.par des balanciers longitudinaux; mais, de plus, ceux qui sont au-dessus du bissel sont portés par une poutre transversale dont le milieu appuie au centre d’un cais-sonnement reliant les deux longerons du bissel. La poutre transversale est à double flasque et repose sur le bissel par l’intermédiaire d’un galet.
- La surface de la pièce d’appui est disposée en plan incliné, de telle sorte que tout déplacement transversal occasionne un effort
- (1) Fusionnée depuis avec la Suisse occidentale sous la dénomination : « Compagnie du Jura-Simplon » .
- (2) La machine exposée et plusieurs autres semblables ont été placées.au dépôt de Delé-mont, et elles sont mises en roulement avec des machines de même modèle, mais non Compound. Les machines Compound consomment, paraît-il, 10 à 12 0/0 de moins que les autres.
- (3) Société des Ingénieurs Civils : juillet 1890.
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- tendant à ramener le bissel suivant Taxe longitudinal de la machine.
- La plate-forme d’arrière est en fonte ; le réservoir d’air du frein y est attaché.
- Vaporisation. — La chaudière, de forme Grampton, est en acier doux avec rivure à double couvre-joint. Les armatures du ciel du. foyer consistent en fermes longitudinales.
- Un dôme de vapeur est situé sur le corps cylindrique et renferme le régulateur à col de cygne et à simple tiroir; il est manœuvré par un arbre tournant avec levier vertical à l’arrière. Le tuyau unique de prise de vapeur sort de la chaudière tout, près du dôme et se rend extérieurement au cylindre à haute pression.
- Le foyer passe au-dessus de l’essieu d’arrière et la grille est assez inclinée. Une soupape Ramsbôttom est placée au-dessus du foyer. ‘
- La boîte à fumée, avec porte ronde bombée, contient un tuyau circulaire de 0,200 m de diamètre formant réservoir entre les deux cylindres.
- L’échappement est fixe ; le souffleur est du type annulaire en couronne.
- La cheminée en fonte, avec renflement supérieur figurant un chapiteau, est munie d’un capuchon.
- Mécanisme. — Les boîtes à tiroirs sont au-dessus des cylindres ; les excentriques sont à l’intérieur. Les barres, d’enyiron 0,85 m de longueur, agissent sur une coulisse Stephenson, à cage ouverte, actionnant un arbre de renvoi. Le relevage est au-dessus et est commandé par une vis; les contrepoids sont remplacés par un ressort en spirale.
- Les deux leviers de suspension des coulisses forment des angles différents par rapport à l’axe horizontal du levier, de telle sorte que, pour les crans qui avoisinent la position extrême de la marche en avant, la course du tiroir à basse pression ne diminue pas autant que la course du tiroir à haute pression, et les introductions sont plus prolongées.
- Les pistons sont munis de contre-tiges. Les bielles motrices et d’accouplement sont é vidée s.
- Le petit cylindre est à droite; il existe une valve de démarrage à fonctionnement automatique surmontée d’un petit piston sur
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- lequel agit la vapeur à certains moments pour ramener la valve à sa place (1).
- Accessoires. — L’alimentation est assurée par deux injecteurs du type dit de Winterthur, appliqués contre la paroi postérieure du foyer.
- Les deux essieux d’arrière reçoivent l’action du frein à air par quatre sabots actionnés à l’aide de cames.
- Dans l’intérieur de l’abri (fermé sur trois côtés) se trouvait un appareil de contrôle de vitesse imaginé parM. Hugo Hausshælter, chef de dépôt.
- L’enveloppe extérieure de la chaudière est en tôle russe, tôle au bois oxydée possédant une nuance grise et un beau poli qui résiste à la chaleur; l’emploi de cette tôle dispense de peinture et de vernis.
- La sablière est remplacée par un petit injecteur destiné à laver les rails.
- Tender. — La machine de Winterthur était accompagnée d’un tender léger à quatre roues.
- III
- LOCOMOTIVES A MARCHANDISES
- h. — Locomotives à trois essieux tous accouplés.
- I. — Belgique. — État Belge.
- Constructeurs : Société de Marcinelle et Couillet (col. n° 8 du tableau II, Fig. U, PI. 69).
- Cette machine peut remorquer en palier une charge de 230 t à la vitesse de 30 km à l’heure ; elle renferme les principales caractéristiques déjà citées pour les machines de la même administration : longerons mixtes, ressorts sans flèche de fabrication ; balanciers longitudinaux entre les deux essieux d’avant ; balancier transversal entre les deux ressorts de l’essieu d’arrière ; cylindres intérieurs surmontés des boîtes à tiroirs; distribution Walschaerts ; chaudière à foyer Belpaire très long et plat ; régulateur à tringle et tuyaux intérieurs; cheminée de section rectangulaire ; changement de marche aidé par un cylindre à vapeur.
- (1) Société des Ingénieurs Civils : juillet 1889, pl. 219, fig. 32. D’après renseignements fournis par M. Rodieux, Ingénieur en chef de la traction du Jura-Berne, ce modèle de valve a été remplacé par le système Lindner.
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- Soupapes à charge directe sur le foyer ; sablière sur le corps cylindrique ; cabine très large munie d’une porte sur l’ayant pour la circulation des agents autour de la machine.
- IL — Belgique. — La Métallurgique. Constructeur :
- Ateliers de Tubize(col. n° 9 du tableau II, Fig. 12, PL 69).
- La Société anonyme la Métallurgique, dont les ateliers pour les locomotives sont à Tubize, exposait une locomotive ordinaire à six roues accouplées, à cylindres extérieurs et à foyer au-dessus du troisième essieu. Cette machine, qui faisait partie d’une série de vingt, construites en 1869, avait été successivement en service sur les lignes de diverses administrations, et elle avait ainsi parcouru 712 000 km sans cesser d’être en parfait état.
- Dans la notice de l’exposant on trouve cette phrase : « On s’est décidé récemment à procéder au remplacement des chaudières, plutôt par mesure de prudence que par absolue nécessité. » Il n’est pas dit si la machine exposée faisait exception. D’autre part, le timbre (8,6 kg) paraît plus élevé que celui d’origine.
- Véhicule. — Les longerons sont intérieurs aux roues. Les ressorts des deux premiers essieux sont au-dessus des boîtes et conjugués par des balanciers. Les ressorts du troisième essieu sont au-dessous des boîtes.
- Vaporisation. — Le foyer est du type Belpaire. Le corps cylindrique porte un dôme dans lequel se trouve le régulateur ; deux soupapes à balances sont au sommet de ce dôme. La boîte à fumée est de forme dite renflée.
- Mécanisme. — Les cylindres et les tiroirs sont extérieurs. La distribution est du système Walschaerts.
- Accessoires. — L’alimentation se fait au moyen d’injecteurs Friedmann. La sablière est posée sur le corps cylindrique.
- III. — Grande-Bretagne. — Chemins de fer du Nord-Est de la République Argentine.
- Constructeur : Neilson et Cie, à Glascow (col. n° 40 du tableau II, Fig. 13, PI. 69).
- La machine exposée par la maison Neilson est donnée comme un spécimen de fabrication solide pour l’étranger, donnant peu d’entretien et en même temps peu coûteux, le prix étant d’environ
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- 0,90 / sous vergues à Glascow. C’est une machine à marchandises à six roues, toutes accouplées, de force moyenne, et dont le poids total en service ne dépasse pas 30 t.
- Véhicule. — Les longerons sont intérieurs ; les six ressorts sont au-dessous des boites.
- Vaporisation. — La chaudière est de forme Crampton ; la boîte à feu passe au-dessus de l’essieu d’arrière et la grille est inclinée. Au milieu du corps cylindrique est un dôme contenant le régulateur à col de cygne. Les soupapes, du type Ramsbottom, sont sur la boîte à feu. La boîte à fumée, prolongée bien en avant de la cheminée, supporte une lanterne de vastes dimensions. La cheminée est tronconique avec chapiteau en fonte. La porte est à un seul battant de forme ronde. L’alimentation est assurée à l’aide d’une pompe mue par un excentrique spécial et d’un injecteu-r non aspirant. L’échappement est lixe.
- Mécanisme. — Les cylindres, extérieurs et horizontaux, portent à leur partie supérieure. des tiroirs commandés par un arbre de renvoi; les excentriques sont intérieurs ainsi que les coulisses du modèle Stephenson à simple flasque. Le relevage se fait à l’aide d’un levier. Glissière unique pour chaque cylindre.
- Accessoires. — Sablière formant couvre-roues de l’essieu d’avant ; frein à vapeur à six sabots (un par roue) conjugué avec le frein du tender. Abri complet ; chasse-bœufs en tôle à la traverse d’avant.
- Tender. —Le tender qui accompagne cette machine est à quatre roues ; les longerons sont extérieurs ; il contient 6 300 l d’eau ; l’espace offert pour le combustible (bois en général) est de 7 m\ Chasse-bœufs en tôle à la traverse d’arrière.
- IV
- MACHINE-TENDER POUR TRAINS DE MARCHANDISES
- i. — Locomotive à quatre essieux tous accouplés.
- Belgique. —- Grand Central belge. — Constructeur : Ateliers de la Compagnie à Louvain (col. n° 45 du tableau II, Fig. 14, PI: 69).
- Cette machine-tender n’est pas d’un type nouveau; elle appartient à un modèle créé en 1865 par M. Maurice Urban, Ingénieur
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- en chef et directeur de la traction. Ce modèle n’a, depuis cette époque, subi que des modifications de détail. Elle est destinée à la traction des trains lourds sur des rampes qui atteignent jusqu’à d 8 mm.
- C’est une locomotive-tender à quatre essieux à peu près également espacés, à longerons intérieurs et cylindres extérieurs. Les tiroirs placés au-dessus des cylindres sont actionnés par une distribution Walschaerts. Les graisseurs du mécanisme sont établis pour fonctionner avec de la graisse solide.
- Le foyer, du type Belpaire, est placé au-dessus de l’essieu d’arrière. La prise de vapeur se fait dans un dôme placé vers l’avant du corps cylindrique et qui contient le régulateur; les tuyaux de vapeur allant à chaque cylindre sont extérieurs. Ce dôme est surmonté des soupapes de sûreté à balances. La cheminée, est tronconique sans chapiteau.
- Des caisses à eau latérales s’arrêtent à l’arrière de la boite à fumée, et la soute à charbon est à l’arrière de la plate-forme, Frein à main.
- Une particularité de cette machine réside dans la suspension qui est effectuée par quatre ressorts seulement, les boites à graisse étant chargées deux par deux, au moyen de balanciers.
- Y
- MACHINES-TENDERS POUR LIGNES D’EMBRANCHEMENTS
- j. — Locomotives à trois essieux tous accouplés.
- I. —Belgique. — État belge. — Constructeurs : Sociétés de la Meuse et de Saint-Léonard (col. n° 4 A du tableau //, Fig. 45-46, PL 69).
- Les deux Sociétés de construction ci-dessus nommées exposent chacune une locomotive-tender du même type destinée surtout à un service d’embranchement et devant remorquer une charge de 110 t à la vitesse de 30 km à l’heure en rampe de 16 mm.
- Ces machines sont à six roues accouplées également espacées à longerons et cylindres intérieurs.
- Le foyer du système Belpaire surmonte l’essieu arrière. Le corps cylindrique porte en son milieu un dôme contenant le régulateur, à tringle de manœuvre intérieure. La boîte à fumée, vo-Bull. 17
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- lumineuse, est en saillie et se trouve surmontée d’une cheminée de section carrée.
- Les cylindres horizontaux sont surmontés des tiroirs qu’actionne une distribution Walschaerts.
- Les caisses à eau latérales se terminent immédiatement à l’arrière de la boîte à fumée ; le charbon est placé dans une soute à l’arrière de la plate-forme. On peut établir une communication entre les agents de la machine et ceux du train, au moyen d’un pont passant au-dessus de l’attelage d’arrière et d’une porte ménagée à l’arrière de la plate-forme à travers la caisse à combustible.
- Frein Westinghouse et à vis ; injecteurs non aspirants refoulant dans des boîtes à clapets placées sur la façade arrière de la chaudière.
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- DEUXIÈME PARTIE
- COMPARAISON
- DES LOCOMOTIVES AJ OIE NORMALE
- POUR SERVICES DE GRANDES LIGNES
- Par* TVX. Jï. VALLOT
- Ayant-propos
- Les locomotives à voie normale exposées étaient au nombre de 37 dont 21 en France et 16 à l’étranger (y compris deux locomotives identiques de la section belge). Mais un certain nombre ne peuvent trouver place, soit par leur nature, soit par les services spéciaux auxquels elles sont destinées, dans la comparaison que nous allons présenter.
- Ainsi la locomotive de manutention du Nord, celle à quatre essieux convergents du système de Bange, étaient conçues dans un but particulier qui ne permet pas de les mettre en parallèle avec les autres locomotives de types destinés à des services courants.
- La locomotive Crampton exposée par la Société Cail, et la locomotive à marchandises exposée par la Société « la Métallurgique » étaient' présentées par leurs constructeurs dans le seul but de montrer le bon état de ces types, de construction déjà ancienne, après avoir fourni une longue carrière, et effectué un excellent service.
- Enfin, nous ne citons que pour mémoire la locomotive de M. Estrade, dont la seule particularité à noter était d’avoir six roues accouplées de 2,50 m de diamètre.
- Trois autres locomotives sont des machines-tenders de puissance modérée, destinées au service des trains légers ou des lignes secondaires à voie normale, et qui n’offrent d’ailleurs dans leur
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- construction aucune particularité nouvelle. Ce sont, la locomotive pour le chemin de fer d’Achiet à Bapaume, exposée par la Société Cail, celle de l’État-Belge pour trains légers sur fortes rampes, exposée en double exemplaire par les Sociétés «la Meuse» et «Saint-Léonard». Enfin, il faut mettre également de côté une locomotive à tender séparé construite par Neilson pour les chemins de fer de la République Argentine.
- Notre comparaison portera donc principalement sur 28 locomotives, dont 15 à grande vitesse, 8 pour trains de voyageurs de natures diverses, et 5 à marchandises.
- Avant d’entrer dans le détail, nous présenterons quelques observations générales sur les faits qui se dégagent de l’examen d’ensemble des types exposés. Ces faits témoignent,, comme dans les précédentes Expositions, de la préoccupation constante de l’augmentation de puissance, et de l’économie de vapeur et de combustible .
- L’accroissement continu de la puissance nécessaire pour satisfaire aux besoins de l’exploitation conduit à l’adoption de surfaces de grilles et de foyer de plus en plus considérables, et à l’élévation du timbre de la chaudière.
- Cet accroissement de puissance se traduit généralement par une augmentation de la charge des essieux, qui atteint des valeurs jusqu’ici inconnnes, du moins en France, mais que la constitution plus robuste des nouvelles voies en acier les met en état de supporter.
- La recherche d’une meilleure utilisation de la vapeur a conduit soit à l’essai de détentes du genre Corliss, telles que la distribution Bonnefond, soit à l’application aux locomotives du principe Com-pound et du dispositif Woolf, qui constitue une de leurs plus intéressantes particularités à l’Exposition de 1889, et l’une des preuves du chemin parcouru dans cette voie depuis 1878.
- En outre, et toujours en vue d’améliorer la combustion ou de brûler des combustibles de qualité médiocre, on a cherché à réaliser dans le foyer une combustion plus parfaite par les grandes grilles belges, et par l’extension donnée à l’emploi de l’arche en briques ou du bouilleur Ten-Brink.
- On doit citer aussi, dans ce même ordre d’idées, les efforts faits pour obtenir une alimentation à l’eau chaude dans des conditions de fonctionnement pratiques.
- Il convient de mentionner la généralisation des conditions de résistance et de qualités diverses exigées des métaux entrant
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- dans la construction des locomotives, ainsi que les progrès des procédés de mise en œuvre. Les tôles d’acier, encore appliquées avec réserve aux chaudières, sont employées d’une façon couvrante à la construction des châssis, L’acier coulé et forgé est d’un usage presque général pour les pièces du mécanisme, parmi lesquelles on peut citer les bielles motrices et d’accouplement évidées, à section en double T.
- L’application du bogie américain, à l’avant des machines, paraît définitivement entrée dans la pratique européenne, comme le témoignaient plusieurs machines françaises, anglaises et italiennes.
- Il y a lieu de signaler également l’apparition de types puissants de machines à trois essieux accouplés destinées à remorquer les trains de voyageurs sur fortes rampes. Ces types se distinguent par l’addition d’un quatrième essieu non accouplé (Nord, Orléans, Est, Etat-Belge, Suisse), ou d’un bogie (Italie-Méditerranée) ; cette addition est motivée par la nécessité d’avoir une chaudière très puissante, et par l’augmentation de poids qui en est la conséquence.
- Plusieurs appareils sont combinés en vue de mettre dans la main du mécanicien des moyens prompts et sûrs d’effectuer la mise en marche et l’arrêt des trains lourds et rapides : manœuvre du changement de marche par la vapeur ou l’air comprimé ; éjecteur remplaçant la manœuvre ordinaire de la sablière; enfin, application générale, à toutes les machioes destinées à un service de voyageurs, d’appareils permettant de mettre en action des freins continus, le plus généralement automatiques, et agissant sur l’ensemble du train.
- EDfin, les tenders, par l’augmentation de leur approvisionnement en eau, ont été mis à même d’assurer l’alimentation des machines à grande vitesse, pendant les longues étapes que leur imposent les nécessités de l’exploitation.
- I. — VAPORISATION
- Grille.
- Surfaces de grille. — La tendance à l’augmentation des surfaces de grille dans le but d’utiliser des combustibles menus, tendance qui s’était déjà manifestée en 1878, s’est affirmée davantage encore à l’Exposition de 1889..
- Parmi les locomotives de grande puissance, celles qui brûlent
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- du charbon de grosseur moyenne ou des briquettes, comme c’est l’usage dans les Compagnies anglaises, ou, en France, à la Compagnie de l’Ouest, ont seules des grilles qui n’ont pas plus de 1,60 m2 à 1,80 m2 de surface; et encore ce dernier chiffre est-il atteint sur plusieurs des types que ces Compagnies avaient envoyés à l’Exposition, et notamment sur les machines à essieu porteur à l’arrière du Midland et du London-Brighton.
- Les machines dans lesquelles on utilise des combustibles tout-venant ont généralement des grilles de 2,00 à2,30 m2 de surface.
- Les locomotives de l’État-Beige, disposées pour brûler des houilles maigres menues, se distinguent, comme d’habitude, par leurs surfaces de grille exceptionnelles, atteignant et dépassant même pour certains types 5 m2. Mais il faut remarquer que cette surface considérable est obtenue au moyen d’une forme de foyer spéciale peu profonde, en saillie latéralement au-dessus du châssis, disposition qui permet, au lieu de limiter la grille à la largeur ordinaire de 1,00 à 1,10 m, de porter cette largeur à plus de 2,00 m et même de 2,50 m (1).
- Disposition des grilles. — Les grilles sont horizontales ou faiblement inclinées lorsque les foyers sont profonds etplacés entre deux essieux; elles sont plus ou moins fortement inclinées lorsque le foyer est placé au-desSus de l’essieu d’arrière, afin d’obtenir au droit de la plaque tubulaire la plus grande profondeur possible.
- La partie antérieure de la grille rendue mobile, formant jette^ feu et manœuvrée à l’aide d’une vis, était appliquée à la plupart des machines françaises et étrangères. Les machines anglaises n’en avaient pas, suivant l’usage général en Angleterre.
- Les barreaux de grille sont presque toujours en fer; leur section et leur écartement varie suivant la nature du combustible; ceux de l’Etat belge sont courts et à faible écartement; ceux de l’Orléans, du système Raymondière, employé depuis fort longtemps, sont de grande longueur et de grande hauteur; ils ont une section en lame de couteau et sont disposés en éventail pour favoriser l’accès de l’air à l’avant et la distribution du combustible sur la grille.
- Foyer.
- Formes et dimensions des foyers. — La forme générale des foyers, dans les locomotives exposées, se rattache à des types connus;
- (1) On se souvient que la locomotive américaine de « Philadelpliia-Reading » qui figurait à l’Exposition de 1878, avait un foyer à anthracite Wooten de 2,80 m de largeur.
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- cependant, il y a lieu de signaler les formes spéciales adoptées sur trois locomotives de l’État belge, qui figuraient déjà à l’Exposition d’Anvers, en 1885. Sur la machine à quatre essieux, dont deux accouplés, la partie postérieure du foyer, à l’arrière des roues motrices, est fortement évasée par le bas et fait saillie latéralement sur la partie antérieure et sur les roues porteuses d’arrière, de sorte que la largeur de cette partie, de section trapézoïdale, atteint à la base la cote de 2,20 m. Sur la machine à quatre essieux dont trois accouplés, le foyer, prismatique, comporte sur toute son étendue une largeur de 2,60 m, et il est, de plus, assemblé avec une chambre de combustion qui précède le faisceau tubulaire. Enfin, sur la machine à marchandises, le foyer est de section trapézoïdale, débordant latéralement les roues d’arrière; la largeur à la base est de 1,90 m.
- La longueur des foyers ne dépasse guère 2,30 m. Cependant, ceux de l’État belge ont j tisqu’à 3 m de longueur.
- La profondeur des foyers varie considérablement, suivant qu’ils sont compris entre deux essieux ou qu’ils sont placés au-dessus d’un essieu. Les essieux accouplés des roues de grand diamètre sont particulièrement gênants pour l’installation du foyer; aussi, la Compagnie de l’Ouest a-t-elle modifié à ce point de vue le type à grande vitesse exposé en 1878, et ceux qu’elle présentait en 1889 comportaient un foyer profond compris entre deux essieux accouplés, à l’instar des types classiques anglais. Cette disposition se retrouvait également sur les machines à bogie de la Compagnie du Nord et du South Eastern, sur celle à grande vitesse du Midi, ainsi que sur la macbine-tender de l’Ouest (1).
- Tous les autres foyers étaient placés, soit au-dessus d’un essieu porteur, ce qui permet encore d’obtenir une profondeur suffisante, soit au-dessus d’un essieu accouplé; alors la profondeur est notablement réduite ; c’était le cas des machines italiennes, et surtout des machines belges ; dans l’une d’elles (celle à quatre essieux dont trois accouplés), la hauteur du ciel au-dessus de la grille n’est que de 0,80 à 0,85 m.
- Le cuivre rouge était exclusivement employé dans la construction des foyers des machines exposées; il en est de même des. entretoises, qui sont presque toujours perforées, le trou débouchant à l’intérieur ou quelquefois à l’extérieur.
- Amélioration de la combustion. — Les Compagnies françaises,
- (1) Dans le type primitif, qui figurait à l'Exposition d’Anvers, l’essieu d’arrière était placé sous le foyer.
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- notamment, paraissent s’être préoccupées, non seulement d’augmenter la surface de la grille, mais encore d’assurer une meilleure utilisation du combustible dans le foyer, en provoquant le brassage des gaz et leur combustion plus parfaite. Sur 16 machines françaises, 10 étaient pourvues de dispositifs (qui, à vrai dire, ne sont pas nouveaux) ayant pour but d’atteindre ce résultat.
- Ainsi, la voûte en briques, classique en Angleterre, existe, bien entendu, dans les foyers des locomotives anglaises exposées et se trouve reproduite sur les machines de plusieurs Compagnies françaises : les ‘trois machines de l’Ouest, les deux du P.-L.-M. et celles à quatre essieux dont trois accouplés des Compagnies du Nord et de l’Est.
- Le foyer avec bouilleur système Ten-Brink, adopté depuis longtemps par la Compagnie d’Orléans (1), a été appliqué par la Compagnie du Nord à sa machine à grande vitesse à bogie.
- L’application de la voûte en briques ou du bouilleur est souvent complétée par l’addition d’un déflecteur fixe ou mobile placé dans le foyer au-dessus de la porte et ayant pour objet de diriger l’air admis pour aider au brassage et à la combustion des gaz. La porte elle-même, à charnières horizontales, forme quelquefois déflecteur.
- Plusieurs portes sont munies, à la partie inférieure, de garder flamme pour protéger la vue du machiniste contre l’éclat du foyer et ses jambes contre un excès de chaleur.
- Les larges foyers de l’État-Beige étaient munis de portes de chargement doubles placées presque au niveau de la grille.
- Le foyer de l’une des machines belges déjà citée était pourvu d’une chambre de combustion. Par contre, un dispositif analogue, qui existait primitivement sur le type de locomotive des chemins de fer italiens de la Méditerranée à quatre essieux dont trois accouplés, avait disparu sur la machine exposée.
- Armatures du foyer. Boîte à feu. — La boîte à feu carrée, du système Belpaire, avec entretoises verticales la reliant au ciel du foyer, existait sur toutes les machines de la section belge, et, en outre, sur les locomotives de la Compagnie du Nord (sauf celle à trois essieux accouplés, dont le berceau était cylindrique) et sur celles de la Compagnie P.-L.-M.
- (1) Le foyer Ten-Brink, avec gueulard et trémie de chargement, était appliqué à la machine à trois essieux accouplés de la Compagnie d’Orléans, tandis que celle à grande vitesse était munie du foyer Ten-Brink-Bonnet, qui différé principalement du premier par la suppression du gueulard remplacé par une porte ovale avec admission d’air au centre.
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- Les armatures du ciel, dans les foyers du type ordinaire, étaient formées soit de fermes longitudinales (sur les deux machines à trois essieux de l’Ouest, celle à trois essieux accouplés de l’Orléans, les machines anglaises du Midland et du London-Brighton et la machine suisse) ; soit de fermes transversales (sur les deux machines du Midi, celle de l’Ouest à bogie et celle de l’Est) ; soit enfin d’entretoises reliant le ciel du foyer au berceau cylindrique (sur la machine du Nord à trois essieux accouplés, celle du South-Eastern et les trois machines italiennes).
- Les fermes longitudinales sont généralement suspendues par des tirants au berceau cylindrique et les fermes transversales s’appuient sur des pièces fixées aux parois latérales de la boîte à feu.
- Enfin, il y a lieu de signaler le ciel de foyer (du système Ernest Polônceau) appliqué à la machine à grande vitesse de l’Orléans et formé de pièces transversales en cuivre rouge, à section en U, cintrées en arc de cercle et assemblées par leurs bords en saillie extérieurement. Les rivets sont ainsi à l’abri du feu et la liberté de dilatation est assurée en même temps que la résistance à la pression, sans nécessiter aucune liaison avec la boîte à feu (4).
- Corps cylindrique.
- Construction. — La construction des chaudières de locomotives n’a donné lieu à aucune innovation importante. Il convient cependant de signaler l’emploi des couvre-joints, extérieurs et intérieurs, à double rangée de rivets, pour les joints longitudinaux des viroles ; on les remarquait sur la machine à bogie de l’Ouest, sur les deux machines du P.-L.-M., sur celle du Midland et sur les plus récentes machines de l’État-Belge; dans ces dernières, l’assemblage des viroles entre elles était fait au moyen d’un anneau en acier.
- Les chaudières en acier sont rares ; on remarquait cependant celles de l’Orléans (les deux viroles d’avant seulement pour da machine à trois essieux accouplés), celles du P.-L.-M., et celle du South Eastern.
- Les tôles employées pour les viroles des corps cylindriques atteignent jusqu’à près de 2,20 m de largeur.
- L’assemblage du corps cylindrique avec la boîte à feu est fait au moyen d’une tôle emboutie dans les foyers Belpaire, dans les
- (1) Un modèle de ce foyer, exécuté en acier, figurait à l’Exposition de 1878 dans la section autrichienne (Société I. R. P. des chemins de fer de l’Etat).
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- machines de l’Ouest, ainsi que celle à grande vitesse de l’Orléans; dans cette dernière, la tôle de jonction avait une forme évasée rappelant la pratique américaine.
- Toutes les autres chaudières avaient la forme dite « Crampton », qui comporte l’assemblage direct du corps cylindrique avec la boîte à feu sans saillie.
- Dimensions et timbre. — Le diamètre moyen des chaudières exposées n’était pas inférieur à 1,22 m et atteignait 1,50 m pour plusieurs d’entre elles , et même 1,54 m (machine à quatre essieux accouplés du Midi)'.
- La longueur du corps cylindrique correspond à celle des tubes, dont nous parlerons plus loin.
- La tendance à l’augmentation de la pression est très accentuée; sauf pour les machines dont la construction remonte à quelques années, les chaudières sont timbrées entre 10 et 12 kg, et même davantage pour quelques-unes d’entre elles (13 kg machine à grande vitesse de l’Orléans, 14 kg celle à trois essieux accouplés du Nord, et 15 kg les deux machines du P.-L.-M.).
- L’épaisseur des tôles est généralement comprise entre 12 et 15 mm. Les fortes pressions ou les grands diamètres ont cependant conduit les Compagnies du Nord, de l’Orléans, de P.-L.-M. et du Midi à adopter des épaisseurs de 16 à 18 mm pour les tôles de fer, et de 13 à 16 mm pour celles d’acier.
- Hauteur de Vaoce au-dessus du rail. — On ne s’astreint plus aujourd’hui, dans les locomotives à grande vitesse, à réduire au minimum cette hauteur qui atteint fréquemment 2,20 m à 2,25 m. On trouve des hauteurs de 2,30 m à 2,35 m et 2,37 m parmi les locomotives étrangères à grande vitesse.
- Tubes.
- Les tubes sont généralement en laiton; cependant des tubes en fer se trouvaient dans la locomotive à grande vitesse du Midi, les deux locomotives du P.-L.-M., celle à quatre essieux dont deux accouplées de l’État-Belge, et celle du Grand Central Belge. Enfin, la machine de l’Est et celle du London-Brighton avaient des tubes en acier.
- Les tubes en fer ou en laiton sont quelquefois raboutés en cuivre rouge du côté du foyer (Midi, Orléans, Chemins italiens de la Méditerranée).
- La Compagnie de l’Ouest emploie des tubes à épaisseur variable pour égaliser la résistance à l’usure.
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- Les perfectionnements introduits dans les appareils à mandri-ner, à sertir et à river mécaniquement les tubes permettent de supprimer les viroles, comme l’a fait la Compagnie d’Orléans. Dans beaucoup de machines, les viroles étaient conservées seulement du côté du foyer.
- Nombre. et dimensions des tubes. — Le nombre des tubes est compris entre ISO et250, dans toutes les machines exposées, à l’exception de celle du London-Brighton, qui contenait 333 tubes de faible diamètre.
- Le diamètre extérieur des tubes varie de 38 à S3 mm.
- Les tubes les plus courts sont ceux de 3,20 m (Ouest, machines à trois essieux) et de 3,25 m environ (machines de construction anglaise). Leur longueur forme ensuite une progression continue jusqu’à 4,50 m. Au delà, trois machines seulement possèdent des tubes de 4,90 m (Midi, quatre essieux accouplés), 4,96 m État, grande vitesse) et#5,19 m (Orléans, grande vitesse)
- Surface de chauffe.
- L’agrandissement des foyers ainsi que l’addition du bouilleur ont permis d’atteindre les résultats ci après :
- Dans les paissantes machines la surface est au moins de 8 à 9 m2; elle atteint 10 à 11 m2, même avec les foyers de forme ordinaire; enfin, l’adoption du houilleur Ten-Brink ou des foyers débordant latéralement de l’État-Belge, conduit à des surfaces directes de 14 et 15 m2.
- La surface des tubes se maintient, au contraire, pour les types exposés, dans des limites moyennes.
- En ramenant le calcul de cet élément à la surface extérieure, pour rendre les résultats comparables (1), on ne trouve en France que les deux machines à trois essieux accouplés de l’État et de l’Ouest dont la surface tubulaire soit légèrement inférieure à 100 m2. A l’étranger, deux machines anglaises sont dans ce cas.
- Les surfaces tubulaires de 100 à 130 m2 sont de beaucoup les plus nombreuses. Ces chiffres ne se trouvent notablement dépassés que dans les machines suivantes :
- (1) En France, les Compagnies du Nord et du Paris-Lyon-Méditerranée comptent la surface des tubes sur le diamètre intérieur, et la Compagnie de l’Est sur le diamètre moyen. Les autres Compagnies, ainsi que la plupart des Compagnies étrangères, comptent cette surface sur le diamètre extérieur.
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- Surface de chauffe extérieure des tubes :
- Machines à voyageurs à trois es- ( à 4 essieux (Orléans)
- sieux accouplés...........(à bogie (Italie) . .
- i P -L -M (1)
- Machines à marchandises à quatre ) w' ' ' '
- essieux accouplés.........j 0l!a)l Ceùtraf Belge
- Le rapport entre la surface de chauffe extérieure des tubes et celle du foyer varie dans des limites très étendues, de 7,9 à 16,3, soit plus que du simple au double. Il y a lieu de remarquer cependant que, grâce à l’accroissement des foyers, ce rapport a généralement une valeur plus faible qu’il y a quelques années, surtout pour les machines à grande vitesse, pour lesquelles il varie de 7,9 à 12,6 seulement, tandis qu’il est compris entre 8,7 et 16,3 pour les machines à trois ou à quatre essieux accouplés.
- L’énergie calorifique disponible dans les chaudières a augmenté pour deux raisons : l’accroissement du volume ^d’eau,- et l’élévation de la pression.
- La production de vapeur par mètre carré de surface de chauffe totale est naturellement d’autant plus élevée que le foyer entre dans cette surface pour une part plus importante, ou, autrement dit, que le rapport ci-dessus indiqué est plus faible. Aussi cette production relative a-t-elle pu être notablement augmentée depuis quelques années; ainsi certaines machines belges sont données comme atteignant et même dépassant une vaporisation de 100 kg par mètre carré de surface totale ; il est permis de douter qu’il s’agisse là d’un régime normal et continu, et de toute façon il semble que la transmission de chaleur excessive qui en résulte ne doive pas être favorable à la conservation des surfaces, surtout avec des foyers dont le ciel n’atteint pas \ m de hauteur au-dessus de la grille.
- . 163 «i1 2 . 149 . 161 . 177 . 140
- Boîte à fumée.
- Construction. — L’assemblage de la boîte à fumée avec le corps cylindrique est fait le plus généralement suivant la forme dite : « Crampton», c’est-à-dire directement et sans saillie. Cependant la boîte à fumée en saillie se remarquait sur les machines de l’Orléans, de l’Ouest (à bogie), du Nord (à trois essieux accouplés),
- (1) Le type non Compound actuellement en service a une surface tubulaire extérieure de 206 m2, les tubes ayant 5,36 m de longueur.
- (2) La surface tubulaire du type actuellement en service est de 208 m2 ; elle a été réduite par l’enlèvement de 53 tubes.
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- du South Eastern et de l’État-Beige (à l’exception de la machine à quatre essieux dont deux accouplés).
- La plaque tubulaire est presque toujours emboutie. On remarquait des plaques tubulaires en acier ( London-Brigbton) et en cuivre (Ouest).
- Plusieurs machines étaient munies, à la partie inférieure de la boite à fumée, de poches de vidange ou trémies de nettoyage, dans le but d’éviter l’accumulation de l’eau condensée et des cendres et de faciliter leur évacuation.
- Les portes de boîte à fumée à un seul battant, du type anglais, rondes et bombées, semblent se répandre ; elles ont été reproduites par les Compagnies de l’Ouest et du Nord dans leurs nouveaux types ; on les trouvait également sur des machines belges, italienne et suisse. On leur attribue l’avantage d’une moindre section de rentrée d’air, d’une fermeture plus étanche, et d’une visite plus facile de toute la boîte à fumée.
- La boîte à fumée prolongée à l’avant de la cheminée, suivant la coutume américaine, existait sur la machine anglaise pour la République Argentine, sur l’une de celles de l’État-Beige, et sur celle des Chemins Méridionaux de l’Italie.
- Cheminée. — Les cheminées tronconiques, la grande base tournée vers le haut sans chapiteau ou avec chapiteau réduit, sont aujourd’hui d’un usage général sur le continent. La Compagnie P.-L.-M., ainsi que les Compagnies anglaises, ont conservé la cheminée cylindrique avec chapiteau, également appliquée à la machine suisse.
- Les cheminées sont fréquemment prolongées intérieurement à la boite à fumée et se terminent au-dessus de la dernière rangée de tubes par une partie évasée (Ouest, Nord, Midi, Midland, Chemins italiens).
- La cheminée de la Compagnie d’Orléans, à charnière, se rabat sur le côté pour permettre la visite de l’échappement et du souffleur.
- La cheminée de la machine du South Eastern et celle de la machine suisse sont en fonte.
- Enfin, notons les cheminées à section carrée et de vastes dimensions de l’État belge ; elles se raccordent latéralement avec la boite à fumée par des surfaces cintrées à large courbure. Le but de ces grandes sections est de ne pas entraîner les menus sous l’influence d’un tirage énergique.
- Echappement, souffleur. — L’échappement circulaire, à trous, est
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- essayé par plusieurs Compagnies, notamment cêlles de l’Ouest et de l’Orléans.
- L’échappement Boty (État-Belge) est également circulaire, mais variable. La Compagnie P.-L.-M. présentait un échappement à valves avec noyau central pour l’épanouissement du jet de vapeur.
- Le souffleur annulaire était employé sur les machines de l’Ouest, du P.-L.-M., de l’Italie, de la Suisse, etc.
- Accessoires de la chaudière.
- Dômes. — Toutes les chaudières des machines exposées, à l’exception de celle du South Eastern, étaient munies de dômes dont les dimensions variaient d’ailleurs dans de larges limites, depuis le petit dôme en fonte du London-Brighton de 0,50 m de diamètre, jusqu’aux vastes dômes de 0,90 m des Compagnies du P.-L.-M. et d’Orléans.
- L’ouverture correspondant au dôme est généralement de dimensions réduites et renforcée par une collerette.
- Les locomotives de l’Orléans étaient munies de deux dômes, dont l’un sur la boîte à feu, réuni à celui d’avant (dans lequel se trouvait le régulateur) par un tuyau extérieur. Cette disposition avait principalement pour but Paugmentation de capacité du réservoir de vapeur.
- Prise de vapeur et régulateur. — La prise de vapeur se fait généralement dans le dôme ; presque toujours le régulateur y est placé. Les locomotives du Midi et de l’Est étaient pourvues d’une boite à vapeur spéciale contenant le régulateur ; sur la locomotive du South Eastern, la prise de vapeur a lieu par un tuyau collecteur ajouré ; la boîte à vapeur contenant le régulateur est placée dans la boîte à fumée, disposition également employée sur la machine à trois essieux dont deux couplés de l’État belge.
- Plusieurs machines étaient pourvues de régulateurs à double tiroir ; celle du London-Brighton avait un régulateur à papillon et la machine Compound à grande vitesse du Nord avait un régulateur à soupape équilibrée.
- Sur toutes les machines étrangères, la commande du régulateur se fait au moyen d’une manette simple ou double, oscillant autour d’un axe horizontal qui traverse la chaudière dans sa longueur (suivant la disposition classique en Angleterre). Ce mode de commande de régulateur a été adopté, en France, par les Compagnies de l’Ouest et du Nord, les autres Compagnies ayant conservé la
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- manette horizontale agissant par traction sur la tringle de commande.
- Alimentation. — En général, l’alimentation est assurée au moyen de deux injecteurs, souvent d’inégal débit (1). Les modèles sont très divers; le type Friedmann est un des plus employés, en France notamment. La plupart des injecteurs sont du type non aspirant, et sont placés sous la plate-forme. Cependant, les machines de l’Orléans étaient munies de deux injecteurs aspirants du système Ernest Polonceau, pouvant fonctionner à l’eau chaude jusqu’à une température de 55°.
- La locomotive' du Midland avait des injecteurs de Gresham et Craven, du système dit « à combinaison automatique » ; cet appareil, dit-on, a l’avantage de s’amorcer automatiquement et par la manœuvre unique d’un robinet.
- La machine à quatre essieux accouplés du Midi, ainsi que celle destinée à la République Argentine sont alimentées par un injec-teur et une pompe.
- Il y a lieu de signaler l’alimentation spéciale de la machine du London-Brighton, assurée au moyen de deux pompes à grands clapets, en vue de l’alimentation à eau chaude, la vapeur d’échappement pouvant être partiellement dirigée sur le tender ; ce dispositif précipite, paraît-il, une partie des sels calcaires, et procure, dit-on, une économie d’eau et de charbon. Une pompe supplémentaire pour le stationnement est mise en mouvement par le piston de la pompe Westinghouse.
- Soupapes de sûreté. — L’emploi de plus en plus répandu des soupapes à charge directe est à signaler. Parmi les machines de construction récente, celles de l’État et du P.-L.-M., en France, celle du London-Brighton, à l’étranger, étaient les seules qui fussent exclusivement munies de soupapes à balances. Toutes les autres Compagnies dont les machines figuraient à l’Exposition paraissent avoir adopté l’emploi des soupapes à charge directe, soit exclusif (Ouest, Nord, Est, South Eastern, État-Belge, machine suisse), soit concurremment avec les soupapes à balance de forme ordinaire ou perfectionnée (Orléans, Midland, Compagnies italiennes).
- Les modèles de soupapes adoptés sont généralement à gorge ; ils ont l’avantage de réduire rapidement un excès de pression.
- Les soupapes à charge directe sont rendues inaccessibles, ou
- (1) Sur les machines de la Compagnie du Nord, le plus petit injecteur est destiné à fonctionner d’une manière à peu près continue, pour uniformiser l’alimentation.
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- bien elles sont conjuguées par nn levier pour rendre impossible le calage.
- Les types les plus employés sont les suivants : Adams (Nord et Est); Ramsbottorn (South-Eastern, Italie-Méridionaux); Webb (Ouest) ; Wilson (État-Belge).
- Robinetterie. — Sur plusieurs machines de construction récente, la robinetterie est groupée sur une boîte centrale ou une colon-nette spéciale, de façon à réduire au minimum le nombre des trous à percer dans la plaque arrière de la boîte à feu (Ouest, Orléans, etc.). On remarquait la robinetterie de la machine à bogie de l’Ouest, dont les garnitures étaient en amiante.
- Enveloppe de la chaudière. — Sur plusieurs machines, l’enveloppe est en tôle d’acier. La Compagnie d’Orléans a conservé l’enveloppe en laiton et sans peinture ; et la Compagnie de Lyon, la même enveloppe mais avec peinture. La machine suisse avait une enveloppe en tôle nue, oxydée, de provenance russe et de qualité spéciale.
- Sur la machine du Midland, l’intervalle entre l’enveloppe et la chaudière était rempli d’une garniture isolatrice en coton minéral.
- IL — MECANISME
- Cylindres.
- Position des cylindres. — Les locomotives exposées se partageaient à peu près également suivant la position extérieure ou intérieure des cylindres. Si l’on ne considère que les locomotives à grande vitesse, à fonctionnement ordinaire (non Compound), les cylindres intérieurs prédominent; ils sont exclusivement employés par les Compagnies du Nord et de l’Ouest, par les Compagnies anglaises et les chemins de fer de l’État-Belge; enfin,, ils ont été appliqués par la Compagnie d’Orléans sur le type exposé, ce qui, pour cette Compagnie, constitue une innovation.
- Les avantages des cylindres intérieurs pour la marche à grande vitesse sont connus; il suffira de rappeler qu’un des reproches qu’on leur adressait, d’être peu accessibles, a perdu beaucoup de sa valeur depuis que la surélévation de la chaudière, franchement appliquée, a mis complètement à découvert tout le mécanisme placé entre les longerons, et surtout depuis que les conditions de l’exploitation ont conduit aux longs parcours sans arrêts.
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- Les machines à grande vitesse du Midi, de l’État et des Compagnies italiennes étaient, au contraire, à cylindres extérieurs.
- Dans les machines à fonctionnement compound, la position des cylindres est souvent une conséquence du dispositif employé, comme on le verra dans le paragraphe qui leur est spécialement consacré.
- Dimensions des cylindres. — On remarque une tendance à l’accroissement du diamètre des cylindres des machines à grande vitesse, correspondant à l’accroissement de puissance des chaudières. Ce diamètre est compris entre 0,440 m et 0,480 m, dans les machines de type récent, et même Q,500 m pour celles de l’État-Belge (1).
- Les cylindres de détente des machines compound" atteignent, sur les locomotives exposées, 0,660 m de diamètre.
- La course des pistons est comprise entre 0,600 m et 0,660 m, sauf pour la machine à grande vitesse de l’Orléans, et celle à trois cylindres du Nord, qui ont une course de piston çle 0,700 m.
- Distribution.
- Mécanisme de distribution. — La distribution se fait presque universellement au moyen de la coulisse. Le type Stephenson est toujours le plus usité; il n’y avait que peu d’exemples du type Gooch, et un seul du type Allan (Ouest, grande vitesse, trois essieux). La coulisse Walschaërt, très employée en Belgique, se retrouve également sur la distribution de quatre locomotives compound françaises (Nord et P.-L.-M.). Dans la machine à grande vitesse de cette dernière Compagnie, l’excentrique est remplacé par un parallélogramme oscillant avec la bielle motrice.
- La machine à grande vitesse de l’État français était munie d’une distribution spéciale à quatre tiroirs, du genre Corliss (système Bonnefond). La variation de détente est faite en imprimant un mouvement de rotation à des taquets héliçoïdaux contre lesquels viennent buter les déclics de commande des tiroirs.
- Il y a lieu de signaler encore la distribution de la locomotive à trois essieux accouplés de la Compagnie d’Orléans, du type Stephenson, mais modifiée en vue d’obtenir des avances à l’admission identiques pour tous les crans delà marche. Les barres d’excentriques font osciller deux balanciers qui commandent
- (1) Ce diamètre est également celui des cylindres des machines à grande vitesse du type ordinaire de la Compagnie P.-L.-M.
- Bull.
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- deux bielles articulées à la coulisse, de sorte que le déplacement de celle-ci a toujours lieu autour de son centre de courbure.
- Commande de la distribution. — Changement de marche. — En dehors de la manœuvre à vis ordinaire, un certain nombre de machines étaient pourvues de dispositifs spéciaux qui n’avaient pas encore figuré dans une exposition française (1). Ges dispositifs avaient pour but de faciliter la manœuvre du changement de marche tout en la rendant plus prompte.
- Sur la machine du South-Eastern était appliqué l’appareil de changement de marche à vapeur (système Stirling) le premier appliqué aux locomotives. Il se compose essentiellement de deux cylindres, placés à côté de l’arbre de relevage; l’un, à vapeur, est moteur; l’autre, à eau glycérinée ou à l’huile, fait frein et sert au verrouillage . La manette qui est sous la main du mécanicien met en action simultanément le robinet de prise de vapeur et le robinet de verrouillage. Un index mis en mouvement par le levier de relevage fait connaître au mécanicien la position de la distribution et le point où il doit arrêter. '
- Cet appareil était également appliqué sur la machine à trois essieux dont deux accouplés de l’État-JBelge ; mais les cylindres étaient horizontaux et placés près du mécanicien.
- La machine à bogie detla Compagnie de l’Ouest était munie d’une manœuvre automatique également à deux cylindres d’après le principe Stirling, complété par un verrouillage automatique, fondé sur le principe du servo-moteur asservi. Iei,?leseul fait de placer la manette dans un cran du secteur détermine une position correspondante de la distribution, toujours la même pour une même position de la manette.
- Les deux locomotives compound de la Compagnie P.-L.-M. étaient munies d’une manœuvre à vis actionnant simultanément, par Pintermédiaire d’une came, les deux barres de relevage correspondant aux deux mécanismes ; cette manœuvre' comporte deux contrepoids de vapeur (qui ont pour effet d’aider a la manœuvre par l’emploi d’un petit cylindre à vapeur), et deux appareils de verrouillage à huile. f
- La mise en action du contrepoids de vapeur et le débrayage des verrous a lieu par le premier mouvement imprimé au volant, et le résultat inverse est obtenu par un léger mouvement du> volant en arrière,
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- (1) Un changement de marche à vapeur, du genre de celui de Stirling, était appliqué à titre d’essai sur une des machines de l’Etat belge exposées à Anvers en 1885.
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- Sur la machine du London Brighton, le changement de marche à vis et volant est actionné, quand on fait marche en arrière, par l’air comprimé emprunté au réservoir Westinghouse ; le verrouillage est réalisé également par l’air comprimé.
- Trois des puissantes machines de l’État belge étaient munies d’une manœuvre à levier avec secteur à crans, complétée par un cylindre à vapeur auxiliaire. ‘ 8
- Position des boîtes à tiroirs et du mécanisme de distribution. —Dans les machines à cylindres extérieurs, les boîtes à tiroirs étaient toutes au-dessus des cylindres et placées horizontalement, inclinées ou obliques. Une seule machine, celle à trois essieux accouplés de l’État français, faisait exception; les tiroirs étaient intérieurs au châssis, disposition caractéristique d^ailleurs du type /< Bourbonnais » auquel appartenait cette machine (1).
- Dans les machines à cylindres intérieurs, les tiroirs sont généralement entre les cylindres ; cepenelant, à cause du grand diamètre de ceux-ci* cette disposition n’est pas toujours réalisable ; ainsi les tiroirs étaient au-dessus des cylindres dans la machine express à trois essieux de la Compagnie de l’Ouest, et au-dessous dans la machine-tender de la mêmefUompagnie, dans la machine du London-Brighton et dans la machine compound à trois cylindres du Nord (pour le cylindre unique intérieur).
- Les trois grosses machines de l’État-Belge, à cylindres intérieurs, avaient leurs tiroirs placés obliquement et en^dessus des cylindres, mais toujours à d’intérieur du châssis.
- Enfin, la machine à grande vitesse de l’Orléans et celle du Nord (à Bogie), également à cylindres intérieurs, avaient leurs boîtes à tiroirs à l’extérieur du châssis (2). i1
- ^ Le mécanisme de distribution occupe en général, par rapport au châssis, la même position que les boîtes à vapeur. Cependant l’arbre de renvoi, à deux leviers dans le même sens, transmettant le mouvement du mécanisme de distribution intérieur aux tiroirs extérieurs, se retrouvait sur la locomotive à bogie de la Compagnie du Nord et sur les machines de la Suisse, de la République Argentine et des Chemins méridionaux de lTtalie. La locomotive
- à grande vitesse à trois essieux de l’Ouest présentait la disposi-
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- (1.) La -machine à grande vitesse de l’Etat était, comm'e nous l’avons dit, munie d’une distribution spéciale à quatre tiroirs ; celles du type ordinaire de l’Administration sont pourvues de pistons distributeurs, système Ricour, placés vers le haut des cylindres et dont un spécimen était exposé séparément. » t
- (2) Cette disposition existait sur la machine à grande vitesse exposée par la Compagnie de l’Ouest en 1878.
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- tion inverse, le mécanisme de distribution étant extérieur aux roues et les tiroirs à l’intérieur du châssis ; mais, par suite de la position de ceux-ci au-dessus du cylindre, l’arbre de renvoi était à deux leviers en sens inverse, du type des anciennes locomotives.
- Fonctionnement Compound.
- Les locomotives à fonctionnement Compound constituent une des principales et des plus intéressantes nouveautés de l’Exposition de 1889. On se souvient qu’à l’Exposition de 1878, figurait seulement le type présenté par M. Mallet, conforme à celui qu’il avait déjà introduit sur la petite ligne de Bayonne-Biarritz (1).
- Depuis lors, l’application aux locomotives du principe de la détente dans des cylindres séparés a fait des progrès extrêmement rapides, et l’Exposition de 1889 nous en présentait, pour les locomotives à voie normale seulement, sept spécimens des types les plus divërs, dont nous devons' nous contenter de donner la classification et de signaler les caractères distinctifs (2).
- Comme le montre le tableau ci-contre, les spécimens exposés appartiennent à des catégories très différentes, non seulement comme destination, mais aussi comme mode de réalisation du principe Compound ; la valeur de l’expansion, notamment, comprend à peu près toute l’échelle des rapports de volumes réalisés jusqu’ici. Auâsi, convient-il de considérer cet ensemble, non point comme étant la représentation de types adoptés, mais comme une preuve de la préoccupation des Compagnies et des ingénieurs pour une question dont l’étude s’impose, et dont la solution, à en juger par la rapidité des progrès accomplis, pourrait n’être pas très éloignée.
- Il est juste d’ajouter cepèhdant que, si plusieurs des machines exposées sont de construction ou de transformation trop récente pour que les Compagnies respectives aient pu se rendre compte de l’économie qu’elles doivent en retirer, les machines de la Compagnie du Nord, et surtout celle à grande vitesse et celle à 4 essieux accouplés, ont donné lieu à des expériences suivies qui ont été éminemment favorables au principe Compound (3).
- (1) Consulter à ce sujet le mémoire de M. Mallet, inséré dans nos Bulletins (1877, page 852), ainsi que les procès-verbaux des dernières séances de cette même année.
- (2) L’exposé des applications du principe Compound aux locomotives a fait l’objet de plusieurs mémoires très importants insérés dans nos Bulletins, parmi lesquels les plus récents sont ceux de MM. A. Pulin (1889, I, page 796) : E. Polonceau (1889, II, page 29): A. Mallet (1890, II, page 33).
- (3) Ces expériences sont relatées dans le mémoire précité de M. A. Pulin, et sont décrites en détail dans la Revue générale des Chemins de fer (1887, 1, pages 264 et 334; 1888, II, page 286 ; et 1890, II, page 40).
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- CLASSIFICATION DÉSIGNATION des LOCOMOTIVES DISPOSITION PARTICULIÈRE DIAMI d( CYLIN ADMISSION ]TRES BS DRES DÉTENTE RAPPORT des VOLUMES COURSE des PISTONS DIAMÈTRE des ROUES motrices
- * •» r Etat français -3 essieux accouplés. Mallet. 420 600 2,04 600 1,510
- A deux cylindres . ... < 1 „ Suisse 3 essieux accouplés. Winterthur. 450 640 2,02 650 1,520
- Locomotives , *V'-: à fonctidunement { À trois cylindres dont deux de détente) . . . , Nord 3 essieux accouplés. ' Sauvage. 432 500 2,68 700 1,650
- Nord grande vitesse. De Glehn. 330 460 1,94 610 2,100
- compound. A quatre cylindres, égaux 1 Paris-Lyon-Méditerranée 1 grande vitesse. * P.-L.-M. 310 500 2,60 620 2,000
- par paires < \ Paris-Lyon-Méditerranée I 4 essieux accouplés. • 1 t-* i s 360 540 2,25 650 1,260
- .. i Nord * 4 essieux accouplés i (type Woolf.) Du Bousquet, 380 660 3,02 650 1,300
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- Parmi les machines à deux cylindres, celle de l’État français-était entièrement du système Mallet, avec valve de démarrage permettant de passer de la marche ordinaire à la marche Compound, ou inversement, par la simple manœuvre d’un rdbinet. Les distributions étaient liées, mais par l’intermédiaire d’un dispositif spécial, interposé entre les leviers de relevage, et qui réalise des introductions convenables au grand cylindre, correspondant à* celles du petit, aussi bien pour la marche arrière que pour la marche avant.
- La machine suisse de Winterthur était, au contraire, pourvue d’une valve de démarrage automatique, qui ne permet à la machine de fonctionner avec admission directe aux deux cylindres qu’au démarrage, et pendant un tour de roue au plus (1).
- Dans cette machine, les distributions étaient libres, mais avec les coulisses suspendues à des leviers dont les angles de calage sont différents.
- Dans la machine à trois cylindres du Nord, le cylindre d’admission est à l’intérieur, les cylindres de détente à l’extérieur, et tous trois commandent le même essieu (2). La distribution du cylindre intérieur est disposée de telle façon qu’elle permet, non seulement de varier l’introduction à ce cylindre, mais même d’en annuler l’effet, en sorte que la vapeur, passant de la distribution du cylindre intérieur au réservoir intermédiaire, et de là aux cylindres exté1 rieurs, la machine fonctionne comme une machine ordinaire.
- Cette distribution est faite au moyen d’un tiroir et d’une plaque glissante mus par excentriques ; les variations de la distribution sont faites en imprimant un mouvement transversal au tiroir, combiné avec la direction oblique des bords de la plaque et des* lumières d’admission dont le tiroir est percé.
- La machine à grande vitesse de la même Compagnie comporte deux petits cylindres intérieurs actionnant l’essieu du milieu, et deux grands cylindres extérieurs actionnant l’essieu d’arrière, non accouplé au premier. Les distributions sont liées d’après le système Mallet (appliqué au second type des machines Bayonne-Biarritz), c’est-à-dire qu’elles sont manœuvrées ensemble au moyen d’une vis, mais avec interposition d’un levier et d’un secteur à crans, qui permettent toutes les combinaisons possibles de l’une par rapport à l’autre. Le démarrage peut être facilité par une admission de vapeur vive au réservoir intermédiaire.
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- * (1) Voir l’observation, page 246,
- (2) Dans le type bien connu de locomotive Compound à trois cylindres de M. Webb, la disposition est inverse, le cylindre de détente étant à l’intérieur, et les deux groupes entraînent des essieux différents qui ne sont pas accouplés.
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- Les deux machines du P.-L.-M. sont de type identique ; elles comportent deux petits cylindres intérieurs et deux grands cylindres extérieurs actionnant deux des essieux accouplés. Les bielles d’accouplement ont été conservées principalement pour faciliter le démarrage. Les deux distributions sont manœuvrées ensemble par la vis, au moyen d’une came tracée de manière à donner, pour chaque introduction, le rapport le plus avantageux entre les distributions des deux groupes de cylindres. La vapeur peut être admise directement aux grands cylindres, en vue de faciliter le démarrage.
- Dans la machine "Woolf du Nord, les deux cylindres de chaque côté sont disposés en tandem. La distribution se fait au moyen d’un tiroir unique, ce qu’autorise le rapport très élevé des volumes du grand et du petit cylindre. La vapeur vive peut, en cas de besoin, être envoyée directement aux grands cylindres.
- .Particularités des pièces du mécanisme.
- Les pistons sont quelquefois en fonte, le plus souvent en fer, ou même en acier étampé ; ceux de l’Ouest sont du modèle suédois et en acier forgé ; ceux de l’Est du modèle suédois également, mais en fer. Ceux des machines du Midi et du London-Brighton sont en bronze. Les pistons des petits cylindres de la machine Woolf, du Nord, sont en fer, forgés avec leur tige. Les machines de l’Orléans étaient pourvues de pistons à segments avec ressorts intérieurs.
- Les tiges sont généralement vissées dans le piston au moyen d’une partie conique filetée. Les tiges de pistons, comme d’ailleurs beaucoup de pièces du mécanisme (tiges de tiroirs, bielles, glissières, etc.), sont souvent en acier.
- Les grands pistons de la machine Woolf, du Nord, étaient à deux tiges, passant de part et d’autre du petit cylindre. Plusieurs machines étaient munies de pistons à contre-tiges (machine-tender de l’Est, machine à quatre essieux accouplés du Midi, machines à trois essieux accouplés italienne et suisse).
- Les glissières doubles sont les plus usitées ; il y a cependant à signaler l’emploi de la glissière unique sur plusieurs machines (Ouest, machine-tender; Italie, Chemins méridionaux; État-Belge, machine express à trois essieux accouplés ; machine pour la République Argentine) et l’emploi de quatre glissières par tige de piston sur les machines anglaises, sur la machine à grande vitessa
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- à trois essieux de l’État-Belge, et sur celle à bogie de l’Ouest 'français.
- En ce qui concerne les tiroirs, un certain nombre étaient à conduit intérieur ou canal Trick (Nord, État-Belge, Italie-Méditerranée) ; les tiroirs de la Compagnie du Nord sont en bronze et partiellemennt équilibrés. La machine à trois essieux accouplés de l’Orléans portait le « tiroir-pendule Dutbeil » à pression réduite. Celle à grande vitesse de la même Compagnie était munie de tiroirs en bronze phosphoreux garni à?antifriction. La machine du South Eastern avait aussi des tiroirs en bronze phosphoreux.
- Les garnitures métalliques pour presse-étoupes de tiges de tiroirs et de pistons se sont généralisées en même temps que l’emploi des hautes pressions ; on remarquait les garnitures Du-terne (Ouest, Nord) ; Pile (Orléans) ; Kubler (Est), etc.
- Les appareils pour le graissage en marche des tiroirs et des cylindres sont généralement appliqués aux machines à grande vitesse. Pusieurs de ces machines sont munies de dispositifs assurant le graissage automatique pendant la marche à régulateur fermé.
- Une application qui tend à se généraliser est celle des bielles motrices et d’accouplement évidées en acier forgé ; leur section, en forme de double T, est avantageuse, particulièrement pour les longues'bielles d’accouplement des machines à grande vitesse (1), parce qu’elle est favorable à la réduction du poids et à la bonne utilisation du métal au point de vue de la résistance. Les machines à grande vitesse de l’Ouest, de l’Orléans, celle du Nord à bogie (pour les bielles d’accouplement seulement) et la machine suisse en étaient pourvues.
- On remarquait des bielles motrices avec petite tête à œil.
- Les bielles d’accouplement à têtes rondes à œil et à bagues, très usitées en Angleterre, étaient appliquées aux locomotives anglaises à roues accouplées, à toutes celles de l’Ouest et du Nord français, de l’État-Belge et à la machine à grande vitesse des chemins Méridionaux de l’Italie.
- III. — VEHICULE
- Châssis.
- Disposition et construction. — En France, deux machines seulement étaient à châssis extérieur : celle à grande vitesse et à trois
- (1) Cette longueur atteint 3 m dans la machine à bogie de la Compagnie du Nord.
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- essieux de l’Ouest et la machine-tender de l’Est. A l’étranger, les machines de l’État-Belge (sauf la machine-tender) étaient à châssis extérieur; la machine du Midland avait un châssis double (1), et toutes les autres, le châssis intérieur.
- Dans les deux premières machines citées, des longerons additionnels intérieurs supportaient la boîte à feu.
- Dans les machines à grande vitesse de même type de l’Orléans, de l’État et du P.-L.-M., des petits longerons spéciaux extérieurs chargeaient les boîtes de l’essieu porteur d’arrière.
- Enfin, on trouvait un longeron médian avec boite pour l’essieu coudé sur les machines à grande vitesse et à trois essieux de l’Ouest et de l’État-Belge, ainsi que sur la machine-tender de l’Est; sur la machine à quatre essieux dont trois accouplés de l’État-Belge, ce longeron, formant tirant, était articulé au massif des cylindres et se terminait à la boite de l’essieu moteur.
- Les longerons sont toujours en tôle découpée. Les machines de plusieurs Compagnies françaises (Ouest, Orléans, Nord, P.-L.-M.), ainsi que les machines anglaises, avaient des longerons en tôle d’acier. Ce métal était aussi employé pour les traverses et entretoises des châssis, ainsi que pour les châssis de bogies.
- Notons encore les traverses d’avant à charnières, pour permettre le démontage des fonds des cylindres intérieurs (Ouest, Orléans).
- Suspension.
- Balanciers. — Les bâlanciers, répartissant la charge "dans un rapport donné entre deux essieux voisins, sont employés sur la grande majorité des locomotives exposées; il faut citer cependant comme faisant exception les machines anglaises, celles à grande vitesse du. Midi, du Nord (à bogie) et de l’Italie (Méditerranée) ; enfin celles à trois essieux accouplés de l’Ouest et de l’État français, qui sont à ressorts indépendants. *
- Dans plusieurs machines à quatre essieux, ceux-ci se trouvaient conjugués par groupes de deux (machines à voyageurs de l’État-Belge, de l’Est et de la Suisse, machines à quatre essieux accouplés du Midi, du P.-L.-M. et du Grand-Central belge).
- Les balanciers longitudinaux, en général, répartissent la charge entre l’essieu moteur et l’essieu, accouplé voisin. Cette pratique, cependant, n’est pas adoptée par l’État-Belge pour les machines à voyageurs dans lesquelles les balanciers conjuguent un essieu
- (1) Le châssis double est également employé sur les types ordinaires de machines à grande vitesse des Compagnies du Nord et de l’Est.
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- accouplé avec l’essieu porteur voisin, disposition nécessitée par l’emploi du balancier transversal.
- L’emploi des balanciers transversaux est à noter sur les machines à grande vitesse de l’Ouest (à trois essieux), de l’État-Belge (à quatre essieux) et sur les machines à trois essieux accouplés de l’Orléans et de l’Etat-Belge ; il permet de réaliser la suspension de ,1a machine sur trois points, lorsqu’il est combiné avec-l’emploi des balanciers longitudinaux. Il convient de remarquer qu’un bogie chargé par le pivot joue le même rôle qu’un balancier transversal.
- Ressorts. — Les ressorts de suspension sont tous à lames, à l’exception de ceux de l’essieu moteur de la locomotive du Lon-don-Brighton, qui sont à spirale.
- Les ressorts communs à deux essieux se .trouvent employés concurremment avec les balanciers sur les locomotives de l’Orléans, du P.-L.-M. et du Grand-Central belge. Ils sont également appliqués aux bogies des machines de l’Ouest, du Midland et des Chemins Méridionaux de l’Italie ; les autres bogies étaient à ressorts indépendants. (Un paragraphe spécial sera consacré à l’examen des diverses sortes de bogies.)
- Notons la forme inaccoutumée des ressorts de l’État-Belge, dont les feuilles sont rectilignes J par fabrication, et qui, par suite, prennent sous la charge une flèche inverse. L’avantage de cette disposition paraît contestable (1).
- L’une des machines de l’État-Belge portait un système de réglage des ressorts par la tige de pression ou chandelle surmontant la boîte.
- Les tiges de suspension des ressorts de la machine à grande vitesse des chemins de fer italiens de la Méditerranée étaient munies de rondelles en caoutchouc.
- « - 5* .
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- Roues. h
- Toutes les roues des machines exposées sont en fer forgé.
- Les bandages sont en acier. Leur épaisseur atteint jusqu’à 75 mm (Orléans) et 76 mm (machines anglaises).
- On remarquait les roues porteuses de* la machine à grande
- (1) Nous ajouterons que la disposition ordinaire, dans laquelle le ressort est rectiligne sous la charge maxima, a l’avantage de réduire au minimum le frottement relatif des feuilles, les unes sur les autres, dans les oscillations qui ont lieu aux environs *de la position normale du ressort sous charge. Dans la disposition de l’Etat-Belge, au contraire, ..ce frottement est toujours maximum dans cette position. s
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- vitesse de l’Orléans, qui étaient à centre plein et à nervures intérieures, pour éviter les projections de poussières sur le mécanisme.
- Les bandages des roues de cette machine "étaient agrafés à la jante par deux couronnes rivées ensemble. La fixation du bandage est également faite par un cercle de sûreté sur les machines du Midi et sur celles de la Méditerranée (Italie). Dans les machines anglaises, lés bandages sont agrafés par un rebord à talon.
- Les boudins des roues motrices de ces dernières machines, ainsi que celles de l’Ouest français, sont amincis de près de la moitié de leur épaisseur, pour éviter les réactions violentes au passage des appareils de la voie (1).
- Les roues du bogie de la machine italienne à trois essieux accouplés étaient à centre plein.
- f Diamètre des roues motrices. — Ces diamètres (si l’on excepte la machine Estrade à roues de 2,50 m), étaient compris dans les limites usuelles. Le plus grand diamètre appartenait à la machine du Midland, dont les roues libres avaient 2,286 m. Tous les autres étaient compris, en ce qui concerne seulement les machines à grande vitesse, entre 2,150 m (Orléans) et 1,920 m (Italie-Méridionaux). Une machine belge, à deux essieux accouplés, avait des roues de 1,800 m.
- L’Exposition présentait une importante variété de machines à trois essieux accouplés destinées à remorquer des trains de voyageurs sur fortes rampes ou à faire un service de banlieue. Le diamètre de leurs roüés motrices variait entre 1,700 m et 1,500 m.
- Enfin, les locomotives à marchandises à trois ou à quatre essieux accoùplés avaient des roues de 1,200 à 1,350 m de diamètre.
- 1 Essieux.
- Position des essieux moteurs et accouplés. — C’est particulièrement pour les machiûes à grande vitesse que cette question offre *de l’intérêt. Signalons d’abord la réapparition des machines à roues libres, qui n’ont d’ailleurs jamais été complètement abandonnées en Angleterre et semblent, au contraire, jouir d’une faveur plus marquée depuis quelques années ; cette classe de machines était représentée à l’Exposition par celle du Midland. Leurs partisans ‘font valoir comme avantages principaux : la simplicité du méca-
- (1) Il n’est peut-être pas inutile de rappeler que la largeur de la voie entre les champignons des rails est, en France, de 1,450 m ou peu inférieure à cette cote, tandis qu’elle est, en Angleterre, de 4’ 8" 1/2, soit 1,435 m. D’un autre côté, l’écartement intérieur des bandages de machines est, en moyenne, le même dans les deux pays (l,36Q,m dans le premier et 4’ b” 1 /2,- soit 1,359 m, dans le second). Le jeu de la voie est donc sensiblement plus faible en Angleterre qu’en France.
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- nisme, l’allure douce à grande vitesse, l’entretien peu dispendieux ; le manque d’adhérence au démarrage est en partie compensé par l’augmentation de charge sur les roues motrices, dans les limites permises par la résistance de la voie, limite qui va jusqu’à 18 t dans les machines anglaises . Ces machines sont d’ailleurs appliquées à la traction de trains relativement légers et rapides (1).
- Toutes les autres machines express exposées étaient à deux ou à trois essieux moteurs ou accouplés (2). Une seule, celle duLon-don-Brighton avait les deux essieux accouplés à l’avant, disposition très rare dans les machines à grande vitesses. Toutes les autres avaient un essieu porteur ou un bogie à l’avant. Dans ce cas, le foyer peut être placé : soit entre deux essieux accouplés, soit au-dessus de celui d’arrière, soit à l’arrière des essieux accouplés.
- Nous avons dit précédemment que l’avantage de la première disposition est de permettre l’installation de foyers très profonds ; par contre, on ne peut augmenter la longueur de la grille qu’en augmentant l’espacement des essieux accouplés et, par suite, la longueur des bielles d’accouplement (3). De plus, l’essieu accouplé d’arrière se prête moins bien à la répartition de la charge, que l’on complète quelquefois par l’addition d’une plate-forme en fonte. Nous avons dit, en parlant des foyers, quelles étaient les machines rentrant dans cette catégorie.
- Parmi les machines à grande vitesse, celle du Nord (Compound) celles de l’Italie (Chemins Méridionaux et de la Méditerranée) celle de l’Etat-Belge (à trois essieux) avaient leur foyer au-dessus de l’essieu accouplé d’arrière.
- Enfin, sur les machines à grande vitesse de l’Etat français, de l’Orléans, du P.-L.-M., et de l’Etat-Belge (à quatre essieux dont deux accouplés), le foyer était à l’arrière des deux essieux accouplés et placé au-dessus d’un essieu porteur.
- ‘Parmi les locomotives à trois ou quatre essieux accouplés, la machine-tender de l’Ouest, seule, avait le foyer entre les deux derniers essieux accouplés ; celle de l’Est avait son foyer au-dessus d’un essieu porteur. Dans les machines à trois essieux accou-
- (1) Une locomotive Crampton, du Nord, était exposée par la maison Cail après un parcours de plus de un million de kilomètres et une existence de quarante années. Cette longue carrière, jointe au chiffre relativement faible des dépenses d’entretien et de réparations par kilomètre parcouru, est une preuve de plus des services que peuvent rendre les machines à roues libres.
- (2) La locomotive compound à grande vitesse du Nord, à deux essieux moteurs, dérive du type à deux essieux accouplés, bien que les bielles d’accouplement soient supprimées.
- (3) Pratiquement, lorsque l’essieu moteur est coudé, la distance des essieux accouplés est supérieure de 1 m à la longueur de la grille ; celle-ci ne peut donc avoir plus de 2 m sans que la distance des essieux accouplés dépasse 3 m.
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- plés de l’Etat et à quatre essieux accouplés du Midi, le foyer était à l’arrière du dernier essieu accouplé; enfin il était au-dessus dans tous les autres types de cette catégorie.
- Charge des essieux. — A l’Exposition de 1878, figuraient des machines dont les charges sur rails atteignaient 13 à 14 t par essieu.
- A l’Exposition de 1889, on peut dire que la charge de 14 t est dépassée dans tous les types nouveaux, où elle atteint et dépasse même 15 t. On peut citer, comme maximum de charge par essieu, la machine à grande vitesse d’Orléans (15,7 t), celle à quatre essieux accouplés du P.-L.-M. (16 t) et enfin la machine du Midland dont l’essieu moteur, indépendant, porte 17,81. Cette dernière charge, tout en étant élevée, n’est d’ailleurs pas une nouveauté dans une machine anglaise à roues libres. *
- La charge des essieux porteurs d’avant des machines à grande vitesse à augmenté dans le même rapport; ainsi on trouve 13,4 t (P.-L.-M.)^ 14,2 t (Orléans).
- La charge des bogies varie dans d’assez grandes limites, entre 13,8 et 18,5 t.
- Particularités des essieux; boîtes à huile. — L’acier est employé pour la construction des essieux droits, et également des essieux coudés (Orléans, Ouest, Est, Etat-Belge, Chemins Italiens de la Méditerranée). Les coudes de l’essieu moteur sont généralement frettés; mais de plus, dans les machines de l’Ouest et du Midland, le tourillon du coude est traversé dans toute sa longueur par un ^boulon de consolidation, destiné à solidariser les deux manivelles en cas de rupture du -tourillon.
- Dans les machines de l’Ouest et duLondon-Brighton, on remarque que les manivelles d’accouplement sont calées dans le même sens que les manivelles motrices, en vue de diminuer l’usure des fusées. Sur toutes les autres machines à cylindres intérieurs, la disposition inverse est adoptée, dans le but de réduire la fatigue du métal et l’importance des contrepoids. Les efforts auxquels les essieux coudés sont soumis de la part des bielles motrices sont d’ailleurs largement atténués par la présence de la boîte du longeron médian, fdans les machines à trois longerons.
- La Compagnie P.-L.-M. emploie, pour les essieux moteurs, les boîtes Raymond et Henrard, à trois coussinets.
- Certaines machines de l’Etat-Beige ont des boîtes en bronze phosphoreux, sans coussinets.
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- Passage dans les courbes.
- Déplacement et convergence des essieux. — En vue de faciliter l’entrée ou le parcours en courbes, on se contente quelquefois de laisser à l’essieu porteur d’avant dans ses coussinets un léger jeu, suivant son*axe (machine de l’Ouest, jeu de 5 mm). Mais une application beaucoup plus répandue, notamment,sur les machines françaises et belges, c’est l’emploi des plans inclinés entre les boîtes et les coussinets, permettant un déplacement de l’essieu suivant son axe de 10 à 12 mm de chaque côté de la position moyenne pour les machines à grande vitesse, et .pouvant atteindre 20 à 25 mm pour les machines à quatre essieux accouplés (Midi, P.-L.-M.).
- Ce déplacement latéral est combiné dans certaines machines avec l’emploi des boîtes obliques ou radiales qui font prendre à l’essieu qui se déplace la position convergente en courbe (système Webb, dans la machine à grande vitesse du Nord ; système Edi Roy dans celle à trois essieux accouplés de la même Compagnie et les machines express de l’État-Belge).
- Dans le même but, les boîtes de l’essieu d’avant de la machine à trois essieux accouplés de l’Orléans étaient munies d’un double système de plans inclinés, dans deux directions perpendiculaires, ce qui permet la convergence de l’essieu dans les courbes du faible rayon que cette machine est appelée à parcourir ; de plus, les boudins des roues de cet essieu sont lubrifiés par un dispositif spécial (1). ' *
- La Compagnie du London-Brighton emploie la lubréfaction des boudins des roues d’avant par une dérivation de la vapeur d’échappement.
- Bogie. — L’application du bogie paraît faire des progrès sur les machines européennes ; deux machines françaises (Ouest et Nord), deux machines anglaises (Midland et South Eastern) et les trois machines; italiennes en étaient munies ; en outre, la machine suisse était pourvue d’un avant-train «Bjssel », dont la chevillé ouvrière est à 1,70 m en arrière de l’axe de l’essieu, et le jeu latéral limité par des bielles articulées au châssis. Ces bielles exercent un effort de traction sur le châssis du Bissel, dont le pivot a quelques mil-limètres de jeu.
- (1) Un appareil du même genre était exposé en 1878 par la Société I. R. P. des Chemins de fer de l'Etat-Autrichien, et appliqué à la locomotive à trois essieux accouplés du Sud de l’Autriche. -
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- Les bogies des machines de l’Ouest et du Midland supportaient la charge par leur centre, au moyen de plateaux présentant une large surface d’appui ; ils étaient pourvus d’un jeu latéral réglé par des ressorts. t
- Dans la machine des Chemins méridionaux de l’Italie, également à charge centrale sur le bogie, le rappel se faisait au moyen de. bielles inclinées articulées.
- Dans la machiné du Nord, le pivot est sphérique, mais ne reçoit pas la charge ; celle-ci est supportée par des appuis latéraux. Il en est de même dans la machine du South Ëastern, dans laquelle un système spécial de bielles horizontales à réactions élastiques diminue les chocs sur le pivot et permet une sorte de déplacement transversal du bogie.
- Enfin, dans les deux machines italiennes de la Méditerranée, un pivot sphérique reçoit, par l’intermédiaire d’une crapaudine en fonte, la plus grande partie de la charge qui est également supportée par des appuis latéraux élastiques ; le rappel à la position normale est-fait au moyen de bielles articulées et inclinées ; les fusées peuvent en outre se déplacer dans leurs coussinets dans le sens de leur axe.
- Il a été parlé plus haut du mode de suspension des divers bogies.
- Les bogies étaient.- tous de la forme classique à châssis intérieur, à l’exception de celui du Nord dont le châssis était extérieur aux roues. , '
- IV. — APPAREILS DIVERS
- 'ï
- Sablière. — La plupart des machines françaises, celles de la Belgique et de l’Italie ont la sablière classique sur la chaudière. Les Compagnies anglaises et, à leur exemple, la Compagnie du Nord ont reporté la sablière sur le tablier, contre les couvre-roues. Pour les trois machines de l’Ouest, la sablière était dissimulée sous l’enveloppe extérieure du corps cylindrique.
- La machine-tender de l’Est portait une sablière à une hélice, et les machines de l’Orléans une sablière à deux hélices.
- Un grand nombre de machines à grande vitesse (celles de cons-truôtion récente de l’Ouest, du Nord, de l’État français, du Midland, du London-Brighton, de l’Italie-Méditerranêe, de l’État-Belge) étaient munies de l’appareil Gresham et Craven, qui consiste dans l’application d’un éjecteur à l’entraînement du sable projeté sous les roues motrices.
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- Attelage. — L’attelage de la locomotive et du tender offre peu de particularités nouvelles. Dans les attelages élastiques, on cherche, par une forte tension initiale des ressorts, à s’opposer autant que possible au mouvement de lacet en ligne droite, sans gêner le déplacement relatif en courbe. Ce but' est atteint par les tampons obliques système Ed. Roy, sans interposition d’aucun appareil élastique ; ils étaient appliqués aux machines à grande-vitesse de l’Ouest (à bogie) et de l’État.
- La machine à trois essieux accouplés de l’Orléans était aussi munie d’un attelage convergent, à tampons en arc de cercle. La rotation s’effectue au moyen d’une glissière curviligne tracée suivant un arc de cercle dont le centre coïncide avec celui de la machine.
- On remarquait l’attelage particulier de la machine à marchandises de l’État-Belge. La barre d’attelage passe sous le tender, qui ne transmet pas l’effort de traction, directement appliqué au véhicule de tête.
- Freins. — Toutes les machines exposées, à l’exception d’un très petit nombre exclusivement affectées à un service de marchandises, étaient munies des appareils permettant de faire agir sur le-train, et souvent sur la machine elle-même, des freins continus généralement automatiques.
- Les appareils du frein à air comprimé automatique Westinghouse se trouvaient sur les machines de l’Ouest, de l’Est, du P.-L.-M. (1), du London-Brighton, de l’État-Belge, de l’Italie (Méditerranée) et de la Suisse.
- Les machines du Midi, de l’Orléans et de l’État (grande vitesse} portaient les engins de frein à air comprimé automatique Wenger-
- Enfin les machines du Midland, du South Eastern et des Chemins Méridionaux de l’Italie étaient munies des appareils du frein à vide automatique, et celle de la Compagnie du Nord, du frein à vide non automatique, complété par un système de déclenchement électrique.
- Un certain nombre de locomotives étaient pourvues de freins spéciaux agissant sur leurs roues motrices ou accouplées ; ainsi on remarquait un frein à vapeur sur deux des machines du Nord (à bogie et à trois essieux accouplés) ainsi que sur celle du Midland (ce dernier agissait aussi sur les essieux du tender).
- D’autres locomotivês (Midi, Orléans, État) n’avaient comme
- (l) La Compagnie P.-L.-M. emploie un double frein continu à air comprimé, combinaison du Westinghouse automatique et d’un frein non automatique mais modérable-
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- moyens d’arrêt particuliers que la contre-vapeur, qui est d’ailleurs d’un usage général.
- Enfin, plusieurs machines, en dehors des locomotives-tenders, étaient munies de freins à vis (locomotives à quatre essieux accouplés du Nord et du Midi).
- Cabine-abri. — L’usage des cabines avec toiture et parois latérales plus ou moins complètement fermées, est devenu général, tant en France qu’à l’étranger. Parmi les machines exposées, celles du Midi et du P.-L.-M. avaient seules conservé l’écran simplement surmonté d’un auvent.
- Les machines-tenders ont toutes une cabine fermée à l’arrière, en vue de la marche dans les deux sens.
- Y. — TENJDER
- Approvisionnements. Les longs parcours sans arrêts des trains rapides ont conduit à augmenter, dans de notables proportions, l’approvisionnement en eau des tenders qui, pour les puissantes machines a grande vitesse, doivent pouvoir suffire à une consommation d’au moins 70 à 80 l par kilomètre, et même davantage pour les trains très chargés. 11 en résulte, pour parcourir des étapes qui sont fréquemment de 120 à 130 km et atteignent même 160 km, la nécessité de dépasser la contenance de 10, m3, qui était encore regardée comme suffisante à l’Exposition de 1878. Ainsi, le tender de la Compagnie du Nord (non exposé) peut recevoir 14 m3 d’eau ; celui de l’Orléans, 14,5 m3 ; celui dü Midland, 14,75 m3 ;*celui du P.-L.-M., 16,1 m3.
- Dans ces tenders, lë chargement de combustible est réduit au minimum nécessaire pour parcourir deux étapes, soit 3 000.% et même moins. La plupart sont portés par trois essieux.
- Poids. — Le poids des tenders vides varie dans d’assez fortes limites par rapport au chargement total qu’ils sont susceptibles de recevoir.
- Le plus léger des tenders à grande vitesse exposés est celui de l’Ouest qui, grâce à son faible poids mort (12,1 t), et à sa contenance modérée (10,5 mz) est porté par,deux essieux seulement. Le rapport du poids mort au chargement n’est que de 0,86, tandis que ce rapport atteint 1,19 dans*le tender à trois essieux du Lon-don-Brighton.
- Construction. — Les caisses à eau des tenders anglais n’ont pas
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- la forme en fer à cheval ; elles occupent tout l’espace inférieur et sont surmontées d’un tablier incliné sur lequel se charge le combustible.
- La plupart des tenders exposés étaient à longerons extérieurs ; cependant ceux du Midi et du London-Brigton étaient à longerons intérieurs aux roues.
- Quelques châssis de tenders étaient à longerons en. acier (Orléans, London-Brigbton, South Eastern).
- Les roues du tender à grande vitesse de l’Orléans étaient identiques aux roues porteuses de la machine, c’est-à-dire à centre plein et à nervures. *. , ' ,
- Tous les tenders étaient munis de freins à vis, qui, en outre, étaient actionnés mécaniquement par les appareils que nous avons mentionnés.
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- TROISIÈME PARTIE
- LES LOCOMOTIVES SECONDAIRES
- Par M. J. PULIN.
- LOCOMOTIVES SECONDAIRES ET VOIT ERES A. ViPEU B POUR ROUTES
- Avant-Propos
- Nous avons réuni sous le titre de Locomotives secondaires tous les appareils de traction autres que les locomotives à voie normale françaises ou étrangères.
- Nous nous occuperons d’abord des locomotives proprement dites ; nous aurons à mentionner, outre les machines ordinaires, celles qui représentent des systèmes spéciaux, savoir : les locomotives sans foyer et celles à air comprimé, les locomotives à crémaillère des chemins de fer de montagne, les moteurs du chemin de fer glissant et du chemin de fer monorail, les appareils de traction électrique. Enfin, nous parlerons des voitures pour routes.
- Les locomotives proprement dites à voie réduite qui figuraient à l’Exposition de 1889 peuvent être divisées méthodiquement en deux grandes classes : les Locomotives à voie de 4 m et celles qui, affectées à des services très divers, sont construites pour de plus faibles écartements de rails et que l’on peut comprendre sous la dénomination générale de locomotives 'pour voies étroites.
- § I. — Locomotives pour voie de 1 m.
- Les locomotives pour voies de 1 m, au nombre de neuf, appartenaient aux Compagnies suivantes :
- Chemins de fer du Sud de la France, — du Puy-de-Dôme, — de la Meuse (concession Varinot), — Société générale des Chemins de fer économiques, — Société du Chemin de fer du Périgord, — Chemin de
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- fer de Bône-Guelma et prolongements, — Chemins de fer Argentins, — Chemins de fer vicinaux de Belgique. Il convient d’ajouter à cette liste la Compagnie des Chemins de fer Départementaux, dont le nouveau type dè locomotives était représenté par des dessins exposés par notre collègue, M. A. Mallet.
- Dans cette énumération on distingue pour la France l’existence d’un réseau d’intérêt local déjà très important, qui vient en seconde ligne après celui des six grandes Compagnies ; ce réseau à trafic restreint est caractérisé par sa largeur de voie qui présente un intermédiaire bien défini entre la voie normale et celle à écartement plus petit et très variable constituant, à proprement parler, la voie étroite.
- Les conditions principales d’établissement des locomotives à voie de 1 m sont renfermées dans le Tableau 111. Nous compléterons ci-après les renseignements qu’il renferme par ceux que nous avons pu recueillir sur la construction ei le service de ces machines, soit à l’Exposition, soit dans les notices des exposants, dont nous reproduirons les assertions sans les discuter, soit enfin dans les publications techniques.
- Le fait essentiel qui se dégage de l’examen d’ensemble des locomotives à voie de 1 m est la tendance à l’augmentation de l’effort maximum de traction qui, pour certaines, se trouve élevé, eu égard à leur base restreinte, et comparativement aux locomotives de même destination qui figuraient à l’Exposition de 1878. Les machines à voie de 1 m de l’Exposition de 4889 sont toutes des locomotives-tenders et ont pour la plupart trois essieux couplés ; une des machines, à deux essieux accouplés, appartenant à la Compagnie des Chemins de fer du Sud de la France, possède un effort maximum théorique de traction de 6 738 kg relativement considérable, correspondant à un effort pratique de 4 380 kg évalué à la jante des roues motrices, et calculé d’après la formule :
- F = 0,65^-
- D’autre part, la locomotive, d’un type tout différent, étudiée par la Société Alsacienne de Constructions Mécaniques pour les Chemins de fer Départementaux, réalise avec le fonctionnement com-pound un effort maximum à la jante des roues motrices qu’on peut évaluer à 3 800 kg (1).
- (1) Locomotive eompound articulée à deux trains moteurs.
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- Quelques mots de description sur chaque machine compléteront le Tableau III.
- Locomotive à quatre roues accouplées des Chemins de fer du Sud de la
- France (1) (locomotive-tender) (col. n° I du tableau 111, Fig. 4,PI 70.)
- D’après la notice de la Compagnie du Sud de la France, cette machine, construite par la Société Alsacienne de Constructions Mécaniques, dérive d’un type déjà expérimenté aux États-Unis pour les lignes à faible trafic et qui a été modifié d’après une étude de notre regretté collègue, M. D. Bandérali.
- Les résultats fournis par des machines du Sud-France, à six roues accouplées et à tender séparé primitivement, mises en service sur des lignes accidentées où les rampes atteignent 28 mm et où les rayons des courbes s’abaissent à 120 mm, ont conduit à la nouvelle locomotive exposée, dont l’allure est très bonne à la vitesse maxima de 40 km à l’heure, la vitesse normale moyenne étant de 25 à 28,
- Cette machine est à longerons intérieurs et à cylindres extérieurs ; elle a deux essieux couplés très rapprochés (écartement de 1,300 m seulement) et deux essieux de support avant et arrière, munis l’un et l’autre de boîtes radiales, système Ed. Roy. Elle présente cette particularité, qu’on s’est ménagé le moyen de limiter à volonté le déplacement possible de l’essieu radial d’avant au moyen d’une pièce spéciale de butée convenablement graduée, afin de donner à la machine, dans la marche en alignement droit, la base rigide nécessaire à la stabilité et de lui conserver la flexibilité nécessaire pour le passage facile dans les courbes de petit rayon. La machine est à tamponnement central et elle porte le frein à vide ; son poids adhérent moyen de 18 t peut paraître faible, mais il faut tenir compte de ce que l’adhérence dans les pays méridionaux est généralement excellente et peut s’élever facilement jusqu’au coefficient 1 /4.
- D’ailleurs, cette locomotive est munie d’une sablière à vapeur et elle est construite pour remorquer sans peine 75 t sur les parties difficiles du réseau, à la vitesse de 15 à 20 km à l’heure.
- Locomotive à six roues accouplées du chemin de fer du Puy-de-Dôme
- (locomotive-tender) (col. n° % du tableau III, Fig. 2, PI. 70.)
- Cette machine, destinée à la ligne de Riom à Yolvic, a été
- (1) Une notice a été publiée par la Compagnie du Sud-France sur les objets exposés par elle.
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- construite par la Société des Batignolles. Les roues sont à l’intérieur des longerons; la distribution et les cylindres sont extérieurs et les têtes de pistons n’ont qu’une seule glissière. La distribution est du système à coulisse rectiligne d’Allan. *
- Cette machine porte un frein à vis et le frein à air comprimé. Le tamponnement est central.
- Locomotive à six roues accouplées des Chemins de fer de la Meuse (concession Varinot) (locomotive-tender) (col. n° 5 du tablau III, Fig. 3, PL 70.)
- Étudiée et construite par la maison Corpet, à Paris, cette locomotive est en service sur la ligne de Bar-le-Duc à Clermônt-en-Argonne, qui comporte des rampes maxima de 15 mm et des courbes de 200 m de rayon.
- Elle a un essieu porteur d’arrière muni de boîtes radiales système Ed. Roy, complété par un dispositif spécial de rappel formé par un rouleau se déplaçant sur un plan incliné. *
- Les roues du deuxième essieu accouplé n’ont pas de boudin. '
- La machine peut passer dans les courbes de 100 m de rayon; sa vitesse atteint fréquemment 40 km à l’heure et exceptionnellement 55 km.
- Les cylindres sont extérieurs, ainsi que la distribution, qui est du système avec coulisse rectiligne d’Allan.
- Frein à main à quatre sabots et frein à contre-vapeur ; double tamponnement.
- D’après un rapport de M. G. Merceron, Ingénieur des chemins de fer de la Meuse, cette machine remorque une charge brute de 100 t, sur rampes de 15 mm, à la vitesse de 20 km à l’heure.
- Locomotive-tender à six roues accouplées de la Société générale des Chemins de fer Économiques (Allier) (col. n° A du tableau 111, Fig 4, PL 10. i
- Machine qui se rapproche beaucoup de celle étudiée en 1883 par la Commission des chemins de fer de la Corse.
- Elle a un essieu porteur d’arrière muni de boîtes radiales, système Ed. Roy. Son faible empattement rigide de 2.240 m lui permet de passer très facilement dans des courbes de 100 m de rayon.
- Les cylindres sont extérieurs et la distribution * est du système d’Allan.
- Cette locomotive est munie d’un frein à contre-vapeur, d’un
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- frein à main agissant sur les roues couplées d’avant et d’un frein à vide agissant sur les'mêmes sabots que ce dernier.
- Elle peut traîner une .charge de 70 t à la vitesse de 20 km à l’heure sur rampes de 25 mm par mètre.
- La Société générale des Chemins de fer Économiques possède 63 locomotives semblablés sur les lignes qu’elle exploite, savoir :
- 30 locomotives sur le réseau du Centre (lignes dp l’Ailier et du Cher). -
- 3 locomotives sur la ligne de Carhaix à Morlaix.
- 30 locomotives sur la' ligne de Valmondois et le réseau de- la Somme. t
- Ces dernières machines,ont leurs essieux disposés comme ceux des locomotives de l’Ailier, mais elles sont un peu moins lourdes; olles pèsent, à vide, 19 t au lieu de 20,700 t.
- Locomotive-tender à six roues accouplées des Chemins de fer du Périgord.
- {col. n° 5 du tableau III, Voir fig. 7, Chemins de fer vicinaux
- (Belgique.) ' „ ,
- - Locomotive construite dans les ateliers de M. F. Weidknecht, a Paris, d’après le type général de la Société nationale clés Chemins de fer vicinaux belges.
- Elle a ses longerons et ses cylindres extérieurs aux roues ; la distribution est du système Walschaert, elle est entièrement cachée par des tôles verticales.
- Le tamponnement est unique et des dispositions particulières ont été prises pour, marcher indifféremment dans les deux sens avec la même sécurité.
- Une toiture règne sur toute l’étendue de la machine. Sur la plate-forme d’avant, le mécanicien trouve les mêmes appareils qu’à l’arrière : régulateur, le.vier de changement de marche, frein à vis, mouvement du sifflet et appareils de sûreté de la chaudière.
- La Compagnie des chemins de fer du Périgord emploie le frein Soulerin, mais il n’était pas encore appliqué sur la locomotive exposée. f
- fi
- Locomotive-tender à six roues accouplées de ia Compagnie française des Chemins de fer Argentins. Constructeur et exposant : Compagnie de Fives-Lille (col. n° 6 du tableau III, Fig. 5, PI. 70.)
- Cette machine, d’une puissance, relativement peu considérable, est destinée.à des services de travaux et à des manœuvres de gares ;
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- elle est à longerons intérieurs et à cylindres extérieurs, et le tamponnement est unique.
- La tige de traction, qui sert en même temps de tampon, agit sur un ressort en spirale, lequel sert à la fois pour la traction et pour le tamponnement,
- Cette locomotive, destinée à brûler du bois, est munie d’une cheminée à flammèches ; elle est pourvue d’un frein à main agissant à l’aide de quatre sabots sur les roues d’avant et d’arrière.
- L’écartement des essieux extrêmes, qui est de 1,750 m, permet de passer sans aucune gêne dans les courbes de 60 m de rayon.
- La distribution est du système Stephenson.
- Locomotive compound articulée à deux trains moteurs, système A. Mallet (4) (col. n° 7 du tableau III).
- M. A. Mallet a fait figurer à l’Exposition des dessins et photographies des locomotives compound construites depuis 1876 sur ses plans, et, entre autres, les dessins de la locomotive compound articulée à voie de 1 m.
- Trois machines de ce type, construites par la Société Alsacienne pour ,1a Société des Chemins de fer Départementaux, sont actuellement en service, et quatre en construction ; elles sont établies d’après les principes adoptés pour les locomotives ayant fait le service du chemin de fer Decauville à l’Exposition et dont nous parlerons plus loin, mais elles sont beaucoup plus puissantes.
- Locomotive-tender à six roues accouplées du Chemin de fer de Bône-Guelma et prolongements (col. n° 8 du tableau III, Fig. 6, PL 70.)
- Cette machine, destinée à la ligne de Tébessa, diffère sensiblement de la locomotive du chemin de fer du Puy-de-Dôme, étudiée par le même constructeur (Société des Batignolles).
- Comme cette dernière, la locomotive du chemin de fer algérien a ses cylindres et sa distribution extérieurs aux longerons; la coulisse est rectiligne et la tête de piston est guidée par une seule glissière; la machine porte le tamponnement unique et une toiture avec écran; mais, par contre, le châssis est intérieur aux roues et cette locomotive porte, outre le frein à main, les appareils du frein à vide avec éjecteur débouchant dans la cheminée.
- En outre, le porte-à-faux est beaucoup plus grand que dans la machine du Puy-de-Dôme, à cause de la longueur du foyer, qui est de 1,500 m.
- (1) Société des Ingénieurs Civils, juillet 1890, p. 91 et pl. XIII, fxg. II.
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- Locomotive de la Société nationale des Chemins de fer vicinaux de Belgique (col. n° 9 du tableau III, Fig. 7, PL 70. )
- Cette machine, construite dans les ateliers de Tubize, est du type créé par la Société Métallurgique. Elle a une puissance relativement grande et un empattement rigide réduit qui doit lui permettre de passer dans les courbes de 20 m de rayon.
- Le cylindre, le mouvement de distribution système Walscbaert et les longerons sont extérieurs aux roues. Le mécanisme est pré-servé de l’eau et de la poussière par des tôles formant enveloppe.
- La machine porte une toiture sur toute son étendue et une plate-forme pour le mécanicien à chaque extrémité.
- Le foyer est du système Belpaire ; l’alimentation est faite à l’aide de deux injecteurs Friedmann et les tuyaux de refoulement pénètrent dans la boîte à feu, puis plongent dans l’eau du corps cylindrique.
- Le tuyau d’échappement a une très grande section pour atténuer le bruit de la décharge qui a parfois l’inconvénient d’effrayer les chevaux. L’échappement est variable.
- Locomotive de la Société nationale des Chemins de fer vicinaux de Belgique (col. n° 40 du tableau III, Fig. 8, PL 70.)
- Autre machine pour la même destination, mais moins forte,' construite en 1889 par MM. Halot et Cie, à Bruxelles.
- Elle a des cylindres extérieurs et une distribution Walschaert.
- Elle est du poids de 15 t à vide et porte, comme la précédente, une plate-forme pour le mécanicien à chaque extrémité et le tamponnement unique.
- § II. — Locomotives pour voie étroite.
- Nous avons à mentionner six types de locomotives construites pour voie inférieure à 1 m, en y comprenant celui des machines qui ont fait le service de l’Exposition.
- Le tableau 1V indique les conditions principales d’établissement de ces diverses locomotives.
- Locomotive-tender à quatre roues accouplées, type de la Société des Anciens Établissements Cail (1) (col. n° 4 du tableau IV, Fig. 9, Pl. 70.)
- Cette machine, construite pour la voie de 0,800 m entre'rails,
- (1) Exposée dans le pavillon de cette Société.
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- est destinée aux chemins de fer d’exploitations industrielles et agricoles ou aux tramways.
- Les cylindres sont extérieurs aux longerons et l’alimentation est faite par des injecteurs Friedmann.
- La distribution est du système Stephenson.
- Locomotive-tender à quatre roues accouplées de la maison Corpet.
- , (col. n° 2 du tableau IV, Fig. 40, PL 70.)
- Représente un type de machines de 1 à 3 t à vide, étudié par le constructeur pour des services d’usines ou d’exploitations agricoles. ' - .
- La machine exposée à l’Esplanadè- des Invalides, sur les voies de M. Paupier, a été construite pour un cas spécial à l’écartement de 0,620 m entre rails.
- Elle porte une chaudière verticale système Field avec soupapes de sûreté à charge directe. Les cylindres• sont verticaux et attachés à des appliques rivées sur la chaudière.
- Locomotive-tender à quatre roues accouplées et un essieu porteur à
- l'arrière, de M. Porter, à Pittsburgh (États-Unis) (voie de 0,940 m
- entre rails) (col. n° 4 du tableau IV, Fig. 44, PL 70.)
- Cette machine, la seule exposée par les États-Unis,"est un spécimen des locomotives légères que ce constructeur établit suivant des dispositions assez variées.
- Elles sont destinées à des services divers et particulièrement aux exploitations forestières et agricoles ; elles se prêtent également au service des voyageurs.
- Poids total en charge de la machine exposée : 6 1/2 t.
- ‘ L’essieu d’arrière forme un train articulé dont les roues ont 0,406 m de diamètre et qui se meut, au-dessous des caisses contenant la provision de combustible ; il a une charge sur rails de 2,6 t.
- Les cylindres sont extérieurs avec glissière unique de tête de piston ; la distribution est du système Stephenson.
- En raison de son faible empattement rigide (1,422 m), lamachine peut circuler sur des voies de très petit rayon ; elle marche indifféremment en avant et en arrière et elle peut circuler sur des rails de 8 kg par mètre courant.*
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- Locomotive-tender à quatre roués accouplées, de la Société Decauville aîné (col. n° 3 du tableau IV, Fig. 32, PI. 70.)
- « Elle était exposée à la gare de la Tour Eiffel.
- C’est un type très employé par la Société Decauville. Il rappelle les machines construites en très grand nombre depuis une dizaine d’années par la Société anonyme de Marcinelle et •Couillet pour les mines,, carrières, chantiers de terrassement et •exploitations agricoles, et» pour écartements de rails descendant parfois à 0,420 m.
- Les longerons et les cylindres sont extérieurs aux roues ; la •distribution est du système Walschaert.
- • Poids de la machine exposée : 3 t h vide.
- Locomotiyes-tenders compound articulées à quatre essieux, système A. Mallet, pour voie de 0^600 m entre rails (1) (col. n° 3 du tableau IVy Fig. 43, PL 70).
- Ces machines ont fait, au nombre de six, le service de l’Exposition. A cause de leur adhérence totale, elles peuvent réaliser un grand effort de traction en palier et elles sont capables de gravir des rampes de 8 0/0.
- D’autre part, en raison de leur souplesse, elles peuvent passer par des courbes de 20 mm de rayon. Elles remorquent 280 t en palier et en alignement droit à la vitesse de 15 km à l’heure.
- La machine repose sur deux trains moteurs ayant chacun deux essieux accouplés. Le train d’arrière, auquel est fixée la chaudière, forme la hase rigide et il est actionné par les cylindres de haute pression. Celui d’avant, actionné par les cylindres de basse pression, est articulé, par rapport au train d’arrière, disposition qui distingue ces locomotives des machines Fairlie dont la chaudière est double et dont les deux trains sont articulés relativement à elle. • ,. • * i
- Les roues sont extérieures aux longerons. Les quatre cylindres sont également extérieurs et les distributions sont du système Walschaert.
- Dans la séance du 22 novembre 1889, notre collègue, M. Grille, Ingénieur en chef du Chemin de fer Decauville à l’Exposition, a fourni des détails circonstanciés sur l’excellent service des locomotives. ,
- Nous nous bornerons ici à rappeler qu’elles ont consommé peu
- (1) Société des Ingénieurs Civils, juillet 1890, pages 33 et suivantes.
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- (3 1/2 kg de coke de gaz par kilomètre) et que, malgré des parcours très suivis, atteignant parfois 3 800.km par mois, elles ont fourni un travail de dix-sept heures par jour parfaitement régulier et sans aucune interruption de service.
- Locomotive-tender articulée, système Péchot-Bourdon, 'pourvoiede 0,60m entre rails (col. n° 6 du tableau. IV, Fig. 44, PI. 70).
- Une locomotive de ce type, construite par la Société des Anciens Etablissements Gail, a participé pendant quelque temps au service du chemin de fer Decauville de l’Exposition, concurremment avec les locomotives compound, système Mallet, et avec deux machines ordinaires, à quatre roues accouplées du poids de 5 t à vide.
- La machine Péchot a été étudiée avec le concours de notre collègue, M. G. Bourdon ; elle présente les dispositions d’ensemble des machines Fairlie en usage au chemin de fer à voie de 0.60 m du Festiniog en Angleterre.
- Elle est à deux bogies et à quatre cylindres qui sont extérieurs avec distribution Walschaert.
- Elle porte une seule chaudière, avec un double foyer disposé au milieu, ce qui permet de maintenir le niveau de l’eau constant au-dessus des ciels sur les rampes. ,
- Des compensateurs, destinés à ramener les bogies dans l’axe de la machine, sont munis de ressorts ayant une certaine tension initiale.
- Cette locomotive porte un frein à main agissant sur les huit roues.
- Projet de locomotive compound à deux cylindres, système A. Legrand, de Mons, pour voie de 0,60 m ou de 4 m. (Col. n° 7 du tableau IV.)
- Les dessins exposés par ce constructeur, avec son matériel pour voie étroite, 'représentaient une machine-tender à quatre roues couplées, avec longerons et cylindres extérieurs, distribution système Joy, valve automatique de démarrage et échappement annulaire variable, destinée à l’exportation.
- Étudiée spécialement pour la voie de 0,60 m, cette locomotive s’adapte, à la voie de 1 m par un simple changement d’essieux ; les roues deviennent alors extérieures aux longerons et reçoivent des boutons de manivelles (1).
- (!) Cette machine n'a pas été construite.
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- § III.— Locomotives à crémaillère.
- Locomotive-tender à quatre roues accouplées, à crémaillère et à simple
- adhérence, du Chemin de fer du Brünig (col. n° /1 du tableau IV,
- Fig. PI 70).
- Cette machine a été exposée par la Société Suisse de Winterthur et construite par elle sous la-direction de M. l’Ingénieur en chef Weyermann, pour la Société du Chemin de fer de Jura-Berne-Lucerne (ligne du Brünig) (1).
- Elle représente une solution intéressante de traction en pays de montagnes. Elle peut fonctionner alternativement comme locomotive à crémaillère unique placée dans l’axe de la voie sur les rampes de cette ligne qui atteignent 12 0/0, ou comme locomotive ordinaire lorsque la simple adhérence des roues sur les rails est suffisante.
- Le Chemin de fer du Brünig a, comme section à crémaillère, un développement total de 15 km. Les tronçons de ligne à faibles rampes sont courts.
- On a été conduit à n’employer que deux cylindres et à relier le mouvement de crémaillère directement à celui de l’adhérence. Les cylindres placés à l’intérieur des longerons commandent un arbre ou faux essieu moteur, et cela par l’intermédiaire d’engrenages à cause de la marche avec crémaillère. Lé mouvement est transmis aux bielles d’accouplement qui, à l’extérieur, actionnent les essieux couplés. Un pignon, calé sur le faux essieu, peut en-gréner en pleine marche avec la- crémaillère à l’aide de la disposition de celle-ci et qui d’ailleurs est celle généralement usitée en pareil cas. *
- L’extrémité de la crémaillère est supportée par des ressorts et peut s’abaisser ; elle porte des dents un peu plus espacées que les autres, ce qui permet aux dents du pignon de se loger dans un creux au bout de peu de temps.
- Les conditions principales d’établissement de cette machine, construite pour voie de 1 m, sont les suivantes :
- Diamètre des cylindres........................... 0,330 m
- Course des pistons............................. 0,480
- Diamètre des roues accouplées.................... 0,796
- Diamètre primitif de la roue dentée motrice . . 0,796
- Empattement. .....................t '.......... 2,400
- Rapport des roues de transmission .............1:1,85
- (i) Aujourd’hui Compagnie du Jura-Simplon.
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- Surface de grille........................ . . 0,98 m2
- Surface de chauffe totale. . ................. 54,70
- Poids de l’eau dans la chaudière*................ 1 800 kg
- Poids de l’eau dans les soutes. ................. 2 800
- Poids du combustible dans les caisses......... 400
- Poids de la machine vide. . ................... 17 000'
- Poids de la machine en service................. 22 000
- Cette locomotive remorque sur rampes' de 12 0/0 un train de 40 t à la vitesse de 10 km à l’heure.
- La chaudière est du type ordinaire ; elle est construite en tôle d’acier doux donnant aux essais par traction une résistance à la rupture de 34 à 40 kg par millimètre carré de section avec 20 à 18 0/0 d’allongement ; les tubes à air chaud sont également en acier doux et portent des bouts en cuivre rouge du côté de la boîte à feu. :
- Le niveau d’eau est placé au milieu de la chaudière, contre le dôme, pour n’être pas influencé par les changements d’inclinaison de la voie.
- La machine du Brünig porte trois freins différents :
- 1° Frein à air comprimé du Righi pour la descente ;
- 2° Frein à friction agissant sur le faux essieu ;
- 3° Frein à friction agissant sur une roue dentée qui engrène avec la crémaillère, mais qui est folle sur l’essieu d’avant.
- Ce dernier frein n’est appelé à servir qu’en cas de rupture du mouvement de crémaillère. ' ,•
- En outre, le train est muni d’un frein continu automatique à vapeur, système Ivlose, dans lequel les sabots de frein sont serrés par de forts ressorts en spirale lorsque la vapeur ou l’air comprimé s’échappe par la conduite.
- L’accouplement de la machine avec les voitures ou de celles-ci entre elles est fait par un seul attelage central servant en même temps de tampon.
- b
- Locomotive à crémaillère avec voiture du Chemin de fer du Mont-Pilate fprès Lucerne) (col. n° 42 du tableau IV, Fig. 48, PI. 70). •
- Cette machine était, comme la précédente, exposée par la Société Suisse de Winterthur, qui l’a construite.
- Les pentes extraordinairement fortes de la ligne du Mont-Pilate (48 0/0) ont empêché l’emploi des crémaillères, système Àbt et. Riggenbach, appliquées jusqu’ici aux chemins de fer de montagnes.
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- Des essais faits chez le constructeur ont montré que pour les très fortes rampes, les crémaillères à dents verticales étaient d’un emploi critiquable, la moindre inexactitude dans la division pouvant amener la roue dentée motrice à monter sur les dents de la crémaillère .
- Selon la proposition de M. le colonel Loscher, chef d’entreprise du chemin de fer, le système à double crémaillère à dents horizontales a été adopté. Des expériences faites sur une première machine pendant la construction de la voie ont conduit à certaines améliorations sur la machine exposée^ dont les conditions principales d’établissement sont les suivantes :
- Écartement de la voie . ;............. . 0,800 m
- Diamètre des cylindres................... 0,220
- Course des pistons....................... 0,300
- Diamètre des roues porteuses............. 0,400 .
- Diamètre primitif des roues dentées motrices . . 0,409
- Empattement des roues porteuses......... . 6,100 m
- Surface de chauffe directe.........2,4 m2 <
- r — indirete.............,. . . 18,6 m3
- — , totale..................... 2Î m2
- Surface de grille.......................... 0,38 m2
- Timbre de la chaudière.................12 atm. effecf.
- Poids de l’eau dans la chaudière........... 485 kg
- — dans la soute. . . . . 800
- Poids du combustible. . . . . . . . ....... 350
- Poids de la caisse de la voiture......... .1 100
- , Poids de la caisse de la machine........!.. 6 500
- Poids en service du véhicule (complet avec 35, personnes)........................................ 10 500
- Effort de traction.........................* 5 800
- Vitesse moyenne.................. 1 m par seconde
- Rampes maxima................................ 48 0/0
- Rayon minimum des courbes. .......... 80 m *
- Le même bâti sert pour la locomotive et pour la voiture ; il porte à sa partie inférieure la machine à vapeur proprement dite et les accessoires; la partie supérieure sert au tender et forme les châssis de la voiture.
- Le bâti est monté sur deux essieux porteurs, sur lesquels il s’ap- ' puie en trois points : l’un de ces points est au milieu de l’essieu d’avant, les deux’autres sont de chaque côté de l’essieu d’arrière
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- auquel on a laissé un jeu latéral. Avec ces dispositions les quatre roues porteuses restent toujours en contact avec les rails, même lorsque la voie présente une surface gauche comme cela arrive dans les courbes.
- Le véhicule est maintenu dans l’axe de la voie par les deux roues dentées motrices a axe vertical près de l’essieu porteur d’arrière et par deux autres roues dentées folles sur leurs axes près de l’essieu porteur d’avant.
- On a pu, grâce à ce guidage, supprimer les boudins des bandages et diminuer les frottements. Pour assurer d’une manière plus certaine l’engrènement des roues motrices dentées, on a calé sur leurs axes des roues horizontales ordinaires qui' embrassent les longrines en fer portant les crémaillères, en restant en contact des deux côtés avec les parois latérales de ces longrines; la voiture ne peut dérailler.
- Enfin, des griffes qui saisissent les champignons des rails empêchent tout déplacement vertical qui pourrait se produire par l’effet des tempêtes.
- Les cylindres à vapeur munis de tiroirs cylindriques avec distribution Brown sont montés extérieurement aux longerons ; ils actionnent l’arbre manivelle sur lequel est calé un pignon en métal Delta qui engrène avec une grande roue dentée; celle-ci entraîne deux roues d’angle qui commandent à leur tour deux roues à axe vertical et sur ces axes sont calées les roues dentées motrices. Les rapports de roues de transmission sont calculés pour que l’arbre manivelle fasse environ 180 tours par minute lorsque la vitesse de translation de la machine est de 1 m par seconde.
- La chaudière de cette machine est du type ordinaire, mais son axe longitudinal est placé dans le sens perpendiculaire à l’axe de la machine, afin que le plan d’eau ne varie pas d’une manière nuisible par rapport à la chaudière sur les rampes les plus prononcées.
- La machine du Mont-Pilate porte quatre freins différents, savoir : .
- 1° Pour la descente, le frein à air comprimé, système du Righi;
- 2° Un frein à friction sur l’arbre manivelle ;
- 3° Un frein à friction agissant sur les roues dentées d’avant et qui peut être manœuvré soit par le machiniste depuis l'abri inférieur, soit par le conducteur depuis l’abri supérieur;
- 4° Le frein des roues dentées supérieures est actionné automa-
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- tiquement par un appareil spécial aussitôt que la vitesse à la descente dépasse 1,30 m à la seconde.
- Nous nous bornerons à indiquer le principe de cet appareil :
- Les axes verticaux sur lesquels sont calées les roues dentées d’avant qui engrènent avec les crémaillères pour guider la machine portent à leur partie supérieure des disques à rochets, sur lesquels sont montées des roues folles qui engrènent dans des vis sans fin. Lorsque la machine monte, les disques échappent à Faction des cliquets d’arrêt, mais, à la descente, ceux-ci communiquent le mouvement de rotation à un système commandé par la vis sans fin dans lequel le déplacement de deux poids, sous l’action de la force centrifuge, déclenche à la vitesse prévue le ressort qui doit agir sur les sabots de frein.
- Locomotives 'pour chemin de fer à crémaillère, système Riggenbach, à Olten (Suisse).
- Le chemin de fer à crémaillère, système Riggenbach, de Langres-Marne à la ville de Langres, livré à l’exploitation le 21 novembre 1888, est la première ligne de ce genre établie en France ; la voie a 1 m de largeur entre rails.
- M. Riggenbach a fait figurer à l’Exposition de 1889 les dessins et conditions d’établissement de deux types de locomotives, l’une uniquement à crémaillère pour rampes maxima de 26 0/0 ; l’autre, mixte à crémaillère et à adhérence, pour rampe maxima de 17 0/0.
- Ces deux machines ont des chaudières ordinaires, des cylindres extérieurs, 4 roues porteuses et les dimensions suivantes :
- DÉSIGNATION
- Locomotive uniquement à crémaillère
- Locomotive mixte à ré-mai 11 ère et à adhérence.
- Largeur de la voie entre rails Timbre de la chaudière . . , Diamètre des cylindres....
- Course des pistons...........
- Diamètre des roues porteuses. Écartement des essieux. . . .
- Surface de grille. ..........
- Surface de chauffe totale ... Poids en service. ...........
- 1 m 1 m
- 11 kg 11 kg
- 0,310 m 0,220 m
- 0,500 m 0,450 m
- 0,708 m 0,770 m
- 2,350 m 1,850 m
- 0,92 m2 0,759 m2
- 50 m2 36,224 m2 15 000 kg
- Locomotive pour chemin de fer à crémaillère, système Abt.
- Un dessin représentant ce chemin de fer a figuré à l’Exposition de 1889. Pour tous les détails relatifs au système Abt, nous renverrons à l’article très complet que M. Séguela a publié dans la Revue Générale des Chemins de fer.
- Bull.
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- § IV. — Locomotives ou voitures automobiles pour tramways.
- Voiture automobile de la Compagnie générale des omnibus,
- A ' système Rowan.
- Cette voiture, du système Rowan, a été mise en service à titre d’essai.
- Ce système est caractérisé par la possibilité de séparer facilement et rapidement le moteur de la voiture proprement dite.
- La machine est montée sur un bogie à quatre roues ; la voiture .repose à l’arrière sur un train de roues guidé par un truc mobile genre Clemin'son, et à l’avant sur le bogie moteur auquel elle fournit une partie de l’adhérence nécessaire.
- L’appareil de vaporisation est formé par une ou deux chaudières verticales système Rowa.n, et le tirage est naturel.
- Il n’y a pas de soute à charbon ; le combustible est contenu dans de petites caisses cylindriques en tôle accrochées à la rampe et contenant chacune 2 kg de coke ; le chargement se fait sans pelle.
- Le moteur est une machine horizontale à deux cylindres avec pompe alimentaire ; il y a en outre un injecteur. Le frein à main de la voiture et un frein à pédale pour le moteur sont à la portée du mécanicien.
- La vapeur d’échappement, est condensée en totalité dans un condenseur à surface de 100 mm2 logé sur l’impériale de la voiture et formé de tôles minces en cuivre.
- Les bogies sont de deux types A et B :
- A B
- Écartement de la-voie. . 1 m et 1,435 m 1,435 m et 1,524 m
- Poids à vide . . .... 3750% 5500%
- Diamètre des roues........... 0,600 m . 0,600 m
- Le type A est généralement adopté pour les tramways des villes ; cependant la Compagnie générale des Omnibus a choisi le type B en vue de son utilisation ultérieure possible sur des lignes avec rampes de 40 mm et avec des voitures contenant 100 voyageurs; mais cette application n’a pas encore eu lieu.
- Les conditions principales d’établissement du moteur sont les
- suivantes :
- Diamètre des cylindres (d). . . . . . . . . ... 0,166 m
- Course des pistons (l). . . .. . . . . . . . . . 0,350
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- Diamètre des roues motrices (D)............... 0,620
- Surface de chauffe totale................ 40,36 m2
- Surface de grille ........................... 0,38
- Surface du condenseur ........................100 *
- Timbre de la chaudière........................ 14%
- Effort maximum pratique de traction calculé d’après
- la formule F = 0,50^................. 1 085 kg
- La consommation de combustible sur la ligne du Trocadéro a été assez élevée, mais cet essai n’a pas permis de tirer une conclusion parce que les voitures ne faisaient que 40 à 50 km par jour et avaient dix minutes de stationnement contre cinq minutes seulement de marche.
- La consommation des voitures automobiles Rowan pour tramways de ville est estimée à 1,5 kg par kilomètre ; elle est même descendue à 1,2 % sur les voitures de ce système en service à Berlin.
- Locomotive sans foyer de la voiture-tramway destinée à la ligne de Lyon à Saint-Fons et Veni^sieux.
- Cette machine, qui faisait partie d’un lot de 15 locomotives construites par les ateliers Cail en 1883 et qui était exposée par la Compagnie des Omnibus et Tramways de Lyon a été étudiée par MM. Francq et Mesnard.
- Elle a 1,58 m seulement d’empattement et sa stabilité est cependant bonne. Le détendeur de vapeur est nouveau ; il a été réuni au régulateur pour simplifier, mais son fonctionnement est indépendant de celui de cet organe. La vapeur détendue passe par un réchauffeur intérieur spécial au sein de la masse d’eau à haute* température. Le condenseur à air contient des tubes étoilés, et moitié environ de la vapeur d’échappement se condense.
- Cette voiture-tramway porte un frein à main et un frein à vide agissant sur les roues de la machine et du véhicule.
- Le poids de l’eau accumulatrice est de 3 600 kg et la surface du condenseur à air est de 100 m2.
- L’effort pratique de traction, en admettant le coefficient K = 0,65, est indiqué ci-après pour les pressions de 3, 6 et 8 kg :
- Pression. .... 3 kg Effort de traction . . . 705 kg
- — ..... 6 — — ... 1410 kg
- — ......... 8 — — ... 1800 %
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- MM. Francq et Mesnard estiment qu’avec 3 600 kg d’eau à la pression initiale de 15 kg, on peut développer à la jante des roues motrices un travail de 5 760 000 kgm.
- Locomotive sans foyer, système Lamm et Francq, de la Compagnie des
- Tramways du département du Nord (col. n° 9 du tableau IV,
- Fig. 45, PL 70).
- Cette machine, qui faisait partie d’un lot! de 10 locomotives construites par la Compagnie de Fives-Lille, est du type qui a déjà figuré à l’Exposition de 1878. Elle porte toutefois certaines améliorations.
- Les appareils de manœuvre existent à l’avant et à l’arrière pour la marche dans les deux sens.
- Des sablières sont disposées pour répandre du sel pour la fonte des neiges, ou du sable en cas de patinage.
- Dans cette locomotive, le poids de l’eau accumulatrice est de 1 900 kg. Le constructeur indique pour diverses pressions les efforts de traction ci-après évalués à la circonférence des roues motrices en admettant le coefficient pratique K = 0,65.
- Pression. . . . . .3 kg Effort de traction 34.3 hn
- — ..... 5 — —
- Locomotive sans foyer de la Compagnie Continentale d'Exploitation, système Lamm et Francq.
- Machine à quatre roues couplées qui figurait dans la section belge où elle était exposée par MM. Émile et Jules Halot et Cie, constructeurs, à Bruxelles.
- Avant-projet de locomotive, système Lamm et Francq, pour le Métropolitain de Paris.
- La Société Continentale d’Exploitation des locomotives sans foyer avait exposé les dessins de l’avant-projet fait en 4886, par MM. Francq et Mesnard, en vue de la traction des trains sur le Métropolitain, à Paris.
- Cette machine comportait cinq essieux, savoir trois essieux accouplés, encadrés de chaque côté d’un essieu porteur à boîtes radiales.
- Le poids total était de 55 t, dont 36 t de poids utile pour l’adhérence.
- 458% 573 kg 687% 802
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- Le récipient avait une capacité de 17500 l à 15 kg de pression initiale.
- Voiture automobile à air comprimé, système Mékarski, de la Société des Chemins de fer Nogentais (col. n° 40 du tableau IV, Fig. 46, PL 70.)
- Cette machine, construite par M. Brissonneau-Derouelle et Lotz, à Nantes, est à voie normale et fait partie de la voiture automobile de la ligne de Yincennes-Nogent-Ville-Évrard.
- Le réchauffage de l’air, pendant sa détente est obtenu à l’aide de la vapeur d’eau fournie par une bouillotte sans foyer. L’usine de production de l’air comprimé renferme des compresseurs qui permettent d’obtenir les pressions de 40 à 45 kg par centimètre carré. L’air refoulé par les pompes passe dans un sécheur, avant de se rendre dans les accumulateurs, pour y abandonner l’eau qu’on est obligé d’injecter dans les cylindres des pompes, afin d’empêcher l’élévation de la température.
- Les cylindres moteurs sont extérieurs aux longerons et le mécanisme est protégé contre la poussière et la pluie par une enveloppe en tôle. La distribution est du système Walschaert et les conditions principales d’établissement de ce moteur sont les suivantes :
- Contenance du réservoir d’air comprimé :
- Batterie principale............ ............. . 2 030 1
- Batterie de réserve.............................1 070
- Pression normale de chargement..................... 45 kg
- Approvisionnement d’air comprimé.................... 470
- — d’eau chaude..................... 200 1
- Température initiale de réchauffage................ 160°.
- Diamètre des cylindres ........................... 0,165 m
- Course des pistons.........................«. . 0,280
- Diamètre des roues............................... 0,750
- Ces voitures peuvent parcourir 15 km sans rechargement.
- La Société des moteurs à air comprimé (système Mékarski) a exposé en outre des dessins et des résultats d’exploitation relatifs aux locomotives désignées ci-après, savoir :
- Tramways de Nantes.
- Ils sont exploités depuis 1879 et emploient aujourd’hui vingt-deux voitures automobiles. La dépense totale de traction et de chargement est évaluée à 0,1829 f par kilomètre parcouru.
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- Projet de locomotive four le chemin de fer Métropolitain de Paris.
- Deux types sont proposés : l’un, du poids de 50 t, ayant 6 000 kg d’effort maximum de traction ; l’autre, du poids. de 40 t, ayant. 4 800 kg d’effort. Dans les deux cas, la pression normale de chargement est de 50 kg par centimètre carré.
- Locomotive à air comprimé des Mines de Graissessac (Hérault).
- La traction mécanique par locomotive, système Mékarski, a été installée dans ces usines en septembre 1879.
- La pression de chargement des machines es1 conditions d’établissement sont les suivantes :
- Poids des locomotives....................
- Charge remorquée sur rampe de 12 mm L’économie réalisée par rapport à la t mée à 60 0/0.
- de 30 kg et leurs.
- 2, bt 3,5 t
- 0,120 m 0,130 m
- 0,210 0,220
- 0,450 0,500 ;
- 4 400 kg 6 600 kg
- animale a été esti-
- § V. — Locomotion électrique.
- Tramway électrique à voie normale avec moteur à accumulateurs, système Jullien.
- La Société belge l’Électrique a exposé un tramway de ce système parmi les locomotives, et le moteur séparé de M. Jullien figurait dans le Palais des Machines.
- Ce moteur est de la force de 3 1/2 chx (animaux). La force électromotrice, fournie par 40 boîtes d’accumulateurs de trois éléments chacune, pouvant fonctionner sept à huit heures, est de 240 volts, et la vitesse atteint 24 km à l’heure en palier.
- Le changement de marche est obtenu par une interversion du courant dans les inducteurs. La bobine fait 600 tours par minute, vitesse moyenne, et les axes sont lubrifiés à l’aide de graisseurs à compression.
- Il y a deux essieux avec roues de 0,750 m de diamètre. Le moteur est muni d’un frein à main.
- Tramway électrique, système Sprague, à fl conducteur aérien contenu dans une enveloppe imperméable.
- Ce système est exploité aux États-Unis, où il fonctionne dans.
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- plus de soixante villes, et son développement, date surtout de l’ouverture de la ligne de Richemond, le 2 février 1888.
- Cette ligne est à. voie normale et elle a 19 km. Elle comporte des rampes de 10 0/0 et des courbes de 9,10 m de rayon.
- La vitesse moyenne est de 50 0/0 supérieure à celle des chevaux.
- La distribution de la force motrice électrique est basée sur la méthode du potentiel constant à 450 volts avec retour par les rails.
- (Voir la brochure au dossier.)
- Tramway électrique système Thomson Houston.
- Autre tramway à fil conducteur et à voie normale.
- La Compagnie électrique Thomson-Houston exploite ce système dans de nombreuses villes des États-Unis et son agence principale est à Boston (IJ.
- (Voir la brochure au dossier.)
- § VI. — Voitures pour routes.
- L’Exposition de 1889 renfermait quelques spécimens intéressants de ces voitures dont les moteurs sont de deux genres différents.
- Le tricycle exposé par M. F. Merelle, le tricycle système Ser-pollet, la voiture système Flamery, sont pourvus de machines à vapeur d’eau ; les tricycles de MM. Émile Roger, Mors frères, F. Millet, sont à vapeur de pétrole.
- Voiture à vapeur de M. F. Mérelle.
- Cette voiture, bien étudiée, paraît appelée, si la pratique justifie les prévisions des inventeurs, à rendre dans certains cas de réels services pour remplacer la traction animale sur routes, notamment pour les excursions à la campagne et pour tous les cas où la voiture doit être utilisée d’une manière très irrégulière. *
- Le véhicule est un tricycle ou un quadricycle qui peut offrir une, deux ou quatre places ; il porte à l’avant l’appareil de vaporisation consistant en une chaudière multitubulaire de MM. de Dion, Bouton et Trépardoux, dite à chargement central, dont
- (1) A noter le détail des engrenages formés d’étoiles métalliques juxtaposées avec des étoiles,en cuir gras qui assurent un certain graissage et diminuent le bruit.
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- M. Mérelle s’est, rendu concessionnaire pour les petites dimensions-.
- Le quadricycle à quatre places dont nous avons observé le fonctionnement aux expériences publiques faites pendant l’Exposition est muni d’une chaudière type n° 3 (1), timbrée à la pression de 12 kg. Elle est placée au-dessus des roues d’avant .et en-' tourée en partie par la caisse à combustible.
- On a renoncé à l’emploi dés injecteurs à cause des grandes variations de pression dans la chaudière et l’alimentation a lieu à l’aide de deux petites pompes. Un cric joint à la voiture permet de soulever les ;roues motrices et d’alimenter en stationnement. On brûle du coke de gaz avec lequel la chaudière peut être mise en pression en 25 minutes. ,
- Le moteur est une machine Woolf à quatre cylindres disposés en tandem et dont les diamètres sont de 75 et 115 mm avec course de 90 mm et introduction fixe de 65 0/0 aux petits cylindres.
- Primitivement on avait employé, un moteur à cylindrè unique ayant 90 mm de diamètre et 90 mm de course avec la même introduction de 65 0/0; la consommation d’eau était considérable et l’on était obligé ff’en renouveler trop souvent la provision.
- Ce motif seul a conduit à adopter la disposition compound qui a procuré sous ce rapport une très notable économie en permettant de faire un parcours de 40 km sans prendre d’eau, tandis que le moteur à cylindre unique ne permettait qu’un parcours de 26 à 28 km.
- Cet exemple de l’économie de vapeur procurée par l’emploi des cylindres successifs ne manque pas d’intérêt bien qu’il soit pris sur une locomotive minuscule.
- Chaque groupe de cylindres attaque une des roues motrices qui sont indépendantes pour. permettre au véhicule de décrire facilement des courbes de très petit rayon ; on aide au besoin à la mise en marche en agissant avec la main sur une des roues" d’avant.
- Le graissage est assuré par l’emploi d’un graisseur Consolin qui : lubrifie la vapeur à sa sortie du robinet de prise placé sur la chaudière, et par des graisseurs à compression, système Stauffer, pour les moyeux des roues et en général pour toutes.les pièces à frottement important. '
- La chaudière a 1,41 m2 de surface de chauffe totale et peut..
- (1) Voir le dossier qui renferme aussi une photographie de cette voiture et des résultats d’expériences sur la chaudière.
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- produire 80 à 90 % de vapeur par heure. Le moteur est établi pour développer 4 dix effectifs.
- Les résultats obtenus pratiquement sont les suivants :
- Le quadricycle à 4 personnes peut marcher à la vitesse moyenne de 25 km à l’heure, si l’état de la route et de l’atmosphère sont favorables et les rampes de 6 à 7 0/0 sont franchies facilement. La dépense moyenne est de 0,03 f à 0,05 f par kilomètre.
- Enfin l’entretien consiste principalement dans le remplacement des bandages en caoutchouc qui garnissent les roues et qui peuvent fournir un parcours de 2500 km, ainsi que dans les soins à donner au générateur. Il est nécessaire de le ramoner, à l’aide d’un jet de vapeur, après vingt heures de marche et de le vider .sous pression après cent heures de marche pour chasser les dépôts boueux et prévenir autant que possible les incrustations.
- Tricycle système Serpollet.
- . Les voitures à vapeur, qui exigent peu de force motrice, se trouvaient indiquées pour l’application du générateur inexplosible à vaporisation instantanée, imaginé par M. Serpollet, tant à cause de ces deux qualités que du caractère peu encombrant de l’appareil et de la facilité avec .laquelle on peut faire varier dans une. large mesure la pression de la vapeur.
- Le générateur Serpollet (1) est suffisamment connu pour que nous puissions nous dispenser de donner son historique et sa description contenus, d’ailleurs, dans le mémoire que renferme lé dossier.
- Le tricycle exposé par la Société Serpollet et Cie est à chargement automatique du combustible. Le générateur est formé de deux éléments superposés. La provision de charbon est de 60 kg; la dépense, de 8 à 10 kg par heure. La réserve d’eau est de 40 /. Enfin, la vitesse qui peut être soutenue est celle de 25 km à l’heure.
- Il sera intéressant d’examiner les résultats pratiques de ce nouveau et ingénieux système de locomotion sur routes.
- Voiture à vapeur système Flamery.
- C’est une voiture assez lourde avec chaudière tubulaire, que nous nous bornerons à mentionner.
- Tricycle Émile Roger.
- M. Émile Roger a exposé,.dans le pavillon du Pétrole,.une voi-
- (1) Société des Ingénieurs Civils, août 1888, page 278.
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- ture de grandes dimensions à deux places, pourvue d’un, moteur âu pétrole, système Benz.
- Ce moteur, également applicable aux canots, est décrit dans une lettre du constructeur et un prospectus avec tarif et figure annexés au dossier.
- Voiture Mors frères.
- Autre voiture à moteur au pétrole qui a figuré dans le Palais des Machines et que nous ne ferons que mentionner.
- Tricycle à vapeur combustible, système F. Millet.
- M. F. Millet a fait figurer dans le Palais des Machines un tricycle de deux places avec moteur à vapeur de pétrole ou autres hydrocarbures, présentant un ensemble de dispositions toutes nouvelles qu’il se proposait d’employer sur un bicycle de construction spéciale et qu’il a dû, faute de temps, se contenter'de faire figurer sur un véhicule existant (1).
- § VII. —- Systèmes divers.
- Chemin de fer monorail.
- Nous mentionnerons l’exposition de notre collègue, M. Lartigue, dans laquelle figurait un dessin de la locomotive pour traction sur voie à rail unique surélevé.
- Chemin de fer glissant à propulsion hydraulique, système Barre.
- Ce chemin de fer était installé à l’Esplanade des Invalides.
- C’est un perfectionnement du système basé sur le même principe et inventé en 1854 par L.-D. Girard, puis repris en 1885 par notre collègue, M. Barre.
- Les descriptions complètes qui en ont été faites nous dispensent d’entrer dans aucun détail sur ce sujet. Citons principalement l’importante communication de M. Barre à la Société des Ingénieurs civils (2), l’article de M. Ch. Talansier dans le Génie civil (n° du 28 septembre 1889) et celui du même auteur dans le Magasin pittoresque (n° du 15 octobre 1889), annexés au dossier.
- (1) Voir la photographie de ce tricycle au dossier.
- (2) Séances des 17 janvier et 7 février 1890.
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- Draisines système Alfred OEhler, à Wildegg (Suisse).
- ». *
- M. OEhler a exposé deux modèles de ses draisines de chemins de fer.
- Ce sont de véritables vélocipèdes qui peuvent être actionnés à la fois par les mains et par les pieds, et conduits par une ou deux personnes.
- D’après les renseignements contenus dans la brochure annexée au dossier, les draisines peuvent marcher à la vitesse de 12 km à l’heure sur rampes de 12 mm. En palier ou en pente, on peut atteindre facilement celle de 18 km.
- Le mécanisme de transmission dufemouvement à l’essieu moteur comporte deux vitesses, et, d’autre part, un débrayage permet d’agir sur le frein.
- Ces appareils, à voie normale, sont destinés au service de la: surveillance des voies de chemins de fer.
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- RAPPORT SUR LES LOCOMOTIVES
- À L’EXPOSITION UNIVERSELLE DE 1889
- TABLE DES MATIÈRES
- PREMIÈRE PARTIE
- DESCRIPTION DES LOCOMOTIVES POUR VOIE NORMALE
- Pages.
- CHAPITRE I. — Locomotives de la Section française. Avant-propos.... 209
- I. — Locomotives à grande vitesse à deux essieux accouplés.
- § 1. — MACHINES A CYLINDRES DE MÊME DIAMÈTRE
- a — Locomotives à trois essieux.
- I. — Compagnie du Midi (n° 1615).................. . 211
- II. — Compagnie de l’Ouest (n° 623)............ . 211
- b — Locomotives à quatre essieux et bogie.
- I. — Compagnie de l’Ouest (n° 951)................ 212
- II. — Compagnie du Nord (n® 2101)................. 213
- c — Locomotives à quatre essieux sans bogie.
- I. —Chemins de fer de l’État (n° 2601)............ 214
- IL — Compagnie d’Orléans (n° 101)................. 215
- 2. — MACHINES AVEC FONCTIONNEMENT COMPOIJND
- I. — Compagnie du Nord (n° 701).................. 216
- II. — Compagnie P.-L.-M. (n° C. 1). ................. 218
- II. — Locomotives à trois essieux accouplés.
- A. — I. — Machines à tenders séparés.
- § 1. — MACHINES AVEC FONTIONNEMENT COMPOUND
- I. — Compagnie du Nord (n® 3101)................ 219
- II. — Chemins de fer de l’État (n° 3510)........ 221
- § 2. — MACHINE A CYLINDRES DE MÊME DIAMÈTRE
- I. — Compagnie d’Orléans (n° 1825) . . ......... 221
- B. — II. — Machines-tenders à cylindres de même diamètre
- I. — Compagnie de l’Ouest (n° 3533)............. 223
- IL — Compagnie de FEst (n“ 618).................. 224
- III. — Compagnie d’Achiet à Bapaume................ 225
- III. — Locomotives à quatre essieux accouplés.
- § 1.—MACHINES AVEC FONCTIONNEMENT COMPOUND
- I. — Compagnie du Nord (n® 4733).................. 225
- IL — Compagnie P.-L.-M. (n° 4301)............... 226
- § 2. — MACHINES A CYLINDRES DE MÊME DIAMÈTRE I. — Compagnie du Midi (n° 2041)
- 227
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- — 309
- Pages.
- IV. — Locomotives de manutention et diverses.
- I. —: Compagnie du Nord (n° 2035) . ........... 228
- II. — Compagnie du Nord, constructeur Derosne et Cail (Sys-
- tème Çrampton) .................................. 229
- III. — Anciens Etablissements Cail (Système de Bange) . . . 229
- CHAPITRE II. — Locomotives des. Sections étrangères. Avant-propos....... 230
- I. — Locomotives à grande vitesse pour profils ordinaires.
- a — Locomotive à bogie à roues motrices indépendantes.
- I. — Grande-Bretagne. — Compagnie du Midland. .... 231
- b — Locomotives à bogie à quatre roues accouplées.
- I. — Grande-Bretagne. — Compagnie du South-Eastern . . 232
- IL — Italie. — Compagnie de la Méditerranée........... 234
- III. — Italie. — Compagnie des Méridionaux (Adriatique). . 235
- c — Locomotive à quatre essieux dont deux accouplés.
- I. — Belgique. — Etat-Belge (Cockerill)............. 236
- % d, — Locomotives à trois essieux dont deux accouplés.
- * I. — Belgique. — Etat-Belge (Carets).................. 237
- II. — Grande-Bretagne. — Compagnie du Brighton. .... 239
- *
- IL — Locomotives à voyageurs pour profils accidentés.
- e — Locomotive à bogie à cinq essieux dont trois accouplés.
- I. — Italie. — Compagnie de la Méditerranée. ...... 241
- f — Locomotive à quatre essieux dont trois accouplés.
- I. — Belgique. — Etat-Belge (Haine Saint-Pierre) ..... 242
- g — Locomotive Compound à quatre essieux dont trois accouplés et un bissel.
- I. — Suisse. — Compagnie du Jura-Berne-Lucerne....... 244
- III. — Locomotives à marchandises.
- h — Locomotives à trois essieux accouplés.
- I. — Belgique. — Etat-Belge (Marcinelle et Couillet). . . . 246
- ' IL — Belgique. — Exposant : Société la Métallurgique. . . 247
- III. — Grande-Bretagne.—Nord-Est de la République Argentine (Neilson). •...................................... 247
- IV. — Locomotive-tender pour trains de marchandises.
- % — Locomotives à quatre essieux accouplés.
- I. — Belgique. — Grand-Central belge................. 248
- V. — Locomotive-tender pour lignes d’embranchement.
- j — Locomotives à trois essieux accouplés.
- I. — Belgique. — Etat-Belge (La Meuse et Saint-Léonard). 249
- DEUXIÈME PARTIE
- COMPARAISON DES LOCOMOTIVES A VOIE NORMALE POUR SERVICES DE GRANDES LIGNES
- Avant-propos
- 251
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- — 310' —
- Iî — Vaporisation. — Grille Pages. 253
- • — Foyer 254
- — Corps cylindrique. . . ... . . . . 257
- — . Tubes ... . 258
- Surface de chauffe 259
- — Boîte à fumée 260
- — "Accessoires de la chaudière ... . . . 262
- II. — Mécanisme. — Cylindres. ............. 264
- — Distribution ...... 265
- — Fonctionnement Compound ....... 268
- — Particularités des pièces du mécanisme. 271
- III. — Véhicule. — Châssis. 272
- — Suspension. *. • 273
- — Roues 274
- —r. Essieux {,275
- — Passage dans les courbes 278
- IV. — Appareils divers 279
- Y. — Tender. . . . . $ 28,1 -A
- TROISIÈME PARTIE ’ 1
- £ ^ ^
- DESCRIPTION DES LOCOMOTIVES POUR CHEMINS A VOIE ÉTROITE, POUR CHEMINS
- , A CRÉMAILLÈRE, ET DESCRIPTION DES MOTEURS DIVERS
- »
- Avant-propos.................................................................. 283
- § 1. — Locomotives pour voie de 1 mètre.
- Introduction.................................................................. 283
- Machine de la Compagnie du chemin de fer du Sud de la France..................... 285
- — — — du Puy de Dôme (Riom à Volvic). . . 286
- — — — de la Meuse (concession Yarinot). . . 286
- — — , — de la Société Générale des chemins
- de fer économiques................... 286
- — — — de la Société des chemins de fer du
- Périgord......................... 287
- Machine de la Compagnie française des chemins de fer Argentins (Fives-Lille). . . 287
- Machine de la Compagnie des Chemins de fer départementaux (Compound Mallet)
- (Dessins)...................................................................... 288
- Machine de la Compagnie des chemins de fer de Bône à Guelma (Souk-Arrhas à
- Tebessa)........................................................................288
- Machine de la Société nationale des chemins de fer vicinaux belges (la Métallurgique) 289 — — — — (Halot et Cîe). . 289
- § 2. — Locomotives pour voie de moins de 1 mètre.
- Machine d’entrepreneurs (Gail). .......................... Voie de 0ra 80. 289
- — ' — pesant 1,6 f (Corpet). . . . ... . . . — de 0“ 62. 290
- Machine d’entrepreneurs (Porter-Etats-Unis) .................. . — de 0m 91. 290
- Machine pour chemins portatifs (Decauville)............... — de 0m60. 291
- Machine du chemin de fer de l’Exposition (Compound-Mallet) . . — de 0“ 60 . 291
- , — — — (Système Péchot-Bourdon)Voie de 0“ 60. 292
- Projet de locomotive Compound, par M. Legrand, de Mons (Dessins). . .... . 292
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- 311 —
- Pages.
- § 3. — Locomotives pour chemins à crémaillère.
- Machine du Brünig.......................................................... 293
- Voiture à vapeur du mont Pilate............................................ 294
- Système Riggenbach.................... .................................... 297
- Système Abt .............................................................. 297
- § 4. — Locomotives ou voitures automobiles pour tramways.
- Voiture à vapeur, système Rowan............................................ 298
- Locomotive sans foyer pour la ligne de Saint-Fons à Venissieux............. 299
- — — . pour la Compagnie des tramways du département du Nord. 300
- — — pour la Compagnie continentale des locomotives sans foyer. 300
- — — avant-projet pour le Métropolitain (Dessins)............. 300
- Voiture automobile à air comprimé, système Mékarski, pour les chemins de fer
- Nogentais . ...............................................*............ 301
- Voiture automobile pour les tramways de Nantes (Dessins)............... 301
- — — avant-projet pour le Métropolitain (Dessins).......ft. . . . 302
- — — pour les mines de Graissessac . . *......................... 302
- §5.—Locomotion électrique. , t
- Système Jullien (Belgique)................................................... 302
- Système Sprague (Etats-Unis) .................................................. 302
- Système Thomson Houston (Etats-Unis)......................................... 303
- § 6. — Voitures automotrices pour routes.
- Voiture à vapeur système Merelle (Chaudière de Dion)....................... 303
- Tricycle à vapeur système Serpollet........................................ 305
- Voiture à vapeur système Flamery . . ...................................... 305
- Tricycle avec moteur au pétrole, système Roger............................. 305
- Voiture au pétrole système Mors. ..........................................% 306
- Tricycle système Millet...................................................... 306
- § 7. — Systèmes divers.
- Chemin de fer monorail, système Lartigue............................... 306
- Chemin de fer glissant hydraulique......................................... 306
- ^Draisines Œhler (Suisse).........................................-........ 307
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- NOTES
- DE .......
- NOS CORRESPONDANTS DE PROVINCE ET DE L’ÉTRANGER
- LES EAUX DE NEWTON (1>
- * ........................
- MASSACHUSETTS (États-Unis)
- PAR •
- M. J I. WOODS
- MEMBRE CORRESPONDANT DE LA SOCIÉTÉ A BOSTON
- Situation. — La ville de Newton est située sur la rive, droite de la. rivière Charles, à quinze kilomètres de son embouchure, et contiguë à la ville de Boston et au village de Brookline.
- Elle est formée de huit villages qui s’unirent et reçurent une charte municipale en 1873. Ces villages sont situés sur les deux versants d’une suite de collines orientées Est-Ouest, formant une sorte d’arête entre les villages du Nord et ceux du Sud de la ville.
- La population qui n’était que de 16 000 habitants en 1873, en compte près de 26 000 aujourd’hui, et se compose principalement de commerçants et d’employés qui ont leurs affaires à Boston et leurs domiciles à Newton. Il y a très peu d’industrie à Newton ; quelques usines telles que fonderie, papeterie, tissage, etc., mais n’employant que peu d’ouvriers en comparaison de la population qui vaque à ses affaires à Boston.
- La rivière Charles forme l’enceinte de la ville sur environ 18 kilomètres, ou plus de la moitié de sa circonférence.
- (1) Les plans et dessins relatifs à ce résumé et à la distribution des eaux de la ville de Newton sont déposés à la Bibliothèque sous le n° 32966.
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- Le territoire de Newton est de près de 4 700 hectares, et s’étend sur 9 kilomètres du Nord au Sud, et environ sur sept et demi de l’Est à l’Ouest.
- Le réseau à quatre voies du chemin de fer de Boston à Albany traverse la portion Nord de la ville dans toute son étendue, et un embranchement de ceinture à deux voies s’en détache pour retourner vers Boston à travers la portion Sud de la ville : de là une série d’agglomérations ou villages qui se sont formés le long de la voie ferrée, départ et d’autre de la colline centrale tandis qu’entre les deux versants la population est bien plus éparse.
- Question des eaux. — Une des premières questions qui se présentèrent aux délibérations du conseil fut celle de l’étude d’une alimentation d’eau potable. Jusque-là l’eau de puits servait partout, «t déjà elle causait quelques soucis pour la santé générale. Dès 1874 plusieurs solutions étaient présentées. L’année suivante, on adopta définitivement le système actuel.
- L’eau est prise dans un long bassin creusé le long de la rivière, en amont de la ville ; ce bassin est séparé de la rivière par une banquette ayant partout au moins 13 m de sable fin. La galerie est creusée dans le gravier aquifère qui s’étend jusqu’aux oollines, et elle reçoit les eaux des collines qui s’acheminent vers la rivière, mais sont interceptées avant d’y arriver. Bien que connu sous le nom de bassin filtrant, et quoique la ville ait dû payer des dommages aux usiniers en aval, à cause de la prise d’eau, en réalité l’eau du bassin est toujours au-dessus du niveau de la rivière, tant que les pompes n’en ont pas abaissé le niveau. Ce qui montre bien que l’eau arrive plutôt du côté des collines que de la rivière. Ce bassin est sur la rive opposée à celle de la ville, et dans un pays peu habité ; il présente donc peu de dangers de pollution.
- L’eau ainsi recueillie traverse la rivière par une conduite en fonte de 60 cm et se déverse dans un puisard. Une pompe Wor-tbington à haute pression, capable de fournir 19000 m2 par vingt-quatre heures, relève l’eau jusqu’au réservoir situé à 3 km de distance et à une élévation de 30 m au-dessus de la prise.
- Le bassin filtrant a une longueur de 475 m, une largeur de 18 à 21 m et une profondeur de 3 m au dessous de l’étiage de la rivière. Vr\
- Le réservoir est pentagonal et construit, partie en déblais, partie ^en remblais. Les parois sont en graviers avec un corps central en
- Bull. ,Aj A • 21
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- gravier et argile malaxés et pétris. La pente intérieure est protégée par de' l’argile et un pavage ; l’extérieur est gazonné.
- La capacité de ce réservoir est d’environ 58 000 m3.
- Distribution — Le système de distribution adopté est celui connu ici sous le nom de directe-indirecte, c’est-à-dire que la conduite allant de la pompe au réservoir porte des embranchements se bifurquant dans les diverses régions de la ville, de sorte que, lorsque la pompe fonctionne, l’eau va directement dans les conduites de distribution; et ce n’est que le surplus de la consommation qui se rend au réservoir. Au contraire, la nuit et lorsque la pompe ne fonctionne pas, c’est le réservoir qui alimente les conduites. Ce système évite une double conduite au réservoir et permet, lorsque la pompe fonctionne, de livre de l’eau plus fraîche.
- De la pompe au réservoir, la conduite a 50 cm; les canalisations principales de la ville sont en 30 et 40 cm et les distributions en 20, 15 et 10 cm.
- Au 31 décembre 1891, la canalisation comprenait :
- 327 m de 60 cm.
- 6 527 m de 50 cm.
- 820 m de 40 cm.
- 23 952 m.de 30 cm.
- 36370 m de 20 cm.
- 93 068 m de 15 cm.
- 18 089 m de 10 cm.
- 97 872 m de service en tuyaux de 19, 25 et 50 mm.
- L’eau se vend soit au compteur, soit au robinet dans les petits ménages, la ville se réservant le droit de rendre la vente au compteur obligatoire.
- Le nombre des abonnés est de 4 705 et le nombre de compteurs, en service est de 3 269.
- La consommation a été, l’année dernière, de 1 475 615 m3.
- La consommation journalière a été de 4040 m3 en moyenne,, soit 155 l par habitant.
- La nouvelle galerie de captation. — Les études ayant montré que les eaux souterraines employées à Newton se troublaient en plein soleil, et l’érection d’un réservoir couvert étant décidée, il était tout naturel, en prolongeant le bassin filtrant, d’y substituer une conduite filtrante couverte, servant de galerie de captation., Cette galerie s’étend sur une longueur d’environ 700 m à partir de l’ancienne extrémité du bassin.
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- La galerie est formée de cadres en sapin ayant 0,10 mX 0,12 m et 0,10 m x 0,20 w d’équarrissage, mesurant 1,20 mX'1,20 m d’ouverture, et espacés d’environ 0,90 m. Sur ces cadres sont fixés, au moyen de chevilles, des madriers de 0,10 m d’épaisseur, à l’état vert, afin d’éviter le gonflement ; un espace d’environ 0,01 m est laissé entre chaque madrier pour le passage de l’eau. En outre, on a foncé tous les six mètres des tubes de 6,50 m perforés par le bas. Le fonçage s’est continué jusqu’à ce que l’on ait percé la couche souterraine donnant de l’eau jaillissante ; chaque tube est mis en communication avec la galerie et porte une vanne afin de pouvoir fermer l’entrée de l’eau si jamais on avait besoin d’assécher la galerie pour nettoyage ou réparations. Afin d’empêcher l’introduction des sables dans la galerie, celle-ci est entourée de 0,60 m de gravier passé aux cribles et de finesse graduée depuis 0,05 m jusqu’à 0,01 m et moins. La galerie s’étend le long de la rivière dont elle est distante de 20 à 30 m. A chaque angle se trouve un trou d’homme en béton avec gaines permettant d’y introduire un barrage, afin de pouvoir isoler une section entre deux trous d’homme, et de l’assécher au moyen de pompes pour permettre la visite.
- Une fois recouverte de gravier criblé la tranchée a été remblayée jusqu’au niveau du sol avoisinant. Le bas de la galerie se trouve ainsi à environ 3,20 m au minimum au-dessous du sol, et le boisage sera constamment baigné dans l’eau souterraine qui contribuera à sa conservation ; c’est aussi dans le même but que l’on n’a employé aucun clou en fer ; tous les assemblages sont faits par chevilles en bois dur, bien sec.
- Le nouveau réservoir couvert (1). — Le réservoir a une forme rectangulaire mesurant 385 m sur 52 m, et ayant une profondeur de 4,75 m. Les murs de pourtour sont en maçonnerie faite avec la pierre du pays, qui est le poudingue de Roxbury, et là couverture est formée de voûtes en briques de 3 m de portée et 0,25 de flèche, supportées sur des piliers en briques de 0,50 sur 0,50 m. de côté.
- .A l’angle.Nord-Ouest est située une chambre circulaire ou se trouvent toutes les vannes de manœuvre ; cette chambre a 9 m. de diamètre, et. fait saillie dans le rectangle du réservoir.
- Ce réservoir forme seulement le quart du projet complet, dans
- »
- (1) Les plans de ce réservoir ont été dressés par MM. Albert F. Najes, Ingénieur de la ville de Newton, et Alphonse Ft'eléy, Ingénieur-Conseil, à New-York.
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- lequel la chambre de manœuvre sera le centre d’un réservoir à quatre sections et la base d’une tour entourant un château d’eau élevé de 36,50 m au-dessus du niveau du réservoir.
- Les murs des côtés Sud et Est du réservoir sont construits avec redans du côté extérieur et avec un fruit le 1 /22 sur la face intérieure. Les deux autres murs, devant former murs mitoyens dans le projet Anal, sont construits avec un fruit de 1/12 sur chaque face. La chambre de manœuvre a ses murs d’aplomb sur les deux faces.
- Le fond de réservoir se trouve partout sur le terrain naturel, qui est un gravier compact, avec un peu d’argile, et naturellement très étanche. Cette surface a été couverte d’une couche de 10 à 12 cm de béton de Portland et la surface intérieure de tous les murs est recouverte de mortier de Portland parfaitement uni et lisse.
- Au-dessus des voûtes qui ont 10 cm on a placé 10 cm de béton avec rigoles et drains pour l’écoulement des eaux, recouvert d’une couche de goudron appliqué à chaud. Par-dessus le tout, 60 cm de terre végétale gazonnée. Chaque ligne de voûtes est percée au milieu d’un trou d’homme, qui est recouvert par le haut, mais qui présente sur le côté des fentes pour la circulation de l’air, sans admission de la lumière solaire. En outre, une grande ouverture de 3 m sur 1 m a été pratiquée pour permettre au besoin l’admission d’un bateau, en cas de réparations et de nettoyage.
- L’emplacement du réservoir sur la colline a été choisi de façon qüe toutes les fondations se trouvent sur le bon sol. Le fond étant à la cote (305 pieds) 91,50 m, tout l’emplacement se trouve au-dessus de cette cote et la profondeur des fouilles a varié de 1,75 à 3,30 m. Les murs sont fondés à la cote 90,60 m et ont une épaisseur de 2,15 à 2,45 m sur une hauteur de 1,20 m, puis s’amincissent jusqu’à 0,75 et 1,57 m au haut. Le mur d’enceinte de la chambre de manœuvre a une épaisseur de 2,30 m.
- Extérieurement, les murs sont renforcés par un remblai de-gravier, bien mouillé et roulé, formant sur tout le pourtour une promenade de 1,80 m de largeur, avec des talus de 30 à 37 degrés couverts de gazon.
- L’entrée de la chambre de manœuvre est située au niveau du sol, entre des^murs de retour en granit. Des marches, aussi en granit, donnent accès à la plate-forme du réservoir.
- . Une seule conduite' sert à l’amenée et à la distribution de l’eau
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- dans la ville et jusqu’à la chambre. Près du réservoir, c’est une conduite de 0,60 ra. Elle pénètre dans la chambre de manœuvre sous la porte d’entrée. Là est placé un clapet de retenue et la conduite se bifurque, en se relevant pour passer le clapet, et débouche daüs un cylindre en acier émaillé de 2,28 m de diamètre et 10 m de hauteur. C’est la bâche de distribution.
- L’eau s’élevant dans la bâche débouche en haut dans le réservoir par une conduite d’amenée se terminant au centre de ce dernier. Une vanne est placée sur cette conduite près de la bâche. D’autres débouchés ont été ménagés dans le haut de la bâche, correspondant aux autres sections du réservoir restant à construire, de sorte que chacune pourra être remplie séparément si l’on veut. Le trop-plein est aussi installé sur la bâche et servira pour toutes les sections. Cette conduite a aussi 0,60 m ; elle descend verticalement, contourne les fondations de la bâche et sort sous la conduite d’amenée. Comme cette canalisation se trouvera au-dessous des fondations des murs des autres sections, elle a été posée dans du béton jusqu’aux limites futures du réservoir.
- La prise d’eau du réservoir se fait par le bas et, près de la chambre, par une autre conduite de 0,60 m, qui contourne la bâche et débouche dans le clapet de retenue de la conduite d’amenée. Lorsque les pompes fonctionnent et que la consommation est moindre que la fourniture des pompes, le surplus passe au réservoir.
- Quand la consommation l’emporte sur les pompes, l’eau du réservoir ouvre le clapet, et descend dans la conduite de, distribution. De même que pour l’arrivée, les tuyaux de prise pour les trois autres sections ont été placés dans les murs de la chambre, de sorte qu’il suffira de les déboucher, et d’y installer des vannes dès que les autres sections seront construites, pour les mettre en service. Une troisième série de tuyaux a été installée ; ce sont des tuyaux de 30 cm, qui serviront en cas de nettoyage du réservoir pour amener les boues dans la conduite de décharge. En temps ordinaire, cette décharge servant de trop-plein se déverse dans l’ancien réservoir qui, au moyen d’un clapet de retenue, se mettra en service automatiquement, dès que le nouveau réservoir se trouvera vidé; en cas de nettoyage, une vanne permet d’entraîner les eaux de lavage et les boues, dans un cours d’eau voisin.
- L’emplacement dans la chambre de manœuvre est assez restreint, et pour y disposer toutes les conduites nécessaires, on a dû avoir recours à des pièces spéciales, en forme de globe, pour
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- tourner les divers angles dans les limites de la chambre. C’est une fabrication spéciale de la « Builder’s ïron Foundry » de Providence R. I...; se sont des globes en fonte, sur lesquels on- fait venir à la coulée les emboîtements des conduites dans la direction voulue ; on prend sur une liste de modèles le plus petit globe qui puisse recevoir les emboîtements. Ils sont à un, deux, trois ou plus de voies. Le globe au pied du trop-plein est à cinq voies ; il en existe en outre deux de 60,. deux de 30 et un de 15 c???, pour la vidange de la bâche. Tous ont été très bien réussis. Ce modèle permet de raccourcir de beaucoup les tournants, tout en n’augmentant pas trop la perte de charge.
- Le fond de la chambre se trouve à 75 cm au-dessous de celui du réservoir. Sur le côté de la chambre se trouve un tuyau vertical de 30 cm, communiquant par le bas avec la décharge de 30 cm, mais du côté du réservoir, de sorte que l’eau y est toujours au niveau de celui du réservoir.
- C’est là qu’est installé le flotteur et l’indicateur donnant, par impulsions électriques, toutes les variations de niveau de 3 en 3 cm, aussi bien au bureau des Eaux à l’hôtel de ville, situé à 5 km d’un côté, qu’aux pompes. Cet appareil est de l’invention de M. Winslow, du service des eaux de Waltham.
- A chaque mouvement du flotteur dans un sens ou dans l’autre, un contact de frottement envoie le courant sur les fils. L’appareil de réception présente un disque avec une aiguille qui tourne et indique la hauteur de l’eau dans le réservoir. L’appareil, situé dans le bureau des Eaux, a, de plus, un levier avec plume à encre, qui inscrit toutes les variations, à mesure qu’elles se produisent, sur un disque de papier réglé, mù par un mouvement d’horlogerie. L’appareil à la station des pompes a aussi une sonnerie, avec interrupteur, qui sonne à chaque révolution de la poulie du flotteur, ce qui correspond à 1 pied (30 cm). Quand le réservoir est près d’être plein, le mécanicien met la sonnerie sur la ligne, et dès que l’eau arrive au trop-plein, la sonnerie l’annonce et le mécanicien arrête les pompes. De cette façon, en s’v prenant à temps, on peut préparer les feux au moment voulu et économiser pas mal de combustible, puisque l’on sait au juste quand il faudra arrêter la production de vapeur.
- Cet appareil fonctionne actuelleinent avec une batterie de vingt-quatre éléments Sampson au réservoir, et deux relais de trois éléments aux appareils de réception. La longueur du circuit est de près de 26 km, avec fil téléphone galvanisé, mais non couvert.
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- Nouvelle pompe. — Pour alimenter le nouveau réservoir, la ville vient d’installer une nouvelle pompe, construite par la Blake Manufacturing Company, d’un type nouveau. Elle est à action directe, à volant, système compound, avec deux corps de pompe à double effet (un pour chaque cylindre à vapeur) et distribution Corliss.
- Diamètre du grand cylindre : 1,066 m
- — du petit cylindre : 0,533 m.
- — du plongeur : 0,342 m.
- Course des pistons : 1,016 m.
- La vapeur est fournie par deux chaudières Belpaire de 10,60 m de longueur.
- H. Woods,
- Membre correspondant de la Société à Boston.
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- PAROLES
- PRONONCÉES AUX
- OBSÈQUES DE M. A. LAVALLEY
- SÉNATEUR,
- ANCIEN PRÉSIDENT DE LA SOCIÉTÉ DES INGÉNIEURS CIVILS DE FRANCE
- PAR
- M. J. FLEURY
- MEMBRE DU COMITÉ
- Messieurs,
- M. le Président de la Société des Ingénieurs Civils de France, retenu par d’impérieuses obligations, n’a pas pu, à son grand regret, venir se joindre à nous, et c’est à moi que notre Société a confié l’honorable et douloureuse mission, d’apporter sur cette tombe, avec ces quelques fleurs, un suprême hommage à celui qui fut un de nos plus illustres présidents,
- La brillante carrière d’Alexandre Lavalley, cette vie laborieuse, pleine de grandes œuvres et d’éclatants succès, rejaillit en honneur et en considération sur la profession d’ingénieur Civil et sur notre Société qui le compta au nombre de ses membres les plus influents et les plus dévoués.
- Ses conseils, son appui manqueront maintenant à beaucoup dont il était le guide, la lumière, l’ami. Ils nous manqueront à nous tous, qui dans des proportions diverses, depuis les plus modestes emplois, jusqu’à la collaboration la plus étroite, avons été associés, — et ce souvenir, en ce lieu, en cet instant, redouble mon émotion, — à nous, dis-je, qui avons été associés à ses admirables travaux.
- Ah 1 ses travaux ! avec quelle hauteur de vues, quelle infaillible sûreté d’appréciation, quelle autorité il en dirigeait et l’étude et ^exécution I
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- L’extraordinaire ascendant qu’il exerçait, n’était, après tout, que la fascination légitime d’un génie supérieur. Tous ceux qui l’ont subie, cette faculté dominatrice, ont rendu à Alexandre Lavalley l’hommage que, sous sa vigoureuse impulsion, ils étaient devenus plus forts, plus aptes à produire tout ce dont ils étaient capables.
- Et cet homme n’est plus ! Et cette lumineuse intelligence s’est éteinte ! Et cette entraînante volonté, qui, sur les fleuves glacés de la Pologne, comme au milieu des sables de l’Isthme Égyptien, ou sur les rivages de nos lointaines colonies, surexcitait les énergies de milliers de travailleurs, cette volonté, on n’en sentira plus les effets !
- Ah ! Messieurs, quelle perte pour nous tous ! Quelle perte pour notre pays, dont de pareils hommes sont l’honneur et la force !
- Mais ses œuvres lui survivent !
- Chacun de nous conservera fidèlement sa mémoire. Nous lui devrons de profitables enseignements. Nous saurons, en nous rappelant ce qu’il fut, que, quel que soit l’ampleur des facultés de l’esprit, il leur faut toujours la virile fécondation du travail assidu et de la patiente méditation. Nous retiendrons, nous, Ingénieurs Civils, qu’à ses yeux, — et je le lui entendais répéter, il y a peu de temps encore, — l’un des plus beaux côtés de notre profession, est d’être consacrée au développement de la civilisation et par conséquent au bien des autres hommes, et, saisissant le sens élevé de cette large appréciation, nous dirons que ce grand esprit était aussi un grand cœur.
- Adieu, maître illustre ! Au nom de ceux que ta puissante main façonna pour le travail utile et fécond ; au nom de cette Société des Ingénieurs Civils de France qui te doit tant d’éclat, qui ne t’oubliera jamais ! Adieu !
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- CHRONIQUE
- N° 152.
- Sommaire: Expériences sur les machines du paquebot Ville de Douvres. — Moteur Connelly pour tramways. — Expériences relatives à l’influence de l’épaisseur des plaques tubulaires pour chaudières. — Intercommunication entre les voyageurs et les agents des trains de chemins de fer. — Une grande roue hydraulique.
- Expériences sur les machines du paquebot Tille de
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- '‘^Mesure "de la vapeur consommée par les machines auxiliaires. — Pour apprécier la proportion de vapeur consommée par les machines auxiliaires, on a fait le 9 septembre, c’est-à-dire le lendemain, des expériences principales, des essais spéciaux dont chacun a duré deux heures. Dans ces essais on maintenait la vitesse de la machine auxiliaire et la pression aux mêmes taux que lors des essais de la veille, On n’alimentait pas la chaudière pendant l’expérience, on 'laissait descendre le niveau de l’eau et, au bout de deux heures d’essai, on pompait dans la chaudière une quantité d’eau suffisante pour ramener le niveau au point où il était à l’origine. Cette quantité mesurée par le compteur donnait avec une précision suffisante le poids de vapeur consommé par la machine auxiliaire.
- On a trouvé ainsi que chaque machine Brotherhood à trois cylindres commandant un ventilateur exigeait, à 376 tours par minute, 960 kg de vapeur en deux heures. Comme la vitesse pendant l’expérience principale était de 404, en faisant la correction, on trouve 616,4 kg par heure pour chaque machine de ventilateur et par suite 9 296,6 kg pour les deux machines pendant la durée de neuf heures de l’expérience du 8 septembre. '
- La machine qui actionne la pompe de circulation a dépensé pendant deux heures 1 876,6 kg de vapeur, à 240 tours par minute, ce qui est précisément la vitesse de l’expérience principale. Cela fait 937,7 kg de heure et 8,439,3 pour les neuf heures de la durée de cette expérience.
- En partant de ces données, on trouve que les trois machines auxiliaires ont dépensé, pendant l’expérience du 8 septembre 17 736 kg de vapeur, soit 6,67 0/0 du poids total représenté par l’eau d’alimentation.
- La consommation totale se répartit donc comme l’indique le tableau ci-dessous :
- Consommation Machine Machines
- Vapeur totale principale auxiliaires.
- Pour les neuf heures............ 269 816 kg 262 081 kg 17 736 kg
- Par heure...................... 29 980 28 009 1 970
- Par minute...................... 600 467 32,8
- Par tour de roues . . . . . . 13,66 12.67 0.89
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- Il eût été évidemment préférable d’avoir une mesure directe de la consommation des machines auxiliaires pendant l’expérience principale ; mais on n’a pas pu le faire et on a du recourir au moyen indirect qui vient d’être indiqué.
- Appréciation de Veau entraînée. — On a trois fois, pendant les essais du 8 et à des intervalles sensiblement égaux, pris des échantillons de l’eau des chaudières et pris en même temps et condensé de la vapeur recueillie sur le tuyau allant à la machine. Ces échantillons ont été analysés ultérieurement par M. Wilson de manière à déterminer la quantité de sel qu’ils contenaient. On a ainsi trouvé :
- Echantillons
- N° 1 Eau de la chaudière. N° 2 —
- N° 3 —
- N° 1 Vapeur du tuyau.
- N° 2 —
- N° 3 —
- Sel présent
- 88.8 grains par gallon.
- 115.3 —
- 113.0 —
- Contenaient tous moins de 0,16 grain par gallon.
- Ces analyses prouvent que dans chacun des trois cas la vapeur condensée contenait au plus 1 à 2 0/00 d’eau entraînée, ce qui équivaut à dire que l’entraînement d’eau était pratiquement nul. Ce procédé d’analyse est très simple. Voici comment on opère. On prend sur la conduite principale de la vapeur qu’on condense dans un petit calorimètre contenant un poids connu d’eau froide à une température déterminée : l’élévation de la température de cette eau donne la quantité de vapeur condensée ; on a recueilli en même temps un échantillon de l’eau de la chaudière. On analyse cette eau et l’eau provenant de la condensation de la vapeur pour déterminer la proportion de sel contenue, opération extrêmement simple et qui donne des résultats très précis. Comme le sel trouvé dans l’eau condensée ne peut provenir que de l’eau entraînée avec la vapeur et non de la vapeur elle-même, un simple calcul donne la proportion de l’eau entraînée.
- Des expériences faites par M. Wilson et que nous croyons inutiles de rapporter lui ont indiqué que ce procédé était exact à 8 0/0 près, ce qui est largement suffisant pour la pratique, surtout lorsqu’il s’agit des proportions généralement très faibles qu’on trouve pour l’eau entraînée.
- Mesure de la puissance. — On a relevé des diagrammes d’indicateur toutes les demi-heures pendant la plus grande partie de l’essai et tous les quarts d’heure dans la dernière période. On a obtenu en tout 21 jeux de diagrammes, soit 84 diagrammes simples. On s’est servi d’indicateurs Richards obligeamment prêtés par les fabricants, la « Crosby Steam Gange and Valve Company ». L’échelle des diagrammes du cylindre à haute pression était de 60 livres par pouce et celle des diagrammes du cylindre à basse pression de 20 livres par pouce. On a relevé les pressions moyennes suivantes dans les deux cylindres :
- Cylindres Avant Arrière Moyenne
- Haute pression .... 4 099 kg 3 758 kg 3 928 kg
- Basse pression .... 1 107 1 094 1 100
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- Ces pressions moyennes effectives donnent les puissances indiquées suivantes pour le. nombre de tours moyen de l’essai : cylindre à haute pression 1 444 chx, cylindre à basse pression .1 533, total 2 977 chx indiqués.
- La puissance maxima développée a été de 3 229 chx avec 37 tours de roues par minute, la pression aux chaudières étant de 7,70 kg. La puissance minima a été de 2 757 chx avec 366 tours et 7,14 kg à la chaudière. Si on ajoute le travail développé par les trois machines auxiliaires, tel qu’il a été donné ci-dessus, on trouvera que la puissance totale moyenne à été en chiffres ronds de 3 050 chx indiqués.
- Nombre de tours. — On faisait une lecture sur le compteur de tours par demi-heure pendant la plus grande partie de l’essai et tous les quarts d’heure pendant la dernière période, en même temps qu’on relevait les diagrammes d’indicateurs. Le nombre total de tours a été de 19 885 pour les neuf heures, ce qui donne une moyenne de 36,82 tours par minute. Le nombre maximum a été de 38,1 et le minimum de 36,4. Pendant les 14 minutes où l’arrêt de. la pompe de circulation avait réduit le vide au condenseur, le nombre de tours était tombé à 20,2.
- Pressions. — On avait installé un manomètre étalon pour mesurer la pression aux chaudières. La pression barométrique moyenne a été pendant l’essai de 0,764, soit 1,051 kg par centimètre carré. La pression moyenne effective, indiquée par les quatre manomètres des chaudières a été de 7,49 kg par centimètre carré. La pression moyenne à la boite à tiroir du cylindre à haute pression a été de 7,04 et au réservoir intermédiaire de 0,85 kg. Le vide moyen au condenseur a été 0,521 de mercure, ce qui correspond à une contre-pression de 0,334 kg par centimètre carré. La pression moyenne à l’ouverture à l’admission au cylindre à haute pression, donnée par les diagrammes, a été de 6,6 kg et la pression moyenne pendant l’admission, également donnée par les diagrammes, de 6,32 kg. Le vide moyen au cylindre à basse pression a été de 0,622 kg au-dessous de la pression atmosphérique, ce qui laisse une contre-pression de 0,429 kg. On voit que le vide réalisé a été très médiocre, il parait cependant que c’est le vide normal en service quand les machines travaillent à toute puissance.
- Rendement des chaudières. — La combustion a eu lieu pendant l’essai au taux moyen de 152 kg par mètre carré de grilles et par heure, ce qui correspond à 4,91 kg par mètre carré de surface de chauffe. La vaporisation par kilogramme de combustible brûlé ressort à 8,97. La température moyenne de l’eau d’alimentation était de 70° centigrades, la température correspondant à la pression moyenne de la vapeur était de 172° centigrades. La vaporisation correspondante à 100° avec de l’eau à la même température a donc été de 9,84 par kilogramme de combustible, ou de 9,94 par kilogramme de charbon pur.
- La quantité de chaleur utilisée par kilogramme de combustible a été ainsi de 5 288 calories ou 0,661 du pouvoir calorifique du combustible. Cette proportion représente le rendement des chaudières.
- La capacité calorifique totale du combustible brûlé par minute est de 982350 calories. Le poids d’air sec par kilogramme de combustible,
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- calculé d’après les analyses des gaz de la combustion données plus haut, a été trouvé de 17,9 kg, de sorte que le poids total des gaz de la combustion est, par kilogramme de combustible, de 18,8. En partant des températures approximatives données ci-dessus pour les cheminées, on peut admettre que ces gaz ont été élevés de 17,8 degrés centigrades, température de l’air extérieur à 487. Avec une chaleur spécifique moyenne de 0,243, cette différence de température correspond à 2 038 calories par kilogramme de combustible, soit 26,8 0/0 du pouvoir calorifique de ce combustible.
- En estimant le poids et la chaleur spécifique des gaz de la cheminée, on a admis que la totalité de l’hydrogène contenue dans le combustible était brûlée ; ce n’est pas rigoureusement exact, mais l’erreur qui en résulte est insignifiante. La perte due à l’évaporation de l’humidité contenue dans le combustible est tellement faible qu’elle a pu également être négligée. Aucun des dix-huit échantillons de gaz recueillis et analysés n'a révélé la présence d’oxyde de carbone. Les deux proportions de 66,1 pour l’utilisation de la chaudière et de 26,8 pour la chaleur emportée par les gaz donnent un total de 92,9 0/0. La différence 7,1 0/0 représente les pertes par rayonnement, le charbon non brûlé emporté dans la fumée, la combustion imparfaite des hydrocarbures, etc.
- On remarquera que, comme il fallait théoriquement 11,1 d’air en poids pour brûler 1 kg'de combustible et qu’il en a été employé 17,9, on a un rapport de 1,6, soit 60 0/0 en excès.
- La vaporisation constatée représente une transmission de calorique de 25 790 calories par heure et par mètre carré de surface de chauffe.
- Consommation de combustible. — La quantité totale de charbon brûlé est, comme on l’a vu plus haut, de 3 343 kg par heure ; elle représente une consommation brute de 1,12 kg par cheval indiqué et par heure, mais si on se rappelle que 6,57 0/0 de la vapeur a été employée à la mise en marche des trois machines auxiliaires, on trouve que la consommation afférente à la machine proprement dite est seulement de 1,04 kg par cheval indiqué et par heure.
- Rendement de la machine. — La puissance indiquée totale étant de 2 977 chx et la consommation d’eau brute de 29 980 kg pour toute la durée de l’essai, la dépense en eau d’alimentation ressort à 10,07 kg par cheval indiqué et par heure, mais, si on tient compte de la quantité dépensée par les trois machines auxiliaires, la consommation de la machine proprement dite se réduit à 9,41 kg par cheval et par heure. La quantité totale de chaleur reçue par l’eau d’alimentation est de 293886 calories par minute, soit 66,1 0/0 du calorique contenu dans le combustible ; si on défalque ce qui est relatif aux machines auxiliaires, on trouve que la chaleur reçue par l’eau correspondant à la marche de la machine principale est les 0,9343 de cette quantité de chaleur, soit 274 529 calories par minute. Le rendement calorifique de la machine principale est donc le rapport de la chaleur équivalente au travail produit à la chaleur reçue par l’eau, c’est 11,7 0/0. ^
- Rendement total. — Le rendement combiné de la machine et des chaudières, c’est-à-dire le rapport de la chaleur convertie en travail à la cha-
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- leur contenue dans le-combustible en défalquant les machines auxiliaires, est de 0,117 X 0,661 =7,7 0/0.
- Vapeur accusée par les diagrammes. — Voici les quantités comparatives de vapeur accusées par les diagrammes des deux cylindres, le poids net
- d’eau mesurée par tour étant de 12,68 kg. Vapeur accusée par les diagrammes. Par tour. Par rapport à l’eau Proportion d’eau présente au
- — — mesurée. . cylindre.
- Au petit cylindre, au commencement de la détente, la pression étant de 5.75 kg de pression effective. 10,22 kg 80,6 0/0 19,4 0/0
- Au grand cylindre, à la lin de la détente, la pression étant de 0,57 kg de pression effective 9,19 — 72,5 0/0 27,5 0/0
- Vitesse du navire. —La vitesse moyenne pendant toute la durée de l’essai a été de 17,1 nœuds.
- Le professeur Kennedy, qui dirigeait les essais, était aidé de dix-huit assistants répartis aux diverses observations et divisés en deux brigades qui se relevaient. .
- Le mémoire se termine par un tableau général résumant les données et les résultats des six expériences effectuées déjà par la commission chargée des essais des machines marines. Nous croyons devoir reproduire ce tableau à cause du grand intérêt qu’il présente (voir page 327).
- On aura sans doute déjà remarqué que les résultats obtenus n’ont rien d’extraordinaire au point de vue économique. Dans la discussion qui a suivi la lecture du mémoire à Y Institution of Mechanical Engineers, le 6 mai dernier, notre collègue M. Kraft, Ingénieur en chef de la Société Cockerill, a expliqué.que les limites de poids et de tirant d’eau imposées n’avaient pas permis de réaliser des dispositions qui eussent pu réduire la consommation du combustible et que celle-ci avait dû être sacrifiée dans une certaine mesure à la légèreté (1). La cause principale de la dépense relativement élevée de vapeur et de combustible est le vide défectueux dû à une circulation imparfaite de l’eau dans le condenseur. Toutefois, le vide a été dans l’essai plus mauvais que dans le service courant, on ne sait pour quelle raison. Quoi qu’il en soit, le navire a donné d’une manière générale de bons résultats, puisqu’il a rempli les conditions d’épreuves imposées par le marché. Le gouvernement belge a, de plus, commandé à la Société Cockerill un nouveau bateau qui devra réaliser une vitesse de 21 nœuds avec 8 000 dix indiqués.
- On a fait observer qu’au vide défectueux devaient s’ajouter, comme causes, de la consommation relativement élevée de combustible, certaines dispositions peu judicieuses, telles que des sections de passages trop faibles à l’échappement et la forme du réservoir intermédiaire qui entoure le cylindre à haute pression et joue en quelque sorte le rôle d’enveloppe réfrigérante. C’est ce qui explique probablement pourquoi la condensation initiale s’est continuée pendant toute la course du petit piston, tandis qu’ordinairement, même avec des cylindres sans enveloppes, la revaporisation se produit déjà pendant la détente.
- (1) Ên pffet, la machine de la Ville de Douvres est d’une légèreté remarquable. Elle pèse, par cheval, la moitié du poids de certaines machines du tableau qui tournent cependant beaucoup plus vite. f
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- 4 NOM DU NAVIRE METEOR FUSI YAMA COL- CHESTER TARTAR IONA VILLE de DOUVRES
- 2 3 4 5 Date de l’essai Durée de l’essai (heures) Type de machines Type de propulseur juin 1888 17,15 triple exp. hélice novembre 1888 13,95 compound hélice novembre 1889 10,88 2 compound 2 hélices novembre 1889 10,08 triple exp. hélice juillet 1890 16 triple exp. hélice septembre 1891 9 compound roues
- 6 Diamètre du cylindre à haute pression — — intermédiaire. . E 0,743 N 0,692 2 N0,759 N 0,658 E 0,553 N 1,268
- 7 E 1,114 » 70 E 0,861 N 0,861 2)
- 8 — — à basse pression. E 1,774 1,213 N 1,272 2 N 1,442 E 1,744 1,062 E 1,441 N 2,457
- 9 Course des pistons. ....... 0,835 0,915 0,987 1,830
- 10 Nombre et nature des chaudières. 2 doubles 1 simple 2 doubles 2 doubles 2 simples 4 simples
- 11 Nombre de foyers 12 3 12 8 A 12
- 12 Surface de chauffe totale 618,3 210 541,2 485,9 293,8 682,6
- 13 — — tubulaire . . . o3o j t) 157 443,6 406,0 240,8 584,0
- 14 15 — de grille Rapport de la surface totale à la 19,3 4,84 20,46 15,0 3,91 21,9
- 16 surface de grille Rapport de la surface tubulaire à 32,0 43,4 26,5 32,5 75,2 31,1
- 17 la surface de grille Rapport de la grille à la section 27,7 32,5 21,7 27,1 61,7 26,6
- 18 de passage des tubes Rapport de la grille à la section » 4,0 5,5 4,5 2,3 6,7
- de la cheminée 5,0 3,2 4,8 4,2 1,4 5,5
- 19 20 Pression moyenne à la chaudière, kg — — à l’admission au 10,28 4,02 5,70 10,17 11,68 7,5
- 21 premier cylindre Pression moyenne au cylindre à 9,52 3,56 4,38 8,59 10,09 6,32
- 22 haute pression Pi’ession moyenne au cylindre in- 4,14 2,18 3,10 2,61 3,30 3,93
- 23 termédiaire Pression moyenne au cylindre à 1,38 70 » 1,42 1,45 »
- 24 basse pressiun Pression totfde réduiteau cylindre 0,88 0,71 0,92 0,51 0,50 1,10
- à basse pression 2 12 1,41 1,76 1,40 1,51 2,14
- 25 Vide dan sle cylindre à basse pression. 0,82 0,77 0,75 0,89 0,74 0,90 0,§2
- 26 — au condenseur 0,86 0,88 0,91 0,98 0,72
- 27 Nombre de tours moyen par minute. ' 71", 78 55,59 86,5 70,0 61,1 36,82
- 28 Travail indiqué sur le piston à haute pression. 662 168,2 948,2 283,7 205,6 1 444 ;
- 29 — — — intermédiaire. . 507 y> » 403,5 221,4 » :
- 30 — — — à basse pression. 825 203,1 1 031,5 395,2 218,6 1 553
- 31 — — total • . . 1 994 371,3 1 979,7 1 087,4 645,4 2 977
- 32 33 Combustible brûlé par heure. . . — — — et par 1 814 447 2 479 870 427' 3 343
- 34 mètre carré de grille. . ... . Combustible brûlé par heure et par 94 92,4 122,3 58 109 152
- 35 mètre carré de surface de chauffe. Combustible brûlé par heure et par 2,93 2,14 4,58 1,79 1,42 4,89 j
- 36 cheval indiqué <-• Equivalent du combustible en char- 0,909 1,21 1,25 0,80 0,66 1,12*
- 37 bon pur . - - • • Charbon pur brûlé par heure et parachevai indiqué. . . 0,878 0,878 0,913 1,031 1,02 0,ij)9
- 0,798 1,062 1,141 0,825 0,673 1,108
- * Les lettres E et N accolées aux dimensions des cylindres signifient respectivement cylindre enveloppé ou non enveloppé. * . ? j
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- NOM DU NAVIRE ME TE O R FUSI YAMA COL- CHESTER TARTAR IONA VILLE de DOUVRES
- 38 Eau vaporisée par heure. . . kg. 13 520 4166 19 488 9 768 3 903 29 930
- 39 — — et par mè- tre carré de surface de chauffe. 21,86 15,08 36,02 20,09 13,28 43,89
- 40 Eau vaporisée par heure et par kilo de combustible 7,46 7,96 7,49 11,23 9,15 8,97
- 41 Eau vaporisée par heure et par cheval indiqué 6,78 11,22 9,84 8,98 6,05 10,07*
- 42 Chaleur totale de 1 kg de combustible. 7 087 7 080 7 260 8325 8215 7986
- 43 Proportion employée à la vaporisation. 0,62 0,672 0,235 0,62 » 0,692 0,661
- 44 — emportée par les gaz. 0,219 0,280 0,221 0,162 0,268
- 45 — perdue par l’imperfection de la combustion 0,036 0,0 0,013 0,0 0,0 0,0
- 46 Proportion employée à évaporer l’eau du combustible 0,012 0,009 0,004 0,0 0,0 0,0
- 47 Rayonnement et pertes diverses. . 0,113 0,084 0,083 » 0,146 0,071
- 48 Chaleur employée à la vaporisation par minute. 293 373 78 310 437 670 223 990 89 410 606 060
- 49 — — en travail — 47 302 8 807 46 960 25 796 15 306 70 650
- 50 Utilisation de la chaudière ligne 43. 0,62 0,672 0,62 » 0,692 0,661
- 51 ligne 49. — delà machine — 0,161 0,112 0,107 0,115 0,171 0,117
- 52 ligne 48. — de l’ensemble du moteur, lignes 50 X 51 0,100 0,076 0,066 0,097 0,118 0,077
- 53 Vitesse d’émersion de la vapeur par seconde » 0,032 0,044 0,017 0,008 0,044
- 54 Volume des chaudières par cheval indiqué 0,076 0,126 0,070 0,121 0,116 0,058
- 55 Poids des machines, chaudières et eau par cheval 203 274 203 274 315 120
- 56 Proportion des espaces neutres cyl. haute pression 0,124 0,085 0,094 0,155 0,124 0,150
- 57 Proportion des espaces neutres cyl. intermédiaires 0,093 » » 0,092 0,101 »
- 58 Proportion des espaces neutres cyl. à basse pression. . . . = . 0,080 0,050 0,062 0,051 0,076 0,120
- 59 Vitesse dn navire pendant l’essai (nœuds) 14,6 14,4, » 8,6 17,1
- 60 Température moyenne de l’atmosphère » 12,7 12,7 12,7 16,6 17,7
- 61 Température moyenne des gaz de la cheminée 420 306 445 245 230 490
- 62 Température moyenne de l’eau d’alimentation 78 54 45 38 41 70
- 63 Température moyenne de la vapeur. 184 151 162 .184 189 172
- 64 Température moyenne de l’eau de circulation à l’entrée ï> » » » 13,2 16,5
- 65 Température moyenne de l’eau de circulation à la sortie » » » » 24,1 29,4
- * Les dépenses de combustible et d’eau par cheval indiqué pour là Ville de Douvres sont les
- dépenses brutes comprenant le service des machines auxiliaires. Les dépenses nettes pour les machines principales sont 1,04 pour le combustible et 9,41 pour l’eau.
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- Une discussion s’est élevée sur le point de savoir s’il est légitime de déduire la consommation des machines auxiliaires qui font en définitive partie du service de la machine et dont le travail, si elles n’existaient pas, devrait être fait par celle-ci.
- D’autre part, lorsqu’on 'emploie des moteurs indépendants, on prend pour ceux- ci des modèles très simples, mais d’une médiocre efficacité, et il ne serait pas juste de comprendre leur dépense élevée dans celle d’une machine économique, ce qui fausserait notablement ,,les résultats. Tout compte fait, la commission a cru préférable de déduire les dépenses des moteurs auxiliaires. ? t
- On a également critiqué la méthode employée pour, apprécier la quantité d’eau*entraînée. Il y a trois ou quatre^ procédés usités pour cette appréciation. Us sont tous sujets à objections. Il est, bien à désirer que cette question soit élucidéè plus complètement.
- moteur Connelly pour tramways. — Dans la chronique d’adïïrf8’9"ô71pa^323r^noürWdns'(îonhe quelques renseignements sur le moteur à gaz de Connelly, en service sur les tramways de Saint-Louis. Un moteur de ce système vient d’être essayé avec succès sur le tramway de Londres à Deptford et Greenwich, seulement on y emploie de l’huile minérale au lieu de gaz.
- Voici les détails donnés par les journaux anglais sur cette machine construite par MM. Weyman et Cie de Guildford. Le moteur est à deux cylindres et, à 180 tours par minute, peut développer 12 chx mesurés au frein. L’inflammation se fait par l’électricité. A cet effet, une petite dynamo est actionnée par une courroie venant d’un des*v'olants de la’ machine et sert à charger une batterie d’accumulateurs placée dans un coin du véhicule. >
- L’application des moteurs à gaz ou à huile présente pour les tramways une difficulté particulière en ce que ces moteurs ne se prêtent pas, comme les machines à vapeur, à des arrêts, des ralentissements de vitesse et des renversements de marche, ce qui est nécessaire pour ce genre de service. Le moteur Connelly est caractérisé par une transmission à friction dont nous avons déjà fait connaître le prihcipe, mais qui paraît avoir été grandement perfectionnée.
- L’arbre de la machine se termine par un plateau de friction contre lequel appuie un galet monté sur un arbre vertical qui tourne avec lui, mais sur lequel le galet peut monter ou descendre. t
- Cet arbre vertical fait marcher les roues de la locomotive par une transmission composée de roues d’angle. Le changement de position du galet de friction par rapport au plateau produit les variations de vitesse, l’arrêt et le renversement du sens défia marche, sans que le moteur à huile cesse de tourner dans le même sens et avec une vitesse constante.
- La position de ce galet est déterminée‘par une sorte de mouvement différentiel très ingénieux.- Un pignon est monté sur la ,partie supérieure de l’arbre vertical et tourne avec lüi. Au même niveau se trouve une roue à denture intérieure concentrique, et entre les deux il y a .deux pignons engrenant à la fois avec le premier et avec la roue. Ces pignons Bull. , * 22
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- ont pour axes des vis qui traversent des écrous noyés dans le galet de friction. Si tout le système a un mouvement de rotation autour de Taxe de l’arbre vertical, les vis ne tournent pas et le galet reste à la même hauteur ; mais si, par des freins convenablement disposés, on empêche de tourner la roue à dents intérieures, les pignons ayant pour axes les vis se mettent à tourner et déplacent le galet contre le disque de friction.
- Comme ce disque s’use surtout dans la partie centrale, on y a disposé une partie facile à remplacer ; elle dure généralement trois mois. On dit que la machine peut remorquer une voiture de tramway fortement chargée sur une rampe de 3 p. 100. La vitesse atteindrait facilement 25 km à l’heure, c’est-à-dire plus que la limite imposée par le*Board of Trade. *
- La dépense pour une journée de 14 heures est de 19,25 f et s’établit
- comme suit : 1
- 45 l d’huile minérale........... 8,30 f
- Surveillance (1 homme pour 10 machines). 0,80
- Réparations............................. 1,00
- Graissage. . . . t.................... . 0,40
- Mécanicien. ......................... . 8,75
- Total........... - 19,25 7
- Ce prix de revient est évidemment très modéré, mais il faut remarquer que la consommation d’huile est comptée à un taux qui parait bien faible, 3 l environ par heure.
- Expériences yelratines à Finfiiicnce de répaigseur des plaçjue^îiwiliwilaires pour chaudières. ^ Nous avons reproduit, dans les chroniques d’avlïï^mmerjuih 1891, un mémoire présenté par M. Yarrow à Y Institution of Naval Architects sur les précautions à prendre dans la construction et l’emploi des chaudières destinées à fonctionner avec tirage forcé. Au cours de ce travail, l’auteur signalait l’inconvénient que présentent les plaques tubulaires de grande épaisseur.
- Un ingénieur très connu dans l’industrie des constructions navales, M. À.-L. Kirk (1), de Glascow, a adressé au journal Engineering une lettre dans laquelle il relate des expériences qu’il vient de faire pour mettre en évidence le rôle que joue l’épaisseur des plaques tubulaires, s M. Kirk a employé un récipient en tôle emboutie en forme de cuvette, de 0,28 m de diamètre et 0,15 de hauteur. Le fond de ce récipient avait dans la partie centrale une épaisseur de 70 mm, et dans cette partie était percé un trou de 62 1/2 où entrait un tube en fer de même dimension et de 0,20 m de longueur environ. Ce tube était fixé dans cette sorte de plaque tubulaire, mandriné comme un tube de chaudière et sortait dans l’intérieur de la cuvette. Enfin, étaient percés dans le sens
- (1) M. Alexandre Kirk, un des plus éminents ingénieurs et constructeurs de navires de l’Angleterre, est mort le 5 octobre 1892, à l’âge de soixante-trois ans. Aux ateliers de Fairüeld (Elder), il avait pris une part considérable à l’introduction de la machine à triple expansion dans la marine ; il était depuis 1877 à la tête des célèbres chantiers Nopier également à Glascow.
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- de l’axe du tube et, moitié dans la plaque, moitié dans l’épaisseur du tube, trois petits trous dans lesquels on insérait des chevilles, une d’étain, une de plomb et une d’antimoine. La cuvette était posée sur un feu de forge et remplie d’eau qu’on renouvelait à mesure qu’elle s’évaporait.
- Expérience n° 4. — On commença avec la cuvette disposée comme il a été indiqué, c’est-à-dire avec la partie où le tube était inséré ayant 70 mm d’épaisseur. Au bout d’une demi-heure d’ébullition, on sortit la cuvette, on trouva que le fond était rouge en dessous et que les chevilles d’étain et de plomb étaient fondues, tandis que celle d’antimoine avait résisté.
- Expérience n° 2. — On réduisit sur un tour l’épaisseur de la plaque à 44 mm en enlevant du métal en dessous, et on opéra comme précédemment. Après l’expérience, la plaque n’était plus rouge, l’étain était fondu, mais le plomb et l’antimoine avaient résisté.
- Expérience n° 3. — La plaque fut réduite à 31 mm. La cheville d’étain fondit encore, mais non celles de plomb et d’antimoine.
- Expérience n° 4. — Dans cette expérience on repète simplement l’expérience précédente en ajoutant un peu d’huile à l’eau. Les chevilles d’étain et de plomb fondirent, mais celle d’antimoine resta intacte. Ce résultat est d’autant plus remarquable qu’on ne put trouver aucune trace d’huile décomposée.
- Expérience n° 5. — Le fond de la cuvette fut réduit à 25 mm d’épaisseur, l’étain fondit et le plomb et l’antimoine résistèrent.
- Expérience n° 6. — L’épaisseur fut réduite à 20 mm et on mit deux chevilles d’étain et une de plomb. Une des premières fondit et l’autre ainsi que celle de plomb résistèrent. Ce singulier résultat s’explique immédiatement par le fait que l’ouvrier chargé du travail avait mal ajusté la cuvette sur le tour et que la face extérieure créée par l’outil était oblique de sorte que l’épaisseur était de 22 d’un côté et de 18 de l’autre, celui où la cheville d’étain n’avait pas fondu.
- On s’était servi dans toutes les expériences d’eau très pure, celle du lac Katrine qui alimente Glasgow. ‘
- M. Kirk croit pouvoir conclure approximativement que la température de la partie inférieure de laplaque était d’environ de 550° dans la première expérience, entre 3^0 et 550 dans la seconde, entre 250 et 320 dans la troisième et quatrième, de moins de 250 dans la cinquième et de 220 à 200 dans la sixième selon la partie, puisque l’épaisseur était variable.
- La température de l’eau était de 100° dans toutes les expériences.
- M. Kirk fait remarquer que les conditions dans lesquelles se faisaient les expériences n’étaient pas absolument celles qui se rencontrent avec les chaudières, l’ébullition se faisant sous la pression atmosphérique et à une température moins élevée par conséquent que dans les chaudières sous pression. Mais ces renseignements n’en sont pas moins d’un grand intérêt. Ils confirment entièrement ce qui avait été dit par M. Yarrow sur ce point. Il est certain que s’il y avait eu une pression agissant sur l’eau, il se serait produit des fuites entre le tube et la plaque dans laquelle il était inséré.
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- IntterjCommiiML|cattoMi entre les voyageurs et les agents
- des trains de cltenilns de fer.— Nous trouvons dans les Proceêdmgs de 'YïnshtütîQn of Civil Ëngvrieers \me courte note sur cette importante question due à M. Thomas Ûrquhart, Ingénieur en chef du matériel du chemin de fer de Griazi-Tsaritsine et depuis peu directeur général des établissements de construction Newski à Saint-Pétersbourg.
- L’auteur rappelle que l’utilité d’une communication entre les voyageurs et les employés du train en cas d’accident n’a jamais contestée en principe. Avant l’emploi des freins automatiques, on avait essayé divers moyens et le plus ordinaire était la corde-signal établie le long du train et aboutissant à une cloche omà un sifflet placés sur la machine. Ce système n’était pas dès plus commodes en pratique. Pour s’en servir il fallait d’abord ouvrir ùneffenêtre ; dans une panique il arrivait souvent qu’on ouvrait celle du côté où ne se trouvait pas la corde ; il fallait tirer fortemenUsur celle-ci, d’abord pour rattraper le mou, ensuite pour faire sonner ou siffler, opération pénible surtout en hiver.
- Le frein automatique à vide fut introduit en 1886 sur le chemin de fer Griazi-Tsaritsine par l’intervention de l’auteur pour tous les trains de voyageurs et il en profita pour établir une intercommunication par la pose dans chaque compartiment,d’une boîte contenant une soupape de rentrée d’air que les voyageurs pouvaient manœuvrer en cas de dangers ; cette’ boîte était munie d’une instruction imprimée. La rentrée d’air opérée,* par la manœuvre d’nn bouton ou d’une poignée, dans la conduite générale amenait le fonctionnement des freins et l’arrêt rapide du train.
- Cette disposition était très efficace, mais ellq avait l’inconvénient grave de laisser entièrement de côté l’agent principal du train, le mécar nicien. Celui-ci ne pouvait être averti que par l’indicateur du vide placé sur la machine, or, avec tout ce qu’on demande aujourd’hui aux mécaniciens, on ne peut encore exiger qu’ils aient constamment l’œil fixé sur, l’indicateur du vide. * *
- . Une fois, sur le chemin de fer de Griazi-Tsaritsine, on manœuvra l’appareil dans un train spécial et les freins furent rapidement serrés. Le mécanicien ne s’en aperçut pas et trouvant ‘une résistance anormale dont il ne chercha pas d’abord la cause, il donna tant de vapeur qu’il put et ce ne fut qu’après un certain parcours effectué dans ces conditions qu’il finit par comprendre de quoi il s’agissait. C’est un exemple de l’inconvénient signalé ci-dessus.
- L’inspecteur du gouvernement pour les chemins de fer exigea qu’on adjoignit à la disposition employée un moyen de faire voir au mécani-^ cien que les freins sont serrés1 et qu’il doit arrêter sa machine. M. Ur-quhart étudia une disposition qui est aujourd’hui appliquée à toutes les machines à voyageurs du chemin de fer de Griazi-Tzaritsine ; c’est un sifflet placé sur la machine et actionné par un diaphragme relié par un petit tuyau à la conduite générale du train. Lorsque l’air rentre dans la conduite, ce diaphragme est déprimé et agit sur le sifflet qui prévient le mécanicien. Dernièrement le feu prit à une voiture d’un train, les voyageurs firent le signal et lé train s’arrêta presque immédiatement. Gette disposition est actuellement rendue obligatoire en Russie comme com-
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- plément du frein à vide sur les lignes où celui-ci est employé pour les trains de voyageurs.
- H *
- Une grande rôtie f * y «Iran !i «|aee „ — Le Schweizerische Bauzei-tung donnë'"qùëT^ëF''âétmls',sïïr'"une roue hydraulique de dimensions remarquables qui est en service depuis 54 ans. s
- Cette roue a été construite en 1837 par la fabrique de machines et fonderie de Saint-Georges, à Winterthur, pour la filature de Steinacb. Elle a 17,50 m de diamètre et est construite entièrement en métal. L’arbre de 3,15 m de longueur porte deux tourteaux en fonte dont chacun reçoit 40 bras en fer ; ces bras se rattachent à une double jante entre lesquelles sont établis les augets, la roue recevant l’eau en dessus. Les augets en tôle sont au nombre de 100 et ont 1,30 m de largeur. Il y,a à la circonférence une denture extérieure composée de 40 segments comportant 19, dents chacune, soit en tout 760 dents. Cette denture engrène avec un pignon qui transmet le mouvement à la filature. Les bras sont en outre reliés par un cercle intermédiaire et les deux rangées sont rattachées par des pièces obliques formant contreventement. La chute a 18 m et débite 160 litres par seconde. La roue fait 1,82 tours par minute, ce qui correspond à une vitesse tangentielle de 1,67 m. Le travail brut de la chute représente 38,4 chx de sorte .que le-travail utile doit être au plus 30 chx. On trouvera que c’est une bien grosse machine pour un travail bien modéré. Aujourd’hui, on la remplacerait par une très petite turbine.
- Il est même assez curieux de rappeler que c’est la même année 1837 qui vit établir par Fourneyron la célèbre turbine de Saint-Biaise dans la forêt Noire, laquelle utilisait une chute de 22 m donnant une puissance de 50 chx environ, conditions qui se rapprochent de celle de la roue de Steinach. Or, cette turbine n’avait que 0,50 m de diamètre et pesait 50 kg. On rapporte, qu’à la même filature se trouvait une autre turbine mue par une chute de 108 m environ par une canalisation de 0,45 de diamètre ; la roue avai’t 0,33 m de diamètre, la hauteur des aubes n’était que de 6 mm,- de sorte qu’on était obligé de filtrer l’eau pour empêcher que les matières en suspension ne les obstruassent. Cette turbine donnait 30 chx environ à la vitesse de 2 300 tours par seconde.
- Il paraîtrait que des roues de la dimension de celle que nous venons de citer plus haut ne sont pas exceptionnelles. Glynn, dans son ouvrage bien connu « Treatise on the power of water » mentionne une roue en dessus établie en 1800 aux forges de Cytharfa, dans le sud du Pays de Galles, qui avait 15,25 m de diamètre et 1,83 de large, emportait 156 au-geta et faisait 21/2 tours par minute.
- Plus récemment, MM. Donkin et Cie, de Londres, ont construit pour l’Italie une roue de 23,30 m de diamètre et 0,61 de largeur. Cette roue, tout en fer, a 160 augets et développe environ 30 chx.
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- COMPTES RENDUS
- SOCIÉTÉ D’ENCOURAGEMENT POUR L’INDUSTRIE NATIONALE
- Juin 1892.
- Rapport de M. Alf. Tresca sur une pompe à débit variable de MM. Rousseau et Balland.
- L’objet de cette disposition est de permettre, sans changer la vitesse de la pompe ni sa course, de faire varier le débit par la manœuvre d’un simple levier. Il y a deux pistons plongeurs fonctionnant dans une seule capacité munis d’un clapet d’aspiration et d’un clapet de refoulement.
- Ces deux pistons sont mus chacun par un excentrique. Un des excentriques est calé sur l’arbre, tandis que le calage du second peut être modifié par le déplacement d’un manchon hélicoïdal manœuvré par un levier. Si les deux excentriques ont le même calage, le débit sera maximum et correspondra au volume des deux pistons ; si les deux excentriques se trouvent calés à 180°, l’un entrant dans le corps de pompe en même temps que l’autre en sort, le débit sera nul. Dans les positions intermédiaires on aura un débit variable entre le maximum et zéro.
- Rapport de M. Lavollée sur la statistique «tu travail aux États-Umts et eu Europe. «
- Il s’agit du rapport annuel publié par le Département du Travail aux États-Unis. Ce rapport concerne l’industrie métallurgique et donne la statistique aussi complète que possible de la production américaine, comparée avec la production des principaux pays de l’Europe, les prix de revient, les conditions du travail, le taux des salaires ainsi que le prix des denrées nécessaires a la vie, renseignement complémentaire indispensable pour connaître la valeur exacte du salaire.
- On sait qu’un Office du travail a été créé récemment en France, ayant pour mission « de recueillir, de coordonner et de publier toutes informations relatives au travail, notamment en ce qui concerne l’état et le développement de la production, l’organisation et la rémunération du travail, ses rapports avec le capital, la condition des ouvriers, la situation comparée du travail en France et à l’étranger ». Ce programme est emprunté en grande partie à celui du Département du Travail aux États-Unis dont on s’occupe ici.
- Rapport de M. Troost sur la préparation industrielle de l’a-eide carbonique liquide (1).
- (1) On trouvera des renseignements sur la fabrication de l’acide carbonique liquide en Allemagne dans la Chronique de décembre 1886, page 803. .
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- C’est en Allemagne que la1 préparation industrielle de l’acide carbonique liquide a pris naissance : elle s’y est développée rapidement, ses applications principales sont pour la bière.
- C’est en 1888 que cette fabrication a été établie en France à l’usine de Villers, près Hermes (Oise).
- L’acide carbonique est produit par la combustion du coke dont on fait absorber l’acide carbonique par du carbonate de potasse pour le séparer de l’oxyde de carbone et de l’azote. Le bicarbonate de potasse est décomposé par l’ébullition et donne de l’acide carbonique très pur qu’on recueille dans un gazomètre ; on le sèche et on le comprime par un compresseur à cascades sous une pression de 70 atm dans des bouteilles en fer fofgé de 5 à 6 mm d’épaisseur qu’on fabrique couramment aujourd’hui à l’usine de Louvroil (Nord).
- On fabrique actuellement 300 kg d’acide liquide par jour et on compte en fabriquer bientôt 1 000. L’acide est livré dans Paris au prix de 0,60 f le kilogramme.
- Rapport de MM. A. Carnot et H. Le Chatelier sur une étude *dut pouvoir calorifique ale® combustifiies ludustrlelSj faite par M. Mahler, sous les auspices de la Société d’encouragement.
- On sait que la Société d’encouragement s’est décidée récemment. à entrer dans une voie nouvelle d’encouragements à l’industrie en prenant l’initiative de recherches expérimentales destinées à remplir des lacunes dans les sciences appliquées aux arts ou à obtenir une détermination plus précise de certaines données.
- Elle a chargé M. Malher de recherches sur le pouvoir calorifique des combustibles, recherches qui ont été opérées avec le concours du laboratoire de l’École des Mines.
- Contribution à l’étude des eomfeusttMe® s détermination industrielle de leur pouvoir calorifique, par A. Mahler, Ingénieur civil des Mines.
- L’auteur, après avoir décrit les différentes méthodes employées actuellement pour l’analyse élémentaire des combustibles, passe à la détermination directe du pouvoir calorifique et décrit les divers calorimètres employés à cet effet : l’appareil de Favre et Silbermann, celui de Thomson, les recherches de MM. Scheurer-Kestner et Meunier, de Bunte et enfin la bombe calorimétrique de MM. Berthelot et Vieille. C’est ce dernier appareil que M. Malher a employé pour ses recherches en le transformant pour en réduire le prix et en faire une machine industrielle.
- On sait que le principe de la bombe calorimétrique consiste à placer le combustible à analyser dans un récipient à parois résistantes, à y introduire de l’oxygène sous pression et à brûler complètement et presque instantanément le combustible en l’enflammant par un artifice quelconque. La chaleur dégagée se transmet sans déperdition à l’eau du calorimètre, de sorte qu’on peut l’évaluer facilement.
- L’appareil de M. Mahler se compose 'd’un obus en acier doux forgé, il a 654 cm3 de capacité et pèse 4 kg avec ses accessoires. Il est nickelé extérieurement et préservé à l’intérieur par une couche d’émail blanc contre l’action corrosive et oxydante de la combustion. Cet émail rem-
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- place la chemise en platine de la valeur de plusieurs milliers de francs de la bombe du Collège de France.
- On opère comme suit : 1 g du combustible à essayer est placé dans une capsule en platine suspendue à l’intérieur de l’obus. On bouche celui-ci avec un bouchon à vis appuyant sur une rondelle de plomb. On introduit de l’oxygène par la mise en communication de lfappareil avec un réservoir d’oxygène comprimé. On opère généralement sous une pression de 20 à 25 atm. L’obus ainsi préparé est placé dans le calorimètre ; on enflamme par un courant électrique qui fait rougir une spirale de platine et met ainsi le feu au combustible. La transmission de la chaleur à l’eau prend quelques minutes seulement. Cet appareil peut servir4 à déterminer le pouvoir calorifique des-gaz.
- Le mémoire contient un tableau donnant l’analyse et le pouvoir calorifique d’un grand nombre de combustibles : houilles diverses, lignites, bois, tourbe, cokes, hydrocarbures, pétroles, gaz d’éclairage, etc!
- Notes sur la prodïictioM. des eyauures, par D.-J. Playfair. (Extrait du Journal of lhe Society of Chemical Industry.) „
- Hosage de l’étain et du cadmimu, par M. French. (Extrait du Chemical News.) *
- Méthode pour l’attaque et l’analyse du ferroehrome, par M. H. N. Warren. (Extrait du Chemical News.)
- ANNALES DES MINES
- 5e livraison de 4892.
- t i
- Histoire de l’industrie aniniere eaa Sardaigne, par M. de
- Launay, Ingénieur des mines, professeur à l’École nationale supérieure des mines.
- C’est un aperçu des développements successifs de l’industrie minière qui, très prospère dans l’antiquité, n’a été reprise sérieusement en Sardaigne qu’il y a très peu d’années. La métallurgie romaine y a laissé des traces nombreuses sous forme d’usines où on devait fondre des minerais de plomb dans des fours à manche avec quelque grossière machine soufflante. L’invasion des barbares du v6 au vie siècle-amena la ruine de ces industries qui furent reprises sur une petite échelle par les Pisans au xive siècle. Mais les mines de Sardaigne qui ne faisaient que végéter, furent tuées, comme la plupart des, autres mines d’Europe, par la mise en exploitation des riches gisements d’argent du Mexique et du Pérou. La Sardaigne était d’ailleurs, jusqu’à ces derniers temps, un pays inconnu à un point qu’on ne saurait imaginer.
- Ce fut en 1848 que, par la modification de la loi sur les mines, les concessions se multiplièrent et que les capitalistes étrangers furent ame-
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- nés à s’occuper des mines de Sardaigne. On exploita d’abord le plomb argentifère, puis la blende et les minerais de fer. Ce n’est qu’en 1866, et à la suite de circonstances presque romanesques, que l’on commença l’exploitation de la calamine qui donna dès la première année plus de 10 000 t de minerai et fit le succès de la puissante Société française de Malfidano. On peut encore citer à côté les mines de Monteponi et le Sarrabus.
- Note sur les roaes d’acier essaie es* Angleterre et sur les nouvelle» locomotive» du ïiondos* and Soatla Western S&ailvay, par M. A. Leproux, Ingénieur des Mines, professeur à l’École des mines de Saint-Etienne.
- Il y a quelques années qu’on commence à employer en Angleterre l'acier coulé pour les roues des locomotives. Les avantages recherchés par la substitution du métal fondu au fer forgé et soudé sont la plus grande légèreté, l’économie de fabrication, le finissage moins coûteux et la possibilité de donner aux pièces certaines formes incompatibles avec l’emploi du métal forgé.
- La note donne des détails sur les conditions de fabrication et de résistance de ces roues et sur les épreuves qu’on leur fait subir d’après le cahier des charges de la Compagnie du London and South Western Railway.
- Elle se termine par quelques renseignements sommaires, avec tableau des dimensions principales des quatre types de locomotives employés par cette Compagnie, savoir :
- 1° Une machine express à bogie à l’avant et cylindres extérieurs ;
- 2° Une machine pour trains mixtes ;
- 3° Une machine tender à bogie à l’arrière pour le service de banlieue;
- 4° Une machine de manœuvre à deux essieux.
- On emploie dans ces machines un grand nombre de pièces en acier coulé ; on peut citer entre autres : les fermes de ciel de foyer, les corps de roues, les supports de glissières, les guides de boîtes à graisse, différentes pièces des bogies, les supports des balanciers compensateurs, etc. Les corps de roues motrices en acier coulé ont des contrepoids en forme de croissant et la jante a une section renflée qni lui donne une forme rationnelle en l’épaisissant au point de fatigue maximum.
- SOCIÉTÉ DE L’INDUSTRIE MINÉRALE
- District du Centre >
- Séance du 10 avril 1892, à Montluçon.
- Communication de M. Nouel sur les essai» de blindage et de projectiles. — La Note examine d’abord les conditions à remplir par les blindages et les projectiles suivant la nature du service qu’on leur
- 23
- Bull.
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- — 338 —
- demande, et la manière dont se comportent les divers métaux, fonte, fer et aciers dont on peut les fabriquer, puis elle décrit le polygone de Saint-Jacques de la Cie de Châtillon et Gommentry.
- Ce polygone n’a que 100 m de longueur, mais c’est suffisant pour déterminer la vitesse des projectiles lancés par des pièces de calibre moyen. Ges projectiles sont reçus et arrêtés dans des chambres pratiquées dans le crassier de l’usine ; l’une de ces chambres est remplie de sable et reçoit les projectiles tirés directement pour les mesures de vitesse ; les autres sont munis de bâtis en charpente sur lesquels se fixent les plaques à essayer.
- Le matériel de tir comprend un canon de 0,15 m, un de 95 mm et un de 37.
- La mesure des vitesses s’opère à l’aide de l’appareil Le Boulangé qui mesure le temps que met le projectile à parcourir un certain espace, de 50 m en général. Ge chronographe, qui est d’une précision très suffisante, a été récemment perfectionné par le capitaine d’artillerie de marine Breger. On se sert des deux appareils simultanément. Comme leurs indications sont très généralement concordantes, si, dans un cas, elles ne le sont plus, on est averti qu’un des deux ou même tous les deux fonctionnent mal.
- RÉUNION DE SAINT-ÉTIENNE
- Séance du 7 mai 4892.
- M&m®Hraè4re HBanltlplSeateBBB*, par M. Rateau. — L’auteur ajoute quelques détails à sa précédente communication sur le même sujet. Il indique que, pour plus de précision, le ruban métallique qui supporte la cloche gazomètre passe sur une poulie dont l’axe repose sur des galets de roulement. Le frottement correspond à une fraction de millimètre d’eau, il devient dès lors absolument négligeable.
- Observation de M. de Bourneville sur le nasnvean ffonr Sie-mens.
- A la suite de l’observation présentée par M. Lencauchez dans la précédente séance, M. de Bourneville reconnaît que c’est par erreur qu’il a dit que des fours Siemens nouveau modèle étaient en construction à la Compagnie Parisienne du Gaz et cite un certain nombre d’usines où ces fours sont en service.
- Séance du 4 juin 4892.
- E/lnslnsts*!© «laa gaz à l’Exposition si© 188®. — M. Chans-selle présente le compte rendu d’un rapport fait sur cette question par M. A. Lévy, ingénieur de la Compagnie Parisienne du gaz. Ge rapport comprend les diverses questions relatives à cette industrie : fabrication, canalisation, compteurs, régulateurs, éclairage, ventilation, analyse de gaz, photométrie, chauffage au gaz, cuisine au gaz, emplois industriels, sous-produits, et se termine par la description du pavillon du gaz au Champ de Mars.
- Nicolas Tesla et ses travaux.— M. Duthur donne lecture
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- d’une note extraite d’un journal américain sur les travaux de Nicolas Tesla. Ce savant a étudié, comme on sait, le problème de la transformation directe en lumière de l’électricité et. a déjà obtenu des résultats extrêmement remarquables.
- Le point de départ est l’augmentation d’amplitude et la continuité des étincelles électriques, et l’obtention de la lumière directement et sans la coûteuse intervention de la chaleur.
- Dans ses derniers travaux, Tesla emploie le courant des machines alternatives ordinaires de l’éclairage avec un condensateur et un conver-seur pour augmenter la fréquence. Cette disposition permet de porter le courant générateur de 25 000 vibrations par seconde à deux millions et d’élever en même temps sa tension dans les mêmes proportions. On obtient ainsi, soit dans un tube où existe un vide plus ou moins parfait, soit entre deux plaques métalliques, une douce lumière diffuse. Ces premiers résultats sont pleins de promesses et ouvrent la porte à un vaste champ d’investigations. On peut dire qu’en produisant des vibrations électriques d’une fréquence plus voisine de celles des vibrations lumineuses qu’on ne l’avait fait avant lui, Tesla a été le Christophe Colomb d’un nouveau monde ouvert à l’activité des inventeurs.
- «HisfcHnétiHral M©ïï*$â®a% — Ce ventilateur se compose essentiellement d’une roue à aubes profilées en arc de cercle implantées de part et d’autre d’un disque, tournant dans une boîte circulaire dont les faces latérales sont percées à leur centre pour le passage de l’arbre et dont la surface cylindrique porte deux orifices rectangulaires : l’un, plus large, est l’orifice d’entrée, l’autre, plus étroit, est l’orifice de sortie; les centres des deux orifices ne correspondent pas aux extrémités d’un diamètre, mais à celles d’une corde excentrique.
- Ce ventilateur fonctionne sans intervention de la force centrifuge ; il jouit d’une propriété intéressante : la pression au cercle d’entrée est théoriquement la même qu’au cercle de sortie, de sorte que le jeu est sans importance ; aussi les grands ventilateurs de 1,40 m ont-ils entre les roues et les enveloppes un jeu de 0,05 m au moins.
- Des expériences faites sur le ventilateur de la Péronnière de 1,40 m de diamètre donnant de 17 à 34 m3 avec une dépression de 65 à 49 mm a montré un rendement mécanique du ventilateur de 52 à 44 0/0.
- SOCIETE DES INGÉNIEURS ALLEMANDS
- N° 29. — 16 juillet 1892.
- Étude sur la transmission du travail à distance, par A. Riedler. Emploi des mesures absolues dans les questions techniques, par M. Grüller.
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- Nouvelles expériences sur la perte de charge dans -les conduites d’air comprimé, par H. Lorenz.
- Groupe de Wurtemberg. — Dasymètre et manomètre de H. Dürr et A. Siegert» — Historique de la construction flu nouveau pont sur le Neckar. — Eclairage électrique et chauffage central de l’Hôtel Mar-quardt, à Stuttgart.
- Bibliographie. — Le jute et sa préparation au point de vue des recherches scientifiques et des questions pratiques, par E. Pfuhl. — Obtention et validité d’une patente d’invention en Allemagne, d’après la législation actuelle sur cette matière, par W. Stercker. — Air comprimé ou raréfié, par A. Gouilly.
- N° 30. — 23 juillet 1892. .
- Développement technique des Compagnies de navigation « Lloyd de l’Allemagne du Nord » et « Hambourgeoise-Américaine », par R. Haack et C. Busley (supplément).
- Types de chaudières marines pour la Société générale Italienne de navigation, par W. Theiss.
- La question du métal fondu.
- Etudes sur la transmission du travail à distance, par A. Riedler (suite).
- Transmission par. cordes dans la fabrique de Siemens frères et Cie, à Charlottenbourg.
- Groupe d’Aix-la-Chapelle. — Consommation de gaz et d’huile des grands moteurs à gaz. — Expériences sur la résistance de l’acier Thomas à basse température.
- Variétés. — Le Canal de la mer du Nord à la Baltique.
- Pour la Chronique et les Comptes rendus : A. Mallet.
- IMPRIMERIE CHAIX, KUli BERGÈRE, 20, PARIS. — 16528-11-02. — (Eucre LorilicuO.
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-
- TABLEAU I. — DIMENSIONS PRINCIPALES DES LOCOMOTIVES DES GRANDES COMPAGNIES FRANÇAISES ET DES PROJETS DE LOCOMOTIVES EXPOSÉS EN 1889
- MACHINES A 2 ESSIEUX MOTEURS ACCOUPLÉS OU INDÉPENDANTS
- A GRANDE VITESSE
- AVEC CYLINDRES DE MÊME DIAMETRE
- Grille. . . .
- Foyer,
- Tubes. . . .
- Surface
- de
- chauffe.
- Corps
- cylindrique.
- Boîle à fumée
- Cheminée . .
- Vaporisation.
- Longueur.........................ni
- Largeur.............................ni
- Surface................... ni1
- Hauteur du ciel ( à l’avant. . m
- au-dessus de la grille ( à l’arrière . ni
- Nombre..........................
- Longueur entre les plaques tubulaires m
- Diamètre........................
- Métal...........................
- des tubes........................nn-
- du foyer..........................ni
- totale............................. ni1
- Diamètre moyen du corps cylindrique m
- Epaisseur des tôles. .............
- Hauteur de l’axe au-dessus du rail .
- Timbre...................... %
- f Eau (avec 0,10 m au-dessus du
- foyer. . ...............ni
- Vapeur (dômes compris). tri
- totale.................ni
- Capacité
- Longueur intérieure...........
- Diamètre......................
- , ( au sommet............ ni
- Diamètre.! , ,
- ( a la partie la plus étroite m
- Mécanisme.
- Cylindres . .
- Écartement d’axe en axe.
- Coulisse. . .
- à haute pression (diamètre). à détente (diamètre) . . . . Course des pistons...........
- des cylindres extérieurs . . des cylindres intérieurs . .
- Système.
- ( ( mouvement intérieur.
- Bielles motrices Loogoeur m0UTement Mtérieur.
- Barres
- d’excentriques.
- mouvement intérieur. Longueur j mouyemenq extérieur.
- motrices (diamètre).
- Roues.
- Écartement des roues extrêmes . .
- Puissance.
- Poids de la machine à vide . . .
- 1er essieu (avant).
- Poids
- de la machine en
- pression.
- 2° essieu — 3e essieu — 4e essieu (arriè
- total.........
- adhérent. . .
- _ pdH
- Effort de traction théorique r = -jj-
- Effort de traction moyen 0,65 F..............
- Effort de traction moyen pour Compound F (*)..
- Rapports
- de la surface de chauffe totale à la surface directe, de la surface des tubes à la surface directe . . . du poids adhérent au poids total. . ..........
- kg
- Tenders.
- Approvisionne- j Contenance fle3 soutes, j
- Nombre de paires de roues. .
- ments. Roues
- Poids du tender à vide.............
- Poids I lor essieu (avant).
- dur tender J 2e essieu —
- en ] 3° essieu (arrière)
- charge. V total ...........
- Ecartement des essieux extrêmes .
- à 3 essieux à bogie à 4 essieux- à 3 essieux
- MIDI OUEST OUEST NORD É1AT ORLÉANS NORD
- n“ 1613 n° 623 n° 951 n° 2101 n° 2601 n° 101 n» 701
- 1 2 3 4 5 6 7
- 1,702 1,580 1,700 2,020 B 2,285 - 2,270
- 1,006 1,046 1,050 1,012 B 0,941 1,000
- 1,712 1,640 1,780 2,044 1,6416 2,15 2,27
- moy. 1,680 1,725 B 1,820 1,580
- 1,520 moy. 1,720 1,475 B 1,260 1,010
- 194 223 183/12 202 158 .160 204
- 3,493 3,200 4,180 3,822 4,961 5,190 3,650
- (A) 0,048 (A) 0,045 0,019/0,015 (A) 0,045 (A) 0,045 (A) 0,048 (A) 0,045
- laiton. laiton. laiton.
- (A) 102,14 (A) 101,00 (A) 124,80 (B) 97,00 (A) 111,304 (A) 123,29 (B) 93,53
- 9,70 9,60 10,00 (G) 13,80 8,880 (C) 14,19 9,50
- 111,84 110,60 134,80 110,80 120,184 137,48 103,03
- 1,280 1,230 1,240 1,250 1,225 1,250 1,2365
- fer 0,015 fer 0,014 fer 0,015 fer 0,016 B acier 0,016 0,0145
- 2,050 2,200 2,200 2,185 2,050 2,255 2,150
- 10 10 11 12 12 13 11
- 2,960 3,050 3 j 600 3,650 3,700 4,620 2,900
- 1,475 1,450 1,600 2,050 2,300 3,282 2,560
- 4,435 4,500 5,200 5,700 6,000 7,902 5,650
- 0,694 .. 2 » . 0,830 B 0,898 0,775
- 1,250 » 2 1,314 » 1,430 1,410
- 0,480 2 / 0,480 B 0,480 0,480
- 0,452 » » 0,412 » 0,425 0,390
- i 0,440 0,430 0,460 0,480 0,440 0,450 0,330
- \ » » 2 2 » » 0,460
- i 0,600 0,600 0,660 0,600 0,650 0,700 0,610
- - 2,060 2 » B » 2 1,900
- i » 0,820 0,710 0,632 B 0,625 0,620
- Gooch. Walschaërt.
- Goocli. Allan. Goocli. Stéphenson. Bonnefonds. Stéphenson.
- i » 1,800 2,200 2,285 B 1,990 2,500
- i 2,670 » B B 1,800 B 1,820
- > » » 1,600 1,560 » . B B
- » » B . B 1,200 1,460 B
- i 2,000 2,040 2,040 2,130 2,020 2,150 2,100
- - 1,420 1,140 0,940 1,040 Av. 1,320 Ar. 1,120 1,270 1,300
- i 5,400 5,050 7,410 7,345 5,850 6,400 5,500
- i 39 500 35 500 44 000 39 400 39 100 49 650 34 800
- r 12 800 11 950 9 000 8 100 11 600 14 200 10 200
- i 15 000 13 400 9 500 8 200 13 500 15 700 13 650
- r 15 000 13 400 14 800 14 600 13 500 15 700 13 950
- ! » B 14 500 12 300 4 500 9 100 »
- f 42 800 38 750 47 800 43 200 43 100 54 700 37 800
- f 30 000 26 800 29 300 26 950 27 000 31 400 27 600
- r 5 807 5 438 7 E.30 7 800 7 475 8 775 »
- r 3 775 3 53 4 894 5 070 4 858 5 703 V
- r » » » B 2) 2 3 479
- 11,53 11,52 13,48 8,03 13,53 9,69 10,84
- 10,53 10,52 12,48 7,03 12,53 8,69 9,84
- 0,70 0,69 0,61 0,62 0,63 0,57 0,73
- O O O O 10,500 14,500
- - . 3 000 3 000 2 800
- 3 2 3
- t 1,230 'Û s « 1,140 CO 1,270 *<d m
- i 15 200 r 9 400 12 100 B O P. X 03 fl O o, X a o 16 350 11 650 Cl, X 03 . fl O
- r 9 800 O fl 2 fl fl 11 000 fl
- i 9 800 2 11 000
- r 29 000 26 200 33 650
- 3,800 2,950 I 3,750
- AVEC FONCTIONNEMENT COMPOUND
- à 4 essieux
- A, à l’extérieur. - B, à l'intérieur. - C, y compris bouilleur Ten Brink. - D, non compris bouilleur Ten Brink. (1) D’après le livret de la Compagnie.
- n° CH
- 2,3H 1,010 2,34
- 1,970
- I, 339
- 185 4,035 (B) 0,0456
- (B) 107,86
- II, 62 119,48
- 1,260
- 0,014
- 2,250
- 15
- 3,700
- 2,455
- 6,150
- 1,928
- 1,288
- 0,540
- 0,540
- 0,310
- 0,500
- 0,620
- 2,100
- 0,560
- Walschaërt. à doub. admiss
- 1,700
- 2,160
- 2,000
- 1,300
- 5,860
- 49 500
- 13 400
- 14 800 14 800 10 500 53 500 29 600
- 4 469
- 10,28
- 9,28
- 0,55
- 16,100 3 000 3
- 1,200
- 17 500
- 11 920
- 12 340 12 340 36 600
- SERVICE
- de
- MANUTENTION
- 0,180
- 0,250
- 1,820
- Stéphenson.
- 1“ 1,375 2° 0,630
- B
- 0,605
- 0,620
- 2
- 1,570
- 10 030
- 7 670 5 260
- 12 93 12 93
- 1 292 839
- 1,500
- 360
- 0,722
- 0,724
- 0,52
- 1,035
- 43
- 1,500
- (A) 0,050
- (B) 9,12
- 2,78
- 11,90
- 0,858
- 0,011
- 1,550
- 10
- 0,493
- 1,280
- 1,773
- MACHINES A 3 ESSIEUX ACCOUPLÉ ÎS -TENDERS DIAMÈTRE MACHINES A 4 ESSIEUX . ACCOUPLÉS RÉ MACHINES ET PROJETS PRÉSENTÉS PAR DIVERS
- A r AVEC FONCT COMPI L’ENDER SÉPARÉ MACHINES DRES DE MÊME A ’ AVEC FONCT COMPI TENDER SÉPA ESTRADE J. MORj EXPl ANDIERE THÉTARD ALA BÉOTHY St-DIZIER DE BANGE
- TONNEMENT DU ND AVEC CYLIN TONNEMENT DUND Avec cylindres de même diamètre EXPRESS 3 essieux accouplés RESS EXI IESS 2 es deux acco :plés EXPRESS Machine tender 4 cylindres EXPRESS 4 cylindres Machine tender 4 essieux accouplés type spécial
- à 4 essieux bôîte Roy à 3 essieux à 4 essieux à 3 essieux à 4 essieux Cylindres en tandem Cylindres indépendants Type ordinaire Roues indépen- dantes Compound roues indépen- dantes
- MORD ÉTAT ORLÉANS OUEST EST NORD P.-L.-M. MIDI Usines Cail
- n° 3101 n° 3oT 0 n° 1823 n° 3333 n° 018 n° 4733 n» 4301 n° 2041 La Parisienne
- 10 II . 12 13 14 I a -16 17 18 19 20 22 23 24
- 2,174 » 1,710 1,260 1,842 2,172 2,169 1,900 2 2 2 » 2 3,000 ronde.
- 0,962 » 1,018 1,024 0,990 0,962 1,007 1,000 » 2 2 B 2 1,03 2
- 2,091 1,350 1,740 1,280 1,82 2,08 2,18 1,90 2,30 2,40 2,60 2,65 4,06 3,09 0,64
- B 1?, 765 moy. 1,500 1,628 1,585 1,675 1,560 » 2 » B 2 0,900 1,200
- 1,530 Si 1,115 ' 1,358 1,145 1,294 » M 2 » 2 B »
- 208 154 246 203 247 197 247 217 » 2 2 183 298. 181 70
- 4,000 4,295 . 4,439 3,200 4,098 4,100 4,150 4,895 » 4,600 5,000 3,500 5,050 4,350 2,000
- (A) 0,045 (A) 0,045 (A) 0,048 (A) 0,045 (A) 0,040 (A) 0,050 (B) 0,0456 (A) 0,053 2 » 2 (A) 0,048 (B) 0,040 (A) 0,045 (A) 0,047
- (B) 104,50 (A) 93,52 (A) 162,85 (A) 91,90 119,64 (B) 116,78 (B) 146,72 (A) 177,03 122,00 (A) 138 (4)135 90,50 189,20 110,31 3,18
- 9,30 7,50 (C) 11,80 7,60 d’ap. Icdiam.moj. 8,89 9,20 10,96 10,85 (D) 8,90 12,00 30,00 15,50 19,20 9,00 20,86
- 113,80 101,02 174,65 99,50 128,53 126,98 157,68 187,88 ' 130,90 150,00 165,00 106,00 208,40 119,31 24,04
- 1,346 1,250 1,500 1,220 1,300 1,500 1,500 1,540 » 1,300 1,300 1,250 1,000 1,150 0,748
- 0,018 » fer 0,0165 fer 0,014 0,015 0,016 acier 0,016 fer 0,017 » X» 2 2 2 B 0,009
- acier 0,013
- 2,225 1,955 2,150 2,180 2,145 2,050 2,260 2,050 » 2,36 2,00 2 2 0,885 1,484
- 14 9 11 10 10 10 15 9 » 2 * 2 11 11 11 8
- (avec 0,15 d’eau) (avec 0,45 d’eau) 0,823
- 4,280 3,415 4,520 2,670 3,517 5,630 5,210 5,898 4,100 2 » 3,800 2 4,080
- 2,190 2,081 3,601 1,430 1,426 2,700 2,940 2,606 2 » » 1,960 » 3,520 0,585
- 6,520 5,496 8,121 4,100 4,943 8,330 8,150 8,504 » 2 2 5,760 2 7,600 1,108
- 0,830 » 0,900 0,792 1,080 B 1,345 0,943 2 » 2 2 2 1,000 »
- 1,400 B 1,720 B 1,300 » 1,532 1,574 » » 2 2 2 1,180 »
- 0,480 » 0,450 B 0,500 0,490 0,540 0,560 » 2 2 2 2 2 B
- 0,420 » 0,450 3 0,350 0,490 0,550 0,530 2 » 2 2 2 0,520 »
- 0,432 0,420 0,480 0,430 0,460 0,380 0,360 0,540 0,470 2 2 0,450 0,400 0,400 0,210
- 0,500 0,600 B 2 B 0,660 0,540 B 2 2) 2 2 2 2 B
- 0,700 0,600 0,600 0,600 0+00 0,650 0,650 0 610 0,700 » » 0,650 0,500 0,500 0,250
- 2,100 » 2,143 B B 2,100 2,100 2,100 2,100 2 2 2 2 2,170 »
- Cylindre unique » » 0,650 0,930 2 0,500 » » X> 2 0,600 2 2 0,550
- est. Walschaërt int. taquets. Stéphenson. Stéphenson. à avances égales Stéphenson. Stéphenson. Stéphenson. Walschaërt. à doub. admiss. Stéphenson. Gooch. » » 2 2 2 Stéphenson
- 2,120 » B 1,750 1,740 B 1,625 » » ï) 2 1,890 2 2 1,010
- 2,120 4,800 ’ 1,665 B B 2,600 2,520 2,520 oc » 2 » 1,60 1,250 »
- » B B 1,330 1,230 » » » 2 2) » 2 2 B 2
- 1,090 » 0,010 + 0,746 B B 1,850 2 B 2 » 2 2 2 B 2
- 1,650 1,510 1,500 .1,540 1,560 1,300 1,260 1,210 2,500 3,050 4,000 2,000 3,00 3,200 0,650
- 0,980 B 1,100 B 1,360 B 2 B » 2) 2 1,200 1,300 1,000 2
- 6,630 3,400 5,800 4,450 5,050 4,250 4,050 3,860 5,250 8,760 8,680 5,200 18,500 7,280 2,415
- 43 650 30 450 (*) 46 150 33 400 44 895 45 940 51 590 48 000 » » 2 » s> 33,500 8,000
- 6 900 11 400 12 400 13 500 13 929 13 460 13 090 13 400 » » 2 » 2 7,000 2
- 13 600 11 450 12 500 13 800 14 883 14 240 13 450 13 400 » » 2 2 15,000 2
- 14 200 11 250 13 900 14 200 13 540 13 980 15 990 13 800 » » 2 2 2 16,000 2
- 13 400 2 12 700 » 13 310 10 020 14 570 13 400 2 » 2 2 2 2 2
- 48 100 34 100 51 500 41 500 55 662 51 700 51 100 54 000 2 45 à 50,000 52,000 45 93,000 38,000 10,000
- 40 600 34 100 39 100 41 500 42 352 51 700 57 100 54 000 2 15 à 20,000 20,000 32 28,800 31,000 2
- » 2 10 137 7 203 - 8 138 » B 13 230 2 » » 2 2 11?000
- 2 2 6 589 4 682 5 290 B » 8 600 2 7> 2 2 7,600 7,500 882
- 5 542 3 154 B B B 7 220 10 029 B 2 » 2 2 » 2 2
- 12,24 13,47 14,80 13,10 12,41 13,78 14,39 17,31 2 » » 2 0 2 2
- 11,24 12,47 13,80 12,10 11,41 12,78 13,39 16,31 2 » » » 2 2 2
- 0,86 1 0,76 / 1 0,76 1 1 1 2 » 2 2 2 2 2
- 6,000 4,000 5,250 8,000 2 5? 2 2 10,000 » 900
- 4 000 1 200 2 230 5 000 D X> 2 2 4,000 0 2
- 2 B . B 2 2 70 » » 2 2 2
- ND GO .q5 1,100 B B v(D m 1,200 '«j CO » 7£> » 2 » 2 2
- O s* «D § a o ï fl O fl 10 760 10,280 10 480 B » B » B B O & fl O fl 13 310 12 810 13 500 eu s « o fl » 2 » » ' » » 2 2 2 2 ' 2 2 2 2 2 2 2 2
- B 2 )) 2 2 2
- B » B
- 20 760 B » 26 310 2 » 2 2 2 2 »
- 2,600 B B 2,500 2 » 2 ’ 2 2 2
- pdH
- :TT
- __pdH
- (*) F = pour deux cylindres à haute pression de diamètre d.
- F = 1— pour un seul cylindre 2D
- p.n.n. - vue 343/1338
-
-
-
- TABLEAU II. — DIMENSIONS PRINCIPALES DES LOCOMOTIVES ÉTRANGÈRES EXPOSÉES EN 1889
- MACHINE MACHINES A 2 ESSIEUX ACCOUPLÉS MACHINES A 3 ESSIEUX ACCOUPLÉS MACHINE . à k essieux
- à roues libres accouplés
- "t A GRANDE VITESSE A TENDER SÉPARÉ MACHINES TENDERS
- * A BOGIE A 3 ESSIEUX A BOGIE A 4 ESSIEUX A 3 ESSIEUX A 4 ESSIEUX A BOGIE A 3 ESSIEUX è A 4 ESSIEUX
- 4 GRANDE- grande- GRANDE- GRANDE- 1
- BELGIQUE ITALIE * j BELGIQUE BELGIQUE BELGIQUE SUISSE | ITALIE * BELGIQUE BELGIQUE
- * ? à * BRETAGNE BRETAGNE BRETAGNE BRETAGNE
- * LONDON- SOUTH- MÉDI- MÉRI- RÉPUBLIQUE JURA-BERNE- [ MÉDI- ÉTAT BELGE GRAND
- MIDLAND ÉTAT BELGE ÉTAT BELGE ÉTAT BELGE » ÉTAT BELGE H
- BRIGHTON EASTERN TERRANÉE DIONAUX ARGENTINE LUCERNE [ TERRANÉE CENTRAL
- Ateliers Ateliers Ateliers Ateliers Ateliers Cockerill Marcinelle La Neilson Haine Winterthur Miani La Meuse Ateliers
- de la Carets de la de la de la de la . Couillet Métallur- Saint-Pierre Silvestri St-Léonard de la
- Compagnie Compagnie Compagnie Compagnie Compagnie gique Compagnie
- * -l 2 3 4 5 6 7 8 9 •10 H -12 13 U 15
- Vaporisation.
- Longueur m 1,764 2,900 1,830 1,540 2,350 2,060 2,783 2,655 22 1,250 2,230 1,500 2,360 1,830 2,000
- Grille Largeur m 1,027 1,100 0,979 1,014 0,980 0,980 2,200 •1,076 1,900 22 1,009 2,565 1,000 0,950 1,125 1,155
- Surface m- 1,82 3,40 1,92 1,559 2,30 2,02 4,82 5,149 2,177 1,254 5,72 1,50 2,24 2,064 2,312
- Foyer. . . . Hauteur du ciel ) , T i ... \ moyenne. au-dessus de la grille. ) m 1,617 1,181 1,610 1,600 1,240 1,150 1,175 22 22 1,080 2) 1,260 1,380 22 1,150
- Nombre 242/2 225 333 202 170 181 242 251 » 145 236 177 203 147 270
- Tubes I Longueur entre les plaques tubulaires m 3,265 3,510 3,260 ! 3,253 3,800 3,600 3,850 3,510 :o 3,213 4,050 3,410 4,497 2,550 3,500
- Diamètre extérieur mm 41,3/38 45 38,1 41,3 50 50 45 45 22 ' 22 50 51 52 45 . 50
- Métal . Fer.
- Surface des tubes (extérieure) m- 104,05 97,95 128,00 85,20 101,00 102,30 112,175 109,355 103,876 64,846 131,22 113,70 149,20 47,1767 140,40
- de du foyer m2 10,87 12,05 10,50 9,60 10,00 8,21 12,500 11,331 9,488 5,852 15,00 7,50 10,60 6,7630 8,79
- chauffe. totale m~ 114,92 110,00 138,50 ! 94,80 111,00 110,51 124,675 120,686 113,364 70,698 146,22 121,20 159,80 52,9397 149,19
- Diamètre moyen du corps cylindrique m 1,270 1,300 1,397 1,322 1,310 1,330 1,300 1,400 22 1,161 1,400 1,327 1,480 1,075 1,500
- Epaisseur des tôles mm 12,7 13 19,05 14 15 15 13 14 22 12,7 14 15 15,5 12,5 22
- 1 Hauteur de l’axe au-dessus du rail. . m 2,297 2,305 2,261 2,260 2,300 2,240 2,350 2,170 22 1,860 2,370 2,100 2,200 2,100 2,206
- Corps Timbre kg 11,25 9,5 12 10,54 10 10 10 f 10 8,25 9,84 10 ê 11 10 11 10
- cylindrique. ( Eau (avec 0,10 au-dessus 2,000
- ' . , ) du foyer) ms 2,425 3,400 3,055 3 999 ° 3 —— 3,800 3,550 * 3,500 22 22 2) 22 t S 3,400 5,440 »
- Capacité . < Vapeur (dômes compris) m3 1,047 1,180 1,538 2,100 2,050 2,600 A 22 i 2) >2 , 1,600 2,650 *0,700 2)
- l totale m3 3,472 22 4,235 4,760 5,900 5,600 6,400 6,400 22 2) , 8,000 5,000 8,090 2,700- »
- Longueur intérieure m 0,860 0,790 0,827 0,800 1,200 2) 2) 1,038 2) 1,100 22 1,030 1,175 0,880 1,057
- Boite à fumée . Diamètre m 1,219 't) 1,448 1,554 1,340 2> 22 1,650 22 1,307 » 1,450 1,480 22 1,530
- Cheminée ... ( au sommet. ...... Diamètre. | ^ ja partje pa ppus étroite m m 0,409 0,555 0,490 0,430 0,406 cylindrique 0,440 0,360 » 22 2) 22 I 22 22 0,336 cylindriqu0 y> 2) 0,410 cylindriqu0 0,480 0,350 22 2) 0,490 0,401
- Mécanisme. 4 «
- à haute pression (diamètre) m 0,470 0,460 0,463 0,483 0,450 0,445 0,500 0,500 0,460 0,355 0,500 0,450 0,470 0,350 0,480 *1 s
- Cylindres . . * à détente (diamètre) m 22 2) 2> 2) » 2) 2) 2) 22 22 22 0,640 22 »
- Course des pistons m 0,660 0,610 0,660 0,660 0,620 0,600 0,600 • 0,600 0,650 0,458 0,600 0,650 0,620 0,500 0,600
- Ecartement | des cylindres extérieurs. m » 22 2) 22 1,930 1,920 22 » 22 1,975 22 2,090 2,080 1,974 2,050
- d’axe en axe. \ des cylindres intérieurs m 0,711 0,530 0,636 0,725 2> » 0,570 0,570 22 )) 0,570 22 22 » 22 »
- Coulisse. . . . j Système Stéphenson. Walschaert. Stéphenson. Stéphenson. Gooch. Stéphenson.1 Walschaert. Walschaert. Walschaert. Stéphenson. Walschaert. Stéphenson. Gooch. Walschaert. Walschaert.
- ( mouvement intérieur. . m 1,899 1,890 1,982 1,803 22 22 1,900 2,140 22 >2 2,200 1,820 » 1,850 P
- Bielles motrices l Longueui.j mouvemeid- extérieur. . m 2> 22 22 >2 1,955 2,150 2) 22 22 1,638 22 2? 1,938 D 2,680
- Barres 1 ( mouvement intérieur. . m 1,349 1,1125 1,397 1,593 2) » 1,333 22 22 1,180 1,167 22 22 0,996 22
- d’excentriques. j Longueur.| mouvement extérieur. . m » 2) 2> 1 * 1,360 2) 22 1,470 2> 22 25 2) 1,300 22 1,900
- ( motrices et accouplées (diamètre) . . m 2,286 1,800 1,982 2,133 2,100 1,920 2,100 1,300 1,350 1,219 1,700 1,520 1,675 1,200 1,220
- A Roues. . . . . < porteuses indépendantes (diamètre) . m •1,320 -1,067 1,050 1,371 1,146 0,974 0,920 1,200 22 22 2) 1,060 0,930 0,840 >2 2>
- # • Ecartement des roues extrêmes . . . m 6,413 5,150 4,752 6,457 6,800 6,700 6,560 4,200 4,000 3,676 6,650 5,100 7,350 4,000 4,300
- Puissance. *
- Poids de la machine à vide . t 41,00 38,40 33,60 . 39,00 43,00 41,20 45,50 39,80 32,80 26,30 44,80 41,50 51,00 24,70 41,00
- Poids de la machine en ( 1er essieu (avant) , 2e essieu — • • 1 3e essieu —- ' • ) 4° essieu (arrière) ’ total \ adhérent . t . t . t . t t 14,500 | bogie. 17,80 11,40 43,70 13,00 2 14,50 14,50 42,00 13,80 2> 14,50 10,40 38,70 6,80 6,80 15,50 13,00 42,10 8,55 8,55 14,90 15,00 47,00 8,15 8,15 14,50 14,00 44,80 11,50 13.30 12,90 11.30 49,00 14,60 » 14.80 13.80 43,20 22 22 22 22 36,60 ; .10,00 2) 10,00 9,30 29,30 11,20 13,60 15,00 13,30 53,10 8,70 12,00 12,00 12,00 env. 45,00 14,40 bogie 14,10 14,20 14,00 56,70 10,20 » 10,70 9,80 *30,70 13,00 13,00 13.40 13,00 52.40
- pression. . t 17,80 29,00 28,30 28,50 29,90 28,50" 26,20 43,20 36,60 29,30 41,90 env. 36,00 42,30 30,70 52,40
- pd,H Effort de théorique traction F =
- 4,660 4,420 5,390 4,940 3,880 4,020 4,640 7,500 5,460 3,030 5,730 >2 5,310 3,650 7,360
- Effort de traction moyen U,do u * * & '
- pclH Effort de traction moyen pour Compound F = » 2> » 2> 2) 2) » )> 22 » » 4,763 22 2) 2>
- Rapports.
- De la surface de chauffe totale à la surface directe. . 10,65 9,16 11,18 9,93 11,15 13,48 9,99 10,65 11,90 12,09 9,74 16,16 15,07 15,07 17,00
- De la surface de chauffe des tubes à la surface directe. . 9,65 8,16 10,18 8,93 10,15 12,48 8,99 9,65 10,90 11,09 8,74 15,16 14,07 14,07 16,00
- Du poids adhérent au poids total 0,41 0,69 0 73 0,68 0,64 0,64 0,53 1 1 1 0,79 0,80 0,75 1 1
- Tenders.
- Approvisionne- ments. ( Eau .... . 1 14 750 10 200 12 000 10 000 10 400 6 356 7 100 8 000 4 100 4 500
- Contenance des soutes, j Combustible kg 3 550 2 500 3 500 3 500 4 850 3 040 . 4 200 3 000 1 600 2 000
- ( Nombre de paires de roues 3 3 3 3 3 2 2 3 2) 22
- Roues. . .. . , ] ; Diamètre au contact m 1,283 1,371 1,22 1,210 1,110 en 'o5 en v02 W2 0,914 N02 CO 1,150 1,210 22 2>
- Poids du tender à vide. . t 22 O • Oh . 15,10 15,66 14,000 14,500 O Qh X O Oh X O Gh X- 9,547 Qh X 10,200 15,200 D 22
- G2 O 02 02 B
- Poids ’ler essieu (avant) . t 11,00 0 2> 10,47 )) 2) 0 o 0 O 0 O » 0 O 22
- du tender ) 2e essieu — . t 10,90 es 22 10,21 2) 32 0 0 0 22 0 2) 22 ! 22 »
- en j 3° essieu (arrière) . t 12,90 2) 10,31 2) 2) 22 j 22 22 | >2
- charge. . total .... . t 34,80 27,76 30,99 28,500 29,700 18,940 21,500 26,500 22 22
- Ecartement des essieux extrêmes m 3,692 4,267 3,675 3,660 3,660 2,438 2,500 3,000 22 7>
- p.n.n. - vue 344/1338
-
-
-
- TABLEAU III.
- Conditions principales d'établissement des Locomotives à voie de 1 mètre
- exposées! en 1889.
- DIMENSIONS PRINCIPALES
- ET POIDS
- Atelier de construction..........
- Vaporisation.
- Grille.
- ! longueur....................... m
- largeur........................m
- surface........................m2
- Hauteur du ciel du foyer au-dessus de la grille. . . . m
- Nombre des tubes...........;....................
- Diamètre extérieur des tubes.........................m
- 'Longueur des tubes entre plaques tubulaires.........m
- !des tubes....................tri-
- du foyer.......................m2
- totale.........................m2
- ! Diamètre moyen.................m
- Epaisseur des tôles............m
- Hauteur de l’axe au-dessus des rails. Timbre de la chaudière (p)............................kg
- Mécanisme et Châssis.
- Cylindres.
- Diamètre des roues
- au contact........
- Distance des essieux extrêmes. . . .
- Empattement rigide................
- Poids de l’eau dans les caisses . . . Poids du combustible dans les soutes.
- Diamètre (d)....................m
- Course des pistons (1)..........m
- accouplées (D)..................m
- indépendantes................m
- ..............m
- ............m
- ...........kg
- ...........kg
- Puissance.
- Poids sur rails de la machine vide.............kg
- — avec approvisionnements épuisés. . . .kg
- _ — complets... kg
- Poids adhérent.................................kg
- Effort maximum théorique de traction :
- F =
- pdH
- TT
- F' = 0,65F (Effort pratique)
- kg
- kg
- C!° des Chemins de fer du Sud de la France
- Locomolivc-teuder à 4 roues couplées
- St0 Alsacienne
- 1,026
- 0,626
- 0,6423
- 1,200
- 144 0,045 3,7 90 70,050 4,620 74,670 1,120 0,012 1,700 10
- 0,380
- 0,560 1,200 0,830 4,910 1,300 3 000 1 000
- 25 000 29 000 32 0Ü0 20 000
- 6 738 4 380
- FRANCE
- Chemin de fer du Puy-de-Dôme Ligue de Riom à Volvic Locomotive-teuder à C roues couplées Chemins de fer de la lieuse Concession Yarinot Locomotivc-tcudcr à 6 roues couplées Société générale des chemins de fer économiques (Allier) Locomolivc-tcnder à 6 roues couplées Société du chemin de fer du Périgord Locomolivc-teuder à C roues couplées Ci8 française des chemins de fer argentins Locomotive-teuder à 6 roues couplées
- 2 3 4 5 6
- Sl° des Batignolles Corpet (18S9) Sw Alsacienne (1889) Weidknecht C‘° de Fives-Liile (1889)
- 0,978 1,098 1,175 1,015 0,954
- 0,728 0,654 0,915 0,720 0,644
- 0,712 0,7544 Av 1,175 1,07 Av i, 050 0,7308 0,6143
- 0,940 Ar 0^825 Ar 0,720 1,018 1,118
- 78 93 1124 0,045 160 78
- 0,050 0,050 0,041 0,045
- 3,700 2,898 3,440 2,200 2,480
- 43,52 42,3644 5^,45 46,46 25,80
- 3,63 4,1514 46,5158 4,05 3,84 3,60
- 47,15 59,50 50,30 29,40
- 0,930 0,940 1.000 1,030 0,880
- 0,011 0,012 0,012 0,013 0,011
- 1,455 1,600 1,650 1,508 1,468
- 10 10 10 12 9,5
- 0,350 0,300 0,350 0,350 0,270 j
- 0,450 0,450 (1,460 0,360 0,380
- 1,010 1,000 1,000 0,836 0,800
- » 0,700 3,700 9,810 4,190 2> ï> 1,750
- j 2,660 2,100 2,240 2,000 1 ^ 750
- 3 000 2 600 4 000 2 100 1 900
- 1 000 800 800 700 hois 565
- 18 000 16 000 2(1 700 22 700 27 500 19 000 21 000 13 500
- 19 870 17 494 2> 14 600
- 23 950 20 894 26 150 17 065
- 23 950 16 500 25 000 min.14 600
- 5 458 4 050 3 635 4 144 2 138
- 3 548 2 632 3 660 2 693 1 680
- j ALGÉRIE BELGIQUE
- Chemins de. fer Départementaux Locomolivc-tcnder compound articulée à 4 cjliudres Dessins exposes par M. A. Mallet Chemin de fer de Bône-Guelma et prolongements Souk-AUras à Tébcssa S Locoiuotivo-tender I à 0 roues couplées Société nationale des chemins de fer vicinaux Locomotive-teuder à 6 roues couplées Société nationale des chemins de fer vicinaux Locomotive-teuder à OBSERVATIONS
- 7 j 8 9 •10
- St0 Alsacienne de const. mécan. Sl° des Batignolles Su La Métallurgique (Tubiie) llalot et Cie (Bruxelles 1889)
- 1,145 1,500 2> »
- 0,658 0,610 2> 2>
- 0,755 0,915 0,77 0,72
- 0,970 1,060 2>
- 89 106 160 160
- 0,045 0,050 0,040 0,040
- 3,300 3,800 1,390 1,390
- 37,828 60,74 2> 2>
- 4,122 5,80 3> 2>
- 41,950 66,54 34,36 2)
- 0,922 1,028 1,030 1,030
- 0,0125 0,0115 D 2>
- 1,650 1,630 1,405 1,405
- 12 0,250 ad. 9 11,5 10
- 0^380 dét. 0,370 0,350 0,280
- 0,460 0,520 0,360 0,360 .
- 0,900 1,100 0,832 0,820
- 2) 2> 2) 2)
- 4,000 2,700 . 1,800 1,800
- 1,150 2,700 1,800 1,800
- 2 900 3 600 2 000 1 .600
- 1 000 800 700 600
- 19 300 22 630 18 50j - 15 000
- 20 800 25 170 2) 2>
- 24 700 29 720 22 800 18 000
- iax.24 700 29 720 2) 2)
- Frr=0,S0FX2 5 824 6 100 3 395
- 3 832 3 785 3 965 2 207
- de
- traction, évalué a U circonfércnce des
- Nota. — On a employé les formules suivantes pour calculer l’effort maximum
- pd2l
- t» Pour les locomotives ordinaires, F'= 0,65-rr-
- ' péPl^9 g* diamètre des peut* c^ 2» Pour la locomotive compound à 4 cylindres, F' = 0,50-jj- X a . ’
- roues motrices :
- p.n.n. - vue 345/1338
-
-
-
- TABLEAU IV.
- Conditions principales d’établissement des locomotives à voie étroite et des locomotives de systèmes spéciaux
- exposées en 1889.
- Largeur de la voie. . Atelier de construction.
- Vaporisation.
- [ longueur.
- Grille.................< largeur. .
- Hauteur du ciel du foyer au-dessus de la grille.
- Nombre des tubes..................... • •
- Diamètre extérieur des tubes............
- Longueur des tubes entre plaques tubulaires. .
- Ides tubes ......
- du foyer.....• • • • •
- totale ...........
- Diamètre moyen du corps cylindrique.....
- Timbre de la chaudière (p)..............
- Mécanisme et Châssis.
- Diamètre des cylindres. Course des pistons (1).
- haute pression (d). basse pression . .
- Poids de l’eau
- Puissance.
- Poids sur rails de la machine vide........ •
- — avec approvisionnements complets.
- Effort maximum théorique de traction :
- F
- pdH
- TT
- Effort maximum pratique : F' = 0,65F...........
- Empattement rigide.
- LOCOMOTIVES A VOIE ÉTROITE LOCOMOTIVES DE SYSTÈMES SPÉCIAUX
- POUR CHEMINS DE FER D’EXPLOITATIONS AGRICOLES ET INDUSTRIELLES POUR TRAMWAYS ET CHEMINS DE FER DE MONTAGNES
- France France France États-Unis France France Belgique (1) Tramway Tramway du lord Chemins de fer Chemin de fer Chemin de fer
- s— — Système — Locomotive conjund Locomotive Locomotive compound de Lyon à Venissicux (Rouhaix) .Kogentais du Jura-Berne du Mont-I’ilafe
- Système Cail «Système Corpet de l’usine Couillet Système Porter articulée système Mallet (4 cjliBdrcs) articulée Système l’écliot (4 cylindres) Projet Achille Legrand (2 cylindres) Système Lamm et Francq Système Lamm et Francq Système Mekarski Système à crémaillère Sjstèmc à crémaillère
- I 2 3 4 O 6 7 8 9 10 -Il 12
- . m 0,800 0,620 0,600 0,9144 0,600 0,600 0,600 1,440 1,440 1,440 1,00 0,800
- Établts Cail Corpet Decanville Pittsburg Decanville Établ18 Cail Acliile Legrand X> 2) » Winterthur Winterthur
- . m . m 0,354 | 0,500 0,478 0,480 0,600 0,610 0,521 0,766 0,674 0,415 1 s 0,576 f | 2> )) » 2) » 2) 2> 2) 1,050 0,935 0,900 0,450
- . m2 0,177 0,1794 0,288 0,317 0,500 0,478 ) " 0,33 X> » » 0,98 0,405
- . m 0,700 0,690 0,600 - Av. 0,737 Ar. 0,584 0,660 0,800 2> » O ' i O , 1,000 0,950
- 37 36 51 48 90 96 » D 0 a O 123 136
- . m 0,040 0,040 0,045 0,038 0,04 0,045 2> 2> > s °° 0,045 0,035
- . m 1,340 field 0,362 1,085 1,118 1,983 1,700 2> » 7 0 en 2,900 1,240
- . m2 6,32 1,6368 7,280 4,218 20,00 22,05 2> » 2> j3 50,50 18,60
- . m2 1,14 1,2266 1,44 1,677 2,30 3,55 (2 foy.) 2> 2) ù O 4,20 2,40
- . m2 7,46 2,8634 8,72 5,895 22,30 25,60 11,60 2) » 54,70 21,00
- 0,648 0,790 0,650 (1) (2) 1 9 réservoirs
- . m 0,539 int. 0,590 eit. 0,682 2> récipient 1,400 0,996 1,150 fl 600 < d’une capacité 1,050 0,800
- 12 ( de 3.100
- . kg 9 9 9 9,84 12 12 15 15 48 12 12
- au maiimum an ma xifluim
- . m 0,165 0,120 0,150 0,152 0,187 0,175 0,160 0,330 X» 0,230 0,270 0,165 0,330 0,220
- . m » 2> 2> 2) 0,280 ï> 0,230 X) 2) 2> 2) X>
- . m 0,240 0,160 0,300 0,254 0,260 0,240 0,300 0,300 0,250 0,280 0,280 0,480 0,300
- . m 0,600 0,410 0,600 0,584 0,600 0,650 0,625 0,900 0,750 0,800 0,750 0,806 0,409
- . m 0,900 0,800 1,000 2,743 2,800 0,900 1,100 1,580 1,300 1,400 1,600 2,400 6,100
- 568 1 420 p. chaq. groupe dans le récipient dans le récipient dans le réchaullcur
- kg 550 140 600 1 750 700 3 600 1,900 2,500 200 2 400 800
- . kg 200 30 300 227 520 500 » » 2> 3) 170 d’air 500 400
- . kg 3 800 1 600 4 200 5 895 9 300 10 200 4 500 12 400 6 600 7 800 10 000 18 000 7 600
- . kg 4 800 1 886 5 500 6 801 U 700 13 500 5 300 16 000 *8 500 10 300 13 600 | T0J2ra 22 700 11 600
- 13 370 adhérence
- 2 710 1 089prp=;3 3= 765 3= 528
- . kg 980 505 729 994 1815prp = 5 5=1275 5= 880 2> X) 2>
- ( 2 904prp = 8 7=1785 7=1232
- kg 637 328 474 » r ^ 0,50F X2 1 760 F' = 0,50 F ) 705prpr=3 111b pTp = 5 3= 343 5= 572 3= 498 5= 830 2>
- 762 kg 1,100 2»
- . m 0,900 0,800 1,000 1,219 1,100 3,800 Olrümc des 2 gr. 1880prp=:8 1,580 7= 800 1,300 7=1162 1,400 1,600 2,400 6,100
- OBSERVATIONS
- Nota. — On a employé les formules suivantes pour calculer l’effort maximum de traction évalué a la °Dférence des roues motrices,
- Pour les locomotives ordinaires F' == 0,65
- 'Pd2l
- 2° Pour les locomotives compound à 2 cylindres F' = 0,50
- pd-l
- 3» Pour la locomotive compound à 4 cylindres F' = 0,50—— X 2 (l) Machine représentée par un dessin
- p d2l
- d, diamètre des petits cyhndres’
- p.n.n. - vue 346/1338
-
-
-
- MÉMOIRES
- ET
- COMPTE RENDU DES TRAVAUX
- DE LA
- SOCIÉTÉ DES INGÉNIEURS CIVILS
- SEPTEMBRE 1892
- N® 3.
- Bull.
- p.341 - vue 347/1338
-
-
-
- p.342 - vue 348/1338
-
-
-
- RECHERCHES EXPÉRIMENTALES ET ANALYTIQUES SLR LES MACHINES A VAPEUR
- THEORIE GENERALE
- *«h»ih> -s tit.a.y-rfMasattiua^M»'' i«» '<»*..
- DE
- '**:~ï*t
- LA MACHINE A VAPEUR
- THÉOME DE L’ENVELOPPE
- ET DE LÀ MACHINE A VAPEUR SURCHAUFFÉE
- Coefficient de condensation des Parois, Capacité calorifique spéciale des Parois et leur Coefficient d’absorption de la chaleur sous l’action d’une Enveloppe,
- PAR
- O. LELOUTRE
- INGÉNIEUR CIVIL
- a Pour perfectionner la théorie de la machine à vapeur j) ou pour établir c^tte théorie, il convient de déterminer, » avant tout, trois coefficients d’expérience, qui sont :
- » 1° Le coefficient de condensation des parois internes » des cylindres ;
- » 2° Une capacité calorifique spéciale de res parois ;
- » 3° Le coefficient d'absorption de la chaleur de ces pa-)> rois, sous l’action d’une enveloppe (*). 33
- PREFACE
- Le présent Mémoire est fondé sur trois de mes anciens essais entrepris sur la machine à vapeur surchauffée du Logelbach (Alsace).
- Un grand nombre de Mémoires sur cette machine ont été- publiés par Hirn, Hallauer et par moi-même; mais, à vrai dire, aucune tentative sérieuse n’a été faite jusqu’ici dans le dessein’ d’établir une théorie de la machine à vapeur.
- (*) En 1889, l’Académie des Sciences a mis au concours la question suivante :
- « Perfectionner la théorie des Machines à vapeur, en tenant compte dès échanges 33 de chaleur entre le fluide et les parois des cylindres et conduits de vapeur. »
- Le prix Eourneyron a été décerné à M. Leloutre par l’Académie des Sciences pour le présent Mémoire.
- Voir Comptes rendus de l’Académie des Sciences, séance du 21 décembre 1891 et Bulletins de la Sociétédes Ingénieurs civils de France, séance du 8 janvier 1892.
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-
-
-
- — 344 —
- A mon avis, tous les résultats d’expériences qui ont été publiés doivent être considérés comme des documents propres à élucider certains phénomènes observés.
- Encore convient-il de faire un choix parmi tous ces essais publiés.
- Hirn et Hallauer ne se sont jamais beaucoup préoccupés de la vérification des données expérimentales de leurs essais. En général, ils ont cherché à calculer les condensations de la vapeur contre les parois de l’admission du cylindre et le refroidissement de ces parois pendant l’échappement; en d’autres mots, ils se sont principalement occupés de l’équation :
- Q — A(U;i — U0) -j- AJpdv -j- Re,
- qui, abstraction faite de R,, est une des équations fondamentales de la théorie mécanique de la chaleur ; de cette équation, on peut déduire la valeur de Re ou le refroidissement du cylindre pendant l’échappement.
- Dès mon premier Mémoire (*), j’ai exprimé des doutes au sujet de l’étanchéité des pistons ; cette idée de fuites possibles par les pistons m’a longtemps préoccupé ; il y a eu même une discussion entre Hirn et moi à propos de la probabilité de ces fuites (**).
- Enfin, j'ai entrepris une expérience décisive avec un piston d’une machine à quatre distributeurs indépendants (***). Mon expérience a été répétée par d’autres ingénieurs, et ayant eu à construire un grand nombre de pistons de dispositions très diverses, j’ai eu souvent l’occasion de constater que ces organes essentiels de nos moteurs laissent perdre la vapeur.
- Bien mieux, j’ai vu au Logelbach plusieurs pistons de construction variée que Hirn a fait établir, il y a fort longtemps, afin de diminuer de plus en plus les fuites qu’il supposait plus considérables avec la vapeur surchauffée qu’avec la vapeur saturée. On faisait travailler ces pistons dans le cylindre, l’un après l’autre, chaque fois que celui qui était monté devait être nettoyé ou réparé.
- Ces nombreux pistons de rechange m’ont prouvé que Hirn, lui-même, n’avait pas grande confiance dans leur étanchéité, quoiqu’il ne se soit jamais nettement expliqué à ce sujet, et que j’avais raison en faisant des réserves formelles à propos des pertes de vapeur occasionnées par les pistons.
- (*) Bulletin de la Société industrielle de Mulhouse, avril et mai 1867.
- (**) Bulletin de la Société industrielle du Nord de la France, à Lille, mars 1874.
- (***) Détermination de l’eau entraînée par une méthode thermométrique. Paris, 1883.
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-
-
- On a dit souvent, mais on ne le dit plus depuis l’expériencé citée quelques lignes plus haut, que les fuites par les pistons sont absolument négligeables ; nous examinerons cette question plus loin.
- Comme aucun des expérimentateurs de la machine du Lcgel-bach n’a donné un dessin coté du piston qui fonctionnait dans le cylindre pendant chaque essai, il est impossible de savoir aujourd’hui quelle a pu être l’influènce du mode de construction de' ces pistons sur les pertes de vapeur et d’eau.
- Si les essais de la machine du Logelbach n’étaient faussés que par les fuites des pistons, on pourrait corriger les résultats que les auteurs ont déduits de leurs expériences, mais il faudrait connaître l’état de la vapeur dans les boîtes de distribution d’admission ou les données d’observation relatives à la condensation (*.).; j’ai donné effectivement, il y a quelques années, des équations (approchées) pour calculer ces fuites; j’ai simplement exposé ces équations, sans les démontrer. Malheureusement, ces équations ne peuvent être d’aucune utilité ici, par suite d’une disposition particulière des orifices d’admission et dont j’ai pu me rendre compte au Logelbach.
- Orificss d'admission
- Non seulement les pistons de la machine ne sont pas étanches, mais les tiroirs d’admission ne le sont pas davantage ; par suite du mode de construction adopté, ils donnent lieu à des admissions tardives qui sont augmentées en raison de la disposition particulière des orifices d’admission. Ces rentrées tardives de vapeur compliquent énormément les analyses d’essais de machines à vapeur, et ce qui est plus grave, quand on n’en tient pas compte et qu’on néglige également les fuites par les pistons, il en résulte des erreurs très considérables pour la chaleur cédée aux parois internes par les condensations pendant l’admission (plus de 36 0/0 dans l’essai du 25 août 1870).
- Il est certainement très regrettable que les nombreux essais, publiés en Alsace, aient été entrepris sur une machine qui présente d’aussi graves défauts dont il importe de tenir compte.
- J’ai dit que Hirn et Hallauer n’ont jamais cherché sérieusement à vérifier les données d’observation de leurs essais. J’ai cru devoir être plus prudent et j’ai établi un certain nombre d’équations nouvelles qu’il convient de vérifier avant toute discussion d’essai de machine à vapeur.
- (*) Rappelons ici que la machine du Logelbach possède 4 tiroirs: 2 pour l’admission et 2 pour l’échappement.
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-
-
-
- — 346 —
- Ce qui est regrettable encore, c’est qu’aucun des essais publiés ne soit complet.
- Souvent on ne donne pas la pression dans la chaudière, ou les boîtes de distribution ; jamais Hirn et Hallauer n’ont donné les mesures des ordonnées des diagrammes pendant la détente ; c’est tout au plus si j’ai indiqué quelques-unes de ces ordonnées (*). Mais personne n’a jamais donné les ordonnées du vide du côté de l’échappement. Pour la détermination des trois coefficients d’expérience, dont je parle dans la devise placée en tête de mon Mémoire, ces ordonnées ou contre-pressions du vide sont au moins aussi importantes que les pressions pendant l’admission et la détente.
- M. Zeuner s’est déjà plaint vivement de ce que les expérimentateurs, qui ont publié des recherches sur la machine du Logelbach, n’aient donné que celles de leurs observations qui concernent exclusivement les questions qu’ils exposent dans les Mémoires publiés. Les auteurs ne donnent pas les mesures des diagrammes, si ce n’est d’une manière tout à fait incomplète, alors qu’ils ont utilisé ces diagrammes dans l’étude d’un grand nombre de questions, et M. Zeuner ajoute : Les moyens manquent pour contrôler les calculs et pour pousser plus loin d’autres études théoriques. (Voir: Der Civil Ingénieur, Leipzig, 1881, Heft 6, p. 388.)
- Parmi tous ces essais, il y en a deux qui sont moins incomplets que tous les autres : ce sont ceux que j’ai entrepris le 25 août 1870 et le 30 septembre 1871.
- M. Ledieu a déjà été de cet avis, car, dans une étude qu’il a publiée il y a une douzaine d’années, il a pris un de ces essais comme base de discussion.
- J’adopterai également les résultats de ces deux essais pour les discussions de mon Mémoire.
- Je donnerai les diagrammes moyens complètement cotés de mes essais personnels; mais il y a d’autres renseignements que je n’ai pu me procurer ; il est vrai qu’ils ne sont pas d’une très grande importance.
- Avant d’entrer en matière, il est utile d’insister sur une question très sérieuse et que j ’ai développée dans plusieurs publications : je veux parler de l’eau entraînée.
- La question de l’eau entraînée par la vapeur, à la sortie des
- (1) Voir Bulletin de la Société industrielle de Lille, mars 1874, dans lequel est inséré un tableau qui renferme les températures de la vapeur de deux en deux ordonnées ; de ces températures, on pourra déduire les pressions correspondantes.
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- générateurs, est née en 1839, lors du concours de chaudières ouvert par la Société industrielle de Mulhouse. Ayant assisté à ces anciennes expériences et les ayant suivies de très près, j’ai pu me convaincre que, déjà en 1859, l’idée de l’eau entraînée a rencontré des incrédules. En effet, un chimiste de l’établissement de MM. Dollfus-Mieg et Cie fut chargé, à cette époque., de trouver un moyen de doser la proportion d’eau arrachée de la masse d’eau en ébullition •dans les générateurs. Il utilisa la très grande solubilité du sulfate de soude ; il employa ainsi le moyen qui permit, vingt ans plus tard, à M. Yinçotte de constater, par de longues recherches, que la vapeur de nos chaudières industrielles n’entraîne pas d’eau (*); c’est le résultat auquel était arrivé le chimiste de l’établissement de MM. Dollfus-Mieg et Cie. Gomme on ne pouvait se faire à l’idée •que la vapeur est sèche à la sortie des générateurs, Hirn proposa des expériences calorimétriques pour lesquelles il établit une formule, dans le cas où l’on opère avec un petit calorimètre. On trouva ainsi tantôt 3, 4 ou 5 0/0 d’eau entraînée positive et tantôt autant d’eau entraînée négative. On écarta, dans quelques essais, les résultats d’eau entraînée négative et on ne tint compte que de l’eau dite entraînée positive. Pourquoi ?
- Quelques années après les expériences décisives de M. Yinçotte, Ingénieur en chef de l’Association des propriétaires d’appareils à vapeur en Belgique, eut lieu une exposition de chaudières à Dusseldorf. La question de l’eau entraînée fut de nouveau discutée. Une commission d’expériences fut nommée ; M. l’Ingénieur en -chef Bôcking et MM. les professeurs de Reiche et Stahlschmidt, •de l’Ecole polytechnique de Düsseldorf, entreprirent un grand nombre d’essais au calorimètre. Ces messieurs firent construire des instruments spéciaux et des thermomètres très sensibles ; malgré les plus minutieuses précautions, ils trouvèrent quelquefois de l’eau entraînée négative et souvent des erreurs de 3 0/0 en plus ou en moins. Les essais aux petits calorimètres furent condamnés et on eut recours au moyen employé par M. Yinçotte, et c’est ainsi que l’on constata de nouveau que la vapeur des chaudières fixes, tubulaires ou non, n’entraîne pas d’eau (**).
- J’ai eu à faire des recherches sur l’eau arrachée de la masse
- (*) Voir le Compte rendu des séances du 3e Congrès des Ingénieurs en chef des associations de propriétaires d’appareils à vapeur, tenu à Paris, les 7, 8, 9 et 10 juillet 1878. (E. Capiomont et V. Renault, Paris.)
- .(**) Voir : Die Untersuchungen an Dampfmaschinen und an einigen rheinischen und westfalischPM Kohlensorten auf der Gewerbe-Ausstellung von Düsseldorf, 1880, etc., von F. Bôcking, Oberingenieur una H. von Reiche, Professor. Aachen, 1881. Verlag von J.-A. Meyer.
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- liquide en ébullition dans les générateurs. Il s’agissait d’expériences contradictoires; voici le résultat de ces recherches : Si j’avais pris la moyenne de mes expériences, en tenant compte des. proportions d’eau entraînée positives et négatives, j’aurais obtenu, pour résultat final, de la vapeur à peu près sèche à la sortie des chaudières.
- Je me suis emparé des résultats d’expérience de MM. Vinçotte,, Bôcking, de Reiche et Stahlschmidt, et j’ai établi une formule qu’on trouvera plus loin, pour démontrer par des équations de thermodynamique que, dans plusieurs essais entrepris sur la machine du Logelbach et d’autres moteurs, la vapeur est effectivement sèche à la sortie des chaudières (*).
- C’est en m’appuyant sur ces résultats et sur mes propres expériences que j’ai fait la critique de certains essais publiés à Mulhouse. On n’a pas répondu à cette critique. Au contraire, dans une discussion d’essais, entrepris récemment sur une puissante machine à trois cylindres, par M. Schrôter, professeur à l’École polytechnique de Munich, j’ai vu que ce savant ingénieur ne parle plus de mitgerissenem Wasser ou eau entraînée, mais adopte les termes que je propose : eau condensée dans la tuyauterie, qu’il traduit par Kondensationswasser aus der Leitung (**).
- Hirn ne paraissait pas avoir une confiance absolue dans les résultats obtenus avec de petits calorimètres d’une contenance de 20 à 40 litres. Il a même fait construire, à la suite du tuyau qui rejette l’eau de condensation de sa machine, un réservoir de plusieurs mètres cubes et qu’il utilisait, au besoin, pendant une journée entière d’essai en calculant, au moyen d’un ajutage préalablement jaugé, toute la masse d’eau qui a passé par le conden* seur de la machine. Ce réservoir constitue un immense calorimètre ; avec les températures moyennes à l’entrée et à la sortie du condenseur, celle de la vapeur à l’entrée du cylindre, le travail indiqué de la machine, etc., on a les éléments pour calculer, avec une grande exactitude, la proportion d'eau condensée dans la tuyauterie. C’est ainsi que j’ai opéré pendant mon essai du 25 août 1870. En interprétant plus exactement les phénomènes que ne l’a fait Hirn, j’ai démontré que la vapeur est parfaitement sèche à la sortie de la chaudière du Logelbach. J’ai de même entrepris l’a-
- (*) Voir : Vérification d’une série d'essais sur une machine de Woolf, par G. Leloutre, Paris, 1885, et Détermination de l’eau entraînée par une méthode thermométrique, par le mêcae, Paris, 1883.
- (**) JJntersuchung einer dreifach Expansions Maschine der Maschinenfabrih Augsburg, von Prof. M. Schrôter. — Zeitschrift des Vereines deutscher Ingenieure. Band XXXIV, Seite 7.
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- nalyse de deux essais faits avec une machine de Woolf ; ils m’ont conduit au même résultat (*).
- Je dois déclarer ici que la question de l’eau entraînée me paraît résolue, et je maintiens entièrement la manière de voir exposée dans plusieurs de mes ouvrages.
- Mais, dira-t-on, la vapeur des chaudières de locomotives, entraîne de l’eau. C’est possible et même très probable, et la raison de cet entraînement d’eau est facile à trouver.
- A chaque variation positive ou négative de la vitesse d’une locomotive, toute l’eau de la chaudière est lancée plus ou moins violemment de l’avant vers l’arrière ou de l’arrière vers l’avant de la chaudière. Un effet analogue est produit par la force centrifuge, quand une locomotive entre dans une courbe de la voie ou quand elle quitte une courbe pour reprendre un mouvement rectiligne. Mais' ces transports de l’eau dans la chaudière sont bien autrement violents sous l’action des trépidations et des mouvements de lacet de la machine, qui est soumise à un tangage et à un roulis continuels. A chaque dénivellation de la voie ou à chaque flexion des rails, l’eau est lancée d’un coin de la chaudière dans un autre. En passant à travers les espaces laissés entre les rangées des tubes et en venant heurter les parois, l’eau éclate et se brise contre ces obstacles, exactement comme l’eau de la mer est réduite en poussière contre les rochers du rivage. Par l’appel continuel de la vapeur dans les cylindres, une portion de cette eau brisée peut être entraînée, personne ne songe à le contester. Mais que l’on fasse fonctionner une chaudière de locomotive comme générateur fixe, et tous ces effets disparaîtront; c’est ce qui résulte des expériences de M. Vin cotte : avec des chaudières tubulaires même surmenées, il n’a pu constater que des traces d’eau entraînée inappréciables.
- Je viens de m’étendre sur la question de l’eau entraînée ; l’eau entraînée joue un rôle très sérieux dans la discussion d’un essai de machine à vapeur, et pour arriver à une appréciation exacte des phénomènes qui se passent dans la tuyauterie et le cylindre, il importe d’être bien fixé à cet égard.
- Les fuites par les pistons, les admissions tardives par les tiroirs et l’eau dite entraînée modifient très sérieusement les méthodes de discussion employées et les résultats obtenus jusqu’ici.
- Pour déterminer, avec une exactitude suffisante, les trois coefficients d’expérience dont je parle dans la devise placée en tête
- (*) Vérification d'une série d’essais d’une machine de Woolf. Paris, 1885.
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- de ce Mémoire, j’ai dû vérifier, avant tout, et avec le plus grand soin, mes essais des 25 août 1870 et 30 septembre 1871. Ce n’est qu’après une vérification complète, bien des fois reprise en tous les points du parcours de la vapeur, depuis la chaudière jusque dans le condenseur, que je me suis décidé à déduire de ces essais deux valeurs essentielles ; ce sont :
- 1° Le poids de vapeur condensée contre les parois internes du cylindre pendant l’admission, et
- 2° Le refroidissement du cylindre pendant l’échappement.
- Ces deux quantités, elles-mêmes, ont été contrôlées de nouveau de bien des manières ; ce n’est qu’après toutes ces vérifications que je les ai utilisées pour déterminer :
- Le coefficient de condensation des parois internes du cylindre ;
- Une capacité calorique spéciale de ces parois.
- Ces deux coefficients d’expériences ont été soumis, à leur tour, à une série de vérifications d’un genre tout nouveau, en faisant intervenir ces coefficients et les surfaces internes du cylindre dans les équations de thermodynamique. A ce sujet, j’ai établi une équation qui constitue un précieux moyen d’investigation ; elle permet de dire, à un moment donné, combien il a été vaporisé de l’eau précipitée pendant l’admission, et où se trouve le restant de l’eau qui doit être évaporée pendant la détente ou que les parois doivent vaporiser pendant l’échappement. Cette même équation m’a fait découvrir un fait nouveau et très important; il ne se rencontre que dans les machines à enveloppe ou à vapeur surchauffée, et dont aucun des auteurs qui se sont occupés des machines à vapeur n’a soupçonné l’existence. Il s’agit ici d’un refroidissement particulier que subissent, pendant la détente, les parois internes correspondantes à l’admission. Ce refroidissement spécial a lieu avant celui qui se montre pendant l’échappement. Ainsi qu’on le verra, ce refroidissement joue un rôle très important dans la discussion et l’analyse d’un essai de machine à vapeur.
- On comprend, maintenant, qu’il est indispensable de déterminer avec la plus grande exactitude les fuites par les pistons, les admissions tardives par les tiroirs et l’influence de l’eau entraînée; je considère cette eau comme de la vapeur condensée dans la tuyauterie, depuis la chaudière jusque dans les boîtes de distribution.
- Les deux premiers chapitres de mon Mémoire sont consacrés à ces recherches préalables, à la démonstration d’un certain nombre
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- d’équations nouvelles et à des vérifications de toutes les valeurs d’observation d’un essai de machine à vapeur.
- Dans le troisième chapitre, je donne une analyse très sommaire de l’essai à vapeur surchauffée du 30 septembre 1871 ; je dois rappeler ici que la machine du Logelbacli peut être alimentée avec de la vapeur saturée ou surchauffée; il suffit de la manœuvre très simple de deux clapets disposés dans les carneaux de la chaudière.
- Dans l’analyse de cet essai, je m’appuie sur la théorie des vapeurs surchauffées de M. Zeuner.
- MM. Arnthal et Cazin donnent, en partie, cette théorie dans la traduction de l’ouvrage de M. Zeuner (*). Mais il vaut mieux étudier cette théorie dans le mémoire original (**). C’est un modèle de discussion scientifique.
- L’essai du 30 septembre 1871 m’a conduit à une vérification remarquable de la théorie de M. Zeuner.
- Dans le quatrième chapitre, je détermine le coefficient de condensation et la capacité calorifique spéciale des parois internes des cylindres.
- La capacité calorifique des parois conduit à un résultat très intéressant: elle permet de calculer l’épaisseur des parois internes du cylindre dans laquelle ont lieu les échanges de chaleur entre la vapeur et ces parois. Cette épaisseur est de 1/4. de millimètre environ, ce qui revient à dire que lès absorptions et les restitutions de chaleur par le cylindre doivent être à peu près instantanées. Bien des Ingénieurs ont déjà exprimé l’idée que ces échanges de chaleur ont lieu dans une très faible épaisseur de fonte ; on vient de voir, par le chiffre donné par la capacité calorifique des parois, qu’il en est réellement ainsi.
- Cette capacité calorifique des parois permet d’établir-une nouvelle expression du refroidissement du cylindre pendant l’échappement ou Re. Ce refroidissement Re est fonction de la surface interne du cylindre et des chutes de température de cette surface pendant l’évaluation au condenseur. Cette nouvelle valeur •de Re est parfaitement d’accord avec celles que l’on peut tirer d’autres équations qui reposent sur les données d’observation d’un essai de machine à vapeur.
- (*) Théorie mécanique de la chaleur avec ses applications aux machines, par le docteur G. Zeuner.
- (**) Théorie der uberhitzten Wasserdœmpfe, von Dr G. Zeuner, Zeitschrift des Vereines dmtscher Jngenieure, Band XI, Heft 1, Berlin, 1886.
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- Dans le cinquième chapitre, j’expose les principes sur lesquels j’établis une théorie générale cle la machine à vapeur et de l’enveloppe, en résolvant le problème suivant :
- Passer des conditions de fonctionnement d'un moteur à vapeur sans enveloppe aux nouvelles conditions de fonctionnement du même moteur muni d'une chemise de vapeur et réciproquement.
- Le principe sur lequel est fondée la théorie de la machine à enveloppe peut s’énoncer comme suit: Toute chaleur que l’on fait pénétrer, par un moyen quelconque (enveloppe, surchauffe, compression), dans les parois internes, diminue les condensations de la vapeur au contact de ces surfaces, en proportion de l’augmentation de température produite par l’introduction de chaleur dans ces parois — ou, plus simplement : La chaleur cédée aux parois internes par les condensations est diminuée de celle que l’on fera pénétrer par un moyen quelconque dans ces surfaces.
- En maintenant constantes certaines données imposées au fonctionnement du moteur avec ou sans enveloppe, j’arrive à une comparaison rationnelle entre les machines sans enveloppe et celles qui sont entourées d’une chemise- de vapeur, et au calcul de l’économie de combustible ou de vapeur et d’eau due à une enveloppe donnée. Dans ce même cinquième chapitre, je discute le troisième coefficient d’expérience indispensable dans l’établissement d’une théorie de la machine à vapeur ; il s’agit du coefficient d'absorption de la chaleur par les parois internes du cylindre sous l'action d'une enveloppe. Je ne crois pas qu’il soit possible de déterminer ce coefficient par des expériences directes ; je donne le moyen de déduire cette valeur de quelques essais de machines à vapeur bien vérifiés.
- Je dois.faire ici une observation très importante.
- Dans toutes les analyses qui ont été publiées sur des machines à enveloppe à un cylindre ou des machines de Woolf, on n’a tenu compte que de deux quantités de chaleur que l’enveloppe fait pénétrer dans les parois internes des cylindres ; ce sont:
- 1° Le nombre de calories que l’enveloppe fait pénétrer, avant ou pendant l’arrivée de la vapeur, dans les parois de l’admission ou SA ;
- Et 2° dans celles qui correspondent à la détente ou dans la surface S6, avant ou pendant que la vapeur se détend.
- Hallauer a même supposé que ces deux quantités de chaleur n’agissent que sur la surface interne du grand cylindre d’une
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- machine de Woolf, en négligeant complètement l’effet produit par une partie de la somme de ces quantités sur le petit cylindre.
- Je représente ces deux quantités de chaleur par (-f- Q ) et
- (+0.)-
- Mais il y a une troisième quantité que tous les observateurs ont négligée : c’est celle qui pénètre dans les parois de l'admission SA pendant la détente ; je la désigne par
- En effet, l’action de l’enveloppe est continue, et pendant que le piston parcourt la fraction de course de la détente, l’enveloppe n’envoie pas moins de la chaleur dans la surface de l’admission
- autre effet que les deux autres (-)- Qa) et (-j- QJ. Ces deux dernières diminuent les condensations, et ne fait que vaporiser une
- portion plus ou moins grande de l’eau qui s’ést précipitée pendant l’admission, (-j- Qfl) et (4- Q*) conduisent à une économie de com-
- a un accrois-
- sement de travail, acheté au prix de ce même nombre de calo-
- ^j- Qa ^ est généralement plus grand que (-j- Qa) et (-(- Qÿ) réunis ; on en verra la raison plus loin.
- Dans le sixième chapitre, j’expose la théorie de la machine à vapeur surchauffée, en ramenant une machine à surchauffe à une machine à enveloppe ; en effet, on comprend facilement que :
- Une machine à vapeur surchauffée revient à un moteur à vapeur saturée et sèche dans les boîtes de distribution et muni d’une enveloppe partielle qui n’étend son action, pendant l’arrivée de la vapeur, que sur la surface interne du cylindre correspondante à l’admission. Cette enveloppe partielle et à action intermittente devant fournir une quantité de chaleur égale à celle que cède la vapeur surchauffée, en tombant au point de saturation à la température de la boite de distribution.
- Je discuterai donc un essai de machine à vapeur surchauffée par les mêmes équations générales que j’ai établies pour les machines à enveloppe.
- J’examine encore, très sommairement, les machines à deux
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- ou plusieurs cylindres, et les effets produits par une compression de la vapeur d’échappement.
- Enfin, je termine par la comparaison entre les conditions de fonctionnement de la machine du Logelhach travaillant :
- 1° Avec de la vapeur saturée et sans enveloppe ;
- 2° Avec de la vapeur saturée, le cylindre entouré d’une chemise de vapeur ;
- 3° Avec de la vapeur surchauffée et cylindre sans enveloppe.
- Un tableau des principales valeurs d’observation et des résultats de calcul résume ces trois conditions de fonctionnement de la machine; quelques conclusions relatives aux résultats obtenus, dans ces trois cas, terminent le Mémoire.
- La table des matières traitées dans ces longues recherches indique suffisamment l’esprit dans lequel est conçu ce Mémoire ; c’est le développement de la devise que j’ai placée en tête de ce travail.
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- TABLEAU DES NOTATIONS EMPLOYÉES
- Pour faciliter la lecture des équations qui figurent dans ce mémoire, je réunis ci-dessous les principales notations employées; ce sont, en général, celles qu’a proposées M. Zeuner, il y a une trentaine d’années (*). Afin de soulager la mémoire, je dispose ces notations dans l’ordre suivant :
- Je considère les valeurs calorimétriques qui entrent dans les équations, aux cinq points principaux du parcours de la vapeur, depuis la chaudière jusque dans le condenseur et dans le réservoir dans lequel l’eau chaude de condensation a été recueillie et mesurée.
- États physiques de la vapeur et de l’eau.
- 1° Dans la chaudière (t, p, x = 1) ; t et p représentent la température et la pression de la vapeur et x = 1 la proportion de vapeur sèche. 2° Dans les boîtes de distribution d’admission (t", p", x" <C 1), où les mêmes lettres, affectées de l’accent ", ont la même signification.
- 3° Dans le cylindre à la fin de l’admission (to, po, xo , < 1), id.
- 4° Dans le cylindre à la fin de la détente (t t, pn, x(i •< 1), id.
- 5° Dans le condenseur (0n, p', xc = 0) id.
- Les valeurs q=zt-\- 0,00002 t% -f- 0,0000003 ts, p, Apu, y, r, etc., seront toujours affectées des mêmes accents ou des mêmes indices qui définissent l’état physique correspondant du mélange de vapeur et d’eau.
- A“ 4^4 rePr®sente l’équivalent mécanique de la chaleur;
- M la consommation de vapeur et d’eau par coup de piston ; n"
- — = 1 — x" la proportion de vapeur condensée dans la tuyauterie (eau
- dite entraînée), depuis la chaudière jusque dans les boîtes de distribution d’admission ;
- m" le poids de vapeur sèche, par coup de piston, dans les boîtes de distribution ;
- v'o le volume du cylindre engendré par le piston pendant l’admission ;. vp le volume des espaces nuisibles ;
- vg=v'o-{- vp le volume offert à la vapeur à la fin de l’admission : v'n le volume engendré par le piston.pendant la course entière; vn = v'n -f- vp le volume total du cylindre pour une course entière de piston;
- mv le poids de vapeur sèche emprisonnée dans les espaces nuisibles à la
- (*) Grundzüge der mechanischen Wœmetheorie, von Dr Gustav Zeuner. Freiberg 1860. Cet ouvrage a été traduit par Hirn.
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- fin de l’échappement, dans le cas où il n’y a ni avance ni retard a l’admission, ni compression à la fin de l’échappement; m\ le poids de vapeur sèche qui remplit les espaces nuisibles, sous la
- °p
- pression po à la fin de l’admission ;
- mo le poids de vapeur sèche présente dans le cylindre à la fin de l’admission;
- m le poids de l’eau présente dans le cylindre à la fin de l’admission ;
- eo
- me le poids de l’eau présente dans le cylindre à la fin de la détente ;
- Fx les fuites de vapeur et d’eau par le piston pendant l’admission ;
- F2 les fuites de vapeur et d’eau par le piston pendant la détente ;
- H les admissions tardives par le tiroir d’admission ; mc = M — n" — m", sauf corrections, le poids de vapeur condensée pendant l’admission ;
- Re le refroidissement du cylindre pendant l’échappement;
- <t>o le travail absolu , en kilogrammètres, rendu pendant l'admission ;
- ©j — — — la détente ;
- ^abs = $0 + &s ~ — une course de
- piston.
- %c le travail de la contrepression pendant l’échappement;
- = ^abs — <&c le travail indiqué pendant une course de piston;
- A(go, A£abs, A<bc, A’g., les quantités de chaleur équivalentes à ces travaux ;
- M le poids total de l’eau chaude recueillie dans le réservoir placé à la suite du condenseur;
- (M' — M) le poids de l’eau froide injectée, par coup de piston, dans le condenseur;
- ôo la température de cette eau à son entrée dans le condenseur ;
- 6n la température de cette eau dans le réservoir où elle a été recueillie ; s la perte de température de cette eau entre le condenseur et le réservoir; pa la pression atmosphérique par mètre carré = 10334 kg ; p'c la pression dans le condenseur;
- A = 1 000 kg, la densité de l’eau;
- a le refroidissement externe du cylindre pendant une course de piston; b la chaleur développée par le frottement du piston pendant une course; ai-le refroidissement externe, par course de piston, du tuyau d’échappement.
- b± la chaleur développée par le frottement du piston de la pompe à air; EN la somme algébrique de ces pertes et gains de chaleur, pour lesquels j’ai trouvé par des expériences spéciales EN — a — b al — bt — lcal,85 — 0cal,5 + lcal — 0cal,5 = lcal,85 = EN; ao= 0cal,2l94 le refroidissement externe de la surface de l’admission et des espaces nuisibles pendant l’admission; ao^ = 0cal,4303 le refroidissement de cette même surface pendant la
- détente ;
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- as = 0cal,40o2 le refroidissement, pendant l’admission, de la surface du
- O
- cylindre correspondante à la détente; as = 0e?1,7949 le refroidissement de cette même surface pendant la détente;
- , v
- f = — le degré de la détente; c v
- n
- bo= bf'c = 0cal,128 la chaleur développée par le frottement du piston
- pendant l’admission ;
- = b (l— /Q = 0,372 — — pendant la détente.
- J’appelle encore :
- SA la surface interne des parois du cylindre correspondante à l’admission; Ss — •— — — à la détente;
- ST — totale du cylindre ;
- QJ la quantité de chaleur qu’une enveloppe fait pénétrer dans la surface SA avant et pendant l’admission;
- (-{- Qs) la quantité de chaleur qu’une enveloppe fait pénétrer dans la surface Ss avant et pendant la détente ;
- Q0^ la quantité de chaleur que l’enveloppe fait pénétrer dans la surface Sa pendant la détente.
- (+ QJ , (-j- Qs) et (+ Qa5) désignent ces mêmes quantités de chaleur quand il s’agit de la marche de régime du moteur. '
- N. B. — J’utilise, dans certains cas particuliers, d’autres notations qu’il est inutile de reproduire ici; elles seront toujours définies au moment de l’emploi qui en sera fait.
- Bull*
- 2^
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- RECHERCHES EXPERIMENTALES ET ANALYTIQUES SIR LES MACHINES A VAPEER
- THÉORIE GÉNÉRALE
- DE
- LA MACHINE A VAPEUR
- THÉORIE DE L’ENVELOPPE ET DE LA MACHINE A VAPEUR SURCHAUFFÉE
- Coefficient de condensation des Parois, Capacité calorifique spèciale des Parois et leur Coefficient d’absorption de la chaleur sous l’action d’une Enveloppe,
- PAR
- G. LELOUTRE
- Ingénieur civil
- CHAPITRE PREMIER
- Fuites par les pistons et Admissions tardives par les tiroirs. — Espaces nuisibles.
- § 1er. — Construction des pistons et des tiroirs. — Moyen
- PRATIQUE POUR CONSTATER LES FUITES
- Dans un Mémoire, publié en 1873 et 1874 dans les Bulletins de la Société industrielle du Nord de la France, à Lille, j’ai rendu compte de trois de mes anciens essais entrepris sur la machine, à vapeur du Logelbach (Alsace). J’ai analysé les faits thermiques et dynamiques qui se présentent depuis le commencement de la course de piston jusque dans le condenseur.
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- J’ai supposé, dans ces anciennes recherches, qu’il n’y a pas de fuites à travers le piston et les tiroirs; je savais, avant d’entreprendre ces essais, que plusieurs pistons de constructions diverses, qui avaient fonctionné dans le cylindre, avaient donné lieu à bien des embarras, et qu’à la suite de quelques comparaisons, on s’était décidé à adopter un piston suédois à deux ou trois segments, sans coins ni ressorts spéciaux. Ce genre de piston fut reconnu comme très avantageux dans la pratique.
- Les résultats auxquels m’ont conduit mes anciennes études sont exposés dans le Bulletin cité de la Société industrielle de Lille. J’ai supposé que, si les fuites par les pistons ne sont pas absolument nulles, elles ne pourront, du moins, pas modifier sensiblement les faits principaux discutés.
- Tel n’est pourtant plus mon avis depuis longtemps, ainsi que je l’ai dit dans des publications plus récentes (*).
- J’ai eu l’occasion, il y a une quinzaine d’années, de suivre de très près le fonctionnement d’un grand nombre de pistons de types fort différents, soit par de nombreuses réparations d’anciennes machines, soit par la construction d’un grand nombre de pistons neufs.
- Jamais je n’ai pu constater l’étanchéité parfaite des pistons à deux segments. Les pistons suédois à trois segments séparés peuvent empêcher à peu près les fuites de vapeur, encore faut-il les maintenir dans un état d’entretien parfait; de plus, il faut que les segments aient une section transversale assez grande.
- Quelques moyens pour s’assurer du bon fonctionnement de ces organes essentiels des machines à vapeur sont indiqués dans le Mémoire publié à Lille en 1873 et 1874; mais je tenais à constater de visu les pertes de vapeur en marche industrielle, courante, et voici comment j’ai opéré, pendant l’année 1874, et plus récemment, sur des machines à quatre distributeurs indépendants :
- « Le soir, avant la cessation du travail, toutes les dispositions » furent prises pour pouvoir démonter rapidement un des cou-» vercles du cylindre d’une machine horizontale à quatre distri-» buteurs indépendants. Le couvercle enlevé, les tiroirs d’admis-» sion et d’échappement de l’extrémité où le cylindre a été ouvert
- (*) Voir : Détermination de Veau entraînée par une méthode thermométrique. Nancy, 1883 ;
- s Degré d'exactitude des données d’observation d’un essai de machine à vapeur, 1884,
- Et Vérification d'une série d’essais sur une machine de Woolf, 1885.
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- » furent condamnés, en les plaçant sur leurs orifices respectifs,. » de façon à empêcher, de ce côté, l’introduction de la vapeur » dans le cylindre et à fermer la communication avec le conden-» seur; les organes de transmission de ces distributeurs furent » enlevés. Puis on remettait le moteur en marche, en le faisant » fonctionner comme un moteur à simple effet, la vapeur n’étant » admise que pendant l’une des deux courses de piston corres-» pondantes à un tour de manivelle. En ayant soin d’engrener » environ la moitié des métiers ou outils auxquels le moteur » donne généralement le mouvement, on place ainsi le piston » dans des conditions de marche industrielle normale, surtout si,
- » pour tenir compte de la pression du condenseur, remplacée par » la pression atmosphérique, on a soin de faire pousser la pres-» sion dans le cylindre à une atmosphère de plus que celle sous » laquelle il travaille ordinairement.
- » Avec des pistons à coins et à ressorts, et même avec des » pistons suédois à deux segments, on constate ainsi des fuites-» très considérables et de grands jets de vapeur mêlée à des-» gouttelettes d’eau se précipitent à chaque tour de manivelle-» hors du cylindre.
- » Avec des pistons suédois à trois segments, les fuites sont » considérablement réduites, mais ne disparaissent pas toujours. » complètement (*). »
- Récemment, j’ai vu une puissante machine de Woolf, dont les-pistons suédois portent cinq segments et qui ne perdent pas moins-la vapeur ; il est vrai que la section transversale de ces segments ne présente que 10 mm de côté.
- Les fuites de vapeur sont plus abondantes pendant la période-d’admission que pendant celle de la détente, et ne cessent complètement que lorsque la pression dans le cylindre a sensiblement diminué par suite de la détente. On comprend que l’état d’entretien du piston doit avoir une sérieuse influence sur l’importance de ces pertes de vapeur.
- On admet, en général, que les fuites, pour n’importe quelle espèce de piston, sont à peu près nulles, et l’on ne s’en préoccupe guère dans la discussion des essais de machines à vapeur; nous engageons les Ingénieurs qui peuvent avoir des raisons particulières pour nier les fuites à faire l’expérience très simple dont nous venons de parler.
- (*) Voir Détermination de Veau entraînée par une méthode thermométrique. Paris, 1883,. p. 49.
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- J’ai dit, dans le Mémoire déjà cité, qu’il serait très facile d’ima-’giner des dispositions fort simples qui permettraient de mesurer les fuites, en les dirigeant à travers un tuyau entouré d’eau •froide; en les recueillant dans un réservoir quelconque, on réunirait ainsi, au bout de quelques heures, un volume suffisant pour déterminer, avec beaucoup d’exactitude, ces pertes de vapeur. Disons toutefois que, si les fuites peuvent être estimées dans une -expérience pareille, il n’en est plus de même de la chaleur qu’elles •emportent, car on recueillerait ainsi, non seulement la chaleur •correspondante aux fuites, dans des conditions de marche un peu différentes de celles qui ont lieu alors que la machine fonctionne comme un moteur à double effet, mais encore une certaine quantité de chaleur provenant du rayonnement du cylindre à l’intérieur.
- Examinons la construction et le fonctionnement d’un piston, pour nous rendre compte des circonstances qui favorisent les fuites.
- Considérons un piston ordinaire à deux segments, à coins et à ressorts. Toutes les surfaces en contact entre elles sont dressées au grattoir ou rodées avec soin; pour que les segments puissent exercer leur élasticité contre les parois latérales du cylindre, un jeu extrêmement faible est même nécessaire entre les segments et les plateaux du piston. Supposons ce piston dans une position voisine de la fin de la course, et à un endroit où la pression de la vapeur du côté de l’admission soit un peu supérieure à la contre-pression du côté de l’échappement. On peut concevoir, pour un instant, les segments en équilibre sous l’action de ces deux pressions et du frottement qu’ils éprouvent contre la surface latérale du cylindre ; à l’approche de cet état d’équilibre, les fuites deviennent possibles. "Vers l’extrémité de la course, les segments peuvent même s’appuyer contre un des plateaux en sens inverse du mouvement du piston, et si la vapeur est introduite pour la course suivante, elle les trouvera disposés de façon à favoriser les fuites.
- Les fuites ayant commencé, on comprend qu’un certain temps, très court à la vérité, soit nécessaire, le frottement des segments contre les parois du cylindre agissant en sens contraire de la vapeur, pour que les segments reprennent une position d’équilibre stable qui puisse assurer l’étanchéité du piston.
- Ainsi que l’observation directe nous l’a montré, les pertes de vapeur sont plus considérables pendant l’admission que vers la
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- fin de la détente car, dès les premiers instants après la fermeture de l’orifice d’admission, la pression baisse rapidement du côté de l’arrivée de la vapeur.
- Il est inutile de donner une forte tension aux segments, et de graves inconvénients peuvent résulter d’un excès de pression contre la surface latérale du cylindre. Il est extrêmement rare que les fuites se montrent entre le cylindre et le piston, et les monteurs et les ouvriers ne s’y trompent pas. Quand un piston est démonté, il est facile de suivre les traces des fuites, par les taches noires et les granulations que la vapeur qui s’échappe produit, au bout de peu de temps, sur les surfaces métalliques polies ou rodées.
- La vapeur s’introduit, au contraire, entre le premier segment et son plateau et, de là, dans l’intervalle ménagé entre l’intérieur des segments et le corps du piston ; puis elle passe entre l’anneau extrême et le plateau correspondant, pour sortir du côté de
- l’échappement. On comprend ainsi que deux ou plusieurs anneaux élastiques en contact entre eux et avec les couvercles ou plateaux du cylindre, ne produisent pas une garniture plus étanche qu’un segment unique, et que les pistons suédois à trois segments séparés doivent retarder et diminuer les fuites par suite des nombreuses chicanes qu’ils opposent au mouvement de la vapeur; mais, nous le répétons, deux segments, même séparés, sont insuffisants, et mieux vaut en mettre trois ou quatre.
- Il y a longtemps qu’un constructeur anglais a compris ainsi la cause des fuites de vapeur. Il ne s’est pas contenté de construire des segments exerçant une pression plus ou moins forte contre les parois latérales des cylindres, mais il s’est appliqué, surtout, à les presser très fortement contre les plateaux.
- Yoici les dispositions fort simples qu’il a adoptées : deux segments fendus, non élastiques, à retours en équerre assez larges, sont ajustés et rodés entre les plateaux; ils renferment un anneau fendu suivant une génératrice et n’exerçant aucune pression par lui-même ; cet anneau est d’un diamètre extérieur égal au dia-
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- mètre intérieur des segments; il est ajusté à frottement doux dans ceux-ci ; sa hauteur est un peu moindre que la distance entre les retours d’équerre des segments ; ceux-ci ne se touchent pas entre eux; un petit intervalle de 1 à 2 mm les sépare ; mais, ainsi qu’il a été dit, ils s’appliquent par leurs surfaces rodées en retour d’équerre, contre les plateaux. Un gros ressort à spirale en fonte et à section transversale rectangulaire est logé dans l’anneau intérieur, non comprimé; la hauteur de ce ressort, dans le sens de l’axe du cylindre, dépasse de 1 à 2 cm l’espace compris entre les larges retours en équerre des segments. Le ressort, l’anneau intérieur et les segments à retours d’équerre sont emboîtés, dans cet ordre, les uns dans les autres et placés entre les plateaux du piston; en rapprochant ceux-ci par le serrage à refus de leurs boulons, on comprime le ressort dans le sens de l’axe du cylindre, et en même temps ce ressort gonfle dans le sens du diamètre; il réagira donc, à la fois, dans le sens de l’axe, pour appuyer fortement les retours d’équerre des segments contre les plateaux, précisément à l’endroit où les fuites peuvent naître, et dans le sens du diamètre pour presser les segments contre la surface latérale du cylindre. En établissant ainsi des pistons à double expansion, on empêche toute introduction de vapeur dans l’intérieur du piston et, par conséquent, les fuites sont supprimées à leur origine.
- J’ai fait construire, il y a une vingtaine d’années, de pareils pistons pour de puissantes machines de Woolf; ils ont fonctionné très régulièrement; leur entretien était à peu près nul. Le poli des surfaces en contact se maintenait parfait, ce qui est la meilleure preuve de l’absence de fuites.
- Les causas de fuites de vapeur par les tiroirs plats, les distributeurs cylindriques et les soupapes à siège plat ou conique sont tout autres.
- Il y a une différence essentielle à établir entre les tiroirs à coquille, se mouvant sur un espace dans lequel existe un vide plus ou moins parfait de l’échappement, et les tiroirs plats ou cylin-
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- driques qui s’appuient par toute leur surface sur la table de distribution, non percée d’un orifice d’échappement.
- Les premiers, c’est-à-dire les tiroirs à coquille, sont parfaitement étanches, pour peu qu’ils se trouvent dans un état d’entretien convenable ; la différence des pressions dans la boîte de distribution et sous le tiroir applique celui-ci très fortement sur cette table, pour empêcher toute perte de vapeur.
- Les autres, au moment de la fermeture de l’orifice d’admission, ne sont soumis qu’à la différence des pressions dans la boite de distribution et l’intérieur du cylindre ; cette différence de pression
- est beaucoup plus faible, au moins pendant les premiers instants de la détente. Ces distributeurs sont moins pressés contre la table de distribution ; par leur construction même et l’inégale répartition de la pression qu’ils subissent, ils ne peuvent que se défor-
- mer par une usée inégale, et des fuites de vapeur ne tardent pas à se montrer. Il est inutile d’insister sur ce sujet; les constructeurs qui apportent tant de soins aux distributeurs cylindriques savent fort bien qu’au bout de quelques semaines, ces organes laissent voir des traces manifestes de fuites.
- Les distributeurs cylindriques, ainsi que les tiroirs plats, sont usés et s’arrondissent à l’extrémité qui intercepte l’admission, et quand ils ne sont pas convenablement lubrifiés, on constate, après quelques mois de marche, une usée très sensible vers cette extrémité. Disons, toutefois, que les tiroirs plats maintiennent assez bien la vapeur.
- En marche industrielle, il n’est pas possible de constater les fuites ou admissions tardives par les tiroirs; ces fuites ou rentrées intempestives de vapeur sont trahies par les diagrammes. Si ces fausses rentrées de vapeur sont très faibles, la courbe de détente des diagrammes se détache franchement et à angle vif de la ligne horizontale ou légèrement inclinée que trace le crayon de l’indicateur pendant l’admission. Dans les moteurs dont les distributeurs ne sont pas étanches, la ligne de la détente se raccorde tou-
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- jours par une courbe plus ou moins étendue avec la ligne droite qui correspond à l’admission; cette petite courbe de raccordement tourne.sa convexité en sens inverse de la courbe de détente. Dans la machine du Logelbach, dont je m’occupe plus spécialement dans ce Mémoire, il y a encore une autre cause d’admissions tardives ; j’y reviendrai plus loin, page 415.
- On a vu, plus haut, qu’il est facile d’estimer expérimentalement les fuites par le piston, en faisant fonctionner une machine comme un moteur à simple effet, et en recueillant ces fuites condensées dans un réservoir quelconque ; mais, en l’absence d’une pareille expérience, on peut calculer l’importance de ces pertes de vapeur et d’eau au moyen des données complètes d’un essai de machine à vapeur. Grâce aux nombreuses vérifications auxquelles satisfont les résultats de l’analyse que nous allons exposer, nous ne craignons nullement qu’une estimation directe des fuites puisse infirmer les conclusions que nous développerons dans les pages qui suivent.
- § 2. — Équations générales pour le contrôle des résultats d’expérience d’un essai de machine a vapeur
- Je viens de dire qu’il faut les données complètes d’un essai de machine à vapeur pour pouvoir déterminer les fuites par le piston, et par essai complet j’entends celui pendant lequel on a relevé toutes les valeurs expérimentales qui définissent l’état de la vapeur ou de l’eau aux cinq points principaux suivants :
- 1° Dans la chaudière ;
- 2° Dans les boîtes de distribution d’admission ;
- 3° Dans le cylindre à la fin de l’admission ;
- 4° Dans le cylindre à la fin de la détente ;
- 5° Dans le condenseur ou au delà.
- A ces données, il convient de joindre les résultats d’un grand nombre de diagrammes, relevés au moins tous les quarts d’heure aux deux extrémités du cylindre.
- Dans les analyes des essais entrepris sur la machine à vapeui du Logelbach et publiées en Alsace, on n’a jamais attaché beaucoup d’importance à la pression dans la chaudière et on n’a même jamais donné la pression dans la boîte de distribution. On se borne généralement à définir l’état de la vapeur aux endroits désignés ci-dessus, par les chiffres 3, 4 et 5. Nous allons voir quel rôle important jouent les états de la vapeur aux points i et 2.
- Toutes les valeurs d’observation qui se rapportent aux cinq
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- points principaux du parcours de la vapeur sont réunies par les quatre équations suivantes :
- 2? - ?*
- 1 - ^ = x” =
- M • u
- — (P — 0.39o5(£ — t"))
- u '
- 2 - ._«(4P-^V + g-gff) ,,un
- ff'(3p —p") ^ )l1
- AU0 + mc(\" - qo) = (MX" - n"r") + bo - A^0
- - q0) = A(uw - u0) + a®, + « - h+Re
- AUm + A£c - a, + b, + Re = (M' - M)(6ft - OJ + MG + M'e — A(M' — M) Pa A Pc
- (**) (H>
- (III)
- n J
- (IV)
- Ces quatre équations fondamentales sont, en quelque sorte, autant de ponts jetés d’un des cinq points principaux au suivant; elles suffisent pour discuter tous les résultats d’observation sur lesquels repose l’analyse d’un essai de machine, non pourvue d’enveloppe, et dans laquelle les effets produits par les échanges de chaleur dans les espaces nuisibles sont négligés.
- Nous rappellerons ici quelques autres équations que l’on peut établir directement ou par la combinaison des quatre équations fondamentales plus haut ; elles fournissent autant de contrôles des valeurs expérimentales autrement groupées.
- G’est d’abord l’équation qui permet de calculer la 'proportion de vapeur condensée dans la tuyauterie depuis la chaudière jusque dans la boîte de distribution, soit :
- (MX" — n"r") = (M' — M)(6n — 60) + M8n + M'e
- — A(M' — M) Va + k%i + EN
- (*) Voir Détermination de l’eau entraînée far une méthode thermométrique. Nancy, 1883. Pour passer de la première expression à la seconde, il suffit de remplacer dans la première 0,3955(« — t") par p et p",en se basant sur la relation connue p — 575,4 — 0,795f,. où 0,795 = 2 X 0,3955.
- (**) Voir le même Mémoire, p. 47.
- (***) Voir Recherches expérimentales et analytiques sur les machines à vapeur. Bulletins de la Société industrielle du Nord de la France, à Lille, 1873 et 1874, chapitre II, p. 139. J’ai déjà introduit, à cette époque, dans l’équation (V), le terme de correction SN = a + Oj — (b + 6,) = lcal,K5 + l°al — 0ail,5 -f 0oal,5 = laal,85; plus tard, en 1883, j’ai tenu compte des deux autres termes de correction :
- + M'e et — A(M' — M)Pa ~ Pr
- A
- (Voir Détermination de Veau entraînée par une méthode thermométrique. Nancy, 1883, p. 41 et 42). L’équation (V) ne donne pas ce qu’on a appelé, à tort, l’e iu entraînée à la sortie de la chaudière, mais plutôt la vapeur condensée dans la tuyauterie depuis le générateur jusque dans la boite de distribution. Si l’on voulait calculer l’eau dite entraînée de la chaudière, il faudrait remplacer la chaleur disponible dans la boîte de distribution ou (M"X" — n"r") par MX; mais alors il faudrait tenir compte dans le second membre du refroidissement externe de la tuyauterie ; on trouverait alors, pour n", une quantité peu différente de zéro.
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- Cette équation (Y) fournit un contrôle précieux pour la valeur de n", déduite de (I), ou de la différence de température (t — t") entre la vapeur de la chaudière et celle de la boîte de distribution. Je rappellerai encore les trois équations :
- AS„ = - (e + m^ + “))Ap0u0 (VI) (*)
- (MX” - n"r") = AU„ + A<Sabs + a - b + Re (VII) («)
- Aü„ + mc{\" - q0) = (M' - M)(9„ - 9„) + M6„ + M'« - A(M' - M) + ASi - AS, + EN 4- b0
- (VIII) ('
- !)
- qui fournissent d’autres contrôles. Je développerai l’équation (Yl) plus loin.
- Comme l’équation fondamentale (I) ne se prête pas facilement à une combinaison avec les autres, je la remplace par la suivante :
- • MX — (MX" — n"r") + Q" (IX)
- Q" étant la perte de chaleur, par refroidissement externe, du mélange de vapeur et d’eau depuis la chaudière jusque dans l’intérieur de la boîte de distribution ; Q" est facile à trouver au moyen des états physiques de la vapeur dans la chaudière et dans la boîte de distribution ; on a effectivement :
- Q" = MX — (MX" — n"r”).
- Je donnerai plus loin une autre expression de Q".
- En général, on peut passer de l’un des cinq points principaux du parcours de la vapeur (p. 365) à un autre, en traduisant algébriquement la relation très simple que voici :
- La chaleur disponible de la vapeur et de l’eau en un point quelconque est égale à la chaleur interne présente en un autre point, plus la chaleur disponible dans les parois et plus ou moins la chaleur provenant de soustractions ou d’additions de chaleur, dues aux refroidissements externes, au travail rendu ou subi par la vapeur ou au frottement des pistons ; on se rappellera que tout travail externe rendu correspond à une perte de chaleur et que tout travail subi donne lieu à une quantité de chaleur équivalente ; quelques-unes de ces quantités de chaleur positive ou négative pouvant devenir égales à zéro, selon les cas particuliers.
- (*), (**) et (***) Voir : Du degré d’exactitude des données d’observation d'un essai de machine a vapeur, réponse à M. Hirn, et Vérification d’une série d'essais d'une machine de Woolf. Paris, 1885.
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- C’est ainsi que l’on passera de la chaudière à la fin de l’admission, par l’équation suivante :
- MX = AU0 + mc(X" - qo) + A£0 - b0 + Q" (X)
- et de la chaudière à la lin de la détente par :
- MX = AUn + Re + A^abs + « - b + Q7 (XI)
- C’est en procédant de la même manière que l’on passera de la boîte de distribution à la fin de la détente, en posant :
- (MX7 — «V) = AU?l + Re + A^abs + a — b (VII) (*)
- Cette équation n’est qu’un cas particulier d’un cas plus général. En effet, pour un point quelconque K, situé entre le commencement et la fin de la détente, on trouve :
- (MX7 - AV7) = AUk + Rk + A^ + % - bv
- équation dans laquelle Rk représente la chaleur disponible dans les parois au point K ; Re ne s'applique qu’au cas particulier de la fin de la détente.
- L’équation (VIII) ou :
- AU0 4- mc(X7 - q0) = (M' - M)(6B - 80) + M0n + M'e
- - A(M' - M) + AV- - AV + SN - b0
- s’obtient de la même manière, en posant :
- A<6i - A(e0 = AS, + ASC - ASC - A$0 - AS, - ASC (**) Les équations (II) et (IV) résultent d’ailleurs aussi de l’application de la règle générale plus haut. Du reste, toutes ces équations et d’autres encore peuvent être obtenues par la combinaison des quatre équations fondamentales (I) à (IV), page 366.
- Observation. — Il est bien entendu que toutes ces équations ne constituent pas une théorie de la machine à vapeur ; ce sont des équations de contrôle de toutes les données d’observation d’un essai de machine à vapeur et rien de plus.
- La plus importante de ces équations, celle par la discussion de laquelle il convient de commencer l’analyse d’un essai de machine à vapeur, est l’équation (II).
- L’équation (II) et, au besoin, l’équation (VIII) sont, non seulement, des relations qui permettent de contrôler les données d’ob-
- servations M, f, j?7, mVoi A^0, etc., etc., mais elles conduisent
- (*) J’ai déjà donné l’équation (VII) en 1884 et 1885.
- (**) Voir Vérification d’une série d'essais sur une machine de Woolf. Paris, 1885.
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- encore directement à la valeur des fuites par le piston 'pendant la période d’admission, et voici comment je me suis exprimé'en 1883 dans mon Mémoire : Détermination de ïeau entraînée par une méthode thermométrique :
- , « Si, pour un essai de machine à vapeur, le premier membre de » l’équation (II) est numériquement égal au second, il n’y a pas » lieu de se préoccuper des fuites par le piston ou le tiroir, et ces » organes sont, dans ce cas, parfaitement étanches.
- »• Si, au contraire, le premier membre est plus grand que le » second, il y a contradiction manifeste entre les données d’ob-» servation, desquelles dépend principalement toute l’analyse » d’un essai, de machine à vapeur.
- » Mais si le premier membre est plus petit que le second, cette » contradiction ne peut être levée autrement que par les fuites » du piston ; nous n’admettons pas que, dans un essai fait cons-» ciencieusement, il puisse y avoir des erreurs de 1, 2, 3 ou » 4 calories, entre les quantités de chaleur déterminées en deux » endroits aussi rapprochés que le sont les boîtes de distribution » et l’intérieur du cylindre ; nous irons plus loin, et n’admettons » pas même une erreur de 1 ou 2 dixièmes de calorie, si toute-» fois on a déterminé m, avec toute la rigueur voulue ; nous re-
- » viendrons à cette question plus loin. »
- Je sais bien qu’on dit que les fuites par le piston sont milles ou très faibles et ne peuvent avoir aucune influence sérieuse sur l’ensemble d’un essai de machine à vapeur. C’est une très grave erreur. D’abord les fuites sont loin d’être nulles dans les essais de la machine du Logelbach; puis, il faut tenir compte des admissions tardives par les tiroirs, et, enfin, la chaleur absorbée par les parois internes du cylindre par suite des condensations pendant l’admission, ou
- mc(r — ?o)
- est très sérieusement modifiée par les fuites Fi et les rentrées tardives H.
- En effet, on prend toujours pour les condensations mc = M — n" — mv ,
- et, de fait, ces condensations ne s’élèvent qu’à mc = M — n" — mv — Ft — H,
- sans compter un certain nombre d’autres corrections, et comme mc est multiplié par un très grand nombre X" — qo qui, générale-
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- ment, est plus grand que 500, on voit que les erreurs commises sur mc ne sont pas négligeables. C’est ce que j’ai dit en 1885 (voir Vérification d’une série d’essais sur une machine de Woolf, p. 48).
- Il me semble que, lorsqu’on entreprend de longues et pénibles expériences sur un moteur à vapeur, il convient de s’assurer, par tous les moyens possibles, du bon fonctionnement des organes de la machine ; certes, il n’y a pas un Ingénieur qui voudrait continuer des essais sur une machine dont les organes de distribution seraient mal réglés ou conduiraient à un emploi désavantageux de la vapeur. Pourquoi n’apporterait-on pas tous les soins pour savoir, une fois pour toutes, si le piston et les tiroirs sont étanches? La question des fuites et des admissions tardives prend une importance très grande quand il s’agit de déduire de plusieurs essais des résultats exacts, pouvant servir de termes de comparaison et de bases pour établir la théorie de la machine à vapeur. C’est ainsi que nous verrons que la chaleur absorbée par les parois internes du cylindre par suite des condensations pendant l’admission, soit mc(fk" — ço), corrigé par les fuites et les admissions tardives, est le facteur le plus important dans la théorie de la machine à vapeur et de l’enveloppe que je développerai plus loin. C’est précisément de cette quantité que je déduirai les deux premiers coefficients d’expérience énumérés dans la devise placée en tête de mon Mémoire.
- § 3. — Exposé de la méthode a suivre pour déterminer les fuites
- PAR LE PISTON PENDANT LA PÉRIODE D’ADMISSION
- Je vais exposer, en quelques mots, la méthode générale qui permet de reconnaître si le piston d’une machine à vapeur est étanche ou s’il fuit, et de déterminer les fuites elles-mêmes quand elles sont constatées.
- Voici l’idée qui est le point de départ de mes recherches :
- Connaissant l’état physique du mélange de vapeur et d’eau au commencement et à la fin de la détente, ainsi qu’un certain nombre de données expérimentales, il est possible de rendre compte de tous les phénomènes constatés depuis la fin de l’admission jusque dans le condenseur.
- J’ai pensé qu’il doit être également possible d’analyser sûrement tout ce qui s’est passé entre les boîtes de distribution et l’intérieur du cylindre, au moment où la vapeur a été interceptée par lé tiroir ; les phénomènes qui se présentent dans l’espace très res-
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- treint, compris entre le tiroir et le piston, sont même beaucoup moins compliqués que ceux qui se manifestent pendant la détente ; ils sont moins influencés par des causes extérieures et, par cela même, ils permettent d’arriver à des conclusions certaines.
- Pour simplifier autant que possible, nous supposerons une machine alimentée avec de la vapeur saturée, et nous raisonnerons sur un moteur non muni d’une chemise de vapeur ; de plus, nous négligerons, provisoirement, l’influence des échanges de chaleur dans les espaces nuisibles.
- Soit M la dépense ou, la consommation moyenne de vapeur et d’eau par coup de piston, t" et p” la température et la pression de la vapeur dans la boîte de distribution, n" le poids d’eau entraînée ou plutôt celui de la vapeur condensée dans le tuyau d’arrivée, de sorte que l’état physique du mélange de vapeur et d’eau est complètement défini par [t", p'!, ^=1 — x”), le poids de vapeur
- sèche étant donné par m" = M — n".
- Appelons encore po la pression de la vapeur dans le cylindre au moment où la détente va commencer, mv le poids de vapeur sèche
- O
- qui y est renfermé, celui des espaces nuisibles compris ; M — n'r — mv représentera la vapeur condensée contre les parois
- du cylindre pendant l’admission, les fuites par le piston et les admissions tardives par le tiroir étant supposées nulles. L’état du
- mélange de vapeur et d’eau sera défini par (t0, po, ^ j ou encore
- mv
- ^(K<Po’^ = œo)-
- La chute de température (t”—fo), entre la boîte à tiroir et l’intérieur du cylindre, provient surtout des abondantes condensations contre les parois du cylindre ou du piston et du travail externe rendu ; la chaleur Q qu’il faut soustraire au mélange de vapeur et d’eau pour l’amener de (t", p", x") à (to, po, xo) est donnée par l’équation fondamentale de la théorie mécanique de la chaleur :
- Q = A(U0 — U") -j- Afpdv, la modification étant supposée réversible.
- Connaissant l’état initial et final de la vapeur, nous pourrons trouver Q, en tenant compte de AJpdv, ou encore, connaissant
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- deux des trois quantités Q, A(U0 — U") et kfpdv, nous pourrons trouver la troisième.
- Or, on peut déterminer, avec les données expérimentales d’un essai de machine à vapeur, chacune de ces trois quantités dans l’équation ci-dessus, par conséquent il est possible de faire entrer dans cette équation l’influence des fuites, s’il y en a, et de calculer l’importance de ces pertes de vapeur pendant la période d’admission .
- A(Uo — U") peut être exprimé directement par les données expérimentales, et nous verrons plus loin quelle est la vraie valeur de Q en fonction des quantités connues ; quand au terme Afpdv, nous ferons remarquer que, pendant la chute de température de f à t0, il s’est condensé m6 de vapeur. En amont, dans la boîte de distribution, m" développe un travail qui rend m'vkp”u'r calories ; dans le cylindre, le travail externe rendu anéantit mv A puo calories ; enfin, pendant la condensation de mc, il y a un
- O
- travail de contraction à produire qui coûte mckpo<y calories, donc : A fpdv = mv kpouo -}- mjkp0a — m"kp,ru,r,
- soit
- A fpdv = mv kp0uQ — m"vkp'ru'',
- en négligeant le très petit terme m0kp0<j, dans lequel cr = 0,001.
- Quant à la chaleur soustraite parles parois du cylindre par suite de la condensation de mc, sous la pression finale p0, elle est donnée par :
- -Q = -“„P"-ïo) ou, approximativement, par m r .
- Abstraction faite des fuites, nous écrirons l’équation fondamentale plus haut comme suit, en développant A (Uo — U") :
- — mc{1" — %) = M?o H- mv0Po — — K?" + 7\APoUo — KkP"U"’
- Avant de vérifier cette équation par les données expérimentales d’un de nos essais de machine à vapeur, nous devons faire une observation très importante au sujet de mv kpouo, et examiner
- O
- quelles modifications apporteront à l’équation précédente le refroidissement externe du cylindre pendant l’admission ou ao et la chaleur bo développée par le frottement du piston et de sa tige dans le presse-étoupes.
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- mv A.pou'o représente la chaleur équivalente au travail absolu ex-0
- terne rendu; connaissant mv et A puo, on pourra obtenir la valeur
- O
- numérique de ce terme ; mais le résultat que l’on obtiendra ainsi sera trop grand; en effet, quel que soit le réglage d’une distribution de machine à vapeur, il est bien rare qu’au commencement de la course de piston, la pression dans le cylindre atteigne une valeur approchée de po ; il faudrait comprimer fortement une portion de la vapeur d’échappement, pour qu’il en fût ainsi; nous remplacerons donc mv A puo, ou plutôt fmv —rriv \Ap0w0,par letra-
- vail déduit des diagrammes, c’est-à-dire par AS0, <B0 étant le travail absolu rendu pendant l’admission.
- Dans la machine du Logelbach, dont je m’occuperai plus particulièrement, le refroidissement du cylindre a été estimé, à la suite de recherches spéciales, à lcal,85 par coup de piston; de même pour la chaleur provenant du frottement du piston et de sa tige, j’ai trouvé b = 0caI,5, également par coup de piston.
- Nous n’avons pas à tenir compte, pour le moment, dans l’équation précédente, de la chaleur ao perdue par le cylindre pendant l’admission; cette portion de chaleur n’est pas enlevée directement à la masse de vapeur et d’eau renfermée dans le cylindre, mais elle est prise sur mcQ " — cjo) absorbé par les parois, et au commencement de ,1a détente, ces parois ne renferment plus que me(\" — ço) — ao; nous y reviendrons plus tard; il ne s’agit pas, en ce moment, de savoir ce qui peut rester de chaleur dans les parois, mais ce qui a été ajouté ou enlevé au mélange de vapeur et d’eau dans l’état (t", p", œ").
- Appelons 6. le gain de chaleur pendant l’admission du fait du
- frottement du piston, b = 0cal,5 étant la chaleur développée pen-
- v
- dant une course entière ;/=-£• étant le degré de la détente, nous ’ lc v °
- 11
- aurons :
- b0 = bf' = o,*rc-
- En tenant compte des observations qui précèdent, on peut écrire l’équation plus haut comme suit :
- — mc(x" ~ clo) + K = MrA + mvo?o ~ W' ~ + A^o>
- et en groupant les termes dans un ordre différent :
- Bull.
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- . M?0 + mov?o + ®*c(x" -%) = (Mçff + <0 + 6,-A^0
- = (MA" - «'V") + b0 - AÇ0
- ou encore :
- AU0 + mc{'}” — %) = (MX" — iï'r") + b0 — A^0 (II)
- C’est notre équation (II) plus haut.
- Elle exprime une relation claire et facile à énoncer : La chaleur -présente dans le cylindre, à la fin de l’admission, soit comme chaleur interne du mélange de vapeur et d’eau qu’il renferme en ce moment, soit comme chaleur absorbée par les parois, est égale à la chaleur disponible, par course, dans la boîte de distribution, augmentée de celle qui a été restituée par le frottement du piston, et diminuée de celle qui a été anéantie par suite du travail externe rendu.
- La proposition que nous venons d’énoncer est évidente par elle-même, et nous aurions pu écrire immédiatement l’équation (II) sans faire appel à l’équation fondamentale de la théorie mécanique de la chaleur et aux raisonnements qui précèdent.
- L’équation (II), ainsi que je l’ai déjà dit dans un ouvrage cité plus haut, offre le moyen de contrôler les données d’observation qui se rapportent aux états de la vapeur dans la boîte de distribution et l’intérieur du cylindre à la fin de l’admission ; elle conduit d’ailleurs à la valeur des fuites par le piston, depuis l’origine de la course jusqu’au commencement de la détente.
- Nous tenons à rappeler ici que l’équation (II) n’est applicable qu’à une machine non munie d’une chemise de vapeur, alimentée avec de la vapeur saturée et dans laquelle le poids de vapeur renfermée dans les espaces nuisibles peut être négligé ; de plus, nous avons supposé que la transformation de (f, p", æ") à (t0, po, x^ est réversible, c’est-à-dire que nous négligeons la puissance vive que peut posséder le mélange de vapeur et d’eau à la fin de l’admission.
- § 4. — Données expérimentales de l’essai de la machine du
- Logelbach (Alsace), 23 août 1870. — Machine alimentée avec de
- LA VAPEUR SATURÉE.
- Avant de discuter l’équation (II) pour en tirer une formule qui puisse, le cas échéant, servir à déterminer les fuites du piston pendant l’admission, je l’appliquerai à l’un de mes anciens essais de machine à' vapeur, celui du 25 août 1870. Les données d’ob-
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- servations de cet essai ont été publiées en 1874 dans les Bulletins de la Société Industrielle de Lille; je les ai revues et corrigées, en poussant au moins à trois décimales ; quelques-unes ont été légèrement modifiées, entre autres m et n” ; on trouvera les raisons de ces petites modifications dans mon Mémoire ayant pour titre : Détermination de Veau entraînée 'par une méthode thermométrique, pages 41, 42, 49 et 62.
- Celles de ces valeurs expérimentales qui se rapportent aux états de la vapeur dans la chaudière et les boîtes de distribution sont exactement les données qui figurent dans le mémoire que je viens de citer ; je les reproduis ci-dessous :
- Pression moyenne dans la chaudière : p = 45 517 kg par mètre carré;
- ^atm _ 4atm 404S9 . j — q _ I48cal,903 ; p = 458cal,724 ;
- Apu = 43cal,863 ; ; u = 0,40859 m3 ; X = 651cal,489 ; r = 502cal,586 ;
- n —0] x = 1.
- Pression moyenne dans les boites de distribution : p" = 40 427 kg par mètre carré ; p"atm = 3atm,9120 ; t" = 143°,2 ; q" = 144cal,49U ; p"=462cal,1288; ApV=43cal,5561 ; w"=0,45682 m3;y" = 2, 18426/^;
- X" = 650cal,1760 ; r" = 505cal,6849 ; n" = 0,037401 kg ;
- ??f' W ^
- 1—— = a" = 0,89541 ; —=0,10459 = 10o/o, 459 = 1—æh M M
- Cette dernière valeur est déduite de l’équation (I) ; on peut la contrôler par (V).
- Puis M = 0,3576 kgm ; m" == M — n’r — 0,3202 kg.
- bans l’intérieur du cylindre, à la fin de l’admission, la pression moyenne est de po = 31 230 kg par mètre carré. Cette pression résulte d’une cinquantaine de diagrammes relevés pendant ia journée de l’essai (Voir le Bulletin de la Société Industrielle de Lille. mars 1874), et de cette pression ont été déduites les quantités suivantes :
- Pression moyenne dans le cylindre à la fin de l’admission :p"=3i 230 kg par mètre carré ; patm = 3atm,02206 ; t0 — 134°, 166 ; qo = \ 35cal,2505 ;
- po=469cai,2747 ; Ap^0=42cal,8954; u0=0,58238 m3 ;X0=647cal,4206 ;
- r =512cal,1701 ; - = 805,788; Y„= —^— = 1,714148 ;
- v0 = v'0 -j- vp = 0,1307 m3 ; vp = 0,0055 m3 ; mv° — 0,224039 kg,
- v'0 — vo~ 0,1252 m3 ; m^ = 0,214605 kg ; fc=A = 0,256;
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- b = 0cal,6 ; b0 = bfc = 0cal,128 ; b$ = b— bQ = 0,cal372 ;
- mc = M — n" — mVo = 0,096160 kg ;
- mvj=vp(o = °5°°9128 kg ;
- AU0 = 7cal,6216; A^ = 16cal,2667 ; A<&s = 12cal,2169 ;
- A£abs = 19cal,7384 ; AUC = 4cal,4816 ; %0 = 3 189,12 kgrmètres ;
- = 6468,88 kgrmètres ; = 6179,96 kgrmètres; Uabs = 8369,08
- kgrmètres ;
- t$c — l 900,20 kgrmètres.
- Voici encore quelques valeurs expérimentales qui concernent les observations relevées dans le condenseur :
- M' — M = 7,2967 — 0,3576 = 6,9391 kg ;
- Qn— 90 = 43°,33 —17°,66 = 26°,78; (M" — M)(9n—0o) = 178cal,8900;
- M9n=:15cal,4948; e = 0cal,307(calculé); pc= 14QShg par mètre carré.
- UN — a— 6-j-^i — bx — 1,86 — 0,6+ 1 —0,6 = lcal,86;
- A(M'— 0cal,1461;
- M'e = 2cal,2401 ; m.v=vplc = 0,0066 X 0,16366 = 0,000846 kg.
- § 5. — CONTROLES PAR LES ÉQUATIONS (II) ET (VIII)
- Revenons à l’équation (II) :
- M7o+^0P0+mc(A"”t?o) = [W JrKr'') + ho—A%0-
- Avec les valeurs particulières, plus haut, elle conduit à :
- 48,3668 +106,1369-f 49,6162 = (61,67004-161,9203) + 0,128—7,6215 203cal,0169=206cal,1968.
- La différence D entre les deux membres de cette relation s’élève donc à :
- D:= 206,1968—203,0169=3cal, 1799.
- Une différence aussi considérable est absolument inadmissible dans des expériences bien exécutées, surtout si l’on considère les valeurs d’observation que nous venons de comparer et qui se rapportent à deux endroits très rapprochés de la machine ; en effet, dans le moteur du Logelbach que nous examinons ici, les boîtes de distribution et le cylindre sont séparés par des conduits d’admission extrêmement courts. Nous avons contrôlé de la même manière d’autres essais de machines à vapeur ; la contradiction que nous venons de signaler existe dans tous; elle a toujours lieu dans
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- le même sens ; avec des pistons ordinaires ou des pistons suédois à deux segments, elle est même plus grande.
- Passons à un deuxième contrôle par l’équation (VIII) ou :
- +A't>{—A^+SN+à^.
- 203,0169 = 178,8900 +13,4948 + 2,2401 — 0,1431 + 13,2367 — 7,3213 + 1,83 + 0,128.
- 203cal,0169 = 206caI,1930.
- Ici, la différence entre les deux membres de cette relation est de 206,1930 — 203,0169 = 3cal,1761, au lieu de 3cal, i799 que nous ayons obtenue par l’équation (II) ; ces deux nombres ne diffèrent entre eux que de 3cal,1799 — 3cal,l761 = 0cal,0038 ou d’une quantité absolument négligeable.
- Ainsi, la chaleur interne AUo du mélange de vapeur et d’eau présent dans le cylindre à la fin de l’admission, augmentée de la chaleur mc Çk" — qo) absorbée par les parois internes, est toujours plus petite qu’elle ne doit être d’après la chaleur disponible dans les boîtes de distribution ou d’après la chaleur recueillie au condenseur.
- On ne peut pas considérer comme non avenue une erreur de plus de 3cal, en disant, par exemple, que cette erreur ne s’élève qu’à 1 ou 2 0/0 de la chaleur disponible dans la chaudière et dans les boîtes de distribution. — Il y a là un fait constant qui demande une justification.
- D’ailleurs, ces vérifications peuvent être examinées par d’autres équations.
- En considérant l’équation (IX), page 367, on peut écrire la relation Aü„ + m„ (X" - q0) = MX - Q" + \ - A6„.
- C’est l’équation (X) du haut de la page 368.
- Pour éviter que cette équation ne devienne une simple identité de (I), on ne déterminera pas n" par cette équation,. mais par l’équation de la vapeur condensée dans la tuyauterie ou (V). Connaissant n" oXx" ainsi que l\ Q" sera donné par :
- Q" = M (g + r— q"—x"r”)
- et cette relation vérifie la valeur = — (MX" — w"r"), tirée
- de (IX).
- Q" est encore vérifié par
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- Q" = MX —|^(M'—M)(0n—0O) +Môn-f-MV
- -A (M'—M)^i_üc+ A^+SN
- ..(XII)
- Mais'que l’on introduise dans l’équation plus haut, l’une ou l’autre de ces valeurs de Q", on trouvera toujours pour le premier membre AU0 -j- mc Çk" — qo) une quantité plus petite que pour le second.
- De la discussion qui précède, il résulte qu’il est indispensable qu’un essai de machine soit complet et qu’il soit sérieusement vérifié à. tous les points principaux du parcours de la vapeur, depuis la chaudière jusque dans le condenseur et même au delà, jusque dans le réservoir où l’eau de condensation est recueillie et mesurée.
- Ce qui résulte encore avec la dernière évidence, c’est que les fuites par le piston ou les admissions tardives ne peuvent être niées; nous les déterminerons par l’équation (II); mais, auparavant, il convient de présenter quelques considérations générales au sujet de mc Çk"— qoj ou de la chaleur absorbée par les parois internes du cylindre par suite de la condensation partielle de la vapeur d’admission.
- § 6. — Considérations générales sur les condensations dans les
- CYLINDRES PENDANT L’ADMISSION.
- Un cylindre qui présente à la vapeur une surface de condensation S, à une température moyenne tc et qui reçoit, dans les boîtes de distribution, de la vapeur saturée à t", est capable d’absorber un nombre de calories proportionnel à la surface S, à la différence de température t"— tc et à une constante C15 que j’appellerai le coefficient de condensation de la surface S. Ct est le nombre de calories qu’un mètre carré de surface de condensation peut absorber pour une différence de 1 degré entre la température de la vapeur et celle de la surface; en appelant 2Q le nombre de calories ainsi cédées par la vapeur, nous poserons :
- SQ = S J C,.
- Nous verrons plus loin que cette relation est très bien vérifiée par mes deux essais des 25 août 1870 et 30 septembre 1871.
- De l’idée du coefficient de condensation naît immédiatement celle d’une capacité calorifique spèciale des parois. En effet, les con-
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- densations faites, la température "de la vapeur n’est plus t" ni t , mais to, intermédiaire entre ces deux températures extrêmes ; t0 est aussi la température des parois internes du cylindre correspondantes à l’admission, au moins sur une profondeur extrêmement faible, mais inconnue ; tc étant la température à laquelle l’échappement de la course de piston précédente ramène ces mêmes parois de l’admission ou S.
- La chaleur de condensation 2Q a été employée à porter la surface S de tc^ à to. Si nous désignons par Kt la capacité calorifique spéciale'des parois, on a :
- SQ=S ê»-UK-
- K, représente ainsi le nombre de calories qu’il faut dépenser pour élever de 1 degré un mètre carré de parois, sur une épaisseur inconnue, pour le moment; c’est dans cette épaisseur très faible, ainsi que nous le verrons, que se passent tous les échanges de chaleur entre le cylindre, la vapeur et l’eau qui le traversent.
- Par suite des contradictions accusées par les équations (II) et (VIII) du paragraphe précédent, il est évident qu’il y a des fuites par le piston et que les condensations pendant l’admission ne céderont pas mc ÇV — go) calories aux parois. Ces pertes de vapeur modifieront énormément le terme mc Çkn — ço), sans compter que les rentrées tardives par les tiroirs interviendront à leur tour ; mais
- SQ = S(r-^)Ci,
- restera constant si S et (t" — tc ) restent constants eux-mêmes, à moins que certaines influences spéciales ne viennent modifier cette valeur importante.
- C’est ainsi que SQ serait modifié si le nombre de tours, par minute, du moteur augmentait bu diminuait dans une proportion considérable.
- Si, par exemple, le degré de la détente et S restaient invariables et que la durée de l’admission devînt deux ou trois fois plus grande par suite d’un ralentissement notable delà machine, SQ augmenterait ; mais cette augmentation serait due à une dissémination de la chaleur dans les parties métalliques voisines de la surface de condensation et surtout à un refroidissement externe plus grand du cylindre.
- Si, au contraire, le mouvement de la machine devenait plus rapide, un effet opposé se montrerait.
- Mais si, pour une surface donnée S et un nombre de tours cons-
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- tant du moteur, 5Q ne varie pas, il n’est pas moins vrai que la quantité de chaleur cédée aux parois par la vapeur qui se condense ou — g0) peut être modifiée considérablement dans certains cas, et nous dirons d’une manière générale :
- Toute introduction de chaleur dans les parois S, et provenant d’une autre cause que la condensation du poids de vapeur mc, a pour effet de diminuer d’autant la chaleur cédée par cette condensation et d’augmenter la pression po dans le cylindre, ainsi que le travail rendu !So.
- En effet, toute introduction de chaleur dans les parois S, avant ou pendant l’admission, produira une augmentation de température de ces parois et 2Q diminuera par le facteur (tn — tc ).
- Nous dirons de même que :
- Toute soustraction de chaleur des parois a pour effet d’augmenter proportionnellement les condensations et de diminuer po et <So.
- Il y a plusieurs moyens d’introduire, en dehors de la condensation de mc, de la chaleur dans les parois S :
- 1° Par une enveloppe de vapeur; appelons, dans ce cas, Qa la chaleur introduite dans S ; j
- 2° Par une compression de la vapeur d’échappement; soit Qs la chaleur que l’on fait ainsi pénétrer dans les parois ;
- 3° Par la surchauffe ; désignons par (Jg la chaleur que la vapeur surchauffée fait pénétrer dans les parois pendant l’admission.
- Selon l’emploi de l’un ou de l’autre de ces trois moyens d’introduction de chaleur dans la surface S, la chaleur correspondante aux nouvelles condensations est exprimée par :
- SQ-Qa; 2Q-QS; 2Q - Qs.
- On peut imaginer des moyens variés pour soustraire de la chaleur aux parois ; dans ce cas particulier, il suffira de changer le signe de Qa, Qs, Qs.
- Mais, de quelque manière que l’on communique ou qu’on enlève de la chaleur, 2Q reste constant pour une même surface S et une différence invariable de température t" — tc , de sorte que :
- SQ = S (tw — £c?J Ci = constante.
- On voit, dès à présent, que les deux coefficients Ct et K< permettront d’établir une comparaison rationnelle entre le fonctionnement de tous les systèmes de machines à vapeur et pourront être utilisés à perfectionner la théorie de ces moteurs.
- C’est ainsi qu’il est facile de se rendre compte qu’une machine
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- à vapeur surchauffée revient à un moteur à vapeur saturée et sèche dans la boîte de distribution et muni d’une enveloppe partielle qui n’agit que sur une fraction du cylindre correspondante à l’admission ; cette enveloppe à action intermittente fournissant aux parois internes une quantité de chaleur égale à celle que cède la vapeur surchauffée en tombant au point de saturation à t".
- Il en est de même de l’effet produit par une compression de la vapeur vers la fin de l’échappement et qui fait passer dans les parois internes une quantité de chaleur supplémentaire Qs.
- Je ne veux pas entrer ici dans de plus longs détails sur la théorie de la machine à vapeur, que j’exposerai à la fin de ce mémoire, je dirai seulement que la détermination du coefficient de condensation et de la capacité calorifique des parois exige un grand nombre de corrections très délicates, relatives aux fuites de vapeur par le piston, en même temps que le calcul de toutes les surfaces de condensation touchées par la vapeur d’admission.
- Pour établir une comparaison rationnelle entre deux machines données, je prendrai pour terme de comparaison la chaleur disponible dans leurs boîtes de distribution, et non pas à la sortie des chaudières qui les alimentent. On ne peut mettre au compte d’une machine les inconvénients qui résultent d’une grande quantité de vapeur condensée dans une tuyauterie trop longue ou mal protégée contre les refroidissements externes (*) ; il conviendra même d’adopter un chiffre normal pour la proportion de cette vapeur précipitée, par exemple 2 ou 3 0/0.
- § 7. — Détermination des fuites par le piston pendant la période d’admission.
- Appelons F* les fuites par le piston pendant la période de l’admission; F2 celles qui ont lieu pendant la détente, et désignons par H les admissions tardives par le tiroir après que la vapeur a été incomplètement interceptée par cet organe.
- En traversant le piston, les fuites 1/ et F2 donnent lieu à des condensations partielles auxquelles nous reviendrons plus loin.
- Les rentrées tardives H ont lieu pendant les premiers instants après le commencement de la détente irrégulière qui résulte de H. La consommation de vapeur et d’eau n’est donc pas M, mais provisoirement, et pour la période d'admission, elle ne s’élève qu’à M —H.
- (*) Voir Détermination de l’eau entraînée par une méthode thermométrique. Paris, 1883, p. 55.
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- Pour nous rendre compte de l’influence des fuites Fn examinons ce que deviennent ces pertes de vapeur en passant par les interstices du piston.
- Du côté de l’admission, le mélange de vapeur et d’eau, y compris les fuites, se trouve dans l’état (to, p0, x^, et du côté de l’échappement, ces fuites Fj tombent à une température tc^, que nous déterminerons plus tard. Soit (t ,pn , œ. ) l’état auquel tombent ces pertes au moment où, après avoir traversé le piston, elles se mêlent à la vapeur d’échappement provenant de la course de piston précédente.
- En entrant dans le piston, les fuites possèdent une chaleur interne Fj (qo -|- xo po), et quand elles en sortent, cette chaleur interne n’est plus que de F, (qn 4-æ pn ) calories. Du côté de l’ad-mission, il y a eu un travail d’expulsion Fia?oApowo, et du côté de l’échappement un travail résistant F,# An u , donc il reste dans le piston et, en partie, dans la surface latérale du cylindre :
- F. (% + xo9o) + p0u0 - F, {qCm + xcJeJ - calories.
- soit :
- F. (9„+ *„»•„-
- la transformation de (to, po, xo) à (tc , pc , xc ) étant supposée réversible. Mais, comme la pression n’est pas constante pendant l’admission (voir le diagramme moyen ci-joint, pl. I), les fuites ne s’échappent pas sous po, qui est la pression au commencement de la détente, mais sous une pression moyenne p0 que nous déterminerons plus loin, de sorte que le nombre de calories , cédées au piston et à une portion de la surface latérale du cylindre est de :
- Je supposerai ici que le rapport xo reste constant, afin d’éviter des calculs extrêmement compliqués.
- Par suite de la disposition des segments séparés d’un piston suédois, cette chaleur entre dans les parois du piston et dans celle du cylindre, un instant avant que la vapeur d’admission proprement dite ne puisse elle-même toucher ces parois; les fuites relèveront un peu leur température et diminueront un peu mcQ" — go), mais les condensations totales où plutôt la chaleur totale SQ que les parois sont capables d’absorber à (f — t Vres-tera constante, quand même to varie.
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- Cela posé, reprenons--l’équation (II) :
- AU0 + mc (l"-qo) =[mr-n"r0')+b0-K%0...'. (II)
- dans laquelle le premier membre est toujours plus petit que le second, et examinons quelles sont les corrections qu’il faut apporter aux différents termes pour rétablir l’égalité entre les deux membres de cette équation.
- Occupons-nous d’abord de la chaleur absorbée par les parois du cylindre et provenant de la condensation partielle de la vapeur d’admission.
- mc étant le poids de vapeur condensée, on a toujours posé :
- mc = M — n" — mv (1)
- ô
- puis on a admis pour la chaleur cédée aux parois :
- Q = mcro
- Ces deux équations ne sont exactes ni l’une ni l’autre.
- S’il y a des fuites F^ et des admissions tardives H, il est évident que mc devient :
- K = (M - F;, - H) - n" (M - n" - - (f„ + H - - H
- ou :
- D’un autre côté, 1 kgr de vapeur à t" dans la boîte de distribution, et qui, finalement, est condensée à fo, ne rend pas ro calories, mais (à" — ; nous aurons donc, pour la chaleur absorbée
- par les parois :
- Mais cette dernière expression ne donne pas encore le total de la chaleur enlevée, par les parois, au mélange de vapeur et d’eau pendant l’admission. En effet, nous venons de voir que les fuites F1? en traversant le piston suédois, ont cédé à ses segments, aux cannelures dans lesquelles ils sont logés et à une partie de la surface latérale du cylindre un nombre de calories donné plus haut ; la somme totale de chaleur abandonnée aux surfaces avec lesquelles la vapeur d’admission et les fuites se sont trouvées en contact est donc de :
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- SQ =(«(-(Fi+H-^H)) (*'-î.)+Fi(vKr„ V.J (*).
- Passons maintenant aux corrections relatives au premier terme AUo — M^0 -+- mv po de l’équation (II).
- O
- Par les fuites F^ et les rentrées tardives H, le poids M de vapeur et d’eau par coup de piston est ramené provisoirement à M—FA—H ; m étant le poids de vapeur sèche présente dans le cylindre à
- O
- la fin de l’admission. Or, les fuites F<} qui sont entrées dans le piston à (to , po , aA, possèdent une chaleur interne de
- \ m m /
- F (qo +#0p0 \ calories, que la chaleur disponible dans les boîtes
- \mmj
- de distribution a dû fournir, de sorte que AUo de la relation (II) devient :
- AU; — (M F1 — Ii)q0 + p0 + F fq0 + tfoPo \
- o \ m m]
- = M?o +mvPo— ~ Fi(% —%) + F^o?o • o \ m/ m
- Enfin, examinons comment il convient de corriger la chaleur disponible dans les boîtes de distribution ou (MX" — n”r") = (M9" + mV).
- Les rentrées tardives par le tiroir ramènent, provisoirement, cette quantité à :
- (M — H)X" — (n" — ^ H)r" = (MX" — nV) — HX" + ^ Hr".
- A^0 n’est pas modifié ; c’est la chaleur qui correspond au travail absolu rendu pendant l’admission, influence des fuites F et des rentrées tardives comprise ; %o est le travail tel que le diagramme moyen l’a fourni.
- Je ferai remarquer que les fuites F< ne sont pas complètement perdues pour le travail <§o ; ce serait le cas si ces pertes de vapeur et d’eau passaient subitement et en une seule bouffée à travers le piston ; mais après une première bouffée de vapeur perdue, les fuites s’échappent d’une manière à peu près uniforme et continue, de sorte que %o comprend un travail d’environ 1 /2 Fiœ0kp0 uo
- m m
- rendu par ces fuites; je reviendrai à cette question plus loin.
- (*) Une observation est nécessaire ici : Une fraction de la chaleur cédée par F, se . rapporte à une petite surface du cylindre qui fait partie de la surface latérale correspondante à la détente. Nous y reviendrons plus loin ; pour le moment, la correction exigée par cette surface ne présente aucun intérêt.
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- Toutes les corrections qu’il convient d’apporter à l’équation (II) étant connues, nous aurons :
- [M% + m«oh - %> — F,(?o— ïo J + Ff®oP.J J
- + [(«„-(Fl+H-£ K)y-qc)+yc+^-9.i (II)
- = [(Ml"- »V) - HX" -f ~Hr'j + bc- A®0 j
- Abstraction faite de la vapeur des espaces nuisibles, la somme des termes de la première grande parenthèse du premier membre de cette équation représente la chaleur interne de la vapeur et de l’eau fournie par la boîte de distribution ; la somme des termes de la deuxième grande parenthèse est égale à la chaleur cédée par les condensations, et la parenthèse du deuxième membre donne la chaleur disponible pendant l’admission incomplète.
- En représentant Mg0+ mv p0 par AUo et en réunissant les termes
- O
- en F et en H, l’équation précédente est ramenée à :
- AÜ„+roc(1"_ï»)+Fi(25o +2®„P„ — *'')+Fd('®<M u„ —qc -Xe re \
- \ m m J \ m m m mm]
- - (MX" - »V) + 60 - A£0 - (f - q0)
- (II)
- Le terme en H du second membre est toujours très petit ; pour le moment, je le négligerai; quant à la petite quantité F JsDokp uo — qc — xc rc\ 011 Peut aussi n’en Pas tenir compte
- \ mm m m m]
- provisoirement ; l’équation ainsi simplifiée se réduit à :
- Aü0+ mc(l" q0) + F ,(2^+ 2^ - X") = (MX" _ n V)+ b- A£0
- ou encore :
- (AU0+mc{X"_ qo) + A<B0-b0)
- et en nous reportant à la vérification de la page 376, nous voyons que le second membre de cette équation est égal à l’erreur de 3cai,1799 = D, de sorte que :
- F,(2g0 +2*oPo -X"\ = D. (2)
- m
- V
- Posons, dans cette équation, x0 = , ce qui revient à
- négliger la vapeur non expulsée des espaces nuisibles ainsi que les admissions tardives H, et résolvons l’équation du second degré
- mvo
- qui résulte de la substitution de ^_°p- à xo :
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- 386 —
- f - *»• J
- J’ai déjà donné cette équation en 1883 (voir : Détermination de l'eau entraînée par une méthode thermométrique). Elle n’est évidemment qu’approchée, puisque H y est négligé.
- Nous verrons, plus tard, comment on pourra tenir compte de tous les termes négligés qui sont fonction de F et de H.
- Mais revenons aux corrections complètes des fuites, en négligeant toutefois les échanges de chaleur dans les espaces nuisibles et les admissions tardives H ; nous devrons poser :
- en remplaçant encore xQ par-^—l’équation ne restera pas
- moins du second degré ; qc et rc peuvent être déduits des près-
- m
- sions données par le diagramme, ainsi que nous le verrons plus loin ; mais xc est une fonction de xo çt même une fonction très
- m
- compliquée du rapport xo, qui n’est lui-même pas connu avec une approximation suffisante, quand les fuites et les rentrées tardives H ne sont pas encore connues. Ce qu’il y a de mieux à faire, c’est de résoudre l’une ou l’autre de ces équations par approximations successives, en partant de (2) ou de (4). On trouvera facilement la marche à suivre ; mais avec ces équations les calculs seraient extrêmement longs, et j’ai trouvé qu’il est possible d’arriver plus rapidement à une valeur approchée de Ff en procédant comme suit :
- Transformons l’équation (4) :
- très petit, on le négligera dans le calcul d’une première approximation, en posant:
- et en remplaçant xo par -^|—on obtient :
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- — = !
- \D
- (6)
- §8. — Détermination des fuites par le piston pendant la période
- DE LA DÉTENTE.
- Ce sont les phénomènes qui se passent dans le cylindre pendant la détente et dans le condenseur pendant l’échappement qui nous permettront de déterminer l’importance des fuites F .
- Ces phénomènes ont déjà été examinés un grand nombre de fois, par bien des auteurs , et il semble qu’il n’y a pas à revenir sur ce sujet. Nous allons voir que ces questions doivent être reprises très sérieusement.
- En appliquant aux modifications que subit la vapeur, pendant la détente, une des équations fondamentales de la théorie mécanique de la chaleur ou
- Q = A(Un— U0) -j- Afpdv
- on trouve :
- mc(r ~ %) = A(Un - U0) + AS, + «-&,+ Re (III) C’est la 3e équation fondamentale, page 366.
- De cette équation, on peut tirer la valeur du refroidissement par le condenseur R,. Cette inconnue peut encore être calculée par l’équation (IV) et par d’autres que j’établirai plus loin.
- Mais la vérification par (III) et (IV) n’a jamais lieu d’une manière satisfaisante, au moins pour les essais de la machine du Logelbach; pour celui du 25 août 1870, j’ai trouvé :
- Re=29cal,68 et Re=3ical,30, soit une différence de lcal,62 ou une erreur relative de
- 1,62
- 29,68
- 5,36 0/0 (*).
- Si l’on réfléchit à l’exactitude remarquable qu’offrent les données d’observations d’un essai de machine à vapeur, et dont nous exposerons, par la suite, de nombreux exemples, on ne peut que protester contre une pareille erreur : elle n’atteint pourtant pas l’importance de celle que nous avons constatée par les équations (II) et (VIII), page 376. Dans d’autres expériences, publiées à Mulhouse, les erreurs calculées par (III) et (IV) sont même plus considérables.
- (*) Voir: Bulletin de la Société industrielle de Lille, mars 1874.
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- Il est très facile de rejeter tontes ces erreurs sur le compte des expériences plus ou moins bien observées. Il y a mieux à faire, c’est d’interpréter avec plus de soin les phénomènes eux-mêmes.
- Les fuites F , F et les rentrées tardives H redresseront les erreurs qui viennent d’être signalées.
- Reprenons, l’équation (III) sous la forme :
- mc(X" - 1o) -T AU0 - AU„ + + a - 6, + Re... (III)
- Nous avons vu, page 384, que la chaleur absorbée par les parois, pendant l’admission, n’est pas égale à mc(\" — ou même à mcro, mais à :
- quantité à laquelle nous aurons à ajouter, plus loin, une autre essentiellement positive. .
- D’un autre côté, 2Q' a été diminué du fait du rayonnement externe du cylindre de ao calories pendant l’admission, de sorte qu’au commencement de la détente, il ne reste plus que S3Q'— aa dans les parois.
- AUo n’est pas égal à Mg0-J- mv po, mais les fuites et les ren-
- O
- trées tardives H ont ramené la chaleur interne présente dans le cylindre, au commencement de la détente, à
- De même, la chaleur interne du mélange de vapeur et d’eau présent à la lin de la détente, alors que les admissions tardives H se trouvent depuis longtemps dans le cylindre, n’est pas égale à AUn = Mqn -j- mv p , mais les fuites F et F ont réduit cette
- n 1
- quantité à :
- n’est pas modifié ; <Ss est le travail absolu rendu pendant la détente, tel qu’il résulte du diagramme moyen, influence des fuites et des admissions tardives comprise, et Re est inconnu.
- Il y a d’autres corrections à introduire dans l’équation (III).
- Nous venons de corriger les chaleurs internes AU et AU , en tenant compte des fuites F, et F, ; il reste à chercher quelle est la chaleur cédée par F2 aux parois latérales du cylindre pendant la détente, et celle que ces fuites emportent au condenseur.
- Deux questions très sérieuses se présentent ici.
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- A quel moment les fuites F2 et les rentrées tardives H cessent-
- elles?
- Et quelles modifications F2 et H apportent-elles encore à l’équation (III)?
- . A la première de ces questions, il n’est pas possible de donner une réponse très précise. Il a été dit au paragraphe premier comment on peut constater les fuites, et des expériences répétées m’ont prouvé que ces pertes de vapeur cessent, généralement, dans les machines à détente prolongée, avant que le piston ne soit arrivé à la fin de sa course. Peu importe, ici, le temps plus ou moins long pendant lequel ces fuites ont lieu, car le point précis où elles cessent n’a pas une influence appréciable sur la valeur calculée de ces pertes, et c’est ce que feront ressortir les développements qui vont suivre.
- Il n’en est pas de même des rentrées tardives H par le tiroir, car il est possible de dire quelle quantité de chaleur apporte H pour la détente. A n’importe quel point, après-l’admission, que cessent les admissions tardives, elles apporteront toute la chaleur disponible qu’elles possèdent dans les boites de distribution, moins la chaleur équivalente au travail résistant très approché, llæokpguoJ qu elles surmontent pour pénétrer dans le cylindre, de sorte que le supplément de chaleur dû à ces rentrées tardives est de :
- HA" — — Hz0ApQu0 calories.
- Il augmente d’autant 2Q'.
- Mais revenons aux fuites F2. D’après mes observations sur des pistons suédois à deux ou trois segments, en bon état d’entretien, j’admettrai que ces pertes de vapeur et d’eau cessent au moment où la pression dans le cylindre, vers la fin de la détente, atteint environ 1,500 kg par centimètre carré de plus que la pression correspondante du côté de l’échappement. Appelons yf l’ordonnée du diagramme à laquelle cette différence de pression a lieu, et y^ celle qui correspond au milieu de l’intervalle ys— yf. (Voir le diagramme moyen, Planche /.)
- Comme la proportion de vapeur et d’eau varie très peu dans l’intervalle ys — ysurtout pour une loi de détente définie par
- Pj
- Pf
- et dans laquelle l’exposant diffère peu de l’unité, nous pouvons
- Bull.
- 27
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- supposer que les fuites F , au lieu de s’échapper d’une manière continue, de ys à yf, passent en totalité et subitement à travers le piston, au moment où celui-ci arrive au milieu de ys — yf, en yLes fuites F2 se trouvent, en cet endroit, dans l’état p., a? ) et tombent, du côté de l’échappement, à ftc , pc, xc \. Nous verrons, plus
- \ [a ;a !a/
- loin, comment on peut déterminer xc
- ia
- Dans cette chute de température et de pression, les fuites F cèdent aux parois du cylindre et du piston :
- FA+ — xc rc ) calories (voir p. 382).
- V [A [A JA A
- qui, avec AU' et la réserve de chaleur dans les parois en y^ contribuent aux modifications que subit le mélange de vapeur et d’eau entre yf et y^.
- Il est vrai que, pendant toute la détente, le piston, en avançant, met à nu des surfaces de cylindre refroidies pendant l’échappement de la course de piston précédente ; il se condensera donc-de nouveau de la vapeur, c’est-à-dire que les parois absorberont une nouvelle quantité de chaleur, et en même temps, grâce à la chute de température de to à tn, il se produira une vaporisation qui enlèvera du calorique au cylindre et au piston ; nous n’avons pas à faire intervenir ces condensations et ces vaporisations, le terme R, en tient compte. Disons que les vaporisations sont plus considérables que les condensations, sauf dans des cas particuliers, extrêmement rares.
- Cela posé, revenons aux corrections qu’il faut apporter à l’équation (III) dans l’intervalle ys — yr
- Le premier membre de cette équation, par les modifications et les corrections que nous venons de développer, devient :
- 2Q' - «0 + HX" - ^ Hr" - H^Ap0u0 + AU;.
- Mais F2 et H modifient également le second membre de l’équation (III), et en appliquant la règle de la page 367, nous dirons que ce second membre doit être augmenté de toutes les pertes et diminué de tous les gains de chaleur provenant d’ailleurs que de la chaleur disponible dans le premier membre. •
- Or, les fuites F2 ont occasionné une perte de chaleur interne SUr laquelle ü a été récupéré F^q^xr—qc—æ^j
- unités de chaleur; la perte n’est donc, en définitive, que de
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- ^x+vj—F*(v*-v’icalories?
- qu’il faut ajouter au second membre de (III).
- Quant aux admissions tardives H, nous en avons tenu compte plus haut.
- L’équation (III) devient ainsi :
- (SQ' — a0 4- Ha" — ^ Hr" — RxokpQu0) _j_ ALL = AU).
- + + \\ — XM,%) + A %s_f + as_f — bs_f + R'
- Examinons maintenant ce qui se passe entre yf et la dernière ordonnée du diagramme ou y .
- Dans l’intervalle yf—yn, le poids de vapeur et d’eau reste constant, caries fuites ont cessé en^et les rentrées tardives H ont eu lieu immédiatement après ys, et comme en les parois renferment une réserve
- nous pouvons exprimer la modification qui a lieu entre yf et yn par :
- AU)- + R) + F2^/iX + VV — % — W) )
- — + A-fif-n + af-n ~ bf-n + )
- Ici, Re représente la réserve de chaleur des parois à. la fin de la détente, c’est-à-dire le refroidissement du cylindre pendant l’échappement de la course de piston que nous considérons en ce moment.
- En ajoutant membre à membre les deux équations (III)/- et (IH)ft, et en réduisant, on trouve :
- 2Vy+æApipV)+HX"-^Hr"-HÆoAp0aû
- + au; = au; + + a -bs + Ra
- C’est une première équation dans laquelle est engagée notre inconnue F2 avec une autre Re et même avec une troisième H, que nous discuterons et déterminerons plus tard.
- Je vais établir une seconde équation dans laquelle entrent F., et H.
- Considérons l’équation (IV) qui exprime les échanges de chaleur entre le cylindre et le condenseur :
- (III) bis
- R/- + F2pQ ~t~ x,/., — Clc
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- AUn + A£c - a, -f bt + Re = (M' - M)(9n - 0O) '+ M0n + M'e — A(M' — M)Pa A Pc-
- Les fuites Ft et F2 modifient cette équation comme suit :
- AUb devient AIT = (M— Ft — F2)gn -f- mv pn; mais il est inutile
- n
- de développer cette quantité, qui sera éliminée plus loin.
- Les autres termes ne seront pas modifiés, notamment A<5c, qui exprime la chaleur équivalente au travail d’expulsion de la vapeur d’échappement du cylindre au condenseur, travail que le diagramme moyen de la journée d’essai a fourni.
- Cependant, il faut apporter une correction essentielle au premier membre de l’équation (IV). Ce premier membre représente la somme totale de chaleur envoyée au condenseur, les fuites F, et F2 étant supposées nulles; mais si ces fuites passent à travers le piston, nous avons vu qu’elles apportent au condenseur
- pilie +*tf. ) + rVï. + \Pc.\
- V m mm) \ l1 v- v-J
- qu’il faut ajouter à la chaleur interne AIT. En négligeant, encore ici, l’influence de la vapeur non expulsée des espaces nuisibles, l’équation (IV) devient :
- AUn + + Xc Pc ) + F2C7c + x pc \ + A£ — Ai + &! + R
- y m mm/ \ (* I* IV
- = (M' — M)(9n — 0O) + M0B + M'e — A(M' — M) Pa ~ P'c
- A
- Nous avons donc deux équations (III) bis et (IV) bis pour déterminer F2; car, en les ajoutant membre à membre, R, sera éliminé et la valeur de F2 est donnée par :
- F,=
- (M'-M)(e„_eo)+M0„+ M'e - A(M' - M)^AC+A®,-AS1:+ 2N+’ 1 +K-?i(9c +xc Pc 1-Aü;-SQ'—HÀ"+^Hr''+ttvVA '
- y m mm/ M U J- U O
- q — qn -\-x r -1 n v-
- x r Ap u
- cn cn v- J v-
- Xc APc Uc
- ()
- C’est, sauf de petites modifications, l’équation que j’ai donnée en 1883, dans l’ouvrage qui a pour titre : Détermination de l'eau entraînée par une méthode thermométrique. Les légères différences, entre l’équation ci-dessus et celle de l’ouvrage cité, proviennent de ce que, ici, je considère autrement les transformations que subissent les fuites à leur passage par le piston. La chute de F4
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- à ^ , pc^ scc ) me paraissent plus rationnelles que les transformations admises, dans le temps, pour ces pertes de vapeur. Puis, l’équation (7) plus haut tient compte de H que j’ai négligé précédemment.
- Nous simplifierons beaucoup l’équation (7); pour le moment, nous allons la discuter.
- Tif
- Les termes inconnus — HT." -f- ^ Hr" -f- H#oApuo ne sont pas les
- seuls qui entrent dans cette équation; il y en a d’autres que nous retrouverons dans AU^ et 2Q'. Il est même indispensable de faire la réduction de tous ces termes en H, afin de savoir si, dans le calcul de F2 par l’équation (7), l’influence de ces admissions tardives peut être négligée ou non.
- A cet effet, considérons les quatre premiers termes du numérateur de cette équation; ils peuvent être remplacés au moyen de l’équation (Y), page 24, en posant :
- (M'-M)(0n-0o)+Men+MA-A(M/~M)^^-c=(MX"-nV")-A^i-SN
- et en introduisant dans (7), il vient, après réduction :
- dMX" — n"r") — A^i -f- A.<&s — A%e -f- b0 — F Jqe -f- xc - pc \
- \ \ m mm]
- ( - au; - SQ' - HT" + ^ Hr" + Ëte0Ap0u0
- 2“ % — % + W — rc + XAP,U, ~ Xc APc Uc
- i*i* i* i* i*
- On peut encore exprimer (MT" — ri'r") par sa valeur tirée de l’équation (II), page 385, en posant :
- (MT" n"r")=AUj -f- SQ'-j-F,/ qo +x0?0 \ -fHT"--Hr"-&o+A^.
- \ m mj Xi
- En substituant dans (8) et en réduisant, on obtient :
- Effq0 —qc +^0?o — P, ^ + llxoAPouo
- F, = ---------------------m , J1'--------r-------(9)
- q — Q,. 4-xr —xn r 4- x Ap u —x Au„
- 1 n 1 tV 1* l* Çp * H 1 (JL [J. Cjx *C(JL
- F2 n’est donc pas indépendant de l’inconnue H; d’ailleurs, Fj
- n"
- est lui-même fonction de H par le très petit terme — H ^ (cf—ço) de l’équation (II), page 385. Disons, cependant, que le dénomina-
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- tëur de (9) est très grand ; si donc H est du même ordre de grandeur que F4 et F2, le terme Ha?oApuo est très petit par rapport au premier terme du numérateur, et comme le dénominateur est tTés grand, on peut négliger Hxok/pouo dans une première approximation.
- Je dois rappeler que, dans tout ce qui précède, il n’a pas été tenu compte des échanges de chaleur dans les espaces nuisibles ni de la vapeur non expulsée de ces espaces à la fin de chaque échappement au condenseur. Cette question sera traitée dans le paragraphe suivant.
- § 9. — Influence de la vapeur non expulsée des espaces nuisibles.
- Échanges de chaleur dans le cas de la vapeur saturée.
- Dans ce qui précède, j’ai négligé l’influence de la vapeur qui, à la fin de chaque échappement, reste emprisonnée dans les espaces nuisibles. Cette vapeur, mêlée à celle qui arrive pour une nouvelle course de piston, est soumise à un certain nombre de modifications beaucoup plus compliquées qu’on ne le croit généralement.
- Depuis que mon étude à ce sujet a été écrite (1881), cette question a donné lieu à une discussion très vive entre MM. ZeuDer et Hirn (*). Ce débat n’a pas modifié ma manière de voir sur l’ensemble très complexe des échanges de chaleur dans les espaces nuisibles. Sans prendre part directement à ces discussions animées, je me suis borné à dire comment il conviendrait de traiter le problème des espaces nuisibles. Je suis entré alors dans quelques développements dans mon Mémoire ayant pour but la détermination de l’eau entraînée par une méthode thermométrique; je reproduirai ici ce qui est indispensable à l’intelligence des formules qui seront établies plus loin.
- Dans trois de mes anciens essais entrepris sur la machine du Logelbach, ceux des 25 août 1870, 30 septembre 1871 et ceux de 1864, mes études ont été beaucoup facilitées par une réglementation spéciale des tiroirs. Tous les diagrammes de ces trois essais ne montrent, à quelques exceptions près (**), ni avance ni retard
- (*) Voir : Calorwietrische Untersuchungen der Dampfmaschinen, von Gustav Zeuner.
- Der Civilingenieur, 1881. rielt 6. Idem, 2t0 Abhandlung, Jahreang 1882, XXVIII. Band, Heft 5.
- Puis : Première et deuxième Réfutations d’une critique de M. Zeuner, par Hirn. et Haliauer.
- ..(**) Ces rares exceptions proviennent du jeu dans les organes de la distribution quand il produit une variation brusque dans le nombre de tours du moteur.
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- à l’admission, ni compression à la lin de l’échappement, et la rencontre de la ligne du vide avec la ligne inclinée, qui répond aux premiers instants de la course de piston, a lieu à l’ordonnée de l’origine du diagramme.
- Ce sont des conditions très favorables à une détermination très exacte du volume et du poids de la vapeur emprisonnée entre les tiroirs, le piston et le fond ou le couvercle du cylindre. Mais on peut se demander : la vapeur de ces espaces nuisibles est-elle sèche ou humide, et quelle proportion d’eau peut-elle contenir? C’est une question difficile à résoudre dans le cas où la vapeur a subi une certaine compression plus ou moins prolongée.
- Considérons une machine qui ne présente ni compression ni avance ou retard à l’admission; dans ce cas, la vapeur qui reste dans les espaces nuisibles est sèche, ainsi que nous le montrerons par l’équation (YI) plus loin, appliquée à un essai de machine à vapeur pour lequel on a pu constater une très forte proportion d’eau dans la vapeur, à la lin de la détente.
- Soit vp le volume des espaces nuisibles, p la pression de la
- vapeur qui y est renfermée au commencement d’une course nouvelle; m =v y sera le poids de la vapeur sèche; nous repré-
- p p i
- senterons l’état de cette vapeur par :
- (V*V;sf=a,‘, = 1)-
- P
- Cette vapeur .est mêlée à celle qui vient de la boîte de distribu-
- f m" \
- tion h[t'r, p"J; quand le piston est parvenu à la fin de l’admission, tout le mélange a pris l’état commun :
- (ù> Pc’
- M + mv
- = x0< !)
- S’il y a des fuites FL par le piston et des admissions tardives H par le tiroir, la proportion de vapeur sèche devient :
- mv
- __________°_______— r ^ \
- M + mv — F1 — H 0 ' *
- p
- Dans cette modification de la vapeur des espaces nuisibles, le poids initial de cette.vapeur a passé de mv = v y à m'v —.v y , ou
- p p i p ?
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- de mv = 0,000845 kg à 0,009428 kg, c’est-à-dire que le poids a
- p .
- plus que décuplé.
- Or, si la vapeur des espaces morts est sèche à la fin de l’échappement, il faut donc y ajouter une très forte proportion d’eau, pour arriver à un poids final qui est, au moins, dix fois plus grand que le poids initial mv = 0,000845 kg.
- p
- On prélèvera cette eau sur celle qui se condense, au premier moment de l’admission, contre les parois internes du cylindre; la vapeur mv et la proportion d’eau convenable étant réunies dans
- p
- les espaces nuisibles que l’on isolera du reste du volume du cylindre, on portera ce mélange de l’état
- par une transformation sous volume constant.
- Il s’agit, avant tout, de trouver la quantité d’eau me qu’il faut ajouter au poids de vapeur sèche mv , pour que cette transforma-
- P
- tion réponde au résultat exigé par (to, po, œoy ,
- Il faut que me satisfasse à l’équation :
- soit
- mv mv
- me -J- mv M -j- mv
- p p
- A la fin de la modification sous volume constant, ils ne restera plus dans les espaces morts qu’une quantité d’eau m'e donnée par :
- mé = (me + mv 'j — mv •
- V P! P
- Enfin, la chaleur qu’il faut communiquer au mélange J
- à (te,pcf&cy pour le porter à (to, po, a?o), est facile à trouver par la formule connue :
- ~ Clc) + m'Vp?o — mvp?Cï calories.
- D’où peuvent provenir ces calories ? C’est la vapeur de la nouvelle admission qui, seule, pourra les fournir; mais cette soustraction de chaleur aura pour résultat inévitable des condensations dont on n’a pas encore tenu compte dans les analyses d’essais de machines à vapeur qui ont été publiées jusqu’à ce jour.
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- Je vais étudier cette question de condensation cachée et les échanges de chaleur dans les espaces nuisibles.
- Séparons les espaces perdus du volume du cylindre proprement dit par un diaphragme infiniment mince, indéfiniment résistant et conduisant parfaitement la chaleur; supposons, en outre,, que ce diaphragme laisse passer d’un côté à l’autre un certain poids de vapeur condensée et qu’il empêche, au contraire, tout mélange entre la vapeur des espaces nuisibles vp et celle qui entre dans le volume v'o, engendré par le piston à partir de sa position initiale jusqu’à la fin de l’admission.
- Les Qp calories qu’il faut fournir au mélange (me -j- mv ^ sont
- cédées par la vapeur d’admission, sous des pressions croissant
- de pc à po, et le diaphragme transmet cette chaleur. Cette cession 1
- de calorique provoque la condensation d’un poids de vapeur
- Q
- p—y— contre le diaphragme, à l’extérieur du volume vp, du côté du volume v'o.
- Cette condensation spéciale n’est pas à confondre avec celle qui se précipite, pour d’autres raisons, contre les parois du cylindre. Cette dernière fait pénétrer dans les parois une certaine quantité de chaleur employée à porter la température des parois ,de l’admission de la température moyenne qu’elles ont à la fin de l’échappement à la température t0 au commencement de la détente. Cette chaleur sera restituée pendant la détente et l’échappement suivant, grâce aux chutes de température consécutives. Au contraire, la chaleur Q^, qui traverse le diaphragme, passe tout entière dans le mélange (me -j- mv
- Évaluons maintenant les quantités de chaleur qui entrent dans les espaces nuisibles et le cylindre :
- 1° Sous forme de calorique absorbé par les parois;
- 2° Sous forme de chaleur interne des mélanges de vapeur et d’eau qui remplissent ces espaces et le cylindre lui-même.
- L — Par la condensation d’un poids de vapeur me, supposée sèche, les parois des espaces nuisibles absorbent —qe ^ (*),
- et quand la modification sous volume constant est terminée, la
- (*) C’est à une température un peu supérieure à tc qu’a lieu la condensation de me.
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-
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- chaleur interne du nouveau mélange à (to, po, a?o) sera fme-\-mv + m'v IV
- P
- La chaleur présente dans les espaces perdus à la fin de l’admission, en laissant provisoirement les parois de ces espaces à t , est
- i
- donc de
- me(x" — (lc,) + (me + mopyio + m’VpPo calories.
- Mais, à l’origine de la course de piston, il n’y en avait que
- + Pc*)‘
- Il est donc entré dans les espaces nuisibles, sous une forme ou sous une autre,
- me(x" — \) -f + Kh — mvp(9Cl + Pq) calories,
- que la vapeur qui vient de la boite de distribution a dû fournir.
- IL—Examinons maintenant quelle est la quanti té de chaleur qui est entrée dans le volume vo du cylindre compris entre le diaphragme et le piston arrivé à la fin de l’admission. Ce volume vo étant égal à vo — v , mv étant le poids de vapeur ‘présent dans le cylindre en
- ce moment, celle des espaces morts comprise, et mv le poids de
- O
- vapeur qui remplit le volume vQ.
- Les parois ont emmagasiné, par suite des condensations :
- <70) calories.
- C’est par l’ensemble de ces condensations que les parois correspondantes du cviindre et celles des espaces perdus sont portées à t0.
- Quant à la chaleur interne du mélange de vapeur et d’eau, renfermé entre le diaphragme et le piston, arrivé à la fin de l’admission, elle s’élève à :
- (M — me)q0 + K?o calories.
- L’eau provenant de la condensation contre le diaphragme-ou v „ y est restée dans le volume vo et fait partie de (M — me).
- La somme des quantités de chaleur que nous venons de déterminer sous les titres I et II n’a pu être fournie que par la chaleur
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- disponible dans la boîte de distribution, soit (MX'’ — ri'r"), augmentée de la chaleur rendue par le frottement du piston pendant l’admission ou ùo, et diminuée de la chaleur consommée par le travail externe rendu A^0 ; nous poserons donc :
- + (M — 4- K Po = (m" — n"r") + bo~ A^o-
- On a dit que mc = M — n" — mv ; mais mc est considéré à tort
- O
- comme égal aux condensations totales contre les parois; nous admettrons, pour le moment, cette notation ; en posant mv = mv
- O O
- -\~mv , et en simplifiant l’équation plus haut, on trouve :
- p
- % + mvo?o.+ mc{v' — %) + [K(X" — Qo) + me(% — %) — m^(9Cl + Pc ~ %)— <V] = (MX" - n"r") + bo- A£0,
- et en remplaçant par sa valeur (ma + ^(q0 — qc^j + m'v p0
- -r- mv pc, il vient, après réduction :
- p 1
- AD„+mc(V'-<Ï0)+|'m;j)(X"-^+Ai-A)j=(MX"-,i'')-")-f:'>-AS<) (IX) bis
- Le terme entre crochets peut être transformé comme suit : [</' - + ApA)j = [<.(>•" -q0- p.)] (*).
- Ce terme, comme mc(X" — ço),. représente une véritable condensation. Il exprime l’ensemble des échanges de chaleur dans les espaces nuisibles, à la condition que l’on désigne par M, au lieu de M -f- mv , le poids du mélange de vapeur et d’eau présent dans
- le cylindre à la fin de l’admission et que l’on estime par mc = M — n"'— mv les condensations dans le cylindre. Il est bien entendu
- O
- que le terme mc(X" — ou mro n’est nullement égal à la chaleur rendue par les condensations, surtout dans le cas où le piston et les tiroirs ne sont pas étanches.
- m',Q
- P
- mais en l’ajoutant à AU0-f-mc(X" — q0), le premier membre de
- X0 -f- AjVL)] est essentiellement positif,
- Le terme
- (*) Voir : Vérification d’une série d’essais sur une machine de Woolf, 1885, p. 40.
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- l’équation (II) ne reste pas moins pins petit que le second, ce qui prouve qu’il y a des fuites et des admissions tardives.
- Dans l’équation (II) bis, mise sous la forme :
- AÜ„+mc(V'-Î0)+|'m;j)(À''-X(>+ApA)j-H.S=(MV'-nV')+6<((n)6!-S
- le premier membre représente la chaleur totale fournie par la boîte de distribution. De fait, le cylindre renferme, en outre, mv (Qcl + PCj) provenant de la vapeur des espaces nuisibles ; si l’on
- veut tenir compte de cette chaleur supplémentaire, il faut l’ajouter, à la fois, aux deux membres de (II) bis.
- De même, quand il s’agit de passer des valeurs calorimétriques constatées à la fin de l’admission à celles qui se présentent à la fin de la détente et qui entrent dans l’équation (III) :
- AU0 + mci\" — q0)=z AUn -j- -j- a — bs -f- Re,
- il faut ajouter mv (qc^ -J- pcJ et poser , dans le second AUn = (M + mv \q + p„,
- V P/ n
- sans compter d’autres corrections relatives aux fuites et aux admissions tardives.
- § 10. — Condensations totales pendant l’admission
- Représentons par 2Q la somme totale de chaleur absorbée par les parois du cylindre et des espaces nuisibles, dans le cas où les fuites F, et les rentrées tardives H sont milles ; nous trouvons ainsi par les résultats de la page 398 : .
- SQ = mjr - qj + (m - n" - ,< - m, - Jk-yr-q,).
- Posons encore mc=M — n"—mv, et rappelons-nous que mv
- O O
- = m'v -J- mv ; après quelques réductions par Q , on obtient :
- 2Q = m"(X" — q0) + |— q0 — Po)] + m.Jq^ +
- Réunissons de même tous les termes relatifs à la chaleur interne de la vapeur présente à la fin de l’admission, et représentons-la par 2AUo, nous trouverons :
- S AU0 = (rne + mv^q0 + m'v p0 -f (M — me)q0 -f m'vj>0 SAU0 = AU0 + mv q0.
- p
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- §11. — Influence de la vapeur non expulsée des espaces nuisibles:
- Echanges de chaleur dans le cas de la vapeur surchauffée.
- Examinons, en second lieu, ce que deviennent les condensations dans le cas où l’on alimente la machine avec de la vapeur surchauffée.
- Appelons t"s et p"s la température et la pression de la vapeur surchauffée dans les hoîtes de distribution d’admission; cette vapeur tombe, au contact des parois du cylindre, à l’état de vapeur saturée à po (po ici, est évidemment différent de po dans le cas de la vapeur saturée), et avant que cette vapeur ne se condense, elle cède toute sa chaleur de surchauffe entre p"s et p0.
- Désignons encore par M la dépense de vapeur par coup de piston, par AU" la chaleur interne, et par X" la chaleur de vaporisation et de surchauffe dans l’état (Y, _p").
- M. Zeuner a établi, il y a longtemps, les valeurs de AU" et de À" (*), par les relations suivantes :
- AU". = J0 + 3ApX = 476,11 + 3A/>X*
- X'; = Jo + 4ApX = 476,H + 4ApX-
- Avec ces expressions, il est facile de trouver le nombre de calories cédées par la vapeur surchauffée entre f" et le point de satu-ration à (f0, p0, xo = 1). .
- L’équation fondamentale de la théorie mécanique de la chaleur donne :
- Q, = MA (U0 — U;) + Afpdv.
- = M (q0 + P0 — J0 — 3Ap'’v'' -f Apou0 — ApX),
- Qs = M(l0-K) ou — M —\J-
- La vapeur surchauffée étant tombée au point de saturation à (îo, po, xo — 1), il se condense, sous p0, contre les parois du cylindre, un poids mc de vapeur sèche qui rendra, dans ce cas particulier, mcro calories.
- En tenant compte de ces deux cessions de chaleur et des condensations cachées dans les espaces nuisibles, on obtient pour la chaleur totale absorbée par les parois :
- SQ = M (K — \) + mcro + [Kp^PoUo] + mvp fa, + Pc, — 9o) (GJ
- Une observation très importante est nécessaire ici : L’hypothèse que nous venons de faire au sujet de la vapeur surchauffée, tombant de f au point de saturation à (t0, p0, xo — 1), n’est pas réali-
- (*) Voir plus loin, p. 459.
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- sable; en effet, faire tomber la vapeur surchauffée à ce point de saturation revient à dire qu’au moment où toute la vapeur a été. ramenée h t0, on condense mc sous p0; mais cette condensation et la soustraction de chaleur qui en résultent feront descendre, la pression dans le cylindre au-dessous de celle que nous venons d’y supposer. Ce n’est certes pas ainsi que les choses peuvent se passer. Il faudra donc placer le point de saturation un peu au-dessus de po. Ce qu’il y a de plus simple à faire, et ce qui rentrera à peu près dans les formules relatives à la vapeur saturée, c’est de fixer le point de saturation à f, qui correspond à la pression p"s dans les boîtes de distribution.
- Mais alors la chaleur cédée par la surchauffe est celle qu’elle abandonne sous pression constante p's, en tombant de Quand la vapeur sera saturée et sèche à (t", p"), on condensera mc = M—m , exactement comme dans une machine saturée et humide, en faisant tomber M de t" à to.
- Dans ces conditions, la vapeur surchauffée cédera aux parois de l’admission :
- SQ' = MCj, {f, - t") + mc (X" _ g0) + [m^ ^ - X„ + ApA)]
- + (?c, + Pc, — %)
- cp = 0,4805 étant la capacité calorifique de la vapeur surchauffée sous pression constante.
- Cette manière de considérer les échanges de chaleur entre la boîte de distribution et l'intérieur du cylindre n’est pas non plus à l’abri de toute critique, car elle revient à dire que la chaleur de surchauffe est abandonnée dans la boîte de distribution ou, tout au moins, à l’entrée du conduit d’admission, et on ne comprend pas comment cette chaleur peut être transportée jusque dans les parois de l’admission.
- Quoi qu’il en soit, les résultats auxquels conduisent les deux équations (Cs) et (G') diffèrent entre eux de un ou deux dixièmes de calorie, selon l’importance de M; voici cette différence :
- M (K ~ \) + mcro + Kp(APA)] + '% + Pc, — %) — (t"s -1")
- — (x" — ?.) - (x" —+Ap„«0)] - m,p(qc + pCt — q0)
- =m (K - -\) - mc e" - \) - <„ r - y.
- et comme X" = À" cp — t"y
- 2Q - SQ' = (M - mc - m^ (X" - XJ.
- Je crois que SQ' est plus exact que SQ, mais SQ offre de sérieux
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- avantages dans la discussion d’un essai incomplet pendant lequel la pression ps de la vapeur surchauffée n’a pas été relevée dans la hoîte de distribution ; c’est ce qui résulte des calculs suivants :
- Si l’on introduit la valeur de EQ, tirée de (G.), dans l’équation (H), et si, pour tenir compte de la surchauffe, on remplace, dans le second membre, la chaleur disponible (MX" —n"r")‘ par MX", on trouve :
- Mtfo+^Vo + M X0) + mcr 0 -h [m'Vp^Pouo] — MX"-|- &0 A^30 (IIS)
- ou :
- AU0 + mcr0 -f- ApA] = MX, 4 60 — AÇ0 (*) (II,)
- En prenant, au contraire, SQ' déduit de l’équation (G'), on obtient :
- Aü0 4 Mcp (t: - l") 4 ,nc (X" - ,.) 4 [« ' (X" - \,4 Ap.«.}] j .
- = MX" 4 6.-A®0
- en remplaçant MX" par MX" -J- Mc^ (f — t"), et en réduisant :
- AV 4 me (X" - q0) 4 (À" - X„ 4 ApA] f
- = MX" 4 b0 - A®0 (**)
- C’est notre équation (II) bis, page 399, dans laquelle m" = M ou n" = 0, et où la température f de la vapeur surchauffée est devenue f, c’est-à-dire celle qui correspond au point de saturation à la pression p" = p'l*
- La discussion d’un essai de machine à vapeur surchauffée est ainsi ramenée à celle d’un essai de machine à vapeur saturée qui reçoit, dans la boîte de distribution, de la vapeur parfaitement sèche. Cette discussion, rapprochée de ce que j’ai dit, page 381, sur le rôle d’une enveloppe partielle qui fournit aux parois internes du cylindre une quantité de chaleur égale à Mc^ (f"— Constitue la théorie de la machine à vapeur surchauffée à laquelle je reviendrai plus tard.
- Pour savoir si c’est la formule (Cs) ou (Cj) qui approche le plus de la vérité, il conviendrait d’entreprendre quelques expériences dans les conditions suivantes : relever simultanément, non seulement la pression pl dans les boîtes de distribution et p0 dans le cylindre, mais encore deux autres pressions dans le conduit d’admission, l’une à quelques centimètres de la boîte de distribution et l’autre à peu de distance du cylindre proprement dit. Ces quatre pressions successives fourniraient le moyen de suivre tous les phénomènes entre la boite de distribution et le cylindre lui-même.
- (*) et (**) J’ai déjà donné cette équation en 1883; voir : Détermination de l’eau entraînée par une méthode thermométrique, p. 47.
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- § 12. — Modifications apportées par les échanges de chaleur dans
- LES ESPACES NUISIBLES AUX ÉQUATIONS QUI DONNENT LES FUITES PAR LE PISTON.
- Reprenons l’équation (II) bis, page 399, complétée par le terme qui résume les échanges de chaleur dans les espaces nuisibles-:
- AU0 + ». (X” - J.) + K? (X" - x0 + Ap.*.)] I ;
- = (MX" - «";•") + i0 - A®. j(n)
- Le terme entre crochets est toujours positif, il diminue la différence D que nous avons constatée, page 376, entre les deux membres de l’équation incomplète (II), et par conséquent il diminue l’importance des fuites Fj exprimées par l’équation (3), page 386.
- En discutant l’équation (II) bis, comme nous l’avons fait plus haut, et en appelant Dp la différence entre les deux membres de cette équation complète, soit :
- Dp = D-[w;i}(X"-X0 + Apûu0)],
- mv
- nous aurons, en posant ici xo — gr—------------—, au lieu de
- ÎYI -+- m — r i — il
- P
- mv
- ^---jp—g, une équation un peu plus compliquée pour Ft ; en
- négligeant encore le très petit terme — H (q'r — qo) dans (II) bis,
- on trouve :
- + v/l-(M + ,%)(X"-?0iJ+2)Vo + D^+4(M+m„p)(X"-îJD?
- 2(X"-ïJ
- Toutes les autres formules relatives à Ft et à F2 seront modifiées par Dp; nous indiquerons ces modifications au fur et à mesure qu’elles se présenteront.
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- CHAPITRE II
- Essai à vapeur saturée du 25 août 1870.
- § 13. — Calcul des fuites par le piston pendant la période d’admission.
- Pendant cet essai, la vapeur, en sortant de la chaudière, a bien traversé les tuyaux logés dans la chambre de la surchauffe, mais la fumée très chaude, à la sortie du carneau inférieur de la chaudière, n’a pas été dirigée dans cette chambre, de sorte que la vapeur traversait un tuyau d’environ 60 m de développement, sans être soumise à l’action de la fumée chaude du carneau inférieur. La vapeur arrivait ainsi à l’état de saturation et très chargée d’eau condensée, dans les boîtes de distribution de la machine. (Voir planche 201 du Bulletin de la Société industrielle de Mulhouse, avril et mai 1867.)
- Nous allons d’abord vérifier si, en tenant compte des échanges de chaleur dans les espaces nuisibles, le premier membre de l’équation (II) bis (voir Véquation (II) bis, page 399) reste plus petit que le second.
- Dans cette équation, toutes les valeurs particulières ont déjà été utilisées dans le calcul de la page 376, et nous n’avons à nous occuper que de la valeur numérique de ]mv Çk" — Xo -f- ApouoJj ou plutôt de :
- Dp = D — [Kp (r — Xo + APollo)]> PaSe m,
- toutes les quantités réunies entre crochets sont données page 375, et :
- = 3,1799cal — [0,009428 (660,176 — 647,421 -f 42,895)]
- = 3,1799 — 0,4304 = 2,7495°ai.
- Ainsi, l’égalité entre les deux membres de la relation (II) bis (voir T équation (II) bis, page 399) n’est pas établie, même en faisant intervenir les échanges de chaleur dans les espaces nuisibles.
- La différence Dp = 2,7495 calories accuse des fuites par le piston et des admissions tardives par le tiroir.
- L’équation (10), page 404, donnera une première valeur approchée des fuites Ft ; nous y trouvons les deux valeurs qo et p0 qui ne figurent pas parmi celles qui sont données page 375.
- . q0 et p sont les valeurs calorimétriques qui correspondent à
- m
- Bull.
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- — 406 —
- la pression moyenne p sous laquelle les fuites entrent dans le
- m
- piston pour s’échapper du côté opposé dans le condenseur (voir p. 382). C’est cette pression moyenne que nous devons déterminer avant tout.
- J’ai dit, page 389, en m’appuyant sur des observations personnelles, que les fuites commencent à passer d’un côté du piston à l’autre lorsqu’il y a une différence de pression d’environ 1,500 kg par centimètre carré sur les deux faces opposées du piston ; je parle ici de bons pistons suédois à deux segments, en bon état d’entretien.
- Au premier moment de l’admission, la pression dans le cylindre est égale à la contrepression pc^ (voir diagramme, PL 1), à la pression^ correspond la pression p età©3,® , etc., etc. Il suffit
- 20 19
- donc de rabattre le diagramme moyen autour de l’ordonnée du milieu yu et de le faire glisser parallèlement à la ligne atmosphérique d’une quantité égale à la hauteur du piston, pour trouver sur la même ordonnée les pressions dans le cylindre et les contre-pressions correspondantes du côté de l’échappement. La hauteur du piston (entre les faces externes des segments extrêmes) est, à très peu de chose près, égale à l’une des divisions du diagramme, soit l/20e de la course de piston.
- Les fuites F* commencent, en effet, vers l’ordonnée y2 ; il ne peut y avoir de doute à ce sujet. Ces pertes sont accusées nettement par le petit crochet que forme en y2 la courbe ascendante de tous les diagrammes de l’essai (*).
- Ainsi les pressions successives sous lesquelles les fuites F{ entrent dans le piston, depuis le petit crochet ou le point b du diagramme jusqu’au point 8, sont :
- P»> Pa> Pt, Ps et p6 ou ps. dont la moyenne est :
- i ,8355 + 2,8902 + 3,1127 + 3,1260 + 3,1230 a 04 ^ ,
- Po — z — *,ol io kg
- m O
- par centimètre carré ; et à cette pression correspondent lès valeurs suivantes :
- (*) J’ai rencontré souvent des diagrammes présentant ces crochets qui trahissent les fuites. Ôn suppose que ces crochets sont dus aux ondulations inévitables qui proviennent du peu de frottement de certains appareils de Watt très sensibles; il n’en est rien, et pour s’en convaincre, il suffît d’ouvrir le robinet de l’indicateur de Watt à différents points de la course de piston de la machine sur laquelle on relève des diagrammes. Les ondulations de la courbe du diagramme ne se déplacent pas, mais les crochets qui trahissent les fuites se reproduisent à peu près à la même place.
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- p0 = 28175 kg par mètre carré ; t0 = 130°,685 ; q0 — 131ca‘,6962;
- m m m
- P, =4-2caI,ü28;Ap(> w„ =42““,@346;u„ =0,6416m»; À„ = 646'“,3S9;
- m m m m m
- r0 = 514^,663 (*).
- m
- Il nous faut, un peu plus loin, les valeurs calorimétriques de la contre-pression pc qui correspond k.po ci-dessus; pc est la
- m m m
- moyenne des contre-pressions auxquelles tombent les fuites F, à la sortie du piston; il faut donc encore avancer d’un vingtième de course pour avoir ces pressions.
- Ainsi, p,< fl, Pi, Pt, Ps
- tombent à pv Pc , 17 P‘K
- et comme le bas du diagramme n’est coté que de deux en deux ordonnées, nous prendrons pour la moyenne de p :
- m
- A = ^ + > + ^ + °'^6 = 0,5359 kg
- m O O
- par centimètre carré.
- De cette pression moyenne, on déduit :
- pc = 5 359 kg par mètre carré ; tc = 82°,622 ; qc = 82cal,928
- m m m
- Pc =510cal,046;Apc uc =38cal,726;uc = 3,06397 m8; Àc =631cal,700;
- m m m ?n m
- rc = 548cal,772.
- m
- Nous pouvons passer maintenant au calcul d’une première valeur approchée des fuites Ft par la relation (10), page 404 :
- (*) Pour déduire la température de la pression et vice versa, j’ai établi une formule empirique à trois constantes a, 6, m, déduites des données suivantes, prises dans les tables dressées par M. Zeuner : p = latm, t =. 100° ; p — 0llm,6, t = 86°,32 ; p — 0*‘m,l, t = 46°,21. Ces formules sont les suivantes :
- pr
- 1 -\-mt
- ab t ; log p“‘m
- km a
- t
- ,log b, et t =
- log p°
- log a
- 1 -j- mt m(loga — logpatm) -J-log 6
- Pour les pressions au-dessous de lalm, les trois constantes sont : m' = + 0,00438972; log a' = — 2,23619438 et log br = + 0,032178 21. Je crois devoir rappeler ici que, pour les pressions supérieures à celle de l’atmosphère, ces constantes sont :
- m = -f 0,00444621 ; log a = — 2,24438902 et log b = + 0.03242293. (Voir : Détermination de l'eau entraînée par une méthode thermométrique, 1883, p. 6.)
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- + *^)(T - q0
- — 2mv?o ~ Vp o m r
- Fi =
- .v/(_(M+^)(V'-?g+2m„/0+D,^+4(M+m„p)(V'-9v)D;(
- r
- — %
- ( (0,3576 -f 0,000845)(650,176 — 131,696) + 2 X 0,224039 X 472,028) — 2,7495 -f \J (— 28,4083)2 + 2043,9409068 j
- “ 2(518,480)
- ou Fi = 0,024096 kg de perte de vapeur et d’eau par chaque admission.
- La proportion de vapeur sèche à la fin de l’admission, les admissions tardives H étant négligées, devient ainsi :
- „ _ \ _ 0,224039
- 7° M -f- mv — Fi 0,3576 + 0,000845 — 0,024096
- p
- 0,67008.
- Ces premières valeurs approchées de F{ et de xo, nous per mettront de tenir compte de la petite correction, page 386, équation (5), et d’après laquelle nous aurions dû prendre :
- Dy = Fi('ïo +“2æ.P. — x"\ + Fi(Yï„ -1c +Vc —Zc rc V
- au lieu deD =Fi(q0 -}-Zx0?0 — 7"\ que nous venons d’employer.
- * \ m m J
- Dans le terme de correction Fi / fq0 —gc -f xrQ —xc rc x p entre le rapport#, , qui exprime la proportion de vapeur sèche
- m
- des fuites au moment où elles quittent le piston pour se mêler à la vapeur d’échappement.
- C’est ce rapport qu’il s’agit de déterminer.
- Les pertes de vapeur et d’eau, en traversant le piston, tombent de (* *<> * P0 ’ xo) â (lc » Pc 1 xc V Elles traversent un espace très
- \ m m J \ m m m}
- irrégulier, comme forme et comme section transversale. Pour trouver, dans ces conditions, la chaleur cédée aux parois du piston et du cylindre, il faut connaître xc , qui dépend, évidemment, des
- m
- deux températures t0 et tc . Nous nous trouvons ici en présence
- de la question résolue par l’équation (I), avec cette différence que la vapeur à t0 n’est pas sèche, comme à la sortie de la chaudière,
- m
- OÙ X— 1
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- — 409 —
- L’équation (I) doit être modifiée comme suit :
- H?» ~<ic
- 'O»- Pc
- m \ m m )
- (I) bis
- 0,6416^0,67008(4X 472,028 — 2X 510,046)+131,696—82,928^
- \i ~ 3,06397(3 X 472,028 — 510,046)
- xc = 0,14570-
- m
- Le terme de correction de l’équation plus haut devient ainsi :
- Fi = ((% —9c + W ~ xc rc ) — xo?o ) =~ O^Kom.
- \\ m m m mm/ mj
- et, comme il est négatif,
- D; = 2,7495 + 0,0631 = 2cal,8126.
- Cette nouvelle différence entre les deux membres de (II) conduit à une valeur plus exacte de Ft, et par une seconde approximation, on trouve :
- F, = 0,024504 et x0 = 0,67089 ; = 0,14586.
- m
- Ft ne diffère de la première valeur qu’à partir de la cinquième décimale; c’est un maximum.
- § 14. — Calcul des fuites F2 par le piston pendant la période
- DE LA DÉTENTE
- S’il y a des fuites pendant l’admission, il est évident qu’il y en a pendant la détente. Nous pouvons donc passer immédiatement à l’application des formules (7), (8) ou (9), pages 392 et 393.
- Ces formules reposent sur un certain nombre d’observations dont les résultats ne figurent pas parmi ceux qui ont été donnés pages 375, 376 et 407.
- J’ai dit que les fuites F2 cessent à une certaine ordonnée yf du diagramme, pour laquelle la différence des pressions est d’environ 1,500% par centimètre carré, et qu’il importe fort peu qu’au sujet de cette différence, on commette une erreur assez sensible. On peut admettre, d’un autre côté, que les pertes de vapeur et d’eau passent, en totalité et subitement, à travers le piston à l’ordonnée située au milieu de l’intervalle ys — yp page 389.
- La différence de pression p —pc —1,500 kg par centimètre carré correspond à peu près à l’ordonnée yf=y9, et, du côté de
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- 410 —
- l’échappement, à yl3 ; est donc situé au milieu de l’intervalle 2/7 — Vil en prenant pour y la moyenne de^?7 et de p%, on trouve :
- P,
- Pt+Ps
- 2
- 26250 + 22093 2
- = 24171,5 kg par mètre carré.
- À cette pression correspondent les valeurs calorimétriques suivantes :
- p^ = 24171,5 A# par mètre carré; ^ = 125°,627 ; q^ = 126cal,537 ; ^ = 476cal,029 ; X^ = 644cal,816 ; Apu^ = 42cal,250 ; = 0,74112 m2 3 * * * * ;
- + = 1,34749 kg ; = 518+279 ; = || »; + 8j> = M 0,489 m*
- +0,0055 m8=0,164425m3 ; mv =1)^=0,221561 kg; x------------—
- ,A * M+^-F-y
- mv
- et provisoirement x — —--------— = 0,66347.
- * M -j- mv — Ft
- Du côte de l’echappement, la pression p tombe kpc ou à la
- -i . , ** V
- moyenne de p et p , soit a :
- C15 °li
- +.++» , . 0,4001 + 0,4480 , „ rAn,
- V+A„ -------------j-----hP.u -----------g--------h 0,4001
- "15 14
- P»= -----2----
- 2 2 = 0,4122 kg par centimètre carré;
- et pour cette pression, on trouve :
- pc = 4122 kg par mètre carré; tc = 76°, 181 ; qc = 7êcal,430; Pc =z515cal,141 ; A/y^ = 38cal, 165;u = 3,9257m3; yc =0,25466'%; X, = 629cal,735 ; r = 553cal,305.
- > > ' N. B. — Par suite d’un hasard singulier, pc =4122 kg par
- i*
- mètre carré est égal à la contre-pression moyenne qui résulte de toutes les ordonnées du vide.
- Pour compléter les données d’observation de l’essai du 25 août 1870, je joins à ces valeurs celles qui concernent la contre-pression^ = 2 414 kg par mètre carré à l’ordonnée yl et celles qui se
- rapportent à la pression finale pn = p2if au moment où l’échappement va s’ouvrir :
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-
-
-
- — Ml —
- pc = 2414 kg par mètre carré; tc = 63°,844; qc = 64cal,004 ;
- î ii
- = S24cal,899 ; Apu = 37'al,069 ; « = 6,510955 m! ; =625cal,972;
- rc = 861e*1,969; y„ = 0,15356 kg-, m„ = vpïc = 0,0055 X 0,15336
- 1 1 p
- = 0,000843 kg-, mv + PcJ = 0e®1,4976.
- Puis :
- pn = 8 320 kg par mètre carré; tn = 94°,693 ; qn = 95cal,127 ; f„ = B00ca’,498 ; ApA = 39e*1,787 ; un = 1,97849 m> ; T„ = 0,80518 %;
- = 635cal,381 ; r„ = 540“',254; = [v'n + vp)yn = (0,489 ma
- + 0,0033 m3)0,30518 = 0,249812 kg ; mc = /M + ^ — Fx — FA — mv
- « \ p ) n
- — inconnu en ce moment ; AUra = /M + mv — F* — F2\qn -f- mv p
- \ p J n
- Calculons encore le rapport xc par l’équation (I) bis, page 409 ;
- i*
- 0,13023.
- Nous pouvons maintenant passer au calcul des fuites F2 pendant la détente, par l’une ou l’autre des formules (7), (8) ou (9); toutefois, nous devons tenir compte de l’influence de la vapeur non expulsée des espaces nuisibles. Un examen très rapide des équations (III) bis et (IV) bis, pages 391 et 392, nous conduira aux corrections qu’il faut apporter aux équations qui donnent F2.
- Considérons les deux termes — AU' et — 2Q' du numérateur de (7),pages 391 et 392. Dans la somme de ces quantités, l’influence de la vapeur des espaces nuisibles est négligée; d’après ce qui a été dit, AU^ -j- sQ' doit être augmenté de |~mv (k"—Xo-f-A_pottoyj
- -j-mv (q -J-p mais dans le second membre de l’équation (III) bis,
- p\ i î/
- page 391, le terme AU^ — — Ft — F2W-f- mv pn, tandis
- que dans l’équation (IV) bis, il devra être diminué de mv (qc -j-pc^,
- car ce n’est pas AU^ qui est lancé au condenseur, vu que les espaces perdus retiennent mv (cjc -j- pc ^ • En ajoutant les deux équa-
- ions (III) bis et (IV) bis, ainsi que nous l’avons fait, pour arriver à (7), les deux termes mv pc) se détruiront, mais il restera
- X»+Aî,«u»)]-
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- F, =
- — 412 —
- La valeur de F2 par (7) devient ainsi, en tenant compte des espaces nuisibles :
- (M,-M)(0n-eo)-FM0n+M'e-A(M,-M)^^-c+A^4-A^c+SN
- n"
- A_F 1 (Vo+xcJc^ “au;-SQ/- j(a" - lo+Apouo) Br"+lïxoApov^
- Il est facile de voir, par les équations des pages 392 et 393, que l’équation (9) n’est pas modifiée par l’influence des espaces morts, à la condition de calculer , en tenant compte de |"m' Çk"—X0-f-Ap0u0^J, et c’est ce qui a été fait dans les derniers
- calculs de Ft, page 408; nous prendrons de préférence l’équation (9) :
- Fi(% ~9c + Xo?o ~ Xc Pc \ + ^XoAPoUo
- p _ \ m m m m m} ^0^
- 2 ~~ % — % + VV ~ %\ + %ap^% — %APo{"
- • Uc > ci^
- En réservant le terme relatif à H, cette équation donne :
- 0,024504(131,696 — 82,928 + 0,67089 X 472,028 — 0,14586 X 510,046) + HæApug
- ~ ( 126,537 — 76,430 + 0,66347 X 518,279 — 0,13025 X 553,305 )
- j + 0,66347 X 42,250 — 0,13025 X 38,165 j \
- 7,1319 + ILc Ap w lïx Apu
- F« = ------344,963 = °'°20674 + TOT •
- On peut, pour le moment, négliger le très petit terme
- HabAPoWo 344,968 '
- On aura rapidement une valeur plus exacte de F2, en tenant compte de cette première valeur approchée dans le rapport :
- M + m, -F.-f P z
- Je fais entrer ~ dans le dénominateur, au lieu de F2, car on
- peut admettre qu’à l’ordonnée y , la moitié de F2 a déjà traversé le piston.
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- — 413 —
- Par des approximations successives, j’ai trouvé ainsi : co H
- F2 = 0,020129 kg -f ^ = 0,68409 et = 0,13398,
- valeurs que j’adopterai provisoirement, tant que H ne sera pas déterminé.
- On peut contrôler ces résultats par les équations (7) et (8), en les modifiant pour tenir compte des espaces nuisibles. J’ai fait ces calculs; les résultats sont absolument concordants avec ceux qu’a donnés l’équation (9), et je n’insisterai pas sur ce contrôle.
- On voit qu’avant de continuer, il est indispensable de chercher H, et c’est ici que les difficultés surgiront; on ne peut les éviter si l’on veut arriver à des résultats sérieux pour la détermination de 2Q' et des coefficients d’expérience dont il est question dans la devise et la préface de ce Mémoire.
- Il faut évidemment établir une nouvelle équation pour déterminer H, et c’est ce que je veux faire dans les pages qui suivent.
- § 15. — Réintégration des fuites Fd dans le cylindre
- Pour la détermination de H, il est nécessaire de nous occuper d’une question spéciale qui a pour but la réintégration des fuites F, dans le cylindre.
- Ainsi qu’on l’a vu, page 409, les fuites F< s’élèvent provisoirement à 0,024504 kg par coup de piston, et à ces pertes correspondent :
- Æ0—0,67089 ; æc = 0,14586 et Ftx0 = 0,024504 X 0,67089 = 0,016439 kg
- m
- de vapeur sèche.
- Une première question à résoudre est celle de la perte de pression qui résulte de Fi à la fin de l’admission; il est évident que si Ft n’avait pas passé par le piston, la pression serait plus grande que po = 31230 kg par mètre carré.
- En réintégrant les fuites dans le cylindre, nous y introduisons de vapeur sèche; nous aurons donc, au commencement de la détente :
- mv + FlXo = 0,224039 kg + 0,016439 kg = 0,240478 kg.
- O
- Ainsi, sans faire varier le degré de la détente f'c, nous forçons le poids de vapeur sèche Fix0 à rentrer dans le Gylindre; nous verrons plus loin que cette réintégration exige une certaine quan-
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- 414 —
- tité de chaleur; mais, dès à présent, nous pouvons dire que la densité yx du mélange mv sera :
- ï*
- mv +FiXo
- v
- o
- 0,240478
- 0,1307
- = 1,839924 kg.
- La formule de M. Zeuner nous conduira à la pression px qui,
- exprimée e n atmosphères, est donnée par
- Vn r*
- P, = T *
- Dans cette équation, 1/n et a sont deux constantes ; 1/n = 0,9393, « = 0,6061 ; donc :
- p/tm = 3atm,26152; px = 33704,5 kg par mètre carré ; tx = 136°,788; qx = 137cal,930 ; Apaux = 43cal,090; = 467cal,201 ; \x = 648cal,220;
- rx = 510cal,290.
- § 16. — Détermination des admissions tardives H par le tiroir
- J’ai dit que les rentrées tardives par les tiroirs sont trahies par une petite courbe qui raccorde la ligne de l’admission du diagramme avec la courbe de la détente.
- Que les tiroirs plats de la machine duLogelbach soient usés inégalement ou non, qu’ils soient même en état d’entretien irréprochable, le défaut des diagrammes que je viens de signaler subsistera toujours.
- La table de distribution de cette machine présente une disposition particulière qui donnera toujours lieu à des admissions tardives, et je m’étonne que les Ingénieurs qui se sont occupés pendant si longtemps de ce moteur n’aient pas encore parlé d’une disposition qui a dû, nécessairement, fausser un grand nombre de valeurs qu’ils se sont efforcés de tirer de leurs expériences.
- Prétendre que la distribution de la machine du Logelbach ne donne pas lieu à des effets de rentrées tardives, ce serait aller contre l’évidence.
- Reportons-nous à la planche 202 du Bulletin de la Société industrielle de Mulhouse, avril et mai 1867. Cette planche renferme un dessin du cylindre et des lumières d’admission de la distribution. Ces lumières d’admission ont une section particulière. Généralement, ces orifices de la table de distribution ont la forme d’un
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- — 415 —
- Orifices d'admission
- rectangle allongé, tandis que, dans la machine du Logelbach, l’orifice d’admission est pentagonal; l’arête extrême, celle à laquelle l’admission est interceptée par le bord extrême du tiroir n’est pas rectiligne; elle a la forme d’une ligne brisée, ce qui augmente la section rectangulaire des orifices d’un petit triangle rectangle dont la base présente la longueur assez considérable de 85 mm et la hauteur 6 ou 7 mm. Au moment où la vapeur d’admission est interceptée à l’arête extérieure de l’orifice, elle ne continue pas moins à passer, pendant quelque temps, par le triangle rectangle réduit de plus en plus. Cette disposition, qu’on emploie quelquefois pour éviter les chocs aux extrémités de la course de piston, produit de petites admissions tardives; sans doute, les rentrées tardives, accusées par la
- petite courbe des diagrammes, sont dues à la fois à la disposition particulière des orifices et à l’usée des tiroirs. Qu’il y ait admissions tardives ou fuites par les tiroirs, l’effet produit est le même.
- Pour n’importe quel essai de la machine du Logelbach, la correction des admissions tardives doit être faite, si l’on veut arriver à des valeurs acceptables pour le poids de vapeur condensée pendant l’admission et un grand nombre d’autres quantités essentielles dans l’analyse d’un essai de machine à vapeur.
- La détermination de ces rentrées irrégulières présente de très sérieuses difficultés. Ce problème doit pourtant être résolu, pour avoir une base certaine du calcul des coefficients que je cherche à établir.
- Voici l’idée sur laquelle repose la solution du problème :
- Si le piston est assez bien construit pour ne pas laisser passer de vapeur pendant la période d’admission, à plus forte raison sera-t-il assez étanche pour empêcher les fuites pendant la détente, alors que les pressions diminuent très rapidement, à moins que le cylindre ne présente, dans sa surface latérale, quelque grave défaut, tel qu’une rayure ou une fissure, ce qui revient à dire que si les fuites F< sont supprimées, F2 doit devenir nul. On pourrait croire qu’il suffirait de poser Ft = 0 et F2 — 0 dans l’une ou l’autre des équations (7), (8) ou (9),pages 392 et 393,pour que les numérateurs de ces équations pussent donner H. Il n’en est rien; car F1 = 0 entraîne une série de modifications que nous allons étudier et, d’ailleurs, les valeurs numériques approchées plus haut sont basées sur H = 0, car il a été impossible de faire autrement,
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- vu qu’il entre trois inconnues dans le système dés deux équations (III) bis et (IV) bis, et qu’il est indispensable d’établir une nouvelle condition pour déterminer H.
- Des trois équations (7), (8) et (9), celle qui se prête le mieux à la discussion que nous allons entreprendre, c’est (8).
- Nous allons la simplifier; au numérateur, on trouve les trois termes :
- — ASf + A©} — ASC = — A®abs + Ags = — AS„.
- En remplaçant, l’équation (8) devient :
- <HV'-nV')-A6„ + 4,-IVï, +* p„ 'l-Aü;-2Q'-HX»+^H + HæAPo»
- 2 ----
- Mais n’oublions pas que les deux termes — AU'0— 2Q' renferment l’inconnue H qu’il convient de dégager et de réduire avec les trois derniers termes du numérateur :
- AU; = AU0 — F 1q0 — HqQ, .page 388 ou AU; = AU" — Hg0,
- Appelons SQ" la somme algébrique des. trois premiers termes du second membre de cette équation, 2Q" étant ainsi débarrassé des termes en H, et posons :
- En introduisant ces valeurs de AU'o et SQ' dans l’équation (8 bis), on trouve, toute réduction faite des termes en H :
- [8) bis
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- Si nous supprimons les fuites F<, en posant F* = 0, le terme FJqc Jrxc pc \ devient nul, cela est évident; mais la suppression
- de ces pertes de vapeur exige la réintégration de Fj dans le cylindre, ce qui ne peut avoir lieu sans une dépense de travail ou de chaleur, ainsi que nous l’avons déjà dit page 413; nous réservons cette question pour le moment, et allons examiner les autres modifications qu’entraîne l’hypothèse Ft — 0.
- Puisqu’en remettant les fuites Fx dans le cylindre du côté de l’admission, la pression augmente dep0hpx, page 414, le travail absolu rendu <&0 augmentera aussi; appelons À^o l’accroissement de ce travail, de sorte que le terme k$0 deviendra (A<5o-f-AÀ'6o).
- AU" qui, plus haut, a pour valeur AUo — F1g0, devient, dans le cas de Fj = 0 : .
- AU" = Mqx + (mVo + F^p^, page 413.
- Examinons encore quelles sont les modifications que l’hypothèse F, = 0 apporte à sQ"; d’après l’équation de la page 384, nous poserons :
- s(K=mc(x"—?„)—ryc"—?„) — (% —% +v.
- y \ m m m
- + ^a + Apo«0)j.
- Nous avons supposé que la machine est pourvue d’un piston parfaitement étanche pendant Vadmission, mais sans nous préoccuper de la chaleur qu’il faut dépenser pour forcer les fuites de rentrer dans 1e. cylindre; le moment est venu d’examiner combien de calories il faut dépenser pour arriver à ce résultat et comment on pourra se les procurer.
- Pour réintégrer les fuites Ft dans le cylindre, et pour se rendre compte de tous les phénomènes qui accompagnent cette réintégration, il convient d’opérer comme suit :
- Prenons les fuites F, dans l’état ltc , pc , xc \, au moment où
- \ m m m/
- elles vont se réunir à la vapeur d’échappement ; faisons rentrer ces pertes de vapeur et d’eau dans le piston, en leur faisant par-1 courir, en sens inverse, le chemin qu’elles viennent de suivre pour s’échapper; soumettons-les, en outre,^ à la succession des pressions et des températures, prises aussi en sens inverse de celles qu’elles ont subies. Dans ce retour au cylindre, if faudra fournir à (tc , pc , xc \,
- \ ni m m)
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- — 418
- pour remonter à (to , p0 , x\, la même quantité de chaleur que les fuites ont cédée aux parois, en tombant de p0 à pQ, soit
- m
- Fi(q0 —qc+ xoro — xc rc \ calories.
- ' m m m mm]
- Mais, en reprenant cette chaleur aux parois, il faudra la leur rendre de nouveau, puisque la somme des condensations doit rester constante; la température t" dans les boîtes de distribution devant rester invariable, ainsi que celle des parois vers, la fin de l’échappement; le nombre de calories ci-dessus s’annulera donc dans les équations suivantes.
- Quand les fuites Fd sont de nouveau à (to , po , a? Y on ne
- \ m m /
- pourra pas les mêler à la vapeur du cylindre car, à la fin de l’admission, cette vapeur est à (to, po, a?o) ou à une température et à une pression différentes de celles de Ft, et quoique ces fuites soient à la même proportion de vapeur xo que le mélange (M — H), ce n’est pas un mélange de deux vapeurs à des températures différentes qu’il s’agit de faire.
- Pour faciliter l’intelligence des opérations assez compliquées qu’exige la réintégration des fuites Fd, nous raisonnerons comme suit :
- Au lieu de faire rentrer Ft, revenu à l’état (t0 , po , æ\ dans le
- \ m m /
- cylindre, dirigeons ces pertes de vapeur et d’eau dans un petit tube vissé dans les parois, en un endroit qui correspond à l’admission. Figurons-nous que ce tube soit muni d’un robinet du côté des parois et d’un petit piston à l’autre extrémité ; nous pouvons même admettre que l’extrémité du tube soit plongée dans la vapeur de la boîte de distribution et remplacer, à un moment donné, la pression que nous aurons à exercer sur le piston par la vapeur de la boîte de distribution.
- En attendant, reculons le petit piston jusqu’à ce que le volume du tube soit capable de contenir les fuites Fd à l’état (to , po ,
- \ m m /
- Fermons alors le robinet et tâchons de porter, avant tout, sous poids de vapeur constant, ou xq — constante, le poids de vapeur et d’eau Ft
- de (t , p , \ à ft p æ ), c’est-à-dire à l’état de la vapeur qui
- \ m m J v J
- remplit le cylindre à la fin de l’admission. Il suffira, tout en exerçant un travail de compression, de retirer au mélange F4 une certaine quantité de chaleur.
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- Arrivé à l’état (to, po, a?o), le mélange de F* avec la vapeur du cylindre devient possible. (
- Pour faire rentrer définitivement les fuites dans le cylindre, il suffira d’ouvrir le petit robinet du tube et d’exercer une nouvelle compression sur la masse entière de vapeur et d’eau (M — H) et de soustraire de nouveau delà chaleur, pour arriver, sous poids de vapeur constant ou œ0 = constante, à l’état (tx, px, a?0) qui répond à la réintégration complète des fuites F4.
- On pourra faire exercer les deux compressions par la vapeur de la boîte de distribution elle-même; le travail ainsi dépensé fera disparaître de la chaleur, diminuer la pression p'r et la température t" ; il faudra donc fournir à la vapeur de la boîte à tiroir une quantité de chaleur équivalente, pour empêcher cette chute de pression. Nous, verrons plus loin comment on pourra s’y prendre pour fournir cette chaleur.
- Nous allons chercher successivement :
- I. — Le travail de compression qu’il faut exercer sur F et la
- chaleur qu’il faut soustraire à ces pertes de vapeur et d’eau pour les porter de æ0) à (t0, p0, æ„).
- II. — Le travail de compression qu’il faut exercer sur la masse
- totale et la chaleur qu’il faut soustraire pour la porter
- d6 à
- I. — Cherchons d’abord le travail de compression qu’il faut développer sur F sous poids de vapeur constant, pour porter ces fuites de (t ,p ,x)k(t,p,æ); nous verrons, plus loin, la quantité
- de chaleur qu’il faut soustraire pendant cette compression.
- Je n’entrerai pas dans de longs développements pour établir l’expression de ce travail. Je me bornerai à rappeler que la chaleur équivalente au travail rendu ou subi, dans une modification réversible quelconque, est donnée par l’équation générale :
- 771 7*
- Apdv — Apudmv -j- mvd(Apu) — ._JL dt (*).
- T étant la température absolue = o + t =
- Dans notre cas particulier, le poids de vapeur doit rester constant, donc mv— cou.dx = o; en intégrant entre les limites ^à to, il vient :
- (*) Voir: Exposé des principes de la théorie mécanique de la chaleur, par M. Ch. Combes, 1863, où l’on trouve cette équation- sous une forme un peu différente, p. 150.
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- Apfdv = {A%)x=c = mv(^kpouo — Ap0mu0m-J rdt
- Ici, mv~ F,a?0, et en posant r = X — q = 606,5 -J- 0,305£ — t — 0,00002i2 — 0,000003£3, on trouve, toutes réductions faites :
- (AF.,) _c = F x0(Ap0u0 Ap uo — ( 800,85 lognép
- v ' n v m. m. i
- C+*o a + t0.
- 0,712(io-«„J+0,00003i(«:-Q-0,000000l((;-4J\
- Les calculs numériques qu’exige cette formule ne sont même pas très laborieux ; toutes les valeurs t2, £3,. t2 , tz sont déjà connues, car il a fallu les chercher pour établir qo et q0 ; Apuo elkpo uo sont
- ni ^tii m
- connus également.
- D’un autre côté, la quantité de chaleur qu’il faut ajouter ou soustraire, pendant la compression, à la vapeur mv est exprimée par l’équation générale de Glausius :
- dQ = M (dq + d(xr)
- et en posant encore, pour le cas d’une transformation sous poids de vapeur constant, x~c, on trouve, en intégrant entre les deux limites
- *omeK:
- tom
- + «.(f-P.J + »^AlVo~^Pom\rfr4)’
- or, le dernier terme du second membre est précisément égal à AJpdv, et cette équation rentre dans l’équation générale connue :
- Q = A(Ü0-Ug+A J-pdv.
- Si nous appliquons l’équation générale qui précède au cas où M = F1? nous aurons :
- Cette quantité devient négative ; elle représente la chaleur qu’il
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- faut soustraire aux fuites F1 pendant la compression sous poids de vapeur constant.
- Quant au travail de compression, il est également négatif,'mais il convient d’examiner attentivement cette question de signe dans le cas qui nous occupe.
- Pour opérer la compression des fuites , nous devons d’abord les comprimer de t k to, en dehors de tout contact avec la vapeur
- qui remplit le cylindre. Au lieu d’agir sur le petit piston du tube dans lequel nous avons renfermé F , par une force quelconque, nous laisserons agir la vapeur de la boîte de distribution elle-même pour produire le travail de compression ^A^ Il en résultera
- une perte de chaleur correspondante, et pour empêcher la chute de pression et de température dans la boîte de -distribution, il faudra ajouter à la chaleur disponible (MX" — n"r") un nombre de calories (&-<&Xo_c'J ; mais, en même temps, il faudra soustraire
- Qf , de sorte que la chaleur qui doit être disponible s’élève à :
- (MX" - nV')+ (AS*_c) + Qp^.
- Comme QF est négatif, nous l'ajoutons avec son signe. ix0-c
- II. — Faisons maintenant rentrer les fuites dans le cylindre.
- Il faudra comprimer, à la fois, ces fuites et la vapeur qui se trouve dans le cylindre et soustraire, en même temps, de la chaleur à la masse totale —H^.
- Dans cette opération, il s’agit d’une compression sous poids de vapeur constant xo = c, pour porter le poids total de vapeur et d’eau de (Jo, po, a?o) à (tx, px, a?0), px étant la pression dans le cylindre après la réintégration des fuites F,.
- Sans qu’il soit nécessaire d’entrer dans de longs développements, on voit que le travail de compression correspond à :
- (ASm„+r>„)(APA - (800,83 log nép^tfï
- -0,712^-Zj+0,000031 ((=_(>)_ 0,0000001 (z’-Ç))
- et la chaleur qu’il faut soustraire pendant la compression à :
- Q*>+"y-» = + - H)(V- 9. + P.)) + (Av»„
- Bull.
- 29
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-
-
- En raisonnant pour cette seconde compression, comme pour la première, on conclura que la chaleur disponible, par course, dans la boîte de distribution, doit être augmentée de :
- %+mv-
- le second terme étant pris avec son signe ; cette chaleur disponible devient ainsi :
- (MX" - „V) + (À®),^+ + (AS Wo),
- Or, les deux termes (A%1 _c + (AS^^p
- ,= c+ Qm+ot^-h-
- _ forment une )—c
- somme qui est précisément égale à l’accroissement AAS0, résultant de la réintégration des fuites F1 dans le cylindre, page 417.
- Si nous introduisons, dans l’équation (8) bis, page 416, toutes les modifications exigées par cette modification, elle prend la forme :
- px"-„V")+ (A6).„=.+ Q,(^ + (AS,„„+Vo), 0=c + Qm+%-„] ' -AS.- AAS„+ b -AU.;- 2QI-S H(?"-îo) + ïfa0APA
- +X-J\—Xc rc APcuc
- Le terme— F4-x p i du numérateur a été supprimé dans
- 1V cm em cm) A x
- (S)Ms, car les fuites sont annulées.
- Rn réduisant les termes qui correspondent à l’accroissement de travail AAS0, l’équation simplifiée est ramenée à :
- LMX" n"r")-j-QF +QM+ H1 L 1xo=c p J
- - ^o + K- au;- SQ:- ^K(q"-q0)+Kx0kp0u0
- (i—% +x/—xc rc APC uc
- (* I1- P H- V- I1
- Dans ces conditions, les fuites pendant l’admission sont supprimées et celles qui ont eu lieu pendant la détente sont milles en même temps ; en égalant à zéro le numérateur de cette équation, on trouve l’équation de condition :
- f(M*'-«V) + Q- + Qu+mv -h|-A©0+ô0- Aü;-SQ;
- L xo=c Vp J
- -^hv«"-?c)+h^-VA=o
- qui permet de déterminer H, en ayant soin de dégager auparavant
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-
-
- 423 —
- cette inconnue du ternie QM. _H, dont la valeur est donnée
- 1 Vp
- page 421, et qui peut être mise sous la forme :
- QlI+”V"_ (M+"%)(î»~î»++*,+=.
- — H(ï«—?o+œo(p*—Po))
- donc :
- »V++ _ + QM+mJ - n(qx-q0 + *0[?x-Po))“ A%o+K
- - au;- sq;- q0) + lix0kp0u= 0. (12).
- et
- AU;+ SQ; - (MX" - n"r”) - Q - Q + A£ - b0
- H=---------:--------^^------------------------ï---------- (13)
- xoAPouo-m (?" — %) — (qx—q0 + xo{?x—Po]
- et en substituant les valeurs particulières
- 161,6754+45,0223-(213,5903) + 0,0262+0,2807+7,5213—0,128 28,9084 — 0,9665 — 1,2881 H=0,030307^.
- C’est un maximum de H, par suite de F,, qui entre dans AU", et il a été dit, page'409, que 1^ = 0,024504 est un maximum aussi.
- Avec ce maximum de H, on peut trouver une valeur plus approchée de F1 et déterminer ensuite plus exactement H.
- En effet, rappelons-nous que, dans un premier calcul de F^, nous avons dû négliger tous les termes en H ; c’est ainsi que xo a été pris égal à :
- 0 M + mv — F.,
- au lieu de æn=
- M + m„ —F., —I-I
- et que le très petit terme qo) a été négligée dans le second
- membre de l’équation (II) bis, page 404, on voit que Dp est trop grand ; sa vraie valeur est :
- DP=D.
- de sorte que l’équation de condition par laquelle nous avons déterminé une première valeur approchée de Ft est modifiée ; en
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- la corrigeant, on trouve le minimum de F, qui correspond au maximum de H < 0,030307.
- Par les longs calculs qu’exigent ces approximations successives, on arrive pour F4 et H à des valeurs de plus en plus exactes. A titre de vérification de ces calculs numériques, il faudra que la différence entre les derniers minimum et maximum de Ft et de H tendent vers zéro ensemble.
- C’est ainsi que j’ai trouvé :
- H = 0,023089 kg par coup de piston
- F, = 0,018836 = 0,70787 x, = 0,13328
- 'm
- La différence entre les derniers minimum et maximum de H ne s’élève qu’à 0,000002 et pour Fi à 0,000006.
- En faisant rentrer les fuites Fi= 0,018856 kg dans le cylindre, du côté de l’admission, la pression p0 = 31 230 kg passe à px= 33 242,3 kg par mètre carré ; l’augmentation de pression qui en résulte est de 33 242,3 — 31 230 = 2 012,3 kg par mètre carré.
- A p = 33 242,3 kg correspondent les valeurs suivantes :
- px = 33 242,3 kg par mètre carré ; tx = 136°,311 ; qx = 137cal,422 ;
- Pa; = 467cal,578 ; Apxux = 43cal,055 ; = 648cal,075 ; rx = 510cal,633 ;
- ïa,= 1,816274 kg.
- Fi et H étant connus, je vais reprendre le calcul inachevé de F2, page 413.
- § 17. — Reprise du calcul des fuites F2 pendant la détente.
- Je reprends ce calcul au point où je l’ai lassé, page 413, par :
- avec les valeurs maintenant connues :
- F = 0,018856 kg ; æ0 = 0,70787 ; xc = 0,15328 ; H = 0,023089 kg.
- VI
- 11 faut, en outre, chercher œ^, puis xc .
- x
- et provisoirement x^
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- — m —
- soit
- 0,221561 -oe^ü-
- “ 0,3576 -f- 0,000845 — 0,018856 ’ ’
- puis l’équation (I) bis, page 409, donne :
- xc = 0,12826.
- i*
- Avec ces valeurs, on trouve par l’équation ci-dessus :
- F2 = 0,018964 kg.
- Le numérateur restant constant, on trouve rapidement des valeurs de plus en plus exactes ; j’ai adopté, ainsi, définitivement :
- F2 = 0,018510 kg par course et
- x^ = 0,67072 == 0,13156.
- V-
- Il est évident que les quantités F , F , H, œ , xc ,x etxc doivent être très sérieusement vérifiées.
- Je vais présenter un grand nombre de contrôles de ces valeurs ; la fin de ce chapitre II sera entièrement consacrée à ces contrôles et, dans les chapitres suivants, j’en donnerai d’autres.
- Au sujet de ces vérifications, je tiens à faire une observation importante :
- Si les quatre équations fondamentales (I) à (IV), corrigées par les fuites et Fa, les rentrées tardives H et l’influence des espaces nuisibles sont vérifiées, les autres équations, que l’on déduira de ces quatre équations fondamentales, seront vérifiées également.
- Pourtant, certaines équations prises deux à deux, telles que (I) et (V), ne sont pas des identités ; il en est de même de beaucoup d’autres que je développerai plus loin; mais n’importe de quelle manière ces nombreuses équations seront établies, il faut que toutes soient contrôlées.
- §18. — Eau présente dans le cylindre a la fin de l’admission
- ET A LA FIN DE LA DÉTENTE.
- Le poids total du mélange de vapeur et d’eau à la fin de l’admission, les fuites F, et les rentrées tardives H étant supposées nulles, serait:
- M + mv ;
- p
- mais ces fuites et ces admissions irrégulières le réduisent à M + mv - F., - H.
- p
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- Gomme le poids de vapeur sèche, au commencement de la détente, est mv, nous aurons pour le poids m , présent dans le
- °o eo
- cylindre à la lin de l’admission :
- me0= M +.*%— Ft — H — (*).
- = 0,3576 -f 0,000845 — 0,018856 — 0,023089 — 0,224039
- O
- = 0,092461 kg.
- Passons à l’eau présente dans le cylindre à la fin de la détente.
- Les admissions tardives H sont entrées dans le cylindre dès les premiers instants de la détente, il en résulte que :
- m-„= (M——F>)—
- m = (0,3576 + 0,000845 — 0,018856 — 0,018510) — 0,249812 = 0,071267 kg (voir p. 411).
- Le cylindre renferme donc plus d’eau au commencement de la détente qu’à la lin de la course de piston.
- Les fuites Ft et F2 elles-mêmes se sont condensées en partie contre les parois des segments et des cannelures du piston, mais l’eau ainsi précipitée a été emportée dans le condenseur par le courant de vapeur et, ainsi qu’on vient de le voir, nous n’en tenons pas compte, si ce n’est dans les échanges de chaleur dans le condenseur ; plusieurs des formules, plus haut, contiennent cette chaleur cédée.
- Une portion de me provient de l’eau condensée dans la tuyauterie ; la plus grande partie de cette dernière est adhérente à l’eau
- (*) On peut vérifier ce résultat comme suit : Page 383, on a vu qu’il s’est condensé contre les parois du cylindre et des espaces nuisibles un poids de vapeur sèche
- mcr— mc— (^F1 -j- H — L. H^, où mc = M- n" — mv ; mais en tenant compte de la
- vapeur non expulsée des espaces perdus, mc — M -j- mv — n" — mv ; de sorte que :
- m'= (mc + mv- (F1 + H - ^ H))
- = (0,096160 -|- 0,000845 — (0,018856 + 0,023089 — 0,10459 X 0,023089))
- = m'n — 0,057475 kg au lieu de me — 0,092461 kg ci-dessus.
- A cette eau, provenant de la condensation, vient s’ajouter celle qui est due à l’eau dite entraînée n”, diminuée de ^ H ou 0,037401 — 0,002415 = 0,034986 kg et me = mj -0,034986 = 0,057475 + 0,034986 = 0,092461 kg, comme ci-dessus, ou encore d’une manière générale :
- tnjf i /ntt \ rnjt
- <+ “ m H = n\- (F*+ H - M H)j + "" " M H
- n~Jt n~Jt
- — M + m, — n" — m — F. — H + — H + n,r--H=M4- ni — F. — H = m. .
- e vo 1 M M Vv 1 eo
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- qui s’est réellement condensée contre les parois du cylindre et une très faible portion se trouve, sans doute, disséminée à l’état de brouillard, dans la masse de vapeur m .
- vo
- Revenons à m = 0,071267 kg.
- Où et dans quel état se trouve cette eau dont il faut débarrasser le cylindre à la fin de chaque coup de piston ?
- On se rappelle qu’à la fin de l’admission, le cylindre renferme m = 0,092461 kg d’eau, précipitée contre les parois ou en supen-sion dans la vapeur mv .
- Je vais, sans doute, étonner les ingénieurs et les physiciens en disant que cette eau me a disparu presque complètement à la fin de la détente, et que l’eau renfermée dans le cylindre, en ce moment, soit m = 0,07127 kg, se trouve ailleurs qu’à l’endroit où,
- TC
- primitivement, m s’est condensé.
- Considérons une machine verticale à détente, en marche normale depuis quelque temps, et supposons qu’au moment où le piston arrive à l’extrémité de sa course descendante, on puisse, sans provoquer d’accident, arrêter subitement le moteur et soustraire le cylindre, avec le mélange de vapeur et d’eau qu’il renferme, à toute action thermique intérieure ou extérieure. Si, dans ces conditions, on enlevait le couvercle du cylindre, ce n’est pas sur la surface latérale correspondant à l’admission qu’on trouverait me ; cette eau est, au contraire, inégalement répartie sur la surface de l’admission et sur celle qui est engendrée par le piston pendant la détente.
- Dans les machines à enveloppes très énergiques et dans les moteurs à vapeur surchauffée, la surface de l’admission est même complètement sèche, bien avant la fin de la course de piston et l’eau me se trouve inégalement répartie sur la surface latérale
- vers la fin de la détente.
- Dans le chapitre IY de ce Mémoire, j’établirai une équation de contrôle très importante qui permet d’étudier la répartition de l’eau m sur toute la surface interne du cylindre; on pourra
- en s
- même déterminer, pour une position quelconque du piston, cette répartition de l’eau. -
- Au point de vue de l’analyse d’un essai de machine à vapeur, il est assez indifférent que me se trouve à un endroit ou à un autre
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- du cylindre, mais cette question se rattache à un ensemble de phénomènes qui n’ont pas encore été examinés. Dans la discussion du refroidissement Re par le. condenseur, la question de la répartition de l’eau est très importante.
- On a dit, il y a longtemps, que les parois des 'cylindres des machines à vapeur jouent le rôle de condenseur pendant l’admission, et celui de chaudière pendant la détente. — Des aphorismes de ce genre, énoncés sous une forme dogmatique, produisent généralement beaucoup d’effet; mais, examinés de près, ils sont rarement reconnus exacts.
- Supposons le piston au commencement d’une nouvelle course, et faisons arriver la vapeur d’admission. Le piston, en avançant, découvrira à chaque instant dès surfaces refroidies pendant l’échappement précédent et la vapeur se condensera en partie. Le cylindre joue donc réellement le rôle de condenseur pendant toute la période d’admission ; mais, en même temps, il se produit un effet tout opposé, car la transformation de la vapeur des espaces nuisibles, en nécessitant, ainsi que nous l’avons vu page 396, la condensation d’un poids d’eau me, exige la vaporisation d’une portion me— m' de cette eau, de sorte que, pendant la période d’admission, nous constatons simultanément de la condensation et de la vaporisation dans le cylindre.
- Passons à la période de la détente. Le piston mettra à nu de nouvelles surfaces refroidies antérieurement et de nouvelles condensations auront lieu sur les éléments successifs de la. surface correspondante à la détente, mais, en même temps, la température de la vapeur et des parois baisse et l’eau, condensée il y a un instant, sera vaporisée.
- Pourquoi les parois recouvertes d’eau ne céderaient-elles pas à celle-ci la chaleur qu’elles renferment et aussi rapidement qu’elles l’ont absorbée? Ce n’est que dans le cas où ces surfaces sont sèches que la cession de chaleur à la vapeur est insignifiante ; nous traiterons cette question dans le chapitre V.
- Il y a donc encore simultanément condensation et vaporisation pendant la détente.
- Revenons à notre discussion plus haut. Il est maintenant facile à comprendre pourquoi m — 0,071267 kg ne se trouve pas en
- e?l
- entier sur la surface de l’admission sur laquelle il y avait, au commencement de la détente, me =z 0,092461 kg d’eau. En effet, pendant la détente, les parois de l’admission sont tombées
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- de £0= 134°, 166 à tn= 94°,693, et, pendant cette chute de température, elles ont cédé une certaine quantité de chaleur que nous saurons calculer quand nous connaîtrons la capacité calorifiqûe spéciale des parois. Si, en outre de cette quantité de chaleur cédée par les parois, celles-ci recevaient d’une enveloppe un supplément de chaleur, la vaporisation de me se ferait d’autant plus vivement.
- Nous traiterons ces questions intéressantes, avec tous les détails voulus, à la fin de ce Mémoire.
- A la fin de chaque course de piston, le cylindre doit être débarrassé de l’eau m dont une petite fraction peut se trouver en
- suspension dans la vapeur. En effet, pendant les condensations et vaporisations continuelles et simultanées, la masse de vapeur se refroidit et peut se troubler par la formation d’un brouillard. Toute l’eau en suspension dans la vapeur sera entraînée dans le condenseur, de sorte qu’on n’a pas même à dire qu’une fraction, plus ou moins grande, de me , déposée sur les parois, sera arrachée et entraînée par le vif courant de vapeur qui se montre au moment où s’ouvre l’échappement.
- Il faut donc que la réserve de chaleur des parois qui constitue R, ou le refroidissement du cylindre pendant l’échappement soit plus petite que la chaleur exigée par la vaporisation de mg et plus grande que zéro.
- Si la pression moyenne pendant l’échappement est pc, il faudra que :
- Re< m«/c
- ou mieux
- R < m (k — q\ ou-< 0,071267(629,735 — 95,127)
- enS 1
- OU
- Re< 37cal,8148 et
- Re>o.
- On connaît, dès à présent, deux limites de Re ; il est vrai que si m atteint une valeur considérable, comme c’est le cas ici, ces
- en
- limites ne fourniront pas une vérification sérieuse de Re. Ce n’est que dans le cas où, par suite de l’emploi d’une enveloppe, me devient très petit que cette vérification atteint une grande
- importance dans l’analyse d’un essai de machine à vapeur.
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- Par la limite supérieure Re < me Çkc— <}Q, on voit que me est multiplié par Xc— qn; ce facteur est toujours plus grand que 500 ; si donc on commettait une erreur sensible dans l’appréciation de m , il en résulterait une erreur au moins
- en
- 500 fois plus grande pour R0 ; c’est pourquoi il convient de calculer m avec toute la précision désirable, surtout quand cette
- quantité devient très petite. En négligeant les fuites F* et F2, on pourrait faire de graves erreurs.
- §19. — Chaleur totale absorbée par les parois du cylindre
- ET DU PISTON PENDANT l’ADMISSION
- On a vu, page 384, que la chaleur cédée aux parois, dans le cas où l’on néglige la vapeur des espaces nuisibles, s’élève à :
- 2Q
- (F>+H - m :.+v..-vo
- calories
- et page 400, l’influence des espaces perdus sur ces condensations a été mise en évidence ; la vapeur de ces espaces donne lieu à un supplément de condensation exprimé par les deux termes suivants :
- +mvp(%+Pc- ?»)
- de sorte que la somme totale de chaleur cédée s’élève à :
- (».-(Ff + H- =;H))(X* - %) + F,(Î0) - Î, +
- + [m'vr(x" — \, + aA“„)] + m,p{%,+ P c—tc)-
- La valeur numérique de SQ, pour l’essai du 25 août 1870, devient :
- 2Q = 29,1602 + 6,2030 + 0,4304 + 0,3833 = 36cal,1769.
- Observation. — Une explication est nécessaire ici. Dans toutes les discussions développées jusqu’ici, SQ et AU0 se sont toujours trouvés réunis, notamment dans l’équation (II) bis, page 404, qui nous a permis de trouver ¥i et, par réduction, le terme mv “f" Pc — %) a disparu, de sorte que 2Q n’entrait dans les
- discussions que par les trois premiers termes de l’équation ci-dessus. Mais comme, en vue de la détermination du coefficient de condensation, il importe de connaître la somme totale de chaleur
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- absorbée par les parois du cylindre et du piston, j’ai voulu établir, dès à présent, la vraie valeur de SQ, en maintenant le terme qui, par réduction, a disparu.
- Toutefois, quand il s’agit de déterminer quelle est la quantité de chaleur qu’un mètre carré du cylindre, des espaces nuisibles et du piston est capable d’absorber, dans des circonstances données, il ne faut pas oublier qu’une petite fraction de SQ, qui provient des fuites F15 est entrée dans une partie de la surface latérale du cylindre appartenant à la période de la détente ; nous reviendrons à cette question plus loin.
- En calculant la chaleur rendue par les condensations, comme on Ta fait jusqu’à présent, soit par :
- mcr0 = 0,096160 X 312,170 = 49cal,2508 (voir p. 3^6).
- au lieu de SQ = 36cal,1769, on voit que l’on commet une erreur énorme de
- 49cal,2o08 — 36cal,1769 = 13cal,0734, ou d’environ 36 0/0.
- § 20. —• Détermination du refroidissement du cylindre pendant l’échappement ou Re.
- Pour éviter des répétitions, j’ai réservé, pages 387 et 391, les formules qui déterminent Re. Je vais reprendre cette question qui fournira un contrôle des fuites Fl5 F2 et des admissions tardives H.
- Les équations (III) bis et (IV) bis, pages 391 et 392, renferment Re. Gomme F15 F2 et H sont maintenant connus, chacune de ces équations pourra servir à trouver le refroidissement du cylindre pendant l’échappement.
- La première donne :
- Re = Au;+ SQ' + F2(q? — 2gc^+ xr— 2xcrc + xApiÿ )
- „<r > (III)bis.
- - au; - A®, - a + bs + HX" - - Hr" - Hx0Ap0u0 j
- Nous tiendrons compte, dans cette équation, de l’influence de Fi et de H dans les termes ALT et SQ et de la vapeur des espaces morts dans AFL.
- AU' est exprimé, page 388, par :
- au; = Aü„ - F1Î0 - H?0 = (Mïo+ mvû?o'} - F,?» - H?..
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- et, erfnous reportant à la page 400, nous voyons que, pour tenir compte de la chaleur interne de la vapeur non expulsée des espaces morts, il faut remplacer AU' par 2AU0-j- mv qo, donc :
- SAU0= AU0 + mVpq0 - F H q0.
- Quant à SQ, en tenant compte des échanges de chaleur dans les espaces nuisibles, nous venons de voir, page 430, que
- SQ = („ _ (F, + H - £ H ))(r - ,„) + F, (ÏOt - Ki+
- + [r\CA'f — Xo + ÂAMo)] + mvp(90i + Pc, — %) •
- Xc rc cm cnu
- Enfin, AU' est donné, page 388, et en faisant intervenir le poids de vapeur restée dans les espaces morts, on trouve :
- AU; = (M + mv- F1 - F+ m,nPn.
- En remplaçant dans l’équation (III) bis ci-dessus, et en réduisant les termes en H, Re devient :
- Re = AU0—F^o—(M + W
- + mvp(qc + ?c) + f2(^-
- F, — F2).^~ mvn?n+ mJ?" ~ 9o)
- x°\~ ‘'•-rO+E"vU-x«+ Aa“°)]
- 2?c + VV ~ ~\rc, + xAP,u;) — A%$
- a A b s — FI
- XoAPoUo —
- (III) &
- Passons à l’équation (IV) bis; on tiendra compte, comme suit, de la vapeur restée dans les espaces nuisibles :
- Toute la chaleur interne AU.;=: -J- my — F.t—Y^qn-\~mv pft> à
- la fin de la détente, n’est pas lancée dans le condenseur, une partie mv (qc + Pc ) reste dans le cylindre, de sorte que Re a pour valeur :
- Re = (M' — M)(9„— e„) + M0„+ M'e — A(M' — M) J
- -F<U„+ ~F»(*«+VO“+a~b' )
- Comme F2 et H ont été déduits, par élimination, des deux équations (III) bis et (IV) bis, les deux équations ci-dessus doivent donner identiquement la même valeur numérique pour Re (*). C’est ce qu’il s’agit dè vérifier.
- (*) Voir: Vérification d'une série d’essais sur une machine de Woolf, Paris, 1885,p. 54.
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- Par la première ou (III) bis, ou trouve :
- Re = 133,5017 — 2,5503 — 30,3433 — 123,0304 + 49,3152 — 3,5064 -f 0,4304 -j- 0,4976 -f- 3,7769 — 12,2169 — 1,85 -f 0,372 — 0,6788 Re=31cal,7177.
- Calculons Re par (IV) bis :
- Re = 178,8900 -f 15,4948 + 2,2401 — 0,1451 — 30,5433 — 125,0304 -f 0,4976 — 3,0379 — 2,6692 — 4,4816 + 1 000 — 0,5 Re = 31cal,7150.
- La différence entre ces deux valeurs de Re ne s’élève qu’à 0cal,0027 ; elle provient, sans doute, de quelques décimales arrondies de F15 F2 et H, mais surtout de ce que F2 entre avec le signe -J-dans l’une des équations et avec le signe— dans l’autre. D’ailleurs, les valeurs de Re sont les résultats d’un très grand nombre de calculs dont quelques-uns ne sont et ne peuvent être qu’approchés. Mais, je le répète, la concordance parfaite des deux valeurs numériques de Re ne constitue pas un contrôle, elle est tout simplement une vérification de nombreux calculs.
- § 21. — Contrôle du refroidissement du cylindre pendant l’échappement
- La valeur de Re, déduite de (III) bis , repose sur les phénomènes qui se présentent dans le cylindre pendant la détente.
- Re déduit de (IV) bis repose, au contraire, sur les faits thermiques et dynamiques qui se passent entre le cylindre et le condenseur.
- L’équation (VII), page 367, renferme également Re. Cette équation exprime la relation qui existe entre les observations relevées dans la boîte de distribution et dans le cylindre à la fin de la détente; l’équation (VII) repose donc sur de tout autres données expérimentales que (III) bis et (IV) bis. Cette équation offre ainsi un contrôle des deux valeurs de Re que nous venons de calculer.
- L’équation (VII) donne :
- Re = (MX" - n"r") - AUn - A$abs - a + b. (VII)
- Pour tenir compte de la vapeur des espaces nuisibles, il suffit de se reporter à ce qui a été dit page 400, au sujet de l’équation (II) bis, et d’ajouter mv (qc-\~ pc^ à la chaleur disponible
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- (MX" — n"r"). D’un autre côté, AUw est à remplacer par AIT = /M -f- mv — Fj — F\qn -f- mv pn; enfin, il ne faut pas oublier que
- AIT ne comprend pas toute la chaleur du mélange de vapeur et d’eau que le cylindre devrait renfermer et que (MX" — nV). + mv (% + Pc') a fourni Fi Ne +^c Pc ) etF2/g p \; de
- plus, F{ et F2 ont cédé de la chaleur aux parois, mais cette chaleur fait partie de la réserve Re; une partie a été employée dans les transformations que la vapeur a subies dans le cylindre. L’équation (VII) est donc modifiée comme suit :
- R, = pMX" - n"r") + + PcU - (M + - F, - F,)?„
- + ». P» — F.(+ —+>(+, + VO — ~a+b
- n \ m mmJ V i4 *
- (VII) Ms
- et en remplaçant par les valeurs particulières :
- Re = (213,5903) + 0,4976 — 30,5433 — 125,0304 — 3,0379 — 2,6692 — 19,7384 — 1,85 + 0,5
- Re = 31cal,7187.
- Le plus grand écart entre les trois valeurs de Re que nous venons de calculer ne s’élève qu’à :
- 31cal,7187 — 31cal,7150 = 0cal,0037.
- Ce contrôle ne laisse donc absolument rien à désirer.
- J’adopterai la moyenne des trois valeurs trouvées par les équations (III) bis, (IV) bis et (VII) bis, ou
- Re = gl,^+ 31,7180 +31,7187 = 31ca,7171;=Rj-
- O
- Je ferai remarquer, à ce sujet, que les rentrées tardives H qui entrent dans les deux premières équations ne figurent pas dans (VII) bis.
- A la fin de ce Mémoire, je donnerai, à titre de vérification générale, une quatrième valeur de Re; cette vérification est très curieuse, car elle ne repose que sur les surfaces internes du cylindre, sur la capacité calorifique spéciale des parois et quelques températures de la vapeur en divers points de la course de piston.
- § 22. — Equation de contrôle du travail absolu %o rendu PENDANT l’admission
- Les Ingénieurs qui se sont occupés à régler eux-mêmes des dis-
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- tributions de machines à vapeur savent fort bien qu’en ne comprimant pas la vapeur vers la fin de l’échappement, ou en ne donnant pas d’avance a l’admission, il y a toujours une perte de travail qui provient de ce que, à l’origine de la course de piston et vers le haut du diagramme, la courbe n’est pas perpendiculaire à la ligne atmosphérique.
- A partir , du point de contact du diagramme avec l’ordonnée initiale yi la courbe est toujours plus ou moins inclinée vers l’ordonnée finale yn.
- Plus on donne de compression ou d’avance à l’admission et plus la partie supérieure delà courbe se rapproche de mais en augmentant la compression ou l’avance, on augmente la perte de travailindiquéparlebas delà courbe.
- Je crois qu’on ne s’est jamais préoccupé des causes qui produisent à la partie supérieure des diagrammes une perte de travail, représentée par un petit triangle curviligne. On l’attribue, à tort, à la faible ouverture des lumières ou au laminage par l’orifice d’admission au commencement de la course de piston. Cette raison n’est pas sérieuse car si, à l’origine, l’orifice est très réduit pendant un instant, par contre la vitesse du piston est à peu près nulle, et l’orifice réduit sera toujours assez grand pour laisser passer le peu de vapeur nécessaire au remplissage du cylindre, et par conséquent il ne se produira pas de ce fait une différence de pression sensible entre la boite de distribution et l’intérieur du cylindre, au début de la course.
- Quand on examine attentivement une série de diagrammes, pris sur une même machine, on' s’aperçoit que la courbe qui se détache de l’ordonnée est d’autant moins inclinée que la pression =pCi
- est plus élevée ou que la compression ou l’avance sont plus considérables.
- Tout un ensemble de phénomènes très compliqués interviennent
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- — 436 —
- dans cette question de perte de travail absolu et indiqué pendant l’admission. Cette perte dépend des condensations cachées dans les espaces nuisibles, des échanges de chaleur qui y ont lieu et des fuites de vapeur par le piston.
- Quand les conditions de fonctionnement d’une distribution sont connues, surtout en ce qui concerne les échanges de chaleur, la compression, l’avance ou le retard à l’admission, il est possible de déterminer cette perte de travail et d’établir ainsi un contrôle pour k<Bo déduit des diagrammes et, par suite, pour l’équation (II) bis, elle-même.
- C’est donc la valeur de k%0 qu’il s’agit de calculer avec po mais sans le secours des diagrammes.
- La détermination de la perte de travail vers le haut du diagramme et à l’origine de la course de piston repose sur ce que toute condensation, toute formation de brouillard et toute fuite de vapeur pendant l’admission correspondent à une perte de travail équivalente.
- En nous reportant à l’étude des échanges de chaleur dans les espaces nuisibles, paragraphe 9, nous voyons que, pour porter la vapeur sèche non expulsée de ces espaces de l’état (tc ,<pc,xc
- à l’état (to, po, œo < 1), il faut fournir, avant tout, un poids d’eau we que la vapeur d’admission doit céder par condensation; cette eau me, réunie à la vapeur sèche mv des espaces nuisibles, devra être sou-
- p
- mise à une transformation sous volume constant.
- La condensation du poids de vapeur me est cause d’une première perte de travail ou de chaleur :
- meAPoUo-
- Quant à la modification sous volume constant du mélange -f-mv y nous avons vu qu’elle exige une quantité de chaleur :
- % = (me + + mvpPo — mvp?Ci-
- Cette chaleur est cédée par la vapeur d’admission et transmise par le diaphragme, paragraphe 9. La cession des Q^ calories provoque, dans la vapeur qui afflue de la boîte de distribution, une
- condensation équivalente à un poids de vapeur sèche —, d’où
- ' %
- une nouvelle perte de travail :
- ÿj~-P n- APoUo‘
- A —9o
- Il convient d’ajouter que, pendant les deux condensations de
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- me et de ÿr111— , aucun travail externe ne peut être rendu, car
- la transformation de me a lieu sous volume constant ; tout ce qui en résultera, c’est un poids de vapeur sèche m'v à (to, p^ et un poids d’eau m' d’eau pour remplir les espaces morts.
- Mais la présence de cette vapeur rri dans les espaces nuisibles est cause d’une condensation équivalente et d’une perte de travail
- K/fVV
- Reste à déterminer la perte de travail occasionnée par les fuites Ft ; quelques ' explications préliminaires sont indispensables ici.
- Il est impossible de trouver la valeur exacte de la chaleur équivalente au travail résultant des pertes de vapeur et d’eau Fj, et voici pourquoi : On ne connaît pas la loi suivant laquelle les fuites traversent le piston depuis l’ordonnée y2 du1 diagramme jusqu’à ys du commencement de la détente. Si les fuites s’échappaient en totalité et brusquement à une ordonnée moyenne y , la chaleur
- équivalente au travail ainsi perdu serait ¥ixokpo uo . Si, au con-
- m m
- traire, les fuites passaient, d’une manière régulière et continue, à travers le piston, on aurait 1/2 FarA© u . Mais le diagramme
- moyen (Planche I), indique clairement, par le petit crochet et la chute de pression aux environs de l’ordonnée y2, qu’une bouffée de vapeur assez considérable passe en cet endroit d’un côté du piston à l’autre, et que le reste des fuites s’échappe d’une manière plus ou moins régulière de y2 à ys, de sorte que le travail ainsi perdu est :
- < FikAlVk et > V2 Fin0Ap0u0.
- Or, le travail que pourrait rendre le poids de vapeur m'v entre
- O
- le diaphragme et le piston, arrivé à la fin de l’admission, correspond à
- mv0APoUo-
- En tenant compte de toutes les pertes énumérées plus haut, on trouve :
- - < -
- (me + mv \(q0 — qc\ + m'v Po — mv P V . pj\ v p p 1
- — ( > 1 /2 F 1x0Ap0u0 )
- 'h
- Ap v,
- J i) O
- Bui.l.
- 30
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- et en réduisant par --r,—-—,
- *
- A&o = (mVo — (me + j,r^_q + m'v^jKp0u0 — (> \/VPxxQkp0u0) (YI)
- C’est l’équation (YI), page 367 ; je l’ai donnée sous une forme un peu différente en 1884. (Voir Degré d'exactitude des données d'observations d'un essai de machine à vapeur, page 13.)
- § 23. — Contrôle du travail absolu %q de l’essai du 25 août 1870
- Le travail absolu rendu pendant l’admission est de ©o=3189,2 kgm par coup de piston, et A^o = 7cal,5215, page 376; ces valeurs sont approchées en moins, à 0,607 0/0 près, et ont été calculées parla formule de quadrature de Poncelet. Pour obtenir ces résultats, j’ai partagé l’ordonnée ys, comptée à partir du vide absolu, en 10 parties égales par des lignes ou abscisses parallèles à la ligne atmosphérique du diagramme moyen. La base est ainsi ys et les ordonnées sont les abscisses œlf x2, a?3,...xir La vraie valeur de A$o
- est comprise entre A^o == 7caI,5215 et ACB0 = 7,2515 -f- 0,00607 x 7,5215 ou A£o = 7cal,5672.
- Nous allons vérifier ce résultat par l’équation (YI).
- AS0 =
- dans laquelle :
- m'v = 0,214605 kg, page 375.
- X"
- %
- + K ) Ap0uo — (> 1/2F^0AP0u0)
- mv
- me = —- — mv — 0,012474, pages 375, 396.
- Xo P
- Qp __ C”8 mvp)(q° ~ 9h) + Æ°Po ~~ ®Vci _ 0,9489 + 4,4243 — 0,4435
- V — qo~ X" —^ ~ 650,176— 135,251
- = 0,009574 kg.
- m'v = 0,009428, page 375.
- . 1/2 F^Ap0u0 = 0,2863. et
- A£o=(0,214605—(0,012474+0,009574+0,009428))42,895—(>0,2863).
- A£>0 = 7cal,5690, au lieu de 7cal,5215 donné par le diagramme moyen.
- La vérification ne laisse donc rien à désirer.
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- § 24, — État physique de la vapeur non expulsée
- DES ESPACES NUISIBLES
- Dans les discussions qui précèdent, j’ai supposé que la vapeur qui reste emprisonnée dans les espaces nuisibles, au commencement d’une nouvelle course de piston, est parfaitement sèche et, jusqu’à présent, l’hypothèse de la parfaite siccité de cette vapeur n’a pas encore été contredite par aucun des résultats que j’ai discutés.
- Il est bien entendu que cette vapeur des espaces nuisibles ne serait plus sèche, si la distribution présentait de la compression ou de l’avance à l’admission, ce qui n’est pas le cas dans l’essai du 25 août 1870, page 394.
- Cette question de l’état sec ou humide de la vapeur des espaces nuisibles a donné lieu à des discussions très vives, il y a quelques années, entre MM. Zeuner et Hirn. Je ne veux pas examiner ici la valeur des arguments avancés par ces adversaires; les raisons données de part et d’autre ne m’ont pas paru très probantes.
- Je reprendrai cette question à d’autres points de vue.
- A la lin de la détente, le poids d’eau présente dans le cylindre est de me z= 0,071267 kg, page 426. J’ai dit que cette eau est en
- n
- partie arrachée des parois ou entraînée par le vif courant de vapeur qui se précipite dans le condenseur, et en partie vaporisée, grâce à la réserve de chaleur Re, page 429. S’il n’en était pas ainsi, cette eau serait refoulée ou repoussée par les segments du piston et, à la fin de l’échappement, on la trouverait dans les espaces nuisibles mêlée à la vapeur sèche mv = 0,000845 kg, c’est-à-dire que ces
- p
- espaces renfermeraient un mélange de vapeur et d'eau dont le poids total serait
- mv +me = 0,000845 + 0,071267 = 0,072112 %
- à (te’Pc> æc — —r— < 1Ni;
- VC1 C1 C1 rnv + me J
- p n
- mais, dans ces conditions, les équations (II) et (VI) conduiraient à de sérieuses contradictions.
- En effet, me = 0,071267 kg étant beaucoup plus grand que l’em-
- prunt cl’eau me—z 0,012474kg, page438, auquel nous avons dû re-
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- courir pour satisfaire aux exigences de la modification de fmv -fl wifj
- sous volume constant, cet emprunt devient complètement inutile. Mais, pour que me ne puisse pas s’accumuler de coup de piston
- n
- en coup de piston, ou pour que le cylindre soit continuellement débarrassé de cette eau, sous une forme ou sous une autre, il faudra que la vapeur qui afflue pendant l’admission transforme (mv -f- m-e \ en un autre mélange dans lequel la proportion de va-
- \ p n)
- peur serait :
- mv -J- me M -fl my -J- me — Fx — H
- p n p n
- 0,224039
- “ 0,3576 -fl 0,000845 -fl 0,071207 — 0,018856 — 0,023089
- = x"0 = 0,57777 et m"v = x"0fmv -fl me \ = 0.041664 kg-,
- ' P \ P n)
- et comme mv devient ainsi plus grand que m' = 0,009428 kg, à la p r p
- même pression^, il en, résulte que m'v débordera les espaces nui-
- p
- sibles; ce serait une première contradiction avec la forme en pointe, en yt, du diagramme moyen.
- J’ai adopté les valeurs de F., et de H, déterminées plus haut; d’abord, parce que ces quantités ont déjà été vérifiées plusieurs fois, et, en second lieu, parce que l’introduction de m dans les
- n
- équations qui nous ont servi à trouver F1 et H diminuerait un peu ces valeurs, ainsi qu’il est facile de s’en convaincre en examinant attentivement les équations des paragraphes 7 et 9, et le rapport^ lui-même. ,Or, si dans le calcul ci-dessus F{ et H diminuent, æ"o et m"v diminuent aussi, ce qui donne plus de force à la démonstration
- vp ...
- que nous poursuivons ici, ainsi qu’on le verra plus loin.
- Le poids de vapeur m" — 0,041664 kg que nous venons de trou-
- p
- ver est celui qui doit résulter de la transformation de (m -fl m V
- \ p «/
- en passant de (tc , pc , xc^ à (to, po, aQ; mais cette transformation
- ne pourra pas avoir lieu sous volume constant, comme à la page 396, car. le poids me ne sera pas, généralement, dans le rapport voulu
- n
- avec mv , pour répondre aux exigences d’une transformation de ce
- p
- genre; puis, n’oublions pas,que m" étant plus grand que mv , le
- p P
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-
- poids de vapeur m" dépassera les limites des espaces nuisibles ; le
- p
- volume ne restera donc pas constant.
- Voici comment il faut opérer :
- 1° Par une première transformation sous volume constant, on portera
- / m \
- le mélange («yf «g de («., p,. g a I \.
- \ VP 6)1 J
- 2° Puis, par une secondé modification sous pression constante V. = e. on poussera de (lo, ft, x'0) à (to, Vo, x0).
- Nous allons effectuer ces deux transformations, chercher les dépenses de chaleur qu’elles exigent et nous rendre compte des changements qu’elles apportent à l’équation de contrôle (VI) du travail pendant l’admission. En comparant le résultat ainsi obtenu au travail constaté par le diagramme moyen, nous verrons que la présence de me dans les espaces nuisibles conduit à une
- n
- contradiction très sérieuse.
- Occupons-nous, en premier lieu, de la modification sous volume constant; elle exige une quantité de chaleur Q" donnée par:
- Q; = (mv + me )(% — CJc) +X Po — mv ?cA \ P nj\ U p p 1
- = (0,000845 + 0,071267)(135,251 — 64,004) +.0,009428 X 469,275 — 0,000845 X 524,899
- = 5,1378 + 4,4243 — 0,4435 = 9cal,1186 = Q".
- La transformation sous pression constante p0 — c demande une dépense de chaleur qui' s’élève à :
- q; c = (mv — m; y0 = (0,041664 — 0,0094281512,170
- 10 \ p p)
- Q" =M“',S103.
- * O
- Q", qui est employé à remplir les espaces nuisibles de vapeur à p0, ne produit aucun travail externe.
- Q" = c, en vaporisant de l’eau sous po7 rend au contraire un
- travail externe donné par (rri'v — mv y\ipuo, car, ainsi que nous l’avons déjà fait remarquer, m" dépasse les limites des espaces
- p
- nuisibles.
- Mais ces deux quantités de chaleur, que la vapeur venant de la boite de distribution devra fournir, exigent une certaine conden-
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- sation contre le diaphragme (voir paragraphe 9), et cette condensation fait perdre un travail correspondant :
- “F- — e
- La formation du poids de vapeur m"v entraîne une autre con-
- p
- densation dans le cylindre et une nouvelle perte de travail :
- K APoUo-p
- Enfin, les fuites interviennent comme plus haut, et en raisonnant comme aux pages 436 et 437, on trouve pour la chaleur équivalente au travail absolu rendu pendant l’admission et, dans l’hypothèse où me n’est pas entraîné ou vaporisé pendant l’échap-
- n
- peinent :
- / /QJ + Q"_c \\
- a®; = i---^ + KJ
- — (>l/2F1æ0Ap0u0)
- A.%"0 = 6,6661 -i- 0,2358 = 6cal,4303
- au lieu de
- A<$0 = 7,5215
- que nous a donné le travail réel déduit des diagrammes.
- Il a été dit, page 440, que A<50 = 6cal,4303 est un maximum,, par suite de la modification de F1 et de H qui résulte de me ; la
- n
- différence entre A^o et A6" est au minimum de
- A£0 — A$" = 7,5215 — 6,4303 = lcal,0912.
- Une erreur aussi considérable n’est pas admissible dans un essai de machine à vapeur durant lequel les observations ont été relevées avec soin, et les vérifications que j’ai déjà développées et celles qui vont suivre m’autorisent à condamner et à écarter tout résultat et toute hypothèse qui aboutissent à une erreur aussi considérable que celle que nous venons de constater.
- Mais, dira-t-on, peut-être, si la totalité de me , supposé présent
- n
- dans les espaces nuisibles, conduit à des contradictions, rien ne prouve qu’une fraction, grande ou petite, de me ne puisse justi-
- n
- fier AS0.
- Il n’en est pas ainsi ; tout ce qui résultera de la diminution
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- de me , c’est un accord de plus en plus satisfaisant de A©" avec À^o, au fur et à mesure que me (supposé présent dans les espaces
- i n
- morts) diminuera, et ce n’est qu’en supposant m =0 que l’on
- n
- obtiendra une vérification satisfaisante.
- D’ailleurs, une autre raison sérieuse vient à l’appui de la parfaite siccité de la vapeur emprisonnée dans les espaces nuisibles. En maintenant me dans ces espaces, que deviendra le refroidis-
- n
- sement par l’échappement Re? Il est évident que, pendant l’échappement, le cylindre doit se refroidir de peu ou de beaucoup et, à la faveur d’une chute de température, me sera vaporisé en partie
- n
- ou en totalité, sinon que devient la réserve de chaleur Re, si m
- n
- n’est pas vaporisé? Les parois internes du cylindre resteront à tn = 94°,693, et à la course suivante, la vapeur d’admission, au lieu de se condenser sur des surfaces à t = 82°,622, se précipi-
- m
- tera sur des surfaces à tn = 9¥,693; la valeur de ces dernières objections résultera des discussions des chapitres IY et Y. L’effet produit serait celui d’une enveloppe qui ferait passer dans les parois une somme de chaleur Re.
- L’hypothèse de la parfaite siccité de la vapeur des espaces nuisibles me paraît justifiée dans le cas où il n’y a ni avance à l’admission ni compression vers la fin de l’échappement.
- Si la distribution présente de l’avance à l’admission, il faudra déterminer la quantité de vapeur qui se condense contre les parois du cylindre et des espaces nuisibles, avant que le piston n’ait atteint l’extrémité de sa course ; nous pourrons calculer le poids de vapeur précipitée quand nous connaîtrons le coefficient de condensation.
- Quand il y a compression, la question est plus compliquée; j’y reviendrai plus loin.
- § 25. — Contrôle du poids de vapeur condensée dans la tuyauterie (eau dite entraînée)
- Pour compléter l’analyse et les vérifications de l’essai à vapeur saturée du 25 août 1870, je veux contrôler la quantité de vapeur condensée dans la tuyauterie, depuis la chaudière jusque dans l’intérieur de la boîte de distribution ; cette vapeur condensée a
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- été appelée à tort eau entraînée. L’eau constatée dans les boites à tiroirs ne provient pas d’un entrainement d’eau vésiculaire de la chaudière, mais du refroidissement externe de la tuyauterie.
- La proportion d’eau 1 — x" ou de vapeur x" dans les boîtes de distribution est donnée par l’une ou l’autre des équations (I) ou (Y), page 366, soit par :
- 1 - yr- = œ" M
- ou par :
- 0,3955(£ — t"))
- UJ _u(âp — 2P" + g — g")
- u"ÇàP - P") 1 j
- (MX" - n"r") = (M' — M)(6n — 0O) + M0n + M'e — A(M' — M)Pa —
- + A£. +
- (V)
- Par la première, nous trouvons :
- n" _ „ _ 0,40869(4 X 468,7235 — 2 X 462,1288 -f 148,9030 — 144,4911 M X ~ 0,46682(3 X 458,7233 — 462,1288)
- 1—— = X = 0,89541,
- M
- et :
- n” = M(1 — 0,89541) — 0,3576 X 0,10469 = 0,037401 kg = n".
- Ce sont les chiffres donnés page 375.
- Passons maintenant au calcul de n" par l’équation (V) qui repose sur des valeurs complètement différentes de celles qui entrent dans l’équation (I).
- A ce sujet, je dois rappeler que .s représente le petit refroidissement que l’eau chaude de condensation M' a éprouvé entre la pompe à air et la bâche ou réservoir dans lequel cette eau a été recueillie’; l’eau de condensation M' se rend dans ce réservoir en s’écoulant par un gros tuyau en fonte de 0,190 m de diamètre extérieur et d’un développement de 2,50 mk 3 m; il est certain que la température de cette eau a dû baisser un peu. .
- Cette petite chute de température n’a pas été mesurée pendant mon essai du 25 août 1870. Nous verrons tout à l’heure comment on peut déterminer e et, plus loin, nous donnerons un contrôle très curieux de cette petite quantité.
- Pour vérifier n” déduit de (I), on posera, en réservant le terme Mre de (Y) :
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- MX"
- (M' - M)(On - 60) + M0„ - A(M' - M)
- Va—Pc
- - ASi
- „ _ 232,5029 — [178,8900 + 15,4948 — 0,1451] — 15,2567 — 1,85
- 505,685
- M's
- n" — 0,041837 kg — ^ , au lieu de n" = 0,037401 donné par (I)
- oUo,ooo
- S N
- Mh
- r'
- Avant tout, je ferai remarquer que ces valeurs de n” ne conduisent pas à une contradiction.
- Mais il faudrait connaître e pour pouvoir calculer n" par l’équation (Y), et s n’ayant pas été relevé pendant l’essai du 25 août 1870, nous devons renoncer à un contrôle direct de (I) par (Y).
- Cette vérification étant impossible, nous la remplacerons par une autre : Dans l’essai à vapeur surchauffée du 30 septembre 1871, dont l’analyse est exposée dans le chapitre suivant, nous n’avons pas à nous préoccuper de l’eau dite entraînée n", car la vapeur arrive à l’état très surchauffée dans les boîtes de distribution, donc n"=0. L’équation (Y) ne renfermera donc pas le terme n" et pourra servir à déterminer e.
- Mais alors il se présente une autre vérification très délicate pour l’ensemble des essais du 25 août 1870 et 30 septembre 1871 ; le premier de ces essais ayant été fait avec de la vapeur saturée et le second avec de la vapeur surchauffée.
- Yoici comment se présente ce contrôle :
- Dans l’essai à vapeur saturée du 25 août 1870, le poids M" — 7,2967 kg d’eau chaude de condensation par coup de piston est arrivé dans le réservoir, où elle a été recueillie, à la température 8n = 43°,33, et elle a quitté le condenseur ou la pompe à air à Qn -j- s, e étant la perte de température que cette eau a subie dans le gros tuyau d’évacuation. Gomme £ est évidemment très petit, nous pouvons supposer, pour un instant, que la température de cette eau est à 8n = 43°,33.
- Dans l’essai à vapeur surchauffée, le poids d'eau chaude Mr est presque le même, soit M' = 7,7323 kg par coup de piston; mais elle est arrivée dans le réservoir à 30°,91, c’est-à-dire à une température sensiblement inférieure à celle de l’essai du 25 août 1870. Appelons e' la petite perte de température entre le condenseur et le réservoir.
- Il est évident que, dans le parcours du tuyau en fonte, l’eau M' a dû se refroidir davantage, alors que sa température était
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- de 0n = 43°, 33, que lorsque cette température n’était que de 6n = 30°,91, le 30 septembre 1871.
- Il faut donc que s > e\ *
- Gomme ces deux valeurs sont très petites, on voit que le contrôle que nous allons développer devient extrêmement critique. Non seulement, dans des essais peu exacts, e et t pourraient devenir négatifs, ce qui constituerait une contradiction formelle, mais e, au lieu d’être plus grand que e, pourrait devenir plus petit que s'.
- Si donc, dans l’équation page 404, et déduite de (Y), ou
- n" = 0,041837 kg
- M'e
- 505,683
- nous posons n" — 0,037401 kg, valeur Urée de (I), page 404, nous trouvons :
- £
- (0,041837 — n")r' W
- (0,043817 — 0,037101)505,685 7,2ü67
- = 0°,307 = e.
- Ainsi, non seulement e est positif, mais encore très petit; nous verrons plus loin, page 469, ce que devient e dans l’essai à vapeur surchauffée du 30 septembre 1871.
- § 26. — Refroidissement de la tuyauterie depuis la chaudière
- JUSQUE DANS LES BOITES DE DISTRIBUTION
- Le refroidissement externe de la tuyauterie joue un rôle très important dans l’étude des phénomènes que présentent les moteurs à vapeur.
- Les expérimentateurs et les auteurs ont complètement négligé cette question jusqu’à ce jour.
- On a toujours admis que la vapeur, à la sortie des chaudières, emporte une proportion assez considérable d’eau dite entraînée que l’on a transportée telle quelle dans les boîtes de distribution, sans s’inquiéter du refroidissement très notable qu’éprouve la vapeur-dans la tuyauterie, depuis le générateur jusques et y compris les boîtes de distribution.
- J’ai déjà appelé l’attention des ingénieurs sur le refroidissement de la tuyauterie (*) dans d’anciennes publications remontant à 1874
- (*) Voir : Bulletin de la Société industrielle de Lille, mars 1874, p. 138 et 139. — Détermination de l'eau entraînée par une méthode thermométrique, 1883, p. 4. — Degré d’exactitude des données d’observation d'un essai de machine à vapeur, 1884, p. 7, et Vérification d'une série d'essais sur une machine de Woolf, 1885, p. 5, 6, etc.
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- _ 447 —
- et d’autres plus récentes. Dans le dernier Mémoire, cité au bas de la page précédente, j’ai démontré que la vapeur sort parfaitement sèche de la chaudière, ce que MM. Yinçotte, Bôcking, de Reiche ont prouvé de leur côté. C’est le refroidissement externe de la tuyauterie qui provoque des condensations, prises pour de l’eau . entraînée de la chaudière*
- Il est même très facile de calculer le nombre de calories perdues par la vapeur dans son trajet de la chaudière jusque dans l’intérieur des boîtes de distribution.
- En effet, si un essai est complet, c’est-à-dire si l’état physique de la vapeur a été déterminé aux cinq points principaux énumérés page 365, on connaît immédiatement la chaleur disponible de la vapeur sèche à la sortie du générateur, soit MX, et celle du mélange de vapeur et d’eau dans la boite de distribution ou (MX" — n"r”).
- La différence' entre ces deux quantités de chaleur disponible, par coup de piston, est évidemment égale à la perte de chaleur due au refroidissement externe de la tuyauterie et des parois de la boîte à tiroir. En désignant ce refroidissement par Q", on trouve :
- Q" = MX — (MX" — ri'r") ou
- MX = (MX" — n"r") + Q" (IX)
- On pèsera tout aussi facilement l’équation suivante :
- Q"— MX— |jM'—M)(ô, — 60) + M6B+M'e — A(M'—AFi+2NJ (XIII)
- Cette dernière équation pourra servir à contrôler à (IX), et à trouver le refroidissement externe de la tuyauterie, dans le cas où la température t" et la pression p" n’auront pas été relevées dans la boîte de distribution.
- L’équation (IX) conduit à :
- Q" = MX — (MX" — n"r") = 0,3576 X 651,489 — (213,5903) ,
- Q" = 232,9725 — (213,5903) = 19cal,3822 = Q".
- A titre de contrôle, cherchons Q" par l’équation (XIII) : Q"=232,9725—[178,8900+15,4948+2,2401—0,1451+15,2567+1,85]
- Q"= 232,9725 — 213,5865 = 19cal,3860 au lieu de 19cal,3822.
- Ce nouveau contrôle ne laisse donc rien à désirer ; il rentre dans celui de n" et de e par (I) et (Y).
- Au sujet de la valeur très considérable du refroidissement externe de la tuyauterie, dans mon essai à vapeur saturée du 25 août 1870, je tiens à présenter une observation très importante.
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- Dans la machine à vapeur du Logelbach, il est très facile d’alimenter le cylindre avec de la vapeur saturée ou surchauffée (*). Il suffit de la manœuvre fort simple de deux registres, pour diriger la fumée très chaude de l’extrémité du carneau inférieur de la chaudière dans la chambre de surchauffe ou dans le carneau supérieur du générateur. Dans ce dernier cas, la surchauffe est condamnée et la vapeur, tout en traversant les tuyaux surchauffeurs, reste saturée. C’est ainsi que j’ai opéré le 25 août 1870. Mais on a profité de cette circonstance pour nettoyer et ramoner la chambre de surchauffe et ses tuyaux, de sorte que ces derniers ont été exposés à un courant d’air pendant toute la durée de l’essai. Comme on peut le voir dans le Bulletin de la Société industrielle de Mulhouse, la vapeur saturée a ainsi traversé un tuyau d’environ 60 m de développement et d’un diamètre extérieur de 0,190 m et dont une faible partie seulement (2 à 3 m de longueur) était protégée, contre le refroidissement externe, par une couche de terre glaise. Il n’y a donc rien d’étonnant à ce que le rayonnement ait causé une perte de Q" — 19cal,3860 par coup de piston ou par seconde, car le moteur faisait environ 30 tours par minute.
- Je reviendrai à cette question dans l’analyse de mon essai à vapeur surchauffée du 30 septembre 1871.
- Q" est une valeur très importante qui permet d’établir rapidement un certain nombre d’équations nouvelles pour contrôler les données expérimentales d’un essai de machine à vapeur.
- Les quatre équations fondamentales (I) à (IV), page 366, ont déjà fourni un grand nombre de ces équations, dans lesquelles entrent à peu près toutes les observations d’un essai ; mais nous n’avons pas encore fait intervenir Q" et la chaleur disponible dans la chaudière ou MX, si ce n’est dans les équations (IX) et (XIII).
- S’il s’agit d’établir une relation entre la chaleur disponible dans 1 la chaudière et les valeurs expérimentales qui se rapportent à la fin de la détente, il suffira de remplacer dans l’équation (VII) (MX" — n”r") par MX — Q", et l’on trouve immédiatement :
- MX - Q" = AU* + AFabs + a - 6 + Re. (XIV)
- On passera de même de la chaleur disponible dans le générateur et les données d’observations correspondantes à la fin de l’admission, en posant :
- MX - Q" = AU0 + mc(X" - g0) - bQ + A60 (XV)
- (*) Voir Extrait des Bulletins de la Société industrielle de Mulhouse, avril et mai 1867.
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- et ainsi de suite, sauf corrections des fuites par le piston et rentrées tardives par le tiroir.
- §27. — Accroissement de la chaleur disponible dans la boite
- DE DISTRIBUTION, EXIGÉ PAR LA RÉINTÉGRATION DES FUITES Ft DANS LE CYLINDRE.
- Connaissant Q" ou le refroidissement externe de la tuyauterie, nous pouvons reprendre la question de la réintégration des fuites Fx dans le cylindre et examiner, s’il est possible, dans les conditions de marche du moteur, de maintenir les pertes de vapeur et d’eau dans le cylindre et au prix de quelle dépense de chaleur. -
- Nous avons vu, en effet, dans les paragraphes 15 et 16, que la réintégration de ces fuites exige un accroissement de chaleur disponible dans la boîte de distribution. Mais comment obtenir cette augmentation de chaleur, sans modifier la pression dans la chaudière et dans les boites à tiroir, ce qui troublerait complètement les conditions de fonctionnement de la machine, notamment les condensations contre les parois et par suite la pression px ?
- On vient de voir, dans le paragraphe précédent, que le refroidissement externe de la tuyauterie ou Q" — 19cal,3860 est très considérable. Si l’augmentation de chaleur exigée n’était pas très élevée, on pourrait obtenir cet accroissement de chaleur par une meilleure protection de la tuyauterie contre le refroidissement externe, ce qui permettrait de maintenir constante la pression p”\ il n’y a que la proportion de vapeur condensée- dans la tuyauterie qui diminuerait.
- L’accroissement de la chaleur disponible dans les boîtes à tiroir est égal à la somme des travaux de compression déterminés dans le paragraphe 16, diminuée de la chaleur qu’il faut soustraire pendant ces compressions, soit :
- Ql'i370=c II’ Pa8e ‘
- D’un autre côté, pour pousser les fuites F! de (t , p , x \ à
- \ cm 'in c)nJ
- (t , p , x\, il a fallu fournir
- \ m °)
- Fl(q0 — Vc + æoro — xc rc ) calories, page 418.
- La somme totale de chaleur à trouver pendant la réintégration des fuites Fj dans le cylindre, est de :
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- PAEFi)*0=c + (A^(, +F,r0)*0=c %*=c QM+mPp-H]
- ' +F<^-^ + V’om-V^)
- et en réduisant :
- [F.(î. ~%m + *»(?»- P.„) + (M + m.„ - H)(ï«-ï,> + ®.)(P»-P.)]
- = [0,0303 + 0,3549 — 0,99 PI] + 6,2030 = 6cal,5693.
- Ainsi, l’accroissement de chaleur disponible dans la boîte à tiroir, exigé par la réintégration des fuites Ft, s’élève à 6cal,5693, c’est-à-dire qu’il faut disposer, par coup de piston, de :
- (MX" — ri'r") + 6,5693 = (213,5903) + 6,5693 = 220cal,1596.
- Les 6cal,5693 sont faciles à trouver; en effet, nous avons vu dans le paragraphe 26 que le refroidissement de la tuyauterie fait perdre 19cal,3860 = Q" par coup de piston; en réduisant la longueur de la tuyauterie, et surtout en protégeant les tuyaux contre les rayonnements externes, on trouvera les 6cal,5693 exigées.
- Pour savoir de combien il faut réduire la proportion de vapeur condensée dans les tuyaux, désignons par n"la nouvelle quantité d’eau présente dans les boîtes à tiroir et posons :
- (MX" — n/') — (MX" — n"r") = 6cal,5693
- A KAQQ
- ni = n" — = 0,037401 — 0,012991 = 0,024410 kg
- et
- M
- 0,024410
- 0,3576
- 6,83 0/0 au lieu de — = 10,459 0/0, page 375.
- Il est facile de réduire la proportion d’eau condensée dans les tuyaux à 6,83 0/0, et même à moins.
- Nous venons de supposer que la température t" = 143,2 reste constante ; il n’en sera certainement pas ainsi, à moins de faire varier la pression dans la chaudière ; puis la diminution de n* modifiera les condensations dans le cylindre, et tout le fonctionnement du moteur sera légèrement modifié. Je ne pousserai pas plus loin cette question. Je discuterai plus tard un cas semblable.
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- § 28. — Résumé de l’analyse de l’essai a yapeur saturée du 25 août 4870
- Critique des analyses d’essais incomplets et non vérifiés.
- L’essai du 25 août 1870 est complet, c’est-à-dire que toutes les observations ont été relevées pour déterminer l’état physique de la vapeur et de l’eau aux cinq points principaux du parcours de la vapeur, depuis la chaudière jusque dans le condenseur et le réservoir dans lequel l’eau chaude de condensation a été recueillie et mesurée. Une seule observation n’a pas été relevée, c’est la température de l’eau dans le condenseur, ce qui a nécessité le calcul de la chute de température e.
- Tous les résultats d’observation rentrent dans l’une ou l’autre des quatre équations fondamentales (I) à (IV), page 366, qui servent à passer de l’un des cinq points principaux de la vapeur au suivant.
- J’ai établi un certain nombre d’autres équations qui servent à calculer quelques valeurs importantes ou à contrôler des résultats d’observation.
- Des quatre équations fondamentales, la plus importante c’est l’équation (II). C’est par l’examen de cette équation qu’il faut commencer la discussion d’un essai de machine à vapeur. Dans cet examen, on peut substituer l’équation (VIII) à (II), page 377, et on acquiert ainsi la certitude absolue que la somme des deux termes AUo + me(\" — qj) est trop petite, non seulement par rapport à la chaleur disponible dans la boîte de distribution, mais encore par rapport à la chaleur recueillie dans le condenseur.
- Dans cette première étude, la vapeur condensée dans la tuyauterie a été calculée par l’équation (I) et contrôlée plus tard par (V).
- En tenant même compte de l’échange de chaleur dans les espaces nuisibles, les premiers membres des équations (II) et (VIII) ne restent pas moins plus petits que les seconds.
- Si le premier membre de (II) ou de (VIII) était de quelques dixièmes de calorie plus grand que le second, ce serait la preuve certaine qu’un ou plusieurs résultats d’observation sont faux, et tout l’essai serait à condamner.
- Si le premier membre de (II) ou de (VIII) était égal au second, correction faite des échanges de chaleur dans les espaces nuisibles, le piston serait parfaitement étanche et il n’y aurait pas de rentrées
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- tardives par le tiroir Dans ces conditions, l’analyse d’on essai de machine à vapeur serait vite terminée et ne présenterait guère de difficultés. Il n’en est jamais ainsi.
- Ayant vérifié, par l’équation (Y), la valeur de l’eau condensée dans la tuyauterie et la chaleur correspondante au travail externe rendu ou À£0 par l’équation (YI), on pourra examiner les résultats numériques des autres équations (III), (IV), etc. Dans toutes ces équations, on constatera des contradictions, si les données expérimentales ' ne satisfont pas à l’équation (II). Il faudra donc passer à la détermination des fuites par le piston pendant les périodes de l’admission et de la détente. Ces valeurs obtenues, on les vérifie par les équations de la page 423; si H devient nul, on sera fixé sur les valeurs de F* et de F2.
- Il peut se présenter un cas particulier que je n’ai pas eu à examiner : Les fuites lq par le piston pourraient être nulles, et les tiroirs d’échappement pourraient ne pas être étanches. Dans ce cas, les termes de correction des condensations de F) s’annuleraient, ainsi que ceux qui se rapportent à la chaleur interne Fj (qc -j- xc pc \ et FJq -f- xc pc \ que les fuites apportent au
- condenseur, et il faudrait tenir compte de la chaleur que les fuites par le tiroir d’échappement lancent dans le condenseur. Dans ces conditions, la discussion d’un essai de machine à vapeur serait très laborieuse, car il faudrait s’assurer s’il y a fuites par le tiroir d’échappement, ou par le piston, ou par les deux à la fois.
- Les fuites F15 F2 et les rentrées tardives H doivent être vérifiées par les trois équations (III), (IV) et (YII), pages 431 à 434, qui expriment le refroidissement par l’échappement Rq enfin Fi sera
- encore contrôlé par l’équation (YI) qui pourra décider avec (IV) s’il y a fuites par le piston ou le tiroir d’échappement.
- Cette équation (YI) nous a permis de démontrer que la vapeur non expulsée des espaces nuisibles ne renferme pas d’eau.
- Enfin, la détermination du petit refroidissement £ de l’eau de condensation, entre le condenseur et le réservoir installé à la suite de la machine, apporte une vérification très critique d’un certain nombre de valeurs qui entrent dans les calculs (§ 25), et, ainsi que nous l’avons annoncé, cette vérification sera complétée, dans le chapitre suivant, par l’essai à vapeur surchauffée du 30 septembre 1871.
- Tous les résultats de cette longue analyse de l’essai à vapeur saturée du 25 août 1870 ont été contrôlés les uns par les autres.
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- — m —
- Il importe de se rendre compte des erreurs que l’on peut commettre en négligeant les fuites par le piston, les admissions tardives par le tiroir et quelques autres quantités qui doivent intervenir dans les quatre équations fondamentales (I) à (IV), et toutes celles qu’on en peut déduire.
- Nous avons trouvé, pages 424 et 425 :
- Fj = 0,018856 kg, soit ^ = 5,27 0/0 de la consommation
- M U,c5o/b de vapeur et d’eau.
- F, = 0,018510 kg, soit ^ = 3,18 0/0 -
- H = 0,023089 kg, soit / = = 6,46 0/0 —
- M 0,dOi6
- Ne considérons, pour le moment, que les fuites et les rentrées tardives H ; la somme de ces quantités s’élève à 1/1,73 0/0 de la consommation totale M = 0,3576 kg par coup de piston.
- Cette somme n’est pas négligeable ; c’est la somme de vapeur et d’eau qui manque dans le cylindre à la fin de l’admission ; l’erreur qui en résulte devient.très grave quand il s’agit de déterminer les condensations contre les parois internes du cylindre et du piston.
- En effet, admettons pour un instant que la quantité d’eau dite entraînée n'r soit exacte, et nous sommes loin de compte quand on calcule cette valeur, comme on l’a toujours fait,' en négligeant,
- dans l’équation (V), les quantités 2N, MA, A (M' — M) ——— , et
- A
- en introduisant dans cette équation Ma au lieu de (MX" — ri'r*) ; puis, en prenant pour la chaleur absorbée par les parois mcro, on commet plusieurs erreurs :
- 1° mc n’est pas égal à (M — n"~ m ), mais à une quantité beaucoup plus petite, ainsi que nous l’avons fait voir en plusieurs endroits.
- 2° La chaleur rendue par un kilogramme de vapeur à (£", p"), qui se condense à (t0, p0) n’est pas romaisX"—qo.
- En calculant m r avec les chiffres de la nage 35, on trouve : mcr0 = 0,096160 X 512,170 = 49cal,2503, tandis que la vraie valeur de la chaleur absorbée par les parois de l’admission n’est même pas égale à 36cal,1769, maximum trouvé, page 430, car une, petite fraction de ces 36cal,1769 passe dans une
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- portion des parois latérales correspondant à la détente, de sorte que l’erreur commise est au minimum de 49,2503 — 36,1769
- 36,1769
- 36 0/0
- On se demandera, sans doute, comment une erreur aussi importante a pu passer inaperçue dans les nombreuses analyses d’essais de machines à vapeur publiées jusqu’à ce jour.
- C’est ce qu’il s’agit d’examiner.
- Revenons aux équations (III), (IV) et (VII), dans lesquelles il n’est pas tenu compte des échanges de chaleur dans les espaces nuisibles et dans lesquelles les fuites Ft, F2 et les rentrées tardives H sont négligées.
- On a toujours tiré Re de (III), et même on y a toujours négligé a et 6S; on trouve ainsi :
- R. = (AU„ + mj\- q0j) - AU,, - AÇS - a + h = (203,0169) —169,0478 —12,2169 — 1,86 + 0,372 Re = 30cal,2742.
- Passons à Re déduit de l’équation (IV) :
- R = (M'-M) (8,0o)+M9„+M'e - A(M'-M)^-C-AU,-A^+a.-S, Re = 33cal,4504.
- Enfin, l’équation (VII) donne :
- Re = (MX" — n" r") — AU„ — A$abs — « + b Re=33cal,4541.
- Il est indispensable d’examiner de très près les résultats de ces 3 équations, dont le •maximum d’erreur s’élève à 33,4541 —30,2742 ou à 3e”1,1799. (Voir p. 376.)
- Admettons que l’on ait déterminé avec toute la précision voulue AU =Mo + m o. et notamment le facteur m , c’est-à-dire le
- O JQ • Vq* O Vq /
- poids de vapeur présent dans le cylindre à.la fin de l’admission (*),
- (*) Yoici comment j’ai opéré pour arriver à une valeur exacte demv ou du volume vQ ;
- J’ai pris deux ordonnées pn et p9 du diagramme moyen, en choisissant ces ordonnées près de l’ordonnée de la détente p^^=po' avec ces ordonnées p7 et p9, j’ai établi üne
- loi de détente spéciale définie par F? — éhV ; en prolongeant la courbe du diagramme
- î*9 \V1/
- jusqu’à la rencontre avec l’horizontale passant par l’extrémité supérieure de p0, j’ai obtenu le volume v0 = 0,1307 m3, puis m0r = vQy0 =- 0,224039 kg,page 375. C’est par un calcul
- et non à vue par un dessin que ce point de rencontre a été déterminé. Je crois que beaucoup d’essais publiés sont, faux par Voir : Détermination de Veau entraînée par
- une méthode thermométrique, 1883, page 62.
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- mc étant déduit de
- m = M — n" — c V
- Quelles que soient les fuites F* et F2 et les renté res tardives H, l’équation (III) ne' peut les révéler. En effet, elle signifie, en l’écrivant comme suit :
- -AU0+AG, + a-ô, + R,
- que toute la chaleur absorbée par les parois ou mcQ”—ga)est égale à la variation de chaleur interne AUW— AU0, augmentée de la chaleur A1^, disparue pendant la détente, plus la somme algébrique des gains et pertes de chaleur (-[--a — ùs), et le reste est le refroidissement par l’échappement, c’est-à-dire une simple réserve de chaleur.
- Tout ce raisonnement est parfaitement correct au point de vue théorique, mais où est le contrôle de Re ?
- * Supposons que les fuites F4 et F2 soient énormes, mais à peu près égales et égales à H. Dans ce cas, la différence des chaleurs internes AUn — AUo pourra rester égale à celle que l’on trouverait avec un piston absolument étanche, et la valeur de Re ne changerait pas ! 11 n’est pourtant pas admissible que des fuites très considérables soient sans effet sur Re.
- C’est la meilleure critique de discussions hâtives qui ont été bien des fois développées.
- Mais quelle est donc la raison de la différence 33cal,4504 — 30cal,2742 = 3cal,1762 entre les deux valeurs de Re, tirées des équations (III) et (IV)?
- Cette raison est facile à trouver.
- En effet, si nous examinons l’équation (III) sous la forme que nous lui avons donnée page 454, nous voyons que les deux premiers termes entre parenthèses du second membre forment le premier membre de l’équation (II), page 366, et ce premier membre, abstraction faite des échanges de chaleur dans les espaces nuisibles, est plus petit que le second de 3cal,1799, page 376, et ce nombre ne diffère de l’erreur que nous venons de constater, quelques lignes plus haut, que de
- 3,1799 — 3,1762 =0cal,0037;.
- mais ces 0cal,0037, nous les avons déjà trouvés, page 377, à 0,0001 près.
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- Quant à la troisième valeur de Re, elle dépend de (MX'r—n"r") qui entre dans (V) avec A5abs, a et b, tandis que dans l’équation (IV) on trouve ASc,-a, et b{, aussi l’erreur n’est-elle que de 33,4541 —.33,4504 = 0e3.1,0037
- comme plus haut.
- N’oublions pas que Ati0, AS., ASabs, ASC ne sont que des valeurs approchées en plus ou en moins, déduites du diagramme moyeu, dont la base a été partagée en vingt parties égales, puis la décomposition de SN en a,, ao, bt, bo et bs a pu produire d’autres petites erreurs dont il ne vaut réellement pas la peine de se préoccuper.
- Pour résumer ma critique au sujet d’essais incomplets et non vérifiés, je dirai que, dans beaucoup d’analyses d’essais de machines à vapeur, le refroidissement par l’échappement Rc constitue le réceptacle de toutes les contradictions et de toutes les erreurs positives et négatives qui proviennent des fuites par le piston et d’admissions tardives par le tiroir. Tant mieux si ces erreurs se compensent, tant pis si elles conduisent à de nouvelles contradictions. A mon avis, il convient d’opérer avec plus de soin, d’autant plus qu’il importe d’arriver à des résultats plus exacts en vue de la détermination du coefficient de condensation et de la capacité calorifique spéciale des parois que je cherche à établir dans la suite de mon Mémoire.
- CHAPITRE 111
- Essai à vapeur surchauffée du 30 septembre 1871
- § 29. — Préliminaires
- Je veux passer à l’étude d’un autre de mes anciens essais, celui du 30 septembre 1871 (*). Cet essai est particulièrement intéressant, parce que la machine était alimentée avec de la vapeur fortement surchauffée et qu’elle travaillait sous une détente très prolongée. Le degré de détente était maintenu rigoureusement constant comme pendant les expériences du 25 août 1870 que nous venons d’analyser.
- Par l’essai qui précède, on a pu voir combien il importe de
- (*) Voir Bulletin de la Société industrielle du Nord de la France à Lille, mars 1874.
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- connaître exactement l’état physique de la vapeur dans les boîtes de distribution et la chaleur disponible renfermée dans la. consommation de vapeur par coup de piston.
- Si la machine travaille avec de la vapeur saturée, la température i" dans les boîtes à tiroirs et la proportion d’eau condénsée dans la tuyauterie déterminent complètement la pression p", la chaleur disponible MX" — ri'r" = Mq" -\- m'r" et la chaleur interne AU" du mélange de vapeur et d’eau dépensé par coup de piston.
- Si, au contraire, il s’agit de vapeur surchauffée, on n’a plus, il est vrai, à se préoccuper de l’eau précipitée dans la tuyauterie ; mais, dans ce cas, la température de cette vapeur ne suffit plus pour trouver sa pression , et la connaissance de cette pression est indispensable pour calculer le chaleur disponible et la chaleur interne.
- Avant d’entrer en matière, il faut se rendre compte, par un moyen ou un autre, de la valeur qu’a pu atteindre la pression-j?" dans notre essai du 30 septembre 1871. Cet essai est incomplet, sous ce rapport, comme tous ceux qui ont été entrepris, avant ou depuis cette époque, sur la même machine du Logelbach. Nous connaissons bien la température t" ou la température absolue T" = 273° -f- t", mais la pression p" n’a pu être relevée. Si, il y a une vingtaine d’années, j’avais pu prévoir l’utilité de cet élément important, rien n’eût été plus facile que d’adopter un bon manomètre à air libre sur les boites de distribution, et mon. travail d’aujourd’hui, que je tenais à compléter et à contrôler'paf l’analyse de plusieurs essais faits dans des conditions différentes; eût été publié il y a longtemps. Effectivement, la discussion de. l’essai précédent, celui du 25' août 1870, était déjà faite en 1878, sauf corrections spéciales, relatives à l’eau dite entraînée, et voici comment je me suis exprimé dans une publication remontant à cette époque :
- « C’est par les états physiques fort différents du mélange de » vapeur et d’eau dans la boîte de distribution et Vintérieur du cy-» lindre que je suis arrivé à calculer exactement les fuites par le » piston. »
- J’ai rencontré de très sérieuses difficultés, dès que j’ai voulu passer à la détermination des fuites par le piston dans mon essai à vapeur surchauffée du 30. septembre .1871, et ces difficultés rési -
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- claient précisément dans le calcul de la pression ps avec les données incomplètes dont je disposais.
- Voici ces données telles qu’elles ont été publiées, il y a une quinzaine d’années, dans les Bulletins de la Société industrielle de Lille :
- La pression p dans la chaudière est de 46 235 kg par mètre carré ; c’est la moyenne de quarante-sept observations, relevées de quart d’heure en quart d’heure, pendant la journée des expériences.
- La vapeur est sortie de l’appareil de surchauffe à t's = 238°, 7, moyenne de quarante-trois observations; mais la pression ps est inconnue.
- Dans les boîtes de distribution, la vapeur surchauffée avait une température t" = d81°,7, soit T" = 273° -J--181,7 454°,7,
- moyenne d’une cinquantaine d’observations; mais la pression p". est inconnue comme la précédente ps.
- Nous ne connaissons donc que la chute de température t's — i" — 238°,7 — 181°,7 57°, depuis la sortie de la surchauffe jusque dans les boites de distribution d’admission.
- Il est vrai qu’à la sortie de la surchauffe, la pression ps est égale à celle qui existe dans la chaudière ou p, surtout dans le cas où la machine fonctionne avec une détente très forte, ainsi que cela a eu lieu pour mon essai du 30 septembre 1871; en effet, quoiqu’il y ait momentanément une petite perte de charge entre le générateur et l’appareil de surchauffe, par suite du refroidissement externe de la première portion du tuyau de conduite, il n’est pas moins vrai que la vaporisation de l’eau précipitée dans cette nre-mière portion du tuyau et le rapide accroissement de volume de la vapeur produisent une dilatation considérable dans le surchauf-seur ; . pendant les interruptions de l’admission dans-le cylindre, cette dilatation fait même refluer une partie de la vapeur surchauffée vers la chaudière et rétablit ainsi l’équilibre entre les pressions p et ps, sauf de petites variations, que le mercure d’un manomètre à air libre traduirait par de légères oscillations de 2 ou 3 mm, comme il s’en montre dans toutes les conduites de machines à vapeur à détente prolongée ou à débit intermittent; c’est ce qui autorise à poser :
- p = p's — 46 235 kg par mètre carré.
- «Connaissant ps et T = 2.73° -j- t's == 273 —f— 238°,7 — 511°,7, on
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- pourra déterminer complètement l’état (T', pÿ de la vapeur à la sortie même de la surchauffe, et avec la chute de température t's — fs = 57°, je déterminerai, très approximativement, l’état (T", p"s) dans les boîtes de distribution, en m’appuyant sur des considérations analogues à celles qui m’ont permis de calculer la proportion d’eau dite entraînée par une méthode thermométrique, et qui sont exposées dans l’ouvrage déjà cité.
- § 30. — Équations de M. Zeuner. — Détermination de la pression p"
- DE LA VAPEUR SURCHAUFFÉE DANS LES BOITES DE DISTRIBUTION
- Pour les discussions qui vont suivre, j’emploierai les formules que M. Zeuner a établies il y a longtemps, et qui, ainsi qu’il Fa fait voir, vérifient avec une approximation remarquable tous les résultats d’expérience connus (*) :
- k—i
- pv = BT — Cp k =BT —Çp/h (a) '
- AUs = J° + /rT^ = j» + 3AF> (6)
- A h
- \ = Jo + ÿ—= J0 + 4APV (G)
- dans lesquelles :
- p représente la pression de la vapeur en kilogrammes par mètre carré.
- v le volume spécifique de la vapeur.
- B une constante = 50,933.
- C une autre constante = 192,5. k une valeur également constante = 4/3.
- T la température absolue de la vapeur = 273° -{- f.
- J0 une constante = 476,11.
- AU, la chaleur interne de la vapeur surchauffée.
- \ la chaleur de vaporisation et de surchauffe.
- A l’équivalent mécanique de la chaleur = 1/424.
- M. Zeuner donne encore les relations suivantes :
- (*) Voir : Théorie der überMtzten Dampfe, von Gustàv Zeuner; Zeitschrift des Vereines deutscher Ingenieure, Band XI, Heft I. Berlin;, 1866.
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- — 460 —
- dQ =
- dQ = ci dt
- (vdp -j- kpdv)
- k— 1 dp k p.
- dQ — c^dt -f- (A: — 1)T~^
- (d)
- t
- Q étant la quantité de chaleur qu’il faut communiquer ou soustraire à 1 kg de vapeur surchauffée pour lui faire subir une modification donnée.
- cp la capacité calorifique sous pression constante ; cp est une constante = 0cal, 4805.
- c0 la capacité calorifique sous volume constant ; cv est une variable qui est donnée par :
- /; —1
- k — 1
- BT
- (e)
- Ajoutons encore que les formules (a), (b), (c) sont générales et s’appliquent également à la vapeur saturée.
- Avec ces relations, nous allons d’abord déterminer complètement l’état (T, p') de la vapeur à la sortie de la surchauffe;,nous réunissons ci-dessous les valeurs essentielles qui concernent cet état •
- ps = p — 46 235 kg par mètre carré.
- t's = 238°,7 ; T' = 273° -f 238°,7 = 511°,7.
- Ps k = p'si/!' — 14,66367.
- pr/s = BT' — C//,/7' = 23239,6597.
- BT' — CA,/4
- vs =-------:—— = 0,502642 m®.
- Ps.
- ^ - J0 + 3Ap>; = 640cal,542.
- K = J0 -f 4A//r' = 695cal,352.
- c„ = 0,349754.
- Par suite du refroidissement externe de la tuyauterie entre la surchauffe et les boîtes-à tiroirs, du travail qu’exerce la vapeur en sortant de la surchauffe et de celui qu’elle oppose dans ces boîtes,
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- la vapeur est tombée de l’état (T', p'y à (T", p'y. On connaît la chute de température T' — T" = t's — t"s = 57°; mais on ignore quelle perte de chaleur correspond à cet abaissement de 57°. Le problème qui consiste à trouver j»" est donc indéterminé, comme l’était celui que j’ai résolu au sujet de l’eau dite entraînée dont il est question plus haut, page 459, et ce n’est que par approximation que la solution de ce problème est possible.
- Pour arriver à une valeur très approchée de AU'j et de p", nous opérerons comme nous l’avons fait dans le Mémoire cité sur la détermination de l’eau entraînée par une méthode thermométrique.
- Exprimons d’une manière générale la relation qui existe entre Q, AU" et AU' au moyen de l’équation fondamentale :
- dQ = AdXJ -f- Apdv.
- (Q - AJpdv) = A(U; - Uj) - J0 + 3A?gv* - J0 - 3Ap'y = 3A(py—py)
- a(ü'; — uy = 3a(bt" — cp”yh — bt + q/,a)
- = 3AB(T" — T') — 3AC(//:ia — ps'A) (*).
- Equation qui renferme les deux inconnues (Q — A Jpdv) et
- Cela posé, faisons parcourir à la vapeur, définie par l’état (T', pj, deux cycles incomplets comprenant chacun deux transformations successives dans des conditions différentes, pour arri-
- (*) Cette équation nous fournit une première valeur très approchée de AU". En effet, le terme — 3AC(p"l/4 — Psl/i) = + 3AC(p'14 — p"1/4j $u second membre est très petit par suite delà différence des racines quatrièmes des deux pressions ps et p"s qui est
- 3 X 192 5
- très faible et du facteur 3AC = --------—— = 1,362028 qui diffère peu de l’unité. En
- 424
- négligeant 4- 3AC(pj1;4 — p"1/4),' qui est essentiellement positif, nous trouvons :
- A(U" — U') > 3AB(T" — T’) ; AU" > Aüj — 3AB(Tr — T")
- AU" > 640“*,542
- 3 X 50,933 r_ -----—----- 5/0
- AU" > 640caI,542 — 20cal,541375
- AU" > 620oal,0Û06 (voir plus loin, page 466).
- Nous avons ainsi un minimum de AU". On pourrait même trouver un maximum, car le terme négligé 4-SAC^p'1/4 — p''1/4) est certainement plus petit que-j-3AC(p;i/4—pJJ, Po étant la pression dans le cylindre à la fin de l’admission, de sorte que .
- AU" < AU; — 3AB(T' — T”) 4- 3AC(p,|/4 — pf'4) et avec la valeur de p0 donnée plus loin :
- AU" < 620,0006 + 1,7115 ou AU" < 621cal,7121, mais la solution que nous développerons est plus exacte.
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- ver, par l’un et l’autre de ces cycles incomplets, au même état final inconnu (T", p'y dans la boîte de distribution. Nous trouverons ainsi deux valeurs un peu différentes pour Q, et la discussion de ces deux valeurs nous conduira à ps.
- Par le premier cycle incomplet dont nous venons de parler, nous ferons subir à la vapeur (T", p'Jj une première modification sous volume constant v' — c, jusqu’à ce que nous l’ayons amenée à la température T" et à la pression pv==c que nous savons déterminer, soit à l’état (T", p'_c); puis, par une seconde transformation sous température constante T" = c, nous la pousserons de (T", p'v_Jj à (T", p") qui est précisément l’état inconnu de cette vapeur dans les boîtes dè distribution.
- Dans le second cycle incomplet, nous modifierons la vapeur (T', p'J) comme suit : Par une première transformation sous pression constante p's = c, nous amènerons la vapeur de l’état (T', pj à (T", p's — c); puis, par une seconde transformation sous température constante T" = c, nous la pousserons à (T", p"Jy
- Pendant ces deux cycles incomplets, nous dépenserons ou nous soustrairons des quantités de chaleur différentes Qt et Q2, mais le résultat final (Q — Ajpdv) = A(U"— U') restera le même, AU" étant toujours inconnu ; c’est par la discussion de AU" que nous arriverons à fixer deux limites extrêmement resserrées à cette quantité, et de sa valeur très approchée découleront toutes les conditions qui déterminent l’état cherché (T", p") dans les boîtes de distribution.
- Occupons-nous des deux transformations successives du premier cycle incomplet.
- Pour passer, sous volume constant v' = c, de (T', ps) à (T', il faut soustraire à la vapeur surchauffée une somme
- de chaleur Q4' donnée par la première ou la troisième des équations (d) plus haut; en employant la troisième, on trouve, en y posant dv — 0 :
- Comme le volume reste constant pendant cette transformation, le travail A Jpdv = 0 et :
- (q; - kjpdv) = q; = cv{t"s - q = au;,=c - au;... m)
- Au;,=c = au; — Cv(t’s — q = 640caI,S42 — 0cal,34975-4(238°,17 —181°, 7) = AU;/=., = 640cal,642 - 19cal,936 = 620cal,606
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- — 463
- et de l’équation (b) nous tirons immédiatement :
- = J0 + 3 Ap'yr^v'
- _ Au;^c — j0 _ Au; — cu{t's — q — jo Pv'=c SAv' SAv'
- = Jq + 3AP>' — ^'s ~ fs) ~ Jq
- 3AU
- CJC — t")
- — pv,=c = ps-----— = ^ — 3 606 — 40 629 kg par mètre carré
- p'y=c = 14,19744, valeur dont nous aurons besoin plus loin.
- pv,=c — 40 629 kg est un minimum de la pression inconnue p car toute la chaleur soustraite Q' = cv(t's — Q = 19^936 a été prise sur AU'; nous pouvons donc poser j/> 40629 kg par mètre carré.
- Arrivé à l’état (T", pv,=J), nous ajouterons à la vapeur sous température constante T" — c la quantité de chaleur Q", pour l’amener à l’état (T", ??"); nous aurons ainsi :
- (q; - A Jpdv) = au; - au;,=c.
- C’est la deuxième équation (d) qui nous donnera Q", en posant dt = 0.
- q:=- vA=i T"2’303 lo« ,-A •
- v r v'=c
- Pour arriver à l’expression de AU" — AU'y,_c ci-dessus, il faut connaître AJ-pdv; c’est de l’équation (a) que nous tirerons le travail pendant cette transformation :
- pv — BT — CpUA
- ___BT — Cpi/A
- L ~~ P
- _ 3/4CpiAdp — BT "dp _ 3/4Cp1/4dp — BV dp
- v — jp et p v— p
- donc :
- A Jpdv = 3AC (p'w — pJJJ — ABT"2,303 log ~~.
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- Notre équation plus haut devient ainsi :
- + ABT"2,3031og-^
- Pv'=C
- et comme
- cp = AB = 0,120123
- (q; - Afpdv) = au; - au;,=c = - 3AC(Py -/„«) as)
- En ajoutant les équations (14) et (15), nous trouvons la relation suivante, qui traduit les. opérations du premier cycle incomplet :
- au; - au; = - - g - ) (16)
- Nous allons écrire rapidement les opérations du deuxième cycle incomplet, dans lequel nous soumettrons (T', p^ à une première transformation sous pression constante p's — c, pour l’amener à (T", yQ, puis à une seconde transformation sous température constante T" = c, pour aboutir encore à (T", p”y La deuxième des équations (d), en y posant dp = 0, nous donnera pour la première modification :
- et quant au travail, il est égal à :
- A fpdv = — Uj
- •donc :
- AUpf==c sera déterminé quand nous connaîtrons U,_c; les deux
- premières équations (d) nous donneront cette valeur par une simple élimination, en posant dans l’une et dans l’autre dp = 0 :
- A k
- A k
- A^(^=c ^ v') = - Cp(f's
- k — 1 k
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- tet'en remplaçant clans.(17) :
- .(Qa — A.fpdvy = AU^,_C AU' = %/&cp[t's — t's) (18)
- Pour la deuxième modification sous température constante T" = c, nous trouverons comme plus haut, équation (15) :
- r (Q;-A>i«) = AD;-AU^ = -3AC(p^*-ft-,/‘) (19)
- eL en ajoutant les deux dernières équations :
- au: - au; = - 3/4cf(t's - q - 3AC(P:W - p'sw) (20)
- Nous avons maintenant deux expressions différentes pour AU" — AU', par les équations (16) et (20); en les ajoutant, il vient:
- 2(au; - au;) = - cj/s q - 3ac(p:vi - /«,) - 3/4^; - g
- — 3AC(p';v4 — î)/7')
- = -(C„ + 3/4C)))(i;-e;)-3Ac(2^‘-p;A-p;,A) .
- d’où :
- au; ^ au; -1/2 (/„ + 3/4 «,)(/; - q + sAcfa;'" - vZ‘ - tim)) ' (21)
- Cette équation ne peut nous fournir la valeur exacte de AU", car p"s est- toujours encore inconnu; mais, en discutant la parenthèse (2p"1/4 — pJAc— pJA), nous pourrons obtenir deux limites extrêmement rapprochées de AU" et, AU" enfin connu, nous obtiendrons jo".
- Écrivons l’équation (21) comme suit :
- au; = au; -1/2 (c„ + 3/4 <g(4 - q +1/2 3Ac(rf/4 - 2P;"‘ + p™)
- Nous avons vu que p'JAc <^"IA; si nous remplaçons — 2<p*/K par — la parenthèse devient (psiA—c’est-à-dire trop
- grande, et nous aurons un maximum de AU", par :
- AU"<Aü; - 1/2 (c, -f 3/4 cp)$ - Q + 1/23AC(rf/4 -rfA) (22)
- /IQ9 K
- AU"<640cal,542-1/2 (0,349754-f 3/4 0,4805)(57°)-fl/2 3-^(14,66367 -14,19744)
- AU"<640cal,542 — 20cal,239 + 0cal,318 • .
- AU"<620cal,621;
- et comme le troisième terme 0cal,318 est très petit, nous aurons, en le négligeant, un miuimum :
- AU" > 620cal,303 (*). '
- • (*) Voir ia note de la page 461.
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- Comme ces deux limites ne diffèrent entre elles que deOcal,318, nous pouvons, sans pousser plus loin cette discussion, prendre la moyenne :
- 620,621 + 620,303 2
- = 620cal,462
- pour une valeur très approchée de AU"; l’erreur relative, ainsi commise, est effectivement moindre que
- 1/2 0,318 1
- 620,462
- 000e
- Nous adopterons donc :
- AU" = 620cal,462.
- Connaissant AU", ainsi que la température T" = 273° -J- f, relevée pendant les expériences, l’état (T", j?") de la vapeur surchauffée dans les boites de distribution est complètement déterminé.
- L’équation (b) conduit avec (a) et (c) aux résultats suivants :
- AU" = J0 + 3Ap"sv" = 620cal,462
- py=
- oA o
- BT" —py 30,933 x 434,7 - 20401,7493 ., „„„„
- P. =--------g-----—-----------------Ï9T3-----------= 14,32460
- p"s = 42105 kg par mètre carré.
- „ _ (PY) _ 20401,7493
- 42105
- 0,48454 m3
- X" = J0 + 4APy = 476,11 +
- 4 X 20401,7493 424
- 668cal,579.
- C’est pour établir une seule valeur, p”, que je n’ai pas relevée le 30 septembre 1871, qu’il m’a fallu entreprendre ces longues discussions. Je ne les regrette pas, car elles m’ont permis de sauver cet essai incomplet, comme on pourrait sauver quelques-uns de ceux qui ont été publiés; puis, elles apportent une vérification remarquable à la théorie des vapeurs surchauffées de M. Zeuner, ainsi qu’on le verra dans les pages suivantes et, enfin, ces discussions me fournissent les éléments d’un contrôle général et commun aux deux essais des 25 août 1870 et 30 septembre 1871.
- Le problème que je viens de résoudre est basé sur les mêmes
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- considérations que j’ai déjà employées en 1883, pour déterminer l’eau dite entraînée par une méthode thermométrique.
- § 31. — Contrôle de l’état (T", p") de la vapeur surchauffée
- DANS LES BOÎTES DE DISTRIBUTION. - CALCUL DE e'.
- L’état (T', jf') de la vapeur surchauffée dans les boîtes de distribution, déterminé par les calculs qui précèdent, repose sur un petit nombre de données expérimentales incomplètes, relatives à la chaudière, à l’appareil de surchauffe et aux boîtes de distribution. Les résultats de ces calculs exigent, avant d’aller plus loin, une vérification très sérieuse. Par vérification, je n’entends nullement la reprise de mes calculs par une autre voie algébrique, mais, tout au contraire, un contrôle général basé sur de tout autres valeurs d’observation que celles qui m’ont conduit à
- (T"> pd:....................
- J’ai déjà développé cette vérification dans une ancienne analyse de mes essais (voir Bulletin de la Société industrielle de Lille, mars 1874), mais le résultat auquel je suis arrivé n’a pas été très satisfaisant, par suite de quelques corrections que je n’avais pas apportées, à cette époque, à mes équations.
- Je veux reprendre ce contrôle général avec plus d’exactitude; il est fondé sur la relation qui existe entre la chaleur disponible dans les boîtes de distribution d’admission et celle qui est recueillie dans le condenseur. Cette relation est exprimée par l’équa-* tion (Y), qui, dans l’état où je l’ai donnée page 444, permet de calculer la vapeur condensée dans la tuyauterie. Convenablement interprétée dans le cas de la vapeur surchauffée, cette équation doit vérifier l’état (T", //').
- Si, dans l’équation (Y) :
- MX" — n'r" = (M' — M)(6„ — OJ + MO,, + M'e — A(M' — M)P“ ~ Pe + Aü; + EN, .
- nous égalons la quantité d’eau n" à zéro, et si nous remplaçons X" par X", elle devient :
- MX" = (M' — M)(9„ — 0o) + M6tt + M'e — A(M' — M+ A% + SN (Ys)
- Au moyen de cette relation,. nous pouvons contrôler l’une ou l’autre des quantités qu’elle renferme, par exemple M, M', A^, etc.
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- Je me bornerai à la vérification cle la consommation de vapeur surchauffée par coup de piston ou M. En la résolvant par rapport à M, on trouve :
- AT- XWPn~P<
- ,, _ M'(«„-e„) + AG,4-SN ( iU
- ^ ^ «•/ l
- a" — 0 — A
- Va—Pc
- oo-a£lZI*
- 0 A
- (23)
- Le premier terme du second membre représente la dépense de vapeur par coup de piston, abstraction faite des corrections relatives à £ et à la puissance vive apportée par l’eau d’injection M'
- (sauf le très petit nombre A
- P a ~ Pc
- qui figure au dénominateur).
- Si l’on introduit dans la formule (23) les valeurs particulières de cet essai du 30 septembre 1871, et que l’on trouvera réunies plus loin, pages 470 à 471, elle devient :
- M =
- 7,7323(30°,91 — 16°,15) + 12,3002 -±- 1,85
- 668,579 — 16,15
- 10334 — 922 424 X 1000
- ,7323e'
- 7,7323
- 10334—922 424 X1000
- 052,407
- M = 0,196624 kg -f
- MV— 0,1717 652,407
- Le chiffre 0,196624 kg est à peu près celui que j’ai trouvé, page 173 du Bulletin de la Société industrielle de Lille, mars 1874, en ne tenant pas compte du terme de correction :
- M'e
- AM
- P a ~ Pc
- X
- et déjà vraie valeur de A",
- et la forme sous laquelle je viens de mettre l’équation (23) fait voir pourquoi il y a une différence assez sensible entre le résultat incomplet M — 0,196624 kg et la dépense réelle de vapeur surchauffée M = 0,1987 kg par coup de piston.
- Nous ne pouvons pas pousser plus loin le calcul de M, car e' est inconnu. Pendant les observations de l’eau rejetée du condenseur et recueillie dans un grand réservoir, la température en de cette eau a été prise, non pas à la sortie du condenseur ou de la pompe à air, mais à l’extrémité d’un gros tuyau de dégorgement en fonte et à l’endroit où cette eau se déversait dans le réservoir. Dans le
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- parcours de ce tuyau, dont les diamètres intérieur et extérieur sont de 0,155 m et 0,190 m et la longueur développée au moins de 3 m, l’eau subit un petit refroidissement, et j’ai appelé e la petite chute de température entre le condenseur et le réservoir, de sorte que, dans le condenseur, l’eau est à 6^ = 8 -j- /, au lieu de 8n.
- Je sais que depuis mes expériences des 25 août 1870 et 30 septembre 1871, on a constaté entre la température de l’eau à la sortie du condenseur et à l’entrée du réservoir des différences de 0°,2 à 0°,3.
- A titre de vérification, je tirerai e' de l’équation (23). Il faudra donc que les données expérimentales de l’essai du 30 septembre 1871 et la chaleur de vaporisation et de surchauffe X'' — 668cal,579, déduite des calculs assez compliqués du paragraphe précédent, me donnent pour e une quantité positive, mais très petite.
- L’équation qui précède, résolue par rapport à s', et en y introduisant la vraie valeur M = 0,1987 kg de la consommation de vapeur par coup de piston, conduit à :
- ,__ (M — 0,196624)652,407 + 0,1717_1,3344 -f 0.1717 _
- M' “ 7,7323 -e-0°,19/
- soit e = 0°,20 environ, au lieu de e' = 0°,307, page 446, pour l’essai du 25 août 1870.
- Le résultat e == 0°,20, très petit et positif, que nous venons de. trouver, est très important ; si s' était devenu négatif, il y aurait contradiction entre les résultats des calculs relatifs à 1" et les observations qui concernent le condenseur.
- Il est vrai que nous avons fait de l’équation de contrôle (Ts) une équation de condition pour déterminer e, et que nous avons, pour ainsi dire, renoncé à la vérification elle-même; mais nous allons reprendre ce contrôle d’une manière bien autrement délicate, en comparant la valeur de e = 0°,20 à celle de l’essai précédent à vapeur saturée du 25 août 1870.
- Pour ce dernier essai, nous avons trouvé £ = 0°,307, soit 0°,31, page 446.
- Ainsi que je l’ai déjà dit, à la page citée, il faut effectivement que e >> e', parce que l’eau chaude de condensation était à 43°,33 -f- & à la sortie de la pompe à air dans l’essai du 25 août 1870, tandis que cette température n’était que de 30°,91 -f- e' dans celui du 30 septembre 1871; il faut donc que l’eau se soit
- Buu,. 32
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- refroidie davantage dans le premier essai que dans le second ou ei>e',.ce qui a lieu réellement.
- § 32. — Données expérimentales de l’essai a vapeur surchauffée. DU 30 SEPTEMBRE 1871
- Pour n’avoir pas à interrompre la suite des idées dans la discussion, je réunis, dès à présent, un certain nombre de valeurs expérimentales de l’essai à vapeur saturée du 30 septembre 1871. Un certain nombre de valeurs ont été publiées dans le Bulletin de la Société industrielle de Lille, mars 1874; j’en ai calculé d’autres; quelques-unes ont été légèrement modifiées à la suite d’une étude sérieuse du diagramme moyen et du calcul de mv par la méthode
- O
- exposée dans la note du bas de la page 454.
- Pression moyenne dans la chaudière : p = 46 235 kg par mètre carré. Pression de la vapeur à la sortie de la surchauffe : p's = p — 46 235 kg
- par mètre carré ; t's = 238°,7 ; T' = 273° t's = 511°,7 ; p'1/4 = 14,66367 ; p'sv' = 23 239,6597 ; v' = 0,50624 m3 ; AUT = 640cal,542 ; Xs = 695caI,3o2; c„ = 0,349754.
- Pression de la vapeur surchauffée dans les boites de distribution : p”s = 42105 kg par mètre carré ; t"s = 181°,7 ; T" = 273° -f- 181°,7 = 454°,7;
- p?A= 14,32460 ; p"sv" =20401,7493 ; v"=0,48454 m3 ; AU" = 620cal,462; X"= 668cal,579, et à l’état de saturation à la même pression : t"=144°,665;. X" = 650cal,623 ; M = 0,1987 kg par coup de piston.
- Pression de la vapeur saturée dans le cylihdre, à la fin de l’admission : p0 = 32 310 kg par mètre carré; tQ = 135°,330; q0 = 136°,440;
- Po = 468cal,3o4 ; Ap0u0 = 42cal,9819 ; u0 = 0,564046m3 ; Yo = 1,76977 kg;
- X. = 647ca ,776 ; r0 = 511cal,337 -, fc = ~
- vo 0,066887
- 0,489
- = 0,1368;
- 6û=6/i;=0cal,0684;uû=u;+uiJ=0,066887 m3 + 0,0055m3=0,072387m3; mv = v0y0 = 0,128109 kg; mv° = 0,118375 kg; m' = 0,009734 kg;
- mc = Ms — mVo = 0,070591 kg ; A$0 = 4cal,5729 ; = llcal,3653;
- A^abs = 15cal,9382 ; A^ = 12cal,3002 ; AUC = 3cal,6380.
- Pression moyenne dans le cylindre à la fin de la détente : pn = 6 440 kg par mètre carré ; tn = 87°,296 ; qn = 87cal,648 ; p}l = 506caI,349 ; Apn%=
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-
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- = 39cal,128; un = 2,57616 m3; Tn = 0,38802 kg; Xn = 633cal,125; rn = 545cal,477 ; m = vnï„ = 0,4945 m3 X 0,38802 = 0,191876 kg.
- Pression dans les espaces nuisibles au commencement de la course
- en yi : pc = 2 375 kg par mètre carré; tc — 63°,484 ; qc = 63cal,641 ; * 1 1 Q^cal ,
- Pc = 525ca ,184 ; Apc uc = 37caI,037; uc = 6,61210 m3; Tc =0,15124^;
- i îi i
- \ =625““,863; ^=362“',221 ; m =«yr., = 0,000832kg-,m, + pC)) = 0“',4899.
- Données relatives à la condensation : M' = 7,7323 kg ; (M' — M) = (7,7323 — 0,1987) = 7,5336 kg ; 0?i — 0O = 30°,91 —16°, 15 = 14°,76;
- (M'—Ma)(0„ — e0) = lllcal,1959; e = 0°,197; p'e= 922 kg par mètre carré ; Ms0ra = 6caI,1418 ; MY = lcal,5233; A(Mr —Ms)^^-C=0cal,1672.
- Pour une rapide discussion de l’essai du 30 septembre 1871, un grand nombre d’autres valeurs que j’ai données pour l’essai à vapeur saturée du 25 août 1870, sont complètement inutiles ici.
- 33. — Refroidissement de la tuyauterie depuis la sortie de la
- SURCHAUFFE JUSQUE DANS LES BOÎTES DE DISTRIBUTION
- Cette question a déjà été traitée pour l’essai à vapeur saturée du 25 août 1870, paragraphe 26; je veux la reprendre ici pour l’essai à vapeur surchauffée.
- L’équation (IX), page 447, devient, en représentant par X' la chaleur disponible à la sortie de la surchauffe, par X" celle de 1 kg de vapeur dans les boîtes de distribution, par Q" la perte totale de chaleur par le rayonnement externe de la tuyauterie et par Ms la consommation de vapeur par coup de piston :
- . Msx; = M/j+ Q'S', soit Q" — Ms(Aj —X") (IXS)
- Q" = 0,1987(695,352 — 668,579) = 5cal,3198.
- On peut encore déterminer Q" par l’équation (XIII), page 447,
- q: = M/
- - M,)(e„ - «J + M,9„ 4- MV - A(M' - MJ A_ü.« + A©, + SnI
- (XIIIJ
- A
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- <£=138,1664 — [111,1959 + 6,1418 + 1,5233 — 0,1672 + 12,3002+1,8S] (£ = 138,1664 — [l32cal,8440] = 5cal,3224,
- au lieu de 5cal,3198 que nous venons de trouver par l’équation (IXs);
- la différence ne s’élève qu’à 0cal,0026.
- Il est bien entendu que cette vérification ne constitue pas, au sens strict du mot, un contrôle de X', X" et des valeurs relatives à la condensation; ce n’est que dans le cas où l’on relèverait directement p", t", X" et s' que les équations (IXs) et (XIIIj fourniraient un véritable contrôle.
- L’accord des résultats ci-dessus constitue une vérification de plus des équations et des calculs du paragraphe 29.
- Pour l’essai à vapeur saturée du 25 août 1870, nous avons trouvé, page 447, Q" = 19cal,3860, tandis que l’essai à vapeur surchauffée ne nous donne que Q" = 5cal,3198 ou 5cal,3224, pour le refroidissement externe de la tuyauterie. Cette différence s’explique très facilement par ce qui a été dit pages 447 et 448.
- Le 25 août 1870, la vapeur saturée traversait un long tuyau de 0,190 m de diamètre extérieur et d’environ 60 m de développement, et dans tout ce long parcours, la vapeur est restée exposée au refroidissement externe, augmenté par des courants d’air dans la chambre de surchauffe, restée ouverte pendant toute la journée. Puis, la consommation de vapeur et d’eau était de M = 0,3576 par coup de piston, tandis qu’ici elle n’est que de Ms = 0,1987%.
- Dans l’essai à vapeur surchauffée, la vapeur a circulé dans le même tuyau, mais nous n’avons plus à considérer que le refroidissement de la tuyauterie comprise entre le point de sortie de la surchauffe et les boîtes de distribution, c’est-à-dire pour une longueur d’environ 10 m au lieu de 60; encore ces 10 m se rapportent-ils à la fraction de tuyaux protégés par une couche de terre glaise, mauvais conducteur de la chaleur, alors que, le 25 août 1870, toute la conduite, d’environ 50 m de développement, logée dans la chambre à surchauffe, était à nu et exposée à des courants d’air.
- § 34. — Contrôle par les équations (ÎIs) et (VIIIs)
- Pour nous rendre compte de l’étanchéité du piston, vérifions l’équation (II), ainsi que nous l’avons fait, page 376, pour l’essai
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- du 25 août 1870; dans le cas de la surchauffe, nous avons désigné cette équation par (IIs).
- Page 402, j’ai fait des réserves au sujet des deux équations (IIS) et (IIS)bis.
- Si l’on admet que la vapeur surchauffée tombe au point de saturation sous pression constante p' dans les boîtes de distribution, c’est l’équation w bis, page 403, qu’il convient d’adopter ; si on suppose, au contraire, que la vapeur surchauffée ne tombe au point de saturation que dans le cylindre, c’est l’équation (IIS) qu’il faut examiner.
- Vérifions, en premier lieu, l’équation (IIS) bis :
- M.?o + mv09o + - %) + - K + Ap0u0)] = MSV' + b0 - A$0 (IlS)bis
- et en remplaçant par les valeurs particulières :
- 27,1108 -f 60,0004 -f- 36,2967 + 0,4461 = 129,2788 -j- 0,0684 — 4,5729 123cal,8538 = 124cal,7743.
- La différence entre les deux membres de cette relation s’élève donc à :
- 124,7743 — 123,8538 = 0cal,9205 = D^,
- et le premier membre est plus petit que le second, donc le piston ne peut être étanche ; sans le terme relatif aux espaces nuisibles, nous aurions même trouvé :
- D = 0,9205 -f 0,4461 = lcaI,3666.
- Examinons maintenant l’équation w. page 403, ou :
- Ms?o + >\?0 + Ms{K — \) + mcro + \^'vAPoUo] = MV3 +bo — A%o (ns)
- 27,1106 + 60,0004 -f- 4,1336 -f 36,0958 + 0,4184 = 132,8466 + 0,0684 — 4,5729 127cal,7588 = 128cal,3421,
- soit une différence de 128,3421 — 127,7588 = 0cal,5833 = c’est-à-dire sensiblement différente de-celle que nous avons trouvée par l’équation (IIS) bis, ou 0cal,9205 = Dy.
- Selon que l’on adoptera = 0cal,9205 ou Bp = 0cal,5833, on trouvera pour les fuites Fj des valeurs fort différentes.
- Passons au contrôle par l’équation (VIIIS). Cette équation, disposée en vue de (nJ bis, devient :
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- (ATJ0) + M/^f; — t") + mc{\" — + jro^fX" — A„ + Ap0»„]] j
- ((M'-M,) (e„ - 8„) + Me,, + M;.' — A(M' - Msf-^~ +Agj + SN) > ('vmji»
- + »„-AS„ )
- (27,1106 + 60,0001) + 3,6359 + 36,2967 + 0,4461 (111,1959 -J- 6,1418 -j- 1,5233 — 0,1672 + 12,3002 + 1,85) + 0,0684 — 4,5129)
- 127cal,3897 — 128cal,3395, d’où une différence de
- 128,3395 — 127,3897 = 0caI,9498
- pour cette équation (VIIIS) bis, an lieu de 0caI,9205 par l’équation (“0 bis, page 473.
- Cherchons si l’équation m est mieux vérifiée par (VHIs), laquelle, disposée en vue de (ns)> devient :
- (AU0) + Ms(l"s — \) + mcro -f jm^Ap^J \
- ((M—Mg)(Ôn— 0O) +M80ft+MV- A(M'-m/u^-c + A^+SN) (AIHJ
- + K-A %o )
- (27,1106 + 60,0004) -j- 4,1336 -f 36,0958 + 0,4148 = 128,3395
- 127cal,7o88 = 128cal,3395.
- Ici, la différence D^ s’élève à
- 128,3395 — 127,7588 = 0cal,5807 =
- et les valeurs de D^, tirées de w et de (VIIIg) ne diffèrent entre elles que de
- 0cal,5833 — 0cal,5807 = 0cal,0026 au lieu de la différence
- 0cal,9498 — 0cal,9205 = 0cal,0293 qui résulte des équations (IIs) bis et (VIIIS) bis.
- Ces deux différences sont beaucoup trop petites pour nous décider en faveur de l’une ou de l’autre des hypothèses sur lesquelles reposent les équations (II) et (VIII), page 403. Il est vrai que M. Zeuner ne considère pas les formules, page 459, comme rigoureusement exactes au passage critique de la vapeur surchauffée à la vapeur saturée.
- D’ailleurs, les deux valeurs de SQ et SQ', obtenues en prenant alternativement les deux expressions (Cs) et (G'), page 403, pour
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- les équations (II) et (VIII) ne donnent pas le même résultat. La différence entre SQ et SQ' est de :
- SQ — SQ' = (M — mc — mv ^X" — XJ, pages 461 et 462 ou
- SQ — SQ' = 0,118375 X 2,847 = 0cal,3370, et en ajoutant cette différence à D = 0,5833, page 473, on obtient:
- 0,5833 + 0,3370 = 0cal,9203
- c’est-à-dire à 0e®1,0002, près la valeur = 0cal,9205, donnée page 473 par (n.) bis.
- C’est pourquoi j’ai dit, page 403, qu’il conviendrait d’entreprendre des expériences spéciales avec des appareils de Watt très sensibles.
- Ainsi, dans l’essai du 30 septembre 1871, la vapeur surchauffée •était à la pression moyenne p"s — 42105 kg par mètre carré dans les boîtes à tiroirs, tandis que, dans le cylindre, la pression de la vapeur saturée n’était que de p0 = 32 310 kg .par mètre carré vers la fin de l’adiûission; la chute est très considérable, puisqu’elle s’élève à près d’une atmosphère. Par quels degrés p tombe-t-elle à po ? Cette chute a lieu d’étonner, surtout quand on considère la très faible longueur des conduits d’admission dans la machine d’admission qui n’est que de 0,250 m environ dans la machine du Logelbach. Évidemment, ce sont les condensations abondantes contre les parois internes du cylindre qui produisent la perte de charge considérable de près d’une atmosphère; mais comment la vapeur tombe-t-elle, graduellement ou non, de p" à po?
- Le frottement de la vapeur dans les conduits n’est pas à prendre en considération, pas plus que le laminage de la vapeur qui n’a rien à faire ici, car, pour le faible degré de détente f'c=- 0,1368, il suffît d’une vitesse très modérée de la vapeur pour suivre le mouvement du piston.
- Il serait donc très utile d’entreprendre les expériences dont j’ai parlé à la page 403. On pourrait ainsi se rendre-compte de la succession des pressions de p's à po et lever les doutes qui peuvent exister au sujet des équations (CJ et (CJ.
- J’adopte de préférence (CJ et l’équation (IIJ, c’est-à-dire D? = 0C>1,S833, page 533.
- La pression dans le conduit d’admission, à deux ou trois centi-
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- mètres du cylindre, doit être bien plus rapprochée dep" que dep0) et c’est près du cylindre, et non pas dans la boîte de distribution, que la vapeur surchauffée tombera au point de saturation. Il y a une autre raison qui, en attendant les expériences dont je viens de parler, me font écarter le chiffre plus élevé de = 0cal ,9205 : c’est que la vapeur, à la fin de la détente, ne peut jamais être surchauffée, si ce n’est que d’une quantité tout à fait négligeable, même dans les machines à enveloppe très énergique ou à vapeur fortement surchauffée dans les boîtes de distribution. Je reviendrai à cette question à la fin de ce Mémoire. Avec J)p = 0cal,9205, la vapeur serait surchauffée, à la fin de la course de piston, d’une manière assez sensible.
- Quoi qu’il en soit, les valeurs de D^, déduites des équations (IIS) et (IIg) bis. diffèrent notablement entre elles, et en calculant les fuites Fj par l’une ou l’autre de ces différences D^, on trouvera pour ces pertes de vapeur et d’eau F! des chiffres d’autant plus élevés que est plus grand.
- J’ai fait ces calculs; ce qui est intéressant à relever ici, c’est que les admissions tardives H sont à peu près les mêmes que dans l’essai du 25 août 1870 ; mais les fuites F,, et F2 sont bien plus faibles que pour ce dernier; probablement, le piston n’était pas le même dans ces deux essais, faits à un an d’intervalle.
- Je ne veux pas pousser plus loin l’analyse de l’essai à vapeur surchauffée du 30 septembre 1871, et je terminerai ce troisième chapitre par une observation importante au sujet de la vérification du travail %o pendant l’admission.
- Quand une distribution est réglée de manière qu’il n’y ait ni retard ni avance à l’admission, le volume v est facile à trouver
- exactement ; on a vu que de x>3 ou de mv , ou du poids de vapeur
- p vp
- non expulsée des espaces nuisibles dépendent les échanges de chaleur dans ces espaces. Ces échanges de chaleur interviennent dans l’équation (YI).
- Si une machine n’est pas dans un état d’entretien convenable, il arrive fréquemment que, par suite d’usée dans les articulations de certains organes ou par suite d’un défaut de serrage des colliers d’excentriques, il se produit des irrégularités dans la distribution; ces irrégularités se montrent surtout aux moments où la vitesse du moteur s’accélère ou se ralentit ; l’inertie des pièces en mouvement déplace alors certains points d’appui.
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- Il n’y a rien cl’étonnant que, dans ces conditions, les diagrammes relevés pendant une journée d’essai ne se ressemblent pas tous; dans certains d’entre eux on pourra constater un petit retard à l’admission, dans d’autres une petite avance.
- Si ces irrégularités étaient nombreuses, l’analyse d’un essai deviendrait très difficile.
- Parmi les diagrammes de mon essai du 30 septembre 1871, il s’en trouve quelques-uns, trois ou quatre sur plus de trente, qui indiquent un petit retard à l’admission
- CHAPITRE IY
- Théorie générale de la Machine à vapeur.
- §35. — Préliminaires
- Les quatre équations fondamentales :
- ra"_w(4p — y+ q— q") M u" (3p — o")
- (I)
- AU0 + mc(Xff-g0) = (MXff-nV) + 60-A©0........(II)
- 90) = A(Um—+ + a_ ^ + ................I111)
- AÜ„+A®,-«.+M-R,= (8, +M0„+M's-A (M — (IV)
- permettent de discuter les données expérimentales d’un essai de machine à vapeur, en passant de l’un des points principaux du parcours de la vapeur au suivant.
- Les équations (Y) à (XY), et un certain nombre d’autres qu’il est facile d’établir, peuvent servir de contrôle.
- Mais si les quatre équations fondamentales et les équations de contrôle que je viens de rappeler suffisent pour discuter complètement un essai, elles sont absolument insuffisantes pour établir une théorie de la machine à vapeur.
- Il s’agit de préciser ici et de dire ce que peut et doit être cette théorie générale des moteurs à vapeur.
- Étant donnée , une machine de dimensions connues, on y fait passer, par coup de piston, un poids M de vapeur dans l’état (t, p, x = 1) à la sortie de la chaudière ou un poids de vapeur humide
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- dans l’état (t\p",x"<C 1) dans la boîte de distribution, ^ = 1 —x"
- étant la proportion d’eau condensée dans la tuyauterie ; connaissant, en outre, le degré de la détente, fixé à l’avance, avec un petit nombre de valeurs dont nous parlerons plus loin il s’agit de trouver la pression dans le cylindre à la fin de l’admission, 'le travail externe rendu et tous les éléments qui déterminent les conditions de fonctionnement du moteur.
- Tel est, dans son .acception la plus générale, le problème que la théorie de la machine à vapeur devra résoudre.
- Ce problème offre de très grandes difficultés, et ce n’est certes pas par des considérations purement algébriques qu’il sera résolu; c’est plutôt par la détermination d’un petit nombre de coefficients & expérience (je ne dis pas coefficients pratiques), déduits d’essais complets et bien vérifiés, qu’il pourra être abordé.
- Je me propose d’établir deux de ces coefficients relatifs, l’un à la somme de chaleur „qu’un mètre carré de surface interne d’un cylindre bien défini peut absorber pendant l’admission, pour la restituer pendant la détente et l’échappement; le second se rapporte à une capacité calorifique spéciale des parois ; un troisième coefficient est la capacité d’absorption de la chaleur des parois internes, sous l’action d’une enveloppe de vapeur.
- Mais avant d’exposer mes idées à ce sujet, je veux définir plus nettement le problème qu’il s’agit de résoudre.
- Ainsi que je l’ai déjà dit page 381, je crois qu’il est plus rationnel de prendre pour point de départ le mélange de vapeur et d’eau dans les boîtes de distribution au lieu de la vapeur sèche à la sortie des chaudières. Par suite du refroidissement de la tuyauterie, la vapeur qui la traverse apportera toujours, dans les boîtes de, distribution, une proportion d’eau assez notable et variable avec la longueur des tuyaux et la protection plus ou moins parfaite contre le refroidissement externe.
- En second lieu, il faut absolument écarter les fuites par les pistons et les admissions tardives par les tiroirs.
- Pour un essai de machine à vapeur, on a toujours soin de choisir un moteur dont le travail ne varie qu’entre des limites très resserrées et dont la détente est fixée invariablement constante pendant toute la durée de l’essai ; on a soin aussi de faire produire à la chaudière de la vapeur sous une pression sensiblement constante ; si, dans ces conditions, la tuyauterie reste dans le même état de protection contre le rayonnement externe, la pro-
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- portion de vapeur qui s’y condense est constante aussi. Par l’analyse de deux ou de trois essais, cette proportion de vapeur condensée pourra même être déterminée avec beaucoup d’exactitude, et une fois , pour toutes, surtout si l’on établit la loi de refroidissement de la tuyauterie par les résultats donnés par les équations (IX), (XI), etc.
- Désignons par x") l’état constant ou moyen de la vapeur et
- de l’eau dans la boîte de distribution, par M la consommation par coup de piston, et soit encore m" le poids de vapeur sèche ou m" = M — n" ; nous aurons pour la chaleur disponible dans la boîte à tiroir :
- (Mg" -f m"r") z= (MX" — n"r").
- C’est la première donnée du problème.
- Avec les dimensions du cylindre et le degré de la détente, il nous en faudra une autre, c’est la pression p dans les espaces
- nuisibles à la fin de l’échappement et, pour simplifier autant que possible, nous supposerons qu’il n’y ait ni avance ni retard à l’admission. Nous verrons qu’en outre de p , à l’ordonnée yv il
- faudra fixer les contre-pressions en un certain nombre d’autres ordonnées du diagramme. Quand il s’agit d’une machine sans condensation, la contre-pression est, à fort peu de chose près, constante pendant toute la durée de l’échappement ; sa valeur varie entre 1/10 et 1/15 en sus de celle de l’atmosphère. Dans une machine à condensation, on peut faire varier p entre des limites assez étendues par une quantité plus ou moins grande d’eau froide injectée dans le condenseur, mais surtout par une avance plus ou moins grande à l’échappement. Je donne, dans la note ci-dessous (*), un exemple très intéressant de l’influence de l’a-
- (*) Il y a quinze ans, j’ai eu à construire une machine horizontale de200chevaux quia été montée dans une localité où l’on ne disposait | as d’une quantité considéraLle d’eau de condensation. Après la mise en train, le monteur m’appo ta quelqm s diagr mines qui accusaient une contre-pression moyenne, derrière le piston, d’environ 0,500 kg par centimètre carré. Quelques semaines après, je reçus des plaintes de plus en plus vives, au sujet de la condensation. Je me suis borné à recommander d'ouvrir complète!cent le robinet d’injection d’eau iroide, ce qui, avec le peu d’eau froide dont on disposait, ne pouvait évidemment améliorer le vide dans le condenseur. Fatigué à la lin de réclamations non fondées, j’ai envoyé le monteur, en lui recommandant de faire une inspection très serieuse des joints d’assemblage du tuyau d aspiration du condenseur et, oans le cas où ce tuyau serait parfaitement étanche, de donner la plus grande avance possible à l’éch ppement. Comme la machine avait quatre distribué urs indépendants, la modification put se faire, sans qu’il fût nécessaire d’arrêter le mouvement du moteur. Le monteur réussit à donner une avance à l’échappement, commençant à 70 mm avant la lin de la course de piston et, avec la même quantité d’eau fioide d’injection, la contre-pression moyenne derrière le piston descendit de 0,500 kg à 0,18d kg par centimètre carré; à la fin de l’échappement, la contre-pression pc n’était même plus que de 0,007 kg par cen-
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- vance à l’échappement sur la contre-pression moyenne derrière le piston et sur la pression p à la fin de l’échappement. Cette
- pression p dans les espaces nuisibles, au commencement d’une
- nouvelle course de piston, a une influence très sérieuse sur les condensations totales contre les parois internes du cylindre. Étant donnée la température ôo de l’eau froide d’injection, c’est en faisant varier le poids M' de cette eau ou l’avance à l’échappement que l’on arrivera aune contre-pression voulue pc^. C’est une
- deuxième donnée indispensable à la solution de notre problème.
- Aux données qui précèdent, sans compter UN = aJrai — b — il convient de joindre d’autres qui concernent le volume du cylindre et surtout un certain nombre de surfaces internes dont il sera question plus loin.
- Je ne veux pas m’attarder à établir des limites supérieures et inférieures du volume de l’admission vo qui doit recevoir la dépense de vapeur et d’eau M, ce qui n’offre pas de grandes difficultés. Je me bornerai à dire que si nous parvenons à déterminer avec précision le coefficient de condensation des parois interne•< du cylindre, c’est-à-dire la quantité de chaleur qu’un mètre carré de ces parois est capable d’absorber pour une différence de 1° entre la vapeur qui afflue et celle des parois, nous trouverons facilement le terme :
- £Q = mc (X"—q0)
- les fuites par le piston et les admissions tardives par le tiroir étant supprimées.
- Il est vrai que, dans cette relation, la pression^ et la température to de la vapeur, à la fin de l’admission, sont inconnues, ainsi que le travail externe rendu <&o, de sorte que l’équation (II) .
- AU0 + mc (X" - qo) = (MX" - n”r") + bQ - A<$0
- est indéterminée. Mais en faisant intervenir l’influence des espaces nuisibles et l’équation (VI), débarrassée du terme relatif aux fuites Fd, soit
- timètre carré, et la ligne du vide se maintenait à peu près horizontale pour la moitié de la course de piston. Voici les renseignements essentiels sur cette machine:
- Diamètre du cylindre........... 0,660 m
- Course du piUon . ............. 1,220 »
- Nombre de tours par minute. . . 48
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- on pourra, par des approximations successives, déterminer p ravec tel degré d’exactitude que l’on voudra. J’ajouterai que ces calculs ne sont même pas très compliqués, en utilisant les tables dressées par M. Zeuner. Connaissant po, les autres inconnues du problème pourront être calculées par d’autres équations. Du reste, ce n’est pas dans cette direction que je compte développer une théorie de la machine à vapeur, mais j’exposerai plutôt des applications plus intéressantes dans le but de passer des conditions de fonctionnement d’un moteur sans chemise de vapeur aux nouvelles conditions de fonctionnement du même moteur muni d’une enveloppe et réciproquement.
- La méthode que j’exposerai reste la même, quand il s’agit de passer aux conditions de fonctionnement du même moteur travaillant avec de la vapeur surchauffée, ou dans lequel la vapeur d’échappement subit une forte compression.
- Je pourrai ainsi établir une comparaison rationnelle entre deux moteurs de types donnés et calculer l’économie due à l’enveloppe, à la surchauffe ou à la compression.
- § 36. — Coefficient de condensation.
- J’ai cherché, il y a longtemps, à déterminer ce que j’appellerai le coefficient de condensation des parois, en fonte, d’un cylindre de machine à vapeur. Bien des fois, j’ai dû renoncer à cette recherche, parce que j’ai négligé les échanges de chaleur dans les espaces nuisibles, les fuites par le piston et les admissions tardives par les tiroirs. J’ai fait intervenir, au sujet , des condensations dans les cylindres, des lois qui me paraissaient tout à fait rationnelles, mais en prenant pour la chaleur SQ, absorbée par les parois, la quantité mc(X"— qff ou mro, je raisonnais sur des chiffres absolument faux ; il suffît, pour s’en convaincre, de se rappeler ce que j’ai dit, page 454, où j’ai constaté une erreur de plus de 36 0/0, en adoptant, pour l’essai à vapeur saturée du 25 août 1870, la méthode de calcul telle qu’elle a été appliquée jusqu’à ce jour.
- Il y a une dizaine d’années, un ingénieur allemand s’est occupé de la même question, en se basant sur le poids du cylindre, au lieu de la surface interne en contact avec la vapeur; il a, sans doute, renoncé à poursuivre cette étude et probablement pour les mêmes raisons qui m’ont fait abandonner, à plusieurs reprises, mes recherches.
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- Je ne crois pas que le coefficient de condensation dépende du poids du cylindre car, à mon avis, tous les échanges de chaleur entre la vapeur et les parois se passent dans une épaisseur de métal extrêmement mince, de sorte que je considère la chaleur absorbée comme étant proportionnelle à la surface en contact avec la vapeur.
- En faisant fonctionner une machine sous deux degrés d’admission très différents, on pourra vérifier la loi que je viens d’énoncer.
- Appelons EQt et SQ2 les quantités totales de chaleur absorbées par les parois d’une même machine fonctionnant successivement sous deux degrés d’admission fx et f2 ; soient S, et S2 les surfaces de condensation totales, dans les deux cas ; t" et £" les températures de la vapeur dans les boîtes de distribution : t et t les
- C| C2
- températures moyennes des surfaces S, et S2 au commencement d’une nouvelle course de piston. Dans ces conditions, l’expression
- doit être vérifiée.
- Si cette loi des condensations est vérifiée par un certain nombre d’essais de machine à vapeur, on pourra poser :
- constante.
- Appelons Ci ce rapport constant, de sorte que
- La constante Ct ou le coefficient de condensation exprime le nombre de calories absorbées par mètre carré .de paroi interne du cylindre pour une différence de 1° entre la vapeur et ces parois ; l’équation qui précède est celle de la page 380.
- Le calcul et la vérification de exigent bien des corrections dont nous allons nous occuper, en examinant successivement celles qui se rapportent :
- 1° à SQ1? 2Q2, etc.
- 2° aux surfaces Sl5 S2, S3, etc.
- 3° aux températures tc , tc , tc , etc.
- I. Condensations. —. Au sujet de SQ1? SQ2, etc., j’ai déjà discuté
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- un certain nombre de corrections relatives aux échanges de chaleur dans les espaces nuisibles, aux fuites par le piston et aux rentrées tardives par les tiroirs. Les deux premiers chapitres de ce Mémoire sont consacrés, presque en entier, à ces corrections et à des vérifications correspondantes.
- Quand il s’agit de comparer les HQ de plusieurs essais entrepris sur une même machine, pour établir la loi des condensations et déterminer G,, il convient de tenir compte de valeurs particulières et, avant tout, de la petite quantité de chaleur cédée par les fuites Fj à une portion de surface latérale du cylindre correspondant à la détente. J’ai déjà parlé de cette correction et j’y reviendrai plus loin ; j’ai à m’occuper de deux autres.
- En se reportant à ce qui a été dit, page 40, on comprend que la chaleur développée par le frottement du piston et celle qui est perdue par suite du refroidissement externe du cylindre doivent intervenir dans la comparaison des quantités HQl5 HQ.2, HQ3, etc., absorbées par les parois pendant l’admission.
- En effet, considérons le calorique développé par le frottement du piston ou bo. Cette chaleur passe dans les parois du cylindre et du piston avant celle qui est cédée par les condensations. Si bo était supprimé par un piston sans frottement, c’est la vapeur qui aurait à fournir 6o, de sorte que l’ensemble des parois est capable d’absorber un nombre de calories égal à la somme de celles qui ont été cédées par la vapeur qui s’est condensée et celles qui ont été développées par le frottement .du piston. C’est exactement ce qui se produirait dans des essais de machine à enveloppe, en faisant un premier essai avec l’enveloppe, et un second pendant lequel la chemise de vapeur serait condamnée. Quand la machine fonctionne sans enveloppe, les condensations céderont une somme de chaleur égale à celle qui a été fournie par l’enveloppe pendant l’admission, plus celle qui correspond, dans ce cas, aux condensations elles-mêmes. Dans le cas où la vapeur est surchauffée, cette somme est égale à la chaleur de surchauffe cédée, plus celle qui répond aux condensations. Le résultat est encore le même quand la vapeur est comprimée à la fin de l’échappement.
- Il faut donc ajouter bo à HQ.
- Quant au refroidissement externe du cylindre pendant l’admission ou ao, il a pour effet d’augmenter les condensations contre les parois ; si, par une meilleure protection du cylindre contre le rayonnement externe, on pouvait rendre ao égal à zéro, la chaleur cédée par les condensations serait diminuée de a0.
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- Pour pouvoir comparer les SQ1T 5Q2, SQ3, etc., de plusieurs essais, et pour établir le coefficient de condensation C15 il convient donc de considérer :
- sQi+&0j—a0j[
- sQ2 -f b0— a0*
- £Q3 + b0 — a^, etc.
- II. Surfaces de condensation. — Occupons-nous des surfaces contre lesquelles la vapeur peut se condenser.
- Au premier abord, cette question semble se réduire à la solution de quelques problèmes très simples de géométrie élémentaire ; au point de vue des calculs, il n’y a aucune difficulté; mais dans l’énumération de ces surfaces de condensation et dans leur estimation, il faut apporter beaucoup d’attention.
- Considérons la machine à quatre distributeurs du Logelbach; le dessin coté de son cylindre est donné dans le Bulletin de la Société industrielle de Mulhouse, avril et mai 1867, planche 202.
- A. — Surfaces de condensation des espaces nuisibles.
- Dans cette première surface, que nous désignerons S , il faut considérer :
- 1° La surface de l’espace de sûreté dans le cylindre ; c’est une petite fraction de la surface latérale ;
- 2° La surface de condensation de la tige de piston correspondante à l’espace de sûreté ;
- 3° La surface d’un plateau de piston et d’un couvercle ou d’un fond de cylindre, avec écrous, clavettes, etc., du plateau, s’il y en a, déduction faite de la section droite de la tige de piston ;
- 4° Surface du conduit d’admission;
- 5° Surface du conduit d’échappement ;
- 6° Surface interne totale de la boîte d’échappement, y compris la surface de la tige du tiroir, brides, écrous, etc. Des deux dernières surfaces, il convient de retrancher les orifices d’entrée dans le cylindre et dans les boîtes de distribution ;
- 7° Surfaces internes des conduits de robinets graisseurs, de purge et des ajutages dans lesquels sont vissés les indicateurs de Watt, etc., etc.
- B. — Surfaces de condensation relatives au volume engendré par le piston pendant Vadmission.
- Dans cette seconde portion de la surface de condensation que nous désignerons par Sa, nous n’avons à. considérer que :
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- 1° La surface de l’admission, variable avec le degré de la détente ;
- 2° La surface de la tige de piston, variable également.
- J’ai à présenter plusieurs observations importantes au sujet de quelques-unes des surfaces que je viens d’énumérer.
- Il ne faut pas oublier que la tige du piston et celle du tiroir d’échappement pénètrent dans leurs boîtes à étoupes, en passant par des bagues de centrage, généralement en bronze. Ces bagues doivent toujours présenter une ouverture de 1 à 2 mm plus grande que le diamètre des tiges qui les traversent ; la vapeur pénètre dans le petit espace annulaire et se condense, à la fois, contre la tige et la bague, ce qui augmente d’autant les surfaces de condensation.
- Je ferai la même observation au sujet des plateaux du piston, dont le diamètre doit être plus petit que celui du cylindre ; il faut, ici aussi, tenir compte des condensations qui se précipitent contre la surface latérale du plateau et sur une surface supplémentaire du cylindre.
- Une autre surface qu’il convient de ne pas oublier est celle que découvre, progressivement, le tiroir d’échappement, depuis l’origine de la course de piston jusqu’au commencement de la détente. En effet, au moment où l’échappement au condenseur est intercepté, le tiroir d’échappement se déplace avec le maximum de vitesse. Au premier moment de l’arrivée de la vapeur venant de la boîte de distribution, les condensations ont lieu sur toute la surface interne de la boîte d’échappement, sur le dos du tiroir comme sur le restant de la boite ; au fur et à mesure que le tiroir se déplace, il refoule, par son arête antérieure, l’eau déjà précipitée, mais du côté opposé, il découvre des surfaces que la vapeur n’a pu encore atteindre. Pour calculer cette surface de condensation supplémentaire, il faut connaître tous les éléments de la distribution, tels que le rayon d’excentricité et Y angle d'avance.
- Disons encore que le tiroir d’échappement doit avoir une largeur moindre que l’intérieur de la boite dans laquelle il se meut il faut donc tenir compte de la surface latérale totale du tiroir et de la boîte.
- Enfin, j’ai à faire une dernière observation relative à une sur-' face à retrancher de la somme totale de celles que j’ai énumérées pour Sp, mais qui ne peut être calculée exactement, et qu’il fau-~dra estimer le mieux possible; je parle ici d’une petite portion
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- de la surface du conduit d’admission, à la sortie de la boîte de distribution.
- Aux environs de l’orifice d’admission, la boîte à tiroir joue le rôle d’une véritable enveloppe de vapeur pour le conduit. La vapeur très chaude de cette boîte chauffe la masse de fonte dans laquelle le conduit est pratiqué. Du côté de la boîte, les parois sont à une température plus élevée que celle du cylindre et du reste du conduit lui-même, au débouché dans le cylindre ; la vapeur ne pourra donc pas se condenser contre la surface située près de la boite de distribution. Ce n’est que par des expériences spéciales que l’on pourra déterminer la petite surface qu’il convient de retrancher de celle du conduit. Comme la correction dont il est question n’a pas, en définitive, une grande importance, on pourra admettre que l’influence de cette petite enveloppe de vapeur particulière ne s’étend qu’à 4 ou 5 cm à partir de la boîte de distribution.
- C. —- Températures des surfaces de condensation.
- 11 me reste à parler des températures tc, tc, etc., des surfaces
- \ %
- de condensation.
- La température tc est celle de la vapeur et des parois à l’origine de la course de piston, dans le cas de la vapeur saturée où m et R, sont très grands.
- Cette température se rapporte à la surface des espaces nuisibles, constante pour tous les essais entrepris sur la même machine ; si nous désignons toujours par t" la température de la vapeur dans les boites de distribution, la surface absorbera, par condensation, un nombre de calories proportionnel à :
- Faisons avancer le piston; celui-ci découvrira, à chaque instant, de nouvelles surfaces élémentaires dont la température est supérieure à (Voir le diagramme rabattu, planche I.)
- Appelons tc^ la température moyenne de ces parois depuis le
- commencement de la course jusqu’à la fin de l’admission. Cette température tc^ est celle de la surface Sfl, sur laquelle il se condensera un poids de vapeur capable de fournir un nombre de calories proportionnel à :
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- Sa(*‘
- et les équations de la page 482 sont à modifier comme suit :
- 3Qi
- = ct
- Ainsi que je l’ai dit plus haut, il faut apporter beaucoup de soin et d’attention au calcul de C( ; on voit, par ce qui précède, qu’un grand nombre de corrections très délicates sont indispensables ; d’autres vont suivre.
- J’ai vérifié les équations ci-dessus par mes deux essais des 25 août. 1870 et 30 septembre 1871, le premier ayant été fait avec de la vapeur saturée et le second avec de la vapeur surchauffée (*). Les équations qui déterminent le coefficient de condensation, dans ces conditions, sont très bien d’accord entre elles, sous les réserves faites page 402, et celles que je veux signaler.
- Je ne veux pas reproduire les longs calculs que l’essai du 30 septembre 1871 a exigés, et je me borne aux observations suivantes :
- Il me manque plusieurs éléments pour le calcul exact de certaines parties des surfaces de condensation et Sa, et que le dessin incomplet du cylindre de la machine du Logelbach ne fournit pas. (Voir ce dessin, planche 202 du Bulletin de la Société industrielle de Mulhouse.)
- C’est ainsi que je ne connais pas le diamètre exact de la tige de piston; j’ai adopté d = 0,086m; de celle du tiroir d’échappement pour laquelle je prendrai d' = 0,023 m ; je n’ai pas non plus de renseignements très exacts sur l’épaisseur des plateaux du piston et de la course du tiroir d’échappement; enfin, je ne connais pas la longueur des boîtes de centrage des tiges. J’ai dû faire quelques hypothèses compatibles avec les exigences de construction.
- J’ai cru de mon devoir de faire ces réserves, mais sur la somme totale de la surface de condensation dans les essais des 25 août 1870 et 30 septembre 1871, je n’ai certainement pas fait une erreur d’un demi-décimètre carré, alors que la surface -j- Sa s’élève à plus de 2 m2; l’erreur que j’ai pu commettre ne s’élève donc pas à 1/400®
- (*) Les températures iCi,i tc^ pour l'essai à vapeur surchauffée du 30 septembre 1871,
- ne sont plus celles qui correspondent aux ordonnées du diagramme ; cette question se complique dans ce cas comme dans celui d’une machine à enveloppe. (Voir plus loin le paragraphe 62, Théorie de la machine à vapeur surchauffée).
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- Il y a une cause d’erreur que je tiens encore à signaler et, malheureusement, celle-ci ne pourra jamais être redressée. Ainsi que je l’ai déjà dit dans la préface, la machine du Logelbach, il y a vingt à trente ans, était munie de plusieurs pistons de rechange dont les dimensions et la disposition des segments n’étaient pas les mêmes ; il est impossible de dire aujourd’hui lequel de ces pistons a fonctionné dans le cylindre pendant un essai donné, et je suis sur que, pendant les nombreux essais entrepris sur ce moteur, aucun des observateurs ne s’est jamais préoccupé des dimensions des pistons et d’un certain nombre d’autres organes qui, en somme, n’ont pas une grande importance dans la discussion que je poursuis en ce moment.
- Je ne puis donc pas donner une valeur absolument exacte et définitive du coefficient de condensation. Toutefois, les surfaces au sujet desquelles j’ai tenu à faire quelques réserves et que j’emploie plus loin pour déterminer la capacité calorifique spéciale des parois du cylindre, sont vérifiées avec une exactitude presque mathématique par le refroidissement Re au condenseur, et on a pu. voir pages 431 à 434, que cette valeur de Re a été contrôlée de façon à ne laisser subsister aucun doute au sujet de l’exactitude de cette quantité. La nouvelle vérification de Re, que l’on trouvera plus loin, et qui repose sur les surfaces du cylindre et du piston, constitue un contrôle très sérieux de ces surfaces.
- - Je termine ce paragraphe par une observation générale.
- Les calculs qu’exige la détermination des fuites ?! et F2, et ceux que demandent les rentrées tardives H, sont très longs et même assez compliqués. Peu importe, il faut les faire pour établir 2Q et, en général, toutes les valeurs qui entrent dans l’analyse d’un essai de machine à vapeur, car, après tout, il n’est pas correct de s’appuyer sur des équations incomplètes, non vérifiées et manifestement fausses, pour arriver, de déductions en déductions, à des conclusions qui ne supportent pas un examen sérieux. C’est ce qui arrive en acceptant, sans vérification, les équations (II) et (VIII) et bien d’autres que j’ai discutées dans les chapitres précédents.
- Il n’est pas moins vrai que ces longs calculs pourraient être évités en entreprenant quelques essais sur un moteur dont le piston et les tiroirs seraient parfaitement étanches.
- Les pistons qui ne laissent pas passer la vapeur sont rares, encore faut-il les maintenir en parfait état d’entretien.
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- En tout cas, il me paraît utile d’appeler l’attention sur les analyses d’essais qui ont été publiées et de faire voir les inconvénients que présentent les fuites de vapeur.
- En opérant même avec de bons pistons, il ne faudrait pas moins entreprendre des vérifications très minutieuses dans la discussion des équations de contrôle établies plus haut.
- En un mot, une analyse d’essai de machine à vapeur consiste précisément dans la vérification de toutes les équations auxquelles les valeurs expérimentales doivent satisfaire. Ce n’est qu’après tous ces contrôles qu’il est permis de songer à une théorie de la machine à vapeur, et cette théorie n’est pas à confondre avec une analyse d’essai; malheureusement, on a confondu jusqu’ici ces deux choses absolument différentes.
- § 37. — Détermination du coefficient de condensation
- Le coefficient de condensation est déterminé par l’équation
- C,
- S.„ (t"
- SQ,_________
- É) + S«
- (Ci), page 487.
- Nous avons vu, page 483, que la quantité NQ doit être modifiée et remplacée par SQ -f-bo — ao ; d’un autre côté, il intervient, ainsi qu’on le verra plus loin, d’autres surfaces, de sorte que j’écrirai l’équation (G,) comme suit :
- Ct
- e
- SQ + K - an G ) + s„ (T — G,m) + etc-
- (Cd
- Il convient même, en vue d’une plus grande exactitude, de décomposer Sfl en deux parties S'{ et S", auxquelles je reviendrai plus loin.
- Cherchons les valeurs numériques des termes qui entrent dans cette équation.
- NQ est donné, page 430, par :
- IQ = (me — (f , + H— H ))
- %)
- + F, (q0 - qc +oc0
- \ in m
- ~x r
- 'rn m
- )+ [m«y(x"-À»+Av„)] +m,r(S+p<
- SQ = 36cal,1769.
- 6o=6fc = 0^,128, page 376.
- .ao n’est pas encore déterminé ; c’est le refroidissement externe
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- de la partie du cylindre correspondante à l’admission ; le refroidissement total du cylindre étant de a = lcal,85 par coup de piston, page 376.
- Gomme ao est le rëfroidissement correspondant aux surfaces Sp et Sfl, et que ce refroidissement est évidemment très petit, je l’ai calculé approximativement, en m’appuyant sur les considérations suivantes :
- Ce refroidissement est proportionnel aux surfaces et au temps exigé par la fraction de course de piston pendant lequel les surfaces sont soumises au rayonnement externe.
- Au lieu de chercher les surfaces extérieures du cylindre qui enveloppent et Sfl, je simplifierai les calculs comme suit: Je supposerai que ao se perde par ces surfaces internes et Sfl, et je négligerai quelques petites corrections sans importance. Ces surfaces restent exposées au refroidissement externe pendant la fraction de course frc à laquelle correspond un angle g, décrit par la manivelle, auquel je reviendrai.
- La surface et celle des espaces nuisibles complets, avec les conduits d’admission et d’échappement, etc., doit être diminuée, ici, de la surface d’un plateau de piston et de la petite surface de la tige de piston engagée dans l’espace de sûreté ; étant à l’intérieur du cylindre, ces surfaces ne peuvent contribuer au refroidissement externe ; on trouve ainsi :
- ôp Sp - (0,2875 -f 0,0951) — 0,0171 m2 = — 0,3977 m\
- Or, la surface S^, estimée comme il a été dit page .484, est de S^—1,1583 m2, donc :
- S'p = 1,1583 m2 — 0,3977 m2 = 0,7586 m2.
- Quant à la surface Sa ou plutôt S , dans laquelle il ne faut pas
- faire intervenir la surface de la tige de piston, elle a pour expression :
- Sa — fade
- ou f'c — 0,256, page 375, d == 0,605 m, le diamètre intérieur du cylindre et c — 1,702 m, la course du piston, donc :
- S = 0,256-it X 0,605 X 1 702 = 0,8283 m\
- La perte de chaleur a0 est proportionnelle à
- (s;+sfli)p°.
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- L’angle (S'est celui qui est parcouru par la manivelle pendant la fraction de course f'c =. 0,256.
- Pour éviter des complications, je supposerai la bielle infiniment grande par rapport à la manivelle, et dans ce cas :
- cos (3 = 1 — 2f'c,
- expression qu’il est facile d’établir ; on trouve ainsi :
- cos p = 1 — 2/L— 1 — 2 X 0,256 = 0,488 — cos 60°,47'. Comparons a0 au refroidissement total a = lcal,85 du cylindre pendant une course de piston.
- Soit la surface latérale du cylindre correspondant à la détente, SA la portion de surface latérale qui répond à la hauteur du piston, le refroidissement externe total, a = lcal,85, pour une course entière du piston, ou 180°, sera proportionnel à (S;+Sfli+Ss+S/t)180°
- de sorte que ao est donné par
- (s;+sX
- a° a (S;+ S„ + Sj-i- Sa)180»'
- Or, S*» la moitié de la tige de piston comprise, est égal à :
- S, = (1 — fc){r,dc + 1/2txcl'c)
- = (1 — 0,256)(tî0,605 X 1,702 + 1/2*0,086 X 1,702).
- S5 = (1 — 0,256)(3,4653 m2) = 2,5782 m2 et
- SA — 7ulh = x X 0,605 X 0,186 = 0,3536 m2, h — 0,186 m étant la hauteur du piston.
- En remplaçant dans l’équation plus haut :
- a°~a(S;+Sfli+S5+SA)180<>
- = j cal 8S (0,7586 + 0,8283)60°,47'
- ’ (0,7586 + 0,8283 + 2,5782 -f 0,3536)180°
- ^=0^,2194 (*).
- (*) Pour ne pas interrompre, plus loin, la suite des idées, je donne ici trois autres valeurs concernant le refroidissement externe du cylindre, ce sont :
- 1° Le refroidissement des surfaces des espaces nuisibles pendant la détente
- ou a :
- V
- 2° Le refroidissement de la surface Sÿ de la détente pendant l’admission ou cq ;
- 3° Le refroidissement de la même surface pendant la détente ou a&.
- En opérant comme pour a0, j’ai trouvé :
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- Le numérateur de l’équation (Cj), page 489, est maintenant connu par :
- 2Q + b0— a0 = 36cal,1769 -f- 0,128 — 0,2194 = 36cal,0855. Passons aux termes du dénominateur de l’équation (CJ ou
- y*x- xetc-
- Le premier de ces termes est donné par:
- S= 1,1383(143°,2 - 63°,844) -:-r 91,9181 (p. 490, 375 et 410).
- Passons au second terme S (t" — t, ).
- fl\, Lm)
- 8 est la surface latérale du cylindre engendrée par le piston pendant l’admission, y compris la moitié de celle de sa tige, elle a pour valeur :
- - />dc-+ 1/2 fccl'c = f'(*dc + 1/2*d'c)
- = 0,256(7:0,605 X 1,702 + 1/2t:0,086 X 1,702).
- Sa 0,256(3,4653 m2) = 0,8871 m\
- La température t" == 143°,2; quant à tc., elle est égale à la moyenne de celles auxquelles tombent les éléments de Sa vers la fin de l’échappement de la course précédente.
- II a été dit, page 486, que, dans le cas où m et Re sont très grands, la vaporisation de me a lieu pendant toute la durée de
- l’échappement et les éléments de la surface du cylindre prennent la température de la vapeur aux points correspondants. Il faut bien qu’il en soit ainsi, car ni la moitié ni les trois quarts de la surface latérale ne peut fournir à m la quantité de chaleur voulue pour la vaporisation de cette eau.
- Pour trouver la température moyenne de la paroi Sa, reportons-nous au diagramme rabattu, Planche 1 ; les températures successives des éléments de parois que le piston découvre sont celles qui correspondent aux contre-pressions p^ p^, p^, pc^ p^.
- Gomme les deux premières diffèrent très notablement des sui-
- " a = 0cal,4303
- °S ’
- a j. = 0ca\4052 °0
- a-s= 0ca,,7949
- en ajoutant aQ, a0— 0cal,2194 on doit trouver une somme égale à a — lcal,85, 1“1,8498
- ce qui a lieu effectivement.
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- vantes, il convient, pour éviter des erreurs, de procéder comme suit :
- On partagera Sa en deux autres surfaces et S" ; la première correspond à tc^ et à tc>, et la seconde à pc^ pc^, pc^ pc . Appelons p'c la moyenne de jp et pc^, soit :
- Pc. + Pc.
- Pc =
- 0,2414 + 0,2590
- 2
- --- 0,2502 kg par centimètre carré.
- A cette pression, la température de la vapeur est t' = 64°,638.
- ca
- Soit encore pc la contre-pression moyenne qui correspond à la surface S", de sorte que
- v, _^21+i\o + P6i8 + P'i7 0,7712 + 0,6447 -f 0,5143 + 0,4815
- ^ a~ 4 ~ 4
- — 0,602925 kg par centimètre carré ; la température correspondante est t"c = 86°,445.
- La chaleur absorbée par Sf', sous l’action des condensations, est proportionnelle à
- , /K‘"~ 9
- et celle qui est cédée à S" :
- Or, S(' est la surface latérale du cylindre engendrée par le piston pendant le premier vingtième de la course, y compris la demi-surface de la tige de piston ; en se reportant à la relation de la page 491, on voit que
- 1/20(3,4653 m2) = 0,173265 m2-et
- s;; = Srt — S* = 0,8871 — 0,173265 = 0,713835 m2 ;
- donc
- sa(*" — K ) = 0,173265(143°,2 — 64°,638) = 13,6120. sâ(*ff— *ca) == 0,713835(143°,2 — 86°,445) 40,5137.
- Il y a d’autres surfaces de condensation à considérer et, avant tout, il faut apporter une correction à S^; en effet, pendant l’admission, le tiroir d’échappement ne reste pas immobile, il découvre une partie de sa table de distribution contre laquelle des condensations auront lieu.
- Pour bien nous rendre compte de l’influence de cette surface, Examinons les conditions de la distribution pendant l’admission.
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- Supposons le piston au commencement de sa course descendante ; en ce moment, le tiroir d’échappement se meut de haut en bas ; l’arête inférieure du tiroir coïncide avec l’arête inférieure de l’orifice, car, ainsi que nous l’avons déjà dit, le 25 août 1870, la machine du Logelbach ne présentait ni avance ni retard à l’admission et à l’échappement.
- Par l’arête inférieure, le tiroir d’échappement recouvre une certaine portion de la surface de la table de distribution, et par l’arête supérieure, il découvre une surface égale contre laquelle les condensations se précipiteront ; il en résulte que la surface doit être augmentée d’une petite surface sd qui a pour largeur celle de la table et pour hauteur la course du tiroir d’échappement pendant la durée de l’admission. La largeur de cette table est de 0,300 m ; quant à la course du tiroir, on ne pourra l’obtenir qu’après avoir calculé l'angle d'avance a qui répond au recouvrement ri de ce tiroir ; ce recouvrement est de 5 mm environ, et je supposerai que le rayon d’excentricité R soit égal à la somme de la hauteur de l’orifice d’échappement et de r.; l’angle d’avance est ainsi donné par
- sin ^ ^ ^ = 0,090909 = sin 4°, 13.
- L’angle parcouru par la manivelle pendant l’échappement étant de (â°= 60°47', page 491, on trouve facilement que le chemin h, parcouru par le tiroir d’échappement, est égal à : h = R(sin a' -{- sin (p — a')) — 0,055(sin 4°13 -j- sin (60°,47 — 4°,13)).
- h = 0,051 m
- de sorte que la surface de la table de distribution, découverte par le tiroir d’échappement, pendant l’admission, a pour mesure : sd— lh = 0,300 m X 0,051 m = 0,0153 m2.
- Cette surface de sd = 1,53 dm2 n’est pas négligeable.
- sd est à la température tc== 63°,844 ; elle est touchée par la
- vapeur d’admission à f = 143°,2, et le nombre de calories qu’elle absorbera est proportionnel à :
- sd(t" — tc^ = 0,0153(143°,2 — 63°,844) = 1,2141.
- Il reste à tenir compte d’autres surfaces : ce sont celles qui sont touchées par les fuites F{, en traversant le piston.
- La chaleur totale 2Q -f- bo — a0= 36cal,0855, page 492, cédée par les condensations, n’a pas passé tout entière dans les parois,
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- du cylindre relatives à l’admission et aux espaces nuisibles ; une partie de XQ provient de Fî%+Vd lIue les
- fuites ont abandonnée au piston, à ses cannelures et segments, et à une partie de la surface latérale du cylindre qui fait partie de S5.
- Occupons-nous, en premier lieu, de la chaleur cédée au piston, à ses segments et à ses cannelures.
- Appelons sc l’ensemble des petites surfaces du piston que les fuites Ft peuvent toucher à leur passage ; cette surface a pour valeur :
- 0,4437 m2 (*).
- Les fuites Ft pénètrent dans le piston à la température moyenne t = 130°,685, page 407 ; elles le quittent à la contre-
- pression moyenne p'^ ou à une pression un peu supérieure à cette moyenne, donnée par :
- 0,6447 -f 0,5143
- 0,5143 + 0,4486 2
- — 0,5468 kg par centimètre carré.
- A cette pression, la température est de t'c = 83°,127.
- Les fuites Fd, pendant leur passage à travers le piston, peuvent être considérées comme ayant une température moyenne de :
- A + C
- 2
- 130°,685 + 83°,12' 2
- = 106°,906,
- sous laquelle elles frappent l’ensemble de la surface sc. Cette surface est à une température que l’on peut déterminer par les considérations suivantes :
- Au commencement de la course descendante, le segment inférieur du piston est à tn. Quand les fuites commencent à traverser le piston, celui-ci a déjà parcouru le premier vingtième de sa course et se trouve placé entre les deux ordonnées y2 et ys (voir le
- (*) Cette surface sc est la somme des surfaces suivantes : 1° surface latérale du piston et celle des segments comprise entre les bords extrêmes du premier et du troisième segment ou 0,1635 m2:'2° surface latérale intérieure des trois segments, soit 0,0657 m2; 3° les surfaces planes des trois segments ou 0,1341 m% ; 4° trois surfaces latérales intérieures des cannelures du piston, soit 0,0646 m2, en supposant un espace vide de O,0u5 m entre l’intérieur des segments et le fond des cannelures ; 5° six surfaces annulaires planes des cannelures, le diamètre du corps de piston étant supposé de 0,6ul m, soit 0,1657 m2. Toutes ces surfaces peuvent être touchées par les fuites F, dans le cas où les segments ne sont pas très bien ajustés dans les cannelures du piston. Ce n’est que dans le cas où cet ajustement est presque irréprochable que certaines de ces surfaces seraient soustraites au contact des fuites; pour avoir une moyenne approchée, je n’ai compté que la moitié des surfaces n° 3 et n“ 5.
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- diagramme rabattu). En continuant de descendre jusqu’à l’ordonnée yv le piston découvre des éléments de surface dont les températures sont celles qui correspondent aux pressions pc^, pc^, p , pc , et les segments et cannelures auront pris, par contact
- avec ces éléments de surface, une température dont la moyenne pendant le passage des fuites F! et donnée par :
- + PC[+ PCi7 ^ 0;8520 _j_ 0,7712 4- 0,6447 + 0,5143 + 0,4815 5 “ 5
- p", = 0,65274 kg par centimètre carré.
- m
- t" = 87°,644.
- Les fuites traversent donc le piston à la température moyenne
- , plus haut, et la surface qu’elles touchent est à t"c ; la cha-
- leur qu’elles abandonnent sera proportionnelle à :
- sc( °m — i'%^j 0,4437(106°,906 — 87°,644 = 8,5465.
- Reste à trouver le terme proportionnel à la chaleur abandonnée à la petite surface latérale du cylindre qui fait partie de S5; appelons sÿ cette surface ; en suivant, sur le diagramme rabattu, la marche du piston, on voit facilement que l’action des fuites F* sur les éléments de la surface latérale du cylindre précède toujours l’action de la vapeur d’admission elle-même ; quand le piston sera arrivé au commencement de la détente, il recouvre, de toute sa hauteur, le premier vingtième de Ss, entre les ordonnées ys et y1 ; mais la surface latérale ss que nous avons à considérer n’a pas pour hauteur celle du piston ou h = 0,086 m, page 491, car les fuites ne s’échappent jamais entre les segments et le cylindre, page 362. La hauteur de ss doit donc être diminuée de l’épaisseur du , dernier segment ou de 0,012 m (?), pages 488, de sorte que :
- s8 = 7rd(0,086 — 0,012) == 7:0,605 X 0,074 = 0,1407 ?n\
- A la fin de l’admission, les pertes de vapeur et d’eau Ft pénètrent dans le piston à to = 134°,166, page 375 ; elles le quittent à ^8°,228 ou à une température un peu plus élevée. Depuis
- le point d’entrée jusqu’au point de sortie, elles se trouvent, dans les petits espaces compris entre le premier et le deuxième segment et entre le deuxième et le troisième, à une moyenne de
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- _ lo + 134°,166 + 78°,228 _
- l*~~ % . ~ 2 tandis que ss est à la moyenne
- _ *ci7 + ^16 _ 79°,962 + 78°,228 2 “ 2
- 106°,197,
- 79°,095,
- et le nombre de calories cédées à ss est proportionnel à : ss(ts — y = 0,1407 (106°,197 — 79°,095) = 3,8133.
- J’ai dit, page 494, que le tiroir d’échappement se déplace de 0,051 m pendant l’admission, et c’est ainsi que j’ai tenu compte du terme sd(t" — tcy La tige du tiroir qui pénètre plus avant
- devrait figurer parmi les termes du dénominateur de l’équation (Cj), page 489. Gomme je l’ai fait entrer dans Sp = 1,1583 m\ nous n’avons pas à nous en occuper ici.
- Le coefficient de condensation est donné par :
- SQ + K - «
- — LJ +SL(r—<t'c,,) +K(t"—Cft) 1\) +sc(-^—
- 36,0855 _ 36,0855
- 91,9181 H- 13,6120 + 40,5137 -f 1,2141 + 8,5465 + 3,8133 ~ 159,6177
- 0cai,226.
- Telle est la valeur très approchée du coefficient de condensation des parois internes du cylindre, des cannelures et des segments du piston; en d’autres mots, chaque mètre carré de ces parois absorbe 0cal,226 pour une différence de 1° entre la température de la vapeur et celle des parois qu’elle frappe.
- La question du temps pendant lequel les 0caI,226 sont absorbées étant réservée, je m’en occuperai plus loin.
- § 38. — Capacité calorifique spéciale des parois du cylindre
- Appelons K£ la capacité calorifique des parois par mètre carré et pour une variation de 1° de ces surfaces, ou encore, appelons K* le nombre de calories qu’il faut dépenser pour élever de 1° un m2 de ces parois sur une épaisseur inconnue pour le moment. C’est dans cette épaisseur inconnue que se passent tous les échanges de chaleur entre le cylindre et le mélange de vapeur et d’eau qui
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- le traverse ; le restant des masses élémentaires et concentriques se maintiendra séparément à une température moyenne qui va en diminuant de l’intérieur vers l’extérieur dans les machines sans enveloppe, et en augmentant dans les machines à chemise de vapeur.
- La somme de chaleur EQ bo — ao que la vapeur d’admission et les fuites ont cédée aux différentes surfaces est employée à porter les parois des températures qu’elles avaient, au commencement de la course de piston, à celles auxquelles se trouvent ces surfaces à la fin de l’admission.
- . Connaissant SQ -j- bo — ao, les surfaces touchées par la vapeur et les températures initiales et finales de ces surfaces, il est facile de trouver la capacité calorifique spéciale des parois.
- En effet, désignons encore, comme dans le paragraphe précédent, par S^, S^, S", etc., les surfaces frappées par la vapeur et les fuitesFj ; partc , C ,... etc., leurs températures initiales, et par to
- l a
- la température à la fin de l’admission; Kt étant la capacité calorifique cherchée, nous poserons :
- ]Q + K — a0 — + s;^0 C J Ki + s;;(C — C'JLi 4- • • •
- SQ + b0-a0
- .. etc.
- ou
- K,
- Sr(*° ~ \) + S«(^ — y + S«(L — y + • • • etc.
- ... (K,)
- Examinons les différents termes du dénominateur.
- Le premier, relatif à tout l’ensemble des espaces nuisibles, ne peut donner lieu à aucune difficulté. Cette surface est portée, pendant l’admission, de t à t0; donc :
- Sp(C “ = 1,1383(134°, 166 — 63°,844) =± 81°,4540.
- Passons au second terme, dans lequel toutes les valeurs sont également déjà connues :
- sa(é, — zy = 0,173265(134°,166 — 64°,638) = 12,0468.
- De même pour le troisième :
- S«C° “ ^a) ~ 0’713833(134°>166 — 86°,445) = 34,0649.
- Ici, comme dans le calcul du coefficient de condensation, il faut tenir compte des surfaces sd, sc et ss.
- Comme sd est à tc à la fin de l’échappement et à to à la fin de l’admission, il vient :
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- sd(t0 — y = 0,0133(134°,166 — 63°,844) = 1,0739.
- Considérons le cinquième terme relatif à la surface sc du piston, de ses segments et de leurs cannelures, et qu’il faut porter de la température qu’elle a au commencement de la course à celle qu’elle possède à la fin de l’admission.
- Supposons le piston au haut de sa course descendante; dans cette position, les bords extrêmes du premier et du troisième segment sont compris entre les ordonnées y1 et y2, la hauteur proprement dite du piston étant égale, à peu de chose près, au vingtième de la course de piston.
- Quelle est la température initiale des segments et de leurs cannelures, et quelle est leur température finale ?
- A l’origine de la course, il est facile de trouver la température moyenne de ces surfaces; mais cette moyenne n’a pas à intervenir ici. En effet, faisons descendre le piston jusqu’au commencement de la détente; les segments se projetteront alors entre les ordonnées ys et yn, soit entre y6 et y7, puisque ys est très voisin de î/6. Dans ce parcours de yl à ys, les segments se sont mis en équilibre de température avec celle des éléments de surface qu’ils ont rencontrés, et entre y% et y7 la température moyenne sera
- fi —
- fi +
- 79°,962-f-78°,228
- = 79°,093,
- c’est la température moyenne de s , page 497 ; c’est t qu’il faut
- S
- considérer comme étant la température initiale de s , car, en
- dehors de l’action de la vapeur d’admission et des fuites Ft, cette
- température eût été atteinte au contact de surfaces latérales du
- cylindre, dont les premières étaient à tc et tc, et les dernières à t'c
- et t'c .
- 17
- La température finale de sc s’obtient comme suit :
- À la fin de l’admission, l’ensemble de la surface sc n’a pas partout la même température. Du côté où les fuites pénètrent dans le piston, le premier segment et sa cannelure se trouvent à to; quant au troisième segment, du côté de l’échappement, il est à t'c = 78°,228 ; en prenant la moyenne, la température finale
- de sc devient :
- fi =
- 134°,166 -f 78°,228
- = 106°,197
- 2
- 2
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- et le nombre de calories qu’il faut dépenser pour porter sc de tc
- "s
- à ts est proportionnel à :
- - — tc ^ = 0,4437(106°,197 — 79°,095) = 12,0252.
- Enfin, il reste à déterminer le sixième terme du dénominateur de l’équation (Kt), page 498.
- En se reportant à la page précédente, on voit que ce sixième terme a pour valeur :
- ss(is — tc) =0,1407(106°, 197 — 79°,095) = 3,8133.
- En remplaçant dans l’équation (K,) tous ces termes par leurs valeurs numériques, on trouve pour la capacité calorifique des parois internes, telle que nous l’avons définie page 497 :
- _ 36,0855
- Kl ” 81,4540 + 12,0468 + 34,0649 -f 1,0759 + 12,0252 + 3,8133 36 0855
- K. = , rr= 0cal,2498; j’adopterai le nombre plus simple : 144,4801
- Kt = 0cal,25.
- Les deux coefficients d’expérience C1 = 0cal,226 et Kt = 0cal,250 joueront un rôle important dans la fin de ce Mémoire; il est évident qu’ils doivent être vérifiés avec le plus grand soin ; les contrôles que je développerai plus loin ne laisseront rien à désirer, surtout la nouvelle valeur du refroidissement Re par l’échappement, et qui est fondée sur les surfaces internes du cylindre.
- Observation.— Pour les deux coefficients = 0cal,226 et Kt = 0cal,250, j’ai fait abstraction du temps ou du nombre de tours de la machine. Pour l’un et l’autre de ces coefficients, il est facile, avec toutes les données qui précèdent, de déterminer la fraction de seconde correspondante aux phénomènes dont ces coefficients ont été déduits, sachant que la machine du Logel-bach faisait environ trente tours par minute.
- Le temps a-t-il une influence sérieuse sur les valeurs G, et Kt? Je ne le crois pas. Il est vrai que, dans des machines à très grande vitesse, l’influence peut se faire sentir, car je doute que, dans ce cas, la profondeur à laquelle se fait sentir l’influence des parois reste la même; peut-être aussi l’équilibre de température entre la vapeur et les parois n’existe plus; mais alors il n’y a plus de théorie possible, à moins d’établir des coefficients Gt et K,
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- pour chaque cas particulier, ou encore d’établir la loi suivant laquelle varient ces coefficients.
- § 39. — Calcul de l’épaisseur des parois dans laquelle s’opèrent
- LES ÉCHANGES DE CHALEUR ENTRE LE CYLINDRE ET LA VAPEUR QUI
- LE TRAVERSE.
- J’ai déjà dit que les échanges de chaleur entre la vapeur et les parois du cylindre sont en quelque sorte instantanés, ce qui suppose que ces échanges s’opèrent dans une faible épaisseur des parois.
- La .capacité calorifique des parois que je viens de déterminer, et que je vérifierai plus loin, permet de calculer, au moins approximativement, la profondeur à laquelle s’étendent ces échanges de chaleur. La surface extérieure d’un cylindre reste à une température à peu près constante, du commencement à la fin d’un coup de piston. Cette température de la surface externe est inférieure à celle de la vapeur à la fin de l’admission, dans le cas d’une machine sans enveloppe, et lui est supérieure dans une machine à chemise de vapeur.
- La surface interne du cylindre passe, au contraire, du maximum to, pendant l’admission, à tc, qui est le minimum dans une
- i
- machine sans enveloppe. Dans- un moteur à chemise de vapeur, le minimum de la température des parois internes se rapproche de la température à la fin de la détente ou tn. A la surface interne du cylindre, les changements de température se succèdent très rapidement.
- Revenons au calcul de l’épaisseur des parois, dans laquelle ont lieu les échanges de chaleur et les brusques variations de température dont je viens de parler.
- Considérons 1 m2 de la surface interne ; appelons x l’épaisseur dans laquelle les changements de température se font sentir. Sans nous occuper de la loi suivant laquelle varie la température dans cette épaisseur, supposons que cette température soit la même depuis la surface interne jusqu’à la profondeur x considérée.
- La densité de la fonte est de 7 200 kg par mètre cube et sa chaleur spécifique de 0cal,13, entre 0° et 100°, et même au delà.
- Le volume de fonte 1 w2 X ® exige, pour une augmentation de 1° dans sa température, une quantité de chaleur donnée par :
- 1 X & X 7 200 kg X 0cal,13 = 936 calories.
- Bull.
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- ' Ce nombre de calories est égal à la capacité calorifique des parois, telle que je l’ai définie dans le paragraphe 38, donc x X 936 = Kx K O 25
- æ = 93g = W = 0’000267 m’ soit environ un quart de millimètre.
- Ainsi, les échanges de chaleur entre le cylindre et la vapeur ont lieu dans une épaisseur de paroi d’environ un quart de millimètre.
- Ce nombre est un minimum pour les cylindres sans enveloppe, et un maximum pour les cylindres de machines à chemise de vapeur.
- § 40. — Détermination dtj refroidissement Rg pendant l’échappement, EN FONCTION DE LA SURFACE DU CYLINDRE ET DE SA CAPACITÉ
- CALORIFIQUE.
- La capacité calorifique des parois nous permettra de calculer le refroidissement par l’échappement Re, en nous basant sur les températures initiales et finales de S^, So, Sÿ des parois du cylindre, pendant l’échappement, c’est-à-dire sur des valeurs absolument différentes de celles qui nous ont servi à déterminer et à contrôler Re, par les équations (III) bis, (IV) bis et (VII) bis, pages 431 à 434.
- Je vais soumettre ces équations à une nouvelle discussion.
- C’est l’équation (III) qu’on a généralement adoptée pour trouver Rfi.
- Prenons-la sous la forme la plus simple, en négligeant un certain nombre de corrections, soit :
- SQ = A(U?l — U0) + A'gj -j- a •— bs -f- Re. (III)
- On voit que SQ est égal à la variation de chaleur interne du mélange de vapeur et d’eau du commencement à la fin de la détente, plus la chaleur équivalente au travail externe rendu, plus la somme algébrique des pertes et gains de chaleur et plus un reste Re.
- Les quatre premiers termes du second membre de (III) ne donnent jamais une somme égale à SQ, même dans une machine
- à enveloppe, quand me = 0, ou quand Rg semble devoir être nul. On
- 11
- dit simplement que Re est égal au refroidissement du cylindre pen-
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- dant l’échappement. On établit ainsi Re par une démonstration a posteriori. A mon avis, il vaudrait mieux donner l’emploi direct de Re, en faisant voir en quoi consiste réellement l’emploi du reste ou refroidissement du cylindre.
- Il est vrai que l’équation (IV) ou :
- AUW + AS0 - a, + b, + Re = (M' - M)(0B - 60) + MflB + M'e — A(M' — U)Pa ~ P°
- (IV)
- vient à l’appui de (III); mais cette équation, pas plus que la précédente, ne donne le véritable emploi de Re. On dit bien que l’eau me présente dans le cylindre, à la fin de la détente, est vapo-
- n
- risée pendant l’échappement; mais en multipliant cette eau m
- 'n
- par la chaleur de vaporisation, on ne trouve pas une quantité de chaleur égale à Re. C’est ainsi que nous avons vu, page 429, que
- m.Jlc - qn) = 37cal,8148
- alors que
- Re == 31cal,7187, page 434.
- Il faut donc admettre qu’une portion de me est arrachée des
- n
- parois et entraînée dans le condenseur par le courant de vapeur qui se produit au moment où s’ouvre l’orifice d’échappement. S’il n’en était pas ainsi, la vapeur qui remplit les espaces nuisibles, au commencement d’une nouvelle course de piston, serait humide, et, dans ce cas, on se trouverait en présence des contradictions signalées dans le paragraphe 24. .
- Il peut donc rester quelques doutes au sujet de Re; pour les lever, il convient de considérer le refroidissement par le condenseur à un autre point de vue.
- J’ai dit à plusieurs reprises que 2Q est employé à porter les surfaces des parois S^, Sa, etc., des températures initiales qu’elles ont au commencement de l’admission aux températures finales qu’elles possèdent au commencement de la détente; c’est ainsi que j’ai déterminé la capacité calorifique des parois du cylindre.
- De même Re, en se plaçant au point de vue de l’équation (III), peut être considéré comme la quantité de chaleur qu’il faut communiquer aux surfaces S , Sa, S^, etc., de la surface interne du cylindre, pour les porter, des températures auxquelles elles tombent pendant
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- l’échappement, à la température finale tn qu’elles conservent à la fin de la détente. R, est, dans ce cas, la somme de chaleur qu’il faut dépenser pour relever la température des parois, et, à ce litre, elle doit figurer dans l’équation (III).
- En considérant l’équation (IV), Re est, au contraire, la chaleur qu’il faut enlever à la surface interne du cylindre, pour la ramener de tn aux températures finales que les différentes parties de cette surface prennent pendant l'échappement. Cette chaleur enlevée est indispensable pour justifier les phénomènes qui se passent dans le condenseur ; l’eau vaporisée mg sert de véhicule à Re dans
- ce transport de la chaleur du cylindre au condenseur.
- On comprend, facilement que la capacité calorifique des parois doit intervenir dans ces questions d’élévation ou d’abaissement de température des surfaces internes du cylindre.
- Reportons-nous au diagramme rabattu, que nous avons fait glisser parallèlement à la ligne atmosphérique de l/20e de la
- course de piston; ce l/20e de la course = m = 0,0851 m,
- Ji\)
- page 496, étant égal, à moins de 0,001 m près, à 1a. hauteur proprement dite du piston ou h = 0,086 m. Plaçons cette figure dans une position telle que le point a' se trouve en bas et le point a en haut. Si me Çk — q\ est sensiblement plus grand que Re, ce qui est
- le cas de l’essai à vapeur saturée du 25 août 1870, il est évident que la vaporisation de l’eau me continuera pendant toute la durée
- , n
- de l’échappement, et les éléments successifs de la surface interne tomberont à des températures qui correspondent aux deux lignes aM et a'M dont le point d’intersection se trouve en M.
- Considérons la course descendante du piston pendant laquelle la vapeur d’échappement tombe de fait aux températures qui répondent à la ligne du vide nncMa' et non pas à (Ma ; il semble donc de prime abord qu’il faut remonter les éléments de la surface interne de ncMa' à abcdokln et non pas de aMa' à abcdkln. Il n’en est pourtant pas ainsi, au point de vue de la chaleur qu’il faut réellement dépenser dans ce relèvement de température.
- En effet, plaçons le piston entre les deux ordonnées yl8, yi9 de la course descendante; la vapeur qui travaille par détente au-dessus du piston est à tl8, c’est aussi la température des parois comprises entre yt et yl8 ; au-dessous du piston, la vapeur d’échappement est à t' .
- ci
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- Faisons descendre le piston de 1/20° de la course, en le plaçant entre les ordonnées t/19, yiQ; la vapeur au-dessus du piston sera à tm mais du côté opposé, l’élément de surface compris entre y'c
- et y'e, a été porté, par la vapeur qui travaille par détente, de t' 4- t'
- C4 C3
- ----=-- à Ln. La chaleur ainsi fournie a nécessairement fait bais-
- ser la température du mélange de vapeur et d’eau qui remplit le haut du cylindre ; en définitive, c’est la chaleur interne AU19 qui a subi une diminution, sans compter celle qui résulte du travail rendu de y18 à yi9.
- Si, pendant l’échappement de la course suivante, la température de la vapeur et des parois correspond réellement à la ligne nncMa, au lieu de a'Ma, il n’est pas moins vrai que, pendant la course descendante, la vapeur qui a travaillé à pleine pression et par détente a dû remonter les éléments successifs des parois de a'Ma à abdbkln, pour laisser finalement toute la surface interne à tn, au moment où l’échappement va commencer.
- Cela posé, revenons aux surfaces Sp, Sa, S5, etc., et aux quantités de chaleur qu’il faut dépenser pour relever leur température à celle qu’elles conservent à la fin de la détente ou tn.
- Considérons la course montante du piston.
- Occupons-nous, en premier lieu, de Sp, c’est-à-dire de l’ensemble des surfaces des espaces nuisibles.
- S , à la fin de la course descendante, est tombé ainsi que toute la surface interne du cylindre à tn = 94°,693, page 411, et pendant toute-la durée de l’échappement Sp a été refroidi pour tomber à tc = 63°,844, quand le piston sera au haut de sa course. C’est dans
- cet état que la vapeur d’admission pour une nouvelle course descendante doit porter Sp à t0. Mais, pendant la détente, Sp cédera continuellement de la chaleur de celle qu’elle vient de recevoir, pour tomber à tn à là fin de la course de piston. De toute la chaleur que Sp a reçue, cette surface ne retiendra que celle qu’il faut dépenser pour la porter de tc à tn, et qu’elle cédera de nouveau
- pendant l’échappement suivant.
- Il en résulte que le relèvement de la température de Sp exige Sp[tn — = 1,1583(94°,693 — 63°,844)14 = 35,732414 calories
- que 2Q devra fournir.
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- Passons à la surface Sa. Elle est, comme la précédente, à tn =. 94°,693, au moment où l’échappement par le haut va s’ouvrir; elle tombe d’abord à t , puis à t , ... t ou ht. qui ne diffère
- °2i X °19 °s 6
- que de très peu de tc ; lorsque le piston sera arrivé en yg} il lui
- reste encore à parcourir toute la distance comprise entre cette ordonnée et ylf et cette distance correspond précisément à Sfl. De yg à ylt la température moyenne est celle des pressions suivantes :
- _ \ +^c4 + Pc2 + PCl _ o,2982 + 0,2793 + 0,2390 + 0,2414 Pca~ 4 — 4
- = 0,269475 kg par centimètre carré; et à cette pression la température de la vapeur est de 66°,298 = t .
- a
- Pendant les derniers instants de l’échappement, la vapeur qui travaille par détente, sous le piston, a porté les températures des éléments de S" de t'c, t'c, t'c à tl7J ti8, tiQ et t21, et la vapeur d’ad-
- 6 4 2
- mission de la nouvelle course descendante de t' , t' , t' et t'
- C2l C20 C18 C17
- à to. Une remarque semblable s’applique à S^.
- Mais, que ce soit la vapeur qui travaille par détente ou celle qui arrive pour l’admission de la nouvelle course descendante qui relève, séparément ou ensemble, Sa de tc à t0, il faudra toujours
- a
- dépenser une quantité de chaleur correspondant à l’intervalle t
- a
- — 66,298 à t0 = 134°,166; puis, pendant la détente, Sa tombera de l0 à tn — 94°,693, de sorte que le relèvement de température de So exige :
- Examinons encore le terme relatif à S4 ou à la surface interne du cylindre engendrée par le piston pendant la détente.
- Plaçons le piston au bas de la course descendante, et considérons la nouvelle course dirigée en sens inverse. Sans qu’il soit nécessaire de répéter les raisonnements plus haut, on comprend que Ss doit être relevé des températures qui correspondent à la ligne a'M§', à la température finale tn.
- La température moyenne inférieure, que nous désignerons par t'c, répond à la contre-pression moyenne :
- c IKi = 0,8871(94°,693 — 66°,298)K1 = 25,1892 Kù calories.
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- _P‘* + **t+tia+Pct + P'io+Poio + \ + \
- Pc$ 8
- _ 0,2590 + 0,2793 + 0,2983 + 0,3191 + 0,3406 + 0,3406 + 0,3191 + 0,2982
- Pcs ~ 8
- Pcs = 0,30676 kg par centimètre carré.
- A cette pression correspond la température l'c = 69°,242.
- Le relèvement de température de Sÿ exige donc :
- = 2,5782(94°,693 — 69°,242)Kt = 65,6178^ calories.
- Il y a d’autres surfaces à considérer; pendant l’échappement par le haut du cylindre, le tiroir se déplace et découvre une certaine portion de la table de distribution. Pour nous rendre compte de la surface ainsi mise à nu et recouverte un instant après, supposons le piston au bas de sa course. En ce moment, le tiroir d’échappement marche dans le même sens que le piston, c’est-à-dire de bas en haut, et son arête inférieure coïncide avec le bord inférieur de l’orifice d’évacuation. Pendant la course montante ou pendant que la manivelle de la machine parcourt un angle de 180°, le tiroir monte d’abord, pour redescendre ensuite ; son déplacement total sera égal au rayon d’excentricité R=0,055m, page 494.
- Appelons s'd la surface ainsi découverte et mise en contact avec la vapeur d’échappement et celle qui a travaillé précédemment ;
- a pour hauteur 0,055 m et sa largeur est celle de la table de distribution, soit 0,300 m; mais de cette surface il faut retrancher celle de l’orifice dont la largeur = 0,260 m, donc :
- sd = 0,055(0,300 — 0,260) = 0,0022 m2.
- Cette surface était tombée à tc =63°,844; pour la relever à tn = 94°,693, il faut dépenser :
- sd(fn — ^)Ki =. 0,0022(94°,693 — 63°,844)K1 == 0,0679 Kt calories.
- Il y a une dernière surface à considérer, c’est celle d’une certaine longueur de la tige du tiroir d’échappement.
- J’ai dit, page 497, qu’une portion de cette tige fait partie de la surface des espaces nuisibles. Par suite de la commande des deux tiroirs d’échappement, la tige pénètre dans la boîte pendant la course ascendante du piston. La longueur de cette tige est encore de R = 0,055 m, comme pour la surface précédente sd, et
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- comme le diamètre de cette tige est de 0,023 m (?), page 487, sa surface st est donnée par :
- st = 7:0,023 X 0,055 m = 0,0041 m2.
- Cette portion de tige a été refroidie au moins ktc— 63°,844 et doit être portée ktn = 94°,693, ce qui exige st(tn — tci)Ki = °’00M(94°’693 — 63°,844)K1 = 0,1265 Kt calories.
- Il n’y a pas à s’occuper ici de la surface sc des segments et des cannelures du piston, car au commencement et à la fin d’une course de piston, sc revient à la même température moyenne.
- Les quantités de chaleur qu’il faut fournir par AU et par la vapeur d’admission pour porter les surfaces S , Sa, S4, s'd et st de leurs températures finales à tn, et dont la somme doit être égale à Re, sont données par :
- = [sp (*» - 4,) + s„ - y + ss («,,-y + - y
- +^‘(4-y] K,........ (R.)
- = (35,7324 -f 25,1892 + 65,6178 + 0,0679 + 0,1265) 0,25 Re= 31cal,6835, au lieu de la moyenne Rë = 31cal,7171, déduite, pages 431 à 434 des équations (III) bis, (IV) bis et (VII) bis. La différence entre ces deux valeurs ne s’élève qu’à
- 31cal,7171 — 31cal,6835 = 0cal,0336 Cette vérification est très importante, car la moyenne Re
- __ 31^7171 ^ trouvée page 434, repose sur tout l’ensemble des données thermiques et dynamiques de l’essai du 25 août 1870, tandis que Re, que nous venons d’obtenir par l’équation (Re), soit
- 31cal,6835, est fonction de la surface interne du cylindre et de la capacité calorifique K, des parois, de sorte que toutes les valeurs expérimentales de cet essai sont contrôlées les unes par les autres. D’autres contrôles seront développés plus loin.
- §41. — Relation entre Re et la chaleur 2Q absorbée par les PAROIS PENDANT l’admission
- L’expression nouvelle de Re que je viens d’établir permet de donner une relation intéressante entre 2Q et Re.
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- En remplaçant dans l’équation (Re) ci-dessus, Kt par sa valeur donnée, page 498, le refroidissement.de l’échappement devient:
- - «o+s«(*«-y+s<^-y+ ~\)+- y
- ’)0—ao )--------------------------------------------——
- SQ et Re constituent des réserves de chaleur au commencement et à la fin de la détente, et l’équation (III) bis donne l’emploi de la différence EQ — Re.
- La relation ci-dessus n’est pas applicable à une machine à enveloppe ou à un moteur à vapeur surchauffée, mais elle pourra facilement être modifiée quand nous aurons exposé les principes sur lesquels repose la théorie de l’enveloppe et des machines à surchauffe.
- § 42. — Vaporisation de l’eau. — Répartition de l’eau sur les
- PAROIS DU CYLINDRE A LA FIN DE LA DÉTENTE. — CONTROLE DE Ci
- ET DE K*.
- Connaissant la capacité calorifique des parois Kj ainsi que le coefficient de condensation C15 il est possible d’étudier la vaporisation de l’eau et la condensation de la vapeur pendant la détente. Nous aurons, en même temps, l’occasion de présenter un contrôle général de toutes les données d’observation de l’essai du 25 août 1870; ce sera, de plus, un contrôle commun à K* et àCj.
- Les quantités d’eau présente dans le cylindre, au commencement et à la fin de la détente, sont :
- m =z 0,092461 kg, page 426
- eo
- et me = 0,071267 kg, page 426.
- Il semble que la quantité d’eau qu’il faut vaporiser, pendant la détente, s’élève à me — me . Il n’en est pourtant pas ainsi.
- En effet, dès les premiers instants de la détente, et après l’admission proprement dite, les admissions tardives H apportent, en eau condensée dans la tuyauterie ou de vapeur précipitée contre les parois, une certaine portion d’eau nouvelle qui s’ajoute à celle qui se trouve déjà dans le cylindre ; puis, les fuites F2 emportent, au contraire, une certaine quantité d’eau dans le condenseur. Du fait de H et de F2, la quantité d’eau qu’il s’agit de vaporiser pendant la détente devient ;
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- — MO —
- m% = m°o ~~ m% + t1 “ Xo) H “ (4 — Xv) F* (mev)
- Nous reviendrons à cette équation, plus loin, quand nous discuterons l’effet produit par une enveloppe.
- Je vais examiner la question de la vaporisation à un autre point de vue.
- Supposons le piston à la fin de l’admission. En ce moment, la quantité d’eau 'présente dans le cylindre est me. Cette eau, presque
- tout entière, est répartie uniformément (?) sur la surface (S Sa) (*) ; une très faible partie peut se trouver, à l’état de brouillard, en suspension dans la masse de vapeur qui remplit le cylindre en ce moment. Les parois sont à la température t .
- Pendant la détente, ces surfaces tombent graduellement de t0 à tn, et rendront une quantité de chaleur
- (SP + S« + sd) Ki (*o — O — calories a étant la chaleur perdue par refroidissement externe, pendant que le piston se transporte de ys à yn (note page 492).
- Mais ces parois reçoivent et cèdent une certaine quantité de chaleur supplémentaire qui provient des rentrées tardives H.
- H entre dans le cylindre après l’admission régulière ; à l’inspection des diagrammes, il est impossible de déterminer exactement l’instant précis où ces rentrées tardives cessent. J’ai déjà parlé de la petite courbe qui raccorde la ligne, à peu près horizontale, de l’admission à la courbe de la détente ; mais, je le répète, il est impossible de déterminer rigoureusement le point d’inflexion entre ces deux courbes ; ce point est situé très près de l’ordonnée ys. Il est inutile de se préoccuper de cette question, car on peut trouver la chaleur supplémentaire cédée par H en s’appuyant sur le coefficient de condensation Ct.
- H pénètre dans le cylindre ht", à un moment où les parois de l’admission sont à tQ, ou à une température un peu plus faible, surtout à la fin de l’arrivée des dernières parties de H ; ces admissions tardives cèdent donc :
- (S^ -j- -S(t) [t" — y Ci (c’est un minimum) ;
- la petite surface sd n’intervient pas ici, et nous négligerons celle qui s’étend de ys au point d’inflexion de la petite courbe qui trahit les admissions tardives.
- (*) L’eau qui s’est précipitée sur la petite surface sd a été refoulée par le tiroir d’échappement pendant le déplacement de celui-ci.
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- La chaleur totale disponible clans les parois de l’admission, et qu’elle cédera pendant la détente, est donc de :
- (Sp+ s4) K, (to-tn) - % + (S, + S0) (/" - t0) G, calories.
- Quelle est la quantité cl’eau qui peut être vaporisée avec cette . somme de chaleur? Elle dépend, évidemment, de la température de l’eau et de la pression moyenne sous laquelle elle doit être vaporisée.
- L’eau est à t0 et la pression moyenne sous laquelle il faut la transformer en vapeur est la moyenne des pressions successives pendant la détente; appelons ps cette pression, et nous aurons :
- , (% + s» + *„) K, ( t0 - y _ r + (S„ + sjy-y c
- Toutes les valeurs qui entrent dans le second terme de cette équation sont connues, sauf ls ; cette quantité, comme nous
- venons de le dire, correspond à :
- Pe + Pn + Ps + • • • Pi9 + P20 + Pu
- 16
- 1,47021 kg (*)
- par centimètre carré (suivre sur le diagramme moyen). A cette pression, la température de la vapeur est
- ts =110°,162 eU* = 606,5 + 0,305 Q = 640cal,099 ;
- m °m m
- r, = 529,293 ; eu = 110cal,806;
- m m
- donc :
- (1,1583+0,8871+0,0153)0,25(134°,166— 94°, 693) — 0,4303-f (1,1583+0,8871)(143°, 2—134°, 1(16)0,226
- 640,099 — 135,251
- 0,047700 kg.
- "Ainsi, la chaleur disponible dans les parois de l’admission est capable de vaporiser 0,047700% cl’eau, sous la pression moyenne ps = 1,47021 %par centimètre carré, pendant la détente; cette
- chaleur disponible ne peut pas intervenir dans les vaporisations qui ont lieu sur la surface S8, à moins de supposer que cette chaleur puisse se transporter, par conductibilité, d’une extrémité du cylindre à l’autre, ce qui est impossible, en raison de la durée très courte de la détente.
- (*) Cette pression moyenne correspond, à pen de chose près, à l’ordonnée Pny2 du diagramme.
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- Il convient cependant de faire remarquer qu’une portion assez considérable de cette chaleur disponible dans les parois de l’admission est portée du commencement de la détente à la fin de la course de piston : c’est la chaleur du plateau ou le fond du piston et de la partie de sa tige relative à l’admission.
- Comme la quantité d’eau répartie, à la lin de l’admission, sur (Sp -j- Sa -f- sd^ est de me — 0.092461 kg, et que les rentrées tardives H en ont apportée sous forme d’eau condensée dans la tuyauterie ou précipitée sur cette surface :
- (1 — a:J H = (1 — 0,70787)0,023089 == 0,006745 kg, page 424, il y a réellement sur (Sp -f- Sa -j- sd) une somme d’eau
- m + (1 — æ0)B. = 0,092461 -j- 0,006745 = 0,099206 kg
- un instant après le commencement de la détente ; mais pendant la détente, ces mêmes surfaces (Sp —|— SÆ —|— ont vaporisé
- m'e = 0,047700 kg d’eau, il ne reste plus, à la lin de la détente, que
- me +(1 — x0)R — m'e = 0,092461 -f 0,006745 — 0,047700 = 0,051506 kg d’eau
- sur ces surfaces de condensation de l’admission.
- S’il en reste 0°,51506 kg sur (S^ -j- Sa -j- sd), et qu’à la fin de la
- détente on ne constate, sur toute la surface interne du cylindre, que
- m - 0,071267 kg,
- il ne peut se trouver, sur la de la détente, que
- m6n — 0,051506 = 0,071267 — 0,051506 = 0,019761 kg d’eau.
- Il est vrai que F2 emporte (1 — x )F2 d’eau ; il est facile d’en tenir compte plus haut.
- Telle est la répartition de l’eau sur les parties principales des surfaces internes du cylindre à la fin de la détente.
- Sur (Sp -j- Sa -|- l’eau est sans doute uniformément répartie, mais en est-il de même pour S5? Pour élucider cette question, il suffirait de considérer le piston en un point quelconque de la détente, et d’opérer comme nous venons de le faire pour la fin de la course ; la répartition de l’eau sur Ss présente un certain intérêt. Une question plus sérieuse, que je veux examiner, c’est la justification de me dans le cylindre à la fin de la détente, d’autant plus que cette étude apportera un contrôle aux chiffres de ce paragraphe.
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- § 43. — Justification de l’eau me présente dans le cylindre
- A LA FIN DE LA DÉTENTE
- L’eau présente dans le cylindre, à la fin de la détente, a été déterminée, page 426, par la relation :
- me = /M + m —Fi — F2\ — mv = 0,092461 kg.
- n \ p j n
- M = 0,3576 kg est la consommation de vapeur et d’eau par coup de piston. Cette valeur principale d’un essai est déduite du poids total d’eau d’alimentation introduite dans la chaudière pendant la journée, et du nombre de tours du moteur relevés avec un compteur-totalisateur. M est d’ailleurs corrigé sous bien des rapports, et ramené au maximum de densité de l’eau à 4°. Il est tenu compte également des différences de niveau dans le générateur, le matin avant la mise en train, et le soir après l’arrêt du moteur. J’ai eu même à faire des corrections relatives aux fuites par les rivets et les assemblages de la chaudière, etc.
- m est déduit du volume des espaces nuisibles yp et de la densité de la vapeur à le^. On a vu aussi comment ont été déterminées les fuites Ft et F2.
- Enfin, le poids de vapeur présent dans le cylindre à la fin de la détente ou mv a été calculé au moyen du volume total F-j-
- et de la densité de la vapeur à pn.
- Je me suis proposé de contrôler le poids d’eau me , en m’appuyant sur de tout autres valeurs expérimentales que celles dont je viens de parler.
- Voici comment je procéderai :
- Avec la capacité calorifique Kj desparois, je chercherai la quantité de chaleur qu’il faut dépenser pour élever la surface Ssde la détente et quelques autres, de la température auxquelles elles tombent pendant l’échappement, à la température moyenne ts
- qu’elles ont pendant la détente. Puis, je calculerai la chaleur que céderont ces mêmes surfaces en tombant de la température moyenne ts à la température finale de la détente; la différence
- entre ces deux quantités de chaleur fournie et cédée correspond aux condensations qui se sont précipitées sur S4. Connaissant ainsi l’eau répartie sur S^et celle qui reste de m sur
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- on trouvera la sommé totale d’eau me présente dans le cylindre à la fin de la détente.
- Cherchons en premier lieu la chaleur qu’il faut dépenser et que la vapeur qui se détend devra fournir.
- Supposons le piston au commencement de la détente de la course descendante ; le bord supérieur de son premier segment coïncidera avec l’ordonnée ys et le bord inférieur de son troisième segment se confondra avec une ordonnée située un peu au-dessous de y7.
- Faisons descendre le piston ; pour chaque élément de chemin parcouru, il découvrira un élément de la surface latérale Sr Au commencement de la détente, l’élément de paroi découvert par le piston est à à l’ordonnée y-, la température de Sÿ est t'c^ ;
- à i/g elle est et ainsi de suite ; en d’autres mots, la température moyenne de Ss est la moyenne des températures de pc^ pc^
- p' , ... p' ou :
- J.C15 1 c20
- Pc.
- + p‘,s+1\
- +
- ou, en ne comptant ces pressions que de deux en deux :
- „ _ 0,4815 + 0,4186 + 0,4001 + 0,3661 + 0,3406 -f 0,3191 + 0,2982 -j- 0,2793 + 0,2590 Pes ~ 9
- p"s = 0,354722 kg par centimètre carré.
- A cette pression, la température est f — 72°,614.
- La vapeur qui se détend a élevé Sà, de t”s = 72°,614 à la température moyenne ts = 110°, 162, page 511 ; la chaleur, ainsi dépensée, est de :
- S..K4L — t" \ calories.
- d \ àm cS)
- Mais, pendant que le piston parcourt une fraction de course égale à celle de la détente, la tige du tiroir rentre dans la boîte d’échappement et présente à la vapeur la petite surface s', puis le tiroir découvre une petite surface s" qui est celle qui correspond au chemin parcouru par le tiroir depuis le commencement jusqu’à la fin de la détente. Ces deux surfaces peuvent être déterminées comme suit :
- On a vu, page 494, qu’à la fin de l’admission, le tiroir d’échap-
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- pement se trouvait à 0,051 m au-dessous de l’arête inférieure de l’orifice d’évacuation. Pendant la détente, ce tiroir descendra à son point le plus bas ou à 0,060 m, puis il remontera de 0,060 m et, à la fin de la détente, son arête inférieure coïncidera avec le bord inférieur de l’orifice.
- Comme la largeur du tiroir est de 0,300 m, le rectangle de la table de distribution, mis à nu par le tiroir, a pour mesure :
- s" = 0,300 'm X 0,060 m = 0,0180 m2.
- La tige du tiroir parcourt le même chemin, et sa petite surface ainsi découverte est de
- = x X 0.023 X 0,060 = 0,0043 m2.
- s”d près du bord de l’orifice d’échappement a été refroidi à t ; vers le bas du rectangle, sa température a été portée à t par la
- tc ~J~~ to
- vapeur d’admission, et sa température moyenne est de ^—, pour tomber, pendant la détente, de to à tn ou à la moyenne ts ; quant à s', cette surface est à to, et sort de la boîte de distribution, pour tomber graduellement à la moyenne ts .
- La modification de la température de s" et de s' exige donc :
- ( \ + lo\
- <iKi Km--------2~~ ) + s't(hm ~ *,) calories.
- Le réchauffement des trois surfaces Ss, s" et s' a donc coûté :
- / tCl + h\
- SsKiCi,»_ %)+i- qcalories-
- Déterminons, en second lieu, le nombre de calories cédées par Ss et quelques autres surfaces pendant la détente.
- Dès que les éléments de la paroi auront été portés à l’une des températures t6, t7, ï8, ... t2Q, elles céderont immédiatement une petite quantité de chaleur en tombant de f6 à t7, de t7 à et finalement de t20 à t2l — tn. cédera ainsi ;
- SsKl(V
- \ ^
- t \ calories.
- De même s", que nous avons dû remonter à ts , fournira pendant la détente
- *»)
- t\ calories.
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- st qui a exiêé s*(^m — to) = — st((o — lsm)> ou Plutôt qui a fourni s'(t0 — tgJ) calories, et qui est sorti de la boîte de distribution, ne peut plus rien nous donner.
- Mais il y a d’autres restitutions de chaleur à considérer.
- En effet, prenons le piston au commencement de la détente. En ce moment, le segment supérieur et sa cannelure sont à t ; le dernier segment, du côté de l’échappement, esta t'^ ; on peut donc
- 1o Hr *c7
- admettre que la température moyenne du piston est à —^
- Quand le piston sera parvenu à la fin de la détente, le premier segment est à tn et le troisième à tc ; la température moyenne
- *» + {c, est 2 •
- La chute de température du piston est donc de :
- lo + C tn + tci
- à 2
- Mais rappelons-nous que dans le calcul de (m'e y page 511, et
- dont nous devrons tenir compte tout à l’heure, le plateau ou le fond du piston, en se transportant à l’extrémité de la course, est tombé, avec son segment correspondant, à tn; il faudra donc rem-
- to + trc
- placer dans le numérateur de la moyenne —^—\ to par tn, et la chute de température est ramenée à
- ln+^ tn+\ ïc7-\
- 2 2 2
- De sorte que la surface sc du piston rendra :
- sJKJ--------—- I calories.
- N’oublions pas que, pendant la détente, le frottement du piston dégage bs — 0cal,372 et que, d’un autre côté, la surface Ss perd as = 0cal,7949, par refroidissement externe.
- La somme de chaleur restituée s’élève ainsi à :
- S*Ki(Qm — Q) + ~ tn) + ^cKi(—2 *) + h — «i calories.
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- , Comparons entre elles les quantités de chaleur exigées et restituées pendant la détente par les surfaces Ss, s'^, s', etc.
- En substituant les valeurs particulières dans l’expression de la page 515, ou :
- on trouve :
- 2,5782 X 0,25(110°,162 — 72°,614) + 0,0180 X 0,25(W, 162 — 0,0043X0,25(134°, 166—110°, 162)
- = 24,2016 + 0,0502 — 0,0258 = 24cal,2260.
- Passons à l’expression de la chaleur restituée, page 516 :
- 9,9705 + 0,0696 + 0,7978 + 0,372 — 0,7949 = 10cal,4150.
- Ainsi, il faut dépenser 24cal,2260, pendant la détente, pour le réchauffement des surfaces Ss, s", ... alors que ces surfaces et
- d’autres ne restituent que 10cal,4150; donc les condensations remportent sur les vaporisations.
- C’est tout le contraire de ce qu’on a affirmé jusqu’à présent. (Voir ce que. j’ai dit à ce sujet, page 428.)
- Mais, dira-t-on, mp = 0,092461 kg > m = 0,071267 kq ; cela
- eô en
- est vrai, et nous verrons plus loin à quoi cela tient.
- Comme la chaleur exigée par Ss et les autres surfaces est plus grande que celle qu’elles restituent, la différence :
- 24cal,2260 — 10cal,4150 = 13^,8110 représente les condensations.
- Ces condensations et les vaporisations ont lieu sous la température moyenne ts = 110°,162 ; les condensations, pendant la détente, s’élèvent à :
- 13caI,8110
- 13,8110
- 529,293
- = 0,026093 kg.
- Or, nous avons vu, page 512, qu’à la fin de l’admission il y a me° dans le cylindre ; il est venu s’y joindre (1 — ^0)H du fait de la condensation d’une partie des admissions tardives ; mais la surface Bull. 35
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- (S^-f-Sa+sd) a vaporisé ni = 0,047700 kg d’eau, en tombant à tn, et c’est ainsi que nous avons trouvé
- m% + t1 “ æo)Ho — m'ev = 0,051506 kg
- d’eau à la fin de l’admission ou un peu après.
- A cette quantité d’eau vient s’ajouter celle qui s’est précipitée pendant la détente ou 0,026093 kg, de sorte qu’à la fin de la course de piston, il y a une somme d’eau
- 0,031306 + 0.026093 = 0,077599 kg qui est à diminuer de celle que les fuites F2 ont emportée, soit: F2 (1 — æj = 0,018310 (1 —0,67072), page 510 = 0,006095 kg.
- Il ne reste donc dans le cylindre que
- 0,077599 — 0,006095 = 0,071504 kg,
- au lieu de
- m = 0,071267, page 426.
- n
- La différence entre ces deux quantités, qui reposent sur des valeurs expérimentales absolument différentes, ne s’élève qu’à 0,000237 kg, et me est parfaitement justifié.
- Cette vérification constitue un contrôle pour le coefficient de condensation C:[ et la capacité calorifique des parois K,, et d’autres valeurs essentielles d’un essai de machine à vapeur.
- Reste à contrôler l’équation (me j de la page 510, ou :
- = m‘c - “«» + (* _ *»)H ~ t1 — æs) F* en remplaçant les différents termes : m6v = 0,092461 — 0,071267 + 0,006745 — 0,006095 = 0,021844 kg.
- Ce nombre doit être égal aux vaporisations rri = 0,047700 kg,
- page 511, diminuées des condensations, ou 0,026093 kg, page 517, soit :
- 0,047700 — 0,026093 = 0,021607 kg
- qui représente également la vaporisation totale pendant la détente ; on voit que ces deux nombres ne diffèrent que de 0,021844 — 0,021607 =0,000237 kg, comme plus haut.
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- CHAPITRE Y
- Théorie de l’Enveloppe
- § 44. — Equation générale applicable a tous les systèmes
- DE MACHINES A YAPEUR
- Reprenons l’équation (II) sous la forme :
- SAU0 + SQ = (MX" - AV") + b0 - A£0
- S’il n’y a pas de fuites ou de rentrées tardives par le tiroir :
- SAU0 = AU0+m?^o et
- SQ = mc (X" - q0) + P" — \ + ApX)] + + PC( — %)
- Si, au contraire, il y a des fuites ou des admissions tardives, nous savons que l’équation (II) est plus compliquée ; mais, en tenant compte de l’influence des espaces nuisibles, nous avons ramené cette équation à :
- AU0 + SQ + Dp = (MX" - AV") + b0 - -Aç0
- dans laquelle le terme général résume tous les effets produits par la vapeur des espaces perdus, les fuites Fx et les admissions tardives IL
- Ces relations sont celles qui conviennent à une machine sans enveloppe de vapeur.
- Je vais établir une équation plus générale applicable à une machine pourvue d’une enveloppe ou non, et qui conviendra même à un moteur à vapeur surchauffée ou à toute autre machine dans laquelle les conditions de fonctionnement sont bien déterminées.
- Le principe sur lequel repose cette équation nouvelle a déjà été développé dans une brochure que j’ai publiée en 1885, et qui a pour titre : Vérification d’une série d’essais sur une machine de Woolf.
- Yoici comment je me suis exprimé, à la page 38 de cette publication, au sujet de l’équation (II) :
- « Mg0 -j- m po = AUo est le résultat de tous les phénomènes
- thermiques et dynamiques du mélange de vapeur et d’eau dans
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- » la boîte de distribution et l’intérieur du cylindre pendant l’ad-» mission ; toute chaleur qui provient d’ailleurs que de la chaleur » (MX" — ri'r") vient en déduction de %-fm p0 -f- mc (X"—
- » de même toute dépense ou soustraction de chaleur, telle que » AIS0, vient s’ajouter au premier membre de l’équation (II). »
- Pour rendre l’équation (II) applicable à tous les systèmes de machines à vapeur, il suffit de généraliser le principe que je viens de rappeler.
- Désignons par (± Q) la quantité de chaleur positive ou négative que l’on fait pénétrer dans les parois -j- So) du cylindre, avant ou pendant l’admission ; cette chaleur (db Q) peut être communiquée ou soustraite par un moyen ou un autre, et en dehors de la chaleur absorbée par les parois du fait des condensations de la vapeur d’admission.
- (dz Q) peut provenir d’une compression de la vapeur d’échappement, de la surchauffe, d’une enveloppe de vapeur ou même d’une enveloppe réfrigérante et, dans ce dernier cas, (Q) prend le signe moins dans la parenthèse.
- Qua'nd (Q) est fourni par une chemise de vapeur, je désignerai cette quantité par (-}- Qa) et par (-(- la chaleur fournie à Ss par l’enveloppe, avant et pendant la détente.
- Cherchons quelles sont les modifications apportées à l’équation (II) par (+ Q0).
- En premier lieu, (-j- Qa) constitue une augmentation de chaleur disponible pour le cylindre et, à ce titre, il faut augmenter (MX" —- n"r") de (-J- Qa)-
- Mais ce n’est pas à ce seul effet que se bornera l’action de (+ Qa). (+ Q0) fourni aux parois internes, avant et pendant l’admission, augmentera la température de ces surfaces et diminuera ainsi les condensations pendant l’arrivée de la vapeur. La chaleur correspondant à cette diminution dés condensations est précisément égale à (+ Qfl) ; voir la préface, page 352. La vapeur qui afflue, étant soumise à un moindre refroidissement au contact des parois, sa pression augmentera et deviendra ip0 >p0>
- de même k<So prendra une valeur A^o > A£o.
- Dans ces conditions, l’équation (II) est modifiée comme suit:
- AU0i rf 2Q - (+ Q.) = ;(MX"- »V) + (+ Q,,) +bo- A®.#
- Ainsi (+ Q j figure deux fois dans l’équation : une première
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- fois comme dépense supplémentaire de chaleur disponible, et; une seconde fois comme diminution de la chaleur absorbée par les parois du cylindre, • du fait des condensations de la vapeur d’admission.
- L’équation ci-dessus peut être mise- sous la forme :
- . AU0æ + £Q - (+ Qw) — (+ QJ = (MV- — «V") + b0 -
- Nous ne pouvons pas la laisser dans cet état ; pour bien faire ressortir que les condensations contre les parois sont diminuées, nous récrirons ainsi :
- Au°*+[SQ - (+ Q«)] - (+ Q°)=<MV' - bV)+b° - • Il faut apporter une correction essentielle à cette équation. Appelons t la température moyenne des surfaces S^, Sa et, au
- besoin, de sdà la fin de l’échappement, dans le cas où .la ma--chine travaille sans enveloppe. Par suite de l’introduction des ' (+ Qa) calories dans les parois,-^ deviendra t'c, et le reste
- [SQ — (-f- Qw)].est ce qu’il faut de chaleur pour porter Sp, Sa de.^ à to (*) ; to étant la température de la vapeur et des parois,
- quand la machine fonctionne sans enveloppe. Or, par la diminution des condensations, dans le cas où l’enveloppe agit, la température to . de la vapeur sera plus grande que to, et comme il n’est
- pas possible que la vapeur reste à to^ dans un cylindre dans lequel les parois ne sont qu’à t0<.t0^ il faudra porter et Sa de to à t0x. La chaleur qu’il faut dépenser de ce chef, en tenant compte de sd, page 494, est de
- (®p 4“ Sa + sd) (f‘ox calories.
- Mais il intervient d’autres corrections que je veux indiquer rapidement d’une manière approchée, sauf à les reprendre, plus loin, avec plus d’exactitude.
- On vient de voir que (-f- Qa) élève (S^ -J- Sa -f- sd) de t^k t'c^ sans qu’il ait été tenu compte de ce qui se passe pendant la détente, sous l’action de (-f- Q5) et (-[- Qa) etmème d’une troisième quantité dont il sera question plus tard.
- La pression et la température de la vapeur, à la fin de la détente, ne seront plusjpmet tn, comme dans le cas où le moteur.
- .(*) Je négligerai la petite surface sc qui complique beaucoup les calculs.
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- travaille sans enveloppe ; ces valeurs passeront à plus
- grandes que pn et t . La quantité d’eau présente dans le cylindre, à la fin de la détente, ne sera plus mo , mais deviendra beaucoup
- plus petite, donc cette eau qu’il faut vaporiser pendant l’échappement ne refroidira plus autant le cylindre que dans le cas où il n’y a pas d’enveloppe. Ainsi que nous le verrons plus loin, la . nouvelle quantité d’eau se trouve répartie presque tout entière sur Ss ; on pourra donc calculer facilement la température t"c^ à
- laquelle la vaporisation de cette eau ramènera la surface (S -f- Sa -J- ; t"c^ est généralement plus grand que t' ou la température
- de cette surface après l’introduction de (-{- Qfl) dans les parois.
- Il en résulte que, sous l’influence de (-f- Qa), (-}- Qa) et de la vapeur vers la fin de la détente, une partie de (S^ Sa -j- sd^ a passé de t'c à f" (voir le diagramme rabattu), ce qui diminue les condensations pendant l’admission de
- (Sp + + sd) Ki (tc^ tc^j caiories>
- En retranchant cette quantité de celle que nous avons trouvée plus haut, on voit que les condensations [SQ — (-f- Qa)] sont ramenées à :
- [SQ - (+ Q.) + {Sp+S„+K, -1, - t:x + *;e)]
- La correction des condensations qui vient d’être faite et qui ne provient pas d’une diminution ou d’une augmentation de la chaleur disponible ne doit pas figurer deux fois dans l’équation (II).
- L’équation (II), corrigée et préparée en vue d’une machine à enveloppe, devient:
- Aiy+ [SQ_(+Qj + (sp+sa+54Kl(^-^-^ + g] )
- - (+ Q„) = (MX" - n"r") + b0- j1
- Nous verrons plus loin comment il faut modifier cette équation dans le cas d’une machine à surchauffe ou dans celui où la vapeur est fortement comprimée à la fin de l’échappement.
- L’équation (IIe) permet de passer des conditions de fonctionnement d’un moteur sans enveloppe aux conditions de marche du même moteur lorsqu’il travaille avec une chemise de vapeur, mais elle ne convient pas, sous le rapport des notations, à une machine à enveloppe. Quand il s’agit de l’essai d’une machine à
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- enveloppe, AU est connu, ainsi que le terme entre crochets qui représente les condensations, (-{- Qa) est connu également ; tous les termes du second membre le sont aussi ; dans ce cas, l’équation (IIe) devient, en supprimant les indices x :
- AU0 + 2Q - (+ Qa) = (MX" - »V) + b0 - AS0
- On opérerait comme plus haut, si on voulait passer des conditions de fonctionnement d’une machine à enveloppe aux nouvelles conditions de fonctionnement du même moteur dans lequel l’enveloppe serait supprimée ou condamnée.
- Au sujet de l’économie incontestable de combustible ou de vapeur que réalisent les machines à enveloppe, il convient, dès à présent, de faire quelques observations.
- Le terme (4- Qa) que nous avons fait passer du second membre de l’équation (II) dans le premier ne peut, à aucun titre, produire d’économie. Ce terme, qui représente une dépense supplémentaire de chaleur par coup de piston, donnera lieu, dans le cylindre, à une augmentation de chaleur interne du mélange de vapeur et d’eau et à un petit accroissement de travail externe rendu, mais dans les mêmes conditions que (MX" — n"r"), introduit dans une machine sans enveloppe; mais, encore une fois, ce terme ne produit aucune économie de combustible ou de vapeur. L’économie obtenue avec l’enveloppe, pendant l’admission, provient uniquement de la diminution des condensations contre les parois.
- § 45. — Réserve de chaleur dans les parois du cylindre, a la fin
- DE LA DÉTENTE DANS LES MACHINES A ENVELOPPE DE VAPEUR.
- Je viens d’exposer une des raisons de l’économie de vapeur due à l’enveloppe; je veux compléter, immédiatement, ce qu’il convient de dire à ce sujet en examinant l’effet produit par (+QS), puis je passerai au refroidissement par l’échappement qui est fonction de
- (+ QJ et (+ Q«)«
- La chaleur fournie à S4, avant ou pendant la détente, produira un effet analogue à celui que nous avons attribué à (-f- Qa).
- Appelons ^la température moyenne de S4, pendant l’échappement, alors que le moteur fonctionne sans enveloppe ; sous l’action de (-{- Qs), S4 passera à une température supérieure à t"c^ et
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- les condensations pendant la détente seront considérablement diminuées ; les pressions seront plus élevées et le travail augmentera. Mais si la pression finale dans le cylindre augmente, la densité de la vapeur augmentera aussi, ainsi que le poids de vapeur présent mnx~> étant toujours le poids de vapeur quand la
- machine n’est pas munie d’une enveloppe; le poids d’eau diminuera, et comme il y a moins d’eau à vaporiser, le refroidissement par l’échappement sera plus faible.
- Appelons Re^ le refroidissement par l’échappement dans la machine à enveloppe, Re étant celui de la même machine fonctionnant sans chemise de vapeur.
- Il convient de se rappeler que Re^ et R„ constituent des réserves
- de chaleur dans les parois du cylindre à la fin de la détente.
- Du fait de l’introduction de (-{- Qn) et (-\- Qs) dans les parois internes, la température de celles-ci sera bien supérieure à celle à laquelle elles se trouvent quand il n’y a pas d’enveloppe et les condensations diminueront, aussi bien sur (Sp -f- Sa + que sur Ss.
- Re diminuera en proportion de ces réductions de condensations, de sorte que
- R^=R«-(+Q«)-(+Q»)-
- Mais si, sous l’action de (+Qa) et de(-)-Qs , la température des parois de l’admission et de la détente s’élève du côté du bas des diagrammes, elle s’élève également vers le haut, car, à la fin de la détente, tout l’intérieur du cylindre est à tn >» tn. La
- réserve Re augmente ainsi de :
- (Vcalories ou StK4^— fB^, en désignant par ST la surface totale (S^—|—Sa-f- Ss), et la valeur de Ræ devient :
- Reæ— Re — (+ Q«) ~ (+ Q*) + STKi(Aæ — A)-
- La différence
- • AR«= R.- R, = (+ Q«) + (+ Q,-) - s^,^- «„)
- reste disponible et devient en quelque sorte active pour augmenter la chaleur interne du mélange de vapeur et d’eau à la fin de la course de piston et pour augmenter le travail externe ^abs.
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- Le refroidissement par l’échappement R, , tel que je viens de
- Récrire, n’est pas du tout celui de la machine travaillant sous son état de régime.
- J’ai bien pris le moteur dans son état de régime lorsqu’il n’a pas d’enveloppe, et je viens de communiquer aux parois internes, au moyen d’une chemise de vapeur (+Qa) (+Q*) calories, mais
- sans me préoccuper de ce qui pourra arriver pendant le coup de de piston suivant.
- C’est à cet état particulier et provisoire du premier coup de piston que s’applique la valeur de Re^, plus haut. Pour la marche de
- régime normale, cette quantité sera très sérieusement modifiée.
- Je suis obligé de considérer cet état provisoire du premier coup de piston, afin d’écarter des difficultés très grandes qui se montreraient si l’on voulait aborder immédiatement l’étude de la marche de régime du moteur travaillant avec son enveloppe.
- Il ne faut pas croire que, dans les conditions particulières où je me place momentanément, le rendement le plus avantageux de la machine corresponde à R = 0. Cette question est expressément réservée, pour le moment, et le refroidissement du cylindre, avant ou pendant l’échappement, nous ménagera quelques surprises, quand nous étudierons la théorie de la machine à vapeur surchauffée.
- Pour le moment, R„ est une réserve de chaleur, au même titre que 2Q.
- Or, toute réserve n’est pas destinée à être épuisée ; ce qui est important, c’est de connaître l’emploi qui en est fait.
- Dans une machine sans enveloppe, dans laquelle la quantité d’eau qui recouvre les parois, à la fin de la détente, est. très considérable, toute la réserve Re est employée à vaporiser cette eau ; Re est totalement perdu, et les parois, en cédant Re, tombent à des températures décroissantes, données par la ligne du vide des diagrammes. A chaque nouvelle course de piston, la vapeur d’admission et celle qui se détend sont obligées de remonter ces températures des surfaces correspondantes à celles de la ligne supérieure des diagrammes. Chaque matin, à la mise en train du moteur, il faut même faire une première dépense de chaleur, pour remonter la température à laquelle est tombée toute la masse du cylindre, pendant la nuit, à la moyenne de celles que prennent les parois de l’échappement quand la marche de régime est établie.
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- Cette première dépense de chaleur se retrouve le soir, à l’arrêt de la machine, pour se perdre de nouveau par refroidissement externe. On n’en tient, évidemment, pas compte dans l’analyse des effets produits pendant une journée entière de marche.
- Quel que soit R , s’il n’y a pas d’eau à vaporiser, cette réserve
- eX
- restera intacte et les condensations, pendant la course de piston suivante, seront considérablement réduites.
- § 46. — Chaleur transmise par l’enveloppe aux parois internes
- PENDANT LA DÉTENTE.
- Jusqu’à présent, je n’ai eu à considérer que les deux quantités de chaleur (-J- et (-f- Qs) que l’enveloppe fait pénétrer avant ou pendant l’admission et la détente dans les parois (S -f- Sa'-{- s")
- et Ss.
- Mais il faut tenir compte d’une troisième quantité de chaleur et que les auteurs qui se sont occupés d’analyses d’essais de machines à vapeur ont complètement négligée, sans même soupçonner l’action que cette chaleur peut produire.
- Cette troisième quantité de chaleur est celle que l’enveloppe fait passer dans les parois de l'admission pendant la détente.
- N’oublions pas, en effet, que l’action de l’enveloppe est continue. Après avoir fourni (+Qa) à (S^ —}— SŒ —f- sd), pendant l’admission, et pendant qu’elle fait pénétrer (-}- Qs) dans Ss, elle ne continue pas moins de faire entrer de la chaleur dans (S>p -f- Sffl -f- srf) pendant la détente.
- Je désignerai cette troisième quantité de chaleur par (+Qas)*
- (-f— Qflj) joue un tout autre rôle que (-j- Qo) et (+Q*)* Ces deux
- dernières quantités de chaleur diminuent les condensations de la vapeur sur (S -f- Sa ~\- sd) et Ss et produisent ainsi une économie de combustible, tandis que ^-J- Qo^, qui arrive trop tard, ne peut
- plus empêcher les condensations sur —|— Sa —j- sd) ; mais ^-j- Q0J
- viendra au secours des parois de l’admission pour vaporiser une plus grande quantité d’eau qui s’est déjà précipitée sur ces parois et, ainsi que je l’ai dit dans la préface de ce Mémoire, Qas)
- donne bien lieu à un accroissement de travail, acheté au prix de ce même nombre de calories j-}- Qo^ ; en somme, cette troi-
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- sième quantité de chaleur ne produit aucune économie de combustible ou de vapeur.
- J’appelle l’attention des Ingénieurs non seulement sur cette question, mais encore sur la détermination expérimentale des trois quantités de chaleur (-f- QJ, (-J- Qs) et ^-f- Qfl^.
- La détermination expérimentale de ces trois valeurs donnera lieu à des difficultés inextricables.
- Voici comment on a opéré, jusqu’à présent, pour se rendre compte de l’effet produit par l’enveloppe d’une machine de Woolf :
- On a recueilli, pendant un temps plus ou moins long, la vapeur condensée dans l’enveloppe et on en a déduit le nombre de calories qui ont passé dans les parois internes du cylindre par coup de piston, mais sans s’inquiéter de la répartition de cette chaleur sur les deux surfaces (Sp -j- Sft -f- sd^ et Sr Bien mieux, on a transporté toute cette chaleur sur le grand cylindre d’une machine de Woolf, sans tenir compte de celle qui a pu entrer dans les parois du petit cylindre. Voir, à ce sujet, l’ouvrage cité au bas de cette page (*), dans lequel je donne le moyen de séparer (+QS) de la somme Qo) - Ce moyen peut s’appliquer à une machine à deux cylindres du système Woolf, dans laquelle la vapeur ne se détend pas dans le petit cylindre. Mais comment séparer (-f Qo) de ? C’est là qu’est la grande difficulté. Cette ques-
- tion se complique encore plus, quand il s’agit d’une machine à un seul cylindre, car alors il faut opérer la séparation des trois quantités inconnues qui se trouvent mêlées au fond de l’enveloppe.
- Ce n’est pas par des observations directes que l’on pourra séparer (+Qa) fies deux autres quantités (+ Qaj). C’est
- plutôt par l’analyse de plusieurs essais bien contrôlés et en se basant sur des lois rationnelles, relatives à l’absorption de chaleur par les parois internes. Il faudrait donc entreprendre des expériences spéciales pour déterminer ce que j’appellerai le coefficient d'absorption des parois sous l'action d'une enveloppe. Je reviendrai plus tard, à cette question ; mais, dès à présent, je tiens à dire que l’absorption de chaleur varie nécessairement avec l’état de siccité ou d’humidité des parois internes. A peu près nulle quand les parois sont sèches, cette absorption de chaleur est très considérable dans le cas où les surfaces internes du cylindre sont tapisssées d’eau.
- (*) Vérification d’une série d'essais sur une machine de Woolf. Paris 1885.
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- Je ne connais aucune recherche à ce sujet. J’ai bien entrepris, il y a plus de vingt-cinq ans, des essais sur une machine de Woolf de MM. N. Schlumberger et Cie, à Guebwiller. Je n’ai jamais publié les résultats de mes expériences ; ils ne peuvent m’être d’aucune utilité en ce moment, car je n’ai pu séparer le nombre de calories absorbées par les parois du petit cylindre de celles qui sont entrées dans le grand cylindre.
- On peut, sans doute, faire varier, entre des limites très étendues, le nombre de calories (+ Qa), (+Q§) (+0^)’ so^ Par
- une enveloppe qui n’embrasse que la surface latérale du cylindre, soit par une enveloppe complète qui comprend même le couvercle et le fond. On peut encore chauffer le cylindre par une enveloppe qui reçoit la vapeur directement de la chaudière par un tuyau spécial; dans ce cas, c’est une enveloppeindépendante ; ou bien, on peut prendre un filet de vapeur sur la tuyauterie principale; enfin, on peut faire traverser toute l’enveloppe par le courant de la vapeur d’admission ; dans ces conditions, on a une enveloppe à circulation..
- On pourrait encore alimenter l’enveloppe avec une petite chaudière spéciale dans laquelle la pression de la vapeur serait bien supérieure à celle que fournit le générateur au cylindre. Au besoin, on peut employer de la vapeur fortement surchauffée ou un liquide à courant forcé dans l’enveloppe.
- J’adopterai pour (+Qfl) et (+QS) deux nombres quelconques, mais à peu près proportionnels aux surfaces (S -j- Sa-j- sd) et Sr Je pose ainsi (-j- Qa) = 9cal et (-J- Q8) = 41cal,25 ; ces valeurs sont bien au-dessus des quantités de chaleur qu’une enveloppe indépendante ou à circulation peut faire pénétrer dans les parois internes d’un cylindre de dimensions égales à celles de la machine du Logelbach. On verra, plus loin, la raison de l’exagération voulue de ces quantités de chaleur.
- Pour Qa^, j’ai choisi un nombre de calories qui correspond
- à de la vapeur encore humide à la fin de la détente, mais en réduisant la quantité d’eau présente à la fin de la course de piston, à une quantité très petite. C’est ainsi que j’ai adopté (+Qos) — 6e*1,89.
- Je fais donc pénétrer
- (+ Q„) + {+ Qs) + (+ Q„s) = 9e"1 + 11“',25 + 6C'',89 = 27e31,140.
- par coup de piston dans les parois internes du cylindre.
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- § 47. — Modification de l’équation (VII) pour les machines a enveloppe
- L’équation (n«)> page 582, donne le moyen de discuter l’effet produit par l’enveloppe pendant la période d’admission de la vapeur.
- On pourrait disposer de même l’équation (III) en vue d’une machine à chemise de vapeur et étudier l’accroissement du travail qui résulte de l’introduction dans les parois des deux quantités de chaleur (+ Q8) et Q0^. L’équation (III), ainsi modifiée, est très compliquée.
- Je vais en établir une autre, beaucoup plus simple : c’est l’équation (VII) que je disposerai pour l’étude des machines à enveloppe.
- Considérons l’équation (VII) bis, page 93, et mettons-la sous la forme :
- (Mx'-nVO + m^-f pCi) j .
- [(M+«„^F1_F!)Ç„+»l,i?„+F1(lra+^iP0ni)+FI(9o (VU, H,
- + ASabs + o-6 + Rt )
- on
- (MX" - n"r”) + = SAIT, + A£abs + « - b + Re.
- Pour appliquer cette équation à une machine à enveloppe, il suffit de considérer (-J- Qfl), (-}- Qs) et comme des dé-
- penses supplémentaires de chaleur qui viennent s’ajouter à la chaleur disponible du premier membre ; pour le moment, il n’est même pas nécessaire de s’occuper des effets spéciaux que peut produire celte chaleur supplémentaire, en désignant les nouvelles valeurs de AIT , A^abs et Re par AIT ^ A^abs^, Re^ ; on écrira l’équation (VII) comme suit :
- (MX" - «V ) + + (+ Q«) + (+ Q,) + (+ Q^) j
- -j- A'g b -j- ci — b -j- Re . 1
- XX j
- Je dois faire .remarquer que les deux termes F^qq^ -j- xc pc ) etF2^c -\~xc pcJ restent à peu près constants dans le passageffe
- la machine sans enveloppe à la même machine entourée d’une chemise de vapeur cette circonstance simplifie beaucoup, les cal-
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- culs, et je me suis empressé d’en profiter ; ce n’est que dans le cas où l’accroissement de pression de po à pet de pn à p est
- considérable que les deux termes en F< et F2 seraient modifiés assez sérieusement pour exiger des calculs spéciaux.
- En éliminant entre les équations w et (Vïïe), le terme de la chaleur disponible (MX" — n"r"), on obtient l’équation dont
- j’ai parlé au commencement de ce paragraphe et qui permet de discuter l’influence de l’enveloppe pendant la détente.
- § 48. — Passage des conditions de fonctionnement d’un moteur
- SANS ENVELOPPE A CELLES DU MÊME MOTEUR MUNI d’üNE CHEMISE DE
- VAPEUR, ET RÉCIPROQUEMENT.
- Dans une première application du coefficient de condensation C„ de la capacité calorifique des parois Kt et des équations générales que j’ai établies dans les paragraphes précédents, je veux examiner l’influence d’une enveloppe sur la pression <po à la fin de l’admission et le travail absolu rendu So.
- Je m’appuierai sur l’essai à vapeur saturée du 25 août 1870, analysé et contrôlé dans les premiers chapitres de ce Mémoire.
- Je rappellerai que la machine du Logelbach peut être alimentée, à volonté, avec delà vapeur saturée ou surchauffée ; mais le cylindre, entouré de corps mauvais conducteurs qui le protègent contre le refroidissement externe, ne reçoit pas de chaleur supplémentaire d’une enveloppe de vapeur.
- Pour faciliter les discussions, je placerai la machine dans les mêmes conditions de fonctionnement à vapeur saturée du 25 août 1870, en conservant les fuites par le piston et les admissions tardives par les tiroirs ; les pressions dans la chaudière et les boîtes de distribution seront aussi celles que l’on trouve page375, plus haut ; j’admettrai également la même proportion d’eau condensée dans la tuyauterie, la même consommation de vapeur et d’eau par coup de piston et la même contre-pression pc^ dans les
- espaces nuisibles à la fin de l’échappement, etc., etc.; mais je munirai le cylindre d’une enveloppe capable de faire entrer dans les parois internes les quantités de chaleur (-j- Qa), (-f- Qs) et (-j- Qa^, et je déterminerai la pression^ dans le cylindre à la fin de l’admission, le travail absolu rendu % , ainsi que les autres
- °x A
- conditions de fonctionnement du moteur.
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- On dira peut-être qu’il vaudrait mieux de discuter deux essais faits successivement sur une même machine, eu la faisant travailler un jour avec l’enveloppe et le lendemain sans chemise de vapeur.
- Ce n’est pas avec deux essais entrepris sur une même machine, avec et sans chemise de vapeur, que l’on pourra établir la théorie de la machine à enveloppe.
- En effet, il faudrait diriger les essais de telle manière que la dépense de vapeur et d’eau M fût rigoureusement la même pendant les deux journées d’expériences; en outre, il faudrait le même degré de détente les mêmes pressions p et p’r dans la chaudière et les boîtes de distribution, le même vide derrière le piston, etc., etc.
- Les ingénieurs qui ont entrepris quelques essais sérieux de machines à vapeur savent fort bien qu’il est absolument impossible de réaliser toutes ces conditions, et que deux essais faits à un jour d’intervalle ne seront jamais identiques, quanta M, p, p”, pCi, etc. On peut arriver, tout au plus, à une comparaison plus ou
- moins approchée; mais on n’aura pas les éléments voulus pour établir une théorie de l’enveloppe. Si, par impossible, on réussissait à placer le moteur dans les mêmes conditions, il n’est pas moins vrai que la machine rendrait, avec l’enveloppe, un travail plus considérable que celui qu’elle fournit quand la chemise de vapeur est condamnée, et alors il s’agit toujours de savoir quelles relations existent entre cet accroissement de travail et les données diverses de l’essai ; en somme, le problème à résoudre reste le même.
- Pour éviter l’accroissement de travail provenant de l’influence de l’enveloppe, on pourrait opérer comme suit :
- Pendant la journée d’essai avec la chemise de vapeur, il faudrait diminuer la dépense de vapeur et d’eau par coup de piston, ou M, et tacher de maintenir constants p, p", pcetc. Mais si t et t"
- restent les mêmes que dans l’essai sans enveloppe, et si M diminue, le poids de vapeur condensée dans la tuyauterie sera modifié ; en d’autres mots, n" n’aura plus la même valeur ; on pourra peut-être arriver à un travail indiqué à peu près égal, mais ces essais ne pourront plus être comparés.
- On pourrait encore concevoir d’autres conditions pour exécuter les essais, mais on se heurtera toujours à l’impossibilité de diriger
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- les expériences en vue d’une comparaison rationnelle qui puisse rendre compte des effets d’une enveloppe.
- Ce qu’il y a de mieux à faire, à mon avis, c’est de considérer un essai complet et contrôlé entrepris sur un moteur avec ou sans chemise de vapeur, et de soustraire ou de communiquer aux parois internes du cylindre une certaine quantité de chaleur et d’en déduire les conditions du nouveau fonctionnement de la machine. C’est ce que je veux faire dans les paragraphes suivants, en m’appuyant sur mon essai à vapeur saturée du 25 août 1870.
- § 49. — Enveloppe indépendante.
- 1° Effet produit pendant Vadmission.
- Ainsi que je l’ai dit dans le paragraphe précédent, je conserverai toutes les conditions de fonctionnement du moteur pendant l’essai du 25 août 1870, que l’on trouve réunies page 375, sauf celles que l’enveloppe modifiera nécessairement. Je maintiendrai notamment la consommation de vapeur et d’eau M = 0,3576 kg par coup de piston, le degré de la détente /j, les fuites Ft, F2 et les rentrées tardives H, ainsi qu’un certain nombre d’autres données expérimentales qui figurent dans l’analyse de cet essai, et je dirigerai dans une enveloppe indépendante, par un tuyau spécial, un certain poids de vapeur capable de faire pénétrer dans les parois internes du cylindre les quantités de chaleur (-j- Qa), (-j-Q*) et ^-f- Qagj, et je me propose d’établir les nouvelles conditions de
- fonctionnement du moteur sous l’action de cette enveloppe. Plus loin, je déterminerai l’économie de combustible ou plutôt de vapeur et d’eau produite par cette enveloppe indépendante.
- Je ne m’occuperai pas, pour le moment, du poids de vapeur a condenser dans l’enveloppe ni du retour à la chaudière de l’eau ainsi condensée, et je ne considérerai que les nombres de calories qui ont réellement passé dans les parois internes du cylindre pendant l’admission et la détente.
- Ce sont les équations (IIe) et (VIIe), pages 522 et 529, qui permettront de résoudre le problème que je viens de poser; en développant l’équation («.). et en tenant compte des échanges de chaleur dans les espaces nuisibles, elle devient :
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- [AU<V “ m’„{\ + - q°) - Hî«* - ¥{% - «»,) + *>«fA|
- [pQ- (+ QJ) + (s„ + s„ + «„)K.(4, ~h- +’ y]-(+«.)
- = (MX' - >i'V') - HX' + ~ Hr'j + 6„ - AÇ„# _
- Il entre trop de termes compliqués dans cette équation pour qu’on puisse chercher à la résoudre directement ; c’est par approximations successives qu’il faut arriver à une solution ; il convient même d’insister sur le terme f _ qui représente la température à
- laquelle tombe la surface (S -J- Su -f- sd) que, par abréviation, je représenterai à l’avenir par SA; cette température est celle à laquelle tombe SA par suite de la vaporisation de l’eau présente dans le cylindre à la fm de la détente ; est donc fonction de
- toutes les actions'thermiques et dynamiques qui se présentent pendant un coup de piston; c’est une inconnue qui ne pourra être déterminée que par l’équation (VII) ; mais cette équation renferme le terme inconnu A’S ,, = AE -j- AS* .
- On voit combien la solution de ces équations est compliquée ; encore convient-il de dire quelle terme de correction
- + (S¥ + s. + S„)K, (t0x - - q + g = + SaK,(^
- —t. — C
- à+9
- n’est lui-même qu’une quantité approchée dont j’ai remis le développement à plus tard.
- Pour toutes ces raisons, j’ai choisi le cas le plus simple qui puisse se présenter dans l’étude et la théorie d’une machine à enveloppe à un cylindre, c’est-à-dire celui où la vapeur reste humide jusqu’à la fin de la détente ('*"). Quand, au contraire, les parois SA ou Ss deviennent sèches avant la fin de la course de piston, les calculs sont beaucoup plus compliqués; je donnerai, en temps et lieu, la marche à suivre dans ce cas.
- Pour avoir une base certaine de discussion, il convient de chercher, avant tout, la température et la pression de la vapeur lorsque cette vapeur est parfaitement sèche à la fin de la détente.
- (*) On verra plus loin qu’il serait plus correct de dire : machine dans laquelle les parois S^et Ss restent constamment recouvertes d’eau, depuis le commencement jusqu’à la fin de la course de piston. (Voir : Théorie de la machine à vapeur surchauffée, chapitre vi.)
- Bull.
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- Dans ces conditions, le poids de vapeur sèche est égal à — (M + — Ft - F2) = (0,3576 + 0,000843 — 0,018856 — 0,018510]
- mv = 0,321079 kg,
- et comme m = v y ,
- vn nhi’
- \ 0,321079 kg /QQAA
- Connaissant la densité Yn, on trouve la pression correspondante
- par la formule de M. Zeuner :
- y n = «p'/n>
- dans laquelle a = 0,6061 et î/n = 0,9393 sont deux constantes, p étant exprimé en atmosphères, de sorte que :
- !°g y
- patm = — lalm,07605, soit pn = 11120 kg par mètre carré.
- A cette pression, la température tn = 102°,062.
- Cette valeur auxiliaire nous apprend que, si la vapeur doit rester humide jusqu’à la fin de la détente, il faut que sa température soit inférieure à 102°,062.
- J’ai adopté 101°,8.
- Il est vrai que ce n’est pas dans ces conditions que le problème de l’enveloppe est généralement posé. J’aurais pu choisir (-j- Qa)? (-}- Qs) et Qa^ de manière que tn < 102°,062 ; la marche à
- suivre serait la même ; mais, tant que le coefficient d'absorption des parois sous l'action d'une enveloppe ne sera pas déterminé, il importe fort peu que l’on déduise tn^ de Qa^ ou ^-j- QflJ de tn . Ce que
- j’ai voulu, je le répète, c’est étudier une enveloppe qui laisse la vapeur humide à la fin de la détente, afin d’éviter des calculs très compliqués dont je m’occuperai plus loin.
- A la température tn = 101°,80, que j’ai adoptée plus haut, correspondent les valeurs suivantes :
- t = 101°,8 ; p = 11 017,439 kg par mètre carré ; q — 102cal,324;
- P = 494cal,876 ; APnunx= 40cal,349 ; X = 637cal,549 ; r = 535cal,225 ; Yn = 0,643678 kg ; m0 = vv = 0,318299 kg ;
- x x n x
- me= (M +mVp — Ft— F2) — m%=0,321079—0,318299=0,002780 kg-,
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- \=ica1’4879 ; au;= (M+vF* - f*k+
- = 190cal,3725 ;
- \= R, - (+ Qa) ~ (+ Qs) + (ST + St)^(lnæ-
- = 31,7171 — 9 — 11,25 + 8,2228 = 19cal,6899 (*).
- De toutes ces valeurs, la seule qui puisse nous intéresser, en ce moment, c’est me — 0,002780 kg ou le poids de l’eau qui reste sur
- les parois du cylindre à la fin de la détente.
- Cette eau, ainsi qu’on le verra plus tard, se trouve tout entière sur les parois Ss ; à l’ouverture de l’échappement, cette faible quantité d’eau sera instantanément vaporisée et la surface de Ss, augmentée de sti en fournissant la chaleur de vaporisation, tombera de ^=101°,80 à une température inconnue f , donnée par:
- f f _ n 0 0,0002780 X 537,225
- (S, + st) KA ’ (2,5782-}-0,0043] 0,25
- f = 101°, 8 — 2°,305 = 99°,495.
- Connaissant t” , nous pouvons passer à la résolution de l’équation (IIe), page 533.
- Comme cette équation est très compliquée, on ne pourra la résoudre que par approximations successives. On arrivera assez rapidement au but, en opérant comme suit :
- On adoptera provisoirement une température to >> tQ-= 134°, 166,
- en ayant soin de choisir une des températures données dans les tables de M. Zeuner; on y trouve, toutes calculées, les valeurs g, p, Apu, y, etc., qui permettent d’établir facilement les quantités numériques AU0a_, Hgo^, etc., ainsi que Si la température
- choisie est trop grande ou trop petite, on la modifiera dans le sens voulu, et on arrive généralement, par une nouvelle approximation, à une solution convenable.
- C’est ainsi qu’après avoir resserré t0 entre les températures
- 139°,24 et 140°,23, prises dans les tables de M. Zeuner, j’ai, à la suite d’un petit calcul d’interpolation, adopté 139°,89 = t .
- Je réunis ci-après toutes les valeurs qui correspondent à cette température :
- (*) Pour simplifier, je prends ici, pour le ter:
- tn — tc\, la quantité plus petite
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- t'r= 139°,89 ; p = 36 833,476 kg par mètre carré ; q = 14tcal,103;
- °XI üx °x
- po =mca\l^;Ap0 u0 = 43cal,317 ; A0 = 649cal,167 ; r0 = 508cal,064; Y0 = 1,999918 kg; mv = v0y0 = 0,261389 kg ;
- X O X
- m = A! -}- m — F, — HA — m = 0,055111 kg ;
- o \ p J o
- 0,82587; AIT = 17ical,9382;
- m..
- an =
- M + m — F, — H
- (A +n ”?»)= “ °“"’3784 ; ~ llrK = - 3“'’2S79 ;
- cal
- 5
- cal ci1-!*
- 0,0624; -f- F1æ0pjn (*) = + 7cal,2774 ; •
- — HX" = — 15cal,0119 ; + %- Hr" = lcal,2212 ;
- M ’
- m',o= vo1on= 6,250390 kg ; m' = vpY0x— 6,011000 kg ;
- m..
- an
- mu = 0,013319 — 0,000845 = 0,012474 kg ;
- QP _("- + "',Xï*.-î‘0 + kA
- VS\
- = 0,011188;
- 1 qox 1 K
- (> 1/2 F1x0Ap0 u0 4 = (>0,3373); A£0 =9cai,0074; %0 = 3819,144?.
- V XX) X X
- J’ai réservé le terme de correction des condensations, pages 522 et 533
- + s-vk>(A-ï»~A+A)
- qui ne donne qu’une valeur approchée de ces corrections.
- Ce terme exige quelques calculs relatifs à t'c .
- Nous avons dit, page 521, que tc est la température moyenne des parois S4 = (S -f- Sa-j- sd), du côté de l’échappement, pen-
- (*) Ces termes sont des fonctions de la pression moyenne « sous laquelle les fuites F,
- mx
- pénètrent dans le piston quand l’enveloppe agit ; p correspond à pn lorsqu’il n’v a pas d’enveloppe, voir page 407 ; pm a été déterminé comme suit :
- p0 = 2,8175 kg par centimètre carré, alors que la pression dans le cylindre, à la fin de l’admission, est p = 31 230 kg par mètre carré ; la différence entre pn et p est de
- 0 0 °m
- 31230 — 28175 = 3 055 kg par mètre carré.
- J’ai supposé, dans le cas où l’enveloppe fonctionne, que cette différence reste la même pour pQ — pm = 3 055 kg donc pm = p0 — 3 055 = 33 778,48 kg par mètre carré. Cette
- pression correspond, à peu près, à la moyenne de 33 068,8 kg et 34 102,2 kg que l’on trouve dans les tables de M. Zeuner. J’ai pris les moyennes correspondantes ;
- hrx = 136»,655 ; = 137cal,794 ; = 467cal,306.
- Comme il s’agit de valeurs numériques peu importantes, une petite erreur dans q et
- Pm_ç n’a Pas grande influence sur les calculs.
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- dant l’admission, lorsque le moteur travaille sans enveloppe. Si la chemise de vapeur fonctionne, l’introduction des (-j- Qfl) = 9 calo-
- ries, dans les surfaces internes, aura pour effet d’élever la température t à t' ou :
- Ce Lq .
- t: = <
- (+ Qa)
- sak, •
- Il s’agit donc de déterminer tc/
- Pour obtenir une valeur suffisamment exacte de tc>, j’opérerai comme à la page 493, en décomposant Sa en ses deux parties Sj et S".
- La surface S^= 1,1583 m2 est à tc = 63°,844 au commencement de l’admission.
- La surface S' = 0,173265 m2 est à t'c = 64°,638 pendant l’admission, » S" = 0,713835m2 » t" = 86°,445
- a ca
- » sd = 0,0153 m2 » tCi='63°,844 »
- Pour avoir la température moyenne de toutes ces surfaces, je poserai :
- S/c, + S0fc + Sa*c+ sdfc
- - = 71°,740.
- Puis :
- donc :
- X + kfl.+ Ofl + S a
- (+ Q„) _ 9
- SAKt — 2,0607 X 0,25
- = 17°,470.
- t' = t 4-^5^ = 71°,740 + 17°,470 = 89°,210.
- ce °e
- En introduisant les valeurs particulières dans le terme de correction des condensations, page 536, on trouve :
- J’ai déjà dit que ce terme n’est qu’approché ; dans certains cas, il peut être utile d’arriver rapidement à cette valeur, sans être obligé d’entreprendre de plus longs calculs ; mais, pour la vérification dé l’équation («a. il convient de chercher une valeur plus exacte.
- Ce terme de correction est composé d’une première partie :
- SiK^- lny page 521.
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- Cette première partie coi]serve sa valeur, mais il n’en est pas de même de la seconde :
- — SAKl(^- t'^, page 522,
- qui doit être modifiée comme suit (il est indispensable de suivre les raisonnements sur le diagramme rabattu) :
- Supposons le piston au bas de sa course ; en ce moment, toute la surface interne du cylindre est à tn = 101°, 8 ; l’eau me se trouve
- tout entière sur Ss. Nous verrons plus loin que, sous une action énergique de l’enveloppe, S4 peut même être complètement débarrassé d’eau, bien avant la fin de la détente.
- Laissons remonter le piston; dès que l’échappement s’ouvre, Ss tombera à f" = 99°,495, page 535, et SA qui est sec, juste à la
- fin de la détente, restera à £ =401°,8, sauf influence du refroidissement externe. Quand le piston sera parvenu au haut de sa course, S^, et qui correspond au premier vingtième de la course descendante seront encore à t = 101°,8, sauf refroidissement externe, mais S" est de nouveau à t” = 99°,495.
- a cx
- Dans l’intervalle, (-f- Qa) a relevé la température des parois S', refroidies pendant l’échappement, de tc = 71°,740 à t'c = 89°,210,
- de sorte que la vapeur, qui se détend vers la fin de la course, a conservé et cédé pour la course suivante la chaleur voulue pour porter (S" -f s y de t'c = 89°,210 à f = 99°,495.
- Les nombres de calories fournies, dans ces conditions, à (S^-j-et à (S"-f- sd), sont déterminées par:
- (%+s<;)K.(y- g * p:+g-
- Cette chaleur a été fournie par la vapeur qui s’est détendue vers la fin de la course ; elle vient en déduction des condensations totales ; on trouve ainsi pour le terme de correction :
- + sAK.(y-1.) - (8, + s;)K,(^- g - (S" + sd)K,(t;- g.
- N’oublions pas que toute la surface S4 s’est refroidie pendant que le piston est remonté au haut de sa course. Ce refroidissement externe a pour effet de faire baisser la température tn de la
- surface (Sp-f- S^), ce qui augmente un peu les condensations, quant au refroidissement de s y ;.nous supposerons que le
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- frottement correspondant du piston compense cette petite perte de chaleur.
- Je ne calculerai pas le petit abaissement de température que subira ($p -}- S^), par suite du refroidissement externe ; ce calcul est inutile ; il suffira de faire entrer, dans l’expression plus haut, le nombre de calories perdues.
- Tl s’agit donc de trouver ce nombre de calories perdues par {Sp-f- Sf'), pendant une course entière de piston.
- En opérant comme à la page 491, on trouve que l’angle parcouru par la manivelle, pendant que le piston engendre la surface latérale S't ou pendant que le piston parcourt le premier vingtième de sa course, est de 25°,51', et pour cet angle parcouru, le refroidissement externe de (S -f- S't) est de
- a'0 = (P1,0542.
- Pour l’angle supplémentaire 180° — 25°,51, ce refroidissement devient :
- a' = 0cal,3232.
- On peut tenir compte de la chaleur développée par le frottement du piston, pendant qu’il parcourt le dernier vingtième de la course ascendante, soit de
- _ b_ __ 0,5 b° ~ 2u “ 20
- 0cal,025.
- Cette dernière petite quantité diminue les condensations.
- En utilisant toute la chaleur (-J- Qa) — 9 calories, à porter la température t des parois SA à t' , j’ai négligé la petite surface sc du piston, de ses segments et de ses cannelures, de sorte que t'c = 89°,210 paraît un peu trop grand ; il n’en est pas tout à fait ainsi pour le résultat final, car, aux deux extrémités du cylindre, le piston revient à la même température moyenne ; mais la vapeur d’admission et les fuites doivent porter, pendant la nouvelle course descendante, la surface sc ou au moins son premier segment de to à tQ^\ j’ai supprimé ces corrections insignifiantes et d’autres qui tendent d’ailleurs à se compenser, et ai arrêté le terme de correction des condensations comme suit :
- SA K, q - (S? + s;,) K, (4 - y - (S;; + .„) k, ^ - g
- + a'o + \ — b'o
- et en remplaçant par les valeurs particulières :
- 2,9489 — 4,1912 — 1,8750 + 0,0542 -f 0,3232 — 0,025 = — 2^1,7649,
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- au lieu de — 2e*1,3497, trouvées par l’expression plus simple, page 537.
- Nous connaissons maintenant toutes les quantités qui entrent dans l’équation (IIe), page 533 :
- + [(«3 - (+ <*.)) + sak, (*„ - ». - C. + Ç)] - (+ Q») (II()
- = [(MX" - n"r") - HX" + ^ Hr"] + \ - A g, ]
- et en remplaçant :
- [171,9382 — 0,3784 — 3,2579— 0,0624 + 7,2774] -f [(36,1769 — 9) — 2,7649] = [(213,5903) —15,0119 + 1,2212] + 0,128 — 9,0074
- soit :
- 190cal,9289 = 190cal,9202.
- La différence entre les deux membres de cette relation ne s’élève qu’à
- 190,9289 — 190,9202 = 0cal,0087.
- Nous pouvons donc admettre t = 139°,89, sauf vérifications.
- J- O.v,
- § 50. — Enveloppe indépendante 2° Effet produit pendant la détente.
- J’ai réuni, page 534, presque toutes les valeurs relatives à t = 101° 8; reste à chercher, entre autres, le travail absolu
- nX
- rendu pendant la détente ou £abi. . Ce travail est fonction de p0^ et de p et de la loi de détente.
- Connaissant p0 et pn^ il est facile de trouver, approximativement, ; en effet, appelons a l’exposant de la loi de détente, nous aurons :
- log p0gs — log p1lx _ log 36833,48 — log 11017,44 _ 0,52416208 log vn — log v0 log 494,5 — log 130,7 0,5778907
- <x = 0,907026 et 1 — a =.• 0,092974.
- a =
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- Le travail est donné par la formule connue :
- (5448,1244 — 4814,1358)
- ^ — 6818,985 kgm.
- Ce travail est trop grand ; une correction est indispensable.
- Avant de calculer cette correction, je veux rappeler comment on peut établir une loi de détente moyenne, pour un diagramme donné.
- La méthode à suivre est indiquée dans le Bulletin de la Société industrielle du Nord de la France, à Lille, décembre 1873 :
- On choisit deux ordonnées de comparaison ya et yb, situées à peu près à égale distance du commencement et de la fin de la détente du diagramme qu’il s’agit d’étudier, et en appelant % l’exposant de la loi de détente, on pose :
- a étant ainsi connu, on trouvera, par l’équation plus haut, une valeur très approchée de que l’on peut vérifier par toutes les ordonnées ys... yn du diagramme connu.
- Connaissant a, on peut calculer les pressions successives pendant la détente, et en comparant ces pressions calculées aux pressions réelles données par le diagramme, on constate que, dans la partie comprise entre les ordonnées de comparaison ya et yb, les pressions calculées sont supérieures à celles du diagramme, et qu’entre ces ordonnées de comparaison et celles du commencement et de la fin de la détente, ces pressions sont inférieures aux pressions réelles ; en d’autres termes, la courbe du diagramme calculé est plus tendue que celle qui a été relevée avec l’indicateur de Watt ; parle choix des ordonnées de comparaison^ etyb, il se produit, pour le travail , une certaine cempensation, et c’est
- pourquoi ce travail ne diffère que d’une quantité négligeable du travail réel pendant la détente.
- Or, pour l’étude des effets de l’enveloppe pendant la détente, nous ne connaissons que les pressions initiales et finales p et
- f1lx ; les autres pressions intermédiaires sont inconnues, et j’ai dû prendre po^ et pn pour déterminer l’exposant a de la loi de détente ; la courbe calculée se tiendra donc constamment au-dessus
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- de la courbe réelle, et c’est pourquoi ^ = (3818,985 %m, calculé plus haut, est trop grand.
- Voici comment on peut trouver la correction qu’il convient d’apporter à . \
- Le diagramme de la machine fonctionnant sans enveloppe est connu ; on en déduira une loi de détente, non pas en choisissant deux ordonnées quelconques ya et yb, situées à peu près à égale distance de p0 et de pn, mais en utilisant ces dernières pressions elles-mêmes, ainsi que je suis obligé de le faire pour le diagramme inconnu du moteur fonctionnant avec la chemise de vapeur. On calculera, avec l’exposant a, le travail Bs, et on en retranchera celui qui est donné page 376; la différence est égale à la correction très approchée qu’il faut apporter à Bs=6818,985kgm, plus haut.
- C’est ainsi que j’ai trouvé que doit être diminué de 6,1 0/0, de sorte que la valeur très approchée de B,x devient :
- et
- B, = B', (1 — 0,061) = 6818,985 X 0,939 = 6403,0269 kgm
- 6403,0269 _ ,1MCal
- A©* =
- 424
- 15 ,1015
- J’aurai encore, à plusieurs reprises, à recourir à des corrections de ce genre (*).
- étant connu, avec AB0 = 9cal,0074, page 536, on aura pour la chaleur équivalente au travail absolu total rendu, pendant une course entière du piston :
- AK bs = AB0 + AB, = 9cal,0074 + 15cal,1015 r= 24cal,1089.
- Æ X X
- (*) J’ai cherché à établir directement une équation qui puisse donner 'X et analogue
- x
- à l’équation (VI) du paragraphe 22. Voici, je crois, comment on pourra trouver directement B § , abstraction faite des complications qui résulteront des rentrées tardives H et des fuites F2.
- La transformation à laquelle est soumis le poids de vapeur et d’eau, pendant la détente, n’est pas une transformation sous poids de vapeur constant et encore moins une modification adiabatique ou isothermique, mais elle peut être définie par une addition de chaleur proportionnelle aux chutes de température que subit le mélange de vapeur et d’eau pendant la détente.
- En effet, pour une chute de température tQ à t , par exemple, la surface latérale du cylindre restitue — tg \ calories, sans compter ce que fournissent é+ QX
- et (+ Q4).
- La transformation étant ainsi définie, il est possible de trouver le travail B, par dé-
- x
- tente entre deux ordonnées fixées à l’avance. — Il sera nécessaire de s’appuyer sur une loi de transmission de la chaleur relative à ^-p Qa ^ et Qs)_
- Il est certain que ce problème présente de sérieuses difficultés.
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- Toutes les valeurs qui entrent dans l’équation (VLQ, page 529, sont connues, à l’exception de (+ Qa^, F^ + xc pc J et Ft(qc + xe pc ^ que j’ai réservées, la relation (VII,) devient :
- (MV' b »V) T + Pcj) + (+ Q.) + (+ Q.) + (+ Q„s) \
- [(M+ffl^-F<-p0»v+"^.+p*(?*-+B'-p'!-)+F<î«f+\pO] (V[I«
- + ^Sabs . + a — & + , )
- OU
- (213,5903) + 0,4976 -f 9 + 11,25 + (+ Qa^
- = t'90’3723 + F‘ (K + VA») + F<*% + V01 +244089
- + 1,85 — 0,5 + 19,6899.
- Au sujet des deux termes en Fd et F2 du second membre, je répéterai ce que j’ai dit page 529 ; dans le passage de la machine sans enveloppe à la même machine entourée d’une chemise de vapeur, les valeurs de ces deux termes restent sensiblement constantes, surtout quand l’accroissement de température de to à t0x n’est pas très considérable ; mais si, pour une raison ou une
- autre, la valeur de ces termes augmente sérieusement, voici le calcul qu’il faudra entreprendre :
- Pour simplifier autant que possible, j’ai négligé la petite surface sc du piston et même ss. Le piston ne sera plus, à la fin de
- tQ + t'c
- l’admission, à la température moyenne-------------, page 495, mais
- à une température supérieure qu’il est facile de trouver. C’est la chaleur cédée par les fuites F,, à leur passage à travers le piston, ou
- Fi (% ~CU + Vo — ^ ;‘c )
- V m -m m m m)
- qui élève la température du piston, de ses segments et cannelures, et même de la surface s8. C’est sur cette chaleur, dans le cas de l’enveloppe, qu’il faut prendre le nombre de calories pour l’accroissement de température moyenne de s . On commencera par soustraire cette chaleur de celle qui est cédée au total par Ft, ce qui détermine un nouvel état pour ces fuites qui tomberont du côté de l’échappement, non pas à tc , mais à t" ou la température
- de s;;.
- C’est pour éviter tous ces calculs fastidieux que je supposerai à
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- F/o -\-x„ p 4 et F,fo 4-a? p, 4 les valeurs trouvées pour l’es-\ cm cm cmJ V > *>>/
- sai sans enveloppe du 25 août 4870, soit :
- La petite erreur que l’on peut ainsi commettre retombera sur Qa^, mais elle n’aura pas grande influence dans les contrôles
- que nous développerons plus loin.
- Revenons maintenant à l’équation (VIIe).
- En y remplaçant les deux termes en Ft et F2 ci-dessus, le second membre prend la valeur numérique de 241cal,2284, et pour que le premier membre soit égal au second, il faut que
- (213,5903) -f 0,4976 -f 9 -f 11,25 + (+ = 241caI,2284.
- (+ Qfl^ = 241cal,2284 — 234cal,3379 = 6caJ,89 =
- A ce sujet, je répète ce que j’ai déjà dit page 534 :
- Tant que le coefficient d'absorption de chaleur des parois, sous l'action d'une enveloppe, ne sera pas déterminé, il importe fort peu que l’on déduise de (+ Q„s) ou (+ Q„s) de f%.
- § 51. — Vérifications et contrôles du fonctionnement
- DE LA MACHINE AVEC L’ENVELOPPE
- 1° Répartition de l'eau sur les parois du cylindre à la fin de la détente.
- Avant de passer au calcul de l’économie produite par l’enveloppe, il convient de vérifier sérieusement les valeurs que nous venons d’obtenir pour la marche provisoire du moteur.
- Les contrôles ne manquent pas, j’en développerai quelques-uns. Le premier, et le plus important, se rapporte à la répartition de l’eau m qui tapisse les parois internes du cylindre, à la fin de la
- détente.
- J’ai déjà étudié cette question dans le cas où la machine fonctionne sans enveloppe. Je reprends cette étude pour le moteur à chemise de vapeur.
- Nous avons trouvé, page 536, que la quantité d’eau présente dans le cylindre, à la fin de l’admission, s’élève à :
- m — 0,035111 A#.
- Lo
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- — 545 —
- Combien les parois vaporiseront-elles de cette eau durant la détente ?
- C’est encore la formule page 511, qui donnera la réponse
- à cette question. Mais cette équation doit être modifiée quand il s’agit d’une machine à enveloppe.
- En effet, avec la chaleur cédée par les parois SA qui, dans ce cas, tombent de to à tn , et de la chaleur apportée par les rentrées tardives H, l’enveloppe fait pénétrer dans cette surface S^, pendant la détente, un nombre de calories ^-j- Qo^ = 6cal,89, qui contribueront à la vaporisation de tout ou partie de l’eau me .
- Il convient donc de modifier l’équation (w'J comme suit, lorsqu’il s’agit d’une enveloppe :
- (sP+so+»rf)Ki(ioa,—*»,)+(+Qo,)+(s,,+s«;p"—y ci
- (SI
- Toutes les quantités du second membre sont connues, à l’exception de que je déterminerai par les considérations suivantes :
- On a vu, page 511, que la pression moyenne pendant la détente, et alors que l’enveloppe ne fonctionne pas est de ps = 1,47021 kg par centimètre carré
- et j’ai fait observer que ps correspond à pliy> du diagramme ; effectivement, la moyenne des pressions j?*., et pl2 s’élève à :
- Pu + Pi2_ 1,5145 + 1,3722 2 -2
- 1,4434 kg par centimètre carré,
- qui ne diffère que de très peu de ps — 1,47021 kg.
- Dans le cas de l’enveloppe, je calculerai ps en opérant comme à la page 542, c’est-à-dire que je déterminerai p'ny) par l’exposant de la loi de détente et le volume v ; il faudra corriger cette pression calculée ^ de toute la différence qui existe entre la pression calculée et puy^ du diagramme réel, lorsqu’il n’y a pas d’enveloppe. Cette différence est de 0,150 kg par centimètre carré. Une petite erreur au sujet de pHyi> n’a pas d’influence appréciable sur , car l’expression :
- Xj rr: 606,0 -|-0,30oU
- m ' m
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- — m —
- fait voir que cette erreur ne s’élève pas au tiers de la différence entre t's^ et ts qui répondent-aux diagrammes calculés et réels..
- J’ai trouvé ainsi :
- t, = 116°,438 ;
- m
- q. = 117cal,183; = 642cal,014;
- m m.
- rs = 524e*1,831.
- En substituant dans l’équation (m'eJ » plus haut :
- , _ 19,6230 + 6,89 — 0,4303 + 1,^301
- n\~ 642,014 — 141,103
- 0,065125 kg.
- Mais on voit, page 536, qu’à la fin de l’admission l’eau répartie sur SA ou en suspension dans la vapeur est de me = 0,055111 kg, et les admissions tardives H en ont apporté :
- (1 — x0)R = (1 — 0,82587)0,023089 = 0,004020 kg, de sorte qu’un instant après le commencement de la détente il y a sur SA et sur la petite surface correspondante aux rentrées tardives, une somme :
- mg + (1 — æ0)H — 0,055111 -j- 0,004020 =0,059131 d'eau (voir p. 512).
- Or, la surface SA et ^-f- Qa^ ont vaporisé m'e — 0,055125 kg d’eau, il ne restera donc sur les surfaces de l’admission que me< -f (1 — x0)ll — m' = 0,055111 + 0,004020 — 0,055125 = 0,004006 kg d’eau.
- A la fin de la détente, il reste me = 0,002780 kg d’eau sur toute
- la surface interne du cylindre, page 534, et comme il y en a, au même moment, 0,004006 sur SA, il ne reste sur la surface de la détente ou Ss que ,
- 0,002780 — 0,004006 = — 0,001226 kg.
- Le signe — n’implique pas précisément contradiction ici, mais signifie que Ss est sec avant la fin de la course de piston ; inutile de discuter plus longtemps ce résultat, car il est faux, ou plutôt il n’est pas complet, et voici pourquoi :
- En même temps qu’arrivent dans le cylindre les admissions tardives, les fuites F2 enlèvent de l’eau ; cette eau soustraite s’élève à (1 — a; )F2 ; donc, il ne reste sur et un supplément de la surface Ss, s’étendant au moins au delà de celle qui correspond à H, que
- (me + (1 — æ0)H — m'v ^ — (1 — ay)F2 = 0,004006 — (1 — æJF2d’eau.
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- Il s’agit de trouver (1 — a?JF2.
- Le rapport æ est donné par
- mv
- % —--------------------vr, page 410.
- Le dénominateur de cette expression se compose de termes qui sont connus, et voici comment on peut déterminer m .
- mv — v Ta î Ta étant la densité de la vapeur à l’ordonnée y^ ~y1¥>, lorsque la machine travaille avec enveloppe.
- En cherchant encore, comme je l’ai déjà fait, la pression calculée p avec la loi de détente, page 541, et en corrigeant cette pression de la différence (— 885,33 kg par mètre carré) qui existe entre les pressions calculées et réelles du diagramme moyen relevé le 25 août 1870, 29024,8 % par mètre carré ; -^ = 1,598892 kg ;
- mv — 0,262898 kg et enfin x^ = 0,79586 ; de sorte que (1 — æJF2 = (1 -r- 0,79586)0,018510 = 0,003779 kg ; l’eau répartie sur SA, augmentée d’une petite surface supplémentaire, est ainsi ramenée à
- (ine -f- (1 — æ0)H — m'v ^ — (1 — æJFjj — 0,004006 — 0,003779 = 0,000227 kg.
- et comme il ne reste à la fin de la détente que me = 0,002780 kg sur toute la surface interne du cylindre, il y aura
- m — 0,000227 = 0,002780 — 0,000227 = 0,002563 kg
- n
- sur la surface de la détente ou S*.
- Il est donc bien vrai que toute l’eau mR =0,002780 est déposée sur S, (*).
- J’ai dû examiner très sérieusement cette question et tenir compte • de toutes les corrections parce que me = 0,002780 kg est un très
- petit nombre ; la moindre erreur aurait pu conduire à des contradictions.
- § 52. — 2° Justification de l’eau présente dans le cylindre
- A LA FIN DE LA DÉTENTE.
- Le contrôle du paragraphe précédent en appelle un second qui peut devenir très critique. Il s’agit de justifier me^ = 0,002780 kg
- (*) Il conviendrait de tenir compte de la petite surface s", page 375, dans l'équation
- (m' \ et dans les calculs ci-dessus. La chaleur cédée par s” a pour effet de rendre sèche V Ve . d
- la surface bien avant la fin de la détente.
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- et, en présence d’une quantité aussi faible, cle petites erreurs dans les valeurs déduites de t et t peuvent présenter des conditions
- °æ 11 x
- très défavorables pour ce contrôle.
- Reprenons les discussions du paragraphe 43, page 513.
- Pendant la détente, la vapeur doit élever la paroi Ss à la température moyenne = 416°,438, page 546; ces parois étant tombées pendant l’échappement à — 99°,495, page 535 (sauf refroidissement externe); d’autres surfaces encore doivent être portées à des températures supérieures.
- Il s’agit de savoir, dans les discussions qui vont suivre, si les condensations provoquées par la cession de chaleur due à ces élévations de température sont égales aux vaporisations que produira la cession de chaleur ; si les condensations étaient égales aux vaporisations, on ne trouverait pas d’eau sur Ss à la fin de la détente ; mais si les condensations Remportent sur les vaporisations, on devra trouver une certaine portion d’eau me à la fin de
- la course de piston.
- Je m’occuperai, en premier lieu, de la chaleur qu’il faut dépenser pour porter Ss, et d’autres petites surfaces, des températures auxquelles elles sont tombées pendant réchappement précédent à la température moyenne = 116°,438 pendant la détente.
- Reprenons l’expression de la page 517 :
- qui est celle qui convient à une machine sans enveloppe, et examinons les modifications qu’elle doit subir quand on l’applique à un moteur pourvu d’une chemise de vapeur.
- Dans le premier terme SsK^Q — f J), Q est maintenant égal
- à 116°, 438, page 546.
- Cherchons la nouvelle valeur de t". Quand la machine travaille
- cs . •
- sans l’enveloppe, est la température correspondante aux contre-
- pressions du vide, page 514. Dans un essai avec chemise de vapeur, les températures t' , t' , t' , etc., se confondent avec C
- °!7 c16 °15 cx
- = 99°,495, page 535 ; cette température est un peu trop faible et doit être corrigée comme suit :
- Presque toute l’eau étant répartie sur Ss, t"x ne s’applique
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- qu’à Ss; mais si l’on considère la course descendante du piston au moment où la détente va commencer, on voit que Ss ne se trouve à t" = 99°,495 que de ys à yl7, tandis que de yl7kyn, cette surface est et reste à tn^ = 101°,8, sauf refroidissement externe-, puisqu’il n’y a pas d’eau sur S4.
- La température t”^ = 99°,495 existe donc de ys à yi7 ou sur
- les ll/20es de la course de piston, tandis que tn = 101°,8 est la température de quatre autres vingtièmes de y7 à y ; la température moyenne de Ss, du côté de l’échappement, devient ainsi :
- 99°,495 X fl + 101°,8 X4 15
- = 100°, 110 =r f
- c’est donc 100°,110 que nous devons prendre pour f au lieu •de 99°,495.
- Pendant la détente, la vapeur qui travaille au-dessus du piston a dû porter Ss de t'^ = 100°,110 à la moyenne ^ = 116°,438 ; la
- chaleur ainsi dépensée s’élève à :
- S,KJt, —C\ = 2,5782 X 0,25 (116°.438 — 100°, 110) = 10cal,5242.
- l tci + to\
- Passons au second terme -f- ~— J ; il est facile de
- voir que, dans le cas de la machine à enveloppe, il devient :
- + = 0,0180 X 0,23 (nü«,438 - 63°.8W + 139,89
- = 0cal,0656.
- Le troisième terme est modifié comme suit :
- s'JL(L —L\ = 0,0043 x 0,25 (116°,438 — 139°,89) = — 0cal,0252.
- 1 f 'V . °œ)
- Telles sont les valeurs avec les températures calculées des surfaces Ss, s”d et sr J’ai fait des réserves, en plusieurs endroits, en disant : sauf influence du refroidissement externe, en parlant de ces températures ; on aurait pu calculer l’abaissement de température produit par ce refroidissement ; il est plus simple d’opérer comme suit :
- Le refroidissement externe de S8 et des autres surfaces cause, pendant la détente, une perte de o8 = 0cal,7949, page 492 ; par contre, le frottement du piston en rend bs = 0,372, puis, pendant l’admission de la course descendante, Sp a perdu = 0,4052.
- Büll. 37
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- La somme totale de chaleur à fournir est ainsi de :
- sx^x)+<;k4. - tjLi-)-/‘K<k~tK,)+^+\
- = 10,5242 -h 0,0656 — 0,0252 + 0,7949 — 0,372 + 0,4052 = llcal,3927.
- Passons, en second lieu, à la chaleur que rendront, pendant la détente, la surface Ss et quelques autres.
- Ces restitutions s’élèvent à :
- SsKl(\ _ tn) + ^Kl(\ — t>l) + + 6s — «s calories
- dans le cas d’une machine sans enveloppe, page 516.
- Examinons quelles modifications une chemise de vapeur apportera à ces termes.
- Dans le premier, tn deviendra t , et SsKa/X — tn 5 = 2,5782 m2X 0,25(116°,438 — 101°,8) ==9,4349 calories.
- \ m x)
- La même modification doit être apportée au deuxième, s'3Uts — t 5 = 0,0180 m2 X 0,25(116°,438 — 101°,8) = 0^,0659.
- Quant au troisième terme, il conserve, à peu près, la même valeur que dans le cas où la machine travaille sans enveloppe, soit : K —t\
- UqX ‘) = 0caI,7978, page S17.
- Le quatrième et le cinquième terme sont connus, donc :
- = 9,4349 + 0,0659 + 0,7978 -j- 0,372 — 0,7949 = 9cal,8757.
- Pendant la détente, il faut donc fournir pour le réchauffement
- des surfaces Ss, s", etc., llcal,3927, tandis que ces mêmes surfaces ne restituent que 9cal,8757. Ici encore les condensations l’emportent sur les vaporisations.
- Ces condensations et vaporisations simultanées ont lieu sous la température moyenne tSm = Il 6°,438, à laquelle correspond rs
- = 524cal,83l, page 546, et ces condensations définitives, pendant la détente, s’élèvent à :
- 11,3927 — 9,8757
- r. 524,831
- = 0,002890 kg.
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- Mais nous avons vu qu’à la fin de la détente il y a sur SA me -j- (1 — æ0)H — m'e = 0,004006 kg d’eau.
- Les condensations sur Ss, pendant la détente, s’élèvent comme nous venons de le voir à 0,002890 kg, ce qui fait un total de 0,004006 + 0,002890 = 0,006896 kg d’eau sur lequel les fuites F2 ont emporté (1 — #JF2 = 0,003779 kg, page 547 ; il ne reste donc à la fin de la course de piston, sur la surface interne totale du cylindre, que
- 0,006896 — 0,003779 = 0,003117 kg d’eau
- au lieu de
- m = 0,002780, page 199.
- n
- La différence s’élève à 0,000337 kg ; elle est assez sensible. Il est vrai que, pour éviter d’immenses calculs1, nous avons simplifié plusieurs valeurs qui ne peuvent être tout à fait exactes (*). Nous allons contrôler l’équation (m’e ^ de la page 511 :
- **.„ = -“«„ + (*- æ°)H - î1 - æ,)F* ;
- tous ces termes étant connus,
- mp = 0,055111 — 0,002780 + 0,004020 — 0,003779 = 0,052572 kg.
- V
- Ce nombre doit être égal aux vaporisations totales diminuées des condensations ou
- 0,055125 — 0,002890 = 0,052235 kg, pages 546 et 551.
- La différence entre cette quantité et la précédente est de 0,052572 — 0,052235 = 0,000337 (*).
- 53 — 3°. CONTROLE PAR LES CONDENSATIONS PENDANT L’ADMISSION.
- Considérons l’équation (C^, page 497, et mettons-la sous la forme :
- ÏQ + 6 -a =C,
- O O 1
- s fl"—t \-{-S'ftr! — t'
- A ci)
- 5 fl -s{ i
- Pour l’appliquer à notre cas particulier du moteur à enveloppe, il convient de la modifier pour plusieurs raisons.
- Les deux premiers termes de la parenthèse du second membre
- (*) Voir note de la page 547.
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- peuvent être réunis en un seul dans le cas de l’enveloppe, car t et f ou les températures de S et de S' sont égales à t = 101°,8,
- ca x p a ° nx ' 7
- sauf refroidissement externe, puis t"a du troisième terme prend la valeur f =99°,495; pour le quatrième terme en sd, il convient également de prendre ^ ^ = 99°,495, toujours sauf refroi-
- dissement externe. Nous verrons plus tard les modifications qu’il faut apporter au cinquième et au sixième terme.
- Les deux premiers deviennent ainsi :
- (SF + S;)(r — tnJ = (1,1583 + 0,1733) (143°,2 — 101°,8) = 55,1282.
- En réunissant le troisième et le quatrième terme, on trouve : (s«+^)(^—i'cx) = (0,7138 + 0,0153) (143°,2 — 99°,495) = 31,8653.
- Passons au cinquième terme ; en raisonnant comme à la page 495, on dira : ' La température moyenne sous laquelle les fuites Fi pénètrent dans le piston est tm — 136°,655 (note page 536) ;
- elles le quittent à ^ = 83°,127, page 495 (au moins pour le dernier segment) ; leur température moyenne
- lm + l'c
- MS + 83M27 = 1o9„89.,.
- 2
- C’est sous cette température que les fuites F* frappent les segments du piston et les cannelures dans lesquelles ils sont logés., tes segments, en contact intime avec la surface latérale du cylindre pendant la fraction de course correspondant à l’admission, ont eu le temps de prendre la température de S", soit t" = 99°,495,
- et la valeur du cinquième terme devient :
- „ \
- 5 (—- — t’’} = 0,4437 ma(109°,891 — 99°,495) 4,6127.
- Enfin le sixième terme est à modifier à son tour.
- A la fin de l’admission, les fuites Ft pénètrent dans le piston à t0 = 139°,89 ; elles le quittent, au moins pour le troisième segment,
- à t'c =78°,228; leur température moyenne est doue de
- + C
- 139°,89 4- 78,228
- : T ’ = 109°,059 = ts.
- C’est avec cette température qu’elles touchent la surface s. qui est remontée à f = 99°,495, et le sixième terme a pour valeur :
- LX
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- — t"c 0,1407 m2(109°,059 — 99°,495) = 4,3457.
- En réunissant tous les termes du second membre de l’équation (C,), on obtient :
- 0,(55/1282 + 31,8653-j-4,6127 +1,3457) = 0,226(92,9519) = 21cal,0071.
- Telles seraient les condensations dans le cylindre et le piston, si la vapeur d’admission et les parois étaient restées, pour la marche à enveloppe, à tQ — 134°, 166. Mais la chemise de vapeur a eu pour effet d’élever la température de la vapeur à to =139°,89, et comme
- il n’est pas possible que le cylindre reste à 134°,166 < 139°,89, il faut, ainsi que nous l’avons déjà dit, page 521, que la vapeur d’admission cède aux parois :
- SaK,(^- = 2C,1,9489, page S37,
- en sus des -fc,ll,007] que nous venons de trouver.
- Il reste une autre correction à faire.
- En effet, les températures sur lesquelles sont basés les résultats que nous venons d’obtenir sont celles qui résultent du diagramme calculé ; elles sont à corriger de l’influence des refroidissements externes et du frottement du piston. Ainsi qu’on l’a déjà vu à plusieurs reprises, il est inutile de calculer ces corrections de températures ; il suffira de tenir compte de la chaleur perdue par suite des rayonnements externes et de la chaleur gagnée par le frottement du piston.
- . En se reportant à ce qui a été dit page 539, on voit que la somme algébrique de ces pertes et gains de chaleur s’élève à : a'0 + a'o — b' = 0cal,0542 + 0cal,3232 — 0cal,025;
- donc le second membre de l’équation (G,) devient :
- 21,0071 + 2,9489 + 0,0542 + 0,3232 — 0,025 = 2ical,3084.
- Je n’ai pas fait entrer dans le second membre de l’équation (Ct) le refroidissement de S4 pendant l’admission, ni la chaleur développée par le frottement du piston pendant le même temps ; ces quantités ao et bo figurent dans le premier membre dont je vais établir la valeur :
- 2Q + à0—a0,
- qui n’est plus égale à 36cal,0855, page 497, comme dans le cas où l’enveloppe ne fonctionne pas, car l’action de la chemise de vapeur a ramené cette quantité à :
- sJL
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- 2Q + b0 — a0=z [2Q — (-J- Qa) —2,7649] dans l’équation (IIe),p.o40, de sorte que:
- SQ + K — % = [36,1769 — 9 — 2,7649] + 0,128 — 0,2194 = 24caI,3206. L’équation (G,) conduit donc à :
- 24cal,3206 = 24cal,3084.
- La différence entre les deux membres de cette, relation est insignifiante, et les valeurs déduites de •* = 139°,89 et
- de tn= 101°, 8 sont vérifiées une fois de plus avec le coefficient
- de condensation, la capacité calorifique des parois et d’autres données expérimentales.
- § 54. — Marche de régime avec d’enveloppe.
- Dans le paragraphe.50, j’ai déterminé l’effet produit, pendant l’admission et la détente, par une enveloppe indépendante. Je n’ai considéré cet effet que pour deux coups de piston consécutifs ou un tour de manivelle de la machine, sans me préoccuper de ce qui peut arriver dans une marche continue du moteur, sous l’action de l’enveloppe.
- Le lecteur attentif n’aura pas manqué de s’apercevoir que, dès le second tour de manivelle, les résultats trouvés plus haut seront profondément modifiés.
- En effet, reportons-nous à ce qui a été dit page 537.
- Par l’introduction des (-f- Qfl) = 9cal et des (-f- Qs) = llcal,25, dans les parois internes du cylindre, la température de ces parois a augmenté et le nombre de calories cédées par les condensations a diminué en proportion de ces quantités de chaleur introduites.
- Rappelons-nous aussi que la machine sans enveloppe a été considérée dans son état de régime, pour lequel la température des parois internes redevient la même à chaque nouveau coup de piston. C’est ainsi qu’au commencement de chaque course la surface de l’admission SA= (S -f-est à la température
- moyenne tc=z 71°,740, page 537 ; l’introduction des (+ Qfl) = 9cal augmente cette température de 17°,470 pour la porter à : tc = 71°,'740 + 17°,470 = 83°210.
- En toute circonstance, (+Qfl) produira cet effet si SÂ n’est pas recouvert d’eau ; si cette surface était humide, ce qui n’a pas
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- lieu au commencenrent d’une nouvelle course de piston, il y aurait d’abord vaporisation.
- Examinons maintenant ce qui se passera dans le cas de l’enveloppe, après un premier tour de manivelle du moteur.
- La surface de l’admission SA ne sera plus à ^=71°, 740, comme
- dans le cas où il n’y a pas de chemise de vapeur, mais -j- S£) esta tn^= 101°,8 et (S"~i- sd) à t"= 99°,495, après l’échappement, sauf refroidissement externe.
- Par une nouvelle introduction de (-j- Qa) = 9 calories dans les parois S4, la température de celle-ci augmentera encore de 17°,470, et il en sera de même à chaque nouveau tour de manivelle ; la température de SA ira donc continuellement en augmentant jusqu’aux environs de t" — 143° ,2.
- Ce ne sont pas là les conditions d’une allure de régime, à moins de ramener S4, par une soustraction de chaleur, après chaque coup de piston, à la température tc = 71°,740.
- Il est clair qu’il ne peut être question de soustraire de la chaleur au cylindre après lui en avoir fourni.
- Pour établir une marche de régime et, pour ramener économiquement les surfaces internes, après chaque tour du moteur, à la même température, il suffit de maintenir constant Qa^ et de
- diminuer considérablement (+Qa) = 9cal et (-}-Qs) = llcal,2S. On arrrivera ainsi progressivement, et après un* certain nombre de tours de machine, à un état de régime qui est défini par les températures auxquelles les surfaces sont arrivées dès le premier tour de manivelle., en introduisant les trois quantités de chaleur (+Q„) = 9cal, (+QS) = 11“',2S et (+Qas) = 6“',89 dans le cylindre.
- Mais on objectera, sans doute, qu’en introduisant la vapeur dans toute Venveloppe, on n’est pas maître de faire passer dans les surfaces SA et Ss telles quantités de chaleur que l’on voudra.
- Cela est vrai, mais se rapporte à la détermination du coefficient d’absorption de la chaleur des parois sous l’action d’une enveloppe, dont nous nous occuperons plus tard.
- Nous verrons que le maintien des Qa^ = 6caI,89 est exigé par la marche de régime définie par les températures to = 139cal,89 et tnx= 101°,8 qu’il s’agit de conserver indéfiniment pendant cette
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- marche, au commencement et à ia fin.de la détente. Il suffit, pour s’en assurer, d’examiner l’équation (™Qe* En effet, il faut, dans
- chaque période de détente, que la chaleur cédée par les parois SAj augmentée des autres apports de chaleur et de^-j- Qa^, fasse une somme capable de vaporiser un poids d’eau m , sinon t se. trouvera modifiée.
- Pourtant, l’action de n’est pas aussi simple qu’on pour-
- rait le croire ; l’étude de cette question sera faite plus loin.
- - (“h Qaÿ) — 6cal,89 est une première quantité de chaleur connue
- qu’il faut faire passer, à la marche de régime, dans les parois SA, pendant la détente.
- Désignons par (-]- Qa)}. et (~\- Qs)r les nombres de calories qu’il faut faire pénétrer dans le cylindre, avant et pendant l’admission et la détente, pour maintenir l’état de régime défini par t = 439°,89 et t = 101°,8.
- °x nx
- Occupons-nous d’abord de (-(- Qa)r.
- C’est l’équation («.) qui nous donnera cette valeur ; cette équation peut être ramenée à la forme très simple que voici : SAU^+ [SQ - (+ Qfl) + ©S] - (+ Qa) = 2(MX" - n"r") + b0 -
- Je représente, dans la grande parenthèse du premier membre, par <pS le terme de correction relatif aux condensations, en posant :
- *s = sAK^o - f0) - (Bp + K)K^n- q - (S;; + g
- + K + K» page S39-
- Si nous voulons passer à l’état de régime et conserver les conditions de marche économique définies par t0 et tn^ il faut, tout en
- remplaçant (-f- Qa) = 9 calories par 'une autre plus petite, que les deux valeurs suivantes restent constantes, soit :
- SAU = constante
- x
- et S(MX"— ri'r") -f- b — AS0 = constante.
- °X
- Il n’y a que :
- [(SQ — (+ Q„)) + »S] — qui puisse varier.
- Par l’introduction dans le cylindre des trois quantités de chaleur fournies par l’enveloppe, on atteint, après le premier tour de ma-
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- nivelle, l’état tn^ qui détermine f et par suite les condensations :
- [(SQ ~ (+ Q«.) + ?s]
- Ces condensations resteront acquises ; elles ont été contrôlées dans la troisième partie du paragraphe 51.
- C’est l’état d11® nous devons maintenir pour l’état de
- régime, en faisant pénétrer les (j-j- Qa)r calories inconnues dans le cylindre. Cette chaleur et le nouveau terme de correction (<pS) ramèneront les condensations à :
- [(SQ — (+ Qj) + — (+ Q0)r + (<pS)J
- Quant au terme —(-j- Qa), placé en dehors de la grande parenthèse et qui représente, dans l’équation (He), l’accroissement de chaleur disponible, il est à remplacer par — (-j- Qa)}, ; il suffira donc d’ajouter Qn) dans l’expression plus haut et de retrancher (+ Qa)r ; l’équation plus haut devient ainsi :
- [(2Q — (+ Qa)) — (+ Qo)r + ?sr] “ (+ Qa) + (+Q«) ~ (+ Qa)
- — S(MX" —n"r") -j- bQ —
- En réunissant les termes nécessaires à la reconstitution de l’équation (IIe) de la page 556, il reste, dans le premier membre, un certain nombre d’autres termes-dont la somme doit être nulle :
- - (+ Qa),+ OpS)r+ (+ Qa) - (+ Qa), = 0
- (+Qa)r J+3)+^.
- Telle est l’expression très simple qui permet de passer de i à la valeur (-[- Qa)?, de l’état de régime.
- Il ne s’agit que de trouver la valeur numérique de (®S)?.. Pages 539, j’ai posé :
- +Q«)
- (.S)=saKi^——(S,+S) - (S-+ +<+«;s
- -K
- Pour passer à l’allure de régime ou à (®S)r, il suffit de modifier le second membre de cette relation comme suit :
- Le premier terme devient évidemment nul, puisque la différence t — t s’annule.
- °x 0
- Le deuxième terme s’annule aussi, car la température des parois (S^-j- au commencement de la course, est ^ — tn .
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- 558 —
- Quant au troisième terme, il doit être modifié comme nous allons le dire : t' qui était égal à :
- tc + 17°,470 = 89°,210, page 537,
- prend une autre valeur pendant la marche de régime.
- Pendant la marche provisoire du moteur ou celle qui répond au premier tour de la manivelle, la température moyenne de SA, du côté de l’échappement, est comprise entre tn et t”c , sauf refroidissement externe.. Par l’introduction de (Q- Qa)r calories dans les parois, cette température augmentera sensiblement, et c’est pourquoi les condensations précédemment acquises diminueront d’une quantité équivalente à (-{- Qa)r, et l’intervention des parois et de la chaleur^-)- Qfl^ nous montrerait, par l’équation (m'e ^e, page 545, que les parois SA deviennent sèches, bien avant la fin de la course de piston, c’est-à-dire que ces surfaces seront à une température bien supérieure à ^=101°,80; mais nous verrons, quelques
- pages plus loin, que la surface S4 sera ramenée à t à la fin de la
- détente. J’entre, ici, dans un ordre de phénomènes dont on ne s’est jamais préoccupé et qui, pour être élucidés, doivent être appuyés de quelques données expérimentales que j’exposerai plus loin.
- Mais si, par l’introduction de (+ ,Qa)r dans SA, cette surface est sèche bien avant la fin de la détente, et si la température > t = 101°,80 est réellement ramenée à in pendant la détente, c’est que cette surface S4 a subi un refroidissement. C’est un point très important qu’il convient de retenir.
- Gela posé, revenons à la correction du troisième ternie de l’équation (<pS), plus haut, ou
- Nous venons d’affirmer, en attendant la preuve, que SA tombe, à la fin de la détente, à tn,x = 101°,80 = t'c ; dès les premiers instants de l’échappement, (SA-Qsd) descendra à G = 99°,495, de sorte que le troisième terme s’annule aussi, et (©S)r est réduit aux trois derniers termes ou à :
- ,(<pS)r = a'0 + a'0s —b'0 = 0,0542 + 0,3232 — 0,025 (<pS), ~ 0cal,3524. *
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- La valeur numérique de (+ Qa)rJ page 557, est donc
- Qa) + (?S)
- (+ Qffl)r —
- 9 + 0,3524 2
- 4e®1,6762.
- Passons à la détermination de (-f- Qs)r.
- C’est l’équation (VIIe)y page 529, que nous emploierons ; en simplifiant l’expression du premier terme du second membre, elle devient :
- (M1"-n"r") + m,, + ?,,) + (+ Q„) + (+ Q.) + (+ Q.,) )
- = SAÜ„æ + A^ + «-ô + R«æ j( J
- Pour passer à la marche de régime, il suffit de supprimer les trois quantités de chaleur que nous avons fait entrer dans le cylindre pour l’état provisoire, en introduisant dans le premier membre ces trois quantités avec le signe moins, et d’ajouter les trois nouvelles valeurs convenant à l’état de régime, puis de remplacer de la même manière Rg du second membre par le véritable
- refroidissement du cylindre pendant la marche de régime ou (R,)r. Nous aurons ainsi :
- (MV'- „V) + »>(ïc, + p.,)+(+ Q„)+(+ Qs)+(+ Q. )-(+ Q»)
- - (+ Q,)-(+ Q.,)+ (+ QJ..+ (+ Qî,.) + (+ Q.,),
- — 2AUwr + A^abSa, + a — b + R^ — Reæ+ (Rc)r
- En groupant certains termes pour reconstituer l’équation (ÎIe), il restera :
- -(+ - (+ QJ- (+ Q.,) + (+ QJr+ (+ Q.),+ (+ Qat)r = -\+(R.)
- (+ Q«)r + (+ Qs)r + (+ Q a,\ = ((+ Q«) + (+ Q,) + (+ Qa,)) \ + (Re),
- R^est connu, page 535; c’est la réserve de chaleur dans les
- parois du cylindre à la fin de la détente, pour l’état particulier et provisoire qui existe après le premier tour de manivelle.
- On a vu que R^ = 19cal,6899.
- Reste à déterminer (Re)?., c’est-à-dire le refroidissement du cylindre par l’échappement sous la marche de régime.
- La quantité d’eau présente dans le cylindre, à la fin de la détente, est me — 0,002780 kgm; cette petite quantité d’eau sera
- vaporisée presque instantanément, dès l’ouverture de l’orifice
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- d’évacuation. La vaporisation aura lieu sous la pression p , et la chaleur de vaporisation s’élèvera à :
- meraa=i^9;
- c’est le refroidissement par l’échappement (Re)r, tel qu’on l’a considéré jusqu’à présent.
- L’équation plus haut devient, par cette substitution :
- (+ Qa)r + (+ Qî)r + (+ Qa^r = ((+ Q«) + (+ $*) + (+ Q«S)) _ VW
- Or, deux des trois termes du premier membre sont connus, car nous venons de trouver (-f- Qa)r= 4cal,6762, page 559: et à (+ Qa^r nous avons conservé la valeur de ^-f- Qa^r = 6ca ,89, donc :
- (+ Q*)r= ((+ QJ + (+ Qî) + (+ Qat)) - (+ qL)- (+ Q«,>— \ + \\ (+ Qi)r = (9 -h 11,25 + 6,89) — 4,6762 — 6,89— 19,6899 + 1,4879 (+ Qs),- = — 2cal,6282.
- Ainsi (-f- QJr devient négatif, ce qui revient à dire qu’au lieu de fournir de la chaleur à Ss par l’enveloppe il faut, au contraire, lui en soustraire.
- Les calculs qui précèdent conduisent donc à une contradiction formelle.
- La contradiction n’est qu’apparente et sera écartée après un examen plus attentif des phénomènes qui se passent dans le cylindre.
- Nous avons admis pour le refroidissement du cylindre pendant l’échappement
- (R«), = >VV
- C’est la valeur universellement admise jusqu’à ce jour ; mais elle est fausse, ou plutôt elle est incomplète, parce qu’on a oublié un refroidissement spécial du cylindre qui se présente dans les machines à enveloppe et surtout dans les machines à vapeur surchauffée.
- J’ai dit, page 558, que la surface SA devient sèche bien avant la lin de la course de piston, et qu’au moment où toute l’eau me° a disparu de cette surface, la température de SA est plus
- grande que t = 101°,8. Cette paroi reste-t-elle ou peut-elle
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- rester à t > 101°,80, alors que S, tombe à t ? J’ai clit formelle-
- 1lX 0 nx
- ment que SA sera ramené à t = 101°,80, en ajoutant que j’en fournirais la preuve plus loin. Cette surface SA subit un refroidissement particulier Rfl ; nous verrons à quoi est utilisée la chaleur cédée par SA. Si ce refroidissement a lieu réellement, il faut restituer au cylindre la chaleur cédée ou perdue.
- Mais quelle est la valeur de ce refroidissement spécial?
- Il est égal à (-f- puisqu’à la fin de chaque coup de piston, la température des parois internes du cylindre revient à t et
- nx
- que la quantité d’eau me^présente revient à sa valeur 0,002780 kg, qui résulte précisément de t et que, dans l’équation (VIIe), il est
- tenu compte, par a et b, de la somme algébrique des gains et pertes de chaleur :
- (fS)r = < + «;- 6; = 0C*',3S24, page SS8.
- s
- En faisant intervenir le refroidissement spécial de la surface de Vadmission SA pendant la .détente, la valeur de (-j- Qs)?, devient :
- (+ Qs),- ” ((+ Qc) + (+ Q*) + (+ Qa^j — (+ Q«),. — (+ Qas)r
- -*., + »S.. + (+Q.)r
- = (9 + 11,2g + 6,89) — 4,6162 — 6,89 — 19,6899 + 1,1879 + 4,6762 (+ Q»)r = + 2e*',0480.
- Ainsi, la contradiction signalée page précédente est levée, et c’est grâce à l’équation (m'e y que nous avons pu élucider des phénomènes qui ont passé inaperçus jnsqu’à présent, et introduire dans les équations un refroidissement spécial du cylindre avant l’échappement.
- Il est bien entendu que l’équation précédente ne s’applique que dans le cas où la surface de l’admission SA devient sèche avant la fin de la détente, et c’est ce que l’équation (me y nous a permis de démontrer par l’étude de la répartition de l’eau me sur toute la surface interne ST du cylindre.
- Il y aurait même à chercher si la surface S(5 de la détente ne se refroidit pas elle-même pendant la détente ; ce serait le cas où cette surface deviendrait sèche avant la fin de la course de piston. Je n’examinerai pas cette question qui me conduirait trop loin.
- La somme totale de chaleur qu’il a fallu faire pénétrer dans les
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- parois internes du cylindre pendant le premier coup de piston, pour arriver à l’état défini par les deux températures :
- t = 139°,89 et tn = 101°, 8
- x
- est de
- (+ QJ + (+ Qs) + (+ Q„s) = 9 +11,25 + 6,89 = 27“',140, page528
- et pour la marche de régime, sous les mêmes températures to et tn , cette somme est ramenée à :
- (+ Q«), + (+ Qs),. + (+ Q„s) = + 2,0480 + 6,89 = 13“', 6142.
- Ces 13“',6142 augmentent la chaleur disponible (MX" — ri'r") = (213,5903) qui interviendra dans le calcul de l’économie produite par l’enveloppe.
- On pourrait entreprendre quelques vérifications intéressantes au sujet de Qa)r et de Qs)r. Gomme des contrôles de ce genre se présenteront dans la théorie de la machine à vapeur surchauffée, je n’insisterai pas ici.
- § 55. — Calcul de l’économie produite par l’enveloppe.
- Dans le paragraphe 49, j’ai exposé les raisons qui m’ont décidé à ne pas reculer devant les longs calculs et les contrôles qu’exigent les pertes’ de vapeur et d’eau par le piston et les admissions tardives H par les tiroirs. J’ai maintenu ces quantités dans les équations plus haut, ainsi qu’un grand nombre d’autres valeurs expérimentales, afin d’arriver à une comparaison rationnelle pour la marche de la machine du Logelbach travaillant avec ou sans enveloppe.
- Pour établir l’économie de combustible ou de vapeur et d’eau due, à l’enveloppe, j’opérerai comme suit :
- Je chercherai, en premier lieu, le nombre de kilogrammètres de travail absolu ou indiqué rendus par une calorie de chaleur disponible dans la boîte de distribution, le cylindre n’étant pas entouré d’une chemise de vapeur.
- Puis je calculerai le nombre de kilogrammètres de travail absolu ou indiqué produit par une calorie'disponible dans la boîte de distribution et Venveloppe.
- La comparaison de ces deux résultats conduira facilement à l’économie due à la chemise de vapeur.
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- 1° Nombre de kilogrammètres de travail indiqué rendus par une calorie disponible dans la boîte de distribution ; cylindre sans enveloppe.
- Le nombre de calories disponibles par coup de piston dans les boîtes de distribution est de :
- (MX" — n"r") = (213cal,5903), page 376, et le nombre de kilogrammètres de travail indiqué :
- = 6468,88 kgm par coup de piston, page 376.
- Une calorie rend ainsi : •
- Si
- (MX" — n"r")
- 6468,88
- (213,5903)
- 30,2864 kgm.
- Passons à la machine fonctionnant à l’état de régime avec l’enveloppe.
- 2° Nombre de kilogrammètres de travail indiqué rendus par une calorie disponible dans la boîte de distribution et l’enveloppe.
- Dans le cas où l’enveloppe fonctionne en marche de régime, le nombre de calories disponibles par coup de piston est de :
- (MX" - n'r”) + (+ Qfl), + (+Q,)r + (+ Qat)r = (213,5903)+ 4,6762 + 2,0480 + 6,89 = (213,5903) + 13,6142 = 227,2045 calories, et ce nombre de calories rend un travail indiqué donné par :
- Si =Sabs -6C= (3819,14 + 6403,03)-1900,20
- =. 8321,97 kgm,
- voir pages 376 et 542.
- Une unité de chaleur produit dans ces conditions :
- _ 8321,97
- (MX" - »V) + (+ Qa)r + (+ Qs)r + (+ Qfts)r " 227^045 =. 36,6277 kgm
- au lieu de 30,2864 kgm quand il n’y a pas d’enveloppe. L’économie due à la chemise de vapeur s’élève donc à : 36,6277 — 30,°
- 30,2864
- 20%,94.
- Des économies de cette importance ont souvent été constatées par des expériences approximatives.
- Mais ce n’est pas toute l’économie que l’on peut obtenir avec une
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- (MX'
- enveloppe ; en effet, il est possible de récupérer une partie de la chaleur envoyée dans la chemise de vapeur ; il suffit de refouler dans la chaudière l’eau chaude qui provient des condensations de la vapeur, et que l’on peut recueillir au fond de l’enveloppe.
- J’estimerai cette économie supplémentaire comme suit :
- On peut admettre que, dans une enveloppe indépendante, la vapeur est à une température un peu inférieure à celle qui existe dans la boîte de distribution ou £" = 143°,2, dans notre cas particulier; mais, d’un autre, il est évident que la vapeur de l’enveloppe doit être à une température plus élevée que celle qui existe dans le cylindre, soit t" =139°,89. Nous pouvons donc supposer que l’eau
- n
- chaude, déposée au fond de l’enveloppe, est à tQ — 139°,89, sauf
- X
- refroidissement externe.
- On a vu que, pour entretenir la marche de régime du moteur correspondante à (to = 139°,89 et tn =101°,8j, il faut faire passer dans les parois internes du cylindre :
- (+ Qa)r + (+ Qs)r + (+Qa8)r = 13,6142cal par coup de piston.
- Ces 13,6142cal exigent la condensation d’un certain poids de vapeur sur lequel on peut retrouver :
- % \j.\ ino
- 13,6142cal —8 = 13,6142 = 2,9596cal.
- X 649,16/
- sans compter la chaleur qui correspond à l’eau qui se précipite par suite du refroidissement externe de l’enveloppe.
- Ces 2,9566cal viennent en déduction de la chaleur disponible (Ma" — n"r") =. (213,5903cal) dans les boites de distribution; eu. reprenant les calculs relatifs à l’économie de l’enveloppe, on trouve :
- t?*
- 8321,97
- 2,9596 + (+ Qa)r+ (+ Q,)r+ (+ Q^,. 224,2453 '
- : 37,1110 kgm
- rendus par calorie, et, dans ces conditions, l’économie produite par l’enveloppe s’élève à : , ,
- 37,1110 - 30,2864
- 30,2864 ~ .
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- § 56. — Cas particulier d’une enveloppe très énergique par laquelle
- LA SURFACE DE l’ADMISSION S ET CELLE DE LA DÉTENTE S, DEVIENNENT
- A O
- SÈCHES AVANT LA FIN DE LA DÉTENTE.
- Il arrive fréquemment, surtout dans les machines à enveloppe à deux cylindres, que la surface de l’admission Sv et celle de la détente Ss deviennent sèches bien avant la lin de la détente.
- En effet, en examinant certains essais, publiés en Alsace, j’ai vu que les auteurs qui ont entrepris ces essais ont trouvé de très faibles quantités d’eau présente dans le cylindre à la fin de la détente, et comme ces auteurs ont nié ou négligé les fuites par le piston, ils ont déterminé me par la relation :
- au lieu de :
- m(, = /M-f mv —F, — FA — mv .
- h \ p n
- Les chiffres avancés dans les comptes rendus de ces expériences sont donc trop grands de la somme des fuites (F( -}-F2), et, comme cette somme peut fort bien atteindre et dépasser me , il en résulte
- n
- que la vapeur peut être sèche avant la fin de la détente..
- S’il en est ainsi, tous les résultats publiés ne devront être admis qu’avec des réserves formelles, car, dans ce cas, les équations qui ont été employées jusqu’à ce jour ne pourront absolument rien nous apprendre sur ce qui se passe réellement dans les cylindres ou offrir un contrôle pour n’importe laquelle des valeurs expérimentales mises en œuvre dans les analyses de ces essais.
- L’analyse et le contrôle d’essais de ce genre présentent de très sérieuses difficultés.
- Je ne m’occuperai que sommairement de ces questions. Supposons que dans notre exemple particulier, plus haut, la somme de chaleur que nous avons fait passer dans les parois internes du cylindre ou :
- (+ Qa) + (+ Q») + (+ Q«,) = 27,140cal, page 562,
- augmente cl’un 1/4 ou d’un 1/5; la chaleur d’entretien de la marche de régime augmentera également, et il est évident, d’après tout ce qui précède, que non seulement la surface d’admission S4 sera sèche avant la fin de la course de piston, mais que S4, qui restait tapissé du peu d’eau, me —0,002780 kgm, deviendra égale-
- n
- ment sèche, bien avant la fin de la détente.
- Bull.
- 38
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- Mais, si les surfaces SA et Ss sont sèches avant la lin de la course de piston, la vapeur m ne pourra-t-elle pas être surchauffée
- sous l’action d’une enveloppe très énergique ?
- A cette question, je réponds catégoriquement non, quoiqu’on ait affirmé le contraire, et à moins de circonstances exceptionnelles, la vapeur ne sera jamais surchauffée à la fin de la course du piston, si ce n’est d’une quantité négligeable.
- Revenons à notre machine du Logelbach et supposons que, par une action plus énergique de l’enveloppe, la vapeur devienne sèche en yin et que la vapeur SA soit elle-même débarrassée d’eau avant l’ordonnée y du diagramme ou même à cette ordonnée.
- Que va devenir la vapeur qui se détend de y^ à yn^
- Si la vapeur est sèche en yn, sa température, qu’il est facile de trouver, est de tn =102°,062, et toutes les valeurs calorimétriques
- X
- en yn sont définies, telles que AUn , Rn , sauf A^0&s qui dépend
- xx x
- non seulement de tn , mais encore de t .
- X X
- Si la vapeur est sèche en yu et si elle est encore sècho en yn, elle subira une modification sous poids de vapeur constant, dans laquelle x — 1, et il sera facile de calculer la quantité de chaleur qu’il faut fournir à la vapeur pendant cette modification.
- C’est pourtant ici que les difficultés surgiront quand il s’agira de savoir d’où pourra provenir cette quantité de chaleur.
- Je ne veux pas entreprendre de nouveau de longs calculs; quelques résultats suffiront, je les produirai au moment voulu.
- Si la vapeur est sèche en y , il est facile de trouver sa densité, de laquelle on déduit la pression et la température, ainsi que toutes les valeurs relatives à y^; t =110°,843.
- X
- On a ainsi les quantités voulues pour calculer le travail rendu de yi7 à yn et la chaleur qu’il faut fournir à la vapeur dans cet intervalle.
- Comme il s’agit d’une transformation sous poids de vapeur constant dans laquelle œ = 1, nous pouvons employer les formules de la page 420, modifiées en vue de notre cas particulier, en les écrivant comme suit :
- Q,
- i / a + 4.
- \ rK+\ (^800,85 log.nép.^-p^
- - 0,712 (tn- lnJ + 0,000031 - «y
- 0,0000001
- c»
- r%)j
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-
-
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- -et:
- AS s =mv l Apn un —Ap u — 800,85 log. nép.______________t — etc...
- a+K
- ... - « - - - -17 17 , -,
- 1 i —}l n\ xx x x ^ q | £
- La première de ces équations donne :
- vn—c
- -et la seconde :
- Ab, — 3,8404cal.
- Donc, en négligeant le refroidissement externe du cylindre et la chaleur développée par le frottement du piston, il faut fournir à la vapeur 3,2105cal pendant la détente de y à yni alors que le travail rendu fait disparaître 3,8404cal, ce qui paraît être une contradiction. Il n’y a pourtant rien de contradictoire ici, car la différence entre ces deux quantités de chaleur sera fournie par la vapeur elle-même (*).
- Je reviens à la question essentielle qui domine toute cette discussion :
- Les parois peuvent-elles céder les Qm = 3,2105caI à la vapeur
- vn
- sèche qui se dé tend de y)7 à yw?
- Je poserai même la question d’une manière plus générale, en disant:
- Les parois peuvent-elles céder de la chaleur à la vapeur sèche, par elles-mêmes ou par l’action de l’enveloppe, au moins dans un temps très court ?
- Il est évident qu’il'y aura toujours une petite cession de chaleur, même dans le cas où la vapeur est sèche ; mais cette cession sera-t-elle suffisante à la transformation sous poids de vapeur constant? Sinon, il y aura des condensations et la vapeur arrivera à l’état humide à la fin de la course de piston. Ou encore, la ces-
- (*) C’est ce qui résulte des considérations suivantes : La chaleur interne de la vapeur en yl7 est AU17 — 192,3970cal; à la fin de la course de piston, la vapeur restant sèche,
- on trouve AU^ =191,7670cal. La chaleur interne de la vapeur sèche a donc diminué entre y17 et yn. Il doit en être ainsi, car le poids de vapeur reste constant et sa température baisse de q7 —110°,843 à tp =102°,062, c’est-àrdire que la vapeur a fourni de la •chaleur à sa propre transformation. Le calorique ainsi cédé s’élève à :
- AU17 — AU = 192,3970 —191,7670 = 0,6310cal.
- En ajoutant cette quantité à Qm =3,2105cal, on trouve 3,8405cal ; c’est, à un dix-
- °n—c
- millième de calorie près, la valeur de A'bj =3,8404cai.
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- sioii de chaleur sera-t-elle assez considérable pour surchauffer la vapeur?
- Je ne connais pas de coefficient expérimental pour répondre à ces questions, mais j’en déduirai un de mes anciens essais personnels, entrepris en 1864 et 1871, sur la machine du Logelbach.
- § 57.—Valeur expérimentale approchée mj coefficient d’absorption
- DE LA CHALEUR PAR LES PAROIS
- Je vais chercher le nombre de calories qu’un mètre carré de surface intérieure des tuyaux de surchauffe a communiqué, par seconde, à la vapeur sèche sortant de la chaudière de la machine du Logelbach. Ce sont mes anciens essais de 1864 et de 1871 qui ihe donneront cette valeur expérimentale.
- Je ne connais pas d’essai de machine à vapeur à enveloppe complet et contrôlé qui puisse donner une base de discussion sûre ; c’est pourquoi je veux en établir.une qui pourra servir à répondre, en connaissance de cause, aux questions posées dans le paragraphe précédent.
- Je regarde l’étude que je vais entreprendre comme très importante, et je regrette vivement de ne pouvoir donner, pour le moment, des faits d’expériences mieux appropriés à la recherche de ce que j’ai appelé plus haut coefficient d'absorption de la chateur des paroùsous l'action d'une enveloppe. Je crois que ce coefficient est variable, selon que les parois sont sèches ou recouvertes d'eau. A ce sujet, les discussions qui vont suivre seront très utiles et, ainsi qu’on le verra, le problème de la séparation des trois quantités (+ Qfl)r, (+ Qs)r et (-j- Q^, que j’ai posé, page 527, et qui semble
- conduire à des difficultés inextricables, pourra être résolu comme je le dirai plus loin.
- Pour déterminer la valeur expérimentale du coefficient d’absorption de la chaleur, j’ai d’abord calculé la surface intérieure de l’ensemble des tuyaux surchauffeurs de la machine du Logelbach (*). Cette surface intérieure est de 22,67 m2 environ. Le volume intérieur de l’ensemble de ces tuyaux — 0,876 m3.
- Avec la densité de la vapeur à l’entrée et à la sortie de la surchauffe, j’ai calculé le poids de vapeur surchauffée (par conséquent sèche) contenue dans ces tuyaux. En divisant ce poids par la consommation de vapeur, par coup de piston, j’ai obtenu le nombre de cylindrées que peut fournir la vapeur renfermée dans-
- (*) Voir Bulletin de la Société Industrielle de Mulhouse, avril et mai 1867.
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- les tuyaux surchauffeurs. Comme la machine faisait 27 à 30 tours par minute, une course cle piston correspondait à une seconde environ. Le nombre de cylindrées dont je viens de parler est aussi égal au nombre de secondes que la vapeur restait exposée à l’action des tuyaux.
- D’un autre côté, il est facile de trouver la chaleur qui a passé dans la vapeur, pour la surchauffer; la surchauffe ayant lieu sous pression constante, page 458, nous aurons, pour la chaleur qu’il faut communiquer à la vapeur saturée et sèche et à la température t, à la sortie de la chaudière, pour la porter à t'g à la sortie de la surchauffe,
- (<;-*)•
- De toutes ces valeurs, j’ai conclu qu’un mètre carré de surface interne des tuyaux de la surchauffe n’a pas communiqué à la vapeur plus de O®11,4, par seconde, dans l’essai du 30 septembre 1874, et pas plus de 0cal,6, par seconde, dans mes anciens essais de 4864.
- Encore convient-il d’ajouter que, dans ces derniers essais, la température de la fumée et des gaz chauds qui entourent les tuyaux était de 589°, 1 à l’entrée de la chambre de surchauffe, et de 350°,7 à la sortie, soit une moyenne de
- 589°, 1 -f-350°, 37 2
- 469°,74
- et comme la température moyenne de la vapeur surchauffée était de 222°,75 = //', dans les boîtes de distribution, il y avait un écart de plus de 240° entre la surface extérieure des tuyaux surchauffeurs et la vapeur qui y circulait.
- Or, entre la température de la vapeur dans l’enveloppe de notre exemple particulier plus haut, pages 536 et suivantes, qui est tout au plus à t" = 143°2, et celle qui existe dans le cylindre, ou t — 139°,89, il y a une différence infiniment moindre (environ 4° au lieu de 240°), de sorte que le maximum de 0cal,6, par seconde et par mètre carré, que les gaz chauds de la chambre de surchauffe font passer dans la vapeur sèche qui traverse les tuyaux, est peut-être ramenée au 1/20° ou au 4/50®, c’est-à-dire à 0cal,03 ou à 0cal,012, et même à une fraction plus petite encore, pour la chaleur que l’enveloppe peut faire passer dans la vapeur ou les parois du cylindre, quand cette vapeur est sèche; en d’autres mots, cette quantité de chaleur transmise est tout à fait négligeable.
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- Et, de fait, il n’en peut pas être autrement.
- Il suffit de considérer le refroidissement externe du cylindre ; il est de a = lcal,85 par coup de piston et par seconde. Ce refroidissement se rapporte, non pas à la surface intérieure (S -f-Sa-J- Ss) = ST = 4,6236 m2, mais à la surface extérieure qui est bien plus grande, pour les raisons suivantes : Il y a, en premier lieu, les rebords du cylindre, le presse-étoupe de son plateau et quatre boîtes de distribution ; cette somme de surface est encore augmentée de toutes les têtes de boulons et de leurs écrous ; de plus, le cylindre est boulonné sur une grande plaque de fondation qui aide à la dispersion de la chaleur sur une grande étendue et à l’absorption du calorique par les fondations ; enfin, il ne faut pas oublier que la différence de température entre le cylindre et l’air extérieur est bien plus grande que celle qui existe entre la vapeur de l’enveloppe et celle du cylindre; ce n’est donc pas une surface de 4,6236 m2 qui provoque la perte de a = lcal,85, mais une surface trois ou quatre fois plus grande ; en ne comptant que sur 12 m2, on voit qu’un mètre carré ne perdrait que O^ISO par seconde, tout en ne faisant pas intervenir une différence de température plus grande entre le cylindre et l’air extérieur.
- En considérant la chaleur que peut faire passer l’enveloppe dans la vapeur sèche du cylindre, comme un refroidissement à f intérieur, on comprend pourquoi ce refroidissement est très faible et même négligeable.
- Mais il y a une raison péremptoire en faveur du peu de chaleur que l’enveloppe peut faire passer dans la vapeur sèche du cylindre.
- En effet, une chemise de vapeur, au lieu de produire une économie de houille ou de vapeur, donnerait lieu à une perte de chaleur considérable par le condenseur, si l’enveloppe pouvait faire passer du calorique dans la vapeur d’échappement très- peu dense et à peu près sèche, après la vaporisation de l’eau me qui
- tapisse le cylindre à la fin de la course de piston.
- Quand, au contraire, les parois internes sont humides, l’enveloppe fera pénétrer, dans le cylindre et la vapeur qu’il renferme, des quantités de chaleur plus importantes, par suite d’un appel plus énergique de la vaporisation de l’eau qui recouvre les parois.
- Mais alors, demandera-t-on, d’où peuvent venir les Q
- mvn=c
- — 3cal,2105, page 567, qu’il faut absolument fournir pendant la détente de yi7 à yn?
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- § 58. — Mode de transmission de la chaleur des parois vers la
- FIN DE LA DÉTENTE, DANS LE CAS OU LA VAPEUR EST PARFAITEMENT
- SÈCHE.
- Nous venons de voir, par les données expérimentales discutées dans le paragraphe précédent, que l’on peut compter, tout au plus, sur 0cal,03 qu’un mètre carré de paroi interne peut faire passer, en une seconde, dans la vapeur sèche renfermée dans le cylindre.
- Revenons maintenant à la détente sous poids de vapeur constant, avec x = i, entre les ordonnées y„ et yn, page 566.
- Pendant la fraction de course yi7 — yn, presque toute la surface ST = 4,6236 m2 peut intervenir pour communiquer de la chaleur à la vapeur sèche du cylindre, mais toute la chaleur qu’elle pourra fournir ne s’élèvera qu’à :
- 4,6236 m2 X 0cal,03 = 0cal,1387 environ par seconde.
- Or, il ne faut pas une seconde au piston pour parcourir l’espace yl7 — yn; ce chemin n’exige qu’un tiers de seconde, ainsi qu’il est facile de s’en assurer par un calcul très simple, de sorte que la
- chaleur cédée ne s’élève qu’à = 0cal,0462 environ, au lieu
- ü
- de Qm _c = 3cal,2105 qu’il faut fournir, page 567 ; la quantité
- vn
- 0cal,0462 est donc négligeable.
- Mais alors la vapeur subira une modification sans addition ni soustraction de chaleur, c’est-à-dire une transformation adiabatique; comme, sous une pareille modification, il se précipite de l’eau, nous arriverons, à la fin de la détente, avec de la vapeur humide, ce qui est contraire à l’hypothèse faite plus haut; une modification ou détente adiabatique n’est donc pas admissible.
- Mais voici ce qui se passera :
- A chaque détente élémentaire adiabatique, il se précipitera une petite quantité d’eau dans la masse de vapeur, et toutes les petites gouttelettes d’eau qui arriveront en contact avec la surface ST seront instantanément vaporisées. A une nouvelle détente élémentaire adiabatique correspondra une nouvelle condensation de la vapeur, suivie tout aussitôt d’une nouvelle vaporisation. De yl7 à yu il y aura une succession de détentes élémentaires adiabatiques, accompagnées de condensations et de vaporisations immédiates,
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- et l’effet produit sera le même que celui qui résulte d’une modification ou d’une détente sous poids de vapeur constant sous x={.
- De la discussion qui précède, il résulte que la chaleur communiquée par l’enveloppe à la vapeur du cylindre est très faible, quand les parois internes sont sèches. Si, au contraire, les parois sont recouvertes d’eau, l’enveloppe fait pénétrer une somme de chaleur bien plus grande dans le mélange de vapeur et d’eau renfermé dans le cylindre.
- Cette discussion rend compte encore du refroidissement très notable que subit la surface SA pendant la détente, à partir du moment où cette surface est sèche. Si ces parois, à partir du moment où toute l’eau qui les tapissait a disparu, restaient à la température t = 110°,843 de notre exemple plus haut,, et ne cédaient
- pas de chaleur à la vapeur qui se détend, celle-ci tomberait au-dessous de t = 101°,8. Cette chaleur cédée par S. doit être res-
- tituée au coup de piston suivant, , et c’est pour cette raison qu’elle doit figurer dans le refroidissement que le cylindre a éprouvé, non pas pendant l’échappement, mais pendant la détente.
- Ainsi que je l’ai déjà dit, page 561, la surface Ss peut aussi donner lieu à un refroidissement spécial.
- § 59.—Détermination des trois quantités de chaleur.
- (+ Qa)r> (+ Qs)r ET (+ ®a^r'
- Dans le paragraphe 47, j’ai dit quelques mots de la détermination expérimentale des trois quantités de chaleur qu’une enveloppe envoie dans les parois internes du cylindre pendant une course de piston, et qui sont représentées par des poids d’eau équivalente condensée dans l’enveloppe. ,
- Je ne crois pas qu’il soit possible de déterminer, par des expériences directes, ces trois quantités de chaleur.
- Dans une machine à deux cylindres de Woolf, et dans laquelle la vapeur travaille sans détente dans le petit cylindre, le problème de la séparation de ces trois quantités est un peu simplifié ; mais il ne faudra pas moins séparer, dans l’enveloppe du petit, cylindre (-{- Qo)r de Qa et c’est dans cette séparation
- que réside la difficulté.
- Les difficultés sont bien autrement grandes quand il s’agit d’une machine à détente a cylindre unique, car alors les trois quantités
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- (+ Qa)r, (-j- Qs), et (H~ QaJr sont mêlées, et je doute qu’on parvienne jamais à les séparer par voie expérimentale.
- Il ne faut même pas oublier qu’à ces trois quantités inconnues vient se joindre une quatrième qui provient du refroidissement externe de l’enveloppe. Cette dernière quantité est facile à éliminer. Voici comment j’ai opéré, il y a plus de vingt-cinq ans, sur l’une des machines de Woolf de l’établissement de MM. N. Schlum-berger et Cie, à Guebwiller (Alsace). Le soir, après l’arrêt de la machine, j’aî condamné le robinet d’admission et j’ai introduit la vapeur dans les enveloppes du petit et du grand cylindre et, à partir de 8 heures du soir jusqu’à 4 heures du matin, j’ai recueilli l’eau qui s’est condensée dans les enveloppes; avec les températures de la vapeur à l’entrée et à la sortie des enveloppes, il est facile de calculer la chaleur perdue par refroidissement externe et le poids de vapeur condensée correspondant (*); en retranchant l’eau provenant des condensations relatives au refroidissement externe de l’enveloppe de celle que l’on recueille pendant le travail de la journée, on trouvera la somme totale de l’eau qui correspond à f(+ Qo)r + (+ Qs)r + /+ Q \ }
- La séparation expérimentale de ces trois quantités n’étant pas possible, on pourra opérer de la manière suivante :
- Un essai étant complet et bien contrôlé, l’équation(m'e Jg, page 545, donnera d’abord Qa
- bien vérifiée, on passera à la détermination de (-f- 'Qa)r, par l’équation de la page 559, qui pourra être vérifiée à son tour; enfin, l’équation de la page 561 donnera la troisième inconnue (+ Qj)r; ces trois quantités devront satisfaire à l’équation (HI)e, dont j’ai parlé à plusieurs reprises, ainsi qu’à d’autres équations qu’il est facile d’établir.
- Mais il est indispensable de savoir si les parois du cylindre ou SA et Ss sont sèches, car, je l’ai déjà dit, l’état d’humidité ou
- lr. Qûand cette première inconnue sera
- (*) C’est précisément de ces anciennes observations que j’ai déduit, par comparaison, le refroidissement a — loal,85 par coup de piston de la machine du Loge<bach. On trouve effectivement le terme SN = a + a, — b — bt = 1,84 + 1 — 0,5 — 0,5 = lcal,85, dans mon Mémoire publié dans les Bulletins de la Société Industrielle de Lille, mars 1874, pages 139 et autres. Hirn a cherché, plus tard, le refroidissement a du cylindre de la machine du Logelbach, et a donné a = 2cal,50, je crois; mais il a oublié de dire si a comprend a,, ou le refroidissement du gros tuyau d’échappement et de la pompe à air et les deux gains de chaleur b et 6t. Quoi qu’il en soit, ce n’est pas une raison, pour moi, de modifier une ancienne valeur expérimentale qui a été tant de fois contrôlée dans mon Mémoire d’aujourd’hui. Je maintiens donc non seulement a = lcal,85, mais encore tous les termes qui entrent dans SN.
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- de sieeité de ces surfaces a une grande influence sur (-j- Qa)n (-}- Qs)r et Qffl C’est l'équation qui fournira de pré-
- cieux renseignements à ce sujet.
- § 60. — Étude des effets produits par l’enveloppe .dans le cas
- ou le travail indiqué de la machine est maintenu rigoureusement ÉGAL A CELUI QU’ELLE A RENDU SANS LA CHEMISE DE VAPEUR.
- Dans les recherches qui précèdent, j’ai supposé que la chaleur disponible, par coup de piston, dans la boite de distribution, est rigoureusement la même quand le cylindre est muni d’une chemise de vapeur ou non; un certain nombre d’autres données, telles que les fuites par le piston, les admissions tardives par le tiroir, contre-pressions du côté de l’échappement, etc., ont été maintenues également, avec un grand nombre d’autres valeurs de mon essai du 25 août 1870.
- Dans ces conditions, l’action de l’enveloppe a eu pour effet d’augmenter les pressions pendant l’admission et la détente et, par suite, les travaux absolus et indiqués rendus.
- Au point de vue industriel, ce n’est pas un travail indiqué plus considérable que l’on cherche à atteindre par une enveloppe, mais plutôt une moindre dépense de combustible ou de vapeur pour un travail indiqué donné.
- Le problème à résoudre n’est donc pas celui que j’ai développé, mais il doit être posé comme suit :
- Étant donnée une machine sans enveloppe qui exige une dépense de vapeur et d’eau Mou une chaleur disponible (MX"—ri'r") dans la boîte de distribution, pour produire un travail indiqué <Sit de combien peut-on diminuer la consommation de vapeur et d’eau M pour obtenir le même travail en appliquant au cylindre une enveloppe, capable de faire entrer dans les parois internes, les quantités de chaleur voulues pour le maintien de ce travail?
- Bien entendu, un certain nombre de valeurs particulières, telles que Ft, F2, H, p , pc^ etc., devront rester rigoureusement constantes, afin d’obtenir des résultats qui puissent être comparés entre eux.
- Le problème, tel que je viens de le poser, n’offre pas plus de difficultés que celui que j’ai résolu dans les pages précédentes, et les mêmes équations (IIe), (VIIe), (VI), etc., pourront conduire à la solution.
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- Il me paraît évident que ce problème admet plusieurs solutions.
- J’aurais voulu pouvoir consacrer plus de temps à cette question et chercher si le travail indiqué peut être maintenu, non pas seulement constant, mais encore identique à celui de la machine sans enveloppe. En d’autres mots, en diminuant la consommation de vapeur et d’eau M dans une proportion inconnue, est-il possible de retrouver identiquement la suite des pressions p
- = 31 230 kg, p7 = 26 250, p8 = 22 093, ........, p20 = 8 706 et
- p21 = 8520 kg par mètre carré, comme dans le cas où la machine fonctionne sans enveloppe ? Je ne le crois pas. Il me paraît certain que la nouvelle courbe de détente, avec la chemise de vapeur, doit être plus tendue, c’esl-à-dire que le travail par détente Us
- doit être plus grand que celui qui a été constaté pour la machine sans enveloppe ou ; il faudra donc diminuer la fraction de course pendant laquelle la vapeur pourra être admise dans le cylindre. C’est donc le degré de détente qu’il, faudra modifier; mais alors les condensations contre les parois internes de l’admission seront modifiées aussi.
- Une solution précise ne sera d’ailleurs possible que par la détermination exacte du coefficient d’absorption des parois internes du cylindre. Sans doute, on est maître de faire varier la quantité de chaleur que l’on peut faire pénétrer dans ces parois, en employant de la vapeur plus ou moins chaude pour alimenter l’enveloppe, mais ce ne sera plus une'solution industrielle de la question posée.
- § 61.—Enveloppes a circulation. — Disposition des enveloppes;
- DÉFAUTS A ÉVITER.
- Dans ce qui précède, j’ai étudié l’effet produit par une enveloppe indépendante qui reçoit la vapeur par un tuyau spécial partant de la chaudière.
- Il existe beaucoup de machines dans lesquelles toute la masse de vapeur et d’eau passe à travers de l’enveloppe avant son entrée dans le cylindre; on a ainsi une enveloppe à circulation. La différence entre une pareille chemise de vapeur et une enveloppe indépendante consiste, au point de vue de l’alimentation du cylindre, en ce que la vapeur contiendra, dans la boîte de distribution, une plus grande quantité d’eau ; cet excédent d’eau pro-
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- vient de celle qui se condense dans l’enveloppe elle-même dont une partie peut fort bien se déposer au fond de l’enveloppe.
- La discussion des effets produits par une chemise de vapeur à circulation est la même que celle que j’ai développée dans les pages précédentes.
- Il suffira de constater la proportion de vapeur condensée depuis la chaudière jusqu’à l’entrée de l’enveloppe, de relever également cette proportion d’eau dans la boîte de distribution, et de porter une sérieuse attention à ce qui se passe dans l’enveloppe elle-même, afin d’arriver à une valeur très exacte du nombre de calories qui passent dans les différentes parties de la surface interne du cylindre.
- Je ne reviendrai pas à l’action des chemises de vapeur, mais j’examinerai quelques détails pratiques de leurs dispositions.
- On discute, depuis longtemps, la question des enveloppes, et on est loin d’être d’accord sur leur efficacité, au point de vue de l’économie de combustible ou de vapeur et d’eau qu’elles peuvent produire. Le véritable mode d’action de la chaleur envoyée dans les parois internes n’a même pas fait l’objet de recherches spéciales, et à ma connaissance, il n’a jamais été entrepris d’essais sérieux et complets qui puissent offrir des résultats d’expérience utiles. Sans nier l’économie produite par les enveloppes, on est loin d’être d’accord sur le chiffre de l’économie réalisée; on cite aussi bien 12 à 15 0/0 que 25 à 30 0/0.
- Il est certain que l’économie varie avec le degré de la détente et d'autres valeurs qui déterminent les conditions de fonctionnement d’un moteur, et j’admets qu’il n’est pas possible de fixer invariablement l’économie due aux chemises de vapeur; puis, dans certaines machines les enveloppes sont mal disposées.
- C’est ainsi que j’ai vu construire des machines dont les chemises de vapeur ne laissent qu’un espace libre de 10 à 12 mm entre la surface externe du cylindre et la surface intérieure de l’enveloppe. Cet espace est beaucoup trop faible, à mon avis, car la vapeur ne se renouvelle pas assez rapidement, ce qui peut diminuer la quantité de chaleur que l’on se propose de faire pénétrer dans le cylindre.
- Dans les enveloppes à circulation, comme dans celles qui sont indépendantes, il convient de disposer l’orifice d’entrée de telle sorte que le courant de vapeur soit bien mis en contact avec toute la surface extérieure du cylindre.
- Enfin, et surtout, il faut étendre l’action des enveloppes sur
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- les deux couvercles du cylindre, il y aura toujours des surfaces de condensation importantes dans les surfaces internes que l’enveloppe ne pourra pas atteindre, ce sont les plateaux du piston et la tige. Dans les machines à quatre distributeurs, toutes les surfaces internes des boîtes d’échappement donnent lieu à d’abondantes condensations que l’enveloppe ne peur diminuer.
- Il se peut que, par suite de dispositions mal étudiées, une enveloppe soit moins avantageuse qu’une autre.
- Disons encore que la compression de la vapeur d’échappement peut produire l’effet d’une chemise de vapeur sur les plateaux du piston et de sa tige et même sur les surfaces internes des boîtes d’échappement des moteurs à quatre distributeurs.
- L’emploi de la vapeur surchauffée produit le meme effet sur des surfaces qu’une enveloppe ne pourra jamais atteindre.
- CHAPITRE YI
- Théorie de la machine à vapeur surchauffée.
- § 62. — Préliminaires.
- D’après la théorie de l’enveloppe que je viens d’exposer, on peut énoncer comme suit le principe sur lequel repose - la théorie de la machine à vapeur surchauffée :
- « Une machine à vapeur surchauffée revient à un moteur à vapeur saturée et sèche dans la boîte de distribution et munie d’une enveloppe partielle qui n’étend son action, pendant l’arrivée de la vapeur, que sur la surface du cylindre qui correspond à l’admission ou sur (Sp -j- Sft -f- sdy Cette enveloppe partielle et à action intermittente devant fournir aux parois internes du cylindre une quantité de chaleur égale à celle que cède la vapeur surchauffée en tombant au point de saturation, à U. »
- C’est le principe déjà énoncé à la page 381.
- Pour établir une comparaison rationnelle entre les machines avec ou sans enveloppe et la machine à vapeur surchauffée, il est évident qu’il faut maintenir rigoureusement constantes un certain nombre de données dont il est question pages 530 et 531. Toutefois, en raison même de la surchauffe, d’autres valeurs de
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- l’essai à vapeur saturée du 25 août 1870, plus haut, seront modifiées.
- Je ne veux pas développer ici de nouveau et d’une manière complète un exemple numérique, ce qui me conduirait trop loin; mais je veux indiquer la marche à suivre et appeler l’attention des Ingénieurs sur les difficultés qui se présentent dans la théorie de la machine à vapeur surchauffée.
- 63.—Modification indispensable de quelques valeurs
- EXPÉRIMENTALES.
- On ne pourra plus maintenir la consommation de vapeur par coup de piston ou M = 0,3576 kg, mais la chaleur disponible dans les boîtes de distribution devra être conservée, soit :
- (MX" — n"r") = (213cal,5903), page 376,
- et l’on passera à la vapeur saturée et sèche dans ces mêmes boîtes, ce qui modifiera la dépense M de vapeur par coup de piston.
- Appelons Ms la nouvelle consommation en vapeur saturée et sèche équivalente à M = 0,3576 kgm de vapeur humide à 1 —x n"
- — —- = '10 459 d’eau, page 375 ; nous aurons ainsi :
- (MX" -(MX" — n"r") X"
- n"r") = MSX" (213,5903)
- 650,176
- = 0,328512 kg.
- C’est une constante pour n’importe quelle température de surchauffe à laquelle on voudra pousser Ms.
- Pour ce degré de surchauffe, on peut admettre un nombre quelconque, depuis t” — 143°,2 jusqu’à 180°, 200°, 225° et même plus. La machine du Logelbach fonctionnait souvent avec de la vapeur à 220° ou 250° dans les boîtes de distribution, et à environ 280° à la sortie de l’appareil surchauffeur.
- Pour simplifier, j’adopterai un degré de surchauffe tel que la vapeur à la fin de la détente soit parfaitement sèche, ce qui facilitera les vérifications dont je parlerai plus loin.
- Si la vapeur est sèche à la fin de la détente ou si a? = 1, la
- ns
- densité yn de cette vapeur est donnée par :
- (Ms + — F, — F,) = Ynsvn
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- ou
- Y»
- (M« + m% Fl Fa) 0,2919
- 291991
- 0,4945
- = 0,590477 kg.
- La formule de M. Zeuner conduit à la pression correspondante à cette densité, soit _p,atm = 0atm,972581 et pn =10 050,65 kg par
- mètre carré ; je réunis ci-dessous toutes les valeurs qui définissent l’état (pn , xn = 1^ de la vapeur à la fin de la détente :
- pn -- 10050,65 kg par mètre carré; in — 99°,225; qn = 99cal,715; f» = 496“',913; kpuu% = 40cal,13S6; T‘ = .0,890477 kg; m =0;
- *». = ‘ ; AU,, = (M,V«, - F, - FX + m„ p„ = 174^,2100.
- Le travail absolu pendant la détente et les deux termes ¥{qcm + xoJcri) et + %?c.y ainsi due R, étarLt réservés. Cherchons la chaleur de surchauffe Qfl j = M.scp(tl — t"}.
- (-p Qa^ doit porter les parois de l’admission (Sp -f- Sa -j- sd) de la température moyenne ^ = 71°,740, page 537, à t = 99°,225;
- on est ainsi sûr qu’il ne peut pas rester d’eau sur cette surface, puisque t = 99°,225 a été calculé en vue de la parfaite siccité de
- la vapeur, de sorte que :
- (+ Qas) = (S, + s0 -f- sd)K^tns - y = 2,0607 m2 x 0,25(99°,225 - 71°,740) (+ Qa ) = 0,515175 X 27,485 = 14cal,1596.
- Connaissant = 14cal,1596, on trouvera le degré de la
- surchauffe dans les boîtes de distribution, en maintenant constante la pression p", par :
- (+Q\) , 14,1596
- t, =
- m,cp
- + t"
- 0,328512 X 0,4805 f = 89°,703 + 143°,2 = 232°,903.
- f 143°, 2
- Dans ces conditions, la chaleur de vaporisation et de surchauffe devient :
- A" = J0 + 4Apa = X" + cp(t”s — t") = 650cal,176 + 0,4805 X 89°,703 A" — 650cal,176 -f 43cal,1023 = 693e31,2783.
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- Gomme la quantité Qa j entre clans l’expression de Re, nous
- allons déterminer le refroidissement par l’échappement; il est donné par :
- \ = Re-(+ Qas) + (S, + - fB) (*), voir page 524,
- = 31cal,7171 — (+ 14cal,1596) + 2cal,9259 R = 20cal,4834.
- La marche du moteur est donc la suivante :
- Il entre dans le cylindre, par coup de piston, un poids de vapeur Ms = 0,328512 kg, saturée et sèche, et les parois ( Sp —|— Sa —[- de l’admission reçoivent pendant l’arrivée de la vapeur, par une enveloppe partielle, une quantité de chaleur :
- m.cp« “ H = (+ Q«s) = 14cal,1596.
- Mais si la vapeur est saturée et sèche dans les boîtes de distribution, le terme -f- ^ H?’" du second membre de l’équation (IIe)
- devient nul, et les rentrées tardives H = 0,023089 kg, dans le cas de la vapeur surchauffée, sont équivalentes à H,, donné par :
- I-IsA;' = — HX" + Ç Hr” = — 15cal,0119 -f lcal,2l22 = — 13<aü,7907, page 383,
- H* = fi^3 = °’019892 ^
- § 64. — Conditions de fonctionnement de la machine avec de la
- VAPEUR SURCHAUFFÉE, DANS LE CAS OU LA VAPEUR DEVIENT PARFAITEMENT SÈCHE A LA FIN DE LA DÉTENTE.
- La machine à surchauffe étant ainsi ramenée à un moteur à vapeur saturée et à enveloppe, il s’agit de trouver la température i0 qui satisfait aux équations (IIe) et (VIIe) ou plutôt à (IIs) et à (VIIg), et qui satisfait surtout aux valeurs correspondantes à t de l’équation (VIIg) et aux vérifications que peuvent exiger ces équations.
- En opérant comme pour la machine à enveloppe, page 535, j’ai trouvé et adopté to = 141°,54 et les autres quantités déterminées par to :
- s
- (*) Sp et Sa n’entrent pas dans le dernier terme de cette équation, car Qfl ^ a déjà porté ces surfaces à tn . -
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- t0 = 141°,54; p0 = 38 590,88 kgmpar mètre carré; qo = 142°,791 ;
- P0 = 463cal,442; Apsu = 43cal.436; ïo = 2,089427 kg ;
- S ' s
- +, = v0-fo = 0,273088 kgm ; me = (Ms+ mv — F, — Hs\-mv = 0,017521 kgm ;
- os O \ P J O
- 0.273088 = 0 939709. AU^ = 173o>46g0 ;
- F— H,) 0,290009
- nm ~ 138”,648; qm = 139,829"“; p„, = 46S,732"“\;
- \ * X X )
- — mvp (7c+ pc — = — 0,3770cal ; Hsq0 = — 2,8404cal ;
- ~F, (%~?*) = ~<>,0559cal; + F^osPm= + 8,2523cal; — Hsr'= — 13,7907cal ; m'v = v'0y0 = 0,261596 kg ; mv=vp(o= 0,011492 kg;
- m = — mv = 0,012229 kg — 0,000845 kg = 0,011384 kg ;
- Xo P
- % (m‘+roQ(^~S)+m+~V‘,_U,9638 +8,3289- 0,4438
- "~q0~ r—qo ~ 650,176-142,791
- 8 ' S
- (> iFi = (> 0,3848) ;
- Q
- AG» = C\-(“•+ +’%)+“»,- (>iF-æ»A!,»A)
- = 9,4838cal; <o = 4021,1313 kgm.
- °s
- Je déterminerai les corrections relatives an relèvement de température des parois plus loin.
- En introduisant ces valeurs dans l’équation (IIS), avec les notations spéciales à la surchauffe, on trouve :
- [AU*.-"*,(«*,+p',-?».)-^.-'F< («•.-?-.)+F<v-J ) ,TI.
- + |'SQ-(-+Q^+?S]-('+Qas)=pU"-»'V')-H,xg+6„-AS0s *' -
- [173,4690—0,3770—2,8404—0,0559+8,2523]
- + [36,1769 —14,1598 + ©S] — 14,1596 = [213,5903 —13,7907] + 0,128— 9,4838 (I66,3057cal+cpS) = 190,4438cal.
- On a vu, page 539, que la somme des corrections ©S comprend six termes :
- 1° +(Sp+So+Si)K1(<0-^ = + 3,7989“>.
- Bull.
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- 582 —
- Le deuxième et le troisième terme s’annulent dans le cas où xn=\t c’est-à-dire quand la vapeur est complètement sèche à la
- S
- fin de la détente, car alors t = t' et f =t'
- 7 11 c c c
- se x e
- Les trois derniers termes 4- a. a et b' conservent les valeurs
- * û“ O O
- S
- données page 558 ; de sorte que la somme algébrique de toutes ces corrections devient :
- + 3,7989 — 0 — 0-f- 0,0542 + 0,3232— 0,025 = -f 4,1513cal.
- En ajoutant cette quantité au premier membre de (IIS), on trouve :
- 186,3057cal + 4,1513cal = 190,4570cal,
- au lieu de 190,4438cal, qui est la valeur numérique du second membre de l’équation (IIs) ; l’erreur est complètement négligeable.
- Mais la température to = 141°,54 et les autres valeurs qui en
- S
- dépendent s’accordent-elles avec iM = 99°,225 qui entre dans l’é-
- quation ( VIIS) et notamment avec le travail absolu total ASabs,. qui est fonction de A.<&0 ? C’est ce que la discussion de (IIs) et de (VIIs) nous apprendra.
- Je vais donc déterminer A^abs ; c’est le seul terme encore in-
- S
- connu qui entre dans l’équation (VIIs).
- En suivant la marche exposée page 541, j’ai trouvé :
- log p0 — log pn
- 1,011074.
- ,s log Vn — log v0 1 — çcs= — 0,011074 ;%s = 6 255,9632 kgm ; A<&s = 14,7546cal ;
- s s
- A$abs A£0 -)- A<&s = 9,4838cal+ 14,7546cal = 24.2384cal ;
- ^abs= 10277,08%».
- S
- Tous les termes de (II.) étant maintenant connus, nous aurons, en posant, pour le cas de la surchauffe, Qfl^ = 0 et (-j- Qs) = 0 :
- (Mr-»V)+™„y(?e + PCj)+(+Q^ j
- =[(MS+ »,- F,- F,) ï,+»,/» + (VII.)
- + A(Sabs-j-a — è-{-Re \
- (213,5903) -f 0,4976 +14,1596 = [174,2100 -f 3,0379 + 2,6692] -j- 24,2384 -j-1,85 — 0,5 -f- 20,4834,
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- soit :
- 228,2i75cal = 225,~9889ca*.
- L’équation (VIIs) est donc vérifiée à 228,2475 — 225,9889 = 2,2586cal près. D’où provient la grande différence entre les deux membres de l’équation (VIIS)? C’est la seconde fois que, dans le cours de ce mémoire, nous trouvons une erreur de cette importance.
- Il n’y a pas plus d’erreur ici que dans les nombreuses vérifications qui précèdent. L’erreur n’est qu’apparente; elle provient des deux termes F^ (qc -\-xc pc \ et F /gc -f- xc pc \ ou des chaleurs
- internes que les fuites par le piston emportent au condenseur.
- Dans les calculs ci-dessus, j’ai admis pour ces chaleurs internes les valeurs 3,0379cal et 2,6692cal trouvées pour l’essai à vapeur saturée, sans enveloppe, du 25 août 1870.
- Pour le cas particulier de la surchauffe, ces chiffres sont modifiés. En effet, les fuites F n’entrent plus dans le piston à l’état (Po ’ K 7 æoV ma^s a une Pressi°n plus élevée et surtout à une
- proportion de vapeur sèche xo=0,937909, bien plus grande quexo dans le cas de Fessai du 25 août 1870. Il en est de même pour les fuites Fa, de sorte que les chaleurs internes F( /qc Jrxc pc \ et
- F2(qcJrxcpc \ sont modifiées.
- \ !x V- V-/
- J’ai fait les longs calculs et corrections relatives à cette modification et ai trouvé que l’équation (VIIS) est vérifiée à qûelques centièmes de calorie près. Dans ces calculs, il ne faut pas oublier que le piston, ses segments et cannelures doivent être portés de to—134°,1(36 à t0 = 141°,54 ; la chaleur ainsi dépensée est prise
- S
- sur celle que cèdent les fuites en traversant le piston; d’autres corrections sont encore nécessaires, je n’insisterai pas autrement sur ces calculs très laborieux et je passerai à la marche de régime de la machine alimentée avec de la vapeur surchauffée.
- §65. — Marche de régime de la machine alimentée avec de la
- VAPEUR SURCHAUFFÉE.
- Dans les discussions qui précèdent, nous avons considéré la machine du Logelbach dans les conditions de l’état de régime moyen de l’essai à vapeur saturée du 25 août 1870 et, subitement, nous avons alimenté le moteur avec de la vapeur surchauffée à
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- l’état (Mg, t", p"y Afin d’arriver à une comparaison rationnelle entre le fonctionnement de la machine dans des conditions d’alimentation très différentes, nous avons conservé intactes toutes les données expérimentales de l’essai du 25 août 1870, que la vapeur surchauffée ne nous a pas obligé de modifier.
- . Les résultats que nous venons d’ohtenir avec la vapeur surchauffée sont ceux que l’on constatera après le premier coup de piston, mais pendant les coups de piston suivants, ces résultats seraient profondément modifiés et t0 =141°,54 irait en augmen-
- S
- tant. C’est ce qui a déjà été dit au sujet de la marche à enveloppe, page 554.
- Si l’on veut maintenir indéfiniment les résultats favorables obtenus avec (Mg, t”, pg), en d’autres mots, si ces résultats doivent être ceux d’un état de régime permanent, il faut modifier la chaleur de surchauffe ^4-QaJ — 14,1596cal et même quelques
- autres valeurs qui entrent dans (IIs) et (VIIs), plus haut. Appelons Qa y la chaleur de surchauffe qui convient à la
- marche de régime et opérons comme nous l’avons déjà fait pour l’étude de la machine à enveloppe, en discutant les deux, équations (II.) et (VIIs). On trouve ainsi :
- (+ Qflg)r
- (+ Qflg) + (?s),
- page 557.
- Il est facile de voir que le terme des corrections (<pS);., relatif à la marche de régime, se réduit ici, comme pour le cas de l’enveloppe, à :
- (<pSr) = a'0+ a'0— b'0 = 0,0542 -j- 0,3232 — 0,0250 et en remplaçant dans l’équation précédente :
- 0,3524, page 558,
- , , n N _ (+ Q«s) + __ 14,1596 + 0,3524
- (T Wa*r 2 2
- ,2560.
- Cette valeur, introduite dans (IIg), vérifie effectivement cette équation; sauf contrôle, elle peut être acceptée pour le moment.
- Ce contrôle, c’est l’équation (VIIg) qui le fournira, et voici comment :
- Reprenons l’équation de la page 620 ;
- (+ Qa)r + (+ Q*)r + (+ Qas)r ~. ((+ Q«) + (+ Q«) + (+ Qa^j ~ Rex+me**x qui convient à une machine à enveloppe.
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- On peut facilement la transformer pour l’appliquer à une machine à vapeur surchauffée. Dans ce dernier cas (4- Qs)r, (-f- Q^)r,
- ainsi que (-f- Qs) et (-f- Qa^ s’annulent ; puis, le terme (-j- Q0) du second membre devient (-rQ0g)> et(-ùQa),. du premier (+Qas).,.i donc :
- (+ Q«,> = (+ Q„,) - R,,+ "VV
- Dans le cas particulier que j’ai choisi, et où la vapeur doit être parfaitement sèche à la fin de la course de piston, page 579, me devient nul, et :
- (+ Q0j),= 14,1896 _ 20,4834 + 0 = — 6cal,3”238 = (+ Q.^.
- Cette valeur négative de la chaleur de surchauffe, pour l’état de régime, constitue une contradiction manifeste, car, au lieu de surchauffer la vapeur, il faudrait la refroidir et diminuer ainsi la chaleur disponible dans les boites de distribution d’admission ou (MX" — nV'),- c’est-à-dire diminuer la pression p" et augmenter la proportion d’eau condensée dans la tuyauterie. Ce serait un singulier moyen d’obtenir une économie de combustible. ( Voyez page 560.)
- Quoi qu’il en soit, les deux valeurs positives et négatives de (-j- Qas)r> déduites des équations (“,) et (VII,), ne peuvent provenir de calculs plus ou moins approchés. Un phénomène n’a pas été interprété ou un grave oubli a passé inaperçu. '
- Je veux reprendre l’équation (VIIS) et la discuter plus sérieusement, en faisant intervenir l’équation (m'_). J’ai déjà employé
- deux fois cette équation à titre de vérification ; elle nous permettra de nouveau de lever une contradiction et de vérifier le fonctionnement de la machine.
- Quand la vapeur est surchauffée, le terme (-j- Qas) est nul, et l’équation (m') , page 545, qui est disposée en vue d’une machine à enveloppe, prend la forme sous laquelle nous l’avons déjà employée ; toutefois, il faut tenir compte d’un terme nouveau, relatif à la chaleur de surchauffe de H, ; c’est pourquoi j’écrirai cette équation comme suit : .
- (S„
- - V+ (SP+s«)fe!) h-%. ('
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- Le terme H4c (f" — $') représente la chaleur de surchauffe apportée par les rentrées tardives. Cette chaleur est absorbée, non seulement par la paroi (S -j- Sa), mais encore par une petite surface latérale du cylindre qui correspond à la détente ; cette petite surface est comprise entre l’ordonnée ys et celle à laquelle les admissions tardives cessent ; je négligerai cette surface, parce qu’il est impossible de l’apprécier exactement.
- Pour faciliter les discussions qui vont suivre, je mettrai l’équation (w^4sous la forme :
- (8,+ s.+ y) + (sP+s„)(r-;0<)c1+ n^-f)
- me° représente la quantité d’eau à vaporiser par (S^-j- S0-f- srf),
- pour arriver, à la fin de la détente, à de la vapeur parfaitement sèche ; me, ainsi qu’on l’a vu, page 249, est égal à0,017521 kgm.
- L’équation ci-dessus donne les résultats suivants :
- Le 1» terme + (Sp + S„ + ,d)K, ^ = + 21'al,7996
- Le 2e » 4-(s? + S»)(*"-yC. = + 0“‘,7674
- Le 3* » +Hsep{tl—t") = + 0cal,8S74
- Le 4e » — a0s ........................... — 0cal,4303
- Le 5e » — m — q V pour lequel il est — 8cal,760o
- eo\ m s) _______
- inutile de chercher car, ainsi qu’on le verra, -j-23cal,4244 —9cal,1908
- \ prendra une valeur particulière; nous posera
- rons, provisoirement, — q = 500 environ.
- °m °x
- L’équation (rtïe ^s donne :
- + 23cal,4244 — 9cal,1908 = 14cal,2336.
- Ce qui revient à dire que les parois de l’admission (S +Sa-J-sd), en tombant de t à t , peuvent céder, en tenant compte des
- autres cessions de chaleur, plus de calorique qu’il n’en faut pour vaporiser complètement toute l’eau me , et que ces parois seront
- absolument sèches, bien avant la fin de la détente; elles1 resteront donc à une température bien supérieure à ^=99°,225, à
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- moins que, pour d’autres raisons que la vaporisation de m , ellos ne soient ramenées à tn ; car, ainsi que je l’ai déjà dit pages 571
- et suivantes, les parois ne peuvent céder à de la vapeur sèche qu’une quantité de chaleur tout à fait négligeable. Nous verrons, plus loin, à quel emploi est réservé l’excédent de chaleur que nous venons de constater.
- Pour le moment, serrons de plus près le facteur — qo ^ et
- l’excédent de chaleur lui-même.
- ),s^ne représente plus, ici, la chaleur de vaporisatio moyenne,
- depuis la fin de l’admission jusqu’à la fin de la détente. Nous devons prendre pour la moyenne qui correspond à la fraction
- de course de piston, comprise entre l’ordonnée ys du diagramme et une autre yx à laquelle toute l’eau me est vaporisée.
- Admettons, pour un instant, l’excédent de chaleur de 14^,2336 plus haut, et cherchons à quelle température tx se trouvent les parois SA= (Sp+ Sa-|- sd), au moment où toute l’eau a disparu. Il est facile de voir que tx est donné par l’équation :
- (Sp+ Sa + »„)K,(«„ - {„s) = 14“',2336
- i j, cal û)ooc
- tx= tn + —^-r - = 99°,225 + 27°,629 = 126°,854.
- Ainsi, la température moyenne sous laquelle me a été vaporisé -est, à très peu de chose près, égale à : .
- _\+ _ 1M°,64 + 126°,884 _
- lm— 2 — 2 —
- à laquelle répond la chaleur de vaporisation :
- = 606,5 + 0,305 tm = 647cal,430,
- de sorte que le terme — 70s) devient :
- — % ) = 0,017521(647,430 — 142,791) = 8cal,8418,
- au lieu de 8cal,7605, adopté provisoirement, plus haut.
- En introduisant cette dernière valeur approchée deme Çkm — qo ^ dans les calculs du tableau précédent, on trouve que l’excédént de chaleur des parois SA de l’admission s’élève à 14cal,1523.
- Je ne veux pas pousser plus loin l’approximation du terme
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- me0{km— %s) ’ 0n vo^’ dès ^ présent, que le résultat final, c’est-à-dire l’excédent de chaleur de la.surface S tend vers f-j- 0 \ ou la chaleur de surchauffe, soit 14 ,1596.
- Il doit, effectivement, en être ainsi, car si nous avons relevé par (-f Q«s) = 44cal,1596, la température moyenne des parois SA de t = 71°,740 à tn = 99°,225, de fait, par l’effet du terme de correction (<pS) et de R , le résultat est le même que celui que nous aurions obtenu, en utilisant Qa à porter directement cette surface de t,ls = 99°,225 à ^ = 126°,854.
- L’équation (m'e à est donc vérifiée de nouveau et pour la troisième fois.
- Revenons, maintenant, à la contradiction signalée, page 585, au sujet de la valeur négative de Qa^.= -—6,3238.
- Nous venons de constater, dans les parois SA de l’admission, un excédent de chaleur Qfl^ = 14cal,1596, au moment où toute l’eau me° a disparu.
- Que deviennent ces 14,1596 calories? Quel est leur emploi et quel rôle peuvent-elles jouer?
- J’ai répondu à l’avancé à ces questions dans les paragraphes 56, 57 et 58. Je me bornerai donc à dire que, pendant la détente de tx = 126°,854 à tn = 99°,225, il se produira des condensations
- sur SA et, à la faveur de ces condensations, cette surface cédera instantanément les petites quantités de chaleur voulues pour la vaporisation de l’eau précipitée ou en suspension dans la masse de vapeur, jusqu’à concurrence des ^-j- Qfl^ = 14cal,1596; on arrivera ainsi à la fin de la détente avec de la vapeur parfaitement sèche.
- Le cylindre ou, plutôt, la surface S v subira donc un refroidissement spécial vers la fin de la détente, de tx à tn ou de yx à yn, alors que le refroidissement est nul pendant Véchappement, car me = 0.
- Je l’ai déjà dit, pages 560 et 572, que SA subit un refroidissement spécial que les ingénieurs et auteurs qui se sont occupés des machines à enveloppe et à vapeur surchauffée n’ont pas encore soupçonné; je le désignerai par Ra = Qfl^ = 44cal,4596; c’est
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- la chaleur à restituer, à chaque coup de piston, pour maintenir indéfiniment la marche de régime.
- Il y a une certaine analogie entre ce refroidissement R et la
- «s
- quantité (-{- qu’une enveloppe fait passer dans les parois
- internes SA pendant la détente, et que les auteurs qui se sont occupés d’analyses d’essais de machines à vapeur n’ont pas soupçonnée davantage.
- Rfls est une cession de chaleur des parois S4 et qu’il faut restituer à chaque coup de piston, sinon le travail de la détente de y à yn serait considérablement diminué, pour terminer à une température tn <" 99°,225, ce qui serait contraire à l’une des conditions imposées dès le commencement de ce paragraphe.
- Il y a pourtant une différence essentielle à faire entre le refroidissement par l’échappement R^ et le refroidissement de SA pendant la détente ou R^. Le premier, Re, est une perte absolue de chaleur pour le travail du moteur, tandis que la cession Rfl contribue à augmenter le travail pendant la détente.
- De ce qui précède, il résulte que l’équation de la page 585 doit être modifiée comme suit :
- (+ Q‘,)r = (+ Q«.) “ R«„ + ’V», + A,
- Dans notre cas particulier, me est nul ; donc le refroidissement par l’échappement est nul aussi; mais le refroidissement spècial Rfls subsiste, et comme Ra = (4~ QJ, l’équation précédente peut être simplifiée et ramenée à
- (+ = 2(-{- Qa.) - RBs = 2 X 14/1596 — 20,4834 = 4- 7cal,8358.
- Ainsi, la contradiction signalée page 585 est levée, mais le résultat que nous venons d’obtenir pour (-4 Qa par l’équation déduite de (VIIg), diffère d’une quantité assez sensible de celui que nous a donné l’équation (IIS), page 584 ou (+ QoJ. = 7caI,2560; la différence entre ces deux valeurs s’élève à :
- 7cal,8358 — 7cal,2560 = 0cal,5798 ;
- elle provient de ce que ni l’une ni l’autre de ces valeurs n’est exacte. En effet, par suite de la nouvelle chaleur de surchadffe (+ Q„s)r~ 7“',2560 ou 7cal,8358, au lieu de (+ Qo<) = J4cal,1596,
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- plusieurs des termes qui entrent dans les équations (II0) ^ (VHs) seront modifiés, notamment H, ma, xn. etc., de sorte que les
- s e0 os
- deux valeurs différentes que nous venons d’obtenir sont à considérer comme de premières approximations.
- Pour mieux définir l’état de régime, il convient de passer à une deuxième approximation avec ^-f- QaJ;. = 7cal,2560 ou 7cal,8358.
- Prenons la première de ces valeurs, déduite de et déter-
- minons le nouveau degré de surchauffe correspondant à la marche de régime, nous aurons, par l’équation de la page 580 :
- (+QSs> = Msc;)(r-r) r = r + = 143°,2 1 1 ’2560
- 1 0,328512X0,4805
- r =I89°,1677;
- 143°,2 + 45,9677
- puis :
- -cX II + 1 r) = 650cal,176 + 22cal,0875 = 672cal,2635,
- et
- tir - n"
- h: = —
- au lieu de Hs = 0,019892 kg, avec (-f Qa^ = 14cal,1596, page 580. Par suite de cette modification de H, xo augmentera et devient:
- . \ _ 0,273088
- \ ~ (Ms + mVp — F, — H; ^ “ (0,328512 + 0,000845 — 0,018856 — 0,020514)
- = 0,94172, au lieu de 0,939709, page 580.
- Le terme m est aussi légèrement modifié par suite de H's dans la relation : me° = ^Ms -f - m — Ft — H'^ = 0,016953, au lieu de 0,017521.
- Je ne veux pas pousser plus loin toutes ces corrections, et ne m’occuperai que de l’influence des deux termes — H' qo et
- — ET sur — En transportant ces deux quantités dans
- le premier membre de l’équation (IIs), on trouve une somme -|~ET ^— q0^. Par la modification de Hs, ce premier membre de (IIS) augmente de
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- et comme ^+ Q^r entre deux fois avec le signe — dans le premier membre, il faut que ^+ QaJr soit augmenté de la moitié de la différence ci-dessus, ce qui revient à dire que (+ Qa 7cal,2560 se rapprochera de (+ Qfl^r=r7cal,8358, déduit de l’équation (YIIs). Mais cette dernière valeur sera elle-même modifiée par Ra .
- ' Pour éviter tous ces calculs compliqués qui, après tout, ne portent que sur des quantités négligeables, j’ai pris une moyenne entre les valeurs de £+ Qa en adoptant :
- (+ Q»s>
- 7,8358 + 7,2360 2
- 7caJ,500.
- Avec ^+ Qa^r = 7“,500, le degré de surchauffe est donné par £==190°,713.’
- N’oublions pas, en effet, que, pour éviter d’autres complications, nous avons dù simplifier le terme de correction des condensations <pS.
- Observation. —Dans la note de la page 542, j’ai fait ressortir l’utilité qu’il y aurait d’établir une équation donnant le travail pendant la détente, comme l’équation (YI) donne celui qui est rendu pendant l’admission.
- Quand la vapeur qui travaille dans le cylindre devient sèche, bien avant la fin de la détente, on peut obtenir, avec une grande exactitude, le travail £+ il suffira de partager ce travail en deux parties :
- 1° Celle qui correspond à la détente sous poids de vapeur constant, qui s’étend de l’ordonnée yx à l’ordonnée finale yn; yx étant celle à laquelle les surfaces S^et Ss sont sèches. Cette portion de travail peut être calculée exactement par l’équation de la page 566 ;
- 2° Celle qui correspond à la détente de y& à yx, pour laquelle on établira l’exposant a de la loi de détente de ys à yx.
- La somme de ces deux travaux donnera avec d’autant plus d’exactitude que l’état de siccité de Sv et S5 se montrera plus rapproché de l’ordonnée ys.
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- § 66. — Calcul de l’économie produite par l’emploi de la vapeur
- SURCHAUFFÉE.
- Pour calculer l’économie produite par l’emploi de la vapeur surchauffée, dans les conditions de l’exemple que je viens de discuter, je suivrai la méthode exposée, page 562, pour l’enveloppe.
- En adoptant, pour la marche à vapeur surchauffée, toutes les données expérimentales de l’essai à vapeur saturée du 25 août 1870, sauf celles que la surchauffe modifie nécessairement, je réalise les conditions voulues pour établir une comparaison rationnelle entre des fonctionnements fort différents du moteur.
- Nombre de kilogrammètres de travail indiqué rendus par une calorie disponible dans les boîtes de distribution d'admission ; vapeur surchauffée.
- Le nombre de calories disponibles dans le cylindre, par coup de piston, est de :
- (MP-*") + (+ (213cal,5903) + 7cal,500 = 221caI,0903,
- et le nombre de kilogrammètres de travail indiqué:
- §i = £ — Uc = 10 277,08 — 1 900,20 = 8 376,88 kg
- par coup de piston.
- Une calorie disponible a donc rendu :
- (MX" — n"r") 4- (4- Qffs)r
- 8 376,88 221,0903
- = 37,8890 kgm
- alors qu’une calorie ne produit que 30,2864 kgm avec la vapeur saturée et sans enveloppe, page 563.
- L’économie produite par la vapeur surchauffée s’élève à :
- 37,8890 — 30,2864 30,2864
- = 25,10 0/0.
- L’économie de 25,10 0/0 peut paraître très considérable, vu la température modérée de la vapeur surchauffée, soit t" =190°713,
- avec la chaleur de surchauffe 7cal,500, définitivement
- admise page 591.
- Mais il ne faut pas perdre de vue que l’essai à vapeur saturée du 25 août 1870 a été fait dans des conditions très désavanta-
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- — 593 —
- geuses, car là proportion d’eau condensée dans la tuyauterie s’est élevée, ce jour, à :
- ^ = 1 — x” = 10,459 0/0.
- Cette énorme quantité d’eau provient, ainsi que nous l’avons dit page 448, de ce que le 25 août 1870 on ramonait la chambre de surchauffe dont les gros tuyaux, non protégés contre le refroidissement externe, ont subi une perte de chaleur très importante, et la vapeur, en circulant dans un long tuyau d’un développement d’environ 60 m, s’est condensée en abondance.
- Si, au lieu d’alimenter la machine avec de la vapeur à 1 — x" — 10,459 0/0, on envoyait dans le cylindre de la vapeur moins humide, à 2 0/0 ou 3 0/0 d’eau, par exemple, le moteur rendrait plus de 30,2864 kg par calorie disponible dans les boîtes de distribution d’admission. Or, par une bonne protection de la tuyauterie, il est possible de ramener la proportion d’eau à 2. ou 3 0/0.
- A ce sujet, je veux faire voir rapidement qu’avec une proportion 2 1/2 0/0 d’eau, la consommation M ne serait plus de 0,3576 kg, comme dans l’essai du 25 août 1870.
- En effet, appelons Mm la consommation de vapeur et d’eau par coup de piston, quand la proportion d’eau condensée dans la
- n"
- tuyauterie est ramenée à une moyenne de — = 2 1/2 0/0.
- m
- n"
- Si nous voulons produire avec (Mm, ~ — 21/2 0/0), sensi-blement les mêmes effets dans le cylindre qu’avec :
- n
- M — 0,3576 et — = 10,459 0/0,
- il faut que la nouvelle chaleur disponible dans les boîtes de distribution soit équivalente à (MX" — n"r") = (213cal,5903), ou :
- — «V") = (MX" — n" r") = (213cal,5903).
- (MmX" — 0,025Mmr") = (213cal,5903).'
- _ 213,5903
- ^ x" — 0,025r"
- = 0,335026 kg.
- Ainsi la consommation de vapeur et d’eau, par coup de piston, est ramenée de 0,3576 kg à 0,33506 kg, ou diminuée de :
- 0,3576 — 0,335026 0,3576
- = 6,31 0/0.
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- On pourrait déterminer, par les équations (II) et (VII), les conditions de fonctionnement du moteur avec Mm = 0,335026. Le travail indiqué <&. restera à peu près le même, le rendement économique sera plus favorable, et les 25,10 0/0 d’économie de la surchauffe tomberont, sans doute, au-dessous de 20 0/0.
- Il y à une autre réduction à faire, mais elle concerne plutôt le rendement en eau vaporisée par kilogramme de houille brûlée.
- La surchauffe de la vapeur est obtenue au moyen de la chaleur cédée par les gaz chauds, à la sortie du carneau inférieur de la chaudière dont la température baisse considérablement dans la chambre de surchauffe (de 240 degrés environ pendant mes essais de 1864 sur la machine du Logelbach). Sans compter le refroidissement externe de la maçonnerie de cette chambre, les produits de la combustion ont cédé Qa = 7cal,500, par coup
- de piston, à la vapeur qu’il s’agit de surchauffer. En supprimant la surchauffe et en dirigeant les gaz chauds dans l’appareil réchauffeur de l’eau d’alimentation, on augmenterait le rendement de la chaudière en proportion de ces ^ = 7cal,500.
- Avec l’excédent de vapeur ainsi produite, on pourrait augmenter proportionnellement le nombre de kilogrammètres de. travail indiqué rendus, c’est-à-dire que la machine à vapeur saturée, travaillant avec ou sans enveloppe, se trouverait dans de meilleures conditions par rapport à la machine à vapeur surchauffée.
- Pour la machine sans enveloppe, cet avantage s’élève à :
- (+Q4 _ ï.soo _
- (MX" — n!'r") (213,5903) “ ’ 7
- En augmentant le nombre de kilogrammètres de travail indiqué, produit par une calorie disponible, dans la proportion de 3,51 0/0, l’économie due à la surchauffe est ramenée de 25,100/0 à 21,59 0/0, sans compter les 6,31 0/0 plus haut.
- Il est vrai que le degré de surchauffe à (+Q 7cal,500 est
- très modéré. En poussant la surchauffe plus loin, le rendement serait plus favorable.
- § 67. — Théorie des machines a deux ou plusieurs cylindres ;
- MACHINE DE WOOLF ; MACHINE COMPOUND.
- En se reportant à la théorie de la machine à enveloppe à un seul cylindre et aux calculs assez laborieux qu’exige l’étude
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- complète d’une pareille machine, on comprend que les calculs doivent être bien autrement compliqués pour- un moteur à deux ou.plusieurs cylindres. Dans les machines compound, il se présente même des difficultés spéciales et relatives au mode de construction adopté dans ces machines.
- Je ne développerai pas de nouveaux calculs à ce sujet, d’autant plus que la méthode exposée plus haut reste la même ici.
- Je n’examinerai qu’unè question : celle de l’avantage des machines de Woolf, par exemple, sur les machines à cylindre unique.
- Par les discussions développées dans les chapitres Y et VI, on a pu se convaincre que l’avantage des enveloppes et de la vapeur surchauffée consiste dans la réduction très importante des condensations de la vapeur pendant l’admission et la détente.
- Ces condensations sont d’autant plus faibles que la différence de température entre la vapeur et les parois internes est plus petite. Toute cause ou toute disposition qui a pour effet d’augmenter la température de ces parois produit nécessairement une économie de combustible ou de vapeur et d’eau. Plus la température des surfaces internes des cylindres se rapproche de celle de la vapeur, plus les condensations diminuent et plus l’économie produite augmente.
- Une détente prolongée tend à augmenter le travail et l’économie de combustible, cela est certain ; mais, par contre, une forte détente, opérée dans une machine à enveloppe et à cylindre unique, refroidit considérablement les parois internes du cylindre. Leur température, à la fin de la détente, ne peut pas être supérieure à t , sauf-peut être dans des cas extrêmement rares (voir §§ 56, 57,58J.
- La détente produit donc deux effets contraires sur l’économie de combustible, tout au moins dans les machines à enveloppe à cylindre unique.
- Dans certaines machines de Woolf, cet inconvénient n’existe pas.
- Il est évident que si l’on faisait détendre très fortement la vapeur dans le petit cylindre d’une machine de Woolf, l’inconvénient qui en résulterait pour le refroidissement des parois serait le même que pour les moteurs à cylindre unique. Je crois donc qu’il est préférable de détendre peu dans le petit cylindre et de prolonger la détente dans le grand, par l’augmentation du diamètre et de la course de piston de ce dernier.
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- On réduira ainsi considérablement les. condensations contre les parois du petit cylindre, c’est-à-dire pendant l’admission proprement dite. .
- . C’est surtout pendant l’admission qu’il faut chercher à éviter les condensations ; on a vu que la machine à vapeur surchauffée ne tire son avantage que de cette diminution des condensations pendant l’arrivée de la vapeur. .
- - Dans le grand cylindre des: machines de Woolf, les condensations sont moins abondantes, d’abord parce que la vapeur y pénètre à une température plus faible et, en second lieu, parce que la grande surface du deuxième cylindre est très favorable à une action très énergique de l’enveloppe.
- § 68. —• Compression de la vapeur d’échappement.
- J’ai dit, à plusieurs reprises, que la compression de la vapeur d’échappement offre le moyen de faire pénétrer de la chaleur dans une portion plus ou moins grande des parois S4 de l’admission, avant l’arrivée de la vapeur pour un nouveau coup de piston, d’augmenter ainsi la température de ces parois et de diminuer les condensations pendant l’admission. Il doit donc résulter une économie de combustible de cette compression.
- Il me paraît à peu près impossible d’arriver à l’expression rigoureusement exacte de cette économie, car on ne connaît pas la loi de la succession des pressions pendant la compression, ou plutôt cette loi est très difficile à établir. Mais une solution très approchée peut être donnée, et c’esl une solution suffisamment exacte que je me propose d’exposer ici.
- La première question qu’il s’agit d’examiner c’est de savoir jusqu’où il convient de pousser la compression.
- Evidemment, le plus loin possible, tout en évitant l’inconvénient de faire claquer ou de soulever le tiroir d’admission par une pression finale plus élevée que celle qui existe dans la boîte de distribution.
- Limitons cette pression à po, p t p , selon qu’il s’agit d’une
- machine sans chemise de vapeur, à enveloppe ou à vapeur surchauffée. • . ' . ,
- Dans l’étude qui va suivre, jè m’occuperai d’une machine a surchauffe dans les conditions de fonctionnement exposées pages 577 et suivantes. .
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- Dans ce cas, £>o == 38 590,88 kg par mètre carré ; to — 141°,54, t = 99°,225, etc.
- Une seconde question se pose ici : à quel moment faut-il commencer la compression, pour arriver à la pression finale po, fixée
- à l’avance ?
- Au sujet de cette pression p , je ferai remarquer que c’est celle qui correspond à l’emploi de la surchauffe, mais sans compression de la vapeur d’échappement; si à la surchauffe on joint la compression, la pression ne sera plus égale à 38 590,88 kg par mètre carré, mais elle sera plus grande. C'est pour fixer, dès à présent, la limite supérieure de la compression que je me suis arrêté à p0 = 38 590,88 kg, sauf à calculer l’augmentation de pression qui résultera de la compression.
- Mais revenons à la dernière question : A quel moment faut-il commencer la compression?
- De prime abord, la réponse à cette question paraît facile, on dira, par exemple : S’il n’y a pas de pertes ou de fuites par le piston, pendant la compression, le poids final de vapeur comprimée doit être égal au poids initial; on suppose ainsi que la vapeur est sèche, avant et après la compression. La vapeur d’échappement est certainement sèche, surtout dans les machines à enveloppe ou à surchauffe, mais il n’en est plus de même de cette vapeur comprimée. Pendant la compression d’une vapeur saturée, il se précipite de l’eau et, en même temps, il faut soustraire de la chaleur au mélange de vapeur et d’eau comprimées.
- 11 est vrai que nous connaissons le poids de vapeur sèche comprimée dans les espaces nuisibles à p0 = 38 590,88 kgm par mètre
- S
- carré; en retranchant ce poids de celui de la vapeur, à l’état initial, également sèche, nous aurons le poids de l’eau qui s’est précipitée pendant la compression; on aura ainsi les. éléments voulus pour déterminer, avec les contre-pressions derrière le piston, le point précis où il faudra commencer à comprimer la vapeur d’échappement.
- Mais il y a une autre question à résoudre et c’est même la question principale. Combien faut-il enlever de calories à la vapeur pendant la compression? Cette chaleur à soustraire doit être absorbée par les parois du cylindre correspondantes à'la compression. Le commencement de la compression peut tomber au delà ou en deçà de l’ordonnée de la détente yr
- Bull.
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- Admettons le cas le plus simple, c’est-à-dire celui où le commencement de la compression tombe entre les ordonnées et 11 se présentera une première difficulté.
- Supposons, pour fixer les idées, que la compression doive commencer à l’ordonnée y . La vapeur sèche qu’il faut comprimer est à la température t'c , qui est connue par le diagramme, ainsi que
- son volume l’état de la vapeur d’échappement en y„
- est donc défini.
- Nous avons dit que, pendant la compression, il faut soustraire de la chaleur. Ce ne sont pas les parois ^Sp—j—Sa y _y^ qui pourront
- absorber cette chaleur, car cette surface est à tn plus grande que
- celle de la vapeur qu’il s’agit de comprimer. Tout au contraire, /S -f-Sa \ fournira de la chaleur pour vaporiser instantanément
- A 1 3/
- l’eau qui se précipitera pendant la compression; de t'c à tn, la
- transformation de la vapeur d’échappement aura lieu sous poids de vapeur constant, avec x = 1 (voir paragraphes 56, 57); l’état de la vapeur comprimée à tn est donc parfaitement défini, ainsi que le
- travail de compression qu’il a fallu exercer entre t' et t .
- C18 ",
- De tn à t0, les phénomènes pendant la compression sont tout autres.
- A partir de l’ordonnée correspondante à tn jusqu’à y , la surface
- S
- ^Sp-j-Sajÿ -y '^j est d une température tn inférieure à celle de la
- vapeur dont il s’agit de continuer la compression; cette surface pourra donc absorber la chaleur qu’il faut soustraire pendant cette seconde période de la compression. C’est cette chaleur absorbée qui produira le même effet que celle qu’une enveloppe ou la vapeur surchauffée fait pénétrer dans les parois internes du cylindre pendant l’admission.
- Il n’est pas impossible de déterminer le nombre de calories absorbées par /S\, ainsi que toutes les circonstances
- V ' ' v
- qui accompagnent la compression; mais personne ne songera à entreprendre des calculs aussi compliqués.
- Tout ce qu’il est utile de faire, c’est d’étudier les effets de la
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- compression par le diagramme moyen d’une machine donnée et de calculer la chaleur cédée aux parois du fait de cette compression. Il faut tenir compte de cette chaleur dans l’analyse d’un essai.
- Gomme ces calculs ne présentent aucune difficulté, je ne m’y arrêterai pas, les ayant déjà exposés dans mon mémoire ayant pour titre : Vérification d'une série d'essais sur une machine de V/oolf, 1885.
- § 69. — Comparaison entre les conditions de fonctionnement
- DE LA MACHINE DU LOGELBACH TRAVAILLANT :
- 1° Avec de la vapeur saturée et sans enveloppe;
- 2° Avec de la vapeur saturée, le cylindre muni d'une enveloppe;
- 3° Avec de la vapeur surchauffée et cylindre sans enveloppe.
- Dans la discussion des effets produits par une enveloppe ou la vapeur surchauffée, j’ai maintenu rigoureusement constantes les conditions de fonctionnement de la machine du Logelbach, pendant la journée d’essai du 25 août 4870, sauf celles que l’emploi de l’enveloppe ou de la vapeur surchauffée a nécessairement modifiées.
- C’est ainsi que les fuites par le piston, les admissions tardives par les tiroirs, les contre-pressions derrière le piston, etc., ont été maintenues pour la marche à chemise de vapeur ou à surchauffe.
- Le nombre de ldlogrammètres de travail indiqué rendu a été comparé à la chaleur disponible dans les boites de distribution et l’enveloppe, abstraction faite de la chaleur perdue par le refroidissement externe de la tuyauterie, depuis la chaudière jusque dans les boîtes de distribution; de cette manière, se trouve éliminée une perte de chaleur qui ne doit pas être , portée au compte de la machine ; les comparaisons que nous allons établir seront donc parfaitement rationnelles.
- Le terme de comparaison choisi, c’est-à-dire le nombre de hilogrammètres de travail indiqué ou absolu rendu par calorie disponible dans lès boîtes de distribution et l’enveloppe, pourra servir de mesure dans la comparaison de deux moteurs de systèmes quelconques.
- Dans le tableau suivant, je réunis toutes les données d’observation et les résultats des calculs relatifs à la marche de la machine du Logelbach, dans chacun des cas énumérés dans le titre du présent paragraphe.
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- § 70. — Tableau des principales données .d’observation et des résultats de calcul concernant
- la machine du Loçjelbach fonctionnant dans trois conditions différentes.
- DÉSIGNATION DES DONNÉES D’OBSERVATION ET DES RÉSULTATS DE CALCUL
- Pression dans la chaudière, p.....................................kg par wt2
- Pression dans les boîtes de distribution, p",p"................... —
- 5
- Température dans les boîtes de distribution d’admission, i", t”..............
- Consommation de vapeur (et d’eau) par coup de piston, M, Ms.............. kg
- Eau condensée dans la tuyauterie (eau ditë entraînée), n"............... kg
- n'
- Proportion de cette eau condensée, — = 1 — x". . . . ..................... %
- Nombre de calories disponibles dans les boîtes de distribution (MX" —n" r") et M X" en vapeur sèche...........................................• . . . Cal.
- Nombre de calories fournies par l’enveloppe (État provisoire) (+ Q(() ? (+ Q(^
- 6t(+Q«s)............................................ Cal.
- Nombre de calories fournies par la surchauffe (Etal provisoire) ^-j- Q(( ^
- = M c II" — t").-..................................................... Cal.
- s p \ s )
- Nombre de calories fournies par l’enveloppe (Marche de régime) (+ Q(l')1,5
- (+ Qs)r, (+ %)r- ..................................................... CaL
- Nombre de calories fournies par la surchauffe (Marche de régime) ^+ Qfl ^ Cal.
- Nombre de calories disponibles par coup de piston (Marche de régime) :
- Boîte de distribution et enveloppe (213,5903) 13,6142............. Cal.
- Boîte de distribution avec surchauffe (213,5903) + 7,500............ Cal.
- Pression dans le cylindre à la fin de l’admission, pQ, po , . . . kg par nP
- 2C S
- Perte de pression entre les boites de distribution et 1 intérieur du cylindre a la
- fin de l’admission, p" — po, p" — L+, P" — P0s................. kg par
- Vapeur sèche présente dans le cylindre à la fin de l’admission, m„o - - - - .
- Eau présente dans le cylindre à la fin de l’admission (Marche de régime), . Icg
- m
- Proportions de la vapeur sèche, æ ==. ———---------——
- 1 ^ (M. -j- — Pi
- VP
- “)
- Proportion de l’eau, 1 —...................................................
- Vapeur présente dans le cylindre à la fin de la détente, m ..............kg
- va
- Eau présente dans le cylindre à la lin de la détente, m..................kg
- cn
- Pression dans le cylindre à la fin de la détente, p , p , p . . . kg par m2
- n nx ns
- Réserve de chaleur dans les parois du cylindre à la fin de la détente ou refroidissement du cylindre par l’échappement, R (Marche de régime). . . Cal.
- Excédent ou réserve de chaleur dans les parois de l’admission ou refroidissement de ces parois pendant la détente; chaleur à restituer — ( + Qa)r- Cul.
- Travail absolu rendu pendant l’admission, !O0, £?0 , ^................../<#»»•
- X 6
- Travail absolu rendu pendant la détente, ................kgm
- X s
- Travail absolu total rendu, ^?abg, lSabg _, t>abs..........................kgm
- Travail de la contre-pression derrière le piston; reste le même dans les trois cas, <£>c. . ..............................................................kgm
- Travail indiqué, £ £...........................................kgm
- Nombre de kilogrammètres de travail indiqué rendu par une calorie disponible dans les boîles de distribution, y compris, au besoin, la chaleur fournie par l’enveloppe ou la surchauffe (Marche de régime)...........................kgm
- Économie de combustible, ou de vapeur et d’eau, due à l’enveloppe ou à la surchauffe.................................................................. %
- Économie avec le retour dans' la chaudière de l’eau chaude condensée dans la chemise de vapeur....................................................... %
- Économie due à la surchauffe, en tenant compte du rendement amoindri de la "chaudière.............................................................. °/°
- VAPEUR SATUREE
- PAS d’enveloppe
- 45 517 40 427
- 143°2
- 0,357 6
- 0,037 401
- 10,459
- 213,5903
- j>
- »
- 31 230
- 9 197
- 0,224 039
- - . «
- 0,092 461
- 6,707 87
- 0,29213 0,249 812
- 0,071267
- 8 520
- 31,717 1 0
- 3189,12
- 5 179,96 8 369,18
- 1 900,20
- 6 468,88
- 30,286 4
- VAPEUR SATURÉE
- AVEC ENVELOPPE
- 45 517 40 427
- 143*2
- 0,357 6
- 0,037 401
- 10,459 213,590 3 9+11,25-|-6,89=27,14
- VAPEUR SURCHAUFFÉE
- PAS D ENVELOPPE
- 4,6762 + 2,0480 + 6,89 = 13,614 2
- 227,204 5
- »
- 36 833,48
- 3 593,52 0,261 389
- 0,055 lia
- 0,825 87
- 0,174 13 0,318 299
- 0,002 780
- Tl 017,44
- 1,487 9
- 4,676 2 3 819,14
- 6 403,03
- 10 222,17
- 1900,20
- 8321,97
- 36,027 7 20,94
- 22,53
- 45,517
- 40,427
- 190°713
- 0,328 512
- 0
- 0
- 213,590 3
- 14,159 6
- 7,500
- 221,090 3 38 590,88
- 1 836,12 0,273 088
- O ,016 053
- 0,94155
- 0,058 45 0,291991
- 0
- 10 050,65
- 0
- 14,159 6 4 021,13
- 6 255,96
- 10 277,09
- 1 900,20 8 376,89
- 37,889 0
- 25,10 au maximum
- w
- 21,59
- O
- O
- O
- c&
- O
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-
- — 602 —
- § 71. — CONCLUSIONS
- Je ne veux pas étendre inutilement cette dernière partie de mon Mémoire, en répétant un certain nombre de conclusions ou d’observations.placées à la fin des paragraphes précédents.
- Je me bornerai à un examen rapide des conditions de fonctionnement de la machine du Logelbach dans les trois cas du tableau précédent, et à quelques conclusions relatives à l’enveloppe, à la vapeur surchauffée et aux espaces nuisibles.
- Il convient de faire remarquer, en premier lieu, que les pressions dans la chaudière et les boîtes de distribution ont été maintenues rigoureusement constantes dans les trois conditions de marche du moteur.
- Au point de vue du travail indiqué, rendu par coup de piston, la machine alimentée avec de la vapeur surchauffée vaut à peu près le rendement du moteur à vapeur saturée, le cylindre étant entouré d’une chemise de vapeur, soit 8 376,19 kgm dans le premier cas et 8 321,97 dans le second.
- Au point de vue du rendement économique, la machine à surchauffe vaut encore la machine à enveloppe, au moins dans les conditions particulières de marche admises, soit une économie de combustible ou de vapeur d’environ 21 0/0 sur le rendement du moteur travaillant avec de la vapeur saturée et cylindre sans enveloppe.
- Mais, sous bien d’autres rapports, il y a une différence considérable entre les conditions de fonctionnement de la machine à surchauffe ou à enveloppe.
- C’est ainsi que la pression dans le cylindre, à la fin de l’admission, dans le cas de la vapeur surchauffée, est sensiblement plus élevée que celle qui correspond à la marche avec l’enveloppe : 38 590,88 kgm par mètre carré et 36 833,48 kgm; la chute de pression entre les boîtes de distribution et l’intérieur du cylindre, à la fin de l’admission, qui était de 9197 kgm par mètre carré pendant la marche à vapeur saturée et sans, enveloppe, a été ramenée à 3 593,52 kgm par mètre carré dans le cas de l’enveloppe et à 1 836,12 kgm dans celui de la vapeur surchauffée.
- Mais c’est surtout dans l’eau présente dans le cylindre, à la fin de l’admission et à la fin de la détente, que l’on peut constater
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- — 603 —
- des différences très considérables dans les conditions de fonctionnement du moteur.
- À la fin de l’admission, me tombe de 0,092461 kg à 0,055111 kg
- O
- et à 0,016953 kg d’eau ; à la fin de la détente, me varie de 0,071267 kg à 0,002780 kg et à 0.
- D’où il est permis de conclure que c’est sur les condensations pendant l’admission qu’il faut porter l’attention dans l’étude d’un essai de machine à vapeur.
- Quoique la vapeur surchauffée n’ait introduit dans les parois internes du cylindre de chaleur supplémentaire que ^Qa ^?.=7,500cal,
- c’est-à-dire un peu plus de la moitié de celle que l’enveloppe y a fait pénétrer (13,6142e81 pour la marche de régime), l’eau constatée à la fin de la détente est réduite à zéro avec la surchauffe, alors qu’il y en a encore me =0,002780 kgm avec l’enveloppe.
- n
- Il convient donc, ainsi que je viens de le dire, de chercher à réduire, le plus possible, les condensations pendant l’admission ou à l’origine même. Tous les moyens sont bons pour atteindre ce but : enveloppes complètes du cylindre, de ses plateaux et même des boîtes de distribution d’échappement quand il y a quatre distributeurs ; une forte compression doit venir en aide à l’enveloppe.
- Sous ce rapport, la vapeur surchauffée présente un premier avantage sur l’enveloppe : la chaleur supplémentaire apportée par la surchauffe pénètre dans toutes les surfaces correspondantes à l’admission. Elle entre aussi bien dans la surface latérale du cylindre que dans les moindres surfaces des espaces nuisibles de la tige de piston et même dans le couvercle ou plateau de celui-ci. C’est un avantage que la vapeur surchauffée a de commun avec l’effet produit par une compression de la vapeur d’échappement. Tandis qu’avec une enveloppe, on ne parvient à chauffer que la surface latérale du cylindre et qu’on ne songe pas toujours à étendre la chemise de vapeur au couvercle et au fond du cylindre, la vapeur surchauffée pénètre partout, pour empêcher ou au moins pour diminuer les condensations pendant l’admission. Pendant la détente, il n’en est plus de même, car si l’action de l’enveloppe s’étend aussi bien sur la période d’admission que sur celle de la détente, avec la vapeur surchauffée, cette action cesse avec l’admission.
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- Un second avantage de la surchauffe provient d’un grave défaut des machines à enveloppe.
- Ce défaut n’a jamais été signalé par aucun des auteurs qui se sont occupés des machines à vapeur. Si le défaut dont je parle a passé inaperçu jusqu’à ce jour, c’est parce qu’on ne s’est pas douté non plus de la quantité de chaleur ^-j- Q#f y que l’enveloppe
- fait pénétrer dans les parois S4 pendant l’admission et du rôle que joue cette chaleur. (Voir Préface, p. 353.)
- Q0^r arrive trop tard pour empêcher les condensations sur SA;
- son action se borne à vaporiser une portion plus ou moins grande de l’eau qui s’est précipitée pendant l’admission.
- Il est vrai que ^4- Qa^jr ne reste pas improductif ; l’eau vaporisée
- par ce nombre de calories augmente le travail pendant la détente et même la température finale tn^, mais cet accroissement de travail est acheté au prix de la dépense de chaleur équivalente, tandis que (-j- Qa)r et (-j- Q^. concourent non seulement au travail total,
- ^jr et (Ma"—ri'r"),
- mais (-f- Qa),. et- (-f- Q4)r pénètrent à temps voulu dans S4et Ss pour diminuer les condensations sur ces surfaces, et c’est de cette dernière action que résulte l’économie de combustible.
- Quand on passe au calcul de cette économie produite par l’enveloppe, ^4- Qfl figure au dénominateur, avec (MX"—nV'), (-J- Qrt)r
- et i , clans l’expression qui donne le nombre de kilogram-
- mètres de travail indiqué par calorie de chaleur disponible (voir page 563), et c’est ce .qui est défavorable au rendement économique . + Qa^r joue, en quelque sorte, le rôle d’un bagage inutile, que
- l’enveloppe traîne avec elle.
- On a vu qu’en marche de régime, la vapeur surchauffée n’est qu’à f =190°,713; c’est une température de surchauffe peu élevée,
- r
- et rien ne s’oppose à marcher à 200, 225 ou 240° dans les boîtes de distribution; dans ce dernier cas, les condensations de la vapeur, pendant l’admission, seront très faibles et le rendement économique de la vapeur surchauffée sera plus grand ; mais l’avantage sur 1’env.eloppe n’augmentera pas de beaucoup, car, à moins de circonstances exceptionnelles, la vapeur ne sera pas surchauffée à la fin de la détente et ia pression finale ne dépassera pas facilement
- à peu près dans la même proportion que /—(— Qa
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- pn —10050,65 kgm par mètre carré; le travail rendu pendant l’admission au t/ = 4 021 /13 kgm ne pourra plus beaucoup augmenter, car la différence entre p" et po ne pourra jamais être réduite à zéro
- S
- et, avec p”—po = 1 836,12 kgm par mètre carré, on n’est pas loin de la limite extrême. Si po et pn ne peuvent plus croître, est
- s a S
- bien près de sa limite supérieure.
- Il n’y aura de changement important dans l’allure du moteur que dans le cas où la vapeur restera surchauffée à la fin de l’admission; mais, pour arriver à ce cas extrême, il faudrait un degré de surchauffe très élevé et alors des inconvénients sérieux pourraient se montrer dans la marche pratique du moteur.
- Je tiens à présenter encore une observation relative aux espaces nuisibles. Quand on discute un projet de machine à vapeur, on.ne se préoccupe que du volume de ces espaces. Ces espaces étant, par exemple, ramenés à 1 4/2 ou 2 0/U du volume total du cylindre, on estime que, sous ce rapport, le moteur se trouve dans de bonnes conditions de rendement.
- C’est une grave erreur. Les surfaces que présentent les espaces nuisibles peuvent avoir une influence déplorable sur le travail rendu. Si cette surface est inutilement augmentée par des creux, des saillies, de nombreux boulons,'clavettes, etc., les condensations pendant l’admission augmenteront en proportion de ces surfaces, et comme les enveloppes de vapeur ne peuvent atteindre, certaines parties de ces espacés perdus, on ne peut apporter d’autre remède au défaut que je viens de signaler que par une compression prolongée de la vapeur d’échappement. Ce que je viens de dire s’applique surtout à beaucoup de machines à quatre distributeurs indépendants.
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- DIAGRAMME MOYEN DE L’ESSAI DU 25 AOUT 1870
- Vapeur saturée
- Planche I. fig. 1
- Course descendante
- Admission
- ~T
- Détente
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- TABLE DES MATIERES
- Pages.
- Préface ou analyse succincte du Mémoire..................................343
- Tableau des notations employées dans ce Mémoire . . . ...................355
- CHAPITRE PREMIER
- Fuites par les pistons et Admissions tardives par les Tiroirs.
- Espaces nuisibles.
- § 1. Construction des pistons et des tiroirs. Moyen pratique pour constater les
- fuites....................................................................... 358
- 2. Équations générales pour la vérification des résultats d’expérience d’un essai
- de machine à vapeur .............................................., . .. 365
- 3. Exposé de la méthode à suivre dans la détermination des fuites par le piston,
- pendant la période d’admission................................................370
- 4. Données expérimentales de l’essai à vapeur saturée du 25 août 1870 de la
- machine du Logelbach (Alsace).................................................374
- 5. Contrôle par les équations (II) et (VIII)........ ... ..........376
- 6. Considérations générales sur les condensations dans les cylindres pendant
- l’admission...................................................................378
- 7. Détermination des fuites par le piston pendant la période de l’admission. . . 381
- 8. Détermination des fuites par le piston pendant la période de la détente . . . 387
- 9. Influence de la vapeur non expulsée des espaces nuisibles. Echanges de
- chaleur.......................................................................394
- 10. Condensations totales pendant l’admission.......................................400
- 11. Influence de la vapeur non expulsée des espaces nuisibles, la machine étant
- alimentée avec de la vapeur surchauffée.......................................401
- 12. Modifications apportées par les échanges de chaleur dans les espaces nuisibles
- aux équations qui expriment les fuites par le piston..........................404
- CHAPITRE II
- Essai à vapeur saturée du 25 août 1870.
- 13. Calcul des fuites parle piston pendant la période de l’admission ...... 405
- 14. Calcul des fuites par le piston pendant la période de la détente........409
- 15. Réintégration des fuites F! dans le cylindre. ................................. 413
- 16. Détermination des rentrées tardives H par les tiroirs d’admission...............414
- 17. Reprise du calcul des finies F» pendant la détenle..............................424
- 18. Eau présente dans le cylindre à la fin de l’admission et à la fin de la détente. 425
- 19. Chaleur totale absorbée par les parois du cylindre et du piston pendant
- l’admission...................................................................430
- 20. Détermination du refroidissement du cylindre pendant l’échappement ou Rg. 431
- 21. Contrôle du refroidissement du cylindre pendant l'échappement...................433
- 22. Equation de contrôle du travail absolu %0 rendu pendant l’admission....... 434
- 23. Contrôle du travail absolu So de l’essai du 25 août 1870 ...................... 438
- 24. Etat physique de la vapeur non expulsée des espaces nuisibles...................439
- 25. Contrôle du poids de vapeur condensée dans la tuyauterie........................443
- 26. Refroidissement de la tuyauterie depuis la chaudière jusque dans les boitès
- de distribution.............................................................. 446
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- Pages.
- § 27. Accroissement de chaleur dans les boîtes de distribution, exigé par la réintégration des fuites F, dans le cylindre..................................449
- 28. Résumé de l’analyse de l'essai à vapeur saturée du 25 août 1870. Critique des
- analyses d’essais incomplets et non vérifiés............................451
- CHAPITRE III
- Essai à vapeur surchauffée du 30 septembre 1871.
- 29. Préliminaires.......................................................................456
- 30. Équations de M. Zeuner. Détermination de la pression ps dans les boîtes de
- distribution...................................................................... 459
- 31. Contrôle de l’état (T", p"^ de la vapeur surchauffée dans les boîtes de distri-
- bution. Calcul de t'.............................................................. 467
- 32. Données expérimentales de Fessai à vapeur surchauffée du 30 septembre 1871 470
- 33. Refroidissement de la tuyauterie depuis la sortie de la surchauffe jusque dans
- ' les boîtes de distribution.........................................................471
- 34. Contrôle par les équations (IIS) et (VIIIS)..............................472
- CHAPITRE IV
- Théorie générale de la machine à vapeur.
- 35. Préliminaires........................'...................................477
- 36. Coefficient de condensation C,.................................................... 481
- 37. Détermination du coefficient de condensation.......................................489
- 38. Capacité calorifique spéciale des parois du cylindre K, ................497
- 39. Calcul de l’épaisseur des parois dans laquelle s’opèrent les échanges de cha-
- leur entre le cylindre et la vapeur qui le traverse.....................501
- 40. Détermination du refroidissement du cylindre Rg pendant l’échappement, en
- fonction de la surface du cylindre et de la capacité calorifique des parois. 502
- 41. Relation entre Re et la chaleur SQ absorbée par les pai’ois pendant l’admission 508
- 42. Vaporisation de l’eau ; répartition de l’eau sur les parois du cylindre à la fin
- de la détente. Contrôle de C, et de K,..................................509
- 43. Justification de l’eau m présente dans le cylindre à la fin de la détente. . 513
- CHAPITRE V
- Théorie de l’enveloppe.
- 44. Équation générale applicable à tous les systèmes de machines à vapeur. . . 519
- 45. Réserve de chaleur dans les parois du cylindre à la fin de la détente dans
- les machines à enveloppe............................................. . 523
- 46. Chaleur transmise par l’enveloppe aux parois internes pendant la détente. . 526
- 47. Modification de l’équation (VII) pour les machines à enveloppe..........529
- 48. Passage des conditions de fonctionnement d’un moteur sans enveloppe à celles
- du même moteur muni d’une chemise de vapeur et réciproquement. . . 530
- 49. Enveloppe indépendante: 1° Effet produit pendant l’admission.......................532
- 50. Enveloppe indépendante : 2° Effet produit pendant la détente.......................540
- 51. Vérifications et contrôles du fonctionnement de la machine avec l’enveloppe :
- 1° Répartition de l’eau sur les parois du cylindre à la fin de la détente. 544
- 52. 2° Justification de l’eau présente dans le cylindre à la fin de la détente . . 547
- 53. 3“ Contrôle par les condensations pendant l’admission..........................551
- 54. Marche de régime'avec l’enveloppe . ......................... 554
- 55. Calcul de l’économie produite par l’enveloppe........................ 562
- 1° Nombre de kilogrammètres de travail indiqué rendus par une calorie
- disponible dans les boites de distribution ; cylindre sans enveloppe. 563 2° Nombre de kilogrammètres de travail indiqué rendus par une calorie
- disponible dans les boîtes de distribution et Yenveloppe.........563
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- Pages.
- § 56. Cas particulier d’une enveloppe à action très énergique par laquelle la surface SA du cylindre devient sèche avant la fin de la détente. ....... 565
- 57. Valeur expérimentale approchée du coefficient d’absorption de la chaleur par
- les parois du cylindre...........................,.....................568
- 58. Mode de transmission de la chaleur des p irois, vers la fin de la détente, dans
- le cas où la vapeur est parfaitement sèche.............................571
- 59. Détermination des trois quantités de chaleur (—t-Qa)et . 572
- 60. Etude des effets produits, par l’enveloppe dans le cas où le travail indiqué de
- la machine est maintenu rigoureusement égal à celui qu’elle a rendu sans chemise de vapeur................................................574
- 61. Enveloppe à circulation; disposition des enveloppes; défauts à éviter . . . 575
- CHAPITRE VI
- Théorie de la machine à vapeur surchauffée.
- 62. Préliminaires. ...........................................I...............577
- 63. Modification indispensable de quelques valeurs expérimentales.............578
- 64. Conditions de fonctionnement de la machiné avec de la vapeur surchauffée,
- dans le cas où la vapeur devient parfaitement sèche à la fin de la détente. 580
- 65. Marche de régime de la machine alimentée avec de la vapeur surchauffée . . 583
- 66. Calcul de l'économie produite par l’emploi de la vapeur surchauffée....... 592
- 67. Théorie des machines à deux ou plusieurs cylindres; machine de Woolf;
- machine compound...........................................................594
- 68. Compression de la vapeur d’échappement....................................596
- 69. Comparaison entre les conditions de fonctionnement de la machine du Logel-bach travaillant :
- 1° Avec de la vapeur saturée et sans enveloppe ;
- 2° Avec de la vapeur saturée, le cylindre entouré d’une enveloppe;
- 3° Avec de la vapeur surchauffée, cylindre sans enveloppe...........599
- 70. Tableau des principales données d’observation et des résultats de calcul
- pour la machine du Logelbach, fonctionnant dans trois conditions différentes .................................................. . . . 600
- 71. Conclusions.............................................................602
- Une planche. —Diagramme moyen de l’essai du 25 août 1870, vapeur saturée. 606
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- NOTES
- he
- NOS CORRESPONDANTS DE PROVINCE ET DE L’ÉTRANGER
- LE NOUVEAU
- PROJET DE DESSECHEMENT DU ZUYDERZÉE
- PAR
- M. J. DE KONING
- Dans le Bulletin de la -S'ocré de septembre d887, j’ai donné un aperçu de la question du dessèchement du Zuyderzée. J’y ai rappelé (p. 233) qu’une Société s’était constituée à la fin de faire une enquête sur la meilleure manière de résoudre cette question et que cette Société avait chargé les Ingénieurs MM. Van der Toorn et Lely de la partie technique du problème. Le premier étant décédé depuis, M. Lely a continué seul l’œuvre commencée ensemble et a fait paraître huit notices très intéressantes sur ce sujet. La circonstance que M. Lely est actuellement le ministre du Waterstaat donne à ces notices un intérêt tout particulier.
- M. Lely arrive à des conclusions tout à fait nouvelles. Il admet, c omme la plupart de ses devanciers, que la construction de la digue principale, en passant par les îles de Texel, Vlieland, etc., ne donne pas une solution pratique, la partie septentrionale du Zuiderzée étant de nature très sablonneuse. Au contraire, il ne. voit aucun danger à construire la digue en aval de l’embouchure de l’Ysel; d’après son projet, la digue passerait de la côte de la Hollande par l’île de Wieringen à la côte de la Frise. A l’intérieur de la digue, on établirait quatre grands dessèchements partiels en gardant au milieu un lac (le lac de l’Ysel), qui se déchargerait dans la mer au moyen d’écluses à largeur totale de 300 m.
- La digue principale faciliterait singulièrement les endiguements partiels, parce que ces digues secondaires auraient une hauteur sensiblement inférieure à celle qu’elles devraient avoir en étant exposées aux attaques de la mer ouverte. Le lac servirait de ré-
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- servoir intermédiaire entre les rivières environnantes et la mer ; il va sans dire que les eaux du lac ne seraient pas élevées artificiellement dans la mer.
- La planche N° 71 nous donne les renseignements généraux sur le projet, il n’y a donc pas lieu d’y insister plus spécialement.
- La longueur de la digue principale sera de 30 km. On se propose de la construire au moyen d’une risberme dans la direction delà digue allant jusqu’à l’étiage ; le long de cette risberme on fera un corps de sable, protégé par une couche d’argile, qui sera défendue à son tour par des moellons. Des précautions particulières seront prises sur la dernière partie, qui devra achever la digue, et où l’on doit s’attendre à des courants excessifs, lorsque aux hautes eaux des masses considérables, poussées par la marée ou par la tempête, seront jetées dans le bassin du Zuyderzée à travers une section nécessairement restreinte. La hauteur de la digue sera de 5 m au-dessus des hautes eaux ordinaires, soit' de 9 à il m au-dessus de sa base: La largeur de la base sera de 90 m en moyenne.
- La construction de la digue durera huit ans, délai qui ne saurait être raccourci, à cause des quantités immenses de fascines et de pierres dont on aura besoin. Elle coûtera 42 millions de florins (environ 85 millions de francs).
- Alors même qu’on ne se déciderait pas à établir des dessèchements derrière la digue, elle présenterait les avantages suivants:
- 1° Les provinces situées derrière la digue seraient pour toujours protégées contre les inondations par le Zuyderzée;
- 2° Les frais d’entretien des digues actuelles seraient notablement diminués;
- 3° Le niveau plus constant de la partie endiguée assurerait un écoulement plus facile pour les eaux environnantes ;
- 4° Le lac formé derrière la digue contiendrait de l’eau douce, qu’on pourrait laisser .entrer dans les polders aux périodes de sécheresse;
- 5° La digue présenterait une communication facile entre deux parties considérables du pays.
- La digue, pourvue d’écluses à sas ne présenterait pas de difficultés pour la navigation et seule la pêche en souffrirait. Toutefois les avantages ci-dessus ne sont pas d’une importance suffisante pour justifier la construction de la digue sans les dessèchements.
- La superficie derrière la digue est de 360 000 ha, dont
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- 232 000 ha à dessécher d’après le projet. On compte pouvoir vendre au moins 216 000 ha, déduction faite des routes, canaux, etc. La qualité de ces terrains peut être considérée comme excellente dans des proportions de 71 0/0, médiocre pour 19 0/0, mauvaise pour 10 0/0.
- Les dessèchements partiels seront obtenus par la construction de digues circulaires et de machines d’épuisement, qui jetteront les eaux dans le lac de l’Ysel. On procédera ensuite à l’établissement «des canaux, des routes et du pareillement.
- Les frais totaux se décomposent comme suit :
- Digues principales avec travaux accessoires (écluses, etc.) . . . Florins. 42 000 030
- Endiguement et dessèchement de la partie Nord-Ouest................. 14 000 000
- Endiguement et dessèchement de la partie Sud-Est . . . ............ 57 000 000
- Endiguement et dessèchement de la partie Sud-Ouest.................. 42 100 UuO
- Endiguement et dessèchement de la partie Nord-Est................... 33 400 000
- Total..................... 190 000 000
- (environ 400 millions de francs), soit, pour216 000 ha, 880 florins par hectare, sans compter les intérêts. En calculant les intérêts à 3 1/2 0/0, et ne mettant pas en compte les intérêts composés, le prix de revient sera de 1 032 florins par hectare.
- Quant à l’ordre qu’on devra suivre dans le travail, on commencera en tout cas par la construction de la digue principale. Les différentes phases par lesquelles on passera ensuite sont représentées sur le plan.
- Les travaux seront achevés en trente-deux ans. On se propose de mettre en vente 10 000 ha par an, quantité qui n’est pas excessive et qui représente 0,5 0/0 de tous les pâturages et terres arables dans les Pays-Bas.'
- Parmi les avantages que présente le projet actuel, il faut noter encore qu’il tient compte des conditions hygiéniques dans une plus grande mesure que les projets précédents : les surfaces mises à sec annuellement n’étant pas très grandes, le danger des fièvres miasmatiques, si à craindre dans ces terrains vierges, sera réduite au minimum.
- Le ministre du Waterstaat vient de soumettre ce projet à une Commission qui a pour mission de renseigner le gouvernement sur la question de savoir si l’intérêt de l’État commande, oui ou non, l’exécution de ce projet.
- J. DE KoNJNG,
- Membre correspondant de la Société à Nimègue.
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- CHRONIQUE
- N° 153.
- Sommaire. — Les fontaines lumineuses de Genève. — Paquebots à deux hélices. — Un .nouveau moteur à gaz. — Presse hydraulique à forger de 4 000 L — Une turbine à haute chute.
- lies fontaines lumineuses «le Genève. — La ville de Genève possède "une inMalTàtion'lEreS'"re'maîÇï^BIenïe' fontaines lumineuses qu’a rendue facile l’abondance d’eau sous pression élevée dont elle dispose. Nous empruntons les détails suivants sur cette installation à une très intéressante et très complète communication de M. Butticaz, directeur du service des eaux et forces motrices du Rhône, à la classe d’industrie et de commerce de la Société des Arts de Genève.
- Genève possède une ancienne élévation d’eau à 60 m de pression au-dessus du lac pour le service des eaux ménagères et une nouvelle à 140 m à l’usage de l’industrie. Pour le premier service, il a été élevé, en 1890, 10 911000 m3 d’eau et, pour le second, 15 280 000 m3, soit au total 26 millions de mètres cubes, en nombre rond.
- A partir de la fermeture des ateliers, soit vers sept heures du soir, une quantité d’eau importante est disponible et peut être utilisée avec facilité pour la création de jets d’eau. La pression de 140 m au-dessus du niveau du lac permet de porter la hauteur des jets à des dimensions peu usitées jusqu’à présent et, par conséquent, de faire, soit en élévation, soit en débit, des gerbes d’eau comme il serait difficile d’en rencontrer ailleurs. Dans ces conditions, il y a lieu de conserver au jet toute sa hauteur; mais, pour installer une gerbe d’eau de 90 m, il faut disposer d’un immense bassin qui ne pourrait être établi dans une des promenades de la ville qu’au moyen d’une dépense considérable. Il a donc fallu chercher un bassin naturel en profitant du lit du Rhône.
- En ontre, le jet devait être situé à proximité immédiate d’une conduite importante du réseau à haute pression. Or, la conduite de 600mm, reliant la groupe des pompes à haute pression avec le réservoir de Bes-singes, longe le quai au droit du port des Eaux-Vives. C’est donc à cet endroit qu’il convenait d’établir la prise du jet d’eau.
- Pour l’installation définitive sur la jetée des Eaux-Vives, le Conseil municipal vota un crédit de 60 000 f pour un projet présenté au nom du Conseil administratif par notre collègue, M. Turrettini, lequel projet comprenait l’aménagement nécessaire pour créer une gerbe d’eau de 90 m de hauteur, avec éclairage électrique au moyen de projecteurs placés sur un bateau.
- La prise d’ead est établie Sur le quai des Eaux-Vives. Elle a 500 mm de diamètre. Un robinet-vanne permet d’interrompre la communication avec la conduite du jet d’eau.
- Dell
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- Un obturateur, soit vanne équilibrée, a été établi pour permettre l’ouverture ou la fermeture de la gerbe d’eau. Le robinet-vanne ne peut être manœuvré que lorsque la pression est sensiblement égale des deux côtés, tandis que l’obturateur permet d’établir en mut temps le débit dans la conduite ou de l’arrêter avec facilité. Cet appareil a été construit par la maison Fæsch et Piccard, à Genève.
- La conduite d’eau, d’un diamètre de 500 mm, est en fonte avec joints en plomb. Au droit de l’arche marinière de la jetée, les joints sont à brides afin de faciliter la butée des coudes nécessités par le relèvement de la conduite. Au point culminant, on a placé un robinet d’air. La conduite est supportée par des consoles en fers cornières scellées le long de la digue à raison d’une console par tuyau de 4 m de longueur. Des robinets de purge ont été établis aux deux parties basses de la conduite, afin de pouvoir la vider pendant l’iiiver.
- L’extrémité de la conduite doit supporter l’effort complet de la poussée. La disposition adoptée consiste dans l’établissement de trois pièces de j fonte assemblées à brides et munies chacune d’un socle scellé dans la maçonnerie de la digue. Ces trois pièces spéciales servent en même temps de prise pour les jets de la gerbe d’eau.
- Les ajutages se composent de diverses pièces, afin de pouvoir faire varier la forme de la gerbe suivant les circonstances et le débit disponible. Le jet central peut être formé par un ajutage conique, ayant des diamètres de 400 mm à la base et 73 mm à l’orifice, ou par des plaques de fonte avec ouverture circulaire taillée en biseau afin d’obtenir un orifice en mince paroi ayant à volonté 95, 110 ou 135 mm de diamètre ou encore avec une ouverture ovale ayant 160 X 35 mm. Il peut encore être établi des ajutages latéraux ayant des ouvertures rectangulaires mesurant 110X10 mm, avec bords en biseau, donnant naissance à un jet en éventail. L’axe de ces jets forme un angle de 70° avec l’horizontale.
- Enfin, de chaque côté, se trouve un jet conique, dont l’ouverture est de 38 mm et l’inclinaison de 50°. L’ouverture du cône est d’environ 13°.
- Les débits sont respectivement pour 130 m 'de pression à l’usine et 120 m à l’extrémité de la conduite :
- Jet central conique. . — mince paroi
- — . ovale . Jets latéraux. . .
- 73 mm 95 — 110 — 135 — 160X35 — 110X10 — 38 -
- 203 l par seconde. 344 461 690 259 53
- 55 —
- Le débit total se compose ordinairement de 344-]- (2X^3)-f- (2-J-55 = 560 l (1).
- Les jets de 461 et 690 l ont fonctionné isolément sans éclairage.
- La hauteur maxima observée est de 90 m.
- (1) Le débit total des fontaines lumineuses de l’Exposition universelle de 1889 était de 850 l par seconde.
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- L’influence du vent est considérable. Il n’a pas été observé, quant à la hauteur, de différence importante entre le jet conique et le jet à mince paroi de même diamètre. Par contre, pour ce dernier jet, la hauteur croît avec la section de l’orifice.
- Le travail représenté par le débit total est donc de :
- 560 ixm m=:67200 kgm, et dans le cas du plus grand ajutage :
- 690 l X120 m = 82 800 kgm,
- soit respectivement 896 et 1104 ch théoriques pour la puissance contenue dans la gerbe.
- Voyons maintenant la disposition de l’éclairage électrique.
- Le moteur est une turbine de la maison Fæsch et Piccard. Gomme elle doit fonctionner en pleine charge, sauf lors de la mise en marche et de l’arrêt, elle est sans régulateur et ne porte qu’un vannage à main pour la mise en marche et l’arrêt. Sa force est de 85 ch.
- La dynamo de la maison Guenod, Sautter et Gie, du type Thury, à courant continu, peut donner 500 ampères à 90 volts en service permanent et un cinquième en plus pendant un éclairage de peu de durée, comme celui des fontaines.
- Un régulateur Thury permet de maintenir constante la différence de potentiel aux bornes de la machine eu faisant varier la résistance du circuit d’excitation.
- Ge régulateur est à action indirecte, une prise de force se fait sur l’arbre de la turbine et actionne constamment l’arbre du régulateur. Par l’intermédiaire d’un solénolde èxcité par une dérivation prise sur les bornes de la machine, un noyau de fer doux est attiré plus ou moins fortement en produisant un embrayage du côté de l’augmentation de la résistance ou de sa diminution, ou un débrayage en position stable.
- Un ampèremètre, un voltmètre et un interrupteur général du circuit complètent les appareils placés près de la dynamo. Une petite construction a été annexée à celle qui contient le régulateur compensateur du réseau de Bessinges, sur le quai des Eaux-Vives.
- La ligne électrique a été composée avec du matériel de circonstance qui se trouvait disponible. Elle est composée actuellement de quatre câbles en acier de 28 mm de diamètre, ayant 358 mm2 de section utile, soit au total 1 432 mm2. Ces câbles ont été placés en amont de la jetée sur les enrochements qui la protègent. Leur nombre sera augmenté au fur et à mesure qu’une partie de ce matériel deviendra disponible.
- Delà machine jusqu’aux enrochements, le courant est conduit par un faisceau de fils de cuivre de 500 mm2 de section qui vient se souder aux conducteurs d’acier à l’entrée de la jetée. Ce faisceau est logé dans un caniveau souterrain en bois goudronné et repose sur des tasseaux en bois.
- La ligne n’a pas été faite complètement en cuivre afin de ne pas être obligé de la protéger contre des gens malintentionnés. De la jetée au bateau des lampes, la ligne est de nouveau en cuivre, d’une section qui actuellement est de 400 mm2. Afin de le rendre plus mobile, le fil'd’aller est supporté par un radeau.
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- — G16
- Les appareils d’éclairage sont portés sur un bateau, cette installation devant être mobile, à eause de l’action du vent sur la gerbe d’eau. Le bateau a 7 m de longueur sur 4 de largeur. Un pont permet de circuler autour afin de pouvoir opérer les déplacements et les amarrages. Un toit étanche protège les appareils et le personnel pendant le fonctionnement du jet d’eau.
- Afin de rendre le bateau stable, lors d’un éclairage de la gerbe d’eau, on a disposé à chaque angle du bateau un pieu mobile retenu dans la position verticale par des étriers en fer fixés au bateau. Lorsque ce dernier doit être déplacé, il est halé sur une des quatre chaînes qui le retiennent et peut être dirigé dans la direction propice aq meilleur éclairage. On descend alors les pieux et, au moyen de moufles, le bateau est relevé de quelques centimètres. Les pieux portent à la partie inférieure une semelle de 0,50X0,50 m pour supporter, en s’appuyant sur le sol, la pression correspondante à cette différence de poids d’eau. Le bateau est alors stable et n’oscille plus lors de la moindre vague produite, par exemple, par le passage d’un bateau à vapeur dans le voisinage.
- En cas de vent impétueux, le jet d’eau ne peut pas fonctionner, à cause des inondations qu’il produirait sur les quais voisins, malgré la distance de 200 m qui le sépare de la rive. L’éclairage dans ces conditions ne saurait avoir lieu.
- Le bateau possède un lanterneau qui permet à l’air chaud de s’échapper afin que les hommes ne soient pas incommodés par la chaleur dégagée par les lampes. Enfin, pour livrer passage à la lumière produite, un des côtés du toit du bateau est composé d’un double châssis vitré. Pour donner plus de fixité à l’arc, chaque lampe possède une résistance spéciale. L’importance de la résistance occasionne une perte de 20 volts pour 100 ampères.
- Les lampes, le réflecteur et les châssis combinant les verres de couleur forment un tout solidaire et mobile autour d’un axe horizontal portant sur un chevalet. La mise au point est obtenue au moyen d’une vis de rappel. Les lampes se règlent à la main par une poignée. Le filetage de la tige de rappel des charbons porte des pas différents du côté positif et du côté négatif, afin que l’arc demeure constamment dans le réflecteur à la place la plus propice pour une bonne réflexion.
- Les réflecteurs, au nombre de deux, sont disposés pour recevoir chacun trois lampes à arc ; ils sont en enivre argenté. L’un des réflecteurs sert à éclairer la partie de la gerbe disposée en éventail et l’autre la partie supérieure du jet.
- Les châssis portant les verres de couleur sont au nombre de six et sont mobiles dans des glissières. Leur position naturelle est d’être à la partie inférieure du cadre. Quand on veut produire une couleur, on amène au-devant de l’arc le verre désiré en exerçant une traction sur une chaînette qui, passant sur une poulie, relève.le châssis à la hauteur voulue. L’opération se fait rapidement et facilement et peut être obtenue simultanément dans les deux châssis. Enfin, en plaçant dans un châssis des verres de plusieurs couleurs, il est possible d’obtenir en même temps des colorations différentes de la gerbe.
- L’intensité lurnineuse peut être évaluée, lorsque la ligne aura été
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- complétée, à près de 75000 bougies. Le fil de retour est en cuivre, du bateau à la jetée, où il se rattache à la canalisation hydraulique. A l’autre extrémité, un deuxième faisceau de fils de cuivre relie ladite canalisation à la dynamo.
- Le personnel nécessaire est composé de deux hommes à terre pour le service hydraulique et celui de la dynamo et de quatre hommes dans le bateau, dont deux aux lampes et deux aux châssis, plus un chef; total : sept hommes.
- La force nécessaire se compose de : gerbe d’eau 560 l par seconde à 120 m de pression = 67 200 kgm, soit 896 ch théoriques ; éclairage 80 ch sur l’arbre, soit, avec 75 0/0 de rendement, 107 ch théoriques; total : 1 003 chx théoriques.
- Le jet d’eau a fonctionné de jour, pour la première fois, les 18, 19 et 20 juillet 1891, à l’occasion de la fête fédérale de gymnastique et, le soir, avec l’éclairage, le 2 août suivant, à l’occasion du sixième anniversaire séculaire de la fondation de la Confédération.
- L’auteur fait observer, en terminant, que c’est la ville de Genève d’où est sortie la première idée des fontaines lumineuses, due, comme on sait, à notre vénéré collègue, D. Colladon, qui en a fait j usqu ici la plus importante application.
- Paqngliots à deux lièlices. — Dans la chronique de juin 1891, page 851, nnui^vnnsTlïdl^TTëmploi du tirage naturel-réalisé à l’aide de cheminées de hauteur exceptionnelle sur le paquebot Scot de la Union Steamship Company, qui fait le service entre l’Angleterre et l’Afrique méridionale. Ce navire est à deux hélices. Il vient récemment de donner un exemple remarquable des qualités de ce mode de propulsion.
- . Le Scot était parti de Southampton le 11 juin dernier, à destination du Cap. Douze heures après, le 12, à 6 heures du matin, le plateau du cylindre à haute pression de l’une des machines se brisa et mit cette machine hors d’état de fonctionner. Dans l’impossibilité,de la réparer, 1p capitaine n’avait que deux alternatives : retourner en Angletene ou continuer avec une seule hélice. Confiant dans les qualités de son navire, il prit ce dernier parti et n’eut pas à le regretter.
- Le Scot effectua le trajet jusqu’au Cap en dix-huit jours quatre heures et cinquante-trois minutes, alors que les contrats passés avec le Post-Office accordent vingt jours.
- Les relevés journaliers donnent pour le plus long parcours effectué, 344 milles en 24 heures et pour le plus faible 295, ce qui correspond à une vitesse maximade 14,3 nœuds et minimade 12,3. Le parcours total de 5 722 milles a donc été effectué à une vitesse moyenne de 13,4 nœuds. Il est à remarquer que le temps a été constamment mauvais pendant toute la durée de la traversée. •
- La réduction de vitesse est bien proportionnelle à la racine cubique de la réduction de puissance, car si on se reporte à la Chronique de Juin déjà citée, on voit que le navire avait donné aux essais 19 1/2 nœuds pour 11 500 chx indiqués ; la puissance courante en service prévue à 8 000 chx devait correspondre à 17.3 nœuds et la moitié de cette. puis-
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- sance, soit 4 000 dix, à 13,7 noeuds, chiffre très peu différent de fa valeur moyenne réalisée, 13,4. Il n’en est pas moins remarquable qu’une aussi longue traversée ait pu être réalisée dans ces conditions, et c’est assurément un argument très puissant en faveur de l’emploi de la double hélice sur des paquebots où cette disposition n’est pas imposée par les dimensions exceptionnelles des appareils moteurs et propulseurs.
- I n nouveau moleui* à gaa. — M. Joseph Day a présenté à la sessionlîê'"î’V'sSbciâtion^^ à Edimbourg, un moteur à gaz de
- son invention dans lequel il s’est proposé de réaliser une simplicité difficile à surpasser.
- On sait que la presque totalité des moteurs à gaz fonctionnent suivant le cycle à deux temps ou le cycle à quatre temps, c’est-à-dire qu’il y a une explosion par tour (moteurs sans compression) ou une explosion par deux tours (moteurs à compression). L’auteur a cherché à obtenir dans sa machine les avantages respectifs de. ces deux genres de moteurs en plus de la qualité que nous avons déjà mentionnée. Voici la disposition essentielle du moteur. La machine est verticale avec le piston au-dessus de l’arbre commandant le coude par une bielle attachée au piston lui-même. Ce coude fonctionne dans une chambre close et étanche sur laquelle est monté le cylindre. Supposons que le piston monte ; il aspire dans la chambre de l’arbre un mélange de gaz et d’air dont les proportions sont, réglées par un appareil automatique. Lorsque le piston redescend il comprime légèrement le mélange en lui donnant une pression de 0,15 kg environ par centimètre carré. Il y a un conduit qui fait communiquer la chambre avec la partie du cylindre au-dessus du piston ; ce conduit se termine par une lumière qui est fermée par le piston, sauf lorsque celui-ci est au bas de sa course. Il en résulte que, dans cette position, une partie du mélange passe de la chambre dans le haut du cylindre ; le piston en remontant comprime la charge qui, à fin de course, est enflammée par un tube d’ignition ; l’explosion se produit et lance le piston de haut en bas. L’échappement des gaz brûlés se fait par une lumière opposée à la première et découverte par le piston un peu avant l’ouverture de la lumière d’admission. De cette manière, quand celle-ci s’ouvre, les gaz sont déjà tombés à la pression atmosphérique et le mélange frais qui pénètre sous une légère pression dans le cylindre, convenablement dirigé, achève de balayer les gaz brûlés. On voit qu’avec un seul cylindre et un seul piston on obtient dans ce moteur une explosion par tour. Comme il n’y a ni clapets, sauf celui d’aspiration, ni cames, ni mécanismes compliqués, on peut réaliser une grande vitesse.
- La machine peut donner 1 100 tours par minute, mais à ce taux l’inflammation n’est plus régulière, tandis qu’elle l’est parfaitement à la vitesse de 500 tours. La marche est douce et entièrement silencieuse. L’auteur estime que son moteur présente les avantages suivants : 1° avoir moins de pièces mobiles que n’importe quelle machine existante ; 2° occuper moins de place ; 3° pouvoir tourner dans un sens ou dans l’autre sans modification ou disposition spéciale; 4° avoir un rendement élevé à cause du petit nombre de parties mobiles ; 5° enfin, avoir une marche beaucoup plus silencieuse que les machines actuelles.
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- Presse hydraulique à forger de 4 OOO tonnes. — Les
- aciénèSliGri3o^imempToïScK,lïïr®1ê'^^aff~^^îlô--'î-î^!''^:esses hydrauliques pour le forgeage des lingots d’acier. La plus puissante peu exercer une pression de 4 000 t.
- Cet appareil, construit d’après la patente de Fritz Baar, a un piston central à deux diamètres différents, la partie inférieure a 930 et la partie supérieure a 530 mm, de sorte qu’on peut obtenir avec de l’eau à 600 atmosphères des pressions respectives de 1 300, 2 700 et 4,000 t.
- La course du piston est de 1,50 ; elle est invariable, au contraire de ce qui existe dans les presses à forger construites par MM. Tannett et Walker,dont nous avons déjà eu occasion de parler. Le retour du piston principal s’opère par l’action de deux autres pistons de 260 mm de diamètre, actionnés par de l’eau à 50 atmosphères et qui servent également de guides au premier.
- Toutes les parties de l’appareil sont en acier coulé. La traverse principale, qui est en deux pièces, pèse 64 t; le cylindre pesait brut 57 i, fini il a encore un poids de 35 t.
- La manœuvre s’opère par un tiroir mû à la main par un levier dont le déplacement extrême n’est que de 600 mm et qui n’exige qu’un effort de 3 kg, étant seulement soumis à une pression de 50 atmosphères ; ce tiroir envoie l’eau à cette charge sur des pistons qui actionnent les distributeurs d’admission et d’échappement. La course de ce tiroir comprend trois parties : la première ouvre l’échappement, la seconde l’admission de l’eau à 50 atmosphères et la troisième celle de l’eau à 600 atmosphères ; cette dernière n’a lieu que lorsque la tête de la presse est arrivée en contact avec le lingot ou le bloc à forger. Cette disposition rend le travail très économique.
- La pression de 4 000 t est obtenue par une pompe à vapeur à deux cylindres de 0,760 m de diamètre et 0,920 de course marchant à 30 tours par minute. Ces pompes refoulent sous un accumulateur à air comprimé dont le plongeur a 0,225 m de diamètre et une course de»3 m. L’eau à plus basse pression est fournie par une machine à deux cylindres de 0,460 m de diamètre et 0,700 m de course pompant sous un accumulateur à poids dont le plongeur à 0,450 m de diamètre et 3,5 m de levée. Toutes ces machines, ainsi que les accumulateurs, sont en double pour prévenir les chances de chômage par accident.
- La presse est installée au milieu d’un atelier circulaire de 33 m de diamètre. Son sommet sert de pivot à une grue radiale pouvant lever 275 t et dont l’extrémité de la volée roule sur une voie circulaire. Les fours sont placés sur le pourtour dans les deux tiers de la circonférence comme dans les ateliers des gros pilons à Terni et à Bochum. Il y a également divers appareils pour manœuvrer les pièces à chauffer devant les fours, •et qui sont, de même que la grue, actionnés par Taccumulateur à 50 atmosphères. Ces renseignements sont extraits de Ylr.on.
- Une turbine à haute eliute. — La « Pelton Water-Wheel Company »,de BanTPrahcîa^ une turbine de 0,90 m de diamètre
- destinée à fonctionner sous une chute de 640?», c’est-à-dire une prèssion •d’eau de 64 kg par centimètre carré. La roue doit faire 1 150 tours par
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- minute, ce qui correspond à une vitesse circonférentielle de 54 m par seconde, c’est-à-dire considérablement plus que la vitesse des scies circulaires. Cette turbine est .faite pour une des mines de Comstock. Le diamètre des injecteurs n’est que de 3,75 mm. La roue est faite d’une seule feuille d’acier trempé de 10 mm d’épaisseur sur laquelle les aubes sont fixées par un rivetage.
- Le fonctionnement de cette turbine sera très intéressant et il permettra de faire des observations sur certains phénomènes, tels que l’érosion des métaux par l’eau à des vitesses considérables. Nous avons rappelé dans notre Chronique d’août 1892, page 333, les célèbres turbines à haute chute de la Forêt-Noire, mais celle-ci les laisse loin derrière elle. Le journal lndustry de San Francisco, auquel nous empruntons es renseignements qui précèdent, dit que cette turbine est certainement celle qui fonctionne sous la plus hsfute chute dans le- monde. Nous le croyons facilement.
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- COMPTES RENDUS
- SOCIÉTÉ D’ENCOURAGEMENT POUR L'INDUSTRIE NATIONALE
- Juillet 1892.
- Séance générale du 27 mai 1892.
- Discours de M. Tisserand, Président.
- Distribution des récompenses.
- Août 1892.
- Rapport de M. Alf. Tresca, sur Hivers perfectionnements et
- inventions présentés par M. Samain.
- Ces appareils peuvent se ranger dans les six catégories suivantes :
- 1° Compteurs d’eau.
- 2Q Ascenseurs et compensateurs à adapter à ces appareils.
- 3° Moteurs à eau sous pression, à dépense variable et leurs applications.
- 4° Pompes rotatives et pompes à pistons à mouvements rectilignes. Balances automatiques à simple et à double effet.
- 5° Presses et pressoirs.
- 6° Poinçonneuse à vis et à leviers.
- Parmi ces appareils nous citerons plus particulièrement les compteurs d’eau composés de quatre cylindres dont les pistons disposés chacun à angle droit par rapport au voisin actionnent une manivelle unique ; un seul tiroir distribue l’eau dans les quatre cylindres et la pression de l’eau sur ce tiroir mû par le prolongement de l’arbre à manivelles est équilibrée par la pression de l’eau sous l’autre extrémité de l’arbre formant pivot.
- Les ascenseurs Samain ont une tige développable, c’est-à-dire formée de tubes de diamètres décroissant, rentrant les uns dans les autres. On peut ainsi presque entièrement supprimer le puits foré des ascenseurs ordinaires. Un des systèmes de compensation employé par l’auteur consiste dans des contrepoids qui, guidés par des bielles articulées et des courbes directrices prennent des inclinaisons qui annihilent une partie de leur effet.
- Dans ces moteurs à eau, M. Samain a rendu le travail variable par l’emploi d’une disposition de manivelle à course réglée de manière' automatique assez simple, problème important pour l’emploi de ces moteurs. Nous ne saurions faire comprendre cet arrangement sans le secours des figures jointes au rapport.
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- Un appareil très intéressant est une pompe automatique ou multiplicateur de pression, consistant en un moteur à trois cylindres dont chacun active une petite pompe. Ce moteur actionné avec de l’eau à une pression donnée, rendra une moindre quantité d’eau sous une pression double ou triple.
- Une poinçonneuse à vis et à levier, d’un modèle très connu aujour-dhui, a été brevetée par l’auteur en 1856.
- Rapport de M. de Comberousse sur le Nouveau système drpu-ratenr économique des eaux «l’alimentation des cliau-«lières à vapeur, présenté par M. A. Gibault.
- On peut épurer les eaux d’alimentation par purification préalable à leur introduction. dans la chaudière; on peut mélanger directement à l’eau dans la chaudière même des matières propres à prévenir l’adhérence des dépôts ; enfin, on peut placer dans le générateur des vases ou réservoirs spéciaux où les dépôts peuvent s’accumuler. C’est à cette dernière catégorie qu’appartient l’appareil épurateur de M. Gibault.
- Il se compose de tubes en fer de 12 cm de diamètre environ disposés en forme de serpentin. Une partie de ces tubes est immergée dans l’eau de la chaudière, l’autre baigne dans la vapeur. L’eau d’alimentation circule dans ces tubes avant de se mêler à l’eau de la chaudière. Les sels se déposent et on les évacue par une purge produite par l’ouverture de soupapes convenablement disposées. L’appareil peut être considéré comme fonctionnant d’une manière continue.
- Le rapporteur cite une application faite sur une chaudière de 35 ch à la Ferté-Macé depuis juin 1890 et une autre faite à Puteaux sur un générateur de 80 ch depuis novembre 1891. Les résultats ont été des plus satisfaisants.
- Rapport de M. Ed. Simon, sur l’École fra nçaise «le bonneterie, à Troyes.
- L’institution de cette école est justifiée par l’importance de l’industrie des étoffes tricotées dont la production a été en France de 70 millions de francs en 1862 et de 175 millions en 1889. Sur ce dernier chiffre, le département de l’Aube entrait à lui seul pour 60 millions.
- Cette école a été créée à Troyes, en 1888 ; l’enseignement dure deux années. En 1890, elle comptait seize élèves dont sept en deuxième division et neuf en première. Les résultats constatés sont immédiats et avantageux; aussi, après trois années d’essai, les associés, plus que jamais convaincus de l’utilité et de l’avenir de leur fondation ont décidé, pour une nouvelle période, la prorogation de la Société anonyme de l’École française de bonneterie.
- Rapport de M. Troost sur la Fabrication automatique du vinaigre, par M. E. Barbe.
- Dans ce procédé, le travail manuel est supprimé et l’alimentation des cuves se fait avec la plus grande régularité le jour et la nuit. Les cuves sont rangées en longues lignes parallèles et la distribution du liquide à acétiûer ainsi que l’accès de l’air nécessaire à l’opération se font automatiquement par des appareils spéciaux.
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- Ce système, appliqué pour la première fois en 1888, fonctionne actuellement dans un certain nombre de fabriques représentant un total de 51 i cuves produisant journellement 200 hl de vinaigre.
- Sur la Microstracture du fer forsgeable et «le l’acier en
- particulier, par E. Martens, traduit par M. Osmond du Stahl and Eisen.
- Cette note est relative à la méthode qui consiste à employer l’examen des cassures pour déterminer les formes cristallines des fers et aciers. Dans cette méthode, qui utilise le microscope et la photographie, on a à tenir compte des accidents secondaires qui résultent des procédés particuliers de fabrication et qui peuvent conduire, si on n’y fait grande attention, à des résultats très erronés. On sait, en effet, que la structure de l’acier, par exemple, est considérablement modifiée par les travaux successifs que l’on fait subir à ce métal. La structure grossièrement cristalline de l’acier Bessemer en lingot devient la structure à grain fin des rails, etc. L’examen microscopique montre donc, aux diverses phases du travail, d’importants changements de structure, bien que certaines particularités semblent persister à travers toutes ces phases.
- L’auteur donne un grand nombre d’exemples de microstructure des faces cristallines représentés par des photogravures. On y remarque certaines formes singulières qui s’expliquent par l’intervention des soufflures, au moins dans une certaine mesure. Peut-être peut-on aussi admettre que les divers constituants de l’acier ne se solidifient pas en même temps et que l’inégal retrait de ces divers alliages pendant le refroidissement détermine des tensions différentes qui amèneraient les formes tordues et tourmentées qu’on observe quelquefois.
- Dans cette note, qui remonte déjà à avril 1887, l’auteur annonce qu’il reviendra plus tard sur plusieurs des points qu’il signale.
- Programme des prix proposés par la Société d’Encouragement pour l’industrie nationale, à décerner dans les années 1893 à 1896.
- ANNALES DES PONTS ET CHAUSSÉES
- Mai 1892.
- Notice sur le canal «lui Havre à Tancai*ville, par M. Maurice Widmer, Ingénieur des ponts et chaussées.
- On sait que le canal du Havre à Tancarville a été établi pour faciliter à la batellerie les communications entre la Seine et le Havre, en lui évitant les dangers de la traversée de l’embouchure du fleuve. Ce canal a été mis en service à la fin de juillet 1887 ; il avait été commencé en 1881.
- Le tracé part du bassin de l’Eure, au Havre, et débouche dans la
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- Seine au pied du cap de Tancarville, à 96 km en aval de Rouen. La longueur totale est de 26 km.
- Le mouillage est de 6 m entre le Havre et l'embranchement d’Har-fleur, et de 6,50 m de ce point à Tancarville. La largeur des écluses est de 16 m.
- Les ouvrages d’art consistent dans un garage, un sas éclusé et un bassin fluvial au Havre, des ponts tournants sur le canal et, enfin, un sas éclusé à Tancarville. Les ponts et les portes d’écluses sont munis d’appareils hydrauliques de manœuvre. On peut signaler la disposition particulière des portes d’écluses du sas de Tancarville, qui sont à un seul vantail, d’après un système imaginé par feu M. Bellot, alors Ingénieur en chef au Havre, système qui présente des avantages très sérieux au point de vue de l’économie et de la sécurité.
- Une grande difficulté a été l’envasement périodique des portes du sas de Tancarville par les apports de la Seine. On compte la combattre en n’introduisant pas de cette eau dans le sas, mais en se servant de l’eau môme du canal, élevée par des machines spéciales actuellement en cours d’installation.
- Les dépenses totales se sont élevées à 23 300 000 f, dont 7 500 000 f environ pour le creusement proprement dit du canal et de l’embranclie-ment d’Harfleur.
- Ce creusement a été presque entièrement exécuté par notre collègue, M. Allard, au moyen d’excavateurs desservis par des transporteurs à toile sans fin de 54 m de portée.
- En 1891, le trafic de la batellerie fluviale a été, pour le canal, de 1 096 bateaux à la remonte et 1182 à la descente, soit un total de 2278, représentant 331 184 / de marchandises. Ce trafic suit une augmentation constante d’année en année. La création du canal a amené un développement du matériel de la batellerie, surtout par la construction de grands chalands, dont quelques-uns portent jusqu’à 930 t de marchandises; il en est résulté l’abaissement d’au moins 2 /'par tonne du fret par eau entre le Havre, Rouen et Paris ; de plus, les Compagnies de chemins de fer se sont vues obligées à réduire quelques-uns de leurs tarifs. Ces abaissements ont représenté pour le public, en 1890, une économie de près de 5301)00 /'.
- Juin 1892.
- Instruments nouveaux et procédés auxiliaires pour-le Jaugeage des eaax «oimmteM, par M. Ritter, Ingénieur en chef des ponts et chaussées, en retraite.
- Le jaugeage des cours d'eau ne pourra être considéré comme ayant reçu une solution complète que lorsqu’on possédera un instrument qui permette de mesurer directement, et quel que soit le degré de pureté de l’eau, les vitesses à de grandes profondeurs. Il est diverses autres conditions que l’appareil doit remplir, et aucun de ceux qu’on possède actuellement ne les réunit toutes.
- L’auteur décrit un instrument nouveau, dit hydrotachimètre, qu’il croit destiné à remplacer les types antérieurs du tube de Pilot, dont il dérive. Le principe est l’emploi de deux ajutages plongés dans le cou-
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- rant : l’un dans le sens de l’aval, l’autre de l’amont; ces ajutages aboutissent' chacun à une chambre à air, ces chambres étant en communication ensemble par un tube rnanométrique *qui accuse les différences de pression qui existent entre elles.
- Cet instrument, dont nous n’indiquons ici que le principe, se dispose de diverses manières, selon les cas, notamment selon les profondeurs auxquelles il est nécessaire d’opérer. * *
- Dans une seconde partie, le Mémoire décrit de nouveaux types d’instruments connus, tels qu’un Pitot-Darcy de poche et un moulinet électrique, plus commode que le type ordinaire.
- Enfin, dans la troisième partie, l’auteur s’occupe de quelques procédés auxiliaires, comme la constatation des rides à la surface de l’eau et les essais thermométriques ethydrotimétriques, auxquels on peut recourir lorsque les instruments proprement dits deviennent inapplicables.
- Note sur la* ©aiTlès*© «fles ]?IaréeI»ati:x et son chemin de fer à voie étroite de 0,60 m de largeur, par M. Tur, Ingénieur des ponts et chaussées.
- La carrière des Maréchaux, située dans le département de Seine-ét-Oise, est exploitée depuis 1879 par la Ville de Paris, pour la production des pavés dits « pavés de grès de l’Yvette ».
- . Avant 1885, les produits de cette carrière étaient conduits à la station des Essarts-le-Roi, du chemin de fer de l’Ouest, ligne, de Paris à Chartres, iar tombereaux, soit 10 km de parcours. Le coût de ce transport atteignait o/'par tonne, dont if de subvention industrielle aux communes intéressées pour l’entrelien des chemins.
- La Ville de Paris résolut alors d’établir un chemin de fer entre la carrière et la station. On adopta la voie de 0,60 m et la fourniture du matériel fixe et roulant fut confiée à M. Decauville. L’exploitation de cette ligne, se poursuit régulièrement depuis le mois de mai 1885. La voie est presque sur toute sa longueur sur accotement de route et suit sur le reste la ligne du chemin de fer. Les déclivités maxima atteignent 8, 10 et même" In millièmes, mais sur de très faibles longueurs. Les courbes les plus faibles sont de 41 et 28,80 m de rayon. La longueur du tracé est de 7 278 m.
- La voie est en rails de 9,5 kg en acier rivés sur traverses métalliques.
- 11 a été fourni vingt-six wagons portant en pratique 8 t et une locomotive à quatre roues de 5 t à vide et de 6 t en service. Les dépenses de premier établissement se sont élevées de ce chef à 141000 /.
- Depuis 1888 il a été fait de notables améliorations. La courbe de 41 m dont il a été question donnait lieu à des difficultés. La voie primitive a dû être remplacée dans cette courbe par la voie Péchot à traverses à bouts rabattus. La machifie à quatre roues devenant insuffisante, il lui a été adjoint une locomotive compound articulée, système Mallet, pesant
- 12 t en service. Cette machine est munie d’un aspirateur Friedmann qui permet d’alimenter les caisses à eau avec de l’eau prise dans les cours d’eau qui bordent la voie. Cet appareil, appliqué également q la locomotive primitive, a permis de supprimer le réservoir d’alimentation.
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- De 1889 à 1890 il a été transporté 158 500 t utiles en 6,769 trains, ce * qui représente un tonnage brut de 380 000, soit 63,300 t par an.
- Le prix de revient, y compris un amortissement en trente ans, ne dépasse pas 1,50 f, ce qui donne 3,50/ d’économie par tonne sur le transport par tombereaux. De plus, on a pu transporter des produits accessoires dont la vente était auparavant impossible à cap.se de l’élévation des prix de transport, de sorte que le bénéfice total, pour une période de six ans, peut être évalué à 385 000 f, ou 64 200 f par an.
- La conclusion du Mémoire est qu’en somme la voie de 0,60 m assure, dans de bonnes conditions, depuis six ans, à la carrière des Maréchaux, un service de marchandises lourdes, et qu’il eût été difficile, étant données les conditions locales, d’installer une voie de 1 m, laquelle n’eût pu d’ailleurs présenter, aux divers points de vue indiqués dans la note, les mêmes avantages que la voie.de 0,60 m.
- ______________î
- SOCIÉTÉ DE L’INDUSTRIE MINÉRALE
- District du Nord Séance du 3 avril 4892.
- Communication sur le Wystagsiatis «tes mineurs, par le docteur Dransart.
- Le nystagmus des mineurs est une affection qu’on pourrait appeler la danse des yeux. Elle consiste en un accès oscillatoire des yeux qui se produit quand le regard du mineur se dirige en haut, soit directement, soit indirectement, à droite ou à gauche. Cet accès cesse quand le mineur regarde en bas. Les oscillations de l’œil se font de haut en bas ou de droite à gauche ou selon un mouvement de circonvolution. Le nombre des oscillations est variable: le chiffre moyen est environ de 80 par minute. Cet accès est accompagné de troubles subjectifs divers, tels que : danse des objets, vertige et maux de tête, diplopie, photophobie, larmoiement, etc. Le nystagmus à l’état grave gêne la marche et finit par obliger le mineur à cesser tout travail.
- D’après M. Dransart, il existerait dans le nord de la France dans la proportion de 10 0/0 sur le nombre total des mineurs ; mais le nystagmus grave ou nystagmus confirmé est heureusement beaucoup plus rare. On remarque que c’est dans les exploitations à lampes de sûreté que cette affection est la plus fréquente. Elle paraît être très rare dans le midi de la France, peut-être parce que les'eouch.es sont généralement plus élevées. L’auteur estime cependant, contrairement à certaines opinions, que le nystagmus a une cause génératrice autre que la lampe de sûreté et que cette cause est l’effort exagéré des muscles élévateurs latéraux et obliques des yeux. Il reconnaît, toutefois, que le défaut d’éclairage joue un grand rôle dans la fréquence du nystagmus. On rendrait
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- certainement cette affection beaucoup plus rare en perfectionnant les • moyens d’éclairage et d’abatage employés dans les houillères.
- Communication de M. Gruner sur la fftuesti«m «les accidents du travail et le projet d’assurance obligatoire déposé à la Chambre des députés le 25 février 1892 par la Commission du travail.
- Notre collègue, M. E. Gruner, présente ici un historique très complet de la question des accidents du travail au sujet de laquelle, la première proposition de loi remonte à 1880. Quantité de projets onf été déposés depuis et discutés ou étudiés jusqu’au dernier, le projet dti 25 février 1892, sur lequel la Chambre est actuellement appelée, à se prononcer et qui organise l’assurance obligatoire contre les accidents par voie d’assurance mutuelle des patrons groupés par grandes divisions territoriales sans distinction de corps de métiers. M. Gruner discute la base de ce projet de loi et examine quelle doit être l’attitude des exploitants de mines en face de cette législation nouvelle et quelles mesures ils ont intérêt à prendre pour conserver l’indépendance très partielle que le titre VIII de la loi leur permet de prendre en s’administrant eux-mêmes et décidant entre eux la répartition des charges, au lieu de se trouver englobés dans les circonscriptions territoriales, mêlés aux industries les plus variées et les plus dissemblables comme importance et comme nature.
- RÉUNION DE SAINT-ÉTIENNE
- Séance du % juillet 1892.
- Communication de M. Raveaud sur les Kelatious qui exïsteut entre la propagation «les ga® d’une explosion «te grisou et le traeé «Ses galeries «l’une aniaae.
- La question est celle-ci : le chemin parcouru par les gaz d’une explosion de grisou, leur manière de se comporter pendant qu’ils circulent dans une mine ne dépendent-ils pas en grande partie du tracé des galeries de cette mine? Cette proposition étant démontrée exacte par des considérations théoriques et par des enseignements- tirés de l’observation, l’auteur décrit les dispositions générales qui doivent permettre de préserver une mine d’une catastrophe complète due au grisou et dont le point de départ est la division en quartiers accompagnée de certaines précautions relative^ à la position des puits d’entrée d’air et des galeries d’arrivée et de retour les uns par rapport aux autres.
- SOCIÉTÉ INDUSTRIELLE DE MULHOUSE
- BULLETIN DE JUIN 1892.
- Iiiï|iressIoïa sur étoffes au moyen de rouleaux gravés en relief, par M. A. Rosenstiehl.
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- Appareil mixte en.fonte et en platine pour la coiBCpnlpatbn de l'aciÀe sulftiricgtie à 6©°, par M. Scheurer-Kestner.
- On concentre actuellement l’acide sulfurique clans des appareils en verre, en platine, en fonte ou même en porcelaine ; ils présentent tous (les inconvénients de diverses natures. On a cherché à combiner la fonte et le platine et c’est le perfectionnement de ce genre d’appareil qui fait le sujet de la présente note. Il porte principalement sur la disposition du joint hydraulique qui réunit la cuvette en fonte à la cloche. L’emploi de cette cuvette en fonte a permis de réduire de 25 000 f le prix d’un alambic à une cuvette et de 45 000 /‘celui d’un alambic à deux cuvettes. La perte de fonte n’est que de 10 gr par 100 kg d’acide concentré, soit un dix-millième.
- Rapport sur l’ouvrage de M. le docteur Bleicher : « Conimeree et Industrie des populations primitives file î’ilsaee et de la Lorraine », par M. Mathieu-Mieg.
- Les résultats des recherches préhistoriques effectuées en Alsace permettent de se faire une idée de ce que pouvaient être le commerce et l’industrie des populations primitives de cette région. L’ouvrage de M. Bleicher donne d’intéressants aperçus à cet égard. Les stations de l’âge de pierre sont assez rares, mais on trouve beaucoup d’objets en bronze et en fer ; pour ces derniers on est amené à croire que l’exploitation du fer dans ces contrées a précédé l’arrivée des Romains. On trouve également des traces très nettes de la culture du lin et de sa mise en œuvre comme matière textile. Il est probable que les étoffes, les bestiaux et peut-être aussi les peaux d’animaux séchées étaient les principaux éléments d'échange de ces peuples aux époques préhistoriques.
- Rapport sur les travaux de M. René Bohn dans le domaine des matières colorantes artificielles, par M. Albert Scheurer.
- Documents pour servir à l’Mistoire «les toiles peintes, par M. Prud’homme.
- Il s’agit d’un certain nombre de notices concernant l’industrie des toiles peintes contenues dans le Journal de physique, de chimie, d’histoire naturelle et des arts. Deux des plus remarquables datent de 1798 (invention des cylindres à lustrer le papier) et de 1800 (nouvelle méthode de blanchir le coton, publiée par Chaptal.)
- Rapport sur l’Association de Bâle pour la propagation «le bons écrits, par.M. Ivan Zuber.
- Ce rapport reproduit les statuts de l’Association créée il y a environ deux ans pour répandre de bonnes publications et donne les résultats obtenus qui indiquent un succès très complet. On y trouve la liste des publications de la Société parues soit à Bâle, soit à Berne et à Zurich. Toutes ces publications, qui se vendent presque toutes au prix très bas de 0,10 fYexemplaire, sont en allemand. Il en a été vendu la première année 241 800 exemplaires et la seconde 414 500.
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- INSTITUT ROYAL DES INGÉNIEURS NÉERLANDAIS (1)
- * Livraison du 12 mai 1892.
- Recherches sur les causes «le 1» catastrophe «le Mœn-
- ehensteiiB (14 juin 1891), par M. Broeckman.
- L’auteur a été chargé par le ministre des Travaux publics de visiter les lieux de l’accident ; cette visite a eu pour conséquence un rapport contenant ses observations et ses conclusions. D’après lui, le pont de Mœnehenstein se trouvait dans dés conditions si spéciales que l’accident ne saurait causer des inquiétudes sur la résistance des ponts construits d’après des systèmes analogues et dans * lesquels on aurait employé les modes de construction usités dans la pratique. * '
- I«es clayonnages sur le Ras-Wéser, par M. Kapteyn.
- Dans ,1a régularisation du Bas-Wéser on a fait un usage fréquent de clayonnages de toute espèce en tenant compte des circonstances diverses. Ces travaux diffèrent sous plusieurs points des ouvrages analogues exécutés en Hollande. C’est pourquoi l’auteur a jugé utile de donner une description très détaillée de ces travaux, des matériaux employés, des méthodes d’exécution, du prix de revient, etc.
- Livraison du 4 juin 1892.
- Communication de M. Michaelis sur CL-M. Roentgen, l’inventeur «le la machine eomponnd.
- Notice biographique suivie de quelques observations relatives à un traité de Rœntgen sur l’emploi des bateaux à vapeur sur les rivières et canaux, datant de 1828. (Voir Chroniques d’octobre et décembre 1889, pages 534 et;757.)
- Communication de M. van Ysselsteyn sur les travaux: entrepris à Rotterdam en vue de l’amélioration de la situation hydrographique et du drainage de cette ville. Description détaillée de ces travaux dont le succès a été complet èt par lesquels l’assainissement de la ville a été très notablement amélioré. . i
- ' Livraison du 6 juillet 1892.
- Considérations théoriques sur le galvanomètre, présentées par M. DE Roos.
- Note de MM. Alpherts et Verbrugh sur l’emploi de l’acier doux (flusseisen) dans les constructions.
- Dans cette étude, les auteurs résument les prescriptions en vigueur et
- (1) Résumé communiqué par M. J. de Koning.
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- les résultats des diverses recherches sur la valeur de l’acier doux en comparaison avec l’acier dur et avec le fer. Comme conclusion, ils donnent les conditions auxquelles le fer et l’acier doivent satisfaire pour les livraisons à effectuer dans les colonies néerlandaises. L’acier doux est admis seulement pour les ponts de chemins de fer ; il doit être obtenu par le procédé Siemens-Martin; comme résistance par millimètre carré, on demande 37 à 44 kg-, le produit de la résistance en kilogrammes par millimètre carré par l’allongement en centièmes ne doit pas être inférieur à 900.
- Livraison du 12 août 1892.
- Démonstration de la Imuteuv d’élévation admissible pour les
- pompes «ioMSsies à succion, par M. Huet.
- SOCIÉTÉ DES INGÉNIEURS ALLEMANDS
- N° 31. — 30 Juillet 1892.
- Développement technique *des Compagnies de navigation « Lloyd de l’Allemagne du Nord » et « Hambourgeoise-Américaine », par R. Haack et C. Busley {supplément à la première partie).
- Parachutes pour cages de mines, par G. Hahn.
- Règlementation des unités techniques, par Holzmuller.
- Construction et épreuves des ponts métalliques, par F. Engesser.
- Groupe d’Aix-la-Chapelle. —Construction à l’épreuve du feu du théâtre municipal d’Aix-la Chapelle.
- Groupe de la Lenne. — Correction du Wéser au-dessous de Brême..
- Variétés. — Appareils de mesurage pour transports de force. — Curage des canaux. — Graissage automatique des poulies de Macfarlan et Reid. — Indicateur de Mackinvel et Buchanan. —Réunion des Sociétés allemandes de mathématiciens.
- i V
- N° 32. — 6 août 1892.
- Ordre du jour de la dix-huitième assemblée générale de l’Association, les 29, 30 et 31 août 1892, à Hanovre.
- Essais longitudinaux et transversaux sur le métal fondu, par F. Kintzlé.
- Principes de la technologie mécanique et de la connaissance des matériaux (deuxième partie), par F. Kick.
- Machine componnd à grande vitesse de la fabrique de machines Marky, Bromovsky et Schulz, à l’Exposition nationale de Prague en 1891, par C. Budil.
- Développement technique des Compagnies de navigation « Lloyd de
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- l’Allemagne chi Nord » et « Hambourgeoise-Américaine », par R.Haack et G. Barley. (Supplément à la première partie, fin.)
- Groupe d’Aix-la-Chapelle. — Effet utile de la compression étagée.
- Variétés. — Distribution d’eau dans les maisons. — Flottage sur les cours d’eau en Prusse. — Transport de force entre Tivoli et Rome. — Distribution électrique de lumière et de force dans la ville de Limburg-sur-Lahn.— Les Sociétés de na vigation à vapeur du monde. — Chemin de fer à navires de Chignecto.
- N° 33. — 13 août 1892.
- Gérard Maurice Rœntgen, l’inventeur de la machine compound, par E. Bruckmann.
- Creusement d’un puits à eau, par A. Ritter.
- Machine à grande vitesse à distribution centrale de Willans, par Freytag.
- Groupe d’Aix-la-Chapelle. — Responsabilités civiles et pénales des chefs d’industrie sous la législation actuelle.
- Bibliographie. — Installation et conduite des usines à fer-, par E.-F. Dürre.
- Variétés. — Influence des conducteurs à forte tension sur les fils téléphoniques. — Canal du Rhin au Wéser et à l’Elbe. — Catastrophe du bateau à vapeur le Mont-Blanc.— Résultats d’exploitation des tramways à air comprimé de Berne.— Métal Mitis.— Nouveaux joints à manchon pour tuyaux. — Expériences de Legoux sur la fixation des bandages de roues.
- i N° 34. — 20 août 1892. i
- Greniers à silos à Galatz et à Bralïa, par C. Arndt.
- Gérard Maurice Rœntgen, l’inventeur de la machine compound, par E. Bruckmann (fin).
- Action des efforts transversaux sur le bordé des grands navires, par Miseendorf. '
- Groupe de Berlin. — Démarreur automatique pour tramways. — Préservation des charpentes métalliques d’ateliers.
- Groupe de Hesse. — Tuyaux de conduite d’eau en bois. — Manchon auxiliaire pour tuyaux en fonte pour gaz et eaux. — Essais à la rupture des tôles d’acier.
- Variétés. — Chemin de fer électrique à Brême. — Enregistreur électrique à pendule de Seibt-Fuess, pour niveau d’eau de chaudières.
- Correspondance. — Perte de charge dans les longues conduites d’air comprimé.
- N° 35. — 27 août 1892.
- Utilisation des forces du Rhône à Genève, par S. Schiele.
- Greniers à silos de Galatz et de Braila, par C. Arndt (fin).
- Application du condenseur à jet de Kœrting sur le vapeur dm Rhin Rupprecht, par D. Mahla.
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- Groupe de Ber gués. — Chute du pont de Wupper à Elberfeld. — Le métal fondu et son emploi. ‘
- Groupe de Francfort. — Action de la capillarité.
- Groupe de la Lenne. — Fabrique de ciment l’Étoile. — Fabrique de bougies et de savon à Stettin. — Installations électriques à Stettin. — Le métal fondu et son application à la construction des chaudières.
- Variétés. — Pompes à palettes de Allweil. — Développement des stations centrales d’électricité. — Dix-huitième assemblée générale de l’Association d’hygiène publique.
- N° 36. — 3 septembre 1892.
- Utilisation des forces du Rhône à Genève, par S. Schiele (suite).
- Nouveautés dans les machines-outils à travailler les métaux, par H. Fischer.
- Nouvelle voie des chemins de fer de l’État prussien, par A. Gorring.
- Groupe du Rhin inférieur. — Le canal de la mer du Nord à là Baltique. — Les locomotives dans le monde entier.
- Groupe de Saxe-Anhalt. — Courants électriques et mode d’action des dynamos.
- Variétés.—Le ciment. ,
- Correspondance. — Les freins à air dans l’exploitation des chemins de fer.
- 1
- N° 37. — 10 septembre 1892. * »
- Calcul, du débit d’un déversoir sans contraction de la veine, par W. Hauer.
- Utilisation des forces du Rhône à Geneve, par S. Schiele (fin). ,
- Machines-outils à travailler les métaux, par H. Fischer (suite).
- Groupe de Mannheim. — Montage des machines à vapeur.'— Rectification de l’alcool. *
- Groupe du Rhin inférieur. — Règlements de police relatifs à l’emploi du fer dans les constructions.
- Bibliographie. — Manuel de la métallurgie du fer, par le Dr H. Wed-ding. — Guide pour le calcul des dynamos et des conducteurs électriques, par le Dr N. Corsepins. — Distribution de l’électricité, par R.-V. Picou.
- Variétés. — Résultats d’exploitation du chemin de fer électrique souterrain City and South London. — Production des mines et usines de Prusse en 1890 et 1891.
- Pour la Chronique et les Comptes rendus, A. Mallet.
- imprimerie CHAIX, rue bergère, 20, paris. — U818-I0-92.— (Eucre Lorilleuï).
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- MÉMOIRES
- ET
- COMPTE RENDU DES TRAVAUX
- DE LA
- SOCIÉTÉ DES INGÉNIEURS CIVILS
- OCTOBRE 1892
- K° lO
- Sommaire des séances du mois d’octobre 1892 :
- 1° Décès de MM. A. Souchet, Lalo et H. Peligot. (Séances des 7 et 21 octobre), pages 639 et 644 ;
- 2° Décorations. Chevalier de la Légion d’honneur,M. E. Dupuis. (Séance du 7 octobre), page 639 ;
- Chevalier du Mérite agricole, M. Gabasse. (Séance du 21 octobre), page 644 ;
- Ordre de Sainte-Anne de Russie (lre classe), M. A. Vernes. (Séance du 21 octobre), page 644 ;
- 3° Dons cle Bons de l’Emprunt, par MM. Coiseau, L. Martin, A. Mallet, Chalmeton et de Longraire. (Séances des 7 et 21 octobre), pages 639 et 644 ;
- 4° Ouvrages reçus (Présentation et Analyse de diversJ, par MM. Hallopeau, Charton, E. Polonceau. (Séances des 7 et 21 octobre), pages 639, 645, 646, 648 ;
- 5° Canalisations électriques dans les villes éclairées au Gaz (Danger des), par M. P. Jousselin. (Séance du 21 octobre), page 653 ;
- 6° Commission supérieure du travail (Dépôt du Rapport de la), par M. Appert. (Séance du 7 octobre), page 640 ;
- 7° Enclenchements électriques des Chemins de fer de l’Etat (Les), par M. Loppé. (Séance du 7 octobre), page 643 ;
- Bull.
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- 8° Exposition de Chicago ( Voyage en Amérique et à V), par M. de Chasse-loup-Laubat, délégué de la Société. (Séance du 21 octobre), page 648; 9° Gaz des gazogènes, le gaz à Veau et la récupération du carbone {les Nouveaux), par M. A. Lencauchez. (Séance du 7 octobre), page 643; 10° Voyage de la Société en Amérique (Lettres d’invitation des Ingénieurs Américains en vue du). (Séance du 21 octobre), page 648.
- Pendant le mois d’octobre 1892, la Société a reçu :
- 32960 — De M. E.-L. Corthell (M. de la M.). The Cairo Bridge : Reports of
- Stuyvesant Fish and of George S. Morison (grand in-4° italien de 41 p. avec 37 pl.). New-York, 1892.
- 32961 — De M. M.-R. Jefferds. Tubular \Iron Wagons Goodfellow and
- Gushman Patents (album petit in-32 italien). London.
- 32962 — Du même. Renseignements relatifs à VExploitation des Chemins de
- 32963 ter anglais pendant les vingt dernières années (une feuille in-4° et une carte 1 /2 grand aigle). London.
- 32964 — De M. H. Woods (M. de la S.). Report of the Rapid Commission
- to the Massachusetts Législature. April 1892 (in-8° de 256 p. et 30 pl.).
- 32965 — Du même. Annual Report of the Department of Paris for the
- year 1891.
- 32966 — Du même. City of Newton. Contract and Spécifications for Ameri-32993 can Cernent Portland, Cernent Iron Castings and for a Covered
- Réservoir and appartenances on Waban Hill Building Section 4 Newton Secer System (5 brochures in-4° avec pl. et photog.). 1890 et 1892.
- — De M. le Ministre des Travaux publics. Statistique de la Naviga-32995 H°n intérieure. Relevé général du tonnage des marchandises, année 1891 (1er et 2e volumes). Paris, Imprimerie nationale, 1892.
- 32et6 — Schneider et Cie. Usine du Creusot. Album de fers spé-
- 32997 ciaux (grand in-folio de 61 pl.). Edition de 1889.
- 32998 — De M. E.-L. Corthell (M. de la S.). Report of the Chicago termi-
- nal Commission to the May or and Common Council of the City of Chicago July 11, 1892. By Geo H. Reynolles and E.-L. Corthell (in-8° de 101 p.).
- 32999 — De M. H. Chapman (M. de la S.). Tubular Iron Wagons Good-
- fellow and Gushman Patents (albumpetit in-12 italien). London.
- 33000 — Du Même. Renseignements relatifs à VExploitation des Chemins de
- 33001 fer anglais pendant les vingt dernières années (une feuille in-4° et 1 carte 1/2 grand aigle). London.
- 33002 — De M. Grand Bey (M. dé la S.). Comité de conservation des Mo-33008 numents de l’Art arabe, 2e fascicule à 8e fascicule, années 1886
- à 1891 (4 brochures in-4° et 3 brochures in-8°). Le Caire, J. Serrière, 1889 à 1891.
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- 33009 — De M. Alfred Picard. Rapport général sur l'Exposition universelle
- de 1889. Tome VIL Paris, Imprimerie nationale, 1892.
- 33010 — Du Ministre des Travaux publics. Statistique de la Navigation
- intérieure. Dépenses de premier établissement et d’entretien concernant les fleuves, rivières et canaux. Paris, Imprimerie nationale, 1892.
- 33011 —De M. Worth. Patent application (in-12 de 31 p.). Frankfbrt-
- sur-Mein, 1892.
- 33012 — De l’Association des propriétaires d’appareils à vapeur de la
- Somme, de l’Aisne et de l’Oise. Les Appareils à vapeur à l’Exposition universelle de 1889 (grand in-8° de 166 p.). Amiens, T. Jeunet, 1692.
- 33013 —De la même. Bulletin de l’exercice 1891. Amiens, T. Jeunet,
- 1892.
- 33014 — De la Chambre de commerce de Dunkerque. Recueil des procès-
- verbaux des séances de la Chambre. Dunkerque, Paul Michel, 1892.
- 33015 — De M. Jean Pauly (M. de la S.). La Chaleur considérée au point
- de vue de sa transformation en puissance dynamique (in-8° de 296 p.). Paris, E. Bernard et Cie, 1892.
- 33016 — De la Société académique du département de l’Aube. Mémoires,
- année 1891. Troyes, Dufour-Bouquet, 1892.
- 33017 — De M. Le Chatelier. Sur la mesure optique des températures éle-
- vées (in-8° de 21 p.). Paris, Gauthier-Villars, 1892.
- 33018 — De MM. Gauthier-Villars, éditeurs. Détente variable de la vapeur,
- par Madamet (petit in-8° de 179 p.). Paris, Gauthier-Villars, 1892.
- 33019 — Du même. Le Grisou, par Le Chatelier (petit in-8° de 187 p.).
- Paris, Gauthier-Villars, 1892.
- 33020 — De l’Institution of civil Engineers. Minutes of Proceedings, vol CIX,
- 1891-189%. Part III. London, 1892.
- 33021 — De M. Alfred Picard. Rapport général sur l’Exposition universelle
- de 1889. Tome VIII. Paris, Imprimerie nationale, 1892.
- 33022 — De M. E. Brückmann. Gerhard Moritz Reentgen der Erfinder der
- Mehrfach Expansion Dampmaschine (in-4° de 15 p.). Berlin, A.-W. Schade’s, 1892.
- 33023 — De M. L. Lefranc (M. de la S.). Note sur la rétrogradation du
- superphosphate de chaux dans la terre arable (in-8° de 4 p.). 1892.
- 33024 — De M. P. Mahler (M. de la S.). Contribution à l’étude des Com-
- bustibles. Détermination industrielle de leur puissance calorifique (petit in-8° de 73 p. et 2 pl.). Paris, Baudry et Cie, 1892.
- 33025 — Repertorium der Technischen Journal Litteratur 1891. Berlin,
- 1892.
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- 33026 — Annales des Ponts et Chaussées. Tables générales, 6e série. Période
- décennale 1881 à 1890 (in-8° de 891 p.). Paris, Veuve Ch. Du-nod, 1892.
- 33027 — Du Ministerie van Waterstaat Handel en Nüverheid. Aanteeke-
- ningen omtrent de geschiedenis en de inrichting der Waterstaats-kaart van Nederland op de Schaal van 1.50.000 (in-8° de 43 p.).
- 33028 — De M. J. Gaudard. Le grand Pont de Lausanne ou viaduc Pichard
- (1 feuille in-folio). Lausanne, 1892.
- 33029 — Du même. De l’Évolution dans la construction des grands ponts.
- (grand in-8° de 13 p.). Lausanne, Ch. Viret-Genton, 1892.
- 33030 — De M. G. Ritter (M. de la S.). Lettre ouverte adressée à la Cham-
- 33031 bre des Députés de France, ou réponse aux allégations de la Commission des eaux de l’Avre concernant le projet de dérivation du lac de Neuchâtel pour l’alimentation de Paris et de ses environs (in-8° de 16 p. et i pl.). Neuchâtel, Société typographique, 1889.
- 33032 — Du même. Lettre au Conseil municipal de la Ville de Paris (une
- feuille in-4°). Neuchâtel, 1892. >
- 33033 — Du même. Projet pour l’alimentation en eau potable d’une grande
- partie de la France au moyen de l’eau des lacs de Neuchâtel et du Léman (in-8° de 10 p.). Londres 1892.
- 33034 — De M. A. Picard. Rapport du Jury international sur l’Exposition
- universelle de 1889. Groupes VIII et IX. Paris, Imprimerie nationale, 1892.
- 33035 — De M. Honoré. Le Clou de l’Exposition de 1900 (in 8° de 15 p.).
- Paris, Larousse, 1892.
- 33036 — De l’Iron and Steel Institute. The Journal, n° 1, 1892. London.
- 33037 — De l’University de Toronto. The benefactors of the University of
- Toronto (petit in-8° de 58 p.). Toronto, 1892.
- 33038 — De M. F. Alcan, éditeur. Alcoolisme ou Épargne. Le Dilemme so-
- cial (in-12 de 192 p.). Paris, F. Alcan, 1892 (2 édition).
- 33039 — De l’Institution of civil Engineers. Minutes of Proceedings vol.
- CX, 1891-189%, Part IV. London, 1892.
- 33040 — De la même. Brief subject, vol, LIX. to CX, Sessions 1879-1880,
- to 1891-189%.
- 33041 — De M. Herzenstein (M. de la S.). Renseignements techniques rela-
- tifs aux traverses en bois (grand in-8° de 127 p.). Bruxelles, P. Wissenbruck, 1892.
- 33042 — Du même. Bulletin de la session de Saint-Pétersbourg au Congrès
- international des Chemins de fer, nos 1 à 10.
- 33043 — Du même. Mémoire de la Commission pour l’étude de la question
- de la conservation des bois, et spécialement des traverses, contre une détérioration anticipée et contre la pourriture (in-8° de 8 p. et 4 pl.). Saint-Pétersbourg, 1892.
- 33044 — De la Société d’agriculture de France. Mémoire, tome CXXXIV.
- Paris, Chamerot et Renouard, 1892.
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- 33045 — De la Société Impériale technique russe. Compte rendu des
- travaux de la Société pour l'année 1891. Saint-Pétersbourg, 1890
- 33046 — De M. F. Robineau. Ce que sera le Métropolitain de Paris (une
- feuille in-8°). Paris, Chaix, 1892.
- 33047 — De M. Albert Urban (M. de la S.). Le nouveau droit international
- en matière de transport de marchandises (in-8° de,VI-90p.). Bruxelles, Yeuve Monnom, 1892.
- 33048 — De M. Jules Bourquin. De l'emploi des accumulateurs (in-8° de
- 25 p.). Liège, G. Thiriart, 1892.
- 33049 — De M. Alfred Picard. Rapport général sur VExposition univer-
- selle de 1889. Tome IX. Paris, Imprimerie nationale, 1892.
- 33050 — De l’American Institut/of Mining Engineers. Transactions, vol. 3305J XY J une 1891 lo October 1891, and General Index vol. XIV,
- toXX.
- 33052 — De M. S. Périssé (M. de la S.). Note sur la production de vapeur
- à la Raffinerie Say (in-8° de 36 p. et 2 pl.). Paris, Société des Ingénieurs Civils.
- 33053 — De M. Appert (M. de la S.) au nom du Ministère du Com-
- 33059 merce et de l’Industrie. Rapports du Conseil supérieur du travail (7 brochures petit in-4°). Paris, Imprimerie nationale, 1892.
- 33060 — De M. H. Paur (M. de la S.). XXIII Adressverzeichniss der Mit-
- glieder dèr Gesellschaft ehemaliger Sturirender der Eid. Poli-technischen Schide in Zurich, July 1892 (in-8° de 248 p.). Zurich, Emil Cotti, 1892.
- 33061 — De la Société de secours des Amis des sciences. Compte rendu
- des 31 et 32 exercices. Paris,*-Gauthier-Yillars, 1892.
- 33062 — De l’Accademia dei Lincei. Atti delta Accademia dei Lincei; anno
- CÇLXXXVI 1889, série quarta Memorie VI, Roma, 1890.
- 33063 — De M. A. Picard. Monographie de l’Exposition universelle de 1889,
- 1Te livraison (atlas format colombier). Paris, J. Rothschild, 1892.
- 33064 — De M. L. Simon. Notes sur le travail des laines cardées (in-8° de
- 88 p. et 6 pl.). Paris, Chaix, 1892.
- 330657— Du même. Établissement des prix de vente dans Vindustrie (in-8° de 14 p.). Paris, Chaix, 1892.
- 33066 — De l’Académie des sciences, belles-lettres et arts de Clermont-
- Ferrand. Mémoires, 2e série, fascicule A, année 1891. Clermont-Ferrand, Bellet et fils.
- 33067 — De la même. Bulletin historique et scientifique de l'Auvergne,
- 2e série, nos 1 à 10 de janvier à décembre 1891. Clermont-Ferrand, Bellet et fils, 1891.
- 33068 — De MM. Baudry et Gie, éditeurs. Panama. Canal à niveau. Son
- achèvement possible en cinq ans avec une dépense de 250 à 300 millions (in-8° de 42 p. et 1 pl.). Paris, Baudry et Cie. 1892.
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- 33069 — De M. le Ministre de l’Instruction publique et des Beaux-Arts.
- Discours prononcés à la Séance générale du Congrès des Sociétés Savantes, le samedi 44 juin 4892, par MM. Janssen et L. Bourgeois (grand in-8° de 32p.). Paris, Imprimerie Nationale, 1892.
- 33070 — De la Direction générale des Douanes. Tableau général du com-
- merce de la France pendant Vannée 1894. Paris, Imprimerie Nationale, 1892.
- 33071 — De M. E. Gruner (M. de la S.). La guestion des accidents du tra-
- vail (in-8° de 12 p.). Saint-Étienne, Théolier et Cie, 1892.
- 33072 — De M. L. Parent (M. de la S.). Congrès international des che-
- mins de fer. 4e Session, Saint-Pétersbourg, 4892. Question XI-A. Principe Compound appliqué aux locomotives (grand in-8° de 38 p.). Bruxelles, P. Weissenbruch, 1892.
- 33073 — De Master Car Builders Association. Report of Proceedings 4892.
- Chicago.
- 33074 — De M. F. Hennebique. Plus d’incendies désastreux. Constructions
- à l’épreuve du feu par les gitages hourdés et poutraisons en acier et béton de ciment de Portland (in-8° de 18 p. et 1 pl.). Bruxelles, 1892.
- 33075 — De M. Ch. Lucas (M. de la S.). De la propriété artistique en ma-
- tière d'architecture (in-8° de 8 p.). Paris, J. Kügelmann, 1892.
- 33076 — De M. D.-A. Casalonga (M. de la S.). Roentgen et la machine
- compound (in-8° de 8 p.). Paris, Chronique industrielle, 1892.
- 33077 — De M. Pollok (M. de la S.), par M. A. Hallopeau (M. de la S,).
- Sixth animal Report of the Commissioner of Labor 4890 (in-8° ae 1 404 p.). Washington, 1891.
- 33078 -- De M. Henry Chapman (M. de la S.). The piresent position of
- Roller Flour Milling, by H. Simon (in-4° de 90 p. 14 pl. et 1 carte). Manchester, 1892.
- Les Membres nouvellement admis pendant le mois d’octobre sont : Comme membres sociétaires, MM. :
- C. Agote, présenté par MM. Perr de Rehausen, Durupt et Vaque.
- H. Bernard,
- F. Campionnet, Ch. Douay,
- P.-A. Gibus,
- L. Roche,
- F. Simon s,
- P.-E. Simons, Th.-F. Thomson, De Timonoff,
- M. Wallois,
- Chabrier, Canet et P. Regnard.
- De Wendel, Lencauchez et P. Buquet. Carimantrand, Lévi et Mallet. Chabrier, Guérin de Litteau et Canet. Delaloë, de Nansouty et Ch. Vigreux. Bourdais, F. Delmas et Gassaud. Bourdais, F. Delmas et Gassaud,
- H. Chapman, Oughterson et Vaslin. P. Buquet, Pontzen et A. de Dax. Braun, de Nansouty et Forgue.
- Et comme membres associés, MM.' :
- L.-Gh.-D. Pérault, présenté par MM. Chélu-Bey, D. Casalonga et A. de
- Dax.
- Ch. Simons, — Bourdais, F. Delmas et Gassaud.
- F.-E. Williams, •— De Bovet, Carimantrand et Mallet.
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- RÉSUMÉ
- DES
- PROCÈS-VERBAUX DES SÉANCES
- DU MOIS D’OCTOBRE 1892
- Séance du 7 octobre 1S93
- Présidence de M. P, Buquet
- La séance est ouverte à 8 heures et demie.
- M. le Président fait observer que, par suite d’une erreur de typographie, l’annonce des communications ultérieures de MM. Compère, Loppé et Langlois a disparu de la liste dans le dernier numéro du compte rendu. Elles auraient dû y figurer et sont à rétablir. Sous réserve de cette rectification, le procès-verbal de la précédente séance est adopté.
- M. le Président a le regret d’annoncer le décès de M. A. Souchet, membre de la Société depuis 1890.
- M. Souchet avait été successivement sous-chef de section au Canal de Panama, Ingénieur de la Compagnie générale de l’Orénoque et de là Société d’Entreprise et de Construction des Colonies espagnoles. Il était en dernier lieu Directeur des mines de manganèse de Beira-Baixa (Portugal).
- M. le Président at le plaisir d’annoncer la nomination comme Chevalier de la Légion d’honneur de M. E. Dupuis, sous-directeur de la Compagnie des Forges et Aciéries de la Marine et des Chemins de fer, et comme commandeur de l’ordre de Saint-Stanislas de Russie, de M. P. Berthot, Ingénieur en chef de l’Exploitation de l’Exposition française de Moscou.
- M. le Président adresse, au nom de la Société, des remerciements :
- A M. Coiseau, qui a fait abandon de neuf Bons ;
- A M. L. Martin, qui a fait abandon de deux Bons ;
- Et à M. A. Mallet, qui a fait abandon de deux Bons de l’emprunt conclu à l’occasion de l’Exposition de 1889.
- Parmi les nombreux ouvrages reçus et dont la liste est donnée plus loin, M. le Président signale le P oit de Cair o, aux États-Unis, par M. Corthell, et la Conservation des Mmùments de l’Art arabe, par M. Grand-Bey. .“.............‘.........;
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- M. le Président annonce que M. Ch. Vigreux n’ayant pu achever toutes les planches qu’il désirait présenter à l’appui de sa communication sur l’Utilisation des chutes du Niagara, cette communication est remise sur sa demande à une séance ultérieure.
- M. le Président donne la parole à M. L. Appert pour la présentation des Rapports de la Commission supérieure du travail.
- M. Léon Appert dépose sur le bureau de la Société, avec l’approbation de M. le Ministre du Commerce et de l’Industrie, un exemplaire des rapports qui ont été lus et approuvés par les Commissions formées dans le sein du Conseil supérieur du travail pendant la session qui s’est tenue du 22 juin au 2 juillet 1892.
- M. L. Appert rappelle quel a été le but du Gouvernement en instituant le Conseil supérieur du travail et les conditions dans lesquelles il est appelé à fonctionner.
- Son rôle est purement consultatif. Il est formé de quatre-vingts membres environ, nommés par M. le Ministre du Commerce pour deux années; il est composé de sénateurs, de députés, de hauts fonctionnaires de l’État, de jurisconsultes, d’ingénieurs, d’industriels et d’ouvriers.
- Ces derniers sont choisis dans tous les corps de métiers, parmi les représentants des syndicats les plus importants, parmi les membres des Conseils des prud’hommes et parmi les publicistes s’étant occupés particulièrement des questions ouvrières.
- Le nombre et la qualité des membres du Conseil, la variété de leurs professions et de leurs origines, autant que la faculté que chacun d’eux a d’émettre son opinion et de faire connaître ses idées en toute liberté, permettent de penser que le but que le-gouvernement a eu en vue est atteint et qu’il lui est possible de s’éclairer aussi complètement que possible sur les questions intéressant le travail et les questions ouvrières en général.
- M. le Ministre du Commerce et de l’Industrie présidait la séance d’ouverture du Conseil, assisté de MM. Jules Simon, Léon Say, Challemel-Lacour et Mesureur comme vice-présidents.
- La nature des questions soumises à l’examen du Conseil pendant cette session lui a permis de se diviser en trois Commissions :
- La première, présidée par M. Léon Say, a eu à s’occuper de la question de Y Organisation du Crédit popndaire.
- Cette Commission s’est vue, à défaut d’un programme défini, dans l’impossibilité d’élaborer un projet complet sur ce vaste et délicat sujet.
- Elle s’est bornée à étudier un projet élaboré par M. Victor Delahaye, un de ses membres, ouvrier mécanicien bien connu, délégué déjà au Congrès de Berlin, qui a eu à s’occuper de ces questions aux États-Unis, où il a séjourné plusieurs années.
- Entre autres conclusions tirées de ses études, il estime que la valeur de l’outillage utilisé par chaque travailleur s’élève en moyenne à 12 000 /, soit un total de soixante-douze milliards pour ies six millions de travailleurs susceptibles, en France, d’avoir recours à ce crédit.
- Ce chiffre a donné à réfléchir au Conseil et l’a quelque peu impressionné.
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- D’autre part, plusieurs propositions de loi avaient été soumises aux Chambres sur ce sujet; deux, en particulier, ont fixé l’attention de la Commission :
- L’une, sur les Sociétés coopératives de crédit, voté par le Sénat dans la séance du 21 juin 1892, a fait l’objet d’un rapport de M. Lyon-Caen, qui s’est borné, en en approuvant les termes, avec la Commission, à demander d’y apporter certaines améliorations et certaines facilités d’organisation propres à hâter le développement de ces Sociétés ;
- L’autre, sur le Crédit agricole et populaire, votée en première lecture par le Parlement, le 20 juin 1892, et pour lequel M. Victor Delahaye a fait un autre rapport.
- Les conclusions, approuvées par la Commission, ont été de tout point défavorables au projet en question ; ce projet en effet, s’appuie, en principe, sur la transformation des syndicats professionnels, constitués selon la loi du 22 mars 1884, en Sociétés de crédit. On a vu là pour l’avenir une atteinte grave à l’existence de ces syndicats, regardés comme nécessaires au règlement pacifique des questions intéressant le capital et le travail.
- M. Labeyrie a été chargé du rapport général ; il s’est borné, après avoir résumé l’opinion de la Commission, à émettre le vœu que M. le Ministre du Commerce use de la faculté que lui accorde le décret du 22 janvier 1891 pour former une Commission permanente, prise dans le sein du Conseil et chargée de lui présenter, dans une de ses prochaines sessions, un rapport sur les moyens de faciliter aux associations populaires la réunion des capitaux qui leur sont nécessaires et sur le concours qui peut leur être accordé dans ce but par les pouvoirs publics.
- La deuxième Commission, présidée par M. ( Jules Simon, a eu à s’occuper de la question des Habitations ouvrières.
- Nul ne pouvait être mieux choisi pour diriger la discussion d’une telle question ; aussi est-ce avec l’approbation unanime du Conseil que le rapporteur, M. Jules Siegfried, a constaté l’importance de la question en rappelant les paroles prononcées récemment par M. Jules Simon sur ce sujet :
- « Sans logement, il n’y a pas de famille.
- » Sans famille, il n’y a pas de morale.
- » Sans morale, il n’y a pas d’homme.
- » Sans hommes, il n’y a pas de Patrie. »
- Tout en reconnaissant les améliorations nécessaires dans les conditions d’existence de l’ouvrier qu’amène la construction des habitations ouvrières, les délégués ouvriers ont protesté en premier lieu contre la désignation même qui leur a été donnée et qu’ils préféreraient voir remplacée par celle d’Habitations ci bon marché. En second lieu, ils regrettent la séparation et la scission de plus en plus marquée, au point de vue social, qu’entraînerait le développement des constructions de cette nature en se généralisant ; ils disent que l’ouvrier habitant ces maisons est pour ainsi dire relégué en dehors de la société, aux dépens de sa considération et même de son crédit.
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- La Commission a été vivement impressionnée de l’ensemble de ces observations dont on ne peut contester la justesse à beaucoup de points de vue et le rapporteur a résumé l’opinion générale du Conseil en émettant le vœu que les habitations à bon marché prennent le plus grand développement possible, et pour cela faire, qu’il soit organisé un Conseil supérieur et des comités locaux d’habitations à bon marché destinés à' stimuler l’initiative personnelle en lui ménageant l’appui de l’administration ; qu’il soit accordé à certaines Sociétés l’autorisation de consentir des prêts à des conditions favorables, d’accorder des facilités d’assurances et des simplifications dans la transmission des propriétés en même temps que des exemptions d’impôts.
- La deuxième Commission a eu à s’occuper en même temps du Musée d’Economie sociale, pour l’installation duquel aucune solution valable n’avait pu être prise depuis l’Exposition universelle de 1889.
- M. le Ministre proposait de l’installer dans un local situé dans les locaux mêmes du ministère, rue de Varenne.
- M. Lin.der, rapporteur, a résumé l’opinion du Conseil en approuvant cette installation, tout en ne la regardant que comme temporaire et en faisant le vœu que ce musée fasse partie plus tard des collections du Conservatoire des Arts et Métiers .
- Il a demandé de plus que ce musée soit augmenté et enrichi par l’adjonction d’une exposition des appareils destinés à protéger les ouvriers contre les accidents du travail, nouvelle et importante branche de l’économie sociale, telle qu’elle est comprise actuellement.
- La troisième Commission, présidée par M. Mesureur, avait pour programme la question des règlements d’ateliers.
- Cette Commission, dans laquelle se trouvaient réunis le plus grand nombre de membres et, en particulier, de délégués ouvriers, avait nommé comme rapporteur M. Keufer, ouvrier typographe, bien préparé par ses études antérieures à remplir ces fonctions.
- Une sous-commission composée de MM. Seydoux et Keufer avait été chargée d’étudier les documents venus de toutes parts, réunis par le ministre, sur ce sujet.
- La Commission, conformément à l’opinion de M. Keufer, a jugé que les règlements d’ateliers étaient nécessaires, mais qu’ils devaient être soumis, avant leur application, à l’approbation des Conseils des prud’hommes réunis en assemblée générale ou au juge de paix assisté d’un patron et d’un ouvrier dans les endroits où les Conseils de prud’hommes n’existent pas.
- Après une discussion prolongée, dans laquelle il a été cité des faits véritablement abusifs au point de vue de l’application des règlements d’ateliers et de la sanction donnée à leur exécution, la Commission a émis le vœu, à une faible majorité, que le système des amendes soit supprimé.
- Les délégués ouvriers regardent en effet les amendes, quelque faible que soit leur importance, comme une atteinte à la dignité de l’ouvrier en même temps qu’un moyen détourné de diminuer un salaire légitimement gagné, plusieurs même ont dit qu’ils les regardaient comme un vol.
- Ils préfèrent la mise à pied et le renvoi même, comme mesure extrême,
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- quel que soit le dommage certain que ces mesures puissent entraîner pour le délinquant.
- La Commission a pensé qu’un système qui permettrait d’encourager l’ouvrier au lien de le punir serait préférable, et, à cet effet, elle a pensé qu’un système de primes accordées à ceux qui n’auraient pas enfreint le règlement pendant un temps déterminé pourrait être établi.
- Ce système est pratiqué avec succès dans un certain nombre d’usines.
- La troisième Commission avait aussi à s’occuper de l’examen d’une pétition envoyée au ministre du Commerce par le syndicat des typographes de Lyon pour empêcher l’exécution du projet de création d’un cours professionnel de typographie pour les jeunes filles à l’École de la Martinière, de Lyon.
- L’examen de cette question, qui permettait d’élargir la discussion en provoquant un débat sur l’emploi de la femme dans l’industrie et sur le principe de l’enseignement professionnel, a été fait par M. Keufer dans un rapport très intéressant qu’a adopté la Commission.
- Ultérieurement, ce rapport a été rejeté par le Conseil, réuni en assemblée générale, ce dernier ne voulant pas se prononcer sur la question même posée par M. le Ministre et ne se regardant pas comme suffisamment éclairé pour traiter la question très étendue du rôle de la femme d'ans l’industrie.
- Le Conseil a alors adopté le vœu déjà émis par la première Commission, relatif à la création d’une Commission permanente du Conseil supérieur du travail chargée d’étudier dès maintenant, en même temps que la question de l’organisation du crédit populaire, la question du travail de la femme dans l’industrie et du rôle qu’elle doit y remplir.
- M. le Ministre du Commerce a pris en sérieuse considération le vœu ainsi exprimé par les deux Commissions et la nomination des membres du Comité permanent doit être faite incessamment.
- M. L. Appert a pensé qu’il serait intéressant pour un grand nombre de nos collègues de prendre connaissance de ces documents, et il est heureux d’avoir pu le faire grâce au concours de M. le Ministre du Commerce et de l’Industrie, qui se propose d’offrir à la Société un volume complet dans lequel seront reproduits les rapports précités ainsi que la discussion à laquelle ils ont donné lieu dans le Conseil réuni en assemblée générale.
- Ce volume paraîtra dans quelques semaines.
- M. le Président remercie M. Appert de son intéressante communication et donne la parole à M. A. Lencauchez pour sa communication sur Les nouveaux gaz des gazogènes, le gaz à Veau et la régénération du car-bonèh~~~ .-.................-—
- Cette communication paraîtra in extenso au Bulletin de la Société.
- M. le Président donne ensuite la parole à M. Loppé qui a bien voulu prendre la place de M. Ch. Yigreux et devancer de quinze jours la. présentation de son étude sur Les enclenchements électriques.
- La communication de M. Loppé paraîtra in extenso au Bulletin de la Société.
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- Séance *lu 31 octobre 1893.
- Présidence de M. J. Charton, Vice-Président
- La séance est ouverte à 8 heures et demie.
- Le procès-verbal de la précédente séance est adopté.
- M. le Président annonce que M. Buquet, craignant de ne pouvoir rester jusqu’à la fin, l’a prié de présider la séance ; il demande donc à ses collègues toute leur bienveillance.
- M. le Président a le regret d’annoncer le décès de M. Lalo, l’un des fondateurs dè la Société en 1848, et pendant longtemps l’un des membres les plus assidus à nos réunions. M. Lalo avait été attaché, pendant de longues années, à la Compagnie des Eaux de Paris.
- M. le Président a également le regret d’annoncer le décès deM. Henri Péligot, membre de la Société depuis 1851, secrétaire, puis membre du Comité pendant dix-huit ans, vice-président en 1877. Il rappelle qu’aux obsèques de ce regretté collègue avaient tenu à assister le Bureau et la plupart des membres du Comité, et qu’au cimetière, M. Reymond, sénateur, notre ancien président, a, en termes éloquents, rappelé les travaux d’H. Péligot, ses hautes qualités, sa vie tout entière de labeur, d’honnêteté et de services rendus. Il ajoute que la Société ne saurait mieux honorer la mémoire de M. H. Péligot qu’en insérant dans le Bulletin le discours prononcé par M. F. Reymond. Au nom de la Société, M. le Président adresse à Mme Henri Péligot l’expression de son respect le plus sympathique.
- M. le Président a le plaisir d’annoncer que M. Cabasse a été nommé chevalier du Mérite Agricole, et que M. A. Vernes a reçu le brevet de l’ordre de Sainte-Anne de lre classe, à la suite de f Exposition de Moscou.
- M. le Président adresse, au nom de la Société, des remerciements a M. Chalmeton, qui a fait abandon de quatre Bons, et à M. de Longraire, qui a fait abandon de deux Bons de l’emprunt conclu à l’occasion de l’Exposition de 1889.
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- Parmi les nombreux ouvrages reçus et dont la liste est donnée plus loin, M. le Président signale, comme transmis par l’intermédiaire de M. Hallopeau, au nom de M. Pollock, un ouvrage américain intitulé : Sixième Rapport annuel de l'Office du Travail, et communique la lettre suivante de MTHallopeauT ....."
- « Paris, le 10 octobre 1892.
- » Mon cher Président,
- » Au nom de notre honorable collègue, M. Pollock, Ingénieur a * Washington (États-Unis), j’ai l’honneur de remettre à notre Société » un exemplaire du sixième Rapport annuel, publié par la Commission » du Travail de la République Américaine, sous le titre :
- » Sixth Annual Report of lhe Commissioner of Labor (1890). — Cost of » production Iron, Steel, Goal, etc.— Washington, 1891.— Department of » Labor.
- » Ce Rapport a pour objet les industries du fer et de l’acier. Il résume » les principales conditions du travail en Amérique et dans les pays » industriels de l’Europe, le prix de la production des divers échantil-» Ions de fer et d’acier, des matières employées dans la fabrication, mi-» nerais, coke, etc., le temps nécessaire en fait et théoriquement pour » chaque période de fabrication, le prix de la journée, le montant de la » main-d’œuvre par tonne, le tonnage produit par homme et par heure, o le coût de la vie pour les ouvriers employés dans ces industries.
- » L’enquête a fourni un très grand nombre de chiffres qui sont résu-» més dans une série de tableaux comparatifs avec beaucoup de clarté » et de méthode.
- » Le Department of Labor est, d’ailleurs, un office fédéral qui, fondé » en 1884, sous l’impulsion des Associations ouvrières, forme un minis-» tère spécial dépendant directement du Président de la République,des » États-Unis, et dont les publications présentent toutes garanties*d’exac-» titude et d’impartialité ; il dispose d’un budget annuel de 800 000 /’,
- » qui lui permet d’assurer, par des statistiques très complètes, le ser-» vice des renseignements destinés à éclairer le Sénat et la Chambre des » Représentants dans l’étude des lois économiques et sociales.
- » Il s’attache à recueillir et à coordonner toutes les informations sur » l’état et le développement des diverses branches de l’industrie, l’orga-» nisation et la rémunération du travail, ses rapports avec le capital, les » conditions d’existence de l’ouvrier, la dépense annuelle d’une famille » ouvrière pour le logement, les vêtements, chauffage, éclairage, tabac,
- » liqueurs, livres et journaux, impôts, frais du culte, quêtes, cotisa-» tions, etc., etc.
- » Le personnel de ce service est choisi avec beaucoup de soin ; il com-» prend, entre autres, un certain nombre de dames, plus spécialement » chargées du recensement si délicat des frais du budget des familles » ouvrières, parfois en déficit, des renseignements relatifs à la bonne » tenue des mœurs, à. l’économie domestique, à l’organisation desinsti-» tutions patronales et aux combinaisons ouvrières ayant pour objet de » rendre la vie plus saine et moins coûteuse.
- » Par suite de la récente organisation, en France, de l'Office du Tra-
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- » mil, en août 1891, au Ministère du Commerce et de l’Industrie, sous » la direction de M. Lax, Ingénieur général des Ponts et Chaussées, » nos collègues seront souvent appelés à fournir le relevé d’observations » statistiques, industrielles, sociales et financières.
- » Ils trouveront de précieux éléments dans le Rapport du Département » du Travail.,
- » Je leur demande de se joindre à moi pour remercier M. Pollock » d’avoir signalé si gracieusement à notre attention l’importance des » travaux de nos collègues américains sur cette branche de la science » de l’économie sociale.
- » A cette occasion, nous appellerons aussi l’attention sur les recher--» ches faites dans cet ordre d’idées, depuis de longues années, par notre » éminent compatriote, P.-E. Le Play; et par la Société internationale » d’Économie sociale, fondée par lui en 1836, pour remplir le vœu exprimé » par l’Académie des Sciences, quand fut couronné l’ouvrage intitulé : » les Ouvriers européens.
- » Cette Société, dont notre honoré collègue, M. A. Gibon, est le Pré-» sident pour l’année 1892, a obtenu un grand prix lors de l’Exposition » universelle de 18S9 et la médaille d'or du prix Audéoud, donnée par » l’Académie des Sciences morales et politiques.
- » Veuillez agréer, je vous prie, mon cher Président, l’expression de » mes plus dévoués sentiments..
- » A. Hallopeau. »
- M. le Président présente un autre ouvrage, la première livraison de la Monographie de VExposition de 4889, que M. Picard, rapporteur général de l’Exposition, a bien voulu offrir à la Bibliothèque de la part de M. le Ministre du Commerce, en souvenir de la part considérable qu’un grand nombre de nos Collègues ont prise à l’œuvre de 1889.
- M. le Président adresse les remerciements de la Société àM. le Ministre du Commerce et à M. le Rapporteur général Picard, et donne sur cet ouvrage les quelques renseignements qui suivent :
- Par la première livraison que vous avez sous les yeux, vous pouvez vous rendre compte de son importance ; — ce n’est pas seulement un grand souvenir de l’Exposition de 1889, c’est aussi un recueil technique que pourront utilement consulter tous ceux qui auront à s’occuper de constructions similaires à celles qui ont été élevées au Champ-de-Mars.
- Depuis les terrassements, canalisations, voies ferrées, plantations, constructions, jusqu’aux moindres détails d’architecture, tout est reproduit dans cet ouvrage, — c’est une monographie aussi complète et exacte que possible.
- Les comptes de l’Exposition de 1889 (dépenses et recettes) purent être arrêtés vers la fin de l’année 1890.
- Les crédits ouverts s’élevaient à la somme totale de Fr. 46 300 000 »
- Les dépenses n’atteignirent que...................... 39 809 398 »
- Soit une économie sur les prévisions de plus de. Fr. 6 300 000 »
- Et cependant certains travaux exécutés furent plus importants que ceux primitivement projetés.
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- D’autre part, les recettes de l’Exposition de 1889, qui avaient été évaluées à 43 000 000 de francs, ont éLé, en chiffres ronds, de 60 000 000. Donc, d’une part, économie sur les prévisions de dépenses ; d’autre part, excédent sur les prévisions de recettes, soit finalement un bénéfice de plus de 10 000 000 de francs.
- Quand l’éminent et si regretté M. Alphand porta ce résultat remarquable à la connaissance de M, le Ministre du Commerce, il lui demanda pour toute récompense pour lui et ses chefs de service l’autorisation de faire faire une monographie de l’Exposition.
- L’autorisation fut accordée et un crédit de 180 000 francs fut ouvert à ce sujet.
- Quoiqu’en 1891 tout le personnel de l’Exposition fût licencié, les collaborateurs de M. Alphand apportèrent avec empressement leur entier concours à cette œuvre de la monographie qui a exigé, comme vous pouvez le constater par cette première livraison, un travail considérable.
- Les noms qui figurent, par ordre alphabétique, en tête de cette première livraison, sont ceux des collaborateurs les plus directs, ceux qui, sous la haute présidence de M. Alphand, constituaient le Conseil des travaux de l’Exposition, qui a fonctionné pendant cinq années avec une régularité exemplaire.
- Lorsque M. Alphand mourut, M. Picard, rapporteur général de l’Exposition, voulut bien, sur la demande du Ministre, se charger, malgré ses hautes occupations, de prendre la suite de la direction de la publication. Il n’y eut ainsi aucun arrêt, et la partie la plus importante du travail put être terminée en moins de deux ans.
- Vous connaissez le rôle qu’a joué le fer dans les constructions de l'Exposition ; dans la monographie, tous les types de fermes métalliques sont reproduits exactement conformes à l’exécution et dans leurs plus petits détails, depuis la grande ferme de 115 m de portée du Palais des Machines jusqu’à la plus petite ferme de 15 m d’ouverture des bâtiments des expositions diverses, et dans la prochaine livraison se trouvera le volumineux mémoire concernant les calculs.
- A cette occasion, permettez-moi, Messieurs, et c’est un devoir que j’ai à cœur de remplir,' de rendre ici, devant vous, pleine et entière justice à un de nos collègues les plus distingués et les plus sympathiques, qui a été un de vos présidents... à M. Contamin.
- Dans certaines publications et articles de journaux, on ne lui a pas toujours attribué toute la part qui lui revient dans les travaux, dans le grand succès de l’Exposition de 1889. Cette part a été considérable; et cet ouvrage qui reproduit tous les travaux dont M. Contamin s’est occupé, en est la preuve la plus indiscutable, la plus éclatante.
- J’ajouterai qu’avec son talent, ses hautes connaissances techniques, tout ce qu’un homme peut avoir de dévouement, de forces physiques et intellectuelles, M. Contamin l’a donné pendant les' cinq années qu’il a travaillé pour l’Exposition.
- Je souhaite que le jour où nous recevrons la livraison contenant son rapport si important et si intéressant sur toutes les constructions métalliques de l’Exposition de 1889, il soit là, parmi nous, pour nous en faire lui-même le résumé. (Applaudissements.)
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- _ M.Buqüet demande à ajouter quelques mots. S’il ne préside pas aujourd’hui la séance, c’est qu’il ne pense pas pouvoir rester jusqu’à la fin, mais c’est aussi parce que nul mieux que M. Gharton n’était à même de parler de cette Exposition de 1889, dans laquelle il a été le collaborateur dévoué de M. Gontamin. Cette collaboration, M. Gbarton l’a passée sous silence, mais M. Buquet tient à la rappeler, et il sait qu’il n’a pas besoin d’en dire plus pour être compris de tous et approuvé par tous ceux qui savent ce qu’a été le rôle de notre très distingué vice-président, M. Gbarton, dans tous ces grands travaux.
- M. le Président donne ensuite la parole à M. E. Polonceau qui désire présenter à la Société une notice sur M. Jacqmin, ancien directeur de la Compagnie des CheminsTcte feFde f Est et s’exprime ainsi :
- « Messieurs,
- » Je dépose sur le bureau de la Société des Ingénieurs civils une notice sur François Jacqmin, par M. E. Gheysson, Inspecteur général des Ponts et Chaussées. -*--"-******----.*
- » C’est sur la demande de M. E. Gheysson et de la famille deM. F. Jacqmin que j’ai l’honneur de vous remettre cette notice. — Je les en remercie sincèrement puisqu’ils me permettent ainsi de dire quelques mots de cet homme du devoir.
- » Je ne m’étendrai pas sur la carrière de cet Ingénieur et sur les services qu’il a rendus aux chemins de fer et à la patrie, M. Cheysson s’est chargé de le faire d’une manière remarquable, aidé naturellement par la famille et tout spécialement par le fils de cet Ingénieur émérite. Je dis naturellement, car je crois que jamais un père n’aima autant ses enfants et ne les entoura de plus de sollicitude et de bonté : c’était ce qui rendait cette famille si heureuse ; mais la mort la frappant par deux fois à peu d’intervalle brisa cette union qui fut un des plus grands bonheurs sur cette terre.
- » Jacqmin, comme il le disait de M. de Franqueville, avait pour principe le travail et le dévouement au pays, et par les temps actuels où l’on semble prendre à tâche de glorifier là lâcheté et d’avilir l’amour de la patrie, il est utile lorsqu’on rencontre un caractère, un homme de cœur, dont toute la vie a été consacrée au travail, dont l’amour de son pays a embrasé le cœur, il est utile, dis-je, de le signaler à l’attention publique et de montrer ainsi qu’ avant tout, Nous, Ingénieurs, nous sommes des travailleurs, des patriotes qui savons reconnaître les services exceptionnels rendus au Génie Civil et à la Patrie, lors même qu’il ne s’agit pas de membres de notre Société.
- «Puis il est juste de reconnaître que si c’est François Bartholony qui en fondant la Compagnie d’Orléans inscrivit dans ses statuts la participation aux bénéfices et la retraite au personnel commissionné, cet esprit supérieur sentant l’absolue nécessité de s’assurer l’affection de son personnel ; — c’est la Compagnie de l’Est qui, la première, entra largement dans la voie de retraiter son personnel.
- » Commencée par Sauvage, cette œuvre fut continuée et développée par Jacqmin avec une rare énergie.
- » Jacqmin, comme le dit très bien M. Gheysson, n’était pas de 1 ’école anglaise et américaine où tous les rapports entre l’ouvrier et le patron
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- sont donnés par la loi de l'offre et de la demande; mais bien de l’école française, je pourrais dire de l’école de la Société des Ingénieurs Civils, où l’usine est une famille dont le patron est le chef, qui considère qu’il n’a pas le droit de se désintéresser de ses agents, qui sait que les bons rapports avec le personnel sont une nécessité économique, comme le bon entretien de l’outillage et du moteur, que cette harmonie constitue une condition essentielle du succès industriel, en un mot qu’il faut se le •concilier en l’intéressant à la prospérité du capital.
- En 1877, Jacqmin écrivait à Charles Adam, commissaire des chemins de fer du Massachusetts :
- « Lorsque nous engageons un homme pour un service que nous savons » être permanent, nous ne devons pas oublier que derrière le mécani-» cien, l’agent de train, il y a un homme ; que cet homme est soumis » aux accidents, aux maladies ; que la vieillesse l’atteindra. Pour ma o part, je serais profondément attristé, si je voyais un brave homme de » chemin de fer ayant vingt-cinq ou trente ans de bons services réduit » à tendre la main à la porte de l’une de nos gares. »
- On peut donc dire que Jacqmin eut une part, je dirai avec intention glorieuse, dans la création des retraites du personnel des Compagnies de chemin de fer ; il en fut le champion résolu ; c’est un des beaux côtés de son caractère et quoique tout s’efface avec le temps, c’est certainement ce qui restera le plus longtemps dans la mémoire des hommes.
- Le peuple n’oublie pas facilement ceux qui ont été bons et justes pour lui.
- Si Jacqmin a mené à bien cette grande œuvre, c’est que c’était un solu-tionniste comme ledit si bien M. Cheysson; il détestait les voies obliques, les petites subtilités, les complications; il débroussaillait les questions, choisissait les grandes routes, les solutions droites, franches, de plein air et d’une simplicité pratique ; homme de cœur et de devoir, Jacqmin n’a jamais trompé personne; il est mort, la conscience libre, le front haut, comme il convient à un Ingénieur ».
- M. de Chasseloup-Laubat a la parole pour rendre compte du voyage qu’il a fait en Amérique et de sa visite à l’Exposition de Chicago."" '
- Il explique*qù’ayântêu l’honneur “d^etre homméTDérègïïê 'delà Société des Ingénieurs Civils de France à l’Exposition de Chicago, il est arrivé en Amérique dans la deuxième quinzaine de juillet et s’est rendu presque immédiatement à Chicago où il a reçu l’accueil le plus empressé de M. E.-L. Corthell, Président du Comité exécutif des Congrès du Génie civil de l’Exposition, et de M. O. Chanute, Président du Comité général des Sociétés d’ingénieurs de l’Exposition.
- M. de Chasseloup-Laubat rappelle les points principaux qu’il avait à élucider :
- 1° Savoir si les Sociétés d’ingénieurs américains voulaient, ainsi qu’il en avait été question, inviter en corps la Société des Ingénieurs Civils de France ;
- 2° Dans le cas où l’invitation serait faite, s’entendre avec les Comités exécutifs américains sur l’époque, la durée, l’itinéraire et le coût probable du voyage ;
- Bull.
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- 3° Rapporter quelques renseignements généraux sur l’Exposition, et sur les principales industries que la Société serait à même de voir en 1893.
- Le premier point fut vite élucidé : MM. E.-L. Corthell et O. Chanute déclarèrent à M. de Chasseloup-Laubat que-tous les Ingénieurs du monde entier seraient les bienvenus à Chicago, mais que les Ingénieurs Américains désiraient envoyer des invitations spéciales à la Société des Ingénieurs Civils de France et à l’Institution of Civil Engineers d’Angleterre parce qu’ils n’avaient pas oublié l’accueil empressé que ces deux Sociétés européennes avaient fait à tous les membres des Sociétés américaines ; ils envoyèrent donc à M. de Chasseloup-Laubat les deux lettres suivantes :
- <? Address : The Temple, City of Buffalo :
- » Chicago, 155. Department of Public Works.
- » Geo. O. Field, Commissioners.
- » James Mooney, —
- » Geo. S. Gotchell, —
- » 6 août 1892.
- » Marquis de Chasseloup-Laubat, Océan House, Newport, R. I.
- » Cher Monsieur,
- » J’ai le plaisir de vous informer que j’ai reçu une lettre de M. Ray-» mond, Secrétaire de l’Institut Américain des Mining Engineers, me » disant qu’il sera heureux de vous voir à votre arrivée à New-York, et » qu’étant lui-même Membre honoraire de la Société des Ingénieurs » Civils de France, il se propose à cette occasion de vous recevoir, comme » Représentant de cette Société, du mieux qu’il le pourra.
- » Je vous informe aussi qu’il a été organisé à New-York deux Comités » d’ingénieurs pour recevoir les Ingénieurs étrangers en 1893.
- » Une réception générale de tous les Ingénieurs sera organisée par le >> premier Comité, composé de douze Membres, appartenant trois par 3 trois aux Sociétés Américaines suivantes : Ingénieurs Civils, Mécani-n ciens, Électriciens et des Mines. M. A. Steley est le Président de ce » Comité.
- » En outre il a été créé un second Comité spécial, composé de Mem-» bres des diverses Sociétés Américaines qui, en un groupe, sont allées » en Europe en 1889. Le but de ce Comité est d’organiser le mieux » possible la réception de l’Institution des Ingénieurs Civils Anglais, et » de la Société des Ingénieurs Civils de France, et de rendre ainsi à ces » deux Sociétés l’accueil si cordial qu’elles ont fait à leurs Collègues » Américains.
- » Vous êtes donc sûr de recevoir le plus cordial accueil en arrivant à » New-York.
- » Agréez, etc.
- » E.-L. Corthell. »
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- « Office of General Committee of Engineering Societies.
- » Columbian Exposition.
- » 184, La Salle Street, Chicago, July 30 1895.
- » M. le Marquis de Chasseloup-Laubat, Délégué de la Société » des Ingénieurs Civils de France.
- » Cher Monsieur,
- » Les Sociétés ci-dessous d’ingénieurs Américains qui se sont tempo-» rairement réunies dans le but d’organiser un quartier général du » Génie Civil (c’est-à-dire une espèce de cercle) dans Chicago même et » de plus un lieu de réunion dans les locaux de l’Exposition pendant « la Columbian Exposition, ont appris par vous qu’un certain nombre > de Membres de la Société des Ingénieurs Civils de France se propo-» saient de visiter les États-Unis en 1893.
- » Lesdites Sociétés ont, par suite,, le plaisir d'inviter cordialement » par votre intermédiaire, tous les Membres de la Société des Ingénieurs » Civils de France qui désireraient venir dans notre pays l’année pro-.-> chaine, de les assurer du meilleur accueil à Chicago où ils trouveront » toutes les facilités possibles dans nos lieux de réunion, et de les prier » de bien vouloir, au besoin, aviser les Secrétaires de nos Sociétés res-» pectives, qui leur faciliteront, dans le cas ou ils le désireraient, les » visites des différentes villes dans lesquelles résident nos diverses » Sociétés.
- d Agréez, etc.
- » The Américain Society of Civil Engineers, New-York City.
- » The Américain Institute of Mining Engineers, New-York City.
- » The Américain Society of Mechanical Engineers, New-York City.
- » Canadian Society of Civil Engineers, Montreal, Canada.
- » Engineers Club of Philadelphia, Philadelphia.
- » Boston Society of Civil Engineers, Boston, Mass.
- » Engineers Club of Saint-Louis, Saint-Louis, Mo.
- » Civil Engineers Club of Cleveland, Clevefand, Ohio.
- » Engineers Club of Kansas City, Kansas City, Mo.
- » Montana Society of Civil Engineers, Helena-Montana.
- » Civil Engineers-Society of Saint-Paul, Saint-Paul, Minn.
- » Engineers Club of Minneapolis,: Minneapolis, Minn.
- » Engineers Association of the South, Nashyille, Tenu.
- v. Engineers Society of Western Pennsylvannia. Pittsburg, Pa.
- » Western Society of Engineers, Chicago, 111.
- » O. Ghanute,
- » President of General Committee. »
- 2° Comme les vacances en France ont lieu en août et septembre, M. de Chasseloup-Laubat a rejeté a priori toute autre époque que celle-là pour le voyage ; il a choisi, d’accord avec nos Collègues Américains, septembre, vu les fortes chaleurs d’août. On partira donc de France vers
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- le 25 août pour arriver à New-York dans les premiers jours de septembre et l’on s’embarquera à New-York dans les premiers jours d’octobre afin d’être en France avant le 15 octobre.
- D’accord avec. MM. E.-L. Corthell et O. Chanute, l’itinéraire suivant a été fixé :
- New-York ;
- Philadelphie ;
- Washington ;
- La région de Pittsburg ;
- Chicago et l’Exposition ;
- Le Niagara ;
- Buffalo. *
- Retour à New-York en visitant probablement Sckenectudy et en descendant l’Hudson en bateau à vapeur d’Albany à New-York.
- M. de Chasseloup-Laubat fait remarquer à ses collègues que ce programme comprend en réalité tout ce qu’il y a de plus intéressant en Amérique pour des Ingénieurs Civils ; c’est un fait qu’il peut affirmer, puisqu’il a déjà visité la plus grande partie des États-Unis en 1889.
- Il juge impossible de faire davantage pendant le mois que la Société passera en Amérique : il ne faut pas, en effet, oublier que l’itinéraire fixé comporte un parcours de 3 500 à 4 000 km. Il dit que ceux de ses collègues qui voudront faire un voyage plus considérable seront toujours à même de l’exécuter seuls, à la condition de savoir l’anglais ; mais la durée et le prix des déplacements seront alors sensiblement augmentés et il ne faudra pas compter sur les facilités exceptionnelles qu’auront à tous égards ceux des membres de la Société voyageant ensemble.
- M. de Chasseloup-Laubat tient à insister particulièrement sur les facilités tout à fait exceptionnelles qu’auront, à tous points de vue, ceux de ses collègues qui feront le voyage dont il parle ; c’est ainsi que la question de ia langue anglaise ne sera pas une difficulté parce qu’il se met d’avance à la disposition de la Société pour lui servir d’interprète.
- Quant au prix, il croit pouvoir affirmer que le voyage de New-York à New-York, et qui durera un mois, ne reviendra pas à plus de 2 000 ou 2 500 f, tout compris, à la condition de se conformer à la cuisine et aux habitudes du pays et de ne pas oublier quon est en Amérique et non pas en France, en un mot de ne pas demander l’impossible. • y . ;
- Comme la traversée de l’Atlantique coûte en tout (aller et retour) moins de 800 f, il ressort donc que le prix total d’un voyage de six ou sept semaines de Paris à Paris restera toujours au-dessous de 3500/, et peut-être même_ de 3 000 f.
- M. de Chasseloup-Laubat engage ensuite la Société à nommer des délégués sachant parfaitement l’anglais, pour les Congrès du Génie Civil qui auront probablement lieu à la fin de juillet.
- Il donne ensuite des détails sur l'Exposition de 1893, sur son historique, sur son organisation et sur son coût probable. Il fait remarquer que les chiffres qu’on lui a communiqués surdes sommes déjà déboursées lui paraissent sensiblement au-dessous de la réalité, et il estime que les prévisions budgétaires sont fortement dépassées.
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- Il fait ensuite quelques comparaisons entre l’Exposition de Chicago et l’Exposition de 1889 : l’Exposition Américaine sera plus du double de la nôtre, en prenant comme base les surfaces couvertes et non pas les superficies totales ; la première ne - sera pas aussi compacte que la seconde et on n’y aura pas, à Chicago, des points de vue d’ensemble comparables à ceux que l’on avait du Trocadéro ou de la Tour Eiffel ; mais l’Exposition Américaine est néanmoins des plus remarquables par la hardiesse et la légèreté des cpnstructions métalliques.
- M. de Chasseloup-Laubat parle ensuite du curieux système de fondations adopté à Chicago même et à l’Exposition ; il donne quelques détails sur les moyens de transport usités dans l’enceinte de l’Exposition et sur la non-réussite des trottoirs mobiles.
- Il décrit les charpentes des bâtiments de l’Administration, des Mines et des Arts libéraux ; il attire l’attention de ses collègues sur la méthode extraordinairement rapide employée pour élever les fermes du Palais des Arts libéraux, actuellement les plus grandes qui existent.
- Vu l’heure avancée, M. de Chasseloup-Laubat ne dit que quelques mots des chemins de fer américains et de la nouvelle marine américaine dont la croissance rapide ne doit pas laisser la France indifférente, parce qu’elle peut avoir plus tard une grande influence politique et commerciale ; il termine ensuite son compte rendu par un rapide exposé des raisons principales pour lesquelles les Français ne doivent pas rester en dehors de la grande Exposition de Chicago.
- Enfin, sur la proposition de M. de Chasseloup-Laubat, les résolutions suivantes sont votées :
- 1° La Société adresse ses remerciements à toutes les Sociétés d’ingénieurs Américains ainsi qu’au Comité d’organisation de l’Exposition de Chicago et plus spécialement à MM. E.-L. Corthell et O. Chanute pour le cordial accueil fait à M. de Chasseloup-Laubat et pour les arrangements pris en vue du voyage que la Société des Ingénieurs Civils de France doit faire aux Etats-Unis en 1893.
- 2° La Société engage chacun de ses membres à coopérer, dans la mesure la plus large possible, au succès de l’Exposition de Chicago, afin de resserrer ainsi les liens d’amitié déjà si nombreux qui unissent les Ingénieurs Français à leurs collègues d’Amérique.
- M. le Président remercie M. de Chasseloup-Laubat de son intéressante communication et de la peine qu’il a prise pour régler au mieux, pendant son séjour aux États-Unis, les diverses questions intéressant la Société. Il espère que nos colllègues répondront en grand nombre à l’appel qui leur est fait et feront partie du voyage dont il vient d’être question.
- M. P. Jousselin donne lecture de son mémoire sur les Dangers des Ca-_ nalisations électriques dcms les villes éclairées au gaz.
- ' Il prie la Société de vouloir bienUxcuser le “retard involontaire qu’il a apporté dans la production de ce mémoire.
- C’est le 2 mars 1891, c’est-à-dire il y a plus de dix-huit mois, que se produisait, rue Royale, au coin de la place de la Madeleine, l’explosion
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- du restaurant Larue, dans laquelle le gaz et l’électricité avaient joué un rôle capital.
- Le Tribunal, de la Seine, pour se prononcer sur les questions de responsabilité en jeu qui lui étaient soumises, avait cru devoir nommer trois experts: MM. Fribourg, Inspecteur général des télégraphes; Gua-det, architecte, professeur à l’École des Beaux-Arts, et Jousselin, membre de la Société.
- Dès cette époque, sur la demande de M. le Président Polonceau, M. Jousselin avait promis qu’il ferait à la Société une communication, laquelle, au point de vue des questions d’électricité, pouvait présenter un certain intérêt ; mais n’étant pas maître de la situation et ne pouvant divulguer à l’opinion publique des faits dont jusqu’à nouvel ordre, l’expertise devait conserver le secret, M. Jousselin, a dû naturellement attendre que le rapport fût déposé : de là les retards qu’il prie la Société d’excuser. Aujourd’hui, le dépôt du rapport étant un fait accompli, M. Jousselin est en mesure de communiquer son travail à la Société, et il entre immédiatement en matière,
- Les accidents survenus ainsi que les détériorations occasionnées aux conduites et consistant en perforation produisant des fuites de gaz peuvent être attribués à deux causes principales :
- Formations de courts circuits et phénomènes d’électrolyse.
- M. Jousselin fait la théorie des courts circuits et donne des explications sur les phénomènes produits. Il réalise devant la Société plusieurs expériences au moyen d’arcs voltaïques de diverses dimensions, avec la tension moyenne de 105 volts, en faisant varier l’intensité du courant en se servant d’un ampère-mètre disposé à cet effet.
- En terminant, M. Jousselin dit qu’il ne doute pas que, grâce aux mesures prises et aux études poursuivies par les diverses Sociétés d’éclairage électrique et par la Compagnie Parisienne du Gaz, on n’arrive à installer les canalisations électriques dans des conditions telles, que l’on pourra, en toute sécurité, faire circuler côte à côte, sous nos voies publiques, le gaz et l’électricité.
- M. le Président remercie M. Jousselin de sa très intéressante communication qui sera insérée in extenso au Bulletin.
- La séance est levée à onze heures et demie.
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- NOTE
- SUR
- LES ENCLENCHEMENTS ELECTRIQUES
- DES CHEMINS DE FER DE L’ÉTAT
- PAR
- M- F. LOPPÉ
- INTRODUCTION
- En 1855, M. Yignier, chef de section des chemins de fer de l’Ouest, eut l’idée d’enclencher entre eux les signaux et les aiguilles des bifurcations, pour qu’un signal ne pût être mis à voie libre, avant que l’aiguille n’eùt été faite pour la direction qu’il protège.
- Le système Yignier, excessivement simple, a été plus ou moins modifié; il est souvent employé, quand le nombre des leviers à enclencher entre eux n’est pas très considérable.
- Le système Saxby et Farmer, imaginé ultérieurement, permet facilement d’enclencher entre eux un nombre de leviers plus considérable.
- Appliqué d’abord en Angleterre, il n’a pas tardé à se généraliser.
- Dans ces deux systèmes d’enclenchements, les leviers, qui sont en relations entre eux, doivent nécessairement être placés à proximité les uns des autres, car les enclenchements résultent du mouvement alternatif de barres rigides, auxquelles on ne peut donner une grande longueur.
- Gomme, dans une gare, il est souvent difficile, sinon impossible, de concentrer les leviers en des points déterminés, on a essayé beaucoup de systèmes d’enclenchements à distance.
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- En France, on emploie la serrure Annett, les appareils désen-gageurs, les signaux d’arrêt avec verrou de calage, etc.
- En Italie, dans quelques gares, les divers appareils sont ma-nœuvrés au moyen d’eau comprimée (système Bianchi et Servettaz). Dans ce cas, les enclenchements à distance peuvent être réalisées par des combinaisons de robinets.
- En Autriche et en Allemagne, on a employé l’électricité pour réaliser à distance les enclenchements des bifurcations. Nous pouvons citer parmi les appareils ayant figuré à l’Exposition internationale d’électricité de Vienne, en 1883, ceux de MM. Pol-litzer, Siémens et Halske, Froizheim, etc., dans lesquels le déclenchement est obtenu au moyen de courants d’induction.
- Tous ces enclenchements et verrouillages à distance ne permettent pas de réaliser uu grand nombre de combinaisons. Il n’en est pas de même pour le système appliqué aux chemins de fer de l’État, faisant l’objet de la présente note, qui offre tous les avantages du système Saxby et Farmer, tout en permettant de placer les leviers en des points quelconques.
- Ce système d’enclenchements, imaginé par M. Bricka, Ingénieur en chef de la voie et des bâtiments, professeur du cours de chemin de fer à l’École des Ponts et Chaussées, a été étudié par MM. Colin, Ingénieur du matériel fixe, et Planté, chef du service télégraphique. M. Postel-Vmay a été chargé de la construction des appareils.
- Depuis plusieurs années, on emploie sur le réseau des chemins de fer de l’État, dans diverses gares de bifurcation, des leviers isolés, enclenchés électriquement entre eux, et actuellement, dans la gare de Niort, plusieurs leviers des postes Saxby sont enclenchés électriquement, soit entre eux, soit avec des leviers isolés.
- Le fonctionnement de tous ces appareils est très sur et très régulier ; aussi nous a-t-il paru intéressant de donner un aperçu de ce système, appelé certainement à rendre de grands services dans l’exploitation des chemins de fer.
- Nous examinerons successivement :
- 1° Les leviers isolés enclenchés électriquement;
- 2° Les leviers pour postes Saxby, enclenchés électriquement;
- 3° Les verrous de gare, permettant d’enclencher d’un point quelconque des leviers dans des positions données;
- 4° La manière de procéder pour réaliser des enclenchements donnés par des formules;
- 5° Les avantages des enclenchements électriques.
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- § 1. — Description des leviers isolés enclenchés électriquement.
- Ces leviers sont construits sur le modèle des leviers à coulisse des appareils Saxby.
- Le bras du levier, clans son mouvement d’oscillation qui se transmet directement aux tringles ou aux fils de manœuvre, pivote autour d’un axe fixe. Sa course est guidée par un secteur en fonte, dont le centre coïncide avec l’axe du pivot.
- Ce secteur porte à chacune de ses extrémités un cran d’arrêt, dans lequel vient se loger 1a. partie inférieure d’une tige fixée au bras du levier et glissant le long de celui-ci, en obéissant à l’action d’un ressort à boudin. Quand ce dernier est rendu libre, il cale le bras dans l’une ou l’autre de ses positions extrêmes.
- Cette tige porte un coulisseau, forcé de se mouvoir dans une coulisse en arc de cercle, mobile autour d’un axe fixé au bâti du levier.
- Lorsque le bras du levier est calé à l’une des extrémités de sa course, la coulisse est inclinée. Quand, pour vaincre l’action du ressort qui agit sur la tige du coulisseau et dégager l’extrémité inférieure de celle-ci du cran d’arrêt, on agit sur la manivelle d'un excentrique en cœur, fixé au bras du levier, le coulisseau remonte et force la coulisse à se placer horizontalement.
- La coulisse reste dans cette position pendant toute la durée de l’oscillation du bras de levier. Quand, à fin de course, on agit sur la manivelle de l’excentrique pour rendre libre le ressort et caler le bras du levier, cette coulisse se place dans une position inclinée, symétrique à la première.
- Elle oscille donc autour de l’axe qui la relie au bâti. Dans l’appareil Saxby, ces oscillations se transmettent à un gril servant à réaliser les enclenchements.
- Dans le levier isolé, c’est la coulisse qui est enclenchée électriquement et, à cet effet, sur celle-ci et .dans le prolongement de son rayon moyen, est fixée une tige de fer portant deux marteaux, M et M', dont la forme est indiquée sur la figure i de la planche 72.
- En regard des marteaux est disposé un électro-aimant E(fig. S, PI. 72), dont la palette occupe la position pt, quand aucun courant ne circule dans ses spires et la position p.2, dans le cas contraire (fIg. 4, PL 72).
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- La tige des marteaux et la palette sont, disposées de telle façon que le marteau M, dans le mouvement d’oscillation de la coulisse, vient buter contre la palette, quand cette dernière est dans la position p2.
- Quand la palette est dans la position^, c’est le marteau M'qui vient buter contre elle.
- Quand on veut manœuvrer le levier, il faut préalablement soulever la tige, de manière à dégager son extrémité inférieure du cran d’arrêt et pour' cela agir sur l’excentrique.
- Si la palette de l’électro-aimant occupe la position on pourra soulever la tige, et par conséquent le coulisseau, d’une certaine quantité, puis le marteau M'viendra buter contre la palette ; le mouvement sera donc arrêté avant que le bras de levier soit complètement dégagé.
- Si, dès que le marteau M a dépassé la palette, un courant circule dans les spires de l’électro-aimant, cette dernière est attirée et prend la position p.2 ; la tige des marteaux peut alors continuer son mouvement et la coulisse se placer horizontalement. Le bras du levier étant dégagé, la manoeuvre est possible.
- Il faut donc que, dès que le marteau M a passé sous la palette, un courant circule dans l’électro-aimant, pour que le déclenchement puisse s’opérer.
- A cet effet, la tige porle-marteaux commande par l’intermédiaire d’une manivelle une tige AB (fig. 3, PL 72) portant à son extrémité un frotteur. Cette tige se déplace devant une plaque, portant des barres de cuivre isolées, g, h, cd, ef, que le frotteur peut à un moment donné relier deux à deux et qui constituent des commutateurs.
- Quand le bras du levier est calé dans la position OR, la tige portant le frotteur occupe la position AB ; quand le bras est calé en OD, cette tige occupe la position AB'.
- Pendant le passage du bras du levier d’une position à une autre, alors que la coulisse est horizontale, cette tige est verticale.
- Les barres de cuivre isolées, fixées sur la. plaque verticale, sont disposées de manière que, dès que le marteau M a dépassé la palette, le frotteur placé à l’extrémité de la tige AB relie les barres cd et ef.
- Si ces barres sont intercalées dans un circuit électrique, comprenant une pile et l’électro-aimant et si ce circuit n’est pas coupé, en un autre point, dès que le marteau M a dépassé la palette, ces barres sont reliées par le frotteur et un courant circule dans
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- l’électro-aimant. La palette est alors attirée, le marteau M' peut passer, de sorte que la manœuvre du coulisseau peut être continuée.
- Il suffit donc d’établir ou d’interrompre un courant électrique, pour que la manœuvre du levier soit rendue possible ou impossible. On voit par suite que l’on dispose du moyen d’enclencher, fi volonté et à toute distance, un tel levier de manœuvre.
- Le marteau inférieur M a pour but de maintenir l’appareil enclenché, dans le cas où pour une cause quelconque (magnétisme rémanent ou affaiblissement du ressort de rappel) la palette resterait abaissée, même en l’absence de tout courant électrique.
- Au milieu du marteau M', à sa partie inférieure, est ménagée une encoche e, assez grande pour que la palette puisse s’y loger.
- Supposons que, pendant le temps que la coulisse est horizontale •et que le bras du levier accomplit sa course, on rompe le circuit électrique : la palette reprend la position pt, se loge dans l’encoche du marteau M' et enclenche la coulisse, ce qui empêche de caler le bras du levier dans l’une ou l’autre de ses positions extrêmes.
- On peut ainsi contrôler la position même du levier ; il suffit pour cela que l’appareil qu’il commande soit muni d’un commutateur, fermé seulement lorsqu’il est dans la position qui donne la sécurité. On fait passer par ce commutateur le circuit de l’électro-aimant, et, si l’appareil n’est pas dans la position de sécurité, le bras du levier ne peut être calé.
- Tout le mécanisme de l’appareil est enfermé dans une enveloppe en tôle qui le protège et qui empêche l’homme chargé de la manœuvre de toucher à la palette pour produire le déclenchement.
- Nous avons vu que la tige du coulisseau, au lieu d’être mise en mouvement, comme dans le levier Saxby, au moyen d'une simple manette à levier, est commandée par une manivelle qui agit sur un excentrique en cœur. Le but de cette disposition est d’éviter un mouvement trop brusque de la coulisse ; en effet, dans ce cas, le marteau M' pourrait venir buter contre la palette, avant que celle-ci ait eu le temps d’obéir à l’attraction de l’électro-aimant, de sorte que le frottement résultant pourrait être assez grand pour s’opposer ensuite à l’attraction.
- Le levier enclenché électriquement peut lui-même enclencher d’autres leviers ; on n’a qu’à faire en sorte qu’il interrompe un circuit lorsqu’il n’est pas calé dans l’une ou l’autre de ses positions extrêmes et le rétablisse quand il est dans la position opposée. On peut, à cet effet, placer plusieurs frotteurs sur la tige AB et plu-
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- sieurs commutateurs, tels que gh, sur la plaque ; ces commutateurs étant fermés ou ouverts, suivant que la tige portant les frotteurs occupe la position AB ou la position AB'F (fig. 2, PL 72).
- Le frotteur placé à l’extrémité de la tige AB ne doit pas avoir une trop grande longueur; il doit avoir abandonné les barres des commutateurs fixes, telles que gh, avant de relier entre elles les barres du commutateur de passage, cd et ef.
- Si l’on veut que le levier puisse être enclenché dans des conditions différentes, dans ses deux positions extrêmes, on remplace la barre ef du commutateur de passage par deux barres placées symétriquement et isolées l’une de l’autre (fig. 2, PL 72).
- La barre cd communique alors avec un des pôles de la pile, par l’intermédiaire des spires del’électro-aimant, les barres e et/étant mises respectivement en relation avec l’autre pôle de la pile, par l’intermédiaire des commutateurs réalisant les déclenchements nécessaires.
- § 2. —Description des leviers de postes Saxby enclenchés électriquement.
- Un levier quelconque, faisant partie d’un poste Saxby qui, par l’intermédiaire de son gril, enclenche d’autres leviers et est enclenché par eux, peut, en outre, être muni d’un enclenchement électrique.
- Le principe de cet enclenchement est le même que celui du levier isolé. On retrouve les mêmes pièces, la tige munie des deux marteaux, l’électro-aimant et sa palette, les commutateurs fixes et de passage, mais disposées différemment.
- La manette du levier ordinaire est également remplacée par une manivelle agissant sur un excentrique en cœur. Cet excentrique est monté dans une petite chape boulonnée sur le bras du levier (fig. 4, PL 72).
- La tige à marteaux n’est plus fixée sur la coulisse, mais bien sur le gril ; elle est terminée par une embase que l’on fixe par deux boulons dans les deux derniers trous de celui-ci.
- Le gril, ayant un mouvement de rotation, correspondant à celui de la coulisse, la tige des marteaux, qui fait corps avec lui, oscille, donc en passant absolument par les mêmes phases que si elle était fixée directement à la coulisse.
- L’électro-aimant, identique à celui employé pour les leviers isolés, est monté sur un support spécial en fonte, que l’on subs-
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- titue au chapeau du palier, dans lequel tourne le tourillon du gril, et il est protégé par une cage vitrée, pour éviter que le stationnaire puisse agir sur la palette.
- Les commutateurs fixes et de passage sont installés, à l’arrière de la table d’enclenchement, sur une planchette qui porte également les fils établissant les communications électriques nécessaires à la réalisation des enclenchements.
- La tige portant les frotteurs est remplacée par une glissière (fig. 5, PL 72), qui reçoit un mouvement de translation d’une manivelle fixée au tourillon du gril.
- Cette glissière porte deux ressorts isolés À et B, munis à leurs extrémités de frotteurs. Chacun de ces ressorts peut relier entre elles, deux à deux, des barres de cuivre isolées a, b, c, d, etc., placées de part et d’autre de la glissière et constituant des commutateurs.
- Lorsque le bras du levier est calé dans sa position droite, le ressort A relie les barres a et b, et le ressort B, les barres e et f, de sorte que,deux commutateurs sont fermés.
- Quand le bras du levier est calé dans sa.position renversée, les commutateurs constitués respectivement par les barres c et d, j et k sont fermés.
- La barre g du commutateur, de passage est reliée à un des pôles de la pile par l’intermédiaire des spires de l’électro-aimant, les barres iet h étant reliées respectivement à l’autre pôle par l’intermédiaire des commutateurs réalisant les déclenchements désirés.-
- Pour que l’on puisse amener le bras du levier de la position droite à la position renversée, il faut que le circuit aboutissant au commutateur formé par les barres g et h ne soit interrompu en aucun autre point. Pour que l’on puisse l’amener de la position renversée à la position droite, c’est le, circuit aboutissant au commutateur formé par les barres g et i qui ne doit être interrompu en aucun autre point.
- Les deux commutateurs, fermés quand le bras du levier est calé dans l’une de ses positions extrêmes, sont intercalés dans des circuits aboutissant aux commutateurs de passage d’autres leviers, et permettent leur déclenchement dans les conditions voulues.
- Il peut arriver qu’un levier, dans l’une ou l’autre de ses positions, doive permettre le déclenchement de plus de deux séries de leviers en relation avec lui. Dans ce cas, comme nous le verrons plus loin, il peut se faire que ce levier doive fermer simultanément plus de deux commutateurs, quand son bras est calé dans l’une ou
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- l’autre de ses positions extrêmes. On place alors deux appareils commutateurs, symétriquement de part et d’autre du gril, la glissière de l’un étant abaissée, quand celle de l’autre est soulevée.
- Ordinairement, dans un poste Saxby, il n’y a que quelques leviers enclenchés électriquement. On a cependant prévu le cas où les leviers qui seraient ainsi enclenchés seraient placés précisément les uns à côté des autres.
- Dans ce cas, les tiges àmarteauxdes leviers impairs, par exemple, sont fixées dans les deux derniers trous du gril et celles des leviers pairs dans les deux premiers. Les électro-aimants sont donc placés alternativement en arrière et en avant.
- De plus, comme les marteaux des leviers, placés d’un même côté, pourraient encore se heurter entre eux, malgré le saut d’un levier intermédiaire, on les place de deux à deux en retraite d’une quantité égale à leur épaisseur ; on déplace naturellement aussi les électro-aimants de la même quantité.
- § 3. — Description des verrous de gare.
- Il est parfois utile d’avoir la faculté d’enclencher un ou plusieurs leviers dans une position donnée, d’un point quelconque d’une gare (d’un bureau par exemple), et de n’en pouvoir permettre le déclenchement que quand certaines conditions sont réalisées. C’est-à-dire que l’appareil enclencheur doit pouvoir être enclenché lui-même.
- Le verrou de gare, employé dans ce cas, repose sur les mêmes principes que les leviers enclenchés électriquement ; il se compose d’un tambour en bois T (fig. 8, Pl.72) formant commutateur,, monté sur un axe, auquel est fixée une manivelle, munie d’une poignée P, servant à la manœuvre. Sur le même axe est monté un secteur S portant des saillies M, JV^, M', venues de fonte, jouant le rôle des marteaux.
- L’électro-aimant est monté en arrière du secteur, de façon qu’à un moment donné les saillies dont est muni ce dernier puissent venir buter contre la palette et arrêter le mouvement de la manivelle .
- Une équerre fixe en fer, BC, maintient le secteur quand la manivelle occupe l’une ou l’autre de ses positions extrêmes ; de sorte que pour amener cette dernière de la position OA' à la position OA, il faut la faire tourner dans le sens des aiguilles d’une montre et,, pour l’amener de OA à OA', dans le sens inverse.
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- Le tambour porte des contacts isolés kl, kjit k2l2. qui, lorsque la manivelle est dans la position OA, relient respectivement'deux à deux les ressorts a et b, c et d, e et f et qui, lorsque la manivelle est en OA',, relient entre eux les ressorts a' et b\ c' et d', etc., placés symétriquement par rapport aux premiers.
- En intercalant les ressorts a et b, par exemple, dans le circuit permettant la manœuvre d’un levier, on voit que celui-ci pourra être manœuvré ou non, suivant que la manivelle du verrou occupera la position OA ou OA'.
- Pour que l’on puisse passer la manivelle du verrou de la position OA à la position OA', ou vice versa, il faut que, dès que la saillie M ou M, a dépassé la palette, cette dernière soit attirée par l’électro-aimant, afin de permettre le passage de la saillie M'.
- • A cet effet, les contacts kl et kj± relient entre eux, au moment donné, soit les ressorts gh et g,/q, quand on passe la manivelle de la position OA à la position OA', soit les ressorts et quand on la passe de OA' à OA.
- Ces ressorts étant respectivement intercalés dans des circuits comprenant l’électro-aimant, une pile et les commutateurs réalisant les déclenchements nécessaires, on voit que la palette sera attirée et laissera passer la saillie M', quand les conditions voulues seront réalisées.
- L’appareil est enfermé dans une boîte, sur la face antérieure de laquelle on inscrit en regard de chacune dps deux positions de la manivelle les numéros des leviers avec l’indication « libre » ou « verrouillé », suivant le cas.
- L’appareil représenté au croquis permet d’enclencher dans chacune des deux positions de la manivelle trois séries de leviers, les uns étant libres quand les autres sont enclenchés.,
- § 4. — Réalisation des enclenchements électriques.
- Deux leviers, a et p, peuvent occuper les quatre positions rela-
- tives suivantes : ad et
- ad et P»1,
- a r et P d,
- ar et fir.
- Le plus ordinairement, on cherche à combiner les enclenche-
- ments, de manière que les deux leviers ne puissent occuper simultanément des positions données.
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- Quand les enclenchements sont réalisés mécaniquement, comme les pièces employées sont animées de mouvements alternatifs, la
- réalisation de la formule d’enclenchement (1) p (qui, d’apres les
- indications de M. Cossmann, signifie que le levier a dans sa position renversée enclenche le levier p dans sa position droite) en-
- Sr
- traîne forcément la réalisation de la formule réciproque (2)
- <XT
- Si .l’on réalise mécaniquement la formule d’enclenchement p, il est facile de voir que l’on pourra avoir simultanément :
- ad et pd,
- ad et Pr
- ar et k
- mais que l’on ne pourra amener simultanément a et p dans la position renversée.
- De même, l’on reconnaît, facilement que la réalisation de la formule ^ (de manière à entraîner la réalisation de la réci-3r\
- proque — l fait que l’on ne peut amener simultanément le levier a
- dans sa position droite et le levier p dans sa position renversée.
- On peut donc donner à une formule d’enclenchement, dans le cas où sa réalisation entraîne celle de sa réciproque, la signification suivante :
- « On ne peut amener simultanément le levier porté au numérateur dans la position indiquée par la formule, et le levier porté au dénominateur dans la position non indiquée. »
- Dans le cas d’enclenchements électriques, la réalisation de la
- formule p n’entraîne pas forcément la réalisation de la formule
- . . 8 r
- réciproque p*
- Si l’on ne réalise que la formule ^ ? il est facile de voir que l’on
- peut amener simultanément les deux leviers dans les quatre positions relatives.
- En effet, on pourra avoir simultanément :
- ad et pd,
- ar et . pd,
- ad et p?’,
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- et, laissant p dans la position renversée, on pourra amené 4 dans la position renversée, de sorte que l’on aura :
- a r et fir.
- On a, en somme, un enclenchement conditionnel, la formule signifiant simplement que le levier p ne peut être amené à la position renversée, quand le levier a est renversé.
- Pour assimiler complètement les enclenchements électriques aux enclenchements mécaniques, il suffit, comme l’a indiqué M. Postel-Yinay, de donner une signification plus étendue à la
- formule en disant que :
- Quand le levier a est renversé, il enclenche le levier fi dans sa position droite, et que ce dernier levier doit alors forcément être dans cette position.
- En effet, cela signifie que l’on ne peut amener le levier a dans sa position renversée que si [3 est droit, ou, en d’autres termes, que le levier p renversé enclenche le levier p dans sa position droite, ce qui est bien la condition réciproque. La formule a bien alors la deuxième signification indiquée ci-dessus.
- Les conditions de déclenchement, correspondantes aux formules d’enclenchement (1) et (2), sont les suivantes :
- « 1° Pour pouvoir faire passer le levier p de la position droite à la position renversée, il faut que le levier a soit droit.
- » 2'° Pour pouvoir faire passer le levier a de la position droite à la position renversée, il faut que le levier p soit droit. »
- On peut énoncer les deux règles suivantes, très utiles pour établir immédiatement les conditions de déclenchement, sans avoir besoin d’écrire la réciproque d’une formule d’enclenchement donnée :
- « 1° Pour pouvoir faire passer un levier, porté au numérateur d’une formule d’enclenchement, de la position non indiquée dans cette formule à la position indiquée, il faut que chacun des leviers portés au dénominateur soit dans la position indiquée.
- » 2° Pour pouvoir faire passer un levier, porté au dénominateur d’une formule d’enclenchement, de la position indiquée à la position non indiquée, il faut que chacun des leviers portés au numérateur soit dans la position non indiquée. y>
- Sur les schémas des communications à établir pour réaliser les enclenchements donnés, on peut représenter chaque levier par deux traits inclinés (fig. 4, PL 72), et les commutateurs depas-Bull. 45
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- sage par des barres telles que ab, c et d. Si l’on admet que la ligne OD représente la position droite du levier, on indiquera par des traits, tels que ef, gh, les commutateurs qui sont fermés, quand le levier est dans cette position.
- Les lignes telles que ik, lm représentent des commutateurs fermés quand le levier est dans sa position renversée.
- Les barres des commutateurs de passage, telles que ab, sont reliées par l’intermédiaire de l’électro-aimant E à un conducteur partant du cuivre de la pile.
- Pour pouvoir amener le levier de la position droite à la position renversée, il faut qu’au moment donné, la barre d du commutateur de passage communique avec le zinc de la pile, car, à ce moment, le frotteur ferme le circuit, la palette est attirée par l’électro-aimant et le marteau supérieur peut passer.
- Pour que l’on puisse amener le levier de la position renversée à la position droite, la barre ç doit, au moment du déclenchement, communiquer avec le zinc de la pile.
- otV
- Cherchons à réaliser l’enclenchement ^ (en donnant à la formule la signification voulue pour entraîner la réciprocité).
- D’après la première condition de déclenchement énoncée ci-dessus, on voit qu’en reliant d'(fig. 2, PI. 72) à la barre e du commutateur ef et la barre f de ce dernier au zinc, quand on aura commencé à actionner le levier [3, pour l’amener de la position droite à la position renversée, si le levier a est droit, un courant On, E', a'b', d', ef, 7m circulera dans les spires de l’électro-aimant et l’on pourra passer le levier.
- La deuxième condition de déclenchement sera réalisée en reliant d au zinc par l’intermédiaire du commutateur gh, fermé quand le levier [3 est droit.
- On reliera ensuite directement les barres C et C' au zinc, car les leviers doivent toujours pouvoir être amenés de la position renversée à la position droite.
- (xT g r
- On reconnaît facilement que les conditions —, et —, sont réa-
- ^ pd xd
- lisées.
- Si a est renversé, le commutateur ef est ouvert, et la barre d, au moment où l’on voudra passer le levier [3 de droit à renversé, ne communiquera pas avec le zinc.
- Si les deux leviers étaient éloignés l’un de l’autre, on pourrait
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- n’employer qu’un fil de ligne pour réaliser les enclenchements (en dehors des fils zinc et enivre), (fig. 3. PI. 72).
- En effet, on aurait seulement à craindre la manœuvre simultanée des deux leviers et, même dans ce cas, les enclenchements seraient encore réalisés.
- Supposons que, p étant droit, on manœuvre le levier a pour l’amener de droit à renversé et que, quand le marteau supérieur a dépassé la palette de l’électro-aimant (qui est alors attirée), on maintienne la manivelle de l’excentrique de sorte que le frotteur continue à relier ab et d.
- Dans ce cas, on ne pourra même pas faire passer le levier (3 de droit à renversé, car quand a b' et d'seront reliés par le frotteur, le circuit Cm, E, ab, d, mn, d', a b', E', Cm sera bien fermé, mais aucun courant n’y circulera, car il va du cuivre au cuivre ; de sorte que la palette de l’électro-aimant E' ne sera pas attirée.
- Quand on a des enclenchements à réaliser entre plusieurs leviers, le moyen le plus commode à employer, pour tracer le schéma des communications électriques à établir, est de commencer par établir un tableau des conditions de déclenchement.
- Ce tableau comporte trois colonnes.
- Dans la première (Désignation du levier) on écrit, dans l’ordre de leurs numéros, deux fois chaque levier.
- Dans la deuxième (Pour le passer de) on inscrit en regard de chaque levier : 1° — de droit à renversé (D à R); puis 2°— sur la ligne suivante, relative au même levier, de renversé à droit (R à D).
- Dans la troisième colonne (Il faut que) on indique les leviers et la position qu’ils doivent occuper pour permettre le passage correspondant du levier indiqué dans la première colonne, en analysant toutes les formules d’enclenchement au moyen des deux règles énoncées ci-dessus.
- Il est toujours facile de réaliser les enclenchements donnés, quand le tableau de déclenchement est dressé : il suffît de relier la barre de passage d’un levier d’une position à la position inverse au zinc de la pile, par l’intermédiaire d’une série de commutateurs placés sur les leviers énclencheürs, ces commutateurs étant fermés quand ces leviers sont dans la position indiquée à la ligne correspondante du tableau de déclenchement.
- Il faut remarquer que, dans la plupart des cas, on peut réaliser une économie de ûl et de commutateurs. L’économie de commutateurs peut avoir une certaine importance ; en effet, si l’on
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- peut réduire à deux le nombre des commutateurs qui doivent être fermés pour une position doimée d’un levier de poste Saxby, on sait qu’on peut alors employer un appareil commutateur simple, au lieu d’un double.
- Comme nous l’indiquons plus loin, il faut procéder avec une grande prudence, quand on réalise ces économies, afin qu’une dérivation ne permette pas le déclenchement d’un levier, quand toutes les conditions de déclenchement ne sont pas réalisées.
- Soit à réaliser les enclenchements suivants entre trois leviers :
- 5r
- 2 d -f- 7cf
- Le tableau de déclenchement est établi ainsi qu’il suit :
- DÉSIGNATION DU LEVIER POUR LE PASSER DE IL FAUT QUE
- 2 ' D à R bd
- 2 R à D
- 5 D à R 2 d -f 7 d
- 5 R à D
- 7 D à R bd
- 7 R à D
- Pour réaliser le déclenchement du levier 2,. de sa position droite, nous ferons passer le conducteur reliant la barre d de son commutateur de passage au zinc par le commutateur ef, fermé quand le levier 5 est droit, (fig. 4. PL 72).
- Pour réaliser le déclenchement du levier 5 de sa position droite, nous relierons d'au zinc, par l’intermédiaire de deux commu-teurs, l’un gh, fermé quand 2 est droit, l’autre ik, fermé quand 7 est droit.
- Pour réaliser le déclenchement du levier -7 de sa position droite, nous,pourrions relier d" à un nouveau commutateur, fermé quand le levier 5 est droit, mais il est facile de voir que l’on pourra se servir du commutateur e/* déjà prévu, en reliant d" à un point du conducteur d, ef, Zn, en avant de f, en m par exemple.
- Nous réaliserons ainsi l’éconoinie d’un commutateur et d’une certaine longueur de conducteur.
- Pour terminer, il suffit de relier directement au,zinc les barres c, c', crr, car le tableau du déclenchement n’indique pas de condition pour les passages correspondants des leviers.
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- Il faut ensuite vérifier si la formule d’enclenchement et sa réciproque sont bien réalisées.
- 5r
- M-Çïd’ ^ ne Peu^ ^re amen® droit a renversé, si 5 est renversé, car alors le commutateur ef est ouvert; il est de même pour 7.
- La réciproque de la formule d’enclenchement.
- 2r -fi 7r M
- , est éga-
- lement réalisée.
- En effet, si 2 ou 7 est dans la position renversée, gh ou ik est ouvert et d n’est pas en relation avec le zinc de la pile.
- Il y a des cas où l’on peut réaliser des économies de commutateurs et de longueurs, de conducteurs, de plusieurs manières ; alors, d’après les positions respectives des leviers, on choisira la solution donnant la dépense minimum.
- Soit, par exemple, à réaliser les enclenchements :
- 1 d 2r
- 5c/ —J— 6r’ 4r-f-5d-j- 6r*
- Le tableau de déclenchement, dans lequel nous avons supprimé les lignes qui correspondent aux passages des leviers pour lesquels aucune condition n’est imposée, est donné ci-après :
- DÉSIGNATION DU LEVIER 1 POUR LE PASSER DE 1 1 IL FAUT QUE
- l R à D 3r + 5d + 6r
- 2 D à R 4r + 5d -P Qr
- 3 R à D 1 r
- 4 R à D 2 d
- 5 D à R 1 r + 2 d
- 6 R à D 1 r + 2 d
- Les communications électriques, permettant les déclenchements, peuvent être établies de deux manières différentes :
- 1° Gomme il est indiqué à la figure 6 de la planche 72, les deux circuits des leviers 1 et 2 étant complètement distincts.
- On peut alors se servir des conducteurs reliant le levier I au levier 3, pour réaliser le déclenchement du levier 3 dans la position renversée et de même du fil reliant le levier 2 au levier 4, pour réaliser le déclenchement du levier 4 dans sa position renversée.
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- Lé déclenchement du levier 5 dans sa position droite et du levier 6 dans sa position renversée peut être réalisé au moyen d’un conducteur unique.
- On aura ainsi (outre les fils zinc et cuivre) deux fils de ligne entre les postes 1 et 2, deux entre les postes 2 et 3 et un entre les postes 1 et 3.
- Le levier 3, dans sa position droite, et le levier 6, dans sa position renversée, doivent fermer chacun deux commutateurs.
- 2° On peut aussi réaliser les déclenchements, ainsi qu’il est indiqué sur la figure 6 de la planche 72, en remarquant que les conditions de déclenchement du levier 1 dans la position renversée et du levier 2 dans la position droite ont la partie commune
- -f- 6r.
- Dans ce cas, on ne peut employer les fils allant de 1 à 3 et de 2 à 4, pour réaliser respectivement les déclenchements de 3 et. de 4, dans leur position renversée. En effet, si dans la figure 5, on suppose les points m et m" confondus, on voit que l’on pourrait,, par exemple, passer 1 de R à D, en ayant 3r —}— 4r —2d, c’est-à-dire quand même l’on aurait 5r et Qd.
- Il faut donc employer deux fils spéciaux pour réaliser ces dé-^ clençhements.
- Dans ce cas, on aura (outre les fils zinc et cuivre) quatre fils de ligne entre les postes i et 2, un fil entre les postes 2 et 3 et un fil entre les postes 1 et 3.
- En outre, les leviers 5 et 6 ne comportent qu’un commutateur chacun.
- De la position relative des postes 1, 2 et 3 il résultera que l’un, ou l’autre des tracés sera le plus économique.
- On vérifie facilement que les deux tracés réalisent également les conditions d’enclenchement .
- On peut énoncer la règle suivante :
- Quand, pour passer deux ou plusieurs leviers, le tableau de déclenchement indique que plusieurs conditions sont communes, on peut réaliser une économie de commutateurs et de conducteurs.
- On relie directement entre eux les commutateurs réalisant les conditions communes par un conducteur dont une des extrémités est mise en communication avec le zinc de la pile. De l’autre extrémité de ce conducteur, on dérive des lignes aboutissant respectivement aux bornes des commutateurs de passage des-
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- divers leviers que l’on doit pouvoir manœuvrer en passant par les commutateurs réalisant les conditions non communes.
- On sera certain de n’avoir aucune dérivation dangereuse de courant à craindre (c’est-à-dire pouvant permettre un déclenchement non prévu), si aucun des fils dérivés ne communique directement ou indirectement avec le zinc.
- Il y a aussi à examiner le cas des enclenchements conditionnels. Le tableau de déclenchement doit alors, ainsi qu’il est indiqué à l’exemple suivant, comporter deux colonnes de plus.
- Soit à réaliser les enclenchements.
- Si 3d, — si 3r, ^
- Le tableau de déclenchement s’établit comme il est indiqué ci-dessous.
- DÉSIGNATION DU LEVIER POUR LE PASSER DE IL FAUT QUE ET SI IL FAUT QUE
- l D à R » » »
- 1 R à D i i 3 d > 3 r 2 r »
- 2 D à R n y> »
- 2 R à D » < 3 d 3 r 1 r 4 d
- 3 D à R 4 d ou 2 r » »
- 3 R à D 1 r ou 2 r » »
- 4 D à R l i 3 d | 3 r » 2 r
- 4 R à D 8 » »
- Le tableau indique que pour pouvoir passer 1 de R à D, il faut que l’on ait si 3d, ; ce premier déclenchement est réalisé par le conducteur c, gh, Zn (Fig, 7, PL 7%). Pour réaliser le déclenchement de 1 de R à D, quand on a 3r, il suffit de dériver en A un conducteur relié au zinc, par l’intermédiaire du commutateur ik, fermé quand 3 est renversé.
- Pour passer 2 de R à D, le tableau indique qu’il faut, ou que l’on ait3d-}-lr, condition réalisée en établissant la-communication c'B, ml no Z n; ou bien que l’on ait 3r-j-4d; cette dernière condition est réalisée en établissant la dérivation B, qp, rs, Z n.
- Pour pouvoir passer 4 de D à R, il faut que l’on ait 3d, condition réalisée en établissant la communication dD, vx, Z n ; ou bien si 3 r, %r, condition réalisée par la dérivation D, ut, Z n.
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- Il est facile de vérifier que les enclenchements indiqués par les formules sont ainsi réalisés.
- L’enclenchement n’est pas encore complet ; en effet, les formules signifient: 1° que si on a3d, onnepeutavor simulitanément 1 d et 2c? ; 2° que si on a 3r, on ne peut avoir simultanément 4r et, 2d. Il faut enclencher le levier 3, car sans cela on pourrait par exemple, en ayant 3r, amener simultanément le? et 2d, puis ensuite amener 3e?. On voit facilement que l’on ne doit pas pouvoir amener 3 de R à D, si l’on n’a pas lr ou bien 2r, et de même que l’on ne doit pas pouvoir passer 3 de D à R, si l’on n’a pas 4c? ou bien 2r, ainsi qu’il est indiqué au tableau de déclenchement.
- La réalisation des déclenchements correspondants peut se faire, comme il est indiqué (Fig. 7, PL 2) au moyen des commutateurs no, h'g', ut', et r's'.
- On peut énoncer la règle suivante :
- Pour que l’on puisse passer le levier dont une des positions doit entraîner l’enclenchement, de la position non indiquée à la position indiquée, il faut : ou bien que les leviers portés au numérateur soient dans la position non indiquée, ou bien que les leviers portés au dénominateur soient dans la position indiquée.
- Si les divers leviers à enclencher entre eux sont très éloignés les uns des autres, il peut y avoir intérêt à prendre la terre comme fil de retour. On met par exemple le zinc de la pile à la terre et les extrémités des divers conducteurs réalisant les déclenchements sont également mises à la terre.
- § 5. — Avantages des enclenchements électriques.
- Le principal avantage de l’emploi de l’électricité est la possibilité d’enclencher entre eux des leviers placés à n’importe quelle distance les uns des autres.
- Un simple commutateur, installé dans une gare, par exemple, permet d’enclencher des leviers placés en n’importe quel point ou bien de changer les relations d’enclenchements entre divers leviers. Ce dernier système peut être employé dans des gares où les services de jour et de nuit sont différents. On installe alors dans le bureau du chef de gare un commutateur qui, placé dans une position, entraîne la réalisation des enclenchements nécessités par le service de jour et, dans l’autre, la réalisation des enclenchements du service de nuit.
- L’emploi de l’électricité permet aussi d’enclencher le signal
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- protégeant une aiguille prise en pointe, de telle sorte qu’il ne puisse être mis à voie libre que quand on est sûr que cette aiguille est bien faite. On place à chacune des pointes de l’aiguille un contrôleur, qui ferme un commutateur seulement à l’instant où la pointe est exactement appliquée contre le rail, chacun de ces commutateurs étant intercalé dans un circuit permettant l’ouverture du signal correspondant.
- On peut aussi empêcher la manœuvre d’une aiguille pendant qu’un train passe ou stationne sur elle. A cet effet, on place à cette aiguille une pédale ou une plaque de contact qui ferme un circuit électrique pendant toute la durée du passage ou du stationnement du train. Un inverseur placé dans ce circuit coupe le ou les circuits de déclenchement du levier de manœuvre pendant tout le temps que le courant circule.
- Quand, dans une gare, on est obligé d’installer plusieurs postes Saxby, si les enclenchements mécaniques d’un poste sont indépendants de ceux des autres, il faut installer des signaux complémen-, taires pour protéger les manœuvres autorisées par l’un des postes, contre celles autorisées par les autres.
- En enclenchant entre eux certains leviers des postes, on peut supprimer ces signaux parlementaires et naturellement les leviers qui les actionnent. Pour réaliser mécaniquement certains enclenchements conditionnels, il faut installer des leviers dont le seul rôle est de déplacer ou d’immobiliser des taquets ; en réalisant électriquement ces enclenchements, ces leviers peuvent être supprimées.
- MM, Sarroste et Loppé ont basé sur l’emploi du levier à enclenchement électrique un block-system à fil de ligne unique, actuellement à l’essai sur le réseau des chemins de fer de l’État.
- Les leviers à enclenchement électrique présentent en outre les mêmes avantages que ceux du type Saxby. C’est-à-dire que, dès que l’on a commeocé à tourner la manivelle de l’excentrique pour soulever le coulisseau et dégager le bras du levier, aucun des leviers qui sont enclenchés électriquement avec celui que l’on manœuvre ne peut plus être actionné. Ce n’est que lorsque le bras est à fin de course et que l’on a agi sur l’excentrique pour le caler que les leviers, qui ne sont pas enclenchés quand il est dans cette position, peuvent être manœuvrés.
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- MÉMOIRE
- SUR LES
- DANGERS DES CANALISATIONS ELECTRIQUES
- «-> www»».», -
- DANS LES VILLES ÉCLAIRÉES AU GAZ,.
- PAR
- M. I ». JOXJSSELIN
- Dans la communication que j’ai eu l’honneur de faire à la Société dans sa séance du 1er mai 1891, à l’occasion de l’inauguration de l’usine centrale du secteur électrique de la place Clichy, en rapprochant le prix de vente courant de l’électricité à raison de 15 centimes les cent watts, du prix de vente actuel du gaz à raison de 30 centimes le mètre cube, je faisais ressortir ce fait certain, qu’en s’adressant au secteur de son quartier, le consommateur payait son éclairage électrique comme correspondant à du gaz vendu au prix de 40 centimes le mètre cube, ce qui représentait pour lui une dépense d’au moins un tiers en plus pour son éclairage électrique, à égalité de lumière avec le gaz (1).
- J’émettais alors l’espoir que si les pourparlers pendants 'entre la Compagnie Parisienne et la Municipalité, à fin d’abaissement du prix de vente du gaz, aboutissaient, solution dont on annonce la réalisation prochaine si désirable, les consommateurs pourraient continuer à payer leur éclairage électrique, éclairage de luxe par excellence, au prix actuel très élevé par suite de l’élévation de son prix de revient ; mais, en ce qui concerne le gaz, plus pratique comme service et le plus généralement employé dans les usages domestiques, ils n’auraient plus à payer leur gaz qu’à un prix inférieur encore au prix actuel, et par conséquent notablement inférieur au prix de la lumière électrique.
- (1) Il importe toutefois de faire remarquer que depuis le 1er mai 1891, date de ladite communication, en raison du développement pris par le service de la lumière électrique dans certains secteurs le, prix de l’électricité tend à s’abaisser vers 12 centimes les cent watts, ce qui réduira la différence entre les prix à payer par les consommateurs pour le gaz et l’électricité.
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- Dans ces conditions, le gaz et l’électricité devaient trouver, l’un et l’autre et concurremment, leur application propre aussi bien pour l’éclairage public et privé que pour l’éclairage de luxe.
- . Et je ne craignais pas d’affirmer alors que ces deux agents d’éclairage étaient appelés à vivre, côte à côte, en paix dans la capitale pour le plus grand avantage des. besoins généraux et particuliers.
- Mais, à côté de cette paix économique, vient intervenir la paix dans les relations journalières de ces deux fluides distribués presque parallèlement sous nos voies publiques dans des canalisations spéciales.
- Certains accidents récents sur lesquels je vais avoir l’honneur d’appeler votre attention, démontrent qu’il n’est pas indifférent de poser les conducteurs d’électricité d’une manière quelconque par rapport aux conduites de gaz voisines et qu’il importe au contraire de prendre les mesures les plus sérieuses pour prévenir les effets souvent dangereux qui peuvent résulter du rapprochement des canalisations de gaz et d’électricité.
- Dans les secteurs électriques qui se partagent la voie publique à Paris, certains accidents se sont produits par le fait de l’électricité et se sont multipliés dans ces derniers temps. Si, sur quelques points de la capitale, des explosions de gaz ont pu se produire, dans un très grand nombre de rues ou dans les immeubles en bordure, de nombreuses fuites de gaz souterraines se sont révélées journellement et ont pu faire craindre pour la sécurité des passants ; dans ces deux natures d’accidents l’électricité avait joué évidemment un rôle capital.
- Des mesures rapidement prises en ont prévenu les conséquences, et je dois reconnaître qu’on ne saurait trop féliciter d’ores et déjà l’Administration et les Compagnies d’éclairage de l’activité qu’elles ont déployée pour faire disparaître rapidement, sur les points menacés, toutes les causes de danger.
- Tous les accidents dont je vais parler résultent de perforations des tuyaux de gaz par les courants électriques distribués dans les conducteurs voisins.
- Ces accidents peuvent être classés en deux categories distinctes :
- Les uns sont dus à des phénomènes calorifiques dits courts-circuits produisant de véritables arcs voltaïqués ;
- Les autres sont dus à des phénomènes d’électrolyse.
- Les accidents résultant des courts circuits se résument en,quatre ou cinq pendant ces dernières années. À leur tête , on doit placer
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- l’explosion du restaurant Larue, rue Royale, qui a présenté une certaine gravité.
- Je rappelle pour mémoire d’abord la perforation de deux tuyaux de plomb, rue de Rivoli, nos 112 et 118, au mois de décembre 1890, par le contact direct d’un conducteur électrique avec les tuyaux en question ; en second lieu la fuite d’un branchement de gaz, rue de la Paix, n° 15, le 12 avril dernier, par la mise en contact du tuyau avec le caniveau de la canalisation Popp par suite d’une fausse manœuvre d’un ouvrier de la Société.
- Ces accidents, ainsi que deux autres que je trouve inutile de-rappeler, ont été produits par des courts-circuits, mais ils n’ont donné lieu à aucune explosion.
- L’explosion du restaurant Larue me paraît présenter la caractéristique du phénomène du court-circuit le mieux défini.
- Ce phénomène pouvant, dans des conditions analogues, se reproduire journellement sur d’autres points de la capitale avec tous ses dangers, je vous demande la permission d’entrer dans des détails circonstanciés sur l’explosion Larue, ce qui formera le premier paragraphe de cette étude.
- Je consacrerai le paragraphe qui suivra aux phénomènes d’é-lectrolyse beaucoup moins discutés, et cependant extrêmement nombreux dans la capitale.
- § Ier. — Perforations des tuyaux de gaz par courts-circuits électriques.
- C’est le 2 mars 1891, à 9 heures et demie du soir, qu’avait lieu l’explosion du café-restaurant Larue, sis rue Royale, n° 27, à l’angle de la place de la Madeleine.
- Les consommateurs avaient quitté l’établissement, sauf deux personnes qui se tenaient assises au fond de la grande salle donnant sur la rue Royale, quand, tout à coup, l’explosion se produisait, soulevant la voûte de la cave qui s’effondrait, entraînant dans le sous-sol une partie du mobilier ; les deux consommateurs attardés furent miraculeusement protégés par la table derrière laquelle ils se tenaient et qui se dressa au-dessus de leur tête.
- Somme toute, l’accident se réduisit à des pertes considérables en mobilier, vins et marchandises et en dégâts très sérieux causés au bâtiment, et ses conséquences causèrent un dommage important à M. Larue qui dut fermer pendant un certain temps son établissement pour effectuer les réparations nécessaires, ce qui
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- éloigna certainement une partie de sa clientèle, laquelle, suivant lui, n’a pas encore repris aujourd’hui le chemin de sa maison.
- Il s’agissait évidemment d’une explosion de gaz : restait à découvrir comment elle s’était produite.
- Dans la journée du 2 mars, on avait senti dans la salle du restaurant et dans la cave en dessous certaines odeurs qui pouvaient faire croire à une fuite de gaz. La Compagnie Parisienne fut prévenue etses agents procédèrent de suite aux recherches nécessaires : des terrassiers découvrirent sous le trottoir la conduite principale, des recherches furent faites dans la cave ; on put même se servir de lumière ; mais les agents et ouvriers durent se retirer sans avoir rien trouvé.
- Ils crurent cependant reconnaître que l’odeur rappelait plutôt le caoutchouc brûlé que celle du gaz.
- Dans la soirée, des odeurs plus intenses que M. Larue attribuait encore à des fuites de gaz, s’étant déclarées, on prévint encore la Compagnie du gaz qui remit au lendemain matin ses nouvelles recherches.
- C’est alors que l’explosion se produisait.
- Les agents du secteur Popp qui fournissait la lumière au restaurant, ainsi que. les agents de la Compagnie Parisienne procédèrent immédiatement aux opérations de recherches. Leur désaccord provoqua l’intervention du référé qui devait constituer l’expertise.
- Quand, le jour même, les experts arrivèrent sur les lieux, voici ce qu’ils constatèrent :
- Aucun branchement de gaz n’alimentait le restaurant Larue, exclusivement éclairé par l’électricité : il n’y existait donc pas de conduite de gaz qui aurait pu y causer des fuites. Les nissant les courants à l’établissement et à ses dépendances pénétraient dans la cave par un tuyau en fonte passant sous le trottoir (voir la figure ci-contre). Ces conducteurs étaient branchés sur le réseau de canalisation électrique du secteur Popp, dans un regard pratiqué sous le trottoir, au pied d’un kiosque à journaux.
- deux conducteurs électriques four-
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- Le couvercle ou tampon du regard ayant été enlevé, on put constater l’état des câbles électriques qui le traversaient
- Ces câbles, posés longitudinalement au trottoir, dans des caniveaux en fonte où ils étaient isolés les uns des autres par des moulures en bois, traversaient le regard de la manière suivante :
- 1° Au-dessus, passaient cinq petits câbles à haute tension fixés le long des parois du regard, sur des moulures en bois, de l’orifice d’un caniveau à l’autre ;
- 2° En dessous de ces câbles se trouvaient les câbles à basse tension, traversant le regard sans appuis intermédiaires et pendant librement : c’est de deux de ces câbles que partaient les deux conducteurs dont j’ai parlé ci-dessus, pénétrant dans la cave du restaurant Larue par le tuyau d’adduction en fonte.
- Les câbles à haute tension servent : les uns (2 600 volts) à l’éclairage de la voie publique, les autres (1 800 volts) à alimenter des batteries d’accumulateur.
- Les câbles à basse tension (110 volts) desservent les établissements particuliers.
- Les premiers, avec âmes en cuivre siliceux, sont enveloppés d’une gaine en plomb sur caoutchouc, protégée elle-même par une couche de filin caoutchoutée et goudronnée ; les seconds, de 144 mm de section, ont leur enveloppe isolatrice protégée par une gaine en plomb nu.
- De suite on s’aperçut qu’au-dessous de ces derniers passait transversalement un branchement de gaz en plomb de 27 mm de diamètre qu’effleurait à première vue un des câbles à basse tension, et on constata au point de contact dans le tuyau un trou de perforation.
- Lorsqu’on coupa ce branchement pour l’examiner au dehors, on aperçut un second trou à 51 mm du premier, qui semblait indiquer que, sur ce point aussi, il y avait eu contact avec l’un des câbles.
- Ce branchement qui traversait le regard servait à alimenter l’unique bec de gaz du kiosque à journaux.
- Lorsque la Société Popp exécuta la fouille de ce regard, elle avait rencontré ledit branchement, recouvert réglementairement d’une gaine en poterie. Sans aviser la Compagnie du Gaz quïse serait chargée de le détourner et de le faire passer en dehors du regard, comme cela se pratique habituellement, les ouvriers de la Société Popp laissèrent le branchement dans le regard en l’encastrant dans la maçonnerie et en le laissant dépouillé de sa gaine
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- en poterie, laquelle fut vraisemblablement brisée pendant les travaux.
- Le branchement, traversant à nu le regard, était donc exposé au contact des câbles inférieurs à basse tension, pendant librement au-dessus.
- Des deux trous du branchement, l’un à peu près rond de 6 mm de diamètre présentait un aspect cratériforme ; l’autre, elliptique (4mm sur 12 mm), présentait également l’aspect cratériforme, mais il portait sur ses lèvres supérieures des gouttelettes de plomb indiquant un commencement de fusion.
- C’était par ces trous, dont nous expliquerons plus tard la perforation, que s’était échappé le gaz qui, pénétrant dans la caveLarue par le tuyau d’adduction des deux câbles de lumière, avait formé avec l’air ambiant, le mélange détonant qui avait déterminé l’explosion.
- Je crois devoir faire observer en passant, et je reviendrai plus loin sur ce point, que les cinq câbles à haute tension traversant le regard à sa partie supérieure, avaient leur enveloppe brûlée sur une longueur de 25 cm; l’âme en cuivre seule, restée intacte, était absolument dénudée : le plomb, le caoutchouc et l’enveloppe de filin avaient été brûlés et avaient disparu.
- La moulure en bois soutenant ces câbles avait été carbonisée sur la même longueur, et la bavette en zinc qui protégeait la moulure et les câbles de l’eau de pluie pouvant pénétrer par le joint du couvercle dans le regard, était fondue aux points correspondants.
- D’une part, la dénudation sur 25 cm des cinq câbles à haute tension avec ses conséquences, et d’autre part l’aspect des deux trous de perforation du branchement de gaz, indiquaient qu’il avait dû se produire sur ces deux points un dégagement intense et local de chaleur.
- Les courants électriques traversant les câbles étaient vraisemblablement les seuls agents capables de développer la quantité de chaleur qui a produit les effets constatés, et, en ce qui touche plus spécialement les deux trous de perforation du branchement de gaz, il avait dû y avoir sur ces points production d’un arc voltaïque résultant du phénomène connu de court-circuit : c’était la thèse que soutenait la Compagnie Parisienne du Gaz.
- De son côté, la Société Popp, qui s’efforcait de repousser toute
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- responsabilité de Laccident, prétendait an contraire que rien ne démontrait d’une manière absolue la production d’un semblable phénomène, et elle offrait de procéder, en notre présence, à son usine centrale de la cité du Retiro, à une série d’expériences qui nous démontreraient que la production du phénomène de court-circuit n’était nullement obligatoire, même en se plaçant dans les conditions du regard de la rue Royale.
- D’un autre côté, alors, la Compagnie Parisienne nous proposait de procéder, dans sa petite usine électrique d’épreuve de la rue Condorcet, à des expériences semblables : elle se réservait, en outre, d’y construire un regard absolument disposé comme celui de la rue Royale, avec lequel elle reproduirait toutes les phases de l’accident.
- Elle comptait bien nous démontrer alors que l’on s’était trouvé, lors de l'explosion du restaurant Larue, en présence d’un phénomène normal de court-circuit, et qu’aucun doute ne pourrait subsister à cet égard.
- Nous avons en effet assisté successivement aux expériences exécutées par la Société Popp et par la Compagnie Parisienne. Je relaterai plus loin ces expériences en insistant plus particulièrement sur celles de la Compagnie du Gaz, qui ont été absolument complètes et ont permis aux experts d’arrêter définitivement leur opinion.
- D’ores et déjà, je dois déclarer qu’en dehors des phénomènes électriques, il n’a pas été possible aux experts d’attribuer la perforation du tuyau de gaz à d’autres causes particulières que je résume succinctement et que l’aspect du tuyau conduit à écarter :
- 1° Les deux trous n’ont pu être percés à l’aide d’un outil d’ouvrier : l’examen du tuyau le démontre surabondamment.
- 2° Les trous n’ont pu se produire spontanément par suite d’un défaut de fabrication : le tuyau est sain d’aspect et ne présente aucune trace de soufflure ou gerçure.
- 3° Enfin les trous en question n’ont pu être produits par un excès de pression du gaz pendant le service, car l’examen du tuyau dont l’épaisseur est restée constante, n’indique sur un point quelconque ni amincissement, ni déformation. Et d’ailleurs, la pression maxima que peut donner la Compagnie du Gaz dans sa canalisation n’est guère que de quelques centimètres d’eau, alors que les tuyaux, comme celui qui nous occupe, peuvent supporter en toute sécurité plusieurs atmosphères de pression.
- Ces hypothèses étant écartées, nous revenons à l’électricité.
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- Avant d’entrer dans le détail des phénomènes de courts-circuits qui ont pu jouer un rôle dans la question qui nous occupe, je crois devoir exposer succinctement la théorie générale de ces phénomènes :
- Les Sociétés concessionnaires à Paris de secteurs pour l’éclairage et le transport de l’énergie électrique emploient, pour la distribution des courants, des câbles en nombre plus ou moins grand,, mais jamais inférieurs à deux.
- Ces câbles ont leur âme en cuivre ou en bronze siliceux. Ils sont placés sous les trottoirs des voies publiques parallèlement aux façades des maisons et suivant des dispositifs variant avec chaque secteur. Pour les besoins réguliers de l’exploitation électrique, il existe toujours une différence de potentiel, autrement dit de tension entre le câble qu’alimente le courant, quand il vient de l’usine, et le câble que ce courant suit pour y retourner.
- Considérons (voir fig. 3 ci-contre) deux câbles A et B et supposons, pour fixer les idées, que ces câbles alimentent un abonné en a.
- L’installation d’un abonné quelconque est, en général, branchée sur les câbles au moyen de deux conducteurs, chacun de ces conducteurs étant relié à un câble seulement. Figurons en M et N pour l’abonné a les points de connexion des conducteurs et des câbles.
- Si nous appelons :
- E la différence de potentiel entre M et N,
- R la résistance de l’installation de l’abonné et de son branchement,
- I l’intensité du courant qui traverse cette installation,' la valeur de l’intensité I sera donné par la formule de Ohm :
- Ce que nous venons de dire au sujet de l’intensité du courant. Bull. 46
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- qui parcourt l’installation de l’abonné s’applique à un conducteur
- quelconque tel que XYZ (voir fig. 4) qui relie les câbles A et B.
- Supposons que, conformément à ce qui se passe en général dans une installation d’abonné, il - n’y ait le long de ce conducteur XYZ, ni action chimique manifestée, ni effet mécanique produit, appelons
- E la différence de potentiel entre les points X et Y,
- R la résistance totale du conducteur,
- 1 l’intensité du courant qui le parcourt.
- Nous aurons encore d’après la formule d’Ohm :
- E
- R'
- (1)
- La chaleur dégagée par seconde le long de ce conducteur est., d’après la loi de Joule, proportionnelle à RI2.
- Si nous appelons :
- Q cette quantité de chaleur, k une constante,
- nous pourrons ecnre :
- (2) Q = km2.
- E
- En remplaçant dans cette formule par sa valeur ^ » nous aurons :
- (3) ü = &§.
- Cette formule démontre que si, comme cela a lieu pour les câbles électriques qui sillonnent les voies publiques, E a toujours une certaine valeur, la chaleur dégagée par seconde augmentera au fur et à mesure que l’on prendra pour R des valeurs de plus en plus faibles.
- Cette quantité de chaleur qui, pour le cas qui nous occupe, représente le travail dépensé le long de XYZ, pourrait aller théoriquement jusqu’à être équivalente à l’énergie envoyée par l’usine
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- d’électricité et l’on sait quelle puissance ont les usines des Sociétés électriques de Paris ! !
- En pratique, le conducteur pourrait être fondu ou volatilisé au moins en partie, bien avant que cette valeur limite ne soit atteinte.
- Ainsi, comme je viens de le rappeler, la chaleur totale dégagée, par seconde, le long d’un conducteur, varie en raison inverse de sa résistance totale et elle peut atteindre en pratique, dans certains cas, une valeur considérable, comme cela à dù se produire pour les câbles à haute tension du regard Larue, ainsi que nous le verrons plus loin.
- Mais cette chaleur n’est pas, en général, uniformément répartie par unité de longueur : il faut pour qu’il en soit ainsi, que la résistance soit la même pour tous les éléments. Cette condition est une conséquence absolue de la formule (2).
- Si un, deux ou plusieurs éléments de longueur ont des résistances supérieures aux autres, ce sont ceux-là qui dégageront le plus de chaleur.
- C’est pour cette raison que dans une installation d’abonné bien faite, tandis qu’il se dégage dans les lampes assez de calorique pour les rendre lumineuses, les. conducteurs qui présentent des résistances pour ainsi dire milles par rapport à celles des lampes, ne subissent qu’une élévation insignifiante de température.
- — La terre joue dans les phénomènes électriques un rôle prépondérant : on sait qu’on l’utilise comme fil de retour en télégraphie, ce qui permet de n’employer qu’un seul fil pour relier deux stations entre elles, le circuit est alors complété par la terre qui fait office de fil de retour et cela avec avantage, sa résistance étant, pour ainsi dire, nulle.
- Si les câbles À et B que nous avons considérés précédemment ont tous deux, un ou plusieurs défauts d’isolement par lesquels ils communiquent avec la terre, les câbles se trouvent alors reliés par la masse terrestre comme ils l’étaient dans le cas que'nous avons cité par le conducteur XYZ.
- Un courant ira donc d’un câble à l’autre, en passant par la terre et par les points de contact de la terre et des câbles, c’est-à-dire par les défauts d’isolement ; le court-circuit sera alors préparé. De la chaleur se manifestera à ces points de contact et dans leur voisinage, car c’est là que sont les résistances. Il pourra y avoir aussi dans certains cas des actions électrolytiques et les actions combinées avec les effets calorifiques accéléreront en général la
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- destruction des isolants et aggraveront ainsi les défauts d’isolement.
- Supposons maintenant (voir fig. 5 ci-contre), que nous fassions
- communiquer un des câbles A et B, le câble B par exemple, avec un tuyau G faisant partie du réseau de la Compagnie. Nous ouvrirons ainsi un nouveau chemin au courant. Ce nouveau chemin ne présentera guère, comme résistance, que celle qui pourra exister au point de contact même ; car les tuyaux employés sous les voies publiques ont, par leur grosseur et leur épaisseur, une résistance excessivement faible et à cause de l’étendue du réseau auquel ils sont reliés, ces tuyaux se trouvent en communication, pour ainsi dire, parfaite avec la masse terrestre.
- En vertu des lois ordinaires de l’électricité, le courant qui ira d’un câble à l’autre se divisera dans les divers chemins qui lui seront offerts. Une partie du courant passera donc par le tuyau de gaz, et, au point de contact du câble et du tuyau, il y aura échauffement et concentration de chaleur. C’est ce qui constitue le court-circuit, lequel produit un arc voltaïque au point de contact, ce point étant la seule résistance qu’on ait à considérer dans ce nouveau chemin qui relie le câble B à la terre.
- — Ces préliminaires étant posés, j’arrive à l’explication des faits qui ont amené, dans le regard Larue, les perforations constatées sur le branchement du gaz.
- Une des canalisations, ou pour mieux dire, un des circuits de la Société Popp, avait certainement un câble à basse tension en communication avec la terre en un point quelconque de ce câble, soit par suite d’un défaut d’isolement (cas malheureusement assez fréquent dans la fabrication des câbles), soit par suite de fausses manoeuvres d’enroulement, de déroulement et de pose du câble ayant produit une plissure brutale, laquelle aurait déchiré l’enveloppe isolatrice et aurait mis l’âme en contact avec l’enveloppe extérieure, soit par suite d’un excès d’intensité du courant, lequel ramollisant l’isolant en un point du câble, aurait permis au plomb
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- de s’affaisser sur le cuivre, soit par suite enfin de la piqûre d’un clou qui, sur un point d’attache du câble, aurait pu traverser le plomb et atteindre le cuivre, cas malheureusement très fréquent lors de la pose des câbles.
- • Il a donc pu se produire ce fait, et certainement il s’est produit, que l’âme en cuivre du câble de l’autre pôle communiquait avec son enveloppe en plomb ; les câbles à basse tension pendant librement dans la traversée du regard, deux d’entre eux pouvaient se toucher par leurs enveloppes extérieures ; l’une d’elles électrisée pour la cause ci-dessus a pu électriser l’autre, et les enveloppes ne faisant plus qu’une avec le câble qui les électrisait étaient certainement en communication avec le branchement du gaz au droit des deux trous constatés.
- Bouc, en vertu de ce que nous avons dit précédemment, un courant a passé d’un câble à l’autre en traversant la masse terrestre, par le tuyau du gaz et par les points de contact de ce tuyau avec les deux enveloppes ci-dessus rappelées ; et comme ces points de contact étaient des point résistants, un vif dégagement de chaleur s’y est produit, la fusion et même en partie, la volatilisation du tuyau se sont traduites par des arcs voltaiques qui ont produit les deux trous constatés.
- J’ajoute qu’une simple goutte d’eau de condensation (et il y avait évidemment dans le regard de l’eau de condensation), goutte d’eau glissant le long de l’enveloppe et venant s’interposer, entre cette enveloppe et le tuyau, a pu assurer encore le contact, ce qui a suffi pour établir une communication et déterminer - plus rapidement encore la perforation du tuyau.
- Je crois devoir faire remarquer qu’en vertu de la théorie générale exposée ci-dessus, une partie seulement du courant a passé par le branchement du gaz, les autres parties du courant devaient passer par tous les points où les enveloppes électrisées pouvaient communiquer avec la masse terrestre. Il est donc probable, je le répète, qu’il s’est produit sur ces points matière à intervention de phénomènes calorifiques et destructeurs : ces phénomènes dont nous aurons à reparler, avaient bien pu prendre plus ou moins d’intensité avant la perforation du tuyau; mais, en vertu de la faible résistance que présentait le chemin offert par le branchement du gaz, la plus grande partie du courant avait toujours tendance à passer par là et alors, soit par contact immédiat, soit par interposition d’une goutte d’eau de condensation, la communication s’est trouvée établie entre les câbles et le tuyau : de là court-
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- c»rawï; puis, instantanément pour ainsi dire, le phénomène de perforation s’est produit.
- — Pour établir d’une manière pratique la réalité de ce phénomène, nous avions demandé à la Société Popp et à la Compagnie Parisienne, ainsi d’ailleurs qu’elles s’y étaient offertes spontanément, de reproduire l’expérience, en se servant d’un tuyau de gaz et de câbles électriques identiques à ceux qui se trouvent dans le regard Larue.
- Les premières expériences eurent lieu à l’usine du secteur Popp, sise cité du Retiro.
- Les Ingénieurs de la Société Popp se servirent d’une puissante machine dynamo-électrique de 500 volts. En faisant toucher le câble et le tuyau de plomb par un bon contact de faible résistance, on arrivait bien à percer le tuyau.
- Mais quand, au point de contact du câble et du tuyau, on intercalait une résistance d’environ 50 ohms, ce qui, suivant la Société Popp, était le régime normal dé sa distribution dans le quartier, la résistance totale du circuit augmentait considérablement, l’intensité du courant tombait de 40 ampères et dans ces conditions on ne perça pas le tuyau ; la Société Popp en inférait que, dans certaines circonstances, la perforation des tuyaux pouvait bien ne pas se produire.
- Il résulte en effet de la formule de Joule que j’ai citée précédemment qu’avec un courant de 10 ampères, si le contact entre l’enveloppe du câble et le branchement du gaz est bon, il ne se produit pas d’arc.
- En général, la quantité de chaleur au contact ARI2 ne dépendant que de la résistance R, si on fait un bon contact, on n’a sur ce point ni échauffement, ni arc ; si au contraire on a un mauvais contact, l’humidité intervenant sur le point, un arc peut se maintenir même avec moins de deux ampères.
- — Nous nous sommes transportés ensuite à l’usine électrique expérimentale de la Compagnie du Gaz, rue Condorcet, où on avait construit un regard, absolument disposé comme celui de la rue Royale.
- Là, sur les indications de l’éminent Ingénieur, M. Potier, membre de l’Académie des sciences, conseil de la Compagnie, des expériences furent faites devant nous et devant les Ingénieurs de la Société Popp, expériences reproduisant celles de la cité du Retiro : un câble et un tuyau furent disposés comme nous l’avons dit et
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- les courants furent produits par la machine électro-magnétique de l’usine. On se servit également d’une goutte d’eau pour produire le contact entre le câble et le tuyau, ce qui permit de réaliser des arcs voltaïques.
- On répéta plusieurs fois l’expérience, et chaque fois les trous produits avaient le même aspect que les trous du branchement Larue.
- Les expériences furent faites à la tension moyenne de 104 volts, tension correspondant à celle en usage dans les canalisations électriques des secteurs de la capitale.
- En prenant une tension plus basse, on rendait les perforations plus difficiles à réaliser ; mais, par contre, notre opinion générale sur le phénomène se trouva mieux confirmée. '
- Désirant nous rendre compte des raisons qui avaient pu empêcher les perforations du branchement dans une des expériences de la cité du Retiro, nous avons invité la Compagnie du Gaz à augmenter dans ses propres expériences et graduellement la résistance du circuit la chose était d’autant plus facile, que l’usine •électrique de la rue Condorcet est disposée de telle sorte que, grâce à un agencement combiné d'interrupteurs et de résistances étalonnées, on peut faire varier à volonté et d’une valeur quelconque donnée à l’avance la résistance du circuit. Les résultats ont pu être contrôlés à l’aide d’appareils de mesure système Carpentier.
- Les résistances intercalées successivement dans le cirêuit étaient : 1° 3/5 d’ohm, 2° 3/4 d’ohm, 3° 1 ohm, 4° 3 ohms.
- On opérait, comme nous l’avons dit, à la tension de 104 volts ; le câble et le tuyau étant mis en contact de résistance nulle, on arriva .aux intensités suivantes d’après la formule d’Ohm, savoir :
- 104
- 1° 3/5 d’ohm, soit = 173 ampères ;
- 104
- 2° 3/4 d’ohm, soit ^-rr = 138 »
- 3/4
- 3° 1 ohm, soit 104 = 104 »
- 104
- 4° 3 ohms, soit = 34 »
- Le tuyau fut toujours percé avec les résistances de 3/5, 3/4 et 4e 1 ohm; mais jamais devant nous la perforation ne s’est produi te avec la résistance de 3 ohms : ce qui semblait démontrer que lorsqu’on augmentait la résistance d’un circuit au delà d’une certaine limite, la perforation du tuyau ne se réalisait plus. C’est ce
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- qui explique qu’on n’ait pas obtenu de perforation dans l’expérience indiquée ci-dessus de la cité du Retiro.
- Je dois ajouter cependant que, d’après certains électriciens, même avec une résistance dépassant de beaucoup les trois ohms ci-dessus indiqués, la perforation des tuyaux pourrait se produire. En général, en faisant passer un courant au-dessous même de trois ampères, il se produit au contact un arc persistant qui perce le tuyau d’un trou cratériforme ; au delà de trois ampères, le tuyau se trouve brûlé. Si on augmente l’intensité du courant jusqu’à dix ampères, en appuyant le câble contre le tuyau pour forcer le contact, l’arc cesse ; c’était vraisemblablement, répétons-le, le cas de la cité du Retiro.
- Quoi qu’il en soit, les intensités électriques énumérées plus haut et possibles avec un contact parfait ne furent jamais atteintes, car la résistance qui produisait réchauffement au point de contact entrait nécessairement en ligne de compte dans la résistance totale du circuit. • -
- Le courant qui a produit dans le regard Larue les perforations du tuyau pouvait donc être d’un ordre négligeable, en ce qui concerne un secteur quelconque d’électricité, la différence de potentiel pour la consommation publique pouvant varier dans des limites très faibles de 90 à 100, 110 et 120 volts. On s’explique très bien alors, que ce courant ait pu se produire sans que son existence ait été révélée par une extinction quelconque, ni même par un affaiblissement de l’éclat des lampes.
- Nous avons constaté d’ailleurs, dans les expériences auxquelles nous avons assisté à l’usine de la Compagnie du Gaz, que toujours au moment où les perforations se produisaient, un arc voltaïque suite du court-circuit jaillissait entre le câble et le tuyau.
- Nous avons constaté en outre que lorsque, par suite de la fusion et de la volatilisation du plomb, la distance à franchir par l’arc devenait trop grande pour que celui-ci pût se maintenir, le phénomène s’arrêtait brusquement et le courant se trouvait interrompu (1).
- — Pour en finir avec l’explosion Larue, nous concluons donc que le court-circuit ayant perforé sur deux points le branchement de la Compagnie Parisienne, le gaz s’est immédiatement échappé par
- (1) En donnant lecture de ce mémoire à la séance du 21 octobre 1892, M Jousselin a reproduit devant la Société les expériences de perforation de tuyaux par court-circuit, avec are voltaïque en se servant des courants du secteur Edison, assurant le service d’éclairage électrique de l’hôtel de la Société ; ces expériences ont été faites à la tension normale de 103 volts avec courants variant de 0 à 3 et 10 ampères.
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- les deux trous; les premiers jets ont été évidemment enflammés par l’arc voltaïque, mais le gaz a dû nécessairement s’éteindre au bout d’un certain temps, la quantité d’oxygène de l’air ambiant renfermé dans le regard étant forcément limitée.
- Nous avons été à même de constater, lors des expériences faites rue Condorcet sur le regard construit dans l’usine de la Compagnie Parisienne à l’instar du regard de la rue Royale, que le gaz s’échappant d’un branchement de même capacité s’éteignait au bout de trois ou quatre minutes, sans doute à cause de la raréfaction de l’oxygène nécessaire à la combustion. Le gaz, s’écoulant alors par sa propre pression, remplissait le regard et s’échappait ensuite par un orifice disposé ad hoc.
- C’est ainsi qu’à la rue Royale le gaz a pu passer par le fourreau d’adduction des conducteurs électriques dans la cave du restaurant. Là il s’est accumulé et il a pu, au bout d’un certain temps (soit une demi-heure environ), former avec l’air de la cave un mélange détonant, lequel, faisant une traînée par un couloir jusqu’à la sortie de ladite cave sur la place de la Madeleine, a pris feu vraisemblablement au contact d’un bec de gaz éclairant extérieurement l’entrée de la cave.
- La capacité de la cave sous la grande salle du restaurant étant d’environ 25 m3 et le mélange explosif étant constitué généralement d’un volume de gaz pour huit volumes d’air, nos calculs nous ont permis d’évaluer approximativement, comme nous venons de le dire, à une demi-heure le temps qui a pu s’écouler entre la perforation du branchement et la production de l’explosion.
- — Quant aux odeurs senties dans la cave pendant la journée même de l’accident, et qui ne provenaient pas d’une fuite de gaz, ainsi que les agents de la Compagnie Parisienne, appelés sur les lieux, l’avaient déclaré, elles ont démontré que les câbles à haute tension, en brûlant dans le regard, avaient pu préparer l’accident de la soirée.
- La formule de Joule que nous avons citée démontre quelle peut être l’influence des courants électriques sur les câbles qui leur donnent passage : on reconnaît, dans la pratique, que des élévations de température se produisent spontanément par le fait de ces courants au point de brûler les câbles, surtout quand il s’agit de courants à haute tension.
- Dans la journée du 2 mars 1891, les cinq petits câbles à haute
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- tension du regard Lame se sont certainement enflammés ; leurs enveloppes se sont brûlées, ainsi que le plomb, le caoutchouc et. le filin de jute entrant dans leur composition ; la moulure de soutènement, ainsi que la bavette en zinc, ont été brûlées en même temps. C’était là certainement la cause de l’odeur caractéristique qui avait pénétré pendant la journée dans la cave et qui n’était pas celle du gaz.
- L’âme en cuivre du câble, étant restée à nu, a dû être maintenue au rouge pendant un certain temps ; de là, au-dessous d’eux, une élévation de température qui a bien pu déplacer, par suite de dilatation, les câbles à basse tension du voisinage pendant librement dans la traversée du regard. Deux câbles inférieurs ont dû être poussés jusqu’au contact avec le branchement transversal du gaz qu’ils effleuraient. De là le court-circuit qui s’est produit au service du soir.
- Les experts ont donc été conduits à conclure que l’explosion du restaurant Larue avait été produite par un phénomène de court-circuit provoqué par la présence malencontreuse, dans le regard sous trottoir, d’un branchement de gaz traversant ce regard destiné spécialement au service d’éclairage électrique de rétablissement.
- § II. — Perforation des tuyaux de .gaz par électrolyse.
- Les perforations des tuyaux de gaz par électrolyse ont été extrêmement fréquentes dans ces dernières années : elles se comptent par centaines. Ces perforations se produisent presque toujours souterrainement, et les réparations auxquelles elles donnent lieu s’effectuent par terrassement sur la voie publique, comme pour toutes les recherches de fuites signalées journellement dans les canalisations de gaz.
- Les perforations dont nous présentons des spécimens à la Société se produisent le plus fréquemment sur les branchements de plomb, mais on les retrouve également sur des tuyaux Cha-meroy, même de fort diamètre.
- — Les perforations des tuyaux dues à l’électrolyse, assez rares sur les trois secteurs des Halles, de la Société Popp et de la Société du transport de la force, ont été extrêmement fréquentes dans l’étendue du secteur Édison. Le secteur de la place Clichy n’a, pour ainsi dire, donné lieu à aucun accident de ce genre.
- Les perforations donnant lieu à des fuites de gaz sur la voie
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- publique, les agents de la Compagnie Parisienne, chargés de la surveillance de la canalisation, se transportent d’urgence sur les lieux signalés et procèdent à la recherche de ces fuites par des terrassements.
- Les branchements mis à découvert permettent de constater immédiatement à leur surface les trous par lesquels s’échappe le gaz.
- On sait que les remblais recouvrant la canalisation du gaz sous trottoirs sont la plupart du temps composés, à Paris, soit de débris calcaires, soit de plâtras provenant généralement des démolitions et présentent en conséquence la composition chimique, soit des carbonates, soit des sulfates de chaux. •
- Or, l’ouvrier chargé de rechercher les fuites et remuant ces terres à la pioche, constate fréquemment qu’elles dégagent une ^certaine chaleur, et le branchement, lui-même présente souvent jusqu’au compteur les phénomènes d’électrisation.
- C’est alors qu’on s’aperçoit à une très faible distance de la présence des conducteurs électriques : ceux-ci pouvant donner lieu à des pertes d’électricité, les avaries constatées alors sur les tuyaux en plomb s’expliquent tout naturellement.
- Les lois d’Ohm et de Joule font comprendre la cause dû phénomène de retour à la terre, ainsi que nous l’avons rappelé : dès l’instant qu’il existe une perte d’électricité sur les conducteurs posés sur la voie publique, le courant se reforme alors sur la canalisation du gaz voisine : les carbonates et sulfates de chaux, suivant les cas, sont décomposés, grâce à une'élévation notable de température, par les courants électriques ; il se porte alors de l’acide carbonique ou de l’acide sulfurique sur les tuyaux avec oxydation simultanée du métal.
- Lorsqu’il s’agit de terrains calcaires, on reconnaît qu’aux abords des trous de perforation, le plomb des tuyaux est couvert d’une couche pulvérulente que l’analyse chimique démontre être composée exclusivement de carbonate et d’hydrate de carbonate-de plomb mélangés à de l’oxyde de plomb. Le carbonate de plomb produit à la longue l’amincissement du métal qui finit par se perforer sous forme de trous allongés.
- Lorsqu’il s’agit de remblais constitués par des plâtras ou sulfates de chaux, on constate que, par suite de l’action plus immédiate de l’acide sulfurique, le trou de perforation est bien plus net et présente la forme d’un cratère : ses lèvres sont recouvertes d’une poudre brune que l’analyse a démontrée être composée de sulfate
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- et de sulfure de plomb, expliquant l’action si nette de l’acide sulfurique.
- Ges effets de l’acide sulfurique rendu libre dans les plâtras par l’action des courants électriques sont constatés également sur des tuyaux en tôle bitumée Chameroy, même de gros diamètre : la périphérie des trous de perforation est recouverte d’une matière verdâtre qui n’est, d’après l’analyse, qu’un mélange de sulfate ferreux, sulfate ferrique et hydrate d’oxyde ferrique libre avec quelques parcelles de bitume.
- Ces réactions, qui conduisent à la perforation des tuyaux, sont donc dues à l’intervention de l’électricité : ce sont des phénomènes d’électrolyse par excellence. Tout se passe dans le sol, comme dans un bain électrolytique dont une électrode serait le branchement de gaz et l’autre électrode le câble de la canalisation électrique, le liquide constituant le bain étant le terrain de Paris imprégné par les eaux souvent acides s’écoulant de la surface.
- La perte d’électricité du câble voisin de la canalisation du gaz est donc la cause originelle de l’accident électrolytique.
- — Je disais précédemment que les accidents de cette nature ont été extrêmement fréquents sur le secteur Edison, alors qu’ils se produisaient rarement sur les autres secteurs.
- La Société Edison avait cru devoir poser des câbles dans une canalisation souterraine ingénieusement disposée, composée de caniveaux ou boîtes méplates à couvercle de recouvrement en poterie, système Doulton. Cette disposition semblait devoir présenter tous les avantages, soit au point de vue de l’herméticité, soit au point de vue du service de surveillance.
- Cette canalisation, en effet, posée sous trottoirs dans un sol suffisamment sec et avec une pente suffisante pour permettre l’évacuation des eaux d’infiltration qui auraient pu y pénétrer, se comporta très bien dans l’origine : les câbles étaient maintenus en bon état de conservation, et alors aucune avarie n’avait été constatée dans les branchements de gaz voisins.
- Mais, à la longue, les joints longitudinaux et d’emboîtement garnis de ciment se disloquèrent sous la pression du sol; le ciment se craquela et l’eau, sur certains points, envahit la conduite : il y eut alors de nombreux contacts à la terre par les joints, et, par suite, se produisirent les pertes de courants dont la canalisation du gaz devait souffrir.
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- . La Société Edison n’a pas hésité a abandonner le système Doul-ton pour revenir à un système de caniveaux en ciment imaginé par un de ses Ingénieurs, M. Clerc, et appliqué par lui avec succès sur les grands boulevards. Ces caniveaux, que rappellent dans leur disposition ceux du secteur de la transmission de la force par l’électricité, ont une section très réduite; ils ne renferment transversalement que trois et même deux cloches-supports. Le travail de remplacement, pour lequel elle a dépensé certainement plus de 400 000/’, est actuellement terminé et on n’entend presque plus parler aujourd’hui d’accidents provoqués par sa canalisation. Elle a sagement agi, car la situation était devenue des plus critiques pour la canalisation du gaz dans l’étendue du secteur. Les personnes qui ont été à même d’apercevoir les caniveaux Doulton, lors de leur remplacement rue Laffitte, ont pu constater qu’il y avait péril également pour les câbles électriques qui y étaient posés : ces câbles, ainsi que leurs appuis, étaient recouverts de sels de cuivre verdâtres qui menaçaient l’âme d’une destruction prochaine.
- Les. câbles Edison étant actuellement posés dans une canalisation étanche, je ne crois pas devoir m’arrêter ici sur cette critique formulée par certains électriciens à l’encontre de la distribution Edison, laquelle, prétendraient-ils, aurait à son point de départ, à l’usine, un pôle à la terre, ce qui constituerait un danger.
- La distribution Edison, en effet, est à trois fils, dont le troisième, dit de compensation, tantôt positif, tantôt négatif, suivant les besoins de la consommation, est à la terre. Quelques électriciens attribueraient ainsi à cette disposition, par suite de la formation d’une autre terre sur certains points de la canalisation, l’origine des accidents constatés.
- Cette objection, au point de vue de l’emploi exclusif des courants continus dans les secteurs de la capitale, lesquels nécessitent des moyens d’isolement plus parfaits que les courants alternatifs, aurait certainement une importance réelle en ce qui concerne plus particulièrement le secteur Edison, où se produisaient plus'fréquemment les accidents; mais cette objection, très discutable, d’ailleurs, tombe aujourd’hui d’elle-même pour le secteur en question, par suite de la substitution radicale par la Société, à son ancienne canalisation, d’une canalisation absolument close et tenue à l’abri des actions extérieures; je ne crois donc pas devoir m’y arrêter plus longtemps.
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- — Les fuites de gaz provoquées par des phénomènes électrolytiques n’ont donné lieu jusqu’à ce jour, sauf un cas dont je vais parler, à aucun accident appréciable, et cela grâce à l’activité déployée dans les travaux de réparation.
- Les phénomènes se sont produits quelquefois d’une manière distincte ; mais, je le répète, la cause originelle, l’électrolyse, se dégageait nettement des constats.
- J’arrive à l’accident que je viens d’annoncer : .
- Dans la nuit du mercredi 15 juin dernier avaient lieu, dans deux regards Edison, sis rue Notre-Dame-de-Lorette, au coin de la rue Bréda, trois explosions successives.
- La première, à 10 h. 50 m. du soir : les deux tampons furent, projetés en l’air, au grand émoi des passants; une dame même fut renversée sur le sol.
- Les tampons ayant été replacés, vers 11 heures et demie avait lieu une seconde explosion avec projection desdits tampons.
- Enfin, à 6 heures du matin, troisième explosion, à la suite de laquelle, d’urgence, on procédait à tous travaux nécessaires.
- — Deux ou trois explosions semblables, auxquelles le gaz avait été étranger, s’étaient déjà produites antérieurement sur certains points de la capitale, l’une, entre autres, rue Taitbout, le 21 mars précédent.
- Le tampon d’un regard Edison avait été projeté en l’air par suite d’explosion; ce tampon ayant été remis en place, on procéda à de sérieuses recherches sur la voie publique : terrassements,. visites de canalisation du gaz, etc., etc.; on ne découvrit rien à la charge du gaz. On cherchait cependant à expliquer ce phénomène, que quelques-uns attribuaient à l’ozone ; enfin, on sembla s’arrêter à l’explication suivante :
- Le 21 mars, pendant la journée, il avait neigé à Paris, et le service de la voirie, pour se débarrasser de la neige, avait, suivant l’usage, répandu du sel dans les rues. On en concluait que l’eau de fusion avait pu pénétrer dans le sol et s’infiltrer dans le caniveau Edison.
- Sous l’action des courants électriques des câbles, le chlorure de sodium avait dû se décomposer èn deux éléments : le chlore d’une part, le sodium de l’autre; le sodium, se combinait alors avec l’oxygène de l’eau, dont l’hydrogène était mis en liberté.
- De là, une combinaison d’hydrogène libre et de chlore libre,.
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- constituant un mélange absolument détonant qui avait pris feu au contact des courants et avait produit l’explosion.
- Cette explication était ingénieuse : je la reproduis ici pour ce qu’elle vaut; mais, dans l’explosion de la rue Bréda, il n’y avait plus à invoquér la neige : on était au milieu du mois de juin !
- C’était bien le gaz lui-même qui avait provoqué l’explosion, car les terrassements, ayant mis à découvert les branchements, on constata de suite que ceux-ci étaient percés à proximité des regards.
- Le gaz s’échappant des branchements avait dû cheminer dans le sol et s’infiltrer dans les caniveaux-poteries Edison jusqu’aux regards, où il avait pu, à trois reprises, constituer avec l’air ambiant des niélanges détonants enflammés par l’électricité.
- Tel est le seul accident notable dont les conséquences n’ont présenté heureusement aucune gravité, qui a été provoqué dans ces derniers temps par l’électrolyse.
- — De tout ce qui précède, il résulte que, pour prévenir les accidents produits par le voisinage des conduites de gaz et des conducteurs électriques, il importe de recourir à des mesures spéciales de préservation.
- En 1884, les grandes questions de lumière électrique et de transport de l’énergie étant arrivées à maturité, d’importantes installations d?électricité furent décidées, soit pour Paris, soit pour/ certaines grandes villes de France. L’administration crut devoir alors intervenir pour imposer aux concessionnaires chargés de la pose des conduites électriques toutes mesures de nature à assurer la sécurité publique.
- Une Commission administrative et scientifique, présidée par le Ministre des Postes et Télégraphes, fut, à cet effet, instituée par décrets des 15 septembre 1884 et 12 mai 1885. Cette Commission, à laquelle j’eus l’honneur d’appartenir, prépara un règlement qui fut sanctionné par un décret, lequel rendait exécutoires certaines mesures de sécurité concernant les conditions d'établissement et d’exploitation des conducteurs électriques destinés à la production de l'éclairage et om transport de la force.
- Dans ce décret qui réglementait le mode dé pose des conducteurs, l’installation des appareils générateurs d’électricité, la tension des courants suivant les cas, etc., etc., il n’était pas question de gaz, si ce n’est à l’article 5 où il était dit : « L’usage de la terre comme partie constitutive du circuit ne sera autorisée qu’à titre
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- exceptionnel ; l’emploi des conduites d’eau et de gaz pour compléter le circuit est interdit. » — Le 16 avril 1891, six semaines après l’explosion Larue, M. Alphand instituait une nouvelle Commission à l’effet d’étudier les mesures à prendre en vue de prévenir les accidents de la voie publique pouvant être attribués à l’électricité.
- A la suite des travaux de cette Commission, M. le Préfet de la Seine rendait, à la date du 30 juillet 1891, un arrêté réglementant pour la pose des conducteurs d’électricité les points suivants :
- 1° Mode d’isolement des conducteurs électriques passant dans des enveloppes métalliques ;
- 2° Mode d’isolement desdits conducteurs par rapport aux autres canalisations, bonnes conductrices de l’électricité (eau, gaz, air comprimé, etc., etc.);
- 3° Prohibition absolue d’établir dans un regard de conducteurs électriques d’un secteur, tout tuyau de gaz, d’eau, d’air comprimé, etc., etc., et tout conducteur électrique appartenant à un autre permissionnaire ;
- 4° Disposition des branchements et tuyaux d’électricité dans les regards ;
- 3° Obligation pour les permissionnaires de prévenir les autres permissionnaires lorsqu’ils rencontreraient dans leurs travaux leurs canalisations respectives (eau, gaz, etc., etc.) ;
- 6° Obligation pour le concessionnaire de chaque secteur de vérifier l’état électrique de son réseau au moins une fois par an.
- Les prescriptions de cet arrêté, qui présentent de grandes garanties pour la sécurité publique, sont exécutées sous le contrôle et la surveillance des Ingénieurs du service municipal.
- Mais, de leur côté, les Sociétés électriques et la Compagnie Parisienne ne sont pas restées inactives ; elles cherchent des solutions pratiques de la question.
- Ainsi que je l’ai dit, la Société Edison a renoncé d’une manière absolue à enfermer ses conducteurs dans des caniveaux Doulton, et cela au prix d’une forte dépense... La Société Popp s’occupe actuellement de substituer dans àes caniveaux en fonte à des câbles souvent mal isolés des câbles maintenus dans des moulures isolatrices en bois paraffiné.
- La Compagnie du Gaz étudie elle-même un système d’isolation
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- cle ses branchements par la pose desdits branchements dans des drains flamands en bois injecté; elle a essayé même d’envelopper dans du caoutchouc les branchements posés dans les drains.
- De leur côté, les Ingénieurs du service municipal se livrent à des recherches pour améliorer la situation.
- Je ne doute pas que tous ces efforts réunis ne conduisent à une solution qui permettra de faire circuler en toute sécurité, et côte à côte, l’électricité et le gaz sous nos voies publiques.
- Bull.
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- ÉTUDE
- SUR
- L’ENRICHISSEMENT DU GAZ DES GAZOGENES
- A -tf tfJ-* ' **• l ''J C.
- ^ ' AU MOYEN DE LTTÏLÏSAflÔN
- D’UNE PARTIE DU CALORIQUE QUI ÉCHAPPE A LA RÉCUPÉRATION
- PAR
- M. A. LENCAUCHEZ
- § Ier. — Ainsi qu’on le sait, dans les appareils ou fours chauffés au gaz avec chaleur récupérée, si le gaz est refroidi à 0°, le poids d’air et de gaz à chauffer à 800, 1 000 et même à 1 200° avant la combustion, est égal au poids de fumée à refroidir de 1 200, 1 300 et 1 400° à la température de 300° (*) à la cheminée.
- La perte de calorique due au refroidissement du gaz des gazogènes est celle de la chute'de température de 900° (qui est la bonne température d’échappement des gazogènes à coke) à 0°. Sachant que 1 kg, de coke d’usine à gaz à 10 0/0 d’eau et à 100/0 de cendre, soit à 20 0/0 de matières stériles, donne
- 5,400 m3 X 0,8 = 4,320 m3 à 0° et à 760 (**) de gaz Ebelmen, si ce coke est brûlé exclusivement par l’oxygène
- (*) Cette température 300° étant considérée pratiquement eomme la plus convenable, en général, pour l’échappement à la cheminée.
- (**) 5,400 m3 Volume ramené à 0° et à 760 de gaz de fourneau (dit gaz Ebelmen), donné par 1 kg de carbone.
- 4,320 m3 Volume de gaz donné par 1 kg de coke d’usine à gaz. Gaz de fourneau à 0° et à 760.
- 3,668 m3 Volume de gaz à l’eau donné par 1 kg de carbone à 0° et à 760.
- 3,686 m3 Volume à 0° et à 760 du gaz de gazogène à cendrier fermé et à sole arrosée, marchant au coke d’usine à gaz donné par 1 kg de ce coke dtt n° 2, de Paris.
- 3,882 kg Poids du gaz produit par 1 kg de coke n° 2, dans un gazogène perfectionné.
- 1,000 kg Poids moyen à 0° et à 760 du mètre cube gaz de gazogène fermé, à sole arrosée, etc., dit de gazogène perfectionné.
- 0,24 Chaleur spécifique du gaz de gazogène au coke, perfectionné.
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- de l’air. Mais si les gazogènes sont à cendrier fermé et à sole ar-
- 16
- rosée, comme on les fait aujourd’hui, ^ du carbone sont oxydés
- par oxygène de la vapeur d’eau, de sorte que le volume de gaz donné par 1 kg de coke n’est plus que de :
- 1° Gaz de fourneau 4,320 m3 X
- 2° Gaz à l’eau 3,668 m3 X 0,8 X Total . .
- 3gi-6) = 2,345
- 3,686 m3.
- dont le poids est de :
- 2,345 m3 X 1,258 kg = -2,950 kg ) 1,341 m3 X 0,681 kg = 0,932 kg J
- à 0° et à 760, d’où le poids du mètre cube, également à 0° et a 760, est de :
- 3,882 kg 3,686 m3
- = 1,053 kg.
- Pour peu que l’air primaire soit chauffé, la quantité d’hydrogène augmentera et le poids du mètre cube gaz pourra tomber à 0° et à 760 au-dessous de 1 kg: donc nous pouvons estimer en bonne pratique à 1 % le poids du mètre cube du gaz des gazogènes au coke, à portes, à cendriers fermés, à soles arrosées et soufflées au vent chaud entre 300 et 400°.
- La chaleur spécifique de ce gaz au mètre cube du poids de 1 kq est de 0,24.
- Si donc le gaz sortant des gazogènes n’est pas introduit dans les fours (comme quand fours, gazogènes et récupérateurs ne font pas un seul et unique massif) et s’il est refroidi à 0° par une longue canalisation en tuyaux de tôle ou autres, ou si encore il est refroidi par un lavage et une épuration préalable avant d’être employé, comme dans le cas du gaz pour moteur par ex-glosion, il perd une partie du calorique que possédait le coke qui .l’a produit, et cette perte peut être en bonne moyenne pratique évaluée à . <
- 3,882 kg X 0,24 X 900° = 838 calories
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- par kilogramme de coke gazéifié et, comme ce coke a une puissance calorifique de 6 000 calories, la perte est donc de
- 838cal X \ 00 6 000cal
- = 14 0/0
- § 2. — Mais si les gaz arrivent à 900° dans les fours, la récupération est nulle sur ces gaz et ne porte plus que sur l’air seulement; alors on a en pratique 3 de fumée à refroidir pour 2 d’air secondaire à chauffer, et la température de la fumée à sa sortie des récupérateurs, au lieu d’être en moyenne à 300°, s’en échappe à celle de 600° au moins. La perte de 14 0/0 se trouve donc dans la fumée qui l’emporte à la cheminée.
- En effet, si de 600° on retranche 3.00° pour un bon tirage de cheminée, on voit que l’on a perdu 600° — 300° = 300° inutilement, au lieu de 900° dans le premier cas ; mais ces 300° s’appliquent à un poids trois plus considérable : les chaleurs spécifiques étant sensiblement les mêmes (0,240 pour le gaz et 0,238 pour la fumée), la perte est aussi la même, soit de 14 0/0 en moyenne, et c’est ces 14 0/0 que nous allons chercher à utiliser du moins en partie.
- § 3. — Nous disons que les fumées s’échappent des récupérateurs ou accumulateurs de chaleur, à la température de 600° des fours, où gazogènes, fours et récupérateurs ou accumulateurs ne font quun seul et unique massif ou bloc, c’est-à-dire des installations où le gaz sortant des gazogènes arrive aux brûleurs des fours sans perte de température : 600° est la température observée et non la température calculée, qui est de 800° ; la différence de 200° est due à la déperdition du massif par rayonnement : donc 600° est une température pratique sur laquelle on peut compter pour l’utilisation de la chaleur utile des fumées (dites flammes perdues).
- Pour bien faire comprendre l’utilisation que nous avons en vue, je vais par un tableau donner l’analyse : 1° du gaz de coke avec gazogène ordinaire; 2° celle du gaz du même coke avec gazogène perfectionné à cendrier fermé et à sole arrosée, et 3° l’analyse des fumées de ces gaz bien brûlés.
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- Gazogène ordinaire (i) Gazogène perfectionné (2) Fumées
- H 2,10 \ i ' 54,6 10,83 \ 0,00
- CO ... . 23,00 / ' ) 698,0 21,76 / „ 0,00
- C2H4. . . . 0,25 Ç -j5’°0 ‘ j 43,5 1,10 ( 35’07 0,00
- C4 H4. . . . 0,15 ) ' , 20,0 1,38 ) 0,00
- 0 0,00 1 ( » 0,00 1 0,28
- CO2. . . . 3,50 [ 74,50 < ) 3,57 i 64,93 16,66
- Az. . . . . 71,00 ) 1 ! 61,36 ) 83,06
- Volume tota i inn nn 100,00. 100,00
- Puissance calorifique du m3 à 0“ et
- à 760 . . 816 cal. 1 212 calories.
- (1) Ces analyses sont dues à M. L’Hôte. (2) Voyez le second tableau du paragraphe 11 : Gaz de coke n° 2 de Paris.
- Je donne encore une analyse des fumées des fours du système de la Compagnie Parisiennne du Gaz (analyse de la Compagnie) :
- O . . . 2,9 )
- CO2 . . .... 17,2 [ 100.
- Az. . . .... 79,9 )
- La grande différence que l’on trouve, entre l’analyse des fu-
- niées par M. L’Hôte et celle delà Compagnie Parisienne, est due à ce que les fumées analysées par M. L’Hôte sont celles d’un four pour l’affinage du cuivre au gaz, tandis que les fumées de la Compagnie Parisienne sont celles de fours à gaz à 8 et 9 cornues.
- D’un autre côté, on voit que le gaz des gazogènes ordinaires ne renferme que 25 1/2 0/0 de volumes combustibles et n’a qu’une puissance calorifique de 816 calories, alors que le gaz des gazogènes perfectionnés renferme 35 0/0 de volumes combustibles avec une puissance calorifique de 1 212 calories, le gaz étant comme plus haut ramené à 0° et à 760 : au paragraphe 11 se trouve l’analyse de ce gaz avec sa puissance calorifique.
- § 4. — Si donc en chiffres ronds le gaz de coke de gazogène ordinaire n’a que 2 à 3 0/0 d’hydrogène H pur, alors que le gaz de gazogène perfectionné en a 10 à 11 0/0, on voit que la fermeture du cendrier utilisant le rayonnement de la grille et l’arrosage (ayec robinet régulateur) delà sole de ce cendrier en font un véritable appareil de production de gaz à l’eau; car ici nous remarquons que si de 11 volumes de H on en retranche 3 volumes, que le coke seul peut mettre en liberté, il reste
- 11 — 3 = 8 volumes de H,
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- qui sont dus à la décomposition de la vapeur d’eau, et, comme pour un volume de H on a un volume de CO (la quantité de CO2 étant la même dans les deux gaz comparés : 3,50 0/0 et 3,57 0/0), on a donc 8" X 2 = 16 volumes de gaz à l’eau sur 35 volumes de gaz combustibles, ce qui justifie bien ce que nous avons dit au pre-
- 16
- mier paragraphe : savoir que les gg du carbone fixe du coke sont
- oxydés (brûlés) par l’oxygène de la vapeur d’eau, en donnant 45 0/0 de gaz à l’eau, vu que 45 0/0 du coke ont donné ledit gaz à l'eau.
- Du reste, les équations ci-dessous vont bien le prouver (elles sont empruntées aux formules de thermochimie de M. Berthelot).
- § 5. — En supposant l’oxydation (combustion) d'un équivalent de carbone, 1° par l’air, 2° par la vapeur d’eau et 3° par l’acide carbonique, pour faire des gaz combustibles, on a :
- 1. Cal. développé ou positif. C -J- O — CO = -}— 14 cal.,
- 2. Cal. absorbé ou négatif. C.+ 2HO = CO2 + 2H =—11 cal.,
- 3. Cal. absorbé ou négatif. G-f- HO = GO -f- H = —15 cal,
- 4. Cal. absorbé ou négatif. C-j- CO2 = 2CO ——19 cal.
- En premier lieu, l’oxygène de l’air passera à l’état de CO en dégageant 14 calories; si l’oxygène de l’air vient à faire défaut, c’est celui de la vapeur d’eau qui donnera CO. et H en absorbant 15 calories et, enfin, si l’oxygène de l’air et de la vapeur d’eau fait encore défaut, celui de l’acide carbonique pourra donner C -f CO2 = 2GO, en absorbant 19 calories: donc cette dernière réaction absorbe 19 cal. — 15 cal. = 4 calories en plus, soit 4
- jg = 26 à 27 0/0 plus de chaleur qu’il n’en faut pour faire du gaz
- à l’eau. Pour cette raison, tant qu’il y aura de la vapeur dans le gazogène, C + CO2 — 2 CO ne pourra se produire. Si la quantité de calorique est insuffisante, comme dans le gazogène Dowson, c’est cette réaction qui se produira, C -j- 2HO = CO2 + 2H, vu qu’elle n’absorbe que -/ 47 cal. — 2 (29 cal.) = — 11 calories par équivalent, soit 4 calories en moins que pour faire du gaz à l’eau.
- En effet, le gaz dit Dowson étant obtenu dans un gazogène de petite dimension (pour ainsi dire'locomobile et très léger, à parois très minces), qui est cause d’une très grande déperdition de calorique, manque de chaleur pour donner la réaction :
- C 4- HO = CO -j- H = — 15 cal.
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- aussi produit-il eelle-ci :
- C + 2HO = C02-f 2H = — 11 cal.
- Du reste ci-dessous se trouve la meilleure analyse du gaz Dowson, due à M. L’Hôte, gaz donné par de l’anthracite de Lla-nelly, de premier choix à 2 0/0 de cendre, et pour apprécier le mode de formation de ce gaz,à titre de comparaison, je donne le gaz obtenu dans un de mes gazogènes du type de la Buire marchant avec le même anthracite de Llanelly.
- Gaz composants EN VOLUME Dowson Calories au m3 à 0“ et à 760 Buire-Lencauchez Calories au m3 à 0° et à 760
- H. 23,55 \ 690,30 18,8 \ 488,80
- CO 18,29 / C QC 555,10 21,3 _ 646,45
- C2H4. . 0,00 ( 45,95 a 4,1 ( 44’7 348,50
- C4H4 1,11 ) 142,63 0,5 ) 64,25
- O 0,47 ) » 0,7 ) »
- CO2 11,30 [ 54,05 » 1,6 £ 55,3, »
- Az ....... . 42,28 ] » 53,0 ) X>
- 100,00 1 388,03 100,0 1 548,00
- Comme il est facile de le voir, dans le premier gaz on trouve 26,55 de H et 11,30 de CO2, tandis que dans le second on ne trouve plus que 18,80 de H contre 1,60 de CO2; aussi le second gaz est-il plus riche de 1 548caL — 1 388cal- =160 calories ou mètre cube ramené à 0° et à 760, que le premier, soit de 11 0/0.
- La production partielle du gaz à l’eaut s’explique très facilement, car, en effet, si un gazogène -est à parois épaisses peu conductrices, s’il est muni de portes de grille (cendrier fermé; et s’il est à radier de sole de grille arrosé, il ne perdra pas beaucoup de calorique et pourra produire du gaz à l’eau, avec son excès de calorique disponible, comme ces deux formules le font voir :
- C +• O = CO = -f 14 cal.
- C -j- HO = CO + H = - 15 cal.
- Soit comme différence — 1 calorie par équivalent: d’où il suit que, pour peu que le vent soit chaud, la moitié du carbone sera oxydée (brûlée) par l’oxygène de la vapeur d’eau.
- D’un autre côté, il faut remarquer que le gaz des gazogènes renferme, en bonne moyenne industrielle, depuis 1,5 jusqu’à 3,6 0/0 de CO2, qui naturellement donne de la chaleur, qui est
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- aussi utilisée à la production du ga!z à l’eau, si les gazogènes sont soufflés au jet de vapeur ou si leurs cendriers sont fermés et à soles arrosées.
- § 6. — Nous avons dit, en terminant le paragraphe 2, que dans tous les systèmes de chauffage par le gaz avec chaleur récupérée dans les installations les plus perfectionnées il y a encore une perte de 14 0/0 que l’on peut encore utiliser partiellement. Mais quel est le moyen le plus pratique pour en tirer un bon parti? A une certaine époque on avait dit : supprimons lé syphon Siemens (voir mes communications à la Société en 1874), nous échapperons des fumées, suivant les cas, entre 700 et 600° et pour utiliser leur chaleur utile jusqu’à 300°, nous placerons à la suite des accumulateurs ou récupérateurs des chaudières à vapeur : mais l’expérience a fait voir que si, par exemple, une chaudière est divisée en cinq tronçons d’égale surface de chauffe, le premier tronçon produit à lui seul plus des deux tiers de
- la vaporisation totale, de sorte que les 80 0/0 de surface de chauffe restante ne donnent que le tiers ; ce qui conduit, à égalité de production de vapeur, à des surfaces totales de chauffe quinze fois plus grandes que pour le cas de la production directe. Aussi tous les industriels qui ont mis des chaudières ordinaires à la Suite des fours à chaleur récupérée, voyant qu’ils n’en tiraient aucun parti utile, les ont toutes démontées : cette décroissance dans la pro-
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- duction prouve la très grande inutilité des bouilleurs réchauffeurs, des économiseurs, etc., qui sont en très peu de temps dévorés par les acides des fumées. Aussi M. S. Périssé, dans sa dernière et très intéressante communication, sur la production de la vapeur, ne nous a-t-il absolument rien dit concernant les économiseurs, et, s’il en avait parlé, très probablement il nous aurait dit qu’on les avait démontés dans les usines les plus savamment installées.
- Donc, si la récupération et la production de la vapeur ne peuvent utiliser les 14 0/0 de calorique disponible, avant l’arrivée des fumées à la cheminée, il y a lieu d’examiner s’ils ne peuvent être employés à rendre plus riche le gaz des gazogènes et c’est ce que j’ai proposé au Congrès de l’industrie minérale à Alais en 1882.
- § 7. — Nous avons vu au paragraphe 3 une analyse des fumées d’un four métallurgique, qui renferment 16,66 0/0 de CO2, ayant réclamé pour se former 7 m3 d’air à 0° et à 760, soit un poids d’air de 9 kg par kilogramme de coke n° 2 (de la Compagnie Parisienne du Gaz), à 10 0/0 de cendre et à 10 0/0 d’eau, coke dont il a été question au paragraphe 1. D’où il suit que le poids de fumée que nous aurons à refroidir, carbone et vapeur d’eau compris sera de 10 kg en moyenne, mais le poids d’air qui doit traverser le gazogène pour donner (voyez paragraphe 1) 2,345 m3 de gaz de fourneau par kilogramme de coke n° 2 de Paris ne sera que de
- Si 2,490 kg suffisent pour transformer en gaz, semblable à celui du tableau du paragraphe 3, 1 kg de coke n° 2, il y a lieu cependant de ne pas oublier que dans la pratique il y a des pertes de toute nature et principalement des fuites de vent : donc il serait bon de compter
- sur —k- = 3,333 kg d’air primaire chauffé à 400° par un appareil à air
- O
- chaud recevant des fumées à 600°.
- Naturellement, à ces températures, le récupérateur calorifère tubulaire en fonte, à marche continue, s’impose ; un tel appareil pëut durer indéfiniment, même sous la faible épaisseur de 5 à 6 mm pour l'es tuyaux, en donnant 10, 15 et 20 mm à leurs plaques tubulaires.
- (*) 4,410m3 quantité d’air à 0° et à 760 du poids de 1,300 kg le mètre cube, pour transformer en CO, 1 kg de carbone.
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- L’expérience faite à la Compagnie Parisienne dn Gaz (usine de Vaugirard) 1873-80 prouve qu’un tel calorifère récupérateur peut transmettre par heure et par mètre carré moyen-2 000 calories.
- La quantité de calorique à fournir, 3,333 kg d’air par kilogramme de coke gazéifié, sera de
- 3,333 kg X 0,24 X 400° = 320 calories.
- Le. refroidissement des fumées qui devront céder à l’air primaire ces 320 calories sera de
- 320caI
- 10%X0,23
- = 140°.
- En admettant un refroidissement à 150°, les fumées sortiraient encore du calorifère à 600° — 150° = 450°, de sorte que la différence moyenne de température entre les fumées et l’air chaud primaire serait de
- ^600° + 430°^ 400° _
- § 8. — La surface de chauffe réclamée par 1 kg de coke n° 2 gazéifié par heure sera donc de
- 320cal
- 2 (J00cal
- 0,16m2 (*) ;
- de sorte qu’un gazogène, comme ceux de la Compagnie Parisienne de Gaz et de la Société des Métaux, pouvant gazéifier 2,400 kg de coke par 24 heures, soit 100 kg à l’heure, réclamerait un calorifère récupérateur ayant une surface de chauffe tubulaire de
- 0,16m2 X 100 kg = 16 m2
- et une batterie de six gazogènes, comme celles du Landy,
- 16 m2 X 6 = 96 à 100 m2.
- §9. — L’économie réalisée par cette récupération serait de
- 320cal X 100 _ M 6 000e*1 (*) — °
- (*) 6 000 calories étant la puissance calorifique de 1 kg de coke n° 2 de Paris, ainsi que nous l’avons déjà dit.
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- sur le combustible, mais sur le gaz produit par les gazogènes elle serait de
- 32001,1 X-100 _ 7,16 0/0
- 3 680m3 X 1 212“> _ ;
- § 10. — Nous avons vu au paragraphe 5 que, pour obtenir la réaction G -\- HO = CO -f- H, il faut fournir par équivalent de carbone 15 calories ; donc disposant de 320 calories, nous pouvons 320cai
- oxyder ^caI = 21 équivalents de carbone fixe par la vapeur d’eau
- et par kilogramme de coke chargé au gazogène : ce qui donne un poids de 21**“’ X 0,006% = 126# de carbone produisant encore du gaz à l’eau, soit par kilogramme de coke n° 2 : ,
- 3,668 m2 X 0,126% 0,462 m3
- à 0° et à 760 ; de sorte qu’au mètre cube la quantité de GO et H, serait augmentée de
- 0,462 m2 3,668 m2
- 0,128 m3
- et la composition probable du gaz de gazogène perfectionné (voyez le tableau des paragraphes 3 et H) deviendrait:
- 12, «0 . . . 10,83 + ’ u — cal.
- H 17,23 ) 447,98
- CO. . . . . . . 21,76+ 28,16 > 47,87 854,65
- C2H4 . . . 1,10 \ 93,50
- C4H4 . . 1,33 ) 187,33
- O 0,00 ) »
- CO0-. . . . 3,57 52,13 )»
- Az ... . 48.56 S • »
- Total en volume. . . . - 100,00
- Paissance calorifique du m3 à 0° et à 760 . 1.573,46
- Dans un grand nombre de cas, outre l’économie de 5 à 7 0/0 réalisée par la récupération sur l’air primaire, il y a le grand avantage de posséder un gaz qui peut donner de très hautes températures : l’augmentation des températures dans beaucoup de cas est la plus grande économie pratique que l’on puisse réaliser ; ainsi pour les moteurs à gaz de gazogène, le coke au vent froid
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- ne donnant que du gaz à 1 212 calories, ne peut convenir, les moteurs en exigeant à 1 300 calories, pour marcher régulièrement avec sécurité : donc si on peut en produire pratiquement à 1 400 seulement, leur bonne marche est assurée, ce qui est un point capital.
- Il est vrai que le volume du gaz est d’autaut plus petit que le gaz est de qualité supérieure ; ici, au lieu d’en avoir 3,668 m3 à 1 212 calories par kilogramme de coke n° 2, on n’en a plus que
- Gaz de fourneau.........1,813 m3 ) 0 .,AA ,
- , ,, . nor. - 3,500 m3
- qui à 0° et à 760 représente un rendement de
- soit de
- 1 573oal X 3,500 m3 = 5 505 caI,
- 5 505cal x 100 6 000oal
- = 91 à 92 0/0.
- Ce qui est une utilisation de 91 — (100 — 14) = 5 0/0 sur les 14 0/0 mis en évidence à la fin du paragraphe 1 de cette étude c’est donc un tiers environ du calorique perdu par la récupération sur l’air secondaire, qui peut être utilisé pour le chauffage de l’air primaire (*), pour augmenter, dans les gazogènes, la produc- . tion du gaz à l’eau, soit pour augmenter la combustibilité du gaz obtenu, en permettant d’atteindre, toutes choses égales, des températures plus élevées et en réalisant les économies !qui en résultent, qui, en pratique, sont beaucoup plus considérables que les 5 0/0 que nous venons de trouver ; attendu que, si dans un fourneau quelconque, la température de 1 500° est indispensable, si la flamme du gaz ne donne qu’une température de 1 450°, les opérations que l’on veut faire dans ce fourneau ne se font pas ou ne se font qu’avec une extrême lenteur, et, au lieu de faire six bonnes opérations par jour, or n’en fait plus que trois médiocres, par exemple. Dans ce cas, faire passer la température du laboratoire du fourneau au four de 1 450° à 1 550° peut se traduire par une économie pratique de 50 0/0 en combustible consommé par le dit four, sa production étant doublée.
- § 11. — Dans ces derniers temps il a été fortement question de la régénération du carbone par MM. Siemens et autres Ingénieurs-: après les prétendues régénérations:-!0 delà vapeur en 1854, 2° de
- (*) Comme on le voit, ce n’est qu’un rendement de 30 à 35 0/0.
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- l’électricité en 1856 et 3° de la chaleur en 1857, il ne restait plus qu’à en régénérer la source, soit la matière première qui produit la chaleur, la vapeur, la force (énergie) et l’électricité ; de là au mouvement perpétuel il n’y a qu’un pas. Pour réaliser cette prétendue régénération du carbone, MM. Siemens, Biedermann, Harvey et John Head assurent que, dans un four comme ceux construits par la Compagnie Parisienne du Gaz, depuis quinze ans, où gazogène, four et accumulateurs récupérateurs ne font quun seul et unique massif et où on a supprimé la récupération sur le gaz, il n’y a qu’à prendre la moitié des fumées de ce four, pour les refouler sous son gazogène (c’est ce refoulement ou soufflage qui est une nouveauté et qui est leur invention brevetée S. G. D. G.), pour réaliser une économie de 50 0/0, vu que le gaz combustible est CO et le gaz brûlé CO2 ; de sorte que si on souffle le gazogène avec CO2 là où ce gaz rencontre C, il se produira CO2 -f- C = 2CO : donc de ce fait il y a utilisation ou régénération de un équivalent de G sur deux, d’où une économie de 50 0/0, qui s’ajoute à celle de la récupération par les accumulateurs qui est de 30 0/0 au moins ; ce qui permet avec les nouveaux fours Siemens de réaliser des économies de 80 0/0,
- 4° Ici, je ferai remarquer qu’excepté le refoulement de la fumée sous la grille du gazogène, la prétendue nouvelle disposition de fours Siemens date de quinze ans; à ce sujet on peut consulter les Bulletins de la Société des Ingénieurs Civils de France, année 4874, et mon ouvrage sur les Combustibles et le chauffage par les gaz, édité en 4878, où l’on trouve (p. 313 à 317, §§ 2 à 4.0) que le siphon Siemens est la cause d’une perte de calorique de 35 0/0.
- Plus loin, dans le même ouvrage (§ 44, p. 319), je fais voir que les fours Siemens de cette époque (1874), loin de faire une économie de combustible pour le puddlage et le réchauffage, sont onéreux et dépensent pour l’opération métallurgique et la production de la vapeur réunies 30 0/0 de plus que les fours ordinaires pour le réchauffage et 40 0/0 de plus que les fours ordinaires à puddler.
- Ce qui prouve qu’à cette époque j’étais dans le vrai, c’est que presque tous les fours à réchauffer, à souder et à puddler du système Siemens ont été démontés dans presque toutes les forges.
- 2° En second lieu, jeferai remarquer que, depuis 1865, j’ai supprimé dans beaucoup de cas la récupération sur les gaz, trouvant enfantin de refroidir des gaz pour avoir le vain plaisir de les
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- réchauffer ensuite. Dans mon ouvrage sur les Combustibles, etc. 4818 (p. 192 à 196, §§177 à 180, fig. 34 et 35),jefais voir comment on peut supprimer très avantageusement la prétendue régénération sur les gaz. Depuis cette époque, la Compagnie Parisienne du Gaz est largement entrée dans cette voie ; aujourd’hui, elle possède plus de 150 fours, où fours, régénérateurs (récupérateurs) pour l’air seulement et gazogène ne font qu’un. Ces fours, sauf qu’ils n’ont pas, comme ceux de MM. John Head et Siemens, l’injection de vapeur d’eau sous pression, leur sont identiques, mais à Paris la vapeur d’eau est produite par l’arrosage de la sole du cendrier, qui est fermée. On trouve la description de ces fours, avec dessins de construction cotés, dans le Bulletin de la Société technique pour l’industrie du gaz en France, 16e Congrès, pages 101 à 120 (année 1889). Quoique les gazogènes soient chargés au coke, les gaz qu’ils produisent renferment encore entre 9 et 11 0/0 d’hydrogène, alors que les gazogènes Siemens ordinaires, marchant également au coke, ne donnent du gaz qu’à 2,5 0/0 d’hydrogène, comme le gaz des hauts fourneaux.
- 3° Dès 1880, j’ai recommandé de souffler les gazogènes au jet de vapeur en prenant de l’air chaud, par aspiration, aux récupérateurs. (Voyez le Bulletin de la Société de l'industrie minérale. Congrès d’Àlais, 1882, t. XI, p, 1125, f. et p. 1140 : fours à réchauffer au gaz, etc., et gazogène à décomposition de vapeur d’eau, etc.). Depuis cette époque, 1882, j’ai eu l’occasion de monter un grand nombre de gazogènes soufflés au jet de vapeur ou au ventilateur, avec radier de sole de grille arrosé; ils m’ont tous donné des gaz riches en hydrogène depuis 10 jusqu’à 18,8 0/0.
- 4° Dans la brochure rédigée par MM. Head, Pouff et autres Ingénieurs, qui a été en partie reproduite, avec discussion, dans la Bevue Universelle des mines et de la métallurgie, etc., de Liège, avril et septembre 1890, sous le nom de nouveaux gaz Siemens, par MM. Biedermann et E.-W. Harvey, il est question de la régénération du carbone et des économies que cette régénération ou revivification doit produire.
- Dans un travail que je viens de terminer sur les gaz des gazogènes, j’ai démontré que cette prétendue régénération du carbone est matériellement impossible. J’ai donc pensé qu’il serait intéressant, pour bien mettre en évidence la production du gaz à l’eau, de donner ici quatre analyses comparatives de gaz, extraites des vingt-huit que renferme mon ouvrage et qui prouvent que le nouveau gaz Biedermann et E.kW. Harvey, dit Siemens, ne donne
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- pas la régénération du carbone, mais bien celle de l’hydrogène.
- 5° On pourrait m’opposer que les nouveaux fours Siemens, à gaz Biedermann et Harvey, sont plus économiques que les anciens, ce qui est parfaitement vrai ; mais, s’ils sont, en réalité, plus économiques, il est bon d’en rechercher la véritable cause. On remarquera dans la construction du nouveau four :
- Que, comme à la Compagnie Parisienne du Gaz depuis dix ans, fours, régénérateurs (récupérateurs) pour Vair seulement et gazogène à cendrier fermé, ne font qu’un seul massif : à elle seule,
- cette disposition donne une économie de :
- a. Economie due à l’arrivée, aux brûleurs du four,
- des vapeurs de goudron................................10 0/0
- b. Économie due au non refroidissement des gaz qui
- arrivent aux brûleurs à 7 ou 800°. ...................10 —
- c. Économie due à ce que les deux tiers des murs sont
- mitoyens au four, aux récupérateurs et au gazogène, qui ne perdent plus par ces murs de calorique rayonnant. ................................................26 —
- d. Économie due à l’emprunt d’une fraction du calorique en excès des flammes perdues (fumées) pour surchauffer la vapeur refoulée sous la grille du gazogène. 4 —
- Économie totale, comparaison faite avec un four ordinaire sans chaudière à sa suite.................. 50 0/0
- Si l’on compare le nouveau four à l’ancien four Siemens qui, sans chaudière à sa suite, ne faisait que 30 0/0 d’économie, on trouve une économie relative de :
- 50 0/0 — 30 0/0 rrr 20 0/0.
- Mais si i’on compare le nouveau four Siemens à un four à foyer gazogène, avec chaudière genre Mac-Nicol à sa suite, ou déduction faite du calorique emporté dans la cheminée par la fumée (que l’on suppose dans les deux cas à 300°), on voit que les flammes perdues utilisent'50 0/0 du calorique pratiquement utilisable, à la production de la vapeur, et que 30 0/0 ont été absorbés par le four (*).
- En résumé, le nouveau four Siemens ne fait aucune économie
- (*) 1° Calorique absorbé et utilisé par le four.......................... 30
- 2° — — pour la production de la vapeur................... 50
- 3° — emporté par la fumée à 300r.............. 20
- Total..................................100
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- sur un four à réchauffer ayant une bonne chaudière à sa suite, mais ne perd plus 30 0/0 comme les anciens ; or, depuis 4873, j’ai toujours obtenu ce résultat et même beaucoup mieux, ainsi que les analyses suivantes vont le faire voir.
- 6. Avant de donner les quatre analyses dont je viens de parler, je crois qu’il est bon de dire deux mots des combustibles qui ont produit les gaz analysés :
- a. Gaz des gazogènes ordinaires Siemens (les plus répandus dans l’industrie depuis 25 ans) donné par un mélange de bouille grasse et demi-grasse du Pas-de-Calais avec un tiers gras du Nord, le tout faisant une moyenne de 40 0/0 de cendre entre 28 et 30 0/0 de matières volatiles.
- b. Nouveau gaz Siemens de bouille de Newcastle et de Wishaw, en noisettes criblées, à 3 et 4 0/0 de cendre, à 32 de matières volatiles, à 8 0/0 d’eau de constitution et à 560/0 de carbone fixe.
- c. Gaz Buire-Lencauchez d’anthracite anglais de Llanelly à 3 0/0 de cendre et 42 0/0 de matières volatiles.
- d. Gaz Lencauchez de Sandviken (Suède) de houille d’Écosse (Roussels Hard Splint Goal).
- Matières volatiles gaz et goudron ...... 32,86
- — — eau ammoniacale................. 8,20
- -------- 44,16
- Pyrite (bisulfure de fer)...................... 0,41
- Coke carbone fixe..............................56,66
- — cendre....................................... 1,87
- -------- 58,84
- TotxVl.................... 4 00 »
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- Bull.
- 4s* 00 .
- COMPOSITION
- en
- VOLUME DES GAZ
- des
- GAZOGENES
- H. .
- CO.
- C2H2
- C/'H1
- 6
- 0. . CO2 Az .
- Puissance calorifique du mètre cube de gaz à 0° et à 760. .
- Gaz de quatre différents Gazogènes
- GAZ SIEMENS
- ANCIEN A, N“ 3
- OBTENU A L*AÏR FROID
- cendrier ouvert
- 5,83
- 21,46
- 3,17
- 30,56
- »
- 0,52
- 2,35 > 69,44 66,57
- 100 »
- 151,6 651,3 278 »
- Caloties .... 1 080,9
- NOUVEAU SB, N» 23
- OBTENU A L’AIR CHAUD
- avec mélange de vapeur
- et de fumée cendrier fermé
- 16,85
- 22,75
- 2,05
- 41,65
- 4,55 } 58,35 53,80
- 100 »
- 438,10
- 690,46
- 174,25
- Calories .... 1 302,81
- GAZ LENCAUCHEZ
- “ —**'>"<> llUa,
- BUIRE-LENCAUCIIEZ C1, N° 16 bis
- OBTENU A L’AIR CHAUD
- à 300° environ cendrier fermé
- S AND YV1KEN-LENCAU CHEZ », N° 9
- OBTENU A L’AIR FROID
- soufflé par ventilateur cendrier fermé
- 11 » 27,65 4,86 0,27
- 42,78
- »
- 3,42 } 57,22 53,80
- 100 »
- .Calories. . . . 1.548 » Calories. ... 1 542 »
- -J
- h*-
- co
- BMOBt
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- L’examen de ce tableau fait voir que les gaz Siemens, ancien et nouveau, ne renferment pas trace de C4H4, ce qui prouve que dans leurs gazogènes il y a combustion anticipée avec réaction de l’acide carbonique sur les hydrocarbures; en même temps on remarque que dans les deux gaz, CO et 02H4 forment sensiblement la même somme 21,46 0/0 + 3,27 0/0 =24,73 0/0 et 22,73 0/0 + 2,05 0/0 = 24,80 0/0, tandis que dans le nouveau gaz il y a 4,55 0/0 — 2,35 0/0 = 2,20 0/0 de CO2, plus que dans l’ancien, ce qui prouve qu’il y a une absorption considérable de calorique, malgré la combustion anticipée ; mais en même temps on voit que la quantité de H est augmentée de 16,85 0/0 — 5,83 0/0 = 11 0/0 dans le nouveau gaz, preuve évidente d’une grande production de gaz à l’eau : donc 11 H plus autant de CO, donnent 22 0/0 de gaz à l’eau sur 41,65 0/0 de gaz combustibles ; aussi la quantité Az qui est de 66,57 0/0 dans l’ancien gaz n’est-elle plus que 53,80 0/0 dans le nouveau gaz Siemens, comme pour C et D de la Buire et et deSandviken, tandis que, s’il y avait revivification du carbone, comme le croient et le disent MM. John Head, Pouff et autres Ingénieurs, ce seraient CO et Az qui se trouveraient en augmentation dans le nouveau gaz.
- Mais ce qui prouve que le nouveau gazogène/Siemens est encore inférieur au nôtre, c’est qu’au vent froid, avec des houilles sensiblement de même qualité, nous faisons du gaz à 1 542 calories le mètre cube plus riche de 1 542cal — 1 303cal = 239 calories que celui de M. Siemens, et qu’au vent chaud avec de l’anthracite, la Buire obtient du gaz à 1 548 calories plus riche au mètre cube de 245 calories que le nouveau gaz Siemens et renferme encore 18 0/0 — 16 0/0 = 2 0/0 de H plus que ce dernier : donc le gazogène soufflé au vent chaud de la Buire produit plus de gaz à l’eau que celui de M. Siemens, ce qui démontre que dans les deux cas il y a production de gaz à l’eau sans trace de régénération du carbone.
- 7. Avec du coke d’usine à gaz, nos gazogènes (*) donnent du gaz à 1 212 calories le mètre cube à 0° et à 760, et, avec des poussiers mélangés du Nord et du Pas-de-Calais à 20 0/0 de cendre, du gaz à 1 362 calories (produits tous les deux au vent froid) ainsi que les analyses ci-dessous (**) le font voir.
- f*) A cendrier fermé et à sole arrosée,soufflé pour les poussiers de houille par ventilateur et à tirage naturel pour le coke d’usine à gaz.
- (**) Ces analyses sont dues à M. L’Hôte, chimiste-expert à Paris.
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- GAZ PRODUITS GAZOGÈNES LENCAUCHEZ AU COKE DE PARIS ET DE REIMS GAZOGÈNES LENCAUCHEZ AUX MINES DE HOUILLES' Usines d’Escaut et Meuse, à Anzin
- cal. cal.
- H. . . 10,83 4 281,58 6,88 ^ 179 »
- CO v . • 21,76 ( 35,07 660,42 25,84 ( 37,14 783 »
- C2H4 1,10 j 93,50 3,85 ( 327 »
- C4H4 . . • 1,38 ; 177,33 0,57 j 73 \
- O 0,00 . 0,00 j
- CO2 3,57 64,93 0,45 • 62,86
- Az 61,36 62,41 ]
- Volumes 100 » 100 »
- Puissance calorifique du mètre cube à 0° et à 760 1 212 » 1 1 362 »
- § 12. — Si l’examen des analyses des gaz donnés par le nouveau gazogène Siemens démontre la production partielle de gaz à l’eau, la thermochimie prouve qu’il est impossible de souffler exclusivement un gazogène avec des fumées ne renfermant que peu d’oxygène, comme celles que nous avons vues au § 3.
- Pour prouver qu’ils régénèrent réellement bien le carbone, MM. Siemens devraient souffler leur gazogène, non à la vapeur, mais bien avec des fumées qui ne renfermeraient que de l’acide carbonique et pas d’oxygêne ni de vapeur d’eau, ou n’en renfermeraient que des traces, 0,28 à 3 0/0, comme les fumées du § 3.
- Un gazogène chargé au coke sec laisse échapper les gaz à 1 200° environ; à 700° on a la production de l’oxyde de carbone et de l’hydrogène, mais il faut cependant la température de 800° pour avoir un gaz riche, peu chargé d’acide carbonique (soit entre 2 à 31/2 0/0 au maximum) ; donc si 800° est la température limite, on peut, en toute sécurité, dans un gazogène âu coke, abaisser la température de 1200° — 800° = 400° (*)•. Pour les gazogènes à la houille, les gaz à 1200, à 1 000 ou à 800°, en la traversant, la distillent, avec un nouvel abaissement de température : pour les houilles très gazeuses, ce nouvel abaissement est de 400° environ, de sorte que la sortie des gaz peut tomber dans ces gazogènes à 1200°— 400° = 800°, à 600° et même à 400°, suivant que la production du gaz à l’eau aura été plus ou moins grande. Alors la question se pose ainsi :
- (*) En décomposant 0,400 kg de vapeur par kilogramme de coke pour produire CO et fl sans acide carbonique.
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- Est-il préférable, pour utiliser le calorique perdu et en excès des gazogènes, de faire du gaz à l’eau CO et H, ou de faire l’oxyde de carbone avec l’acide carbonique des fumées, qui pour un volume de CO2 renferment cinq volumes d’Az (*) et qui alors donneront 2 volumes de CO, plus 5 volumes kz — 1 volumes? Tout le monde,avec M. le Dr Muller (**), trouvera que fourrer inutilement dans le gaz 5/7 d’azote est une absurdité. Mais cette absurdité, qui serait la prétendue régénération du carbone, MM. Siemens ne la commettent pas, puisqu’ils, font comme nous du gaz à l’eau, moins riche, il est vrai, de 1542 cal— 1 303 cal = 239 calories,
- soit de —^ ^ c---------= 13 1/3 0/0, leurs gazogènes étant moins
- perfectionnés que les nôtres.
- Quant à la chaleur reprise aux fumées, elle est peu considérable, vu que, dans un cendrier fermé faisant générateur de vapeur et surchauffeur, la température y est en moyenne de 180° et qu’au-dessus de 400°, dans une atmosphère d’air, de vapeur d’eau et d’acide carbonique, les grilles métalliques, les sommiers de ces grilles, etc., n’auraient pas une semaine de durée; à 600°, leurs parties métalliques seraient détruites en une journée. Donc le nouveau gazogène Siemens ne reçoit des flammes perdues que le calorique nécessaire pour porter à 400° l’atmosphère du cendrier fermé, soit une surélévation de température d’environ 400°—180° — 220 à 200°, représentant une utilisation de :
- 10 Pour l’air, 2m3 X1,3 X 0,24 X 220 = 137 calories
- 2° Pour la vapeur, 0,400 X 0,48 X 220= 43 calories
- 180 calories
- par kilogramme de houille à 8000 calories, soit 2/4 0/0 à 3 0/0 au plus.
- Comme conclusion, nous dirons que la prétendue régénération du carbone est une utopie.
- En effet, comme nous l’avons déjà vu, il faut 19 calories par équivalent pour obtenir la réaction C -j- CO2 = 2CO ; donc, CO2 ayant pour équivalent 22, pour 22 d’acide carbonique on a 53 d’azote, qui donne un poids de 22 -f- 53 = 75, pour 6 de carbone
- (*) Analyse moyenne de la fumée d’un four à réchauffer en bonne allure.
- CO5.................................16 )
- 0................................... 4 > 100 volumes.
- Az....................'..................80 )
- mais il ne faut pas oublier qu’il y a des fumées à 12 0/0 d’oxygène.
- (**) Savant Allemand ayant fait de nombreux et importants travaux sur la métallurgie de l’aeier, sur les gaz- des lingots d’acier, ainsi que sur ceux des gazogènes.
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- (6 étant son équivalent) : d’où il suit que, pour 1 000 équivalents ou 6 kg de carbone à revivifier sous forme d’oxyde, le gazogène réclamerait 1 000équiT X 19oal. — 19 000 calories, soit par degré de température calculée :
- 75.X 0,24 = 18 calories,
- qui exigerait un abaissement ou chute utile de température de
- 19'000cal 18cal
- 1 055°. Donc la fumée devrait arriver sous la grille à
- une température de 1 055° -f- 800° (*) = 1 855°, en admettant que les parois des appareils ne puissent donner lieu à aucune perte de calorique, alors qu’à cette température nos fourneaux et appareils perdent souvent par rayonnement plus de 50 0/0. Je me demande comment on pourrait rétrograder de la fumée à 1 855°, température de fusion du fer doux, sans perte et sous une grille métallique durable.
- La production partielle du gaz à l’eau, comme nous l’avons déjà dit paragraphe 5, s’explique au contraire très facilement; car, en effet, si un gazogène est à parois épaisses peu conductrices, s’il est muni de portes de grilles (cendrier fermé) et s’il est à radier de sole de grille arrosé, il ne perdra pas beaucoup de calorique et pourra produire du gaz à l’eau, avec son excès de calorique disponible, comme ces deux formules le font voir :
- G-f-O = GO = —}— 14 calories.
- G + HO = GO -f H = — 15 calories.
- Soit comme différence — 1 calorie par équivalent ; d’où il suit que, pour peu que le vent soit chaud, la moitié du carbone sera oxydée (brûlée) par l’oxygène de la vapeur d’eau.
- § 13. — La Compagnie Parisienne du Gaz possède plus de 150 grands fours doubles à 16 et 18 cornues à flammes basculées, sans accumulateurs de chaleur pour le gaz, où gazogène, four et deux accumulateurs pour l’air ne font qu’un seul et unique massif, et où il n’est pas question de régénération du carbone ; ces appareils sont incontestablement plus perfectionnés que tout ce qui a pu être fait jusqu’ici dans cet ordre d’idées.
- A la Compagnie Parisienne on trouve également 12 fours de mon système, avec récupérateurs continus où tout est semblable
- (*) S00° étant la température limite d’une bonne production du gaz à l’eau comme d’oxyde de carbone.
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- aux précédents, sauf que les flammes ne sont pas basculées (mes récupérateurs remplaçant les accumulateurs).
- Les appareils sont dans la même usine (celle du Landy), la houille distillée est la même, le coke chargé aux gazogènes est le même, le nombre de carbonisations est aussi le même (six par 24 heures), le personnel est le même et, chose remarquable, la consommation est rigoureusement la même aussi, soit 13 0/0, c’est-à-dire qu’avec 130 kg de coke tout-venant à 10 0/0 d’eau et 10 0/0 de cendre, soit à 20 0/0 de matières stériles, on distille (1 000 kg) une tonne de houille.
- § 14. — Les industriels qui ont monté des fours nouvelle disposition Siemens ont dù renoncer au soufflage des fumées pour arriver dans ces derniers temps aux mêmes dispositions que celles que j’ai indiquées en 1874-1878 et que, depuis 12 ans, la Compagnie Parisienne du Gaz applique à tous ses fours : l’usine à gaz de Clichy n’en a pas d’autres. Mais il faut remarquer que certains directeurs d’usines ont laissé rentrer l’air librement dans le cendrier fermé de leurs gazogènes, au moyen d’un registre à coulisses (comme nous faisons depuis 1880 aux usines à gaz de Bordeaux, Saint-Denis, Société des Métaux, etc.), pour en régler le débit, tout en continuant à souffler faiblement une petite quantité de fumée qui surchauffe la vapeur en produisant, comme nous venons de le voir, une utilisation de 2 à 3 0/0.
- En terminant, je tiens à faire remarquer que les progrès dus à la réunion en un seul massif des gazogènes, fours et récupérateurs-accumulateurs, ainsi que ceux dus à la suppression de la récupération sur le gaz, avec les économies qui en résultent, sont exclusivement d’origine française et qu’il existait en France plus de 300 fours ainsi disposés avant qu’à l’étranger on ait pensé à exploiter ces perfectionnements.
- § 15. — Je crois avoir bien démontré, au § 12, l’impossibilité d’obtenir dans un gazogène la réaction GO2 + C = 2CO, quand celui-ci est traversé par un mélange d’air et de vapeur d’eau (même de vapeur d’eau seule). Dans les Bulletins de la Société de l’Industrie minérale et de la Revue universelle des Mines et de la Métallurgie (de Liège), déjà cités § 4, on voit un four à réchauffer Siemens, dit nouvelle disposition (1) ; la prise de gaz brûlés (fumées) se fait dans l’introduction des flammes dans ce four. Il
- (1) Revue Universelle, etc., Avril-Mai, 1890, tome X, pages 21 à 28, pl. II.
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- n’y a donc pas là de récupération, vu que la fraction des flammes appelée, par les souffleurs de gazogène, n’a produit aucun effet et quand même l’appareil pourrait marcher ainsi, en faisant indéfiniment repasser la moitié des fumées ou flammes sortant des brûleurs dans le ou les gazogènes, puisque ces flammes n’auraient produit aucun effet dans le four qu’elles n’auraient pas traversé, elles pourraient bien faire partie d’un cycle, mais sans faire la moindre économie, n’ayant point travaillé même en dérivation, c’est-à-dire n’ayant cédé au four aucune calorie.
- Cette disposition bizarre et contraire aux règles' les plus élémentaires (en matière de chauffage) a échappé aux nombreux auteurs qui ont écrit sur la régénération du carbone, en déclarant que cette prétendue régénération était la cause d’une économie ou d’une nouvelle utilisation de 66 0/0. L’enthousiasme ne pouvait être poussé plus loin ; car on aurait pu dire : « Je prends une chaudière » à vapeur, dans son foyer je soustrais la moitié de la flamme à » la surface de chauffe vaporisatrice et cette moitié vierge (de » flammes), je la refoule sous la grille au moyen d’un jet de va-» peur pris à ladite chaudière ; donc je rétrograde au foyer la » moitié du carbone, sous forme de CO2 pour, grâce au.carbone » de la grille, faire 2CO, qui viennent brûler à nouveau au-dessus » de la grille dans ce foyer, d’où le jet de vapeur reprend la » moitié des flammes dudit foyer et ainsi de suite: donc 66 0/0 » d’économie, consommation de vapeur non déduite. »
- Si jamais un Ingénieur eût écrit chose semblable, on l’aurait très probablement jugé avec une grande sévérité ; mais avec l’artifice du chauffage par le gaz, la régénération du carbone a passé pour un axiome dans beaucoup d’esprits.
- § 16. — Gomme nous l’avons vu, dès 1878, la Compagnie Parisienne du Gaz a supprimé la récupération sur les gaz (voyez le Bulletin de 1889 de la Société technique pour l’industrie du Gaz en France), ainsi que le Bulletin de l’Industrie minérale de 1882, Congrès d’Alais, planche 43.
- Pour réaliser la récupération sur l’air primaire, ainsi que nous l’avons fait à la Société des Métaux (à Saint-Denis) en 1883, et comme nous le faisons chez MM. Campionnet et Cie, maître de forges à Gueugnon (Saône-et-Loire),- nous avons recours à des dispositions dont la planche 73 donne une idée générale; nous avons examiné aux §§ 7 à 11 les moyens d’utiliser le calorique perdu, qui échappe à tous les systèmes de récupération sur l’air
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- secondaire et nous avons pris au § 8, comme exemple, une batterie de six fours doubles de la Compagnie Parisienne du Gaz (soit de 9cx2x6f= 108 cormes), pour lui appliquer la récupération partielle sur l’air primaire, réclamant une surface de chauffe tubulaire de 100 m2. C’est ce calorifère récupérateur, planche 73, que nous allons faire connaître.
- La figure' 1 représente en plan une partie du sous-sol de l’atelier de distillation du Landy. Les batteries sont deux à deux avec les gazogènes en opposition ; de sorte qu’entre les deux batteries le sous-sol est libre et ne renferme que les conduites des fumées allant aux cheminées. C’est dans ce sous-sol que nous proposons d’installer les récupérateurs calorifères pour l’air primaire, qui seraient soufflés et réglés en pression comme à l’usine de la Société des Métaux, à Saint-Denis. Les flèches et les écritures sur la figure 1 expliquent suffisamment bien les deux appareils et nous dispensent de plus longues descriptions.
- La figure 2 fait voir, à plus grande échelle, une coupe transversale du calorifère récupérateur recevant les fumées entre 7 et 600° et les ramenant à 32S° environ : la galerie supérieure ou traînasse est celle d’arrivée des fumées et la galerie inférieure est celle d’évacuation à la cheminée ; comme du reste l’indiquent les flèches. Ce récupérateur est tubulaire; au-dessous de sa plaque tubulaire inférieure se trouve la chambre d’air froid (ou d’arrivée de vent) et au-dessus de sa plaque supérieure se trouve la chambre d’air chaud à 400° environ, comme du reste les écritures et les flèches le disent.
- La figure 3 fait voir, suivant une coupe verticale enlong, l’ensemble du calorifère-récupérateur où les mêmes écritures et flèches que dans la figure 2 donnent les mêmes indications. On remarque que les fumées arrivent au centre de l’appareil, se divisent en deux courants pour chauffer les tubes, puis se réunissent dans une galerie centrale, symétrique, pour s’en échapper. Cette disposition a été prise pour mieux répartir la chaleur dans l’appareil et pour diminuer la résistance à l’écoulement des fumées autour des tubes, en doublant la section de cet écoulement. Les. chambres extrêmes reçoivent le vent froid.
- La figure 4 donne une demi-coupe horizontale du récupérateur tubulaire.
- La figure 5 est une coupe verticale et longitudinale pour indiquer le passage du vent (ou air) chaud, de la chambre d’air chaud
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- dans la galerie ou traînasse de vent chaud, qui conduit celui-ci aux gazogènes.
- La figure 6 donne détail du tube récupérateur avec son montage sur trois plaques tubulaires : les joints de ces tubes se font comme ceux des calorifères en fonte, avec du coulis fin et de la brique réfractaire piléa à la grosseur de 1 à 2 mm au plus. Ces joints très faciles à faire ont cependant besoin - d’être soignés, vu leur grand nombre, si on veut sérieusement éviter les fuites d’air chaud dans les fumées.
- La figure 7 fait voir l’introduction de l’air chaud dans la chambre des cendriers fermés des gazogènes.
- Les cendriers étant hermétiquement fermés et leurs soles étant arrosées, au moyen de robinets régulateurs, font office de vaporisateurs et de surchauffeurs de vapeur, à laquelle vient s’ajouter le vent chaud venant du récupérateur pour air primaire. Quand lèvent est fourni par une soufflerie à vapeur genre Kœrting, celle-ci donne assez de vapeur pour que' l’arrosage de la sole puisse être supprimé; alors le calorifère récupérateur souffle un mélange d’air chaud et de vapeur surchauffée. Quant au résultat économique, il est le même dans les deux cas. Cependant, il faut bien noter qu’au-dessus de la pression de 30 à 35 mm d’eau la soufflerie a vapeur introduit trop de vapeur d’eau dans le vent chaud fplus que le gazogène nen peut décomposer), et alors le gaz devient médiocre et même mauvais, étant trop chargé de CO2 ; comme nous l’avons vu § 5, la réaction C-{-2 IiO = CO2 Q-2 H se produisant.
- § 17. — Le prix d’un tel récupérateur en fonte n’est pas très considérable, il peut être estimé à :
- 1° Trois cents (300) tubes du poids de 15% l’un — 45 q à 22 f................................. . . . . 990/'
- 2° Trois plaques tubulaires 6 500% à 18 f les 100%. 1 170
- 3° Fouille, maçonnerie et pose, environ!............. 2 840
- Total.................. 5 000 f
- La surface de chauffe totale de l’appareil étant de 100 m2, le prix du mètre carré de surface utile de chauffe revient donc à 5 000/
- 100 m2
- — 50 L
- § 18. — La campagne moyenne d’une batterie étant de 200 jours par année et sa dépense étant de 131 de coke par jour, la quantité
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- moyenne de coke brûlé annuellement est de 13t X 200 jours = 2 600 t à 17 / la tonne pour Vusine représente une somme de 2 600t X 17/- = 44 200f.
- Gomme nous l’avons vu au paragraphe 10, la récupération sur l’air primaire peut donner une économie de 4 à 5 0/0, soit dans le cas qui nous occupe 44 200/X 0,04 =.l 768/, d’où il faut retrancher, pour l’entretien, l’amortissement et l’intérêt des 5 000 /, la somme de 1 000 /. Donc, de là il suit que l’économie réelle annuelle est de 1 768/— 1 000/= 768/, qui est un très beau revenu pour une immobilation de 5 000/, puisque c’est du 15 0/0. Mais sur le prix du gaz produit par la batterie c’est une somine dérisoire, attendu que celle-ci produisant par jour 30 000 m3, soit dans la campagne moyenne 30,000 m3 X 200 jours = 6 000 000 ?n3 si l’on divise la somme de 768/par la quantité de gaz produit, on trouve que le prix du mètre cube de gaz serait diminué de 768/
- 6 000 000 m3
- 0,000128,
- soit une économie d’un peu plus que d’un centième de centime par mètre cube de gaz d’éclairage. •
- Donc la récupération pour l’air primaire ne présente d’intérêt réel que quand il y a lieu de faire du gaz riche, de gazogène, pour moteur à gaz ou pour four marchant à très haute température. Vu que dans ce cas la haute température produit des économies non plus de 4 à 5 0/0, mais bien de 10, 15 et 25 0/0, en augmentant considérablement le rendement des appareils ainsi que leur production.
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- VOYAGE
- EN AMÉRIQUE ET PRINCIPALEMENT A CHICAGO
- PAR
- M. DE CHASSELQUP-LAUBAT
- PREMIERE PARTIE
- Ayant en l’honneur d’être choisi comme votre délégué à l’Exposition de Chicago, j’arrivai à New-York dans la deuxième quinzaine de juillet et partis presque immédiatement pour Chicago.
- J’eus le plaisir de trouver le lendemain de mon arrivée MM. Cor-thell et Chanute, deux Ingénieurs très distingués et dont l’amabilité égale la valeur professionnelle.
- M. E.-L. Corthellest Président du Comité exécutif des Congrès du Génie Civil.
- M. O. Chanute est Président du Comité général des Sociétés d’ingénieurs de l’Exposition.
- Malgré leurs nombreuses et importantes occupations, ces messieurs voulurent bien se mettre entièrement à ma disposition afin de me permettre de recueillir le plus de renseignements utiles pour nos intérêts.
- Le but principal de mon voyage était de savoir si, oui ou non, les Sociétés d’ingénieurs américains voulaient, ainsi qu’il en avait été question, inviter en corps la Société des Ingénieurs Civils de France, et, dans le cas où l’invitation aurait été faite, de m’entendre avec les Comités exécutifs américains sur la durée, l’itinéraire, le coût et l’époque de notre voyage aux États-Unis.
- Je devais, en outre, noter pour vous en faire part les points qui me paraîtraient les plus intéressants, non seulement dans l’Exposition elle-même, mais encore dans les principales industries que nous pourrions visiter en 1893.
- Enfin, notre Président m’avait prié de. faire une étude succincte sur les intérêts généraux de toute nature engagés à l’Exposition de Chicago et plus spécialement sur les intérêts français.
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- Gomme vous le voyez, le programme était des plus vastes et comportait l’examen de questions très complexes ; j’espère donc que les difficultés de ma mission vous rendront indulgents pour ce que j’aurai pu faire.
- D’abord, le premier point fut vite élucidé : partout l’on me fit l’accueil le plus cordial et le plus empressé et l’on me dit tout de suite : « Nous voulons demander aux Ingénieurs du monde entier à venir nous voir en 1893, mais indépendamment de l’invitation que les membres de la Société des Ingénieurs Civils de France recevront comme Ingénieurs, nous voulons adresser des invitations spéciales à la Société des Ingénieurs Civils de France et à l’Institution of Civil Engineers d’Angleterre, parce que nous n’avons pas oublié la façon cordiale dont ces deux Sociétés nous ont reçus en 1889. » Je reçus donc les lettres que voici :
- « AdcLress : The Temple, City of Buffalo :
- » Chicago, 155. Department of Public Works.
- » Geo. O. Field, Commissioners.
- » James Mooney, —
- » Geo. S. Gotehell,
- » 6 août 1892.
- » Marquis de Çhasseloup-Laubat, Océan House, Newport, R. I.
- » Cher Monsieur,
- » J’ai le plaisir de vous informer que j’ai reçu une lettre de M. Raymond, Secrétaire de l’Institut Américain des Mining Engineers, me disant qu’il sera heureux de vous voir à votre arrivée à New-York, et qu’étant lui-même Membre honoraire de la Société des Ingénieurs Civils de France, il se propose à cette occasion de vous recevoir, comme Représentant de cette Société, du mieux qu’il le pourra.
- » Je vous informe aussi qu’il a été organisé à New-York deux Comités d’ingénieurs pour recevoir les Ingénieurs étrangers en 1893.
- » Une réception générale de tous les Ingénieurs sera organisée par le premier Comité, composé de douze Membres, appartenant trois par trois aux Sociétés Américaines suivantes : Ingénieurs Civils, Mécaniciens, Electriciens et des Mines. M. A. Steley est le Président de ce Comité.
- .» En outre il a été créé un second Comité spécial, composé de Membres des diverses Sociétés Américaines qui, en un groupe, sont allées en Europe en 1889. Le but de ce Comité est d’organiser le mieux possible la réception de l’Institution des Ingénieurs Civils Anglais, et de la Société des Ingénieurs Civils de France, et de rendre ainsi à ces deux Sociétés l’accueil si cordial qu’elles ont fait à leurs Collègues Américains.
- » Vous êtes donc sûr de recevoir le plus cordial accueil en arrivant à New-York.
- » Agréez, etc. s E.-L. Corthell. .»
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- » Office of General Gommittee of Engineering Societies.
- » Columbian Exposition.
- » 184, La Salle Street, Chicago, July 30 1892.
- » M. le Marquis de Chasseloup-Laubat, Délégué de la Société » des Ingénieurs Civils de France.
- » Cher Monsieur,
- » Les Sociétés ci-dessous d’ingénieurs Américains qui se sont temporairement réunies dans le but d’organiser un quartier général du Génie Civil (c’est-à-dire une espèce de cercle) dans Chicago même et de plus un lieu de réunion dans les locaux de l’Exposition pendant la Golum-bian Exposition, ont appris par vous qu’un certain nombre de Membres de la Société des Ingénieurs Civils de France se proposaient de visiter les États-Unis en 1893.
- » Lesdites Sociétés ont, par suite, le plaisir d’inviter cordialement, par votre intermédiaire, tous les Membres de la Société des Ingénieurs Civils de France qui désireraient venir dans notre pays l’année prochaine, de les assurer du meilleur accueil à Chicago où ils trouveront toutes les facilités possibles dans nos lieux de réunion, et de les prier de bien vouloir, au besoin, aviser les Secrétaires de nos Sociétés respectives, qui leur faciliteront, dans le cas où ils le désireraient, les visites des différentes villes dans lesquelles résident nos diverses Sociétés .
- » Agréez, etc.
- » The American Society of Civil Engineers, New-York City.
- » The American 1nstitute of Mining Engineers, New-York City.
- » The American Society of Mechanical Engineers, New-York City.
- » Canadian Society of Civil Engineers, Montreal, Canada.
- » Engineers Club of Philadelphia, Philadelphia.
- » Boston Society of Civil Engineers, Boston, Mass.
- » Engineers Club of Saint-Louis, Saint-Louis, Mo.
- » Civil Engineers Club of Cleveland, Cleveland, Ohio.
- » Engineers Club of Kansas City, Kansas City, Mo.
- » Montana Society of Civil Engineers, Helena-Montana.
- » Civil Engineers Society of Saint Paul, Saint-Paul, Minn.
- » Engineers Club of Minneapolis, Minneapolis, Minn.
- » Engineers Association of the South, Nashviile, Tenn.
- » Engineers Society of Western Pensylvannia, Pittsburg, Pa.
- » Western Society of Engineers, Chicago, 111.
- » O. Chainute.
- » President of General Committee. »
- Ensuite, nous fixâmes d’un commun accord l’itinéraire du voyage :
- New-York ;
- Philadelphie ;
- Washington ;
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- La région de Pittsburg ;
- Chicago ;
- Le Niagara et Buffalo.
- Retour à New-York par Aibany et probablement descente de l’Hudson depuis Aibany jusqu’à New-York en bateau à vapeur.
- Ce programme comprend donc les plus grands centres des États-Unis, la région minière, — houille, fer et pétrole, — de Pittsburg et les industries métallurgiques de cette région minière, la capitale fédérale de la République, Chicago et l’Exposition, le Niagara, et peut-être Schenektady en revenant à New-York.
- Gomme nous ne devons guère rester plus d’un mois en Amérique, j'ai pensé qu’il était impossible de faire davantage en un délai aussi court ; il ne faut pas, en effet, oublier que le parcours de cet itinéraire est d’environ 3 500 à 4 000 km; je crois même que nous n’aurons pas un instant à perdre pour voir, en un mois, tout ce que nous voulons voir.
- Ceux d’entre vous, Messieurs, qui voudront aller dans les monts Rocheux ou en Californie, régions où il n’y a rien de bien intéressant à voir pour un Ingénieur Civil — j’en parle par expérience, car je les ai visitées il y a trois ans — pourront toujours y aller seuls et se séparer de nous ; mais ils n’auront pas les facilités que nous aurons tous réunis, surtout s’ils ne savent pas la langue anglaise. En outre, il faudra rester plusieurs semaines de plus en Amérique.
- Quant à nous, il est certain que nous aurons en voyageant ensemble tout le confort et tous les agréments réunis ; la question de la langue anglaise n’offrira pas la moindre difficulté, parce que ceux d’entre nous qui, comme moi, savent l’anglais, s’appliqueront à aider leurs collègues de toutes les façons possibles. Je crois donc pouvoir affirmer de la manière la plus absolue que ce voyage se fera clans des conditions exceptionnelles.
- J’ai fait une enquête sérieuse sur le prix total auquel ce voyage reviendra à chacun d’entre nous, et je crois pouvoir affirmer qu’à la condition de se conformer aux moeurs et à la cuisine du pays, à la condition de se rappeler que l’on est en Amérique et non pas en France, à la condition, en un mot, de ne pas vouloir l’impossible, je crois, dis-je, pouvoir affirmer que, tout compris, notre voyage en Amérique, de New-York à New-York, nous reviendra à 400 ou 500 dollars, c’est-à-dire à 2 000 ou 2 500 /; comme le voyage d’aller et retour sur l’Atlantique revient au plus à 800 /', vous voyez que, grâce à nos arrangements, le prix total d’un
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- voyage de 6 ou 7 semaines restera toujours au-dessous de 3500 f peut-être même de 3 000 f.
- Restait donc à fixer l’époque.
- Les vacances en France ayant lieu en août et septembre, j’ai rejeté a priori toute autre époque que celle-là.
- Je n’ai pas hésité à choisir septembre, et cela pour plusieurs raisons :
- 1° Il fait souvent une chaleur effroyable au mois d’août; ~J- 38° et 40° avec des brouillards, ce qui est très fatigant ;
- 2° Beaucoup de personnes ne seront pas à Chicago pendant cette époque à cause de la chaleur ;
- 3° Les Ingénieurs anglais viendront en juillet, parce qu’en Angleterre les vacances commencent et finissent plus tôt que chez nous. Il vaut mieux arriver en Amérique après leur départ pour ne pas fatiguer nos hôtes ; de plus il sera plus facile aux Comités américains de nous trouver des logements.
- — J’qi donc dit que nous partirions vers le 25 août de façon à être à New-York dans les premiers jours de septembre et que nous quitterions l’Amérique au commencement d’octobre, de façon à être rendus à Paris avant le 15 octobre.
- J’espère, Messieurs, que cet arrangement vous conviendra et que nous serons nombreux l’année prochaine aux É tats-Unis.
- Pendant nos négociations, une question assez délicate se présenta :
- C’était celle des Congrès du Génie civil qui doivent avoir lieu à la fin de juillet et au commencement d’août.
- Devions-nous ou non faire coïncider la date de notre voyage avec celle du Congrès? Je ne l’ai pas pensé et j’espère que vous m’approuverez. En effet, nous n’aurons pas trop de tout notre temps pour remplir notre programme ; de plus, beaucoup de nos membres ne savent qu’imparfaitement l’anglais et ne pourront pas suivre les débats ; enfin, comme je l’ai déjà ditj on risque fort d’avoir une température sénégalienne à cette époque.
- Il me semble donc évident que nous devons seulement nous occuper de voir le plus de choses possibles en moins de temps possible, et que la Société des Ingénieurs Civils de France n’a qu’à nommer des délégués spéciaux pour le Congrès. Il va de soi que ces délégués doivent parfaitement posséder la langue anglaise, sans quoi ils ne pourraient remplir convenablement leur mission.
- Cette question du Congrès préoccupait assez les Américains, car ils ne voulaient pas avoir l’air de nous en exclure en nous rece-
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- vant après la clôture des délibérations ; ils m’ont donc déclaré que si nous voulions venir en juillet, nous serions les bienvenus, mais qu’il leur semblait bien préférable, pour eux-mêmes et pour nous, de venir en septembre.
- J’avoue partager entièrement leur opinion.
- CHICAGO
- Avant de vous parler de l’Exposition, je crois devoir vous donner quelques'rapides aperçus sur la ville de Chicago elle-même, sur cette grande cité dont le prodigieux développement est bien certainement un des plus curieux phénomènes de notre époque.
- Nous verrons sans doute bien des choses intéressantes aux États-Unis pendant l’année prochaine, mais je ne pense pas que nous puissions voir rien de plus instructif et de plus curieux que cette ville dont sa situation exceptionnelle et l’énergie de ses. habitants feront peut être un jour la métropole des États-Unis.
- La ville de Chicago est admirablement située dans une vaste plaine, au sud du lac Michigan et non loin du bassin du Mississipi dont la sépare un seuil insignifiant; elle communique ainsi, au nord, avec l’immense système lacustre qui aboutit au Saint-Laurent, et au sud avec le réseau fluvial que constituent le Mississipi, le Missouri et l’Ohio.
- Une telle situation doit forcément donner à Chicago une importance considérable et faire peut-être de cette ville la métropole des États-Unis.
- Chicago', qui était, il y a environ un demi-siècle, une petite bourgade entourée de marais, possède actuellement 1 300 000 habitants, dont seulement 300 000 sont nés Américains; tous les autres sont nés en dehors du territoire des États-Unis, et beaucoup ne sont même pas naturalisés. Cette population étrangère ou d’origine étrangère comprend 400 000 Allemands, 213 000 Irlandais, 12000 Français et beaucoup de représentants de toutes les nations d’Europe.
- Chicago présente une animation considérable, comme toutes les grandes villes américaines : on voit que le but de l’existence est de faire le plus d’argent possible dans le moins de temps possible, et que l’on ne vit pas pour s’amuser.
- Les maisons ont une hauteur considérable et sont desservies par
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- des ascenseurs animés d’une très grande vitesse; le Temple Maçonnique, qui est à la fois un lieu de réunion pour les loges américaines et un immeuble contenant des boutiques, s’élève à 83,57 m au-dessus de la rue et n’a que 51,340 m.x 42,100 m de base.
- Ce Temple maçonnique a vingt étages; les dix premiers sont en boutiques; les dix autres sont réservés aux loges maçonniques.
- La charpente, entièrement métallique, recouvre une promenade disposée au dernier étage et d’où l’on a une vue fort curieuse sur Chicago et le lac Michigan.
- Il y a seize ascenseurs, dont deux réservés aux marchandises.
- Pour le service de ce bâtiment (chaleur, lumière, ventilation), il y a sept chaudières de 150 chevaux-vapeur chacune.
- Les fondations sont faites sur un grand nombre de plates-formes indépendantes, formées de poutres, de rails et de béton; sur ces fondations viennent s’appuyer les colonnes qui soutiennent le bâtiment.
- Ce qu’il y a de plus singulier, c’est que le sol sur lequel reposent ces vastes édifices est meuble, et que l’on est obligé d’asseoir les fondations sur des radiers ; on fait quelquefois un radier général, mais plus souvent des radiers indépendants.
- On voit aussi à Chicago des maisons à façades amovibles : les étages reposent sur des colonnes métalliques, situées en dedans des murs de façade ; on peut ainsi enlever les quatre murs de la maison et en rebâtir d’autres, sans que celle-ci paraisse souffrir de cette opération.
- Le système est assez pratique dans un pays où les immeubles ne gardent pas toujours leur destination primitive ; ainsi, on voit quelquefois des églises transformées en épiceries.
- Chicago est le centre d’un commerce d’entrepôt très considérable depuis assez longtemps, et le terrible incendie qui détruisit une grande partie de la ville, il y a une vingtaine d’années, n’a pas arrêté longtemps son essor. Aujourd’hui, une vingtaine de voies ferrées partent de Chicago. Yoici les plus importantes et qui sont indiquées sur la carte ci-jointe :
- Chicago au Lac Supérieur.
- — à Vancouver (lignesde vapeurs de Chine et du Japon).
- — Portland.
- — San-Francisco (Japon, Chine, Australie, Amérique du
- Sud).
- — San-Diégo.
- Bull.
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- Chicago à la Nouvelle-Orléans (Vera-Cruz, Antilles, Amérique du Sud).
- — Mexico.
- — la Floride. (
- — Charleston, port important.
- — Washington, —
- — Baltimore, —
- — Philadelphia, —
- — New-York, —
- — Boston, —
- — Portland (Atlantique), port important.
- — Québec.
- Dulat
- |Sari-Eran.ciseo
- Orléans
- Distances
- Joues
- Heures
- Jours
- Distances
- 18....
- _____1128......
- .....13221____
- . ... 1323....
- .... 15.-G6 ..
- .....1850...,. .
- ... 2013... .
- ....1355..
- Bien qu’un grand nombre de ces lignes aient des tronçons com- . muns, vous voyez que la villë est en communication facile et rapide avec presque toutes les grandes artères commerciales du monde.
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- Enfin, voici quelques détails sur le système des voies de navigation intérieures de Chicago; ces détails sont extraits du rapport adressé au Congrès des Voies navigables tenu à Paris en 1892 par John C. Dore, délégué de Chicago.
- Vous verrez que les Américains sont décidés à faire leur possible pour développer les transports à bon marché, en établissant une active concurrence entre la batellerie et les voies ferrées.
- Les États-Unis possèdent une chaîne de grands lacs reliés entre eux par de courtes rivières, et à l’océan Atlantique par le fleuve Saint-Laurent; le pays est sillonné de nombreuses rivières pour la plupart navigables naturellement, dont la longueur varie depuis 100 jusqu’à plus de 3000 milles (160 km à -4 800 km), et qui écoulent leurs eaux dans le golfe du Mexique, dans l’océan Atlantique et dans le Pacifique.
- Tous les ports des grands lacs ont été approfondis et agrandis, toutes les rivières maintenant navigables ont été améliorées aux frais du gouvernement. Le montant des sommes consacrées jusqu’ici par le gouvernement à ces travaux d’amélioration des cours d’eau et des ports s’élève à environ 250 millions de dollars (1 milliard 250 millions de francs).
- La passe de Lime Kiln, dans la rivière Detroit, a été approfondie de 9 pieds 6 pouces (2,89 m) à 20 pieds (6,10 m). Les hauts-fonds de Saint-Clair laissent une profondeur d’eau de 10 pieds (3,05 m) ; un canal est actuellement en cours de construction à travers ces fonds ; il aura 7 300 pieds (2 225 m) de longueur, 300 pieds (91,44 m) de largeur et offrira une profondeur de 20 pieds (6,10 m).
- La rivière Sainte-Marie relie le lac Supérieur au lac Huron. Une proposition faite en 1840 devant le Congrès pour la construction d’un canal maritime à travers les rapides de cette rivière rencontra une vive opposition. Un homme d’État éminent crut même devoir déclarer que le canal proposé allait bien au delà des limites des États-Unis.
- Pourtant les travaux commencèrent en 1852. On construisit des écluses de 250 pieds de long (76,20 m), 60 pieds de large (18,29 m) et '12 pieds de profondeur (3,66 m). Ces écluses furentouvertes à la navigation en 1855.
- En 1882, une nouvelle écluse fut construite, de 515 pieds de long (156,97 m), 80 pieds de large (24,38 m) et 17 pieds d’eau (5,18 m) sur les buses. Cette écluse s’est trouvée trop petite, et
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- l’on construit à présent une nouvelle écluse de 800' pieds de long (240 m) entre les portes, et 100 pieds (34,4 m) de profondeur.
- La tendance, aujourd’hui, est d’agrandir progressivement “les bateaux; beaucoup de ceux-ci ont maintenant un tonnage de 1 000 tonnes, c’est-à-dire un tonnage supérieur à celui que permet la profondeur actuelle dans les ports des lacs et dans les chenaux qui relient ceux-ci, de sorte que ces bateaux appellent un nouvel approfondissement de ces ports et chenaux.
- Les bénéfices tirés de ces améliorations des voies navigables de la région des grands lacs se traduisent par une diminution des prix de transport. C’est ainsi que le prix du transport du blé de Chicago à Buffalo, qui, en 1861, était de 11 cents par busbel (1,56 f par hectolitre), est tombé en 1890-1891 à 2 1/2 cents par bushel (0,36 / par hectolitre), ce qui fait ressortir une économie de 8 1/2 cents par busbel (1,20 f par hectolitre).
- Deux cent trente-quatre millions de busbels (82 1/2 millions d’hectolitres de grains de toutes sortes) sont parvenus à Chicago durant l’année 1891. Sur cette quantité, 104 millions de bushels (36,6 millions d’hectolitres), formés surtout de blé et céréales, ont été expédiés de Chicago par bateau pendant cette même année. A raison de 8 cents par bushel d’économie sur les prix de transport, l’économie totale réalisée est donc de plus de 8 millions de dollars (40 millions de francs).
- La diminution des frais de transport n’est pas moins marquée pour toutes les autres marchandises amenées à Chicago ou expédiées de ce port.
- Dans une note présentée le 5 décembre 1890 au Congrès des Etats-Unis, le secrétaire de l’Association des transporteurs des lacs estime que l’ensemble des marchandises transportées sur ces lacs représente pour 1890 une valeur de 305 millions de dollars (1 525 millions de francs).
- La distance moyenne de transport étant évaluée à 566 milles (906 km), et le tarif moyen des chemins de fer étant, d’après les statistiques de l’Interstate Commission, de 9 22/100 de mill par tonne et par mille (0,028 f par tonne métrique et par kilomètre), pour l’ensemble des marchandises transportées en 1889, le transport par chemin de fer de la totalité des marchandises transportées sur les lacs cette année-là eût donc coûté 143 millions de dollars (715 millions de francs).
- Si l’on admet comme prix moyen du transport sur les lacs le chiffre de 1 1/2 mill par tonne et par mille (0,0046 / par tonne
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- métrique et par kilomètre), le prix total des transports pour la saison de 1890 n’aurait été que de 23 millions de dollars (118 millions de francs).
- C’est donc, en chiffres ronds, une économie de 120 millions de dollars (600 millions de francs) réalisée en une année, grâce aux transports par eau sur les grands lacs. Le chiffre représentant le trafic des marchandises sur ces lacs est d’ailleurs estimé 22,6 0/0 de celui représentant le trafic total de marchandises sur l’ensemble des chemins de fer des États-Unis.
- Comme indication sur l’augmentation rapide du trafic sur les grands lacs, permettez-moi de vous signaler que, alors qu’en 1870, 690 826 tonnes enregistrées traversaient le canal de Sainte-Marie-Falls, en 1890 ce même canal recevait 8 454 435 tonnes enregistrées, soit plus de 9 millions de tonnes nettes.
- Le rapport de Bradstreet établit que le tonnage qui a circulé sur la rivière Detroit l’an dernier, pendant les deux cent trente-quatre jours de navigation, représente 10 millions de tonnes de plus que le total des entrées et des sorties pour l’ensemble de tous les ports maritimes des États-Unis et 3 millions de tonnes de plus que les trafics réunis du long cours et du cabotage pour Liverpool et Londres.
- Toute amélioration des voies navigables entraîne une diminution des prix de transport, aussi bien par terre que par eau, car le fret des marchandises transportées par eau réagit sur celui des marchandises transportées par voie ferrée.
- Le commerce entre les États-Unis et l’Europe a augmenté rapidement et n’a jamais été aussi important que l’an dernier. La valeur de l’ensemble des exportations et importations des États-Unis pour 1891 atteint la somme de 1 874 millions de dollars (9370 millions de francs), et la plus grande partie de ce trafic énorme résulte des échanges avec l’Europe.
- Toute amélioration des voies de navigation entre l’Europe et l’intérieur des États-Unis, réduisant le prix des transports, intéresse au même titre le producteur et le consommateur.
- De grandes améliorations sont projetées aux États-Unis et au Canada. Création de canaux maritimes et d’un chemin de fer à navires de Georgian Bay au lac Ontario, ainsi que d’un canal maritime et d’un chemin de fer à navires du lac Érié au lac Ontario, à l’est du Niagara ; agrandissement des canaux du "Welland et du Saint-Laurent; canal maritime à travers la partie septentrionale de la péninsule de la Floride ; canal et rivière canalisée
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- entre Chicago et le Mississipi au.sud; tous ces projets ont été étudiés et reconnus réalisables. La construction du canal de l’Illinois au Mississipi, de 77 milles de longueur (123 km), 80 pieds de large (24,38 m) au plan d’eau et 7 pieds, de profondeur (2,13 m), avec canal d’alimentation des mêmes dimensions et de 38 milles (61 km) de i long, est assurée, car le Gouvernement a accordé les sommes nécessaires. Ce canal rejoindra le Mississipi près de Rock Island, à peu près à l’ouest de Chicago, et bénéficiera surtout à la contrée qui s’étend à l’ouest du Mississipi, entre les villes de Quincy et de Saint-Paul, et dont le territoire a une étendue très considérable.
- La distance qui sépare Rock Island de Chicago est, par cette voie fluviale, de 194 1/4 milles (312 km). Si les chemins de fer continuent à transporter, comme ils le font maintenant, les produits de cette région à Chicago après que ce canal sera terminé,, ils ne pourront le faire qu’en ramenant leurs tarifs à peu près à la valeur de ceux des transports par eau.
- On voit donc quels puissants moyens de communication, par terre et par eau, possède le commerce sans cesse grandissant de la région des grands lacs américains, et l’on comprend aisément les causes de l’extraordinaire développement de la ville de-Chicago.
- EXPOSITION DE CHICAGO
- 1° Historique. — Organisation. — Finances.
- A la suite de l’immense succès de l’Exposition de 1889, plusieurs personnes en Amérique eurent l’idée de faire une grande Exposition sur le sol des États-Unis, et de choisir comme date de cette solennité le quatrième centenaire de la découverte de l’Amérique.
- A peine le public eut-il fait mine d’approuver cette idée, que les compétitions éclatèrent, entre les différentes cités des États-Unis avec un acharnement dont nous n’avons aucune idée. Plusieurs villes se mirent sur les rangs afin d’avoir l’honneur et le profit d’être choisies comme site de l’Exposition, mais bientôt il devint évident, aux yeux de tous, que la lutte était circonscrite entre New-York et Chicago.
- New-York offrait des avantages sérieux : c’est un port de mer admirablement outillé, et les marchandises auraient pu arriver
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- sur remplacement de l’Exposition sans transbordement; le fait de ne pas avoir à voyager en chemin de fer devait tenter beaucoup les Européens et les pousser beaucoup à venir en grand nombre, ainsi qu’à envoyer une grande quantité d’objets; enfin, New-York présente certainement, en y comprenant Brooklin, la plus grande agglomération de population et de richesses de tout le continent américain.
- Mais la ville de Chicago avait pour elle d’être plus rapprochée du centre du territoire des États-Unis, d’avoir d’immenses réseaux de chemins de fer et de canaux à sa disposition, d’être jeune, active et remuante : Chicago l’emporta donc, et le 24 décembre 1890, le Président des États-Unis, Benjamin Harrison, et le Secrétaire d’État, J. Blaine, signèrent un décret par lequel la World Columbian Exposition, ainsi nommée en l’honneur de Christophe Colomb, devait avoir lieu à Chicago.
- L’ouverture officielle doit avoir lieu en octobre 1892, et l’Exposition ouvrira en réalité le 1er mai 1893, pour fermer le 30 octobre 1893 (1).
- Voici en quelques mots les principaux détails de l’orgnisation de l’Exposition :
- Les objets envoyés 'par les exposants étrangers seront considérés comme marchandises en douane et l’on pourra toujours les vendre pendant l’Exposition, à condition de remplir les formalités de dédouanement et de payer les droits ordinaires.
- Toute fraude expose à des pénalités très sévères.
- Le secrétaire du Trésor envoie, à ce sujet, des circulaires dont les exposants étrangers peuvent se procurer des copies chez le Directeur général de l’Exposition.
- Les invitations officielles seront envoyées aux gouvernements étrangers, afin de les prier de participer à l’Exposition et d’y envoyer des représentants.
- Le gouvernement des États-Unis exposera tout ce qui a trait aux intérêts généraux du pays ; de plus, le gouvernement des États-Unis pourra toujours désigner tel article qu’il voudra dans tout ce qui dépend du gouvernement Fédéral, pour l’envoyer à Chicago.
- Un comité gouvernemental s’occupera de ces questions.
- Chaque État ou Territoire de l’Union exposera comme il l’entendra et ce qu’il voudra sur la part de terrain qui lui sera allouée a le demande qu’il fera.
- (1) Voir planches 74, 75, 76.
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- Un Comité directeur nommé « Worlds Fair Commission » est constitué comme suit : deux commissaires et deux adjoints nommés par chaque État ou Territoire de l’Union, plus huit commissaires et huit adjoints nommés par le gouvernement des États-Unis.
- La Corporation de VIllinois est un comité composé de gros capitalistes de Chicago et qui agit parallèlement au Comité directeur.
- Ce comité de capitalistes est presque aussi puissant que le Comité officiel, parce qu’il représente ^principalement le côté financier et qu’il faudrait avoir recours à lui en cas de déficit que le gouvernement ne voudrait pas solder. C’est certainement ce dualisme de la WorldsFair Commission et de la corporation delTllinois, qui est le trait le plus curieux et le plus caractéristique de l’Exposition ; nous ne pensons pas qu’une aussi singulière organisation ait jamais fonctionné ailleurs avec d’aussi bons résultats.
- Organisation. — Classes :
- A. agriculture; B. viticulture-horticulture; G. bestiaux et animaux ; D. pêcheries; E. usines, métallurgie; F. machines; G. transport; H. manufactures; I. électricité; K. beaux-arts; L. arts libéraux ; M. ethnologie ; N. forêts ; O. publicité ; P. sections étrangères. '
- Enfin;
- Un Comité de dames directrices, constitué d’un façon analogue au Comité directeur a la haute main sur une certaine partie de l’Exposition, où seront montrés les travaux de la femme à travers les civilisations.
- Des comités de dames étrangères seront admis à collaborer à cette œuvre.
- Quant aux renseignements précis et détaillés sur les formalités qu’auront à remplir les exposants étrangers, il me paraît inutile d’en parler puisque les intéressés doivent pouvoir se les procurer •soit aux bureaux de la Commission française à Paris, soit au Consulat des États-Unis. Le seul point qu’il m’ait semblé digne de faire remarquer, c’est le principe d’après lequel les objets exposés sont considérés comme des marchandises en douane, marchandises que l’on peut vendre à condition de subir les formalités et les droits ordinaires.
- Yoici quelle était la situation financière dans le premier semestre de 1892, ou plutôt quelles étaient les estimations de la situation financière, puisque le bilan définitif ne pourra être établi qu’après la fin de l’Exposition.
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- Dépenses
- Dépenses déjà faites sur les constructions. . $. 3 161 875,49
- Pour les différents service.......................... 608 384,38
- Études préliminaires...................’. . . . 90 674,97
- Contrats signés............................. 4 692 724,15
- Projets de contrats ........................... 8 056 759,97
- Dépenses courantes de construction............. 2 263 905,00
- Assurance............................................ 236 234,00
- Loyer ................................................ 25 000,00
- Divers...........:............................. . 150 000,00
- Bureaux de New-York.................................... 5 000,00
- Dépenses des divers services................... 3 185 554,83
- Total du Passif.............S 22 476112,79
- Passons maintenant à l’actif estimé :
- Bons garantis par Chicago...........
- Souscriptions.......................
- Divers..............................
- Produit de la vente des bâtiments. .
- Créances diverses...................' .
- Entrées.............................
- Contrats signés.....................
- Contrats en projet..................
- Concessions.........................
- Revenus divers......................
- Total
- . § 5 000 000,00
- . . 5 669 510,00
- . . 55 089,99
- . . 1 750 000,00
- 312 000,00 . . 15 000 000,00
- , .. • 687 500,00
- . . 1-995 000,00
- . . 3 600 000,00
- 1 000 000,00
- . V 38 000 089,99
- Comme vous le voyez, la situation paraît très bonne ; néanmoins, il faut observer que si les dépenses sont à peu près certaines, les recettes ne le sont pas. Le Congrès a, d’ailleurs, dù depuis cette époque voter un deuxième subside, ce qui ferait croire que l’on a réellement beaucoup, plus dépensé qu’on ne l’a avoué. Ce vote a donné lieu à des discussions furieuses dans le Congrès, discussions pendant lesquelles la-presse de Chicago a déversé des torrents d’injures sur les adversaires de ce subside ; il est vrai de dire que les ennemis de Chicago ne se gênaient pas davantage pour dire pis que pendre de l’Exposition, et de tout ce qui y touchait d’une façon quelconque.
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- Voici une liste du prix estimé de quelques bâtiments.
- Les États et Territoires seront tous représentés à l’Exposition, soit par les soins de comités gouvernementaux, ou de comités privés ayant la gestion des bâtiments élevés sur les terrains alloués par la Commission de l’Exposition.
- Les résultats acquis, et les prévisions que l’on est en droit de faire à l’heure actuelle, en ce qui concerne l’Exposition, peuvent se déduire des documents qui suivent, et qui ont été établis à la date du 31 octobre, d’une manière aussi succincte que possible.
- Édifices de l’Exposition.
- Edifices. Dimensions en pieds (1). en Étendue . acres (2)
- Mines et Industries Minières .. 350 X 700 5,6
- Manufactures et Arts Libéraux 787 X 1687 30,5
- Horticulture 250 X 1000 5,8
- Électricité 345 X 700 5,5
- Pavillon des dames ..... 200 X 400 1,8
- Transports 250 X 960 5,5
- Administration 260 X 260 1,6
- Pêcheries 163 X 363 1,4)
- Annexes (2) 135 diamètre 8 S
- Agriculture 500 X 800 9,2
- Annexe 328 X 500 3,8)
- Salle des Conférences . . . 450 X 500 3,2 j
- Machines . * 500 X 800 9,8)
- Annexe . . 490 X 551 6,2 (
- Force motrice 80 X 600
- Beaux-Arts. 320 X 500 3,7)
- Annexes (2) . 120 X 200 1,1 j
- Des Forêts. . . » 200 X 500 2,3
- Scierie 125 X 300 9
- Laiterie 95 X 200 5
- Bétail (3) 53 X' 330 9)
- — Étables 40,0 )
- Casino 175 X 300 1,2
- 144,4
- (1) Le Pied = 0,305 m.
- (2) L’hectare vaut 2 acres 47.
- • Coût en dollars.
- s 260 000 1 100 000 300 000 375 000 120 000 280 000 450 000
- 200 000
- 540 000
- 200 000
- 1 200 000
- 500 000
- 100 000 35 000 30 000
- 150 000 150 000 $5 990 000
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- Gouvernements des Etats-Unis 350 X 420 3,4 400 000
- Exposition Maritime 348 X 69,25 3 100 000
- Etat de l’Illinois. 490 X' 450 1,7 250 000
- Annexes (3)......................... 3
- 150,1 $ 6 740 000
- Pour ce qui concerne ces trois derniers édifices, les deux premiers sont élevés par les soins du Gouvernement des États-Unis, et le troisième par l’État d’Illinois, mais en réalité rien ne les distinguera aux yeux du visiteur, des autres Palais de l’Expo-position.
- ^ Les Annexes du Palais des Beaux-Arts ont des proportions supérieures à celles qui sont portées au tableau ci-dessus, mais les changements nécessaires à effectuer dans les plans ne sont pas encore définitivement arrêtés ; l’on croit en outre, vu le grand nombre de demandes d’emplacement, qu’il faudra augmenter le nombre des annexes.
- Il y aura encore d’autre bâtiments qui ne figurent pas dans le tableau ci-dessus, car les plans n’en sont pas encore définitivement arrêtés ; de ce nombre seront ceux de la Musique et de la Presse. Le prix de revient total de tous les bâtiments est évalué à $ 7 295 000, selon les estimations du Comité des Terrains et Bâtiments .
- L’on ne peut dire encore au juste quel sera le nombre exact des Pavillons, élevés par les divers États, ainsi que par les nations étrangères; pourtant, suivant toute probabilité, ce nombre ne sera pas inférieur à 75. En particulier, les Pavillons des nations étrangères présenteront, au point de vue architectural, une très grande variété d’aspect.
- Ce sera dans Midway Plaisance, bande de terre de plus d’un mille de long et d’une superficie de 80 acres (32 ha) et de chaque côté du boulevard qui la traverse, que seront localisées toutes les attractions particulières, comme «la Rue du Caire », « le Bazar de toutes les Nations », « la Rue de Constantinople», etc., etc..
- La Compagnie de l’Exposition, outre le prix des bâtiments à construire, aura à débourser encore de très fortes sommes, et même les frais de construction n’entreront pas pour la moitié dans les dépenses totales.Yoici d’ailleurs, d’après le récent rapport du Comité des Terrains et Bâtiments, l’état estimatif des dépenses à faire.
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- Chemins de fer . . ......$ 500 000
- Terrassements .......................... 450 400
- Électricité.................. 1 500 000
- Jardinage............................... 323 490
- Statues pour les édifices............... 100 000
- Viaducs et Ponts........................ 125 000
- Vases, lampes, mâts ..................... 50 000
- Jetées..............i....- 70 000
- Charbon et éclairage durant les travaux................... 20000
- Canalisation........................... 225 000
- Sièges. . . .............................. 8 000
- Distribution d’eau et Égouts. .... 600000
- Aménagements du Lake Front.... 200 000
- Dépenses générales du Département
- de la construction ................... 500 000
- Police, gardiens et autres dépensés. . 1 550 000
- Organisation et Administration.... 3 308 563
- Machines à vapeur . .................... 800 000
- World’s Congress Auxiliary ..... 200 000
- $10 530 453
- Ajoutons à ce total les $ 7 295 000 réclamés par les constructions et l’on verra que la Compagnie de l’Exposition aura à débourser $ 17 825 453, soit 89 127 265 f.
- En regard de l’état estimatif des dépenses qui a été donné plus haut, il est intéressant de voir quelles sont les ressources financières dont dispose l’Exposition. '
- Souscriptions en actions.............$ 5 628 000
- Bons garantis de la ville de Ghigaco . 5 000 000
- Entrées................................. 10 000 000
- Concessions et Privilèges............ 1 500 000
- Vente des constructions et matériaux
- après l’Exposition..................... 1 000000
- Intérêt sur les fonds en banque . '. . ; 27 035
- $23 155 035
- A ces ressources il faut ajouter encore les intérêts qui seront produits par les fonds placés en banque, ainsi que par les souscriptions futures au capital social. Chaque jour ont lieu des souscriptions nouvelles, tout fait prévoir qu’elles s’élèveront à
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- une très forte somme, mais il n’est pas possible encore de l’évaluer au juste, même approximativement.
- Des décès, des faillites, etc. ont causé une perte d’environ 7 à 8 0/0, lors du recouvrement des souscriptions, perte inférieure d’ailleurs aux prévisions, et en retour, un grand nombre d’actionnaires se sont libérés par des payements anticipés.
- Pour ce qui concerne les entrées, la vente des concessions et privilèges, on a dù se tenir à des estimations qui, nous le pensons, sont fort modérées.
- Une grande partie de ces recettes ne pouvant être réalisées avant l’ouverture de l’Exposition, il est tout naturel que l’on ait cherché à en escompter une partie, afin de subvenir aux lourdes charges imposées par l’édification des bâtiments et l’appropriation des terrains.
- A la date du 31 octobre, il a été dépensé en tout $1 694 575, et les dépenses prévues auxquelles la Compagnie de l’Exposition aura à faire face, sont indiquées ci-dessous.
- Terrains et Constructions..........$ 12 966 890
- Organisation et Administration. ... 3 308 563
- Frais pendant la durée de l’Exposition 1 550 000
- S 17 825 453
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- États et Territoires.
- Les sommes suivantes (en dollars) ont été votées .pour leur propre installation par les États et Territoires dont les noms suivent :
- S 30 000 300 000 100 000 10 000 20 000 800 000 73 000 30000 40 000 75 000 100 000 50 000 150 000 50 000 50 000 25 000 20 000 25 000 25 000 25 000 100 000 300 000 25 000 20 000 100 000 40 000 65 000 30 000
- $ 2~700 000
- D’ici quelques mois tous les autres États seront ajoutés à cette liste ; d’ailleurs dans 6 ou 7 États, la Législature se réunira cet hiver pour la première fois depuis que la Société de l’Exposition s’est définitivement constituée et, d’après le vœu populaire, un grand nombre d’entre eux voteront de très fortes sommes : de
- Arizona . . . . California . . Colorado . . . Delaware . . .
- Idaho..........
- Illinois . . . . Indiana ....
- lowa...........
- Maine. . . . . Massachusetts . Michigan . . . Minnesota. . . Missouri. . . . Montana. . . . Nebraska . . . N. Hampshire . New Jersey. . . New Mexico . . North Carolina. North Dakota . Ohio
- Pennsylvania . Rhode Island . Yermont . . . Washington.. . West Virginia . Wisconsin. . . Wyoming . . .
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- plus les États qui ont déjà voté des fonds, les augmenteront certainement.
- Dans les neuf États où, par suite des restrictions de la Constitution ou des querelles politiques, il n’a rien été voté pour la participation à l’Exposition, il a été tenu des réunions où il a décidé d’ouvrir des souscriptions, sur le modèle des Sociétés par actions, afin de réunir l’argent nécessaire, pour, être dignement représentés à l’Exposition. Le tableau ci-dessous indique les noms de ces États ainsi que les sommes qu’ils comptent réunir :
- Alabama..........................$
- Arkansas ..........................
- Florida ...........................
- Georgia............................
- Kansas..........................
- Oregon.............................
- South Dakota.......................
- Tennessee..........................
- Texas..............................
- 100 000 100 000 100 000 100 000 100 000 100 000 80 000 50 000 500 000
- Total ... $ 1 030 000
- Les sommes qui seront dépensées de ce chef, par les divers Etats ou Territoires, s’élèveront à plus de $ 4 millions.
- Participations des Nations étrangères.
- Le tableau ci-dessous contient l’état nominatif de tous les Pays étrangers qui jusqu’à ce jour ont accepté de prendre part à l’Exposition, ainsi que le montant des sommes qu’ils comptent dépenser pour leur installation.
- République Argentine • $ 100 000
- Autriche-Hongrie 147 000
- Belgique Bolivia 150 000
- Brazil 550 000
- China . . . Chili 100 000
- Colombia 100 000
- Costa Rica 100 000
- Danemark Indes Occidentales Danoises . . 10 000
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- Ecuador. . . ................ 125000
- France ............................... 400 000
- Algérie........................
- Guyane Française...............
- Allemagne............................ 250 000
- Angleterre. . . ...................... 125 000
- Barbados ............
- Columbia Anglais ........
- Guyane Anglaisée ........ 20 000
- Honduras Anglais...................... 7 000
- Cap de Bonne Espérance.........
- Ceylon ............................. 40 000
- Jamaïque............................ 10 000
- Nouvelle Galles du Sud ........
- Nouvelle Zélande..................... 27 500
- Trinidad............................. 15 000
- Guatemala............................ 120 000
- Haïti............................
- Honduras............................... 20 000
- Japon...................• . . . . 500 000
- Mexique............................. 750 000
- Guyane Hollandaise...................... 6 000
- Indes Occidentales Hollandaises ... 10 000
- Nicaragua.............................. 50 000
- Paraguay.........................
- Perse. . . ......................
- Peru.................................. 100 000
- Russie........................... .
- San Salvador..................... . 30 000
- San Domingo......................
- Siam.............................
- Espagne. ........................
- Cuba . .............................. 25 000
- Porto Rico ..............
- Turquie........................
- Uraguay. ............... ........
- Venezuela........................
- Zanzibar. .......................
- Cette liste contient les noms.de 32 pays et de 17 colonies, et le total des sommes actuellement votées s’élève à $ 3 887 500. De
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- plus le Gouvernement des États-Unis a déjà voté plus de $ 1 500 000, dont S 400 000 seront dépensés pour les bâtiments et il est certain que de nouvelles sommes seront votées lors de la prochaine session du Congrès.
- Comme vous le voyez, la France est une des nations dont la participation sera très importante. Yoici, d’ailleurs, le détail des sommes consacrées par notre pays à l’Exposition.
- Les premiers crédits votés par la France pour participer à l’Exposition de Chicago, s’élèvait à 3 250 000 /, ainsi partagés :
- Commerce et Industrie.................. 2 265 300 f
- Agriculture................................. 380 000
- Instruction publique et Beaux-Arts. . 440 000
- Intérieur, Justice, Travaux Publics,
- Colonies................................. 165 700
- Le 13 juillet 1892, sur le rapport de M. Ernest Boulanger, la Chambre a voté un deuxième crédit de 800 000 f, ainsi partagé, Pavillon national 250 000/'; Transports 100 000 f; Délégations ouvrières 100 000 f; Télégraphe 100 000 /; Souvenirs de la guerre de l’Indépendance 50 000 f ; Frais supplémentaires de décoration générale 200 000 f.
- 2° Description générale. — Bâtiments principaux.
- Moyens de transport dans l’intérieur de l’Exposition.
- L’Exposition de Chicago est située à environ 12 km de Chicago, sur les bords du lac Michigan, dans un endroit nommé Jackson Parle.
- La superficie du terrain occupé par la World’s Columbian Exposition est de 253 ha et la surface couverte est de 57 ha.
- En 1889, la superficie occupée par l’Exposition était de 95 ha et la surface couverte était de 30 ha ; à Chicago le rapport de la surface bâtie à la surface totale est 0,225, et à Paris ce même rapport était de 0,315.
- il en résulte que l’Exposition de Chicago est en réalité à peu près le double de la nôtre, car il faut évidemment considérer non pas les superficies totales, mais bien les surfaces couvertes ; vous voyez encore que l’Exposition de Chicago est beaucoup moins compacte que. la nôtre ; c’est peut-être là son plus grave défaut, car non seulement les distances à parcourir, et, par suite la fatigue des visiteurs, seront sensiblement plus considérables qu’à Paris, Bull. 50
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- mais, en outre, le manque de point de vue central d’où l’on puisse d’un seul coup d’œil embrasser tout l’horizon nuira beaucoup, j’en ai peur, à l’effet produit par l’ensemble.
- Il n’y aura pas à Chicago de vue comparable à celle que nous avions du Trocadéro et de la Tour Eiffel ; j’estime que c’est grand dommage que le plan d’ensemble n’ait pas été combiné, non pas comme celui de Paris, mais d’une façon analogue, ou du moins de manière à produire des résultats analogues.
- Ce défaut était d’ailleurs presque impossible à éviter dans un pays aussi décentralisé que les États-Unis ; je vous ai déjà signalé le singulier dualisme des comités de l’Exposition, dualisme qui serait peut-être impraticable partout ailleurs qu’aux États-Unis où l’énergie que l’on met pour atteindre le but commun fait que l’on évite le plus souvent les querelles personnelles, et où un fonctionnaire qui serait trop difficile dans ses rapports avec ses collègues aurait bien vite une existence intolérable.
- Mais, je le répète, il est très regrettable que le défaut de plan d’ensemble nuise à l’effet général produit, car cette Exposition est grandiose ; c’est incontestablement une œuvre des plus remarquables et qui fait le plus grand honneur aux Américains.
- Tl y a, sans compter les exposition des États de l’Union et de États étrangers, seize corps de bâtiments principaux, et plusieurs annexes dont quelques-unes sont énormes.
- Voici les seize bâtiments principaux :
- Galeries d’art. —Pêcheries. —Marine. —Exposition des Dames. — Gouvernement. — Horticulture. — Moyens de transport. — Mines — Électricité. — Arts Libéraux. — Administration. — Machines. — Agriculture. —Forêts. — Moulins. — Casino.
- Je ne puis naturellement décrire en détail tous ces bâtiments ; il faudrait pour cela une quinzaine de nos séances bien employées.
- Je me bornerai donc à vous signaler les points qui m’ont paru être les plus intéressants et à vous donner quelques détails sur les bâtiments les plus remarquables.
- Tout d’abord, il n’y a dans l’Exposition de Chicago rien qui soit, à ma connaissance, absolument nouveau pour nous.
- Les charpentes métalliques élevées sur les bords du lac Michigan n’ont résolu aucun nouveau problème de statique et les fermes du bâtiment des mines ne sont qu’une heureuse et ingénieuse application de ces consoles équilibrées que l’on emploie tellement aujourd’hui pour les grands ponts (PI. 75).
- Il en est de même du style et de l’ornementation des bâtiments
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- de l’Exposition ; les Américains n’ont guère fait que copier les styles classiques des antiquités grecque et romaine ou ceux des diverses- époques de la Renaissance ; ils ont trop oublié la corrélation intime des styles avec les. matériaux employés et n’ont pas eu assez de confiance en eux-mêmes, ce qui est regrettable car ils ne manquent ni d’audace ni du juste sentiment des choses.
- D’une façon générale, on peut dire que la vraie beauté des bâtiments américains réside plutôt dans leurs charpente^ hardies, légères et bien perfectionnées, que dans leur décoration extérieure, dont les motifs et le style ne paraissent pas en rapport avec les matérieaux modernes ; ce résultat n’a d’ailleurs rien qui nous doive surprendre car l’Amérique est encore trop jeune pour pouvoir créer un ârt national en harmonie avec ses besoins, son climat et ses mœursY
- Une des parties les plus originales et les plus réussies de l’Exposition ce sont les fondations ; le sol de Jackson Park, comme celui de Chicago, est meuble et peu résistant. JJ a'donc fallu appliquer des moyens spéciaux pour assurer la sécurité des vastes édifices de l’Exposition.
- Ces fondations sont, ainsi que vous pouvez le voir sur les plans que les Ingénieurs américains ont eu l’obligeance de me communiquer, aussi simples qu’ingénieuses ; elles ne comportent que deux types principaux: les fondations sur pilotis, et les fondations sur radiers de bois appelées par les Américains fondations étalées. (P. 76).
- On a généralement admis des charges de 151 par pilotis et de 12 f par mètre carré de radier de bois. On considère à Chicago ces. calculs comme devant assurer une sécurité absolue et l’on dit même que l’on pourrait ainsi construire des bâtiments permanents..
- Dans une aussi grande Exposition, les moyens de transports doivent naturellement être très étudiés. Les Ingénieurs américains^ avaient voulu trouver quelque chose de mieux que les moyens dn locomotion généralement usités ; ils avaient donc imaginé les trottoirs mobiles dont on a beaucoup parlé à une époque. Des esprits généreux voulaient même essayer le système à Paris, d’après ce que l’on a dit.
- Ces trottoirs mobiles étaient tout simplement formés d’une suite' sans fin de plates-formes et de trucs ; tout le système était mis- en mouvement par un certain nombre de trucs munis de- moteurs-électriques et recevant l’él&ctricité par un rail ou câble passant sous les châssis de ces trucs.
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- On attendait des résultats merveilleux de ce système.
- L’expérience prouva qu’il était impraticable ; du moins c’est ce qu’on m’a affirmé à Chicago. Ce qui est certain, c’est que l’on n’a pas cru avoir réussi. Pourquoi? Je l’ignore. On m’a dit seulement que c’était dangereux. Gommme j’ai vu tout de suite que c’était un point sensible, j’ai préféré ne pas poser des; questions qui auraient pu gêner; tout ce que je puis affirmer à ce sujet, c’est qu’un personnage haut placé m’a dit avec humeur que les membres de la Commission d’essai avaient manqué de se casser le cou.
- On a donc été forcé de se rabattre sur les moyens ordinaires de locomotion. Vous voyez sur le plan général de l’Exposition le tracé qui paraissait être adopté, au moment où j’étais à Chicago, pour le chemin de fer destiné au service de l’Exposition (PI. 74).
- Ce chemin de fer est, ainsi que vous pouvez le voir, un chemin surélevé comme celui de New-York. Il passe au-dessus de la grande gare de l’Exposition. Sa structure rappelle beaucoup celle, de New-York et vous voyez à Jackson Park, ainsi qu’à Manhattan Island, des longrines de chaque côté des rails, longrines destinées à rendre moins dangereux les déraillements.
- A chaque extrémité de la ligne, la voie affecte la forme d’une boule afin d’éviter l’emploi des plaques tournantes.
- Je crois qu’il y aura dans Midway Plaisance un chemin glissant Girard, beaucoup plus long que celui de 1889.
- Enfin de nombreux appontements permettront à des flottes de vapeurs, de venir aborder sans cesse dans l’Exposition.
- Bâtiment de l'Administration.
- Ce bâtiment est certainement un des plus réussis de l’Exposition; les proportions sont harmonieuses et l’ensemble est fort beau
- En plan, ce bâtiment est un carré dont les côtés, loogs de 79,442 m, sont coupés par de larges ouvertures.
- lien résulte que la partie inférieure, sur laquelle repose la base du dôme, est formée de quatre pavillons rectangulaires entre lesquels sont ménagées les entrées principales.
- Ces pavillons ont une hauteur de 18,290 m. Au-dessus de ces pavillons est située la base du dôme, base constituée par un paral-lélipipède droit à base octogonale et d’une hauteur de 21,34 m.
- La largeur de ce parallélipipède est de 50,728 m.
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- Enfin vient le clôme, d’un diamètre de 36,100 m; il s’élève à 66,240 m au-dessus du sol.
- Il y a ainsi un espace libre ininterrompu sur un diamètre de 36,10 m depuis le sol jusqu’au plafond du dôme.
- L’effet produit est fort beau, et il est probable que ce bâtiment sera un des plus admirés.
- Le coût probable est de 3 millions de francs environ.
- La décoration intérieure est d’ordre dorique pour le premier étage, haut de 18,29 m, et d’ordre ionique pour le deuxième étage, haut de 21,34 m.
- Les plans de ce bâtiment sont dus à M. Hunt, architecte à New-York.
- Bâtiment des Mines.
- Le bâtiment des Mines est certainement celui dont la charpente offre les dispositions les plus remarquables ; les fermes sont, en effet, construites suivant le système des consoles équilibrées, actuellement très usitées dans les grands ponts métalliques.
- Les fermes sont bâties avec des joints mobiles, ce qui facilite l’assemblage et simplifie les calculs en permettant l’usage de la statique graphique.
- La halle centrale a 192,140 m de long, 70,14 m de large et 30 m de haut ; son toit repose sur seize colonnes métalliques, distantes de 19,661 m suivant le sens de la longueur et 34,700 m suivant le sens de la largeur; ces colonnes sont à 17,374 m des galeries latérales, hautes de 8 m et larges de 18,290 m, qui entourent l’édifice.
- Cette halle est réellement très belle.
- Les fondations sont assises sur des radiers de bois, suivant le système généralement adopté à l’Exposition de Chicago.
- L’extérieur, décoré suivant le style de la Renaissance italienne, est recouvert d’une espèce de stuc.
- Palais des Arts libéraux.
- Ce bâtiment formera, grâce à ses gigantesques dimensions, la principale curiosité de l’Exposition de 1893.
- Il a en tout 513,514 m de long et 219,513 m de large. Sa superficie égale 12,34 ha.
- La halle centrale a 385,626 m de long, 111,728 m de large,
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- 63,438 m de haut sans compter le lanterneau de ventilation, et 74,600 m en y comptant ce lanterneau qui règne sur toute la longueur de la partie la plus élevée de la toiture.
- La fondation est constituée par des radiers mis sur pilotis; il y a: cinquante pilotis par ferme.
- Le toit est supporté par dix-huit fermes distantes de 15 m, ce qui fait 259,240 m pour l’espace correspondant; les 63,743 m qui restent ainsi à chaque bout sont recouverts par un toit appuyé sur deux demi-fermes d’angle.
- Toutes les fermes comprennent chacune trois charnières : une au sommet et deux sur le sol ; cette disposition simplifie les calculs et permet aux dilatations de s’effectuer librement, ce qui est fort important en Amérique, où les variations de température sont brusques, fréquentes et considérables.
- Tout autour de cette immense halle centrale sont situées des galeries de 32,363 m de large et de 29,564 m de haut, distantes de 17,200 m de la grande halle.
- Le bâtiment comprend quatre entrées monumentales.
- Matériaux. — On admet qu’il ne faut pas dépasser 15 t pour chaque pilotis.
- Radiers. — La charge maxima est de 12 t par mètre carré (2 500 1. par pied carré).
- Aciers. — Les aciers sont des, aciers Bessemer ou Martin Siemens; ils doivent être homogènes et ne pas contenir plus de 0,008 de phosphore.
- Aciers des fermes. — Essais de réception.
- La résistance à la rupture doit être comprise entre 46,2 kg et 51,8 kg par millimètre carré.
- La limite d’élasticité doit correspondre à une traction de 25,9 kg par millimètre carré.
- Au moment de la rupture, l’allongement doit être au moins de 16 0/0 sur une barre de 0,203 m et la réduction de section au moins de 25 0/0.
- Un échantillon de chaque coulée doit être conservé.
- Cet échantillon devra pouvoir être tordu, sans donner signe de désagrégation, sur un mandrin dont le diamètre sera égal à 1 -f- 1/2 de l’épaisseur de l’échantillon.
- Après avoir été chauffé au rouge cerise et mis dans de l’eau à 82°,5, l’échantillon devra pouvoir être tordu une deuxième fois sans donner signe de désagrégation.
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- Acier des rivets. —La résistance à la rupture doit être comprise entre 39,2 kg et 43,4 kg par millimètre carré.
- Sur un échantillon long de 0,203 m, la traction de rupture devra correspondre à un allongement d’au moins 25 0/0 et à une diminution de section d’au moins 50 0/0.
- Les échantillons doivent pouvoir être réduits à un tiers de leur épaisseur primitive sans donner trace de désagrégation.
- Ils doivent pouvoir être tordus à 180° sur eux-mêmes sans donner signe de désagrégation.
- Je terminerai ce que j’avais à vous dire sur -les bâtiments de Jackson Park en comparant sommairement le Palais des Arts Libéraux avec notre Galerie des Machines et en vous parlant des méthodes usitées à Paris et à Chicago pour construire les grandes fermes des expositions de 1889 et de 1889 et de 1893.
- Le palais américain est plus grand que le palais français ; il n’est pas beaucoup plus large, mais il est plus long et plus haut ; en effet, les fermes du Champ de Mars ont une portée de 110,20 m, tandis que celles de Jackson Park ont une portée de 111,728 m. La différence n’est donc pas grande.
- Mais la halle américaine a en hauteur 20,728 m de plus que la halle française et est, en outre, surmontée d’un lanterneau de ventilation.
- Comme vous le voyez, la grande galerie américaine n’offre rien de bien particulier par rapport au Palais de 1889.
- C’est là, à mon sens, un grand honneur pour les savants Ingénieurs à qui nous devons les plans, les calculs et l’exécution de la halle des Machines du Champ de Mars ; les Américains ont beau eu chercher, ils ont eu beau creuser la question sous toutes ses faces, ils n’ont pas pu imaginer de plans sensiblement différents des nôtres. Ils ont fait un peu plus grand, mais non différemment.
- Nous avons donc le droit d’être fiers de ce que nous avons fait ici il y a trois ans.
- Mais il y a un point où les Américains ont fait mieux que nous et plus vite que nous avec des moyens différents : c’est dans la rapidité d’exécution du travail.
- Le contrat signé par les Edge Moor Bridge Works, le 24 décembre 1891, stipulait que les fermes seraient mises en place à Chicago le 15 août 1892, c’est-à-dire sept mois et demi après ; et lorsque j’étais à Chicago, tout faisait présager que le contrat serait exécuté.
- Voici la méthode employée pour construire les fermes. On a construit une plate-forme reposant sur trois corps de charpente ;
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- ces trois charpentes, en fer et en bois, portent sur huit rails par l’intermédiaire de trente-deux roues de 0,500 m de diamètre et très robustes ; ces rails sont parallèles à l’axe de la galerie, et l’axe de la plate-forme coïncide avec celui de la galerie. La plate-forme a une hauteur de 40,360 m au-dessus du niveau des rails.
- Au milieu de la plate-forme s’élève une charpente dont le sommet est à 67,71 m du niveau des rails.
- Sur la plate-forme il y a six rails perpendiculaires à l’axe de la galerie ; les deux rails médians écartés de 7,300 m portent des charpentes roulantes, et les quatre autres, écartés de 0,900 m, servent à la manœuvre de wagonnets.
- Le poids total de la. charpente mobile est de 340 t, et sa largeur, suivant l’axe de la Galerie des Machines, est égale à l’écartement de deux fermes pour pouvoir construire simultanément deux fermes.
- On amène les matériaux à l’aide de voies temporaires et on les hisse à l’aide de quatre grues, dont les bras ont 19 m de long et actionnées chacune par deux machines jumelles d’une puissance de 30 chx.
- Au sommet de la charpente, il y a en outre quatre grues ayant des bras de 10,970 m de long et actionnées chacune par une machine de 24 chx
- Pour construire les parties supérieures des deux demi-fermes, on installait un pivot temporaire à l’aplomb des parties extérieures de la plate-forme.. Une fois ces parties construites, on hissait l’une des deux demi-fermes en place et l’on rivait ; puis on écartait les deux demi-fermes d’environ 1 m à l’aide de pistons hydrauliques ; on mettait la deuxième demi-ferme en place ; on laissait revenir les deux demi-fermes à leur écartement normal et on fixait la charnière du haut.
- On faisait toujours deux fermes à la fois pesant en tout 430 t.
- Une fois la première paire de fermes mise en place, on déplaçait la plate-forme de 30 m, ce qui prenait une heure environ ; mais en y comprenant le temps de démolir et de refaire la partie supérieure de la plate-forme, il fallait douze heures en tout.
- On a ainsi mis neuf jours et demi pour monter la première paire de fermes, huit pour la deuxième paire et quatre jours environ pour les autres.
- En 1889, Fives-Lille employa seize jours pour monter la deuxième arche, douze pour la troisième et dix pour les autres.
- La Compagnie Gail mit treize jours pour la deuxième arche,
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- douze pour la troisième, la quatrième et la cinquième ; enfin dix pour les autres.
- Gomme vous le voyez, nous avons été battus sur ce point.
- Chemins de fer Américains.
- Ainsi que j’ai déjà eu l’honneur de vous le dire, notre Président m’avait prié de vous rapporter quelques renseignements généraux sur les industries les plus remarquables des États-Unis ; après bien des réflexions, j’ai pensé que je vous parlerais des chemins de fer et des constructions navales, car ces deux industries sont, suivant moi, celles qui caractérisent le mieux l’Amérique. Les chemins de fer ont développé les ressources du continent américain et ont permis d’exploiter ses immenses ressources; ils ont, pour ainsi dire, créé la puissance des États-Unis et engendré les grandes cités de l’Ouest américain ; ils représentent donc l’Amérique telle qu’elle est. Les constructions navales sont actuellement la hase de la future grandeur politique des États-Unis ; elles représentent l’Amérique telle qu’elle sera.
- C’est pour cela, que j’ai cru devoir vous parler de ces deux industries.
- Je commencerai, si vous le voulez bien, par la première en date, c’est-à-dire par les chemins de fer; je vous donnerai d’abord quelques détails sur leur matériel roulant, puis ensuite sur les idées qui président à leur exploitation et sur la façon dont les Américains comprennent en général la voie ferrée.
- Voici d’abord les principaux traits caractéristiques des locomotives américaines, aussi bien des locomotives construites à Philadelphie et à Scheneetady que des locomotives construites par les autres usines.
- — Un bogie directeur est placé à l’avant de la machine, et, par suite, les roues motrices sont à l’arrière.
- ' — Le centre de gravité de la machine est très élevé.
- — Les cylindres sont placés horizontalement à l’extérieur du châssis, au-dessus du bogie, tout à fait à l’avant de la machine.
- — Les tiroirs sont horizontaux et situés au-dessus des cylindres.
- — Les excentriques et les coulisses sont à Vintérieur du châssis et très près du châssis ; un petit axe horizontal transmet le mouvement à chaque tiroir situé à l’extérieur du châssis.
- — Le chasse-pierre, en forme dédoublé soc de charrue, est très robuste.
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- — Il n’v a ni tampons, ni chaînes d’attache. La traction s’effectue à l’aide d’une simple barre centrale sans manivelle et sans pas de vis. L’accrochage de cette barre est souvent automatique.
- — Une énorme lanterne est placée devant la cheminée de la machine ; elle éclaire la voie très loin en avant de la machine.
- — La boîte à fumée est très grande ; elle remplace l’ancienne cheminée constituée de deux troncs de cône accolés par la grande hase.
- — Pour les signaux, on se sert de la cloche et du sifflet dont le son est très grave.
- — Le mécanicien et le chauffeur sont placés aussi haut que possible sur chaque côté du foyer et non pas derrière comme chez nous ; ils sont tout à fait à l’abri dans leur poste vigie entouré de fenêtres que l’on peut ouvrir et ont chacun un siège pour s’asseoir.
- Le tender n’offre rien de bien particulier, si ce n’est d’être porté par deux bogies de quatre roues chacun.
- Voilà donc quels sont les traits caractéristiques de presque toutes les machines américaines, et, avant de vous dire quelques mots sur chaque type, je désirerais vous faire un rapide résumé des avantages qui, d’après les Ingénieurs américains, résultent de ces dispositions générales, avantages que, pour ma part, je ne puis m’empêcher de trouver très réels.
- Les machines passent facilement dans des courbes de faible rayon sans fatiguer la voie, alors même que celle-ci est établie dans des conditions défectueuses.
- En effet, l’axe du bogie est à l’avant de la machine et en un point situé à une grande distance du rectangle fixe formé par les points d’appui des roues motrices et inscrit dans la voie ; il en résulte que l’action directrice de ce bogie sur le corps de la machine est très considérable puisqu’elle s’exerce sur un très grand bras de levier et que les réactions des roues du bogie sur les rails, nécessaires pour obtenir cette action directrice, sont relativement très faibles et ne fatiguent pas la voie.
- — Les mêmes raisons font que les mouvements de lacets sont très faihles.
- — Comme il n’y a pas de tampons, le tender suit aussi facilement les courbes que s’il était tout seul et ses bogies n’occasionnent pas de violentes réactions latérales sur la voie.
- — Les roues motrices agissent sur des points de la voie compris
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- entre le bogie directeur de la locomotive et le bogie du tender, c’est-à-dire sur une partie delà voie qui est à la fois pressée sur le sol et soumise à des réactions latérales insignifiantes.
- Il en résulte donc que l’on peut avoir, sans inconvénient, un poids relativement considérable sur les essieux moteurs, et cela sur des voies relativement faibles, et c’est ainsi que l’on peut, mettre près de 36 t sur les deux essieux moteurs des machines à grande vitesse, machines qui obtiennent souvent des vitesses de 90 et 100 km à l’heure en service courant sur des voies très ordinaires.
- — La grande longueur des bielles est une condition de bon fonctionnement, ainsi que le fait d’avoir un tiroir horizontal.
- — Tous les organes mécaniques sont très accessibles et, par conséquent, faciles à entretenir; en effet, les cylindres, les tiroirs et les bielles sont extérieures. Quant aux excentriques et aux coulisses, elles sont situées tout à fait contre le châssis et à l’intérieur de ce dernier; pour les atteindre il suffit de se pencher un peu sous le corps de la chaudière, ce qui est très facile â cause de la grande élévation de celle-ci; ce point est fort important en Amérique où la main-d’œuvre est chère et exigeante et ne fait que les travaux qui ne lui répugnent pas.
- — Le chasse-pierre en forme de double soc de charrue tend à rejeter en dehors de la voie tout obstacle placé sur les rails; il diminue' ainsi les chances des déraillements que peuvent causer des objets placés sur la voie.
- — En route la sécurité est augmentée, pendant le jour, par le fait que le personnel de la machine étant situé à une grande hauteur voit facilement très loin en avant de la machine et, pendant la nuit, par l’éclairage de la voie aune distance considérable de la locomotive.
- — La grande boîte à fumée diminue les entraînements d’escarbilles, et rend moins fréquentes les chances d’incendie des champs et des forêts pendant les grandes sécheresses.
- — Tous les robinets et autres organes accessoires de la chaudière, étant placés très au dessus du plancher du tender et assez loin du charbon, ne se salissent pas beaucoup.
- — Le son grave du sifflet s’entend très loin, mais sans être aussi désagréable que le son aigu des sifflets de nos machines ; de plus, on l’emploie rarement et seulement une fois sorti des gares.
- Pendant toutes les manœuvres dans les stations et pour traverser les rues des villes, on sonne la cloche.
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- Voici, maintenant, quelques détails sur les machines à grande vitesse, construites à Schenectady, sur les plans de M. Buchanan, pour le service du N. Y. C. et H. R. R. R. entre New-York et Buffalo, machines qui diffèrent d’ailleurs fort peu de celles qu’emploie la Pennsylvania; R. R. pour les express qui vont de New-York à Philadelphie.
- Poids de la machine . ....................... 54 t
- Poids sur les deux essieux moteurs ...... 36 t
- — — — du bogie ...... 46 t
- Diamètre des roues motrices.................. 1,950 m
- Diamètre des roues du bogie ................. 0,915 m
- Il y a dans la chaudière 268 tubes d’une longueur
- de 3,660 m et d’un diamètre de.................. 0,05 m
- Surface de chauffe totale de 1821,5 pieds carrés = 166 m2
- Cylindres de 0,476 m de diamètre et 0,601 m de longueur
- Empâtement des roues motrices.......8' 5" = 2,565 m
- Empâtement du bogie................... . 6'8" = 2,032 m
- Distance de l’axe du bogie à l’axe du premier essieu
- moteur.................................12' 1" = 3,680 m
- La roue motrice arrière est sous le foyer.
- Distance entre l’axe moteur arrière et l’axe de la
- roue avant du bogie.................=23' 11" = 7,294 m
- Longueur de la boite à fumée...............56" = 1,422 m
- Diamètre. . ............................59" = 1,478m
- Distance de l’axe de la cheminée à la plaque avant
- de la chaudière...............................17" = 0,427 m
- Diamètre du corps cylindrique..............59" = 1,498 m
- Hauteur maxirna du corps de foyer . . . .102" = 2,590 m
- Surface de la grille 27,5 pieds carrés. ',...= 2,5547m2
- Grille, longueur 96" X 41", largeur. . = 2,438 x 1,045 m
- Longueur du poste-vigie......................7'= 2,134 m
- Le mécanicien étant debout se trouve avoir sa
- figure à 12' 1" de terre, soit environ............= 3,070 m
- Hauteur totale de la machine. . . . . =15'= 4,574 m
- Longueur totale de la machine et du tender = 57'-}-!"!/2.....................'.................... = 17,412 m
- La pression de la vapeur est, je crois, de 170 livres par pouce carré, soit 12 kg par centimètre carré.
- Le tender de cette machine est porté sur deux bogies de deux essieux chacun. Voici quelques-unes de ses caractéristiques :
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- Poids du tender vide............................... 13 t
- Poids d’eau que porte le tender............. . . iQt
- Poids de charbon................'............... Qt
- Poids total........................................ 36 t
- Poids par essieu.................................... g t
- Diamètre des roues.............................. 0,915 m
- (comme le diamètre des roues du'bogie de la machine.)
- Empâtement des bogies.........................= 1,3467a
- Distance de l’axe de la première roue à l’axe de la
- dernière roue................................... — 4,700 m
- Longueur du corps du tender..................•— 5,448 m
- Longueur totale du tender.....................= 6,354 m
- Hauteur du tender.............................— 3,660 m
- Ces machines remorquent entre New-York et Philadelpkie des trains composés de 4 voitures et de 1 fourgon; le poids de chaque véhicule étant d’environ 28 ou 30 t, le poids du train est de 150 t environ, non compris bien entendu, le poids de la machine et du tender, c’est-à-dire 90 t environ.
- Les trains N. Y. R. C. et H. R. R. entre New-York et Buffalo comportent généralement six véhicules, soit un fourgon, un salon avec bar, c’est-à-dire un salon avec petit restaurant, un Wagner Palace Car, un Wagner Sleeping Car ordinaire, un salon destiné à ceux des voyageurs qui ne passent pas la nuit dans le train, enfin, un restaurant cuisine.
- Ce train qui pèse tout compris 2701 met environ 10 heures pour franchir les 708 km qui séparent Nèw-York de Buffalo. Il marche donc, arrêts compris, avec une vitesse moyenne de 70 km, On ne change que trois fois de machine sur. cette distance de 708 km; c’est-à-dire que chaque machine fait 235 km: >5 1
- Enfin le train le plus rapide du monde, c’est Y Empire- State Express qui, remorqué successivement par trois de ces puissantes machines ne met que 8 heures 40 minutes pour franchir les 708 km qui séparent New-York de Buffalo, ce qui fait une vitesse moyenne de près de 82 km à l’heure^ arrêts compris.
- Le train ne reste que 14 minutes dans les stations; il ne met donc que 8 heures 26 minutes pour faire 708 km, c’est-à-dire que sa vitesse moyenne de route est de 84 km à l’heure.
- Il arrive souvent à Y Empire State Express de marcher à 95 ou 100 km, car la vitesse de 84 km à l’heure est, ne l’oublions pas, la vitesse moyenne normale de marche, et, comme le service est
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- très bien fait on rattrape autant que possible les retards s’il y en a.
- Le train pèse tout compris 207 t ; il se compose, en dehors de la machine et du tender, d’un fourgon; de deux Wagner Palace Cars et d’un restaurant.
- Chacun de ces véhicules, d’un poids moyen de 28 à 30 t, repose sur deux bogies à trois essieux, ce qui fait que chaque essieu porte environ 5 t.
- J’ajouterai que l’on estime généralement que ces machines pourraient remorquer une ou deux voitures de plus.
- Comme vous le voyez, ce sont là de magnifiques résultats dont les Américains sont, ajuste titre, très fiers. Nous n’avons en Europe aucun train de luxe que l’on puisse comparer à ces mer veilleux express américains, comme vitesse, comme confortable, et même comme bon marché relatif.
- Dans aucun autre pays du monde on n’a jusqu’à présent construit un matériel roulant marchant journellement à 84 km à l’heure pendant 7 heures et demie consécutives, et cela sans, aucune trace d’usure anormale, ni dans les machines, ni daüs les véhicules; il faut donc convenir que nos audacieux collègues des États-Unis ont de bonnes raisons pour adopter partout en Amérique les types de machines à grande vitesse dont je viens de vous parler.
- Je terminerai ces quelques détails sur les trains américains à grande vitesse en disant que les voitures qui composent les express des États-Unis sont aussi remarquables que les machines.
- On voyage sans fatigue pendant des journées entières dans ces immenses véhicules à douze roues où l’on est infiniment moins secoué que dans les trains européens, bien que les voies américaines soient généralement très inférieures aux nôtres, même lorsqu’on les construit avec des traverses très rapprochées, parce que le ballast est le plus souvent insuffisant.
- Je pense que ce résultat est dû à l’emploi des bogies à six roues, et au fait que dans la distribution intérieure de la voiture on s’est appliqué à ne mettre que les water-closets et les lavabos aux extrémités, de façon à ne pas placer les voyageurs au-dessus des bogies.
- Il résulte d’abord de l’emploi dès bogies à six roues que les secousses du corps de ce bogie sont infiniment moins considérables que les secousses d’un bogie à quatre roues seulement; en
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- effet, lorsque l’un des essieux du bogie à six roues passe au-dessus des éclisses qui réunissent deux rails ou au-dessus de la pointe du rail mobile d’une aiguille, le corps du bogie ne bouge presque pas parce qu’il y a toujours sur la voie quatre roues non soumises à une action perturbatrice quelconque : l’axe du bogie à six roues transmet donc moins de secousses au châssis de la voiture que le bogie à quatre roues et a fortiori que l’essieu unique. Enfin, comme on n’est jamais installé au-dessus de l’axe du bogie on ne sent presque pas les trépidations et secousses auxquelles cet axe peut être soumis, parce que le châssis de la voiture étant très flexible amortit encore les chocs.
- Enfin, le chauffage, la ventilation et l’éclairage de ces véhicules sont très perfectionnés. Il y a une espèce de lanterneau qui règne tout le long de la voiture suivant l’axe longitudinal ; c’est là où sont accrochées les lampes d’éclairage et c’est sur les côtés de ce lanterneau que sont les petites fenêtres destinées à la ventilation.
- Les locomotives à moyenne et 'petite vitesses sont construites d’après les mêmes principes généraux que les machines d’express ; la seule différence réside dans l’augmentation du nombre des essieux moteurs et la diminution du diamètre des roues motrices.
- Voici quelques détails sur les machines construites chez Baldwin pour l’État du New South Wales of Australia :
- Premier type.
- Cylindre.................21" X 26" = 0,533 m >< 0,760 m
- 4 essieux moteurs un « pony » à l’avant roues motrices de 4'13" de diamètre........................= 1,295 m
- 1 967 pieds carrés de sùrface de chauffe .... -- 178 m-
- 32 /, pieds carrés de surface de grille . . . . . = 2,90 m-
- Poids de la machine, 63 t, tender 32 t.
- Deuxième type.
- 3 essieux couplés moteur diamètre roues 5' 1"... = 1,549 m bogie quatre roues.
- Cylindre. ....... 21" X 24" = 0,533 m X 0,709
- Surface de chauffe 1 928 pieds carrés.............— 175 ni1
- — grille , 27,7 — . ... . = 2,40 m2
- Poids 58 t, tender 32 t.
- Nota. — Ces machines donnent, paraît-il, d’excellents résultats dans la Nouvelle-Galles du Sud en Australie.
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- On ne met généralement pas de boudins aux roues intermédiaires et on fait les bandages de ces roues larges et plats pour permettre aux machines de mieux s’inscrire dans les courbes.:
- Pression 155 / par pouce carré = 11 à 12 kg par centimètre carré.
- Quant aux locomotives de marchandises qui sont construites suivant les mêmes idées, elles sont très puissantes et ont, dit-on, remorquées des trains de 1 212 t sur le N. Y. G. et HR. R. R.
- Navires américains.
- Je vais maintenant, si vous le voulez bien, vous décrire rapidement quatre des nouveaux navires américains': le premier, la Columbia, est un croiseur rapide; le second, le New-York, est un croiseur blindé; le troisième, l’Orégon, est un cuirassé; le qua-quatrième, 1 ePuritan, est un paquebot rapide à faible tirant d’eau.
- J’ai ainsi pris les types qui m’ont paru être actuellement les plus remarquables, chacun dans leur genre; je n’ai pas parié des nouveaux transatlantiques mis en chantier à Philadelphie, c’est que je n’ai pu, à mon grand regret, me procurer leurs plans et dimensions : tout ce que je puis dire, c’est que les transatlantiques américains auront une vitesse de 20 milles, nautiques à l’heure et qu’ils seront certainement de redoutables concurrents pour les bâtiments européens similaires ; à mon avis, nos Compagnies françaises de navigation feront bien de ne pas se laisser distancer par les Américains, si elles ne veulent pas subir des pertes très sérieuses.
- La « Columbia ».
- La Columbia, lancée le 26 juillet 1892 aux chantiers de Cramp, à Philadelphie, en présence de nombreux personnages officiels et d’une foule considérable de curieux accourus de fort loin, malgré une chaleur torride, pour assister à cette cérémonie, est un croiseur spécialement destiné à détruire le commerce ennemi.
- 'Il est hors de doute, bien qu’on ne l’ait jamais dit officiellement en Amérique, que ce navire a surtout été construit pour détruire le commerce anglais dans le cas, d’ailleurs peu probable, d’une lutte entre les États-Unis et la Grande-Bretagne.
- Il est en outre certain que les souvenirs des déprédations du croiseur confédéré, VAlabama, lors de la guerre du Sud contre le Nord, n’ont pas été étrangers à la mise en chantier de la Columbia.
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- Yous connaissez tous, la singulière histoire de YAlabama, croiseur construit en Angleterre pour le compte du Gouvernement confédéré ; sa fuite au large, à peine terminé, avec la complicité plus ou moins déguisée des autorités anglaises ; la façon dont YAlabama compléta son armement et reçut en pleine mer un équipage assez mal composé, commandé par le capitaine Semmes, marin déjà célèbre par ses campagnes sur le Sumter ; les ravages causés par YAlabama dans les flottes marchandes du Nord; le combat entre YAlabama et le Kerseage au large de Cherbourg, combat terminé par la destruction du navire sudiste ; les réclamations et les menaces de guerre faites par les États-Unis contre l’Angleterre une fois le Sud écrasé ; enfin l’arbitrage de Genève condamnant les Anglais à payer une forte indemnité aux États-Unis.
- Les Américains n’ont pas oublié le mal incalculable que leur fit YAlabama, mal que ne répara que d’une façon bien insuffisante l’indemnité anglaise ; la dure leçon que leur donna Semmes n’a pas été perdue pour eux, et la construction du Columbia montre que le Gouvernement américain comprend tout le poids que peuvent éventuellement donner à ses réclamations ou à ses ordres quelques rapides croiseurs destinés à frapper l’ennemi dans un endroit toujours particulièrement sensible, c’est-à-dire dans la bourse.
- La Columbia a donc été spécialement construite pour marcher vite et longtemps ; elle ne porte qu’un armement jugé strictement suffisant pour pouvoir détruire les navires marchands armés en guerre, et les petits croiseurs de 2e ou même de 3e classe.
- Dans la construction de la Columbia, on a tout sacrifié à la vitesse et à l’approvisionnement du charbon.
- Yoici les principales dimensions du croiseur :
- Longueur= 125,66 m ; largeur, 17,678; tirant d’eau du plan, 7,014 m.
- Déplacement correspondant, 7 550 t.
- Approvisionnement normal de charbon, 750 t. Get approvisionnement peut être porté à 2 000 t ; mais alors le tirant d’eau et le déplacement augmentent, tandis que la vitesse et les qualités nautiques diminuent.
- Avec l’approvisionnement de 2 000 t, la distance franchissable à 10 nœuds de vitesse est estimée à près de 110 jours de navigation pendant lesquels la Columbia franchirait plus de 26000 milles Bull. 51
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- nautiques ; ainsi ce croiseur pourrait faire le tour du monde sans relâcher.
- La coque deda Columbia est double et est divisée en nombreux compartiments étanches ; cette coque est protégée par un pont blindé ayant une épaisseur de 0,102 m sur les parties inclinées et 0,064 m sur les parties horizontales. Au maître bau, les parties inclinées du pont blindé rejoignent la coque à 1,271 m sous la ligne de flottaison normale; la partie horizontale du pont est à 0,305 m au-dessus du niveau de l’eau. 1 L’armement comprend, paraît-il, 4 pièces de 0,152 m installées sur le pont supérieur, 2 à l’avant et 2 à l’arrière, de chaque côté de l’axe ; 12 pièces de 0,103 w à tir rapide disposées en partie sur le pont principal et en partie sous le pont supérieur ; 24 Hotchkiss à tir rapide et 4 mitrailleuses installées un peu partout.
- Il y a en outre 6 tubes lance-torpilles et l’éperon.
- Un cofferdam de 1,524 m destiné à aveugler le mieux possible les voies d’eau, règne sur toute la longueur du navire au-dessus du pont blindé.
- Ce cofferdam pourrait, en cas d’absolue nécessité, être utilisé comme combustible, d’après ce que disent les Américains, mais je doute fort que ce combustible donne des résultats bien satisfaisants. Quoiqu’il en soit, l’idée est originale et mérite d’être signalée.
- L’artillerie est protégée par de légers masques tournants.
- La Columbia a trois hélices, disposition déjà adoptée par les Italiens sur le croiseur-torpilleur le Tripoli, d’environ 700 t de déplacement et par la marine française sur le puissant croiseur blindé le Dupuy-de-Lôme, construit à Brest et actuellement terminé.
- Cette disposition diminue les probabilités de mise hors de combat par un coup de torpille ou par une avarie ; de plus la machine médiane est loin du bordé, ce qui est encore une sécurité de plus dans le cas où le bâtiment est touché par une torpille ; enfin, les arbres de couche sont moins gros et, par suite, plus faciles à bien usiner.
- Sur chaque arbre agit une machine à triple expansion, de 6 850 dix; la Columbia a donc une force motrice de 23000 chx, avec l’usage du tirage forcé.
- Les trois machines sont identiques ; la course des neuf pistons est de 1,018 rafles diamètres des cylindres à haute, moyenne et basse pression sont respectivement de 1,018 m, de 1,479 met de 2,337 m.
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- Il y a huit chaudières groupées deux à deux dans quatre compartiments étanches ; chaque groupe a une cheminée.
- Les chaudières sont doubles et ont quatre foyers à chaque extrémité. Leur diamètre est de 3,558 m, et leur longueur de 6,481 m.
- La surface de chauffe totale est de 3 933 m2.
- — grille — — 116 m1.
- Pour développer 23 000 chx, les trois machines tourneront à raison de 129 révolutions à la minute.
- Le prix du Columbia est de 13 625 000 f sans l’armement.
- Le coût total du navire dépassera probablement 15 millions de francs.
- Tel est, ce beau croiseur, dont les plans font le plus grand honneur aux Ingénieurs qui les ont dressés, à MM. Théodore D. Wilson, Philip Hichborn, George W. Melville.
- La Columbia remplira-t-elle son but d’une façon complète, c’est-à-dire pourra-t-elle chasser avec succès des paquebots comme le Teulonic ou la City of Paris? C’est ce que je ne puis dire. Mais s’il me paraît probable que la Columbia soit plus rapide que ces grands transatlantiques anglais lorsque la mer esc calme, il ne me semble, par contre, nullement démontré que les superbes paquebots du « White Star » ne puissent pas échapper au croiseur américain dès que la mer serait mauvaise ou houleuse ; dans ces circonstances il est bien possible que les paquebots, grâce à leur plus grande longueur, à leur plus fort déplacement, à leur plus grande hauteur de franc bord ne subissent pas du fait de fortes lames debout un ralentissement sensible, tandis que la Columbia verrait sa grande marche fortement réduite.
- Le « New-York ».
- Le New-York est le plus puissant des croiseurs américains et, à tout prendre, il peut soutenir une comparaison avantageuse avec n’importe quel croiseur actuellement lancé ou eu construction ; c’est un fort beau navire devant réaliser une belle vitesse, 20 noeuds, et portant un artillerie considérable.
- . Voici ses trois principales dimensions :
- Longueur = 115,352 m ; largeur au maître bau, 19,763 m ; tirant d’eau = 7,115 m.
- Son déplacement est de 8500 t pour le tirant d’eau de 7,115 m.
- L’approvisionnement normal de charbon est de 7501 et peut être
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- porté à 1 500 ; mais alors il y aura augmentation du tirant d’eau et du déplacement, et, par suite, diminution de la vitesse.
- Le New-York doit ainsi pouvoir franchir 13500 milles marins à 10 noeuds de vitesse.
- L’armement principal se compose de 6 pièces de 0,203 m et de 12 pièces de 0,102 m.
- Les 6 pièces de 0,203m sont placées sur le pont supérieur dans 4 tourelles fermées.
- Les tourelles de l’avant et de l’arrière sont placées dans l’axe du navire et contiennent chacune 2 canons ; la partie fixe est blindée à 0,254 m; la partie• mobile à 0,178 m seulement. Mais, comme cette partie mobile est inclinée, on pense que sa résistance aux projectiles ennemis est peu inférieure à celle de la partie fixe. Les 2 tourelles placées sur chaque côté du maître bau ne contiennent chacune qu’une seule pièce et sont, je crois, blindées comme les tourelles de l’avant et de l’arrière.
- Les 12 canons de 0,102 m sont des pièces à tir rapide ; j’ignore si elles seront protégées sérieusement, mais je pense qu’elles auront des blindages légers.
- L’armement auxiliaire se compose de 8 pièces de 6 livres et de 8 canons-revolvers ou mitrailleuses ; cet armement auxiliaire est principalement mis sur la superstructure centrale et dans les 2 doubles hunes que porte chacun des 2 mâts militaires.
- La hauteur de l’axe des pièces de 0,203 m est située à 7,624 m au-dessus de l’eau, ce qui est une bonne condition pour lutter par grosse mer ; les canons de 0,102 m n’ont leur axe qu’à 4,031 m.
- L’armement paraît bien disposé puisque l’on dispose, en chasse, ou en retraite directe, de :
- 4 pièces de 0,203 m et de 4 pièces de 0,102 m;
- Et par chaque flanc,' de :
- 5 pièces de 0,203 m et de 6 pièces de 0,102 m.
- Le New-York coûte, paraît-il, 2 500 000 dollars, c’est-à-dire environ 13 millions de francs ; je ne pense pas que ce prix comprenne le coût de l’artillerie et des torpilles ; à mon avis, le navire tout à fait terminé reviendra à environ 16 ou 18 millions de francs. 1
- La protection du bâtiment contre les torpilles est donnée par une double coque et par de nombreux compartiments étanches.
- La protection contre l’artillerie consiste en un pont blindé, un cofferdam, et un blindage de 0,127 m en avant du cofferdam dans la partie centrale du navire, entre le pont blindé et le premier pont.
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- Le pont blindé a un cuirassement d’une épaisseur de 0,152 m sur les parties inclinées et de 0,914 m dans la partie plate.
- La partie inclinée, au centre du navire, part de 0,315 m au-dessus de la flottaison et rejoint la coque à 1,463 m.
- Les machines du New-York sont construites, ainsique la coque, dans les chantiers de William Cramp et fils, à Philadelphie.
- Elles comportent quatre machines identiques à triple expansion • groupées deux à deux sur chacun des deux arbres de couche.
- Chaque machine se compose de trois cylindres ayant respectivement des diamètres de 0,813 m, 1,169 m, 1,778 m ; la course des pistons est de 1,067 m..
- Comme vous le voyez sur la pi. 74, les tiroirs sont cylindriques.
- Le petit cylindre a un tiroir d’un diamètre de 0,407 m.
- Le cylindre intermédiaire a deux tiroirs également d’un diamètre de 0,407 m.
- Le grand cylindre a deux tiroirs d’un diamètre de 0,750 m.
- Chaque machine, ainsi que ses accessoires, est située dans un compartiment étanche séparé.
- On peut à volonté faire agir sur chacun des deux arbres de couche soit la machine arrière, soit les deux machines.
- Les quatre condenseurs ont une surface totale de 2 201 m2.
- Les pompes à air et les pompes des condenseurs sont mises en mouvement par des machines séparées.
- Indépendamment des deux chaudières auxiliaires placées au-dessus du pont blindé, le New-York a six chaudières doubles disposées en trois groupes séparés de deux chaudières doubles placées à côté l’une de l’autre dans le sens de l’axe du navire. Chacun de ces groupes communique à une cheminée. Chaque chaudière double comporte huit foyers ; elle a une longueur de 5,488 m et un diamètre de 4,803 m.
- La surface de chauffe totale est de 2 818 m2.
- La surface totale de grille, 89 m2.
- Les chaudières sont timbrées à 11 kg.
- On compte pouvoir obtenir avec le tirage forcé une force d’environ 16 000 chx en faisant tourner les deux hélices d’un diamètre de 4,879 m, à la vitesse de 129 tours à la minute ; on espère ainsi atteindre une vitesse de 20 milles à l’heure, soit 37 km à l’heure.
- « Orégon », « Indiana », « Massachussets ».
- Voici quelques détails sur l'Oregon, VIndiana et le Massachussets,
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- trois navires de combat absolument identiques ; ces navires sont les plus puissants que les Américains aient construits jusqu’à ce jour, et ils portent un armement réellement formidable comme calibre et comme nombre de pièces.
- Mais, en réalité, il faut classer ces navires parmi les gardes-côtes plutôt que parmi les navires de haute mer, car il ne semble pas que leur hauteur de franc bord soit assez considérable pour leur permettre de lutter par gros temps. Par une mer debout tant soit peu forte, YOregon sera forcé de diminuer sa vitesse ou de ne pas se servir de sa grosse artillerie.
- Voici les principales dimensions de ce navire :
- Longueur, 105,628 m ; maître bau, 20,80-4 m; tirant d’eau, 7,319; déplacement, 10 298 t.
- Vitesse au tirage forcé, 16 nœuds et demi.
- Provision de charbon normale, 800 t ; cette provision peut être portée à 1800. Distance estimée franchissable à 10 nœuds 16 000 milles marins.
- La protection contre les torpilles se compose d’une double coque, de nombreux compartiments étanches.
- La protection contre l’artillerie est constituée par une ceinture cuirassée régnant sur les trois quarts de la longueur et terminée par les deux redoutes qui supportent les tourelles où sont les gros canons.
- Cette ceinture va de 0,915 m au-dessus de l’eau à 1,463 m au-dessous ; son épaisseur maxima est de 0,457 m.
- Les bases des redoutes sont cuirassées à 0,432 m.
- Le pont cuirassé horizontal, soit au-dessus de la ceinture, soit au-dessous de la flottaison, aux extrémités a une épaisseur de 0,076 m.
- Les redoutes sont, au-dessus de leurs bases, cuirassées également à 0,457 m.
- Il y a aussi un poste, poùr le commandant, blindé à 0,315 m.
- L’artillerie se compose de quatre pièces de 0,325 m de diamètre ayant une longueur de 35 calibres et un poids de 55 t environ, de huit pièces de 0,203 m et de quatre pièces de 0,152 m.
- Les 4 pièces de 0,325 m sont placées deux à deux dans 2 tourelles fermées situées à l’avant et-à l’arrière dans l’axe du navire et sur le pont.
- Leur partie fixe, constituée en partie par les murs de la redoute, est blindée à 0,457 m et la partie mobile supérieure est blindée à la même épaisseur ; mais comme les plaques sont inclinées, on
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- croit que leur résistance à la perforation est équivalente à celle qu’offrirait une plaque de 0,500 m.
- Les 8 canons de 0,203 m sont placés deux à deux dans 4 tourelles situées sur la superstructure centrale; les tourelles sont blindées à environ 0,200 m dans les parties fixes et 0,150 m dans les parties mobiles inclinées.
- Les 4 canons de 0,152 m sont placés sur le pont, comme les 4 grosses pièces ; leurs tourelles-sont blindées à 0,127 m dans les parties fixes et à 0,051 m dans les parties mobiles.
- Il y a en plus une nombreuse artillerie à tir rapide sur la superstructure et dans la double hune que porte le mât militaire.
- Il y a 8 tubes lance-torpilles.
- Gomme vous le voyez, ces navires ont un armement formidable et très bien disposé puisque l’on a, en chasse ou en retraite directe, 2 canons de 0,325 m; 4 de 0,203 m, et 2 de 0,152 m.
- Par chaque flanc on a :
- 4 canons de 0,325 m ; 4 de 0,203 m, et 2 de 0,152 m.
- L’inconvénient principal de ces puissants navires est leur vitesse relativement faible (16 n 1/4) et le peu d’élévation de leur pont au-dessus de l’eau, soit 3,615 m; de plus, l’une des grosses pièces n’est qu’à 5,383 m au-dessus de l’eau.
- Enfin l’éperon est un peu haut pour être réellement effectif.
- Les 2 machines à triple expansion doivent actionner 2 hélices indépendantes et développer ensemble 9 000 chx en tirage forcé ; elles sont entièrement séparées. La course des pistons est de 1,067 m. ' '
- Les diamètres des cylindres sont respectivement de 0,873 m; de 1,219 m; de 1,905 m.
- La surface totale de chauffe est de 1 603 m2.
- — — de grille est de 50 m2.
- Le prix total de ces navires dépassera probablement 20 millions de francs.
- Le Département de la Marine fait actuellement construire à l’Exposition de Chicago un fac-similé de ces bâtiments; il y aura à bord des officiers et des marins chargés de faire manœuvrer les fac-similés des canons, ce qui est certainement une idée nouvelle et originale . Le Département de la Marine voudrait ainsi intéresser le public américain à la marine de combat.
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- Le « Puritan ».
- Le dernier bâtiment américain dont j’ai à vous parler est le Puritan, paquebot à aubes.
- Le Puritan n’est point destiné à affronter les puissantes lames de l’Atlantique, mais à naviguer dans les bras de mer peu profonds et relativement calmes qui séparent New-York de Newport.
- Les Américains considèrent le Puritan comme le bâtiment le plus parfait qui ait été construit jusqu’à ce jour pour la navigation des « sounds » ou détroits situés entre le Continent américain et Long Island — la longue île — détroits sur lesquels passent chaque année des milliers de voyageurs, surtout pendant la belle saison, et des marchandises évaluées à plus de 700 millions de francs.
- Le Puritan a été construit en 1887, à Ghester Pa, sur les plans, de MM. George Pierce et Edouard Faron.
- Voici quelles sont ses principales dimensions :
- Longueur totale... . . 420' + 30' = 450' = 137,240 w»
- Longueur à la flottaison. 404' -4-30' 434' = 132,619 m
- Largeur au maître bau. . 52' + 2' = 54' =r 16,419 m
- Largeur maxima .... 91' + 3 = 94' = 28,040 m
- Profondeur de la carène . Hauteur maxima de la 21'4' '+ 3' = 24'4" = 7,471 m
- coque et des superstructures 70' 1 O/ ~ ° _ 73' = 22,254 m
- Déplacement, 4 200 t.
- La machine du Puritan, de la force de 7 500 chx, est une com-pound verticale à balancier unique.
- Voici quelles sont ses principales dimensions :
- Diamètre du cylindre à haute pression. . . 75" = 4,905 m
- Course du piston de ce cylindre. ..... 9' = 2,743 m
- Diamètre du cylindre à basse pression. . . 110" = 2,794 m
- Course du piston de ce cylindre.............. 14' = 4,269 m
- Le condenseur a une surface de 15 000 pieds carrés = 1 363 m2. Le balancier pèse 42 t et sa longueur d’axe en axe est de 34' = 10,359 m; sa hauteur est de 17' = 5,184 m.
- Il y a huit chaudières timbrées à 110 livres par pouce carré, c’est-à-dire = environ 7,5 kg par centimètre carré.
- , ' La surface totale de chauffe est de 26 000 pieds carrés — 2 363 m2.
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- La surface totale des grilles est de 850 pieds carrés = 772,70 m2.
- Chaque roue pèse 100 t et a un diamètre maximum de 35' = 10,674 m.
- Les roues font 24 tours à la minute en allant à la vitesse maxima.
- Le grand salon a une longueur de 108' ¥ = 32,489 m
- — une largeur de .30' = 9,14 m
- — une hauteur de . 12' = 3,66 m
- La lumière électrique est fournie par deux machines de 50 chx.
- Le Puritan porte douze bateaux de sauvetage, douze radeaux de sauvetage et 1 400 ceintures de sauvetage.
- Il y a plusieurs puissantes pompes à incendie ; d’ailleurs la carène est en acier doux et le feu est peu à craindre,
- Tel est ce magnifique navire où semblent réunies toutes les conditions de confort, de vitesse et de sécurité ; il est, à mon sens, très caractéristique du génie des Américains, génie qui se plaît dans les solutions hardies, simples et gigantesques.
- La machine est, à ce point de vue, des plus remarquables, puisqu’elle donne 7 500 chx de force avec un seul cylindre à haute pression et un seul cylindre à basse pression.
- La mise en train et la distribution se font par le mécanicien jusqu’à ce que la vitesse de rotation des roues soit suffisante pour faire franchir le point mort ; une fois que le mécanicien trouve que cette vitesse est atteinte, il abandonne les leviers de distribution et enclenche les tiges des excentriques sur les axes qui mettent en mouvement les cames commandant les soupapes de distribution. Pour stopper on déclenche les tiges des excentriques, des axes, des cames et l’on fait manoeuvrer la distribution à main, de façon à ne pas stopper l’axe des roues à un point mort.
- On emploie une manœuvre analogue pour faire machine en arrière.
- Gomme les poids des soupapes sont considérables, on fait la distribution à main à l’aide d’un petit servo-moteur.
- Résumé et conclusions.
- J’ai maintenant terminé tous les détails purement techniques que je désirais vous donner sur l’Exposition de Chicago, sur la ville de Chicago elle-même, et sur les deux grandes industries américaines des chemins de fer et des constructions navales.
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- Après vous avoir rendu compte des négociations que j’ai engagées pour notre Société, je vous ai fait l’historique do l’Exposition 'et vous ai donné quelques aperçus sur l’état actuel présumé de ses finances ; je vous ai décrit les bâtiments qui m’avaient le plus frappé ainsi que les fondations sur pilotis et sur « radiers étalés»; je vous ai parlé des moyens de transport dans l’enceinte de l’Exposition et de la non-réussite des trottoirs mobiles ; puis je vous ai donné quelques détails sur la ville de Chicago et sur l’extraordinaire mouvement commercial qui, malgré un incendie terrible a fait, en un demi-siècle, d’une bourgade misérable une cité dont l’ambition ne sera satisfaite que le jour où New-York ne sera plus la première ville des États-Unis ; ensuite je vous ai parlé du matériel roulant des chemins américains ; enfin, j’ai terminé cette première partie de mon rapport par la description de quelques-uns des nouveaux navires en construction ou récemment lancés aux États-Unis.
- Il ne me reste plus actuellement qu’à vous donner quelques aperçus généraux sur l’Exposition de Chicago, sur les industries des chemins de fer et des constructions navales, et sur les intérêts considérables qui sont en jeu à l’Exposition de Chicago.
- Ce qui frappe le plus lorsqu’on arrive à Jackson-Park, c’est l’absence complète de plan d’ensemble; les divers bâtiments n’ont entre eux aucune corrélation visible, et ne paraissent même pas faire partie d’un même tout. Involontairement la pensée revient sur les bords de la Seine et à la régularité du plan exécuté en 1889, au Trocadéro et au Champ-de-Mars ; l’on ne peut s’empêcher de comparer les deux Expositions et de trouver qu’elles symbolisent le génie si différent des deux races.
- Comme la France elle-même, l’Exposition française était compacte, symétrique et bâtie suivant la rigide et majestueuse ordonnance d’un plan général conçu d’avance. Près du tiers de la surface totale était couverte, et, au milieu de la vieille cité qui de toutes parts les enveloppait de ses maisons, les vastes nefs métalliques étaient serrées les unes contre les autres, comme le sont sur notre sol trop étroit les hommes et les moissons. L’Exposition de 1889, où les vues d’ensemble avaient été si habilement disposées, saisissait par la majesté et la symétrie de l’ensemble encore plus que par le fini et la perfection des détails ; c’était l’oêuvre d’une race antique et d’un sol antique qui se sont faits l’un l’autre, par le travail continu des générations passées ; c’étail la création d’une nation ayant cette sûreté et cet absolu
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- des conceptions artistiques que peuvent seules donner les longues traditions d’une civilisation lentement formée par les siècles écoulés ; c’était enfin le type d’un idéal discutable, mais d’un idéal procédant de certains principes préconçus et invariables, tout comme la société française repose sur l’idéal législatif absolu qu’elle a, pour son bien ou pour son mal, reçu des lois de Rome et de' la Révolution. L’Exposition de 1889 caractérisait bien la France d’aujourd’hui : l’exiguïté du territoire relativement à la population et, par conséquent, la complète utilisation du sol ; l’uniformité de la législation et de la réglementation ; l’omnipotence de l’État en face de l’individu isolé à la suite des nombreuses secousses politiques qui ont violemment arraché de la vieille société française les organismes sociaux qui attachaient l’homme à l’homme, au champ et à l’atelier ; enfin, la sûreté et l’assurance de l’idée esthétique, fruits des anciennes civilisations européennes et du goût raffiné qu’ont mis dans la race une longue éducation artistique et les traditions classiques venues en Gaule, par le bassin du Rhône, des rivages de la Méditerranée.
- Gomme les États-Unis eux-mêmes, l’Exposition américaine est gigantesque et n’est point bâtie suivant un plan d’ensemble rigide et uniforme; au contraire, le plan d’ensemble laisse une part si considérable à la volonté de chacun qu’il est à peine visible et qu’on serait souvent tenté d’en nier l’existence. Telle est, de nos jours, la grande République américaine : lorsqu’on parcourt les diverses parties de l’Union, on oublie par instants les liens flexibles mais forts qui les unissent, c’est-à-dire les lois fédérales, tant ces lois fédérales semblent insignifiantes lorsqu’on voit d’autre part les profondes dissemblances matérielles et morales qui distinguent entre eux les différents États de la République. C’est que ces différents États sont si entièrement indépendants, si complètement libres de se gouverner et de s’administrer à leur guise ; c’est qu’ils ont souvent des législations civiles et politiques tellement différentes les unes des autres ; c’est qu’ils offrent parfois de telles dissimilitudes comme climats, productions, mœurs, religions , et populations, que l’on peut presque dire qu’ils constituent, en réalité, des nations distinctes et, sauf la question de langage, n’ayant parfois entre elles guère plus de ressemblances que bien des nations européennes. A certains points de vue, les États-Unis actuels constituent une réunion de peuples plutôt qu’un peuple unique, tout comme les bâtiments de Jackson-Park constituent une réunion d’Expositions plutôt qu’une Exposition unique.
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- L’Exposition de Chicago n’est pas compacte, mais très étalée ; moins du quart de la surface totale est couverte. Ce n’est pas au milieu d’une ville que se dressent les vastes toitures métalliques des palais américains, mais dans une prairie immense que traverse au Sud-Ouest le gigantesque Mississipi et que horde au Nord le colossal système lacustre du Saint-Laurent dont la superficie atteint à peu près la moitié de celle de la France entière : le sol américain n’est pas encore encombré d’hommes, et l’on y trouve, même de nos jours, de vastes espaces entièrement déserts.
- La décoration des bâtiments de l’Exposition de 1893 est généralement assez malheureuse, et l’on peut dire qu’elle manque le plus souvent de cette qualité principale : le style. Les architectes américains ont, en effet, copié les styles les plus connus de l’antiquité et paraissent avoir trop oublié la corrélation et l’harmonie intimes qui doivent forcément exister entre les genres de décoration et les matériaux employés ; ils paraissent ne pas s’ètre rendu compte qu’on ne peut point faire une œuvre d’art en copiant avec du fer et de la brique les purs contours des temples grecs bâtis avec des blocs de marbre blanc, les puissants arcs romains construits en béton, les dentelles que les Arabes ont fouillées dans le plâtre et que les maîtres du moyen âge ont ciseléés dans le granit. En 1889, les Français ne cherchèrent pas plus à copier les Grecs, les Romains et les Arabes que ceux de leurs ancêtres auxquels ils doivent leurs cathédrales, mais ils créèrent un style, c’est-à-dire un mode de décoration en harmonie avec les matériaux employés. On a pu dire tout ce qu’on a voulu sur ce style, on a pu le critiquer ou l’admirer, penser qu’il était très laid ou très beau, y voir un essai manqué ou une voie nouvelle, mais on a été forcé de reconnaître qu’il existait par lui-même, ce qui est la première des conditions nécessaires pour une œuvre d’art quelconque. En 1893, les Américains se bornent .à copier les décorations des admirables monuments qui sont la gloire des siècles passés, et ne peuvent que les copier mal, puisqu’ils n’emploient pas les mêmes matériaux de construction dont se servirent ceux qui créèrent les modèles.
- Il est d’autant plus fâcheux .d’avoir à constater cette méfiance des Américains vis-à-vis d’eux-mêmes qu’ils ont fait réellement des œuvres belles et originales dans ces charpentes métalliques où réside certainement la vraie beauté des bâtiments de l’Exposition de Jackson-Park, beauté faite de hardiesse, d’audace, de
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- légèreté, de pureté de lignes, et d’une profonde harmonie générale résultant d’une parfaite utilisation des matériaux.
- D’ailleurs, ce que nous constatons à Chicago ne nous doit point étonner; l’Amérique est encore trop jeune et le courant d’immigration européenne sur le sol des États-Unis est trop intense pour que les Américains aient pu concevoir et exécuter un art national en harmonie avec leur climat, leurs mœurs et leurs matériaux. Les divers éléments européens ne se sont point encore entièrement fondus ensemble, principalement dans l’Ouest, pour constituer des types humains surtout caractérisés par leurs positions sociales et les climats où ils vivent ; les différentes notions artistiques reçues d’Europe ne sont point encore groupées et cristallisées en une seule ou même plusieurs conceptions d’idéal dans les arts. A Chicago on reconnaît sans peine, sous la trompeuse uniformité de l’active cité américaine, non seulement les différentes races mais encore les différents modes de pensée : le temps n’a pas encore suffisamment effectué sa grande œuvre de fusion entre les hommes et les idées.
- L’Exposition de Chicago caractérise donc bien les États-Unis d’aujourd’hui : l’immensité du territoire relativement à la population et, par suite, l’incomplète utilisation du sol ; les dissemblances dans les législations et les réglementations aussi bien que dans les climats et les productions des divers États ; la faiblesse de l’État fédéral en face de ces puissantes associations d’ouvriers, de capitalistes et de croyants qui ont créé la prospérité inouïe de l’Amérique moderne en tendant à faire produire à la machine humaine, sans cesse stimulée par l’énergie et la volonté individuelles tendues à l’extrême, un rendement inconnu partout ailleurs ; enfin, un goût esthétique flottant et indécis, parce que le corps social américain, encore en pleine fièvre de croissance et de développement, n’a pas eu le temps et le loisir de fondre ensemble, en se les assimilant, les chaos d’éléments ethniques et de notions artistiques jetés pêle-mêle par les navires européens dans ce Nouveau-Monde si différent des vieux continents.
- G’est cette comparaison rétrospective entre l’œuvre de 4889 et celle de 1893 qui constituera peut-être un des plus vifs intérêts de l’Exposition de Chicago.
- Dans tout ce compte rendu, je me suis volontairement abstenu de vous dire un seul mot du bâtiment construit par des dames ou
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- pour parler plus exactement, du bâtiment construit sur les plans d’une dame, par des hommes dirigés par un Comité de dames. Cette combinaison peu ordinaire, qui remplirait d’un vif étonnement des Orientaux et troublerait profondément toutes leurs notions acquises sur les rôles relatifs qu’Allah et Mahomet ont bien voulu dans leur sagesse attribuer aux deux moitiés du genre humain, n’a pas passé inaperçue aux États-Unis, sans doute à cause de l’œuvre très caractéristique qui en est résultée.
- Le Palais des dames semble avoir causé de nombreuses et vives discussions ; il a reçu beaucoup de critiques et d’éloges; un grand nombre de personnes l’ont trouvé absolument insignifiant.
- Quant à moi, je ne me permettrai pas de juger le bâtiment des dames ; en effet, lorsqu’on a des idées très arrêtées sur l’art architectural, et que l’on est destiné à retourner aux États-Unis où, encore plus que partout ailleurs, l’hostilité du sexe réputé faible est très redoutable, il est préférable de ne rien dire d’une, œuvre qu’on ne saurait, prudemment critiquer, bien qu’elle ne soit peut-être pas absolument parfaite.
- Tous verrez donc le Palais des dames vous-mêmes, le jugerez vous-mêmes, et l’admirerez vous-mêmes.
- Je me bornerai, pour le moment, à vous répéter sans commentaires, un mot entendu à Jackson-Park : « Le bâtiment des dames, destiné à prouver au Monde et à l’Amérique l’égalité des deux sexes, est un monument élevé par des mains féminines à la supériorité masculine. »
- Inutile de vous dire, n’est-ce pas, que c’est un homme et, qui plus est, un architecte américain, qui s’est rendu coupable de cette méchanceté que nous attribuerons tous sans aucun doute à un très vilain sentiment de jalousie professionnelle.
- Avant de terminer ces quelques rapides aperçus sur l’Exposition de Chicago, il ne faut pas oublier de dire quelques mots de Mildway Plaisance qui, dit-on, remplacera avantageusement la rue du Caire de l’Exposition de Paris. A Jackson-Park, encore plus qu’au Champ-de-Mars, un espace considérable a été réservé à l’exploitation des visiteurs naïfs par des industriels plus habiles que scrupuleux : la patrie de Barnum ne pouvait pas se laisser distancer par la patrie de Mangin, et tout porte à croire que l’Amérique fera les choses plus grandement que nous. On a parlé de faire venir des peuplades anthropophages, des rois nègres, des monstres, de toutes espèces, des. curiosités de tous
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- genres ; on a, paraît-il, fait des ouvertures à des personnages européens très en vue, à des célébrités politiques et artistiques, voire même à des têtes couronnées.
- Bien que le programme détaillé de toutes les séductions que nous offrira Midway Plaisance ne paraisse point être officiellement arrêté, on peut déjà prévoir qu’il sera très complet : Tziganes multicolores produisant à jet continu les motifs des Csardas hongroises ; Turcs solennels vendant des parfums âcres et de l’eau de roses ; mercantis orientaux fournisseurs d’étoffes invraisemblables et d’armes étranges fabriquées à Paris ; inventeurs du mouvement perpétuel ou de la pierre philosophale ; Indous, Javanais, Malais, Chinois et Japonais qui vendront très cher des broderies, des kriss, du thé, des laques, des bronzes, et mille articles de rebut ; en un mot, tous ces soi-disant exotiques dont la contemplation étonne encore bien plus ceux qui ont parcouru la surface de notre planète que les gens n'ayant jamais quitté leur pays.
- Comme vous le voyez, les attraits de tous genres ne manqueront point à Chicago.
- Le programme actuel de notre voyage de 1893 comprend, ainsi que j’ai déjà eu l’honneur de vous le dire, New-York, Brooklyn, Philadelphie, Washington, la région de Pittsburg, Chicago, Buffalo, le Niagara, Schenectady, puis le retour à New-York.
- Dans cette rapide tournée, que nous ferons aux Etats-Unis en septembre 1893, nous verrons, indépendamment de Chicago et de laWorlds Columbian Exposition, bien des choses dissemblables entre elles et intéressantes à des points de vue différents : les grands centres bruyants et animés, débordants de . vie, de sève, d’activité et d’audace; les constructions de machines à Schenectady et à Philadelphie ; les chantiers de navires de Brooklyn et de Cramp à Philadelphie; les industries métallurgiques et pétrolières de la région de Pittsburg; les grands fleuves, les lacs, les falaises du Hudson (1), le Capitole de Washington; enfin, cette merveille unique dans le monde, le Niagara, dont on va bientôt utiliser en partie l’énorme puissance dynamique.
- Mon intention était de me procurer, pour avoir l’honneur de vous les communiquer, des notes sur tous ces points; mais je n’ai pu, à mon grand regret, remplir entièrement le programme que je m’étais proposé.
- (1) Que les Américains nomment les «Palissades». .
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- Tout d’abord, j’ai renoncé à vous décrire la partie purement pittoresque du voyage ; en effet, il est de ces choses qu’il faut avoir vues soi-même; il est de ces sensations qu’il faut avoir éprouvées soi-même, pour pouvoir se les figurer telles qu’elles sont en réalité.
- Aucune description ne peut vous donner une idée exacte de la grande ville américaine bâtie en damier, recouverte d’un immense filet de fils métalliques, coupée par des rues numérotées, encombrées de véhicules de toutes espèces, sillonnée par des chemins de fer surélevés qui passent avec fracas sur les hautes charpentes de tôle.
- Comment vous dépeindre le singulier aspect qu’offrent les maisons de Chicago avec leurs seize, dix-huit et même vingt étages ?
- Comment vous faire un tableau exact de la superbe rade de New-York, avec le grand pont suspendu, la statue de Bartholdi, la suite indéfinie des wharfs immenses où viennent s’amarrer les gigantesques transatlantiques, les ferry-boats, étranges constructions qui portent des trains entiers d’un bout à l’autre de la rade pour éviter les transbordements ?
- Comment vous donner une idée exacte de l’immense chute du Niagara, dont les eaux mugissantes sont toujours recouvertes de nuées que le soleil colore en arcs-en-ciel? C’est impossible, et j’ai préféré vous montrer quelques vues de l’Amérique, grâce auxquelles vous aurez un léger avant-goùt du voyage de l’année prochaine,
- J’ai donc résolu de vous dire seulement quelques mots sur les industries et les travaux que nous visiterons ensemble l’année prochaine; mais, là encore, je n’ai pas pu faire tout ce que j’aurais voulu.
- En effet, je n’ai pas pu visiter la région de Pittsburg, où j’aurais voulu pouvoir étudier la métallurgie américaine et surtont l’industrie pétrolière, afin de la comparer à celle du Caucase que j’ai vue il y a deux ans.
- Les troubles ouvriers de la Pensylvanie m’ont empêché de mettre ce projet à exécution.
- Nous avez sans doute lu, dans les journaux français, des comptes rendus succincts des scènes de sauvagerie dont la région de Pittsburg a été le théâtre sanglant ; mais vous ne savez probablement pas les sentiments d’inquiétude et de malaise universel qu’ont causés en Amérique les divers incidents et les hideux excès de cette petite guerre civile : la querelle entre M. Frick, directeur
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- de la grande usine métallurgique appartenant au richissime M. Carnegie, et le personnel ouvrier de l’usine, au sujet d’une nouvelle échelle de salaires; le renvoi des ouvriers syndiqués; les ouvriers non syndiqués empêchés de' travailler et malmenés par les ouvriers syndiqués; la location, par M. Frick, à l’entreprise privée de police Pinkerton, d’une bande mercenaire armée destinée à protéger l’usine ; le combat furieux en tre les hommes de Pinkerton et les ouvriers, combat où l’on s’est servi de revolvers, de carabines à répétition, de cartouches de dynamite, de pétrole .enflammé et même, paraît-il, de canons à tir rapide ; la capitulation des hommes de Pinkerton, sous la promesse qu’ils auraient la vie sauve; le serment violé par les ouvriers et le massacre d’une partie des prisonniers sous les yeux des autorités locales impuissantes; l’indignation générale aux États-Unis; les 8 000 hommes de la milice de l’État de Pennsylvanie envoyés pour rétablir l’ordre; la tentative d’assassinat commise par un anarchiste sur M. Frick; un milicien poussant des hourras en l’honneur de l’assassin ; le général commandant la milice ordonnant sur-le-champ de pendre le milicien par les pouces pendant une demi-heure ; le supplice arrêté au bout de vingt minutes sur la demande des médecins militaires qui craignaient pour la vie du condamné; le milicien chassé hors du camp comme une bête galeuse; l’ordre rétabli tant bien que mal à Homestead, au moins en apparence; enfin, les craintes récentes d’un nouveau mouvement après le départ des troupes.
- Je me trouvais en Amérique au moment de ces troubles, et tous mes amis me dissuadèrent d’aller à Homestead* me disant que toutes les industries étaient paralysées et que, si j’étais bien sûr de ne pas voir grand’chose, je n’étais nullement certain de ne pas recevoir une cartouche de dynamite dans les jambes ou une balle dans la tête. On n’était même pas très tranquille lorsqu’on traversait la région en chemin de fer, parce que les grévistes avaient déclaré, disait-on, au personnel du Pennsylvania Rail Road qu’ils feraient sauter les trains si la Compagnie de chemin de fer transportait quoi que ce fût pour l’usine Carnegie; certains ouvriers, plus avancés que les autres, parlaient même de dynamiter les trains de voyageurs, afin d’attirer l’attention publique sur leurs réclamations contre le capital.
- Je traversai donc la région de Pittsburg sans m’y arrêter, me promettant de la visiter en détail, avec vous l’année prochaine, si les anarchistes américains veulent bien remettre jusqu’à la fin
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- de l’Exposition leurs études expérimentales sur les explosifs modernes.
- Je me suis donc borné à vous communiquer quelques notes sur deux industries très intéressantes à des titres différents : les chemins de fer et les constructions navales.
- Ce n’est pas au hasard que'j’ai choisi, plutôt que d’autres, ces deux industries pour vous en parler; c’est parce que j’ai la conviction absolue qu’elles caractérisent, mieux que toutes les autres, l’Amérique moderne ; c’est parce que je suis persuadé qu’elles ont joué, qu’elles jouent et qu’elles joueront, à des titres différents, les rôles principaux, aussi bien dans le développement de la richesse et de la puissance des États-Unis, que dans les relations politiques et économique du Nouveau-Monde avec l’Ancien.
- Suivant moi, les chemins de fer nous expliquent le prodigieux développement de l’Amérique du Nord depuis la guerre de Sécession; ils caractérisent la génération actuelle, celle qui est.
- Les constructions navales nous montrent, au contraire, les premières et solides bases de la future puissance commerciale et politique des États-Unis, puissance déjà formidable, qui croît sans cesse avec une extrême rapidité et qui est fatalement destinée à jouer un rôle toujours plus considérable dans les destinées de l’humanité.
- Après la guerre civile, dans laquelle les Américains sacrifièrent 1 million d’hommes et 20 milliards de francs pour maintenir intacte l’œuvre de Washington, les États-Unis étaient épuisés de leur colossal effort, bien que quelques-unes de leurs industries eussent profité de la lutte. Le commerce maritime américain, qui, avant 1860, rivalisait avec celui de l’Angleterre et constituait la principale source de richesse des plus vieilles et des plus opulentes cités des États-Unis, avait entièrement disparu de la surface des mers. Grâce aux croiseurs confédérés, souvent construits dans les ports de la Grande-Bretagne, les Anglais avaient gagné tout ce que les Américains avaient perdu.
- Pendant quelques instants, on put croire que le vif et juste res-' sentiment qu’éprouvaient les Unionistes victorieux à la pensée de tout le mal que leur avait fait leur ancienne métropole en aidant les Sécessionnistes d’une .façon indirecte à peine déguisée allait être la cause d’une guerre entre les États-Unis et la Grande-Bretagne ; mais l’Angleterre céda aux réclamations du gouvernement de Washington et admit le principe d’une indemnité à payer aux Américains comme compensation des ravages faits dans la
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- marine marchande unioniste par les croiseurs sécessionistes construits clans les ports anglais ; elle pensa en effet, avec raison, qu’une lutte anglo-américaine serait désastreuse pour ses intérêts et qu’elle y perdrait, non seulement le Canada, mais encore la plus grande partie de son florissant commerce maritime.
- La guerre fut donc évitée : l’Amérique licencia ses grandes armées et, du jour au lendemain, plus d’un demi-million d’hommes quittèrent les camps pour retourner aux champs et aux ateliers.
- Alors les Américains employèrent toute l’énergie et toute l’activité dont ils avaient fait preuve pendant la lutte à développer les inépuisables ressources de leur gigantesque pays : des tarifs protecteurs très élevés permettent non seulement au Trésor de payer les intérêts ét les annuités de la dette, mais encore aux jeunes industries des États-Unis de grandir à l’abri de la concurrence anglaise. Après avoir reconquis le Sud par la force des armes, le Nord le reconquiert une seconde fois par le développement du commerce intérieur américain; l’immigration européenne remplit, et au delà, les vides causés par les hécatombes de la guerre de Sécession; un prodigieux développement matériel commence pour lés États-Unis, et c’est la voie ferrée qui en est la cause.
- Une première ligne de rails unit d’abord l’Atlantique au Pacifique, franchissant montagnes et déserts, fleuves et fprêts; puis d’autres lignes traversent à leur tour le continent et cimentent, mieux que toutes les batailles, l’unité politique des États-Unis; le réseau américain rejoint le réseau mexicain, et cette jonction assure la prépondérance du gouvernement de Washington jusqu’à l’isthme de Panama; dans tous les endroits favorables, maisons, villages et villes sortent du sol comme par enchantement le long des rails, car, en Amérique, ce ne sont généralement pas les vieilles cités qui font lentement naître la voie ferrée, mais bien les voies ferrées qui font brusquement surgir d’une terre vierge les jeunes cités exubérantes de vie et d’activité.
- lime semble donc que l’industriè américaine des chemins de fer mérite bien d’être étudiée sérieusement, puisqu’elle a, pour ainsi dire, créé le pays tel qu’il est aujourd’hui.
- C’est pour cela que je me suis étendu sur la description des traits caractéristiques de ces machines américaines et de ce matériel roulant, qui donnent de si beaux résultats comme confort et comme vitesse : vous vous rappelez sans doute ce que je vous ai dit au sujet de P « Empire State Express », le train le plus rapide
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- du monde et qui maintient, pendant huit heures quarante minutes, une vitesse d’environ 82 km à l’heure, arrêts compris.
- Je vous ai décrit trois types de locomotives appelés à faire des services différents, après vous avoir fait remarquer les traits communs et les avantages de ces machines : sécurité, souplesse, simplicité, facilité d’entretien et de surveillance, confort du personnel.
- Je vous ai enfin parlé des voitures américaines, à la fois souples et stables, et ai attribué leurs qualités à l’emploi du bogie à six roues, parce que l’action perturbatrice causée par le passage d’un essieu sur une éclisse est à peu près annulée par l’effet des deux autres essieux maintenant le bogie presque immobile.
- Il me reste donc maintenant, pour terminer ce que.je désirais vous dire sur les chemins de fer, à vous entretenir des principes généraux qui semblent avoir guidé les Américains dans la construction et l’exploitation de leurs, voies ferrées.
- D’abord, au sujet des locomotives, je crois devoir vous signaler ce fait que les nombreuses Compagnies de chemins de fer des Etats-Unis ont, contrairement à ce que nous voyons en France et en Europe, adopté des locomotives identiques pour des services identiques. Néanmoins, les Compagnies américaines sont absolument maîtresses d’agir comme bon leur semble en tout et pour tout : elles ne sont soumises à aucun contrôle de la part du Gouvernement Fédéral ou des gouvernements des différents États; de plus, les unes desservent des régions riches et peuplées, les autres traversent des contrées pauvres et presque désertes; enfin, les Compagnies américaines ne manquent pas d’ingénieurs à l’esprit inventif et audacieux. Il faut donc conclure, selon moi, de tout ceci que les deux ou trois types adoptés partout aux États-Unis sont-supérieurs aux autres types connus et remplissent parfaitement les nombreux desiderata formulés par les compagnies, puisque les Américains qui ont à peu près autant de locomotives que toutes les nations du continent européen mises ensemble, c’est-à-dire environ trente mille, paraissent tous très satisfaits de /leurs machines et ne semblent nullement disposés à les modifier, au- moins dans leurs plans d’ensemble.
- D’un autre côté, il est probable que ce qui a pu contribuera ce résultat c’est que les Compagnies de chemins de fer aux États-Unis construisant assez rarement elles-mêmes leurs machines et préférant ne s’occuper uniquement que de leur rôle principal, c’est-à-dire du transport des voyageurs et des marchandises dans
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- les meilleures conditions possibles, provoquent des soumissions de constructeurs ou d’entrepreneurs aussi bién pour la construction des machines, des tenders, des voitures et des wagons que pour celle des voies et des ponts.
- Il en résulte que les constructeurs de locomotives, ayant à livrer dans des délais très courts et à bon compte des quantités considérables de machines, ne changent pas facilement les quelques types que l’expérience et le raisonnement montrent aptes à faire un service satisfaisant sur les bonnes voies comme sur lés mauvaises ; ils modifient et perfectionnent sans cesse les détails de leurs locomotives, mais ne paraissent pas enclins à abandonner les types qui répondent parfaitement aux besoins variés des diverses lignes de chemins de fer des États-Unis.
- Les Compagnies américaines construisent donc rarement leur matériel roulant et se bornent généralement à l’entretenir d’une façon courante; elles poussent même si loin les féconds principes de la spécialisation des attributions et de la division du travail et de la responsabilité, elles comprennent en outre si bien l’avantage qu’elles ont à travailler en collaboration intime avec d’autres entreprises particulières dont les intérêts sont identiques avec les leurs, qu’elles confient souvent en partie le transport des voyageurs et des marchandises à des Compagnies spéciales:
- C’est ce que les chemins européens font sur une bien petite échelle avec la Compagnie Internationale des Wagons-Lits, Compagnie qui a déjà rendu d’inestimables services à tous ceux qui, pour une raison ou pour une autre, voyagent beaucoup en Europe; aux Etats-Unis, des combinaisons de ce genre sont adoptées depuis longtemps non seulement pour les voyageurs,’ mais encore pour les bagages et les expéditions par grande vitesse. Ainsi dans les trains rapides qui vont de New-York à Chicago par le Pennsylvania R. R., il n’y a guère que la locomotive et le tender qui soient la propriété exclusive du Pennsylvania R. R. ; .les wagons pour les bagages portent le nom d’une des nombreuses Compagnies d’entreprises de transports par grande vitesse appelées en Amérique Express-Compagnies — c’est-à-dire Compagnies d’Express et les voitures appartiennent complètement ou en partie,au «Pullman Sleeping Car Company». Sur le N. Y. G and H. R. R. R. c’est la même chose ; seulement sur les voitures — wagons-lits et restaurants — on lit l’inscription suivante : Wagner Palace Car Company, c’est-à-dire la Compagnie des voitures palais de Wagner:.
- Inutile, n’est-ce pas, de dite que ce Wagner n’a, du moins à
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- ma connaissance, rien de commun avec le célèbre auteur de « Lohengrin » et de « Parsifal » ; c’est tout simplement un concurrent acharné de Pullmann. Quant à l’appellation de voiture-palais, si elle peut paraître légèrement prétentieuse, elle n’en est pas moins, selon moi, parfaitement justifiée ; lorsque vous aurez, voyagé l’année prochaine dans une de ces merveilleuses voitures,, je crois que vous partagerez ma manière de voir.
- Les Américains ont non seulement, ainsi que vous avez pu vous eu rendre compte, des idées très différentes des nôtres sur les machines et le matériel roulant, mais ils suivent pour la construction et l’exploitation de leurs voies ferrées des méthodes tout à fait opposées à celles des Européens.
- Les Américains choisissent d’abord le tracé le plus économique,, même si ce tracé donne des courbes à rayons très faibles ; ce qu’ils peuvent faire sans inconvénients grâce à la flexibilité de leur matériel à bogies, ils réalisent ainsi de très importantes économies sur les frais de premier établissement et arrivent à construire des lignes dans des conditions d’économie absolument inconnues chez nous. On voit aux États-Unis des voies de 1,51m sur lesquelles les trains circulent avec une vitesse et une sécurité très satisfaisantes et qui coûtent moins de 100000 francs le kilomètre ; quelquefois le prix de revient est encore inférieur à ce chiffre et descend jusqu’à 80000 francs.
- Plus tard, si la ligne rapporte raisonnablement, si le mouvement commercial est satisfaisant, les ingénieurs rectifient petit à petit leur tracé primitif et améliorent graduellement, par des travaux d’art, leurs voies ferrées de façon à permettre le passage de trains plus pesants et plus rapides ; en outre, ils diminuent ainsi le coût de la traction au fur et à mesure de l’accroissement de l’intensité du transit ; puis ils transforment la voie unique en voie double, si la voie unique ne suffit plus aux besoins du service.
- Enfin, si le mouvement commercial s’accroît encore, les Ingénieurs américains construiront une seconde voie double à côté de la première, et dans de meilleures conditions d’exécution, c’est-dire avec des rails plus pesants, des traverses plus solides et plus rapprochées, un ballast plus profond et de meilleure qualité ; cette seconde voie double sera exclusivement réservée aux trains, de voyageurs, tandis que la première voie double ne portera plus-que des trains de marchandises.
- Dans la construction des voies on emploie quelquefois des-
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- moyens qui ne manquent pas d’originalité; ainsi, pour faire les remblais, on commence par établir une charpente provisoire sur laquelle circulent les trains de ballast destinés à amener les terres du remblai.
- Ces trains sont composes de trucks reliés par des plates-formes ; à l’avant du train, près de la machine, est un treuil à vapeur ; à l’arrière du train, on dispose une charrue a double soc. On amène le train chargé* de terres sur la plate-forme, puis on exerce une traction énergique sur la charrue à l’aide du treuil ; on déverse ainsi des terres de chaque côté du train avec une rapidité très considérable.
- C’est que la question de rapidité d’exécution des travaux possède en Amérique une importance qu’elle n’a pas ailleurs; il faut, en effet, arriver au but le plus tôt possible pour décourager ses concurrents et afin de commencer au bout d’un temps relativement court à gagner l’intérêt des sommes engagées dans la construction, intérêts que rien ne garantit, si ce n’est le succès de l’entreprise.
- Dans l’exploitation, on simplifie à l’extrême les rouages de la machine administrative, tout comme on simplifie les organes mécaniques des machines de toutes espèces.
- La main-d’œuvre ouvrière et administrative est bonne, mais coûteuse et difficile à contenter ; ou donne donc des salaires élevés, mais on exige un travail très intensif, et l’on emploie relativement un petit nombre d’hommes très bien payés. Aussi, tous les détails de la construction et de l’exploitation montrent cette constante préoccupation de réduire les manipulations et de simplifier la besogne : dans la construction de la voie, on préfère poser les traverses plus rapprochées afin de pouvoir se contenter d’un ballast médiocre; les machines locomotives sont très puissantes et ont des organes mécaniques simples et facilement accessibles; le personnel est bien abrité contre les intempéries; on ne voit jamais de plaques tournantes, et toutes les manœuvres de formation de trains se font par des aiguillages. Enfin, on habitue le public à se débrouiller tout seul; on ne voit point d’employés plus ou moins galonnés, occupés à parquer, renseigner et diriger un public qu’ils affolent souvent sous prétexte de l’aider : non seulement les agents des compagnies américaines ne donnent point des renseignements qu’on ne leur demande pas, mais ils ne daignent même pas toujours donner les renseignements qu’on leur demande. Les machines vont, viennent, s’arrêtent et
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- partent tranquillement : chacun se gare et se débrouille comme il peut, et tant pis pour ceux qui se font écraser ou qui manquent leur train.
- Les passages à niveau gardés sont à peu près inconnus, si ce n’est dans les grandes cités : le plus souvent on se contente de mettre un écriteau conseillant de « faire attention à la locomotive ».
- Les croisements des trains s’effectuent souvent sur les indications d’un ou deux agents ayant des drapeaux ou des lanternes; les machines ralentissent leur vitesse jusqu’à ce que le croisement soit passé.
- Les trains circulent dans les rues des villes sur des voies que rien ne protège et où tout le monde va et vient librement; on marche à environ 6 km h l’heure, on sonne la cloche, et piétons, camions, voitures, bicyclettes et véhicules de toutes espèces se garent pour éviter un coup de chasse-pierres. Quant aux tramways de systèmes les plus variés dont les voies traversent la ligne de chemin de fer, ils attendent à quelques mètres des points de croisement que le train ait fini de passer; c’est certes là un des spectacles les plus curieux que l’on puisse voir aux États-Unis et qui fait saisir, mieux que tout ce qu’on peut dire à ce sujet, l’influence des chemins defersur l’existence de ces jeunes « cités champignons » du Far-West dont la prodigieuse rapidité d’accroissement est certainement un des plus curieux phénomènes auxquels il soit donné à notre époque d’assister. D’ailleurs, la jeune ville que vient de créer en passant la voie ferrée est aussi simplement et uniformément construite que la ligne des rails. On simplifie tout autant que possible. Et c’est certainement cette simplicité dans la conception, l’exécution et l’administration des divers organismes mécaniques, administratifs, politiques et sociaux qui constituera un des points les plus instructifs à étudier l’année prochaine en Amérique.
- Si les voies ferrées d’Amérique doivent nous intéresser, les constructions navales des États-Unis doivent nous intéresser plus encore.
- Elles nous montrent, en effet, que la nation américaine commence à porter maintenant sur mer une partie de cette extraor-naire force d’expansion qu’elle avait jusqu’ici uniquement dirigée vers l’Ouest de son pays. Aujourd’hui, bien que la densité de la population des États-Unis soit très faible comparée à celle des principaux États d’Europe, il semble que les Américains commen-
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- cent à se sentir à l’étroit chez eux; on dirait qu’après avoir défriché leurs meilleures terres et trop souvent gaspillé leurs ressources forestières, ils voudraient actuellement exploiter les océans et y faire une concurrence acharnée aux Européens. Le mouvement en faveur d’un gigantesque Zollverein qui engloberait les deux Amériques a certainement fait dernièrement d’indiscutables progrès.
- Le gouvernement de Washington fait sentir le poids de sa forcé aux Républiques latines. En un mot, les États-Unis se mettent à ressembler aux États européens : ils ont des questions sociales et se mêlent des affaires des pays voisins.
- Ce sont là des symptômes qui ne doivent pas passer inaperçus chez nous, parce qu’ils présagent des événements dont les suites se feront certainement sentir en Europe et dans notre pays.
- Sans doute, la France n’a qu’à se réjouir de voir grandir ces flottes de guerre américaines qui ont déjà deux fois combattu à côté des nôtres pour la liberté des mers ; nous avons intérêt à ce qu’une seule nation ne règne pas sans conteste sur les flots et ne puisse pas à sa fantaisie, en cas d’une grande guerre européenne, empêcher les navires neutres de nous ravitailler ; la création d’une puissante marine de guerre américaine assez forte pour faire respecter par la première flotte du monde, quoi qu’il puisse arriyer, le pavillon étoilé des États-Unis est donc pour la France un des événements les plus heureux qui aient eu lieu depuis longtemps.
- Mais il n’en est pas de même du mouvement panaméricaniste, du Zollverein projeté entre les deux Amériques, et de la marine marchande dès États-Unis. En effet, notre important commerce avec les Républiques latines perdra forcément une bonne partie de ce que gagnera le commerce de la République anglo-saxonne ; nous trouverons sur les marchés du Mexique, de l’Amazone, de la Plata et du versant occidental des Andes la redoutable concurrence des États-Unis; les armateurs américains qui ont déjà montré avant la guerre de Sécession ce qu’ils savaient faire, causeront bien du tort à nos Compagnies de transports maritimes en général, et à notre Compagnie Générale Transatlantique en particulier. Pour nous en convaincre, il suffira de nous rappeler qu’il y a un mois environ que viennent d’être signés à Washington des contrats pour l’organisation d’un service hebdomadaire entre New-York et Anvers avec escale à Cherbourg ou à Boulogne ; ce service sera fait par des navires construits, dit-on, à Philadelphie, chez Cramp, et qui devront avoir une vitesse de vingt milles marins à l’heure. Or,
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- vous n’êtes pas sans savoir que notre Compagnie Générale Transatlantique dont la meilleure clientèle est en grande partie composée d’Américains ne possède qu’un seul navire, la Touraine, filant 19 à 20 noeuds et que les quatre bâtiments que l’on considère généralement comme ayant les emménagements les plus réussis, la Bretagne, la Champagne, la Gascogne et la Bourgogne ne filent que 17 noeuds. Notre situation qui n’est déjà pas brillante vis-à-vis de l’Angleterre et de l’Allemagne dont les flottes transatlantiques possèdent actuellement chacune au moins six navires filant 19 à 20 noeuds, tandis que nous n’en possédons qu’un seul, risque fort de devenir tout à fait déplorable lorsque nous aurons en outre à lutter contre les Américains. Il ne faut pas, en effet, oublier que les lignes allemandes et anglaises ne touchent pas dans nos ports, ce qui diminue les conséquences de la concurrence qu’elles nous font. Au contraire, les navires américains doivent venir chez nous, ainsi que je l’ai déjà dit; il est donc certain que si la Compagnie Transatlantique n’organise pas un service à 20 nœuds sur sa ligne de New-York et que si l’on n’améliore pas le port du Havre, nos paquebots risqueront fort de perdre leur clientèle américaine, c’est-à-dire une grande partie de leurs recettes.
- Vous voyez donc, que nous devons nous occuper sérieusement du mouvement panaméricaniste et de la naissance de la nouvelle marine marchande des États-Unis ; il faudra, j’en suis sûr, qu’avant peu notre commerce et notre marine marchande redoublent leurs efforts s’ils veulent empêcher la concurrence américaine dans l’Amérique du Sud et sur l’Atlantique de leur faire subir des pertes véritablement désastreuses.
- Maintenant, permettez-moi de terminer en vous disant quelques mots des intérêts considérables, intérêts matériels et intérêts moraux, qui doivent, suivant moi, pousser nos concitoyens à aller l’année prochaine, en aussi grand nombre que possible, soit pour étudier, soit pour exposer, sur les bords du lac Michigan.
- Peut-être trouverez-vous que je vais sortir un peu de la mission que vous avez bien voulu me confier. Je ne le crois pourtant pas.
- Il me semble, en effet, qu’une Société comme la nôtre ne peut pas et ne doit pas avoir pour but unique l’étude exclusive des questions techniques, quelque intéressantes qu’elles puissent être, parce que notre profession touche autant aux questions économiques et sociales qu’aux problèmes de science pure et de science appliquée. Nous ne pouvons donc pas ne pas nous intéresser à des
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- idées, à des faits qui peuvent avoir une influence considérable, bonne ou mauvaise, sur les mouvements économiques et sociaux du monde entier et, par suite, sur les intérêts vitaux de notre pays ; en définitive, toute étude, tout projet, toute exploitation d’une industrie quelconque est intimement liée aux questions de prix de revient et de concurrence, c’est-à-dire de libre échange et de protection, de tarifs de transports par voie de terre et par voie d’eau, de revenu des capitaux engagés dans l’entreprise, de main-d’œuvre et de salaire. J’ajouterai que notre profession nous place souvent entre deux forces, deux grandes forces brutales et aveugles qui, bien qu’ayant absolument besoin l’une de l’autre, bien que ne vivant que l’une par l’autre, luttent presque toujours l’une contre l’autre : je veux dire le Capital et le Travail. Nous avons donc tout intérêt à les bien connaître et à rendre leurs relations, sinon amicales , du moins possibles, afin de sauvegarder non seulement l’existence de l’industrie à laquelle il appartient, mais encore notre propre situation, voire même notre propre existence; et, obligés de vivre entre deux conjoints d’humeur difficile, sans doute parce qu’ils se rendent compte qu’ils ne peuvent pas divorcer, il nous faut beaucoup de savoir et encore plus de savoir-faire pour que la réconciliation, d’ailleurs toute momentanée, que nous cherchons à obtenir dans ce mauvais ménage ne s’effectue pas sur notre propre dos.
- Du reste, je ne suis pas seul à avoir cette conception de notre rôle professionnel dans la société moderne: aux États-Unis, tous ceux avec lesquels j’ai causé de faits n’intéressant pas directement notre profession ont trouvé tout naturel de me voir les questionner sur les évènements qui agitent les jeunes nations des deux Amériques et dont le contre-coup se fait fatalement sentir en Europe, dans notre richesse publique, dans nos banques, dans nos usines, dans nos ateliers, dans nos champs. J’ai trouvé le même empressement et la même courtoisie chez les hommes appartenant à toutes les carrières que chez nos collègues américains, et j’ai pu ainsi voir, trop rapidement sans doute, mais enfin voir par moi-même, la situation actuelle aux États-Unis.
- Tout d’abord, il convient de parler de l’importance capitale que l’Exposition de Chicago aura aux yeux des Américains, non seulement aux yeux des habitants des États-Unis, mais encore des habitants du Canada — Français et Anglais — et de toute l’Amérique latine, c’est-à-dire du Mexique, du Guatemala, du Honduras, du Nicaragua, de la Colombie, du Venezuela, des trois
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- Guyanes (Française, Anglaise, Hollandaise) de l’Éqnateur, des États-Unis du Brésil, du Pérou, de la Bolivie, du Paraguay, de l’Uruguay, de l’Argentine et du Chili.
- Puisque l’Exposition a lieu sur le sol dés États-Unis, chez la plus considérable, la plus puissante et la plus riche des jeunes nations américaines, je vous parlerai en premier lieu de l’opinion des Américains du Nord sur le Columbian World’s Exposition.
- Eh bien, la très grande majorité des Américains du Nord pense tout simplement que l’Exposition de Chicago est une merveille, ou pour mieux dire la merveille des merveilles ; elle estime avec une entière bonne foi que cette Exposition étant ce que les États-Unis ont fait jusqu’ici de plus remarquable, doit nécessairement être par cela même ce que le monde entier a vu, depuis son origine jusqu’à nos jours, de plus extraordinaire.
- Ceci mérite quelques mots d’explication.
- De tous les peuples de la terre, je n’en connais pas qui ait une plus haute idée de sa puissance et de sa force, qui ait plus de foi dans sa destinée et dans son étoile que le peuple américain.
- « Our country right or wrong » « Notre pays avant tout, qu’il ait tort ou qu’il ait raison » : telle est la devise que les Américains répètent souvent.
- Ces sentiments, assurément fort respectables, et qui montrent le patriotisme des habitants des États-Unis sont surtout profondément ancrés dans la masse de la nation et se rencontrent plutôt chez les ouvriers, chez les agriculteurs, chez les gens de fortune et d’instruction médiocres que dans les classes supérieures de la société et dans l’élite intellectuelle de l’Amérique.
- Ce n’est pas à dire que les privilégiés de la fortune, de l’instruction et de l’intelligence aient pour leur pays un amour moins profond que celui que ressentent les Américains moins favorisés du sort ; ce n’est certes pas là ma pensée, car tout habitant des États-Unis croit fermement à l’avenir de sa République, et est justement fier de la grandeur, de la richesse et de la puissance de son immense patrie où des lois sages maintiennent ensemble, par des liens souples et robustes, des États libres peuplés d’hommes libres.
- Mais ces profonds sentiments d’orgueil national et d’ardent patriotisme se traduisent de façons bien différentes dans les diverses classes de la nation, et il en résulte nécessairement que les diverses classes ont des opinions et des jugements absolument différents sur les nations étrangères, principalement sur la puissance, sur la
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- richesse, sur le mode d’existence, en un mot sur. la civilisation des nations européennes.
- L’Américain instruit et ayant voyagé en dehors de son continent, l’Américain qui a parcouru les antiques cités de l’Europe et de l’Asie, qui a lu, qui a pensé, n’est pas convaincu que son pays est en tout et pour tout préférable aux autres; il constate bien avec satisfaction ce qui est chez lui mieux compris qu’en Europe : les chemins de fer plus rapides et plus confortables ; les ascenseurs qui se meuvent avec des vitesses de projectiles, tandis que les nôtres se traînent péniblement avec la lenteur du colimaçon; les canalisations d’eau chaude, de gaz et d’électricité admirablement installées ; les communications téléphoniques d’un usage universel ; le réseau de fils électriques qui permet, sans sortir de chez soi, d’appeler les gardiens de la paix ou les pompiers ; les chemins de fer métropolitains, les tramways électriques ou à câble qui fournissent partout des moyens de déplacement rapides et économiques ; des ventilateurs mus par l’électricité et qui donnent un peu de fraîcheur pendant les chaleurs torrides de l’été ; en un mot, toutes les applications les plus récentes de toutes les sciences, et par suite une civilisation matérielle très avancée, infiniment plus avancée que partout ailleurs.
- En outre, il est certain qu’en Amérique l’on est plus libre, moins réglementé, moins administré que dans les autres contrées du globe ; l’on sent que l’on a devant soi un grand pays, de vastes ressources encore inexploitées où l’homme énergique et entreprenant peut espérer réussir rapidement.
- Mais en opposition à tous ces avantages, l’Américain instruit est forcé de reconnaître les inconvénients matériels et moraux de la civilisation et des mœurs de son pays : les immenses bâtisses qui ont jusqu’à vingt étages de hauteur privent d’air et de lumière les étages inférieurs des maisons ; le service de voirie n’existe pour ainsi dire pas et les rues sont très mal entretenues ; le pavé exécrable est coupé en tous sens par des rails de tramways ; l’immense réseau de ûls métalliques qui recouvre les villes est aussi laid que dangereux ; les cloches des tramways et des locomotives font un concert assourdissant ; les trains des lignes métropolitaines surélevées vont et viennent toute la nuit en produisant un bruit et des secousses comparables à ceux des tremblements de terre ; la lutte pour la vie est plus ardente en Amérique que partout ailleurs, et il est presque aussi difficile de garder sa fortune que de la faire ; la presse fouille trop souvent dans la vie privée, sans
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- aucun scrupule, et avec une entière impunité ; enfin, détail qui a bien son importance, les domestiques convenables sont des plus rares : on est forcé de payer très cher leurs très mauvais services ; et comme on n’ose pas les renvoyer de peur de tomber sur des gens encore pires, on n’a guère d’autre consolation que de se promettre fermement d’être soi-même encore plus exigeant et intraitable, si jamais le hasard de l’existence voulait qu’un de ces brusques déplacements de fortune assez fréquents aux États-Unis renversât les rôles et vous mît subitement ruiné au service d’un de vos anciens domestiques tout à coup devenu millionnaire.
- En outre, les plus sages, les plus instruits et les plus réfléchis des citoyens des États-Unis ne sont pas sans inquiétude sur l’avenir et ils aperçoivent à l’horizon politique de leur patrie des nuages menaçants ; ils se demandent avec anxiété si les foules d’émigrants grossiers et ignorants qui encombrent les entreponts des navires européens et se déversent ensuite sur tout le territoire de l’Union ne sont pas un danger pour leurs institutions; si ces malheureux qui savent à peine la langue de leur patrie d’adoption, et dont des lois plus généreuses que prudentes font immédiatement des citoyens sont capables déjuger avec discernement les questions sur lesquelles ils sont appelés à se prononcer ; si le fonctionnement régulier de la démocratie américaine-ne sera pas sérieusement compromis par les masses de votes que jettent dans les urnes des hommes qui semblent ignorer que tout droit entraîne un devoir correspondant, que la liberté n’est pas la licence, et que la grandeur des États-Unis repose uniquement sur le respect des lois libérales grâce auxquelles l’énergie individuelle atteint un maximum d’intensité.
- Ils se demandent enfin si des faits aussi graves que les récents troubles ouvriers de Pensylvanie, pendant lesquels l’Amérique a vu des massacres, des horreurs et des sauvageries dignes d’une autre époque, ne sont pas les indices de perturbations futures encore plus graves, d’une guerre acharnée entre le Capital et le Travail.
- Aussi, l’élite de la nation américaine pense-t-elle que la vieille Europe a beaucoup de bons côtés ; cette élite connaît nos contrées et nos mœurs ; elle discerne ce qu’on y rencontre de bon et de mauvais; elle sait que si l’Amérique est à bien des points de vue en avance sur l’Europe, le vieux continent offre par contre beaucoup d’avantages sur le nouveau ; elle est trop cultivée pour ne pas goûter notre supériorité dans les sciences pures et dans les arts, pour ne
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- pas comprendre que tout l’or du monde est impuissant à créer un de ces chefs-d’œuvre dont le souvenir et le culte survivent aux cités détruites, aux empires démembrés, aux civilisations mortes, et aux religions oubliées.
- Mais les masses de la nation américaine, c’est-à-dire la très grande majorité, ont sur l’Europe des notions confuses et des préjugés injustes ; elles ne connaissentpas le vieux continent ou, qui pis est, elles le connaissent mal ; et il ne saurait en être autrement, puisque le temps et les moyens d’information leur manquent pour se faire des idées équitables et précises sur des contrées et des sociétés bien différentes des leurs. Du reste, combien y a-t-il d’Européens, combien y a-t-il de Français, qui se doutent.seulement de ce qu’est la grande République américaine? Il me semble que le nombre en doit être malheureusement trop restreint, et qu’en fait d’ignorance complète des pays étrangers, nos compatriotes peuvent hardiment rendre des points à la plupart des autres pays.
- Or, ce sont ces masses qui vont affluer à Chicago, surtout après les récoltes, et qui jugeront des richesses, des arts et des civilisation des différents peuples du globe, non pas d’après une réalité qu’elles ne peuvent pas connaître, mais bien d’après ce qu’elles pourront voir sur les bords du lac Michigan ; et ce sont ces masses qui, aux États-Unis disposent de la majorité des votes, qui produisent et achètent le plus, c’est-à-dire qui possèdent la force politique et économique.
- Il est donc facile de comprendre l’importance du rôle que peut jouer notre section française à Chicago, en montrant aux habitants des États-Unis nos ressources de toutes espèces et en nous créant de précieuses relations commerciales, pour fournir plus tard des débouchés à ceux de nos produits dans lesquels nous aurons su maintenir notre supériorité.
- En outre, les Français sont certains d’être bien reçus en Amérique; les vieilles traditions de sympathie qui ont toujours existé entre les deux pays ne sont pas près de s’éteindre, et maintenant la même forme de gouvernement crée un lien de plus entre les deux Républiques.
- A ce sujet, il convient de faire justice d’une fable que l’on entend quelquefois et qu’il ne faut pas laisser s’accréditer : on a dit que l’élément allemand, très puissant aux États-Unis, cherche par tous les moyens possibles à faire tort à la France, et que nos intérêts à Chicago se ressentiraient de sa présence.
- Pour moi, tout cela est faux, entièrement faux.
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- Il est sans doute vrai qu’il existe aux États-Unis un élément allemand, et que cet élément allemand est puissant parce qu’il est nombreux et qu’il a su conserver en Amérique ses fortes qualités d’ordre et de travail, qualités qui ont fait de l’Allemagne une des premières nations de i^otre époque ; mais il est inexact que cet élément puisse faire quoi que ce soit contre nous ; d’abord, je ne crois pas qu’il nous soit fort hostile, parce que les émigrants qui le composent ont été, pour la plupart, chassés de leur pays par la misère et par le service militaire et que, tout en conservant le souvenir de leur patrie, ils ont souvent des sentiments peu tendres pour leur gouvernement qu’ils considèrent, à tort ou à raison, comme la première cause de leur exil ; ensuite, les Allemands sont tellement assimilables qu’ils perdent très rapidement le sentiment de leur nationalité ; enfin, les Américains ne sont pas gens à permettre à quelques individus de se mettre en travers de leur volonté très ferme de vivre en excellents rapports avec notre pays, et je crois qu’une inconvenance quelconque envers la France coûterait très cher à ses auteurs.
- Après avoir établi l’importance que notre exposition peut avoir sur notre commerce avec les États-Unis et avoir insisté sur le fait que nos compatriotes étaient sûrs d’être bien reçus en Amérique il reste à examiner ce que nous pouvons espérer gagner en exposant nos produits à Chicago.
- On est donc ainsi amené à étudier les situations respectives des deux partis, actuellement en présence sur la scène politique des États-Unis, puisque ces deux partis professent des doctrines économiques très différentes.
- Les républicains qui détiennent actuellement le pouvoir, sont ultra-protectionnistes, et c’est sous leur administration qu’a été voté le fameux bill Mac Kinley.
- Les démocrates sont, au contraire, non pas libre-échangistes, mais protectionnistes modérés.
- Les premiers désirent interdire l’accès des États-Unis à tous les objets de provenance étrangère, excepté à ceux que les Américains ne peuvent pas produire eux-mêmes ; les droits de douane qu’ils ont créés sont établis dans un but prohibitif, autant que dans un but fiscal. Les seconds désirent seulement frapper les produits étrangers de taxes assez élevées pour assurer l’équilibre du budget et non pas des surplus considérables ; les droits de douane qu’ils voudraient voir adopter auraient un caractère purement fiscal et ne seraient, en fin de compte, que des impôts plus ou moins lourds que l’on
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- pourrait diminuer au fur et à mesure que grandirait le commerce des Etats-Unis et que l’on pourrait faire des économies sur les divers services publics ; aussi les relations de l’Europe et, par suite, de la France avec les États-Unis seront très différentes, suivant que l’an ou l’autre des deux partis arrivera au pouvoir; dans le cas d’une victoire des républicains, nous devons nous attendre à voir l’Europe forcée d’en arriver à une rupture commerciale à peu près complète avec l’Union ; dans le cas d’un triomphe des démocrates sur leurs adversaires, nous pouvons espérer trouver un modus vivendi économique très tolérable avec les États-Unis.
- Si le régime prohibitif doit s’acclimater définitivement de l’autre côté de l’Atlantique ; si les Américains, tellement fiers de leurs libertés politiques, préfèrent à la liberté commerciale un régime économique semblable à celui que la dynastie tartare de Pékin a longtemps imposé aux populations chinoises et que certains ultra-protectionnistes rêvent de donner à notre pays, il est évident que les Européens devront s’abstenir radicalement de participer en quoi que ce soit à l’Exposition de Chicago ; car on ne saurait raisonnablement conseiller à des gens de faire des dépenses importantes, dont ils sont sûrs d’avance de ne tirer aucun profit, et de se donner beaucoup de mal dans le but unique déplaire à un Gouvernement absolument résolu à n’avoir de relations commerciales avec personne.
- Par conséquent, si je suis d’avis que nous avons intérêt à exposer à Chicago, c’est qu’il ne me parait pas probable que le régime économique actuel des États-Unis, puisse longtemps subsister sans subir de profondes modifications : d’abord il n’est pas impossible que les démocrates l’emportent dans l’élection présidentielle qui doit avoir lieu avant un mois ; ensuite, même si les républicains réussissent à faire passer cette fois-ci leur candidat, rien ne prouve qu’il en soit indéfiniment ainsi.
- Afin de mieux saisir les éléments de la lutte économique actuelle, permettez-moi de vous donner quelques aperçus généraux sur les partis politiques en présence, mais en m’abstenant cle tout commentaire parce qu’on ne doit jamais s’occuper de la politique intérieure d’une puissance amie, surtout lorsqu’on a des relations personnelles dans les partis opposés.
- C’est le 10 novembre prochain, qu’environ douze millions d?électeurs nommeront pour quatre ans le Président des États-Unis, par une sorte de plébiscite à deux degrés : chaque État de l’Union nomme des électeurs présidentiels en nombre proportionne Bull. 53
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- à sa population ; ces électeurs présidentiels désignent à la majorité de leurs-voix le Président et le Vice-Président des États-Unis.
- C'est donc bien une sorte de plébiscite - à deux degrés dont le résultat final peut bien être et a déjà été en opposition, avec le résultat qu’aurait donné un plébiscite direct.
- Le Président des États-Unis est en réalité un monarque presque absolu pendant les quatre années que dure sa magistrature ; il est, pratiquement, à peu près indépendant du Congrès et du Sénat et possède des pouvoirs plus étendus que plusieurs souverains ; il choisit ses ministres, use constamment de son droit de veto contre les corps élus, mais ne peut s’opposer à la volonté des deux Chambres s’il existe simultanément dans chacune de celles-ci une grande majorité contre lui.
- On comprend donc facilement que la possession d’une magistrature ayant de tels pouvoirs soit le but suprême des ambitions des partis en présence et que ceux-ci fassent des efforts désespérés pour s’en emparer. .
- Tous les moyens sont bons pour se procurer la victoire : comités locaux, comités d’États, et comité général; souscriptions publiques dont le montant peut s’élever à plusieurs millions de francs et qu’emploie le président du comité central, homme choisi pour sa capacité, son honnêteté, et surtout pour sa grande fortune, car il est souvent forcé de parfaire de sa poche le déficit de la caisse des fonds secrets de son parti ; sommes considérables que mettent à la disposition des deux comités centraux les Gré-sus des deux camps adverses ; orateurs ambulants chargés d’aller partout, au milieu de réunions publiques parfois orageuses, répéter d’une voix formidable des louanges lyriques pour le parti qui les rétribue grassement, et de violentes attaques, ou tout au moins des insinuations malveillantes, contre leurs adversaires politiques ; imprimés de toute nature expédiés par centaines de ballots sur tous les points du territoirs ; processions extraordinaires avec musique et bannières destinées à réchauffer le zèle des électeurs; enfin, nuées de politiciens de profession capables de tout, sauf peut-être de rendre des services désintéressés.
- Actuellement deux hommes sont en présence : le président actuel des États-Unis, Benjamin Harrisson, choisi comme candidat républicain par la Convention de Minneapolis, et Grover Cle-veland, ex-président de 1885 à 1889, désigné par la Convention démocratique de Chicago après une orageuse séance ayant duré plus de seize heures consécutives. A
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- Le parti républicain a dans son jeu de bien gros atouts : la possession de la machine administrative du pays ; les souvenirs de la guerre de Sécession pendant laquelle les républicains réussirent envers et contre tous à maintenir l’Union intacte ; l’appui des riches manufacturiers qu’enrichit la protection; le Bureau des Pensions qui, créé autrefois dans le but patriotique et humanitaire de donner des pensions aux blessés de l’armée fédérale et d’assurer l’existence des veuves et des orphelins des hommes tués en combattant l’esclavage, arrive à payer annuellement des sommes d’autant plus élevées qu’il s’écoule un laps de temps plus considérable depuis les derniers coups de canon et n’est plus qu’une formidable machine électorale.
- Le parti démocratique a pour lui des éléments encore plus puissants que ceux sur lesquels s’appuie son rival : le désir d’une grande quantité de gens de devenir fonctionnaires, car aux États-Unis, on change souvent une grande partie de l’administration après chaque élection, ce qui est certes un moyen au moins discutable pour la bonne gestion des affaires publiques, mais que croit justifier, l’axiome du président Jackson « les dépouilles aux vainqueurs » ; beaucoup d’ouvriers qui commencent à s’apercevoir que les lois douanières actuelles des États-Unis empêchant l’entrée des produits européens mais non point l’immigration européenne, sont en réalité exclusivement en faveur des patrons ; tous ceux qui craignent des représailles économiques de l’Europe et se rendent compte qu’une protection trop outrée facilite la création et la réussite aux États-Unis de ces monopoles commerciaux dont l’insupportable tyrannie économique amènera peut-être de sanglants conflits politiques et de profonds troubles sociaux.
- Telle est la situation respective des deux partis en présence; lequel l’emportera ? Il ne m’appartient ni de le dire ni même de le présager, quelles que puissent être mes sympathies pour la cause de la liberté.
- Quoi qu’il en soit, la lutte sera chaude : ce sera surtout une guerre de principes, car la parfaite honorabilité des deux candidats doit faire, à priori, rejeter toute question personnelle.
- On peut ajouter que cette élection présidentielle, comme toutes celles qui l’ont précédée, crée un profond malaise dans le commerce et les affaires du pays ; en étudiant le relevé du ralentissement du mouvement économique des États-Unis pendant la période électorale, on constate que la nation subit du chef de l’agitation politique due à chaque élection présidentielle, une
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- perte d’environ deux à trois milliards de francs. Sans doute, un grand nombre d’entreprises ne sont que différées et ce chiffre formidable ne représente certainement pas une perte sèche, une perte absolue, mais il n’en est pas moins vrai que le trouble occasionné par la nomination du Président de la République cause un mal énorme aux intérêts vitaux de la nation. C’est pour cela que les-hommes d’affaires avec lesquels j’ai eu occasion de parler politique sont tous d’accord pour réclamer énergiquement une durée des fonctions présidentielles plus considérable qu’actuellement : ils voudraient voir le même homme à la tête du pays non pas,, comme maintenant, pendant quatre ans, mais pendant six ou huit ans, afin d’avoir plus de continuité et de stabilité dans la gestion des intérêts fédéraux, et surtout moins de ces crises politiques et commerciales dont les hommes à vues élevées redoutent l’influence néfaste sur Pavenir de leur patrie. Les citoyens apparenant à l’élite intellectuelle des États-Unis peuvent avoir des opinions différentes sur les chiffres des dommages causés au commerce par ces violentes luttes politiques, mais tous sont d’accord pour réclamer qu’on modifie la Constitution et qu’on organise une administration stable, de façon à rendre moins fréquentes et moins dangereuses ces trop fréquentes perturbations économiques.
- Maintenant que j’espère avoir suffisamment démontré l’influence considérable de l’Exposition de Chicago sur nos relations avec les habitants des États-Unis, je crois utile d’établir que cette Exposition peut avoir une influence également importante sur les relations commerciales des États-Unis et de l’Europe avec le Canada et l’Amérique latine.
- Parlons d’abord du Canada, de cette terre qui fut à nous.
- Le Canada n’est pas, comme le disait Voltaire, constitué de « quelques arpents de neige », mais c’est une immense contrée dont une bonne partie de la superficie est cultivable ; il possède en outre des ressources minérales importantes. Dans son climat rigoureux mais sain, la race française a donné le plus étonnant exemple de vitalité qu’on ait pu constater, et trois millions de Canadiens français descendent actuellement des soixante mille colons abandonnés par Louis XV à l’Angleterre en 1756, après l’héroïque défense du Marquis de Montcalm.
- De ces trois millions d’hommes, environ un million vit aux États-Unis ; deux millions habitent la vallée du Saint-Laurent et
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- le Canada oriental où, sans aide, tout seuls, malgré les violentes persécutions des Anglais qui voulaient leur enlever à la fois leur religion et leur langue, ils ont su conquérir à force de constance une indépendance à peu près complète.
- Aujourd’hui, nos anciens compatriotes peuvent dire avec un légitime orgueil qu’ils ont fatigué le bras qui les a si durement frappés pendant un siècle, et qu’ils ont pu réaliser leur programme : « Notre religion, notre langue, nos lois. »
- A côté des Canadiens français vivent les Canadiens anglais généralement fixés dans le Canada central et [occidental ; Français et Anglais ne paraissent pas être toujours en termes très cordiaux : les Anglais sont actuellement en majorité, grâce aune importante immigration d’éléments britanniques. Ils passent généralement pour être plus riches et plus entreprenants que les Français, et ne paraissent pas avoir renoncé à dénationaliser, à absorber, à s’assimiler la minorité française. Mais les Français tiennent bon, se serrent autour de leur clergé qu’ils considèrent comme l’âme de la résistance religieuse et politique, se cramponnent à la terre avec l’obstination de nos paysans, remplacent la richesse par l’économie, la hardiesse par la persévérance, et forcent le plus souvent les Anglais à reculer devant eux.
- Le Canada est aujourd’hui absolument libre de fait; il reste attaché à la Grande-Bretagne parce qu’il pense y trouver son avantage et parce que sa métropole lui a donné toutes les libertés, même celle de taxer comme bon lui semble les produits anglais. Il n’y a donc. rien d’impossible à conclure des traités de commerce avec lui, le jour peut-être plus rapproché qu’on ne serait tenté de le croire où se produira chez nous et dans le reste du monde une réaction inévitable contre l’ultra-protectionnisme qui semble aujourd’hui prévaloir presque partout. Sans doute, il ne faut pas se faire d’illusions : le Canada est à jamais séparé de son ancienne métropole ; il restera peut-être anglais ; il entrera peut-être dans la grande Union américaine ; il reviendra probablement complètement indépendant, mais à coup sûr il ne sera jamais français. Le Canada et la France sont désormais destinés à graviter dans des orbites différentes et à suivre des voies différentes : trop de dissemblances politiques, économiques, et religieuses existent actuellement et vont s’accroissant de jour en jour pour qu’on puisse espérer voir s’opérer un rapprochement intime entre Paris et Québec.
- Néanmoins, nous avons le plus grand intérêt moral et maté-
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- rièl, nous pouvons faire beaucoup pour les intérêts supérieurs de notre race et de notre langue en renouant en partie les anciens liens qui attachent la jeune France du Nouveau-Monde à notre vieille France d’Europe. .11 faut donc faire notre possible pour avoir à l’Exposition de 1893 le plus de rapports possibles avec nos compatriotes d’Amérique qu’auront attirés sur le sol des États-Unis la proximité relative de Chicago et la rapidité du voyage. Il faut prouver aux Canadiens que leur ancienne métropole est encore une grande nation avec laquelle le Canada peut avoir intérêt à entrer en relations suivies, quoi que nous ayons pu dire ou laisser dire dans les heures de découragement et de faiblesse, quelles que soient les calomnies qu’aient pu répandre sur notre compte ceux qui nous craignent trop pour ne pas avoir intérêt à nous faire croire faibles et impuissants ; il faut montrer là-bas à la France d’Amérique que la France d’Europe pense, travaille, et vit.
- Les raisons qui doivent nous pousser à tâcher de conserver et d’agrandir, si c’est possible, le cercle de nos relations aux États-Unis et au Canada s’appliquent encore avec bien pius de force et de valeur à l’avenir de notre commerce avec l’Amérique latine, cette immense contrée dotée par la nature de tant de richesses et à laquelle il ne faudrait qu’un peu de stabilité et de moralité politiques pour être sans rivale sur le globe.
- Nous devons faire d’autant plus attention à ce qui se passe actuellement dans les deux Amériques, nous devons travailler d’autant plus pour maintenir nos relations avec les peuples de l’Amérique du Sud que le panaméricanisme menace, sous forme d’union commerciale, de faire des Républiques latines les vassales politiques et économiques de la puissante République fédérative du Nord.
- Le programme des délibérations du Congrès qui a eu lieu en octobre 1889, à Washington, et où avaient été conviés des représentants de tous les États des, deux Amériques montre mieux que tout commentaire les visées des États-Unis ; alliance sérieuse des républiques américaines contre toute agression des monarchies européennes ; union douanière ; développement des moyens de communication; réglementation uniforme des douanes des systèmes de poids et mesures, des. lois destinées à protéger la liberté et la sécurité individuelles, ainsi que les brevets, les marques de fabrique, et la propriété; arbitrages en cas de menace
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- de conflits; système monétaire uniforme, probablement à basé d’argent.
- Si ce mouvement panaméricaniste n’a pas complètement réussi, malgré les énergiques efforts de M. Blaine, il n’a;pas non plus entièrement échoué, ainsi que l?ont dit en Europe des gens qui s’imaginent sans doute que pour prévenir un danger il suffit d’en nier simplement l’existence. Ce sont les ultra-protectionnistes américains, alors au pouvoir, qui sont responsables de l’insuccès relatif du Congrès de Washington : en effet, comme ils n’ont consenti qu’à peu de concessions en faveur des États latins, les Américains du Sud n’ont de leur côté voulu faire que peu de réductions sur les droits de douane imposés aux produits des États-Unis.
- Ce résultat, qui est pourtant trop facile à expliquer • et à comprendre pour qu’on puisse s’en étonner, a néanmoins paru vivement surprendre certains économistes américains : il semble exister aux États-Unis, comme chez nous, des gens qui croient naïvement qu’on peut indéfiniment taxer les objets de ses voisins sans qu’il vienne à l’idée de ceux-ci d’établir le moindre droit de douane à leurs frontières.
- L’Europe doit donc une grande reconnaissance aux ultra-protectionnistes des États-Unis ; car, quel que soit le tort qu’aient pu faire au commerce et à l’industrie des principaux États européens (et surtout au commerce et à l’industrie de l’Angleterre) les formidables tarifs protecteurs américains, ce mal n’est que peu de chose en comparaison de la catastrophe économique qu’aurait infligée au vieux monde un Zollverein dès deux Amériques, Zoll-verein dont l’échec relatif est uniquement attribuable aux conditions impossibles imposées aux délégués des États-Unis par le parti de la protection à outrance.
- Mais, ce qui a manqué une première fois peut réussir plus tard, surtout si les démocrates arrivent au pouvoir; et, à ce point de vue, il est possible que Grover Cleveland fasse à l’Europe encore plus de mal que n’ont pu en faire déjà Blaine et Harrisson.
- Il faut donc que les gouvernements, les commerçants et les industriels redoublent leurs efforts et que nos exposants fassent bonne figure à Chicago ; il faut absolument que celles des puissances européennes ayant, comme la France, des affinités de race, de mœurs et de religion avec les Latins d’Amérique ne reculent devant rien pour bien montrer aux Mexicains et aux Américains du Sud quels sont leurs véritables • intérêts. Il est indispensable que la République Française arrive à signer avec les Républiques
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- Latines des traités de commerce basés sur de sérieuses concessions réciproques : notre Gouvernement doit faire comprendre aux Gouvernements américains qu’une France entourée d’inimitiés ou de jalousies, et qu’une Europe divisée en camps hostiles écrasés par leurs armements sont moins à craindre commercialement et politiquement pour les États latins de l’Amérique que la grande Union saxonne souveraine maîtresse d’un continent entier, n’ayant pas de voisins redoutables et pouvant consacrer tous ses énormes revenus à développer ses immenses ressources et à se créer la plus puissante marine du monde. De leur côté, nos industriels doivent montrer aux visiteurs qui viendront de l’Amérique du Sud à Chicago en 1893 que l’Europe peut leur fournir et leur acheter tous les produits dans des conditions aussi avantageuses que les Américains du Nord.
- La conclusion est donc que nous devons exposer à Chicago, encore bien plus pour ne pas perdre nos relations commerciales avec le Canada et l’Amérique latine qu’en vue d’augmenter celles que nous avons avec les États-Unis.
- Enfin, j’ajouterai que nous avons tout intérêt à aller en Amérique afin d’y étudier et d’y apprendre beaucoup de faits instructifs. Sans doute, nous n’avons rien à copier chez les Américains dans tous ce qui se rapporte aux industries de luxe, aux arts appliqués à l’industrie, aux arts et aux sciences pures ; mais que de points et de détails intéressants n’aurions-nous pas à nous assimiler dans le domaine des sciences appliquées aux industries, des méthodes d’organisation, d’exploitation et d’administration des grandes entreprises privées I
- Les quelques aperçus généraux donnés dans ce rapport sur deux seulement des industries américaines doivent suffire à indiquer quelle vaste et féconde source d’instruction nous pouvons trouver dans l’étude des manufactures des États-Unis : nous reviendrons d’Amérique plus forts, mieux outillés mentalement pour la concurrence acharnée qu’il nous faut aujourd’hui subir de toutes parts.
- Mais ce que nous devrons surtout étudier en Amérique, c’est la liberté individuelle avec toutes ses nombreuses conséquences; les mille formes que revêt l’association libre ; le dédain et la méfiance parfaitement justifiés qu’ont les Américains pour l’État moderne dont ils entendent réduire au minimum les pouvoirs et les fonctions; les fédérations ouvrières fortes et indépendantes parce
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- qu’elles ne demandent rien des pouvoirs publics ni de personne ; les grandes Compagnies dont aucuns règlements surannés, appliqués par des administrations tracassières et méticuleuses, ne -viennent arrêter l’essor et la prospérité ! Nous verrons comment du sol américain, libre des traditions romaines de l’omnipotence de l’État, ont spontanément surgi des associations indépendantes en face de pouvoirs publics qu’une sage législation a créés suffisamment faibles pour que la tentation d’intervenir dans les affaires industrielles des citoyens ne pût jamais être couronnée de succès ; là-bas, entre l’individu plus fort et l’État plus faible que chez nous se dressent, comme des tampons destinés à amortir et à localiser les répercussions des chocs sociaux, des quantités d’organisations variées, agricoles, commerçantes, industrielles scientifiques etreligi'euses trop puissantes pour que l’État puisse les opprimer et trop nombreuses, ayant des intérêts trop opposés, des buts trop différents pour qu’elles puissent se coaliser entre elles et usurper le pouvoir ; c’est de la lutte de leurs intérêts et de la concurrence acharnée qu’elles se font qu’est née la prospérité moderne des États-Unis ; prospérité uniquement basée sur ce que le travail humain y atteint un rendement plus considérable que partout ailleurs, parce que nulle fausse conception du rôle des pouvoirs publics dans la société moderne n’y vient entraver le libre développement de l’homme.
- Tandis que chez nous la triple machine administrative de l’État, du Département et de la Commune, compliquée, lente, rigide, brutale, coûteuse, incapable par essence même de répondre jamais aux besoins du moment, inflige trop souvent, sous prétexte d’humanité ou d’uniformité de réglementation, à l’énergie et à la volonté individuelles de ceux qu’elle prétend protéger, le traitement que Procuste faisait subir à ses victimes, l’Amérique est assez heureuse de n’avoir guère, pour remplir les différentes fonctions du corps social, que des organismes privés, simples, rapides, souples, peu coûteux, toujours prêts par leur nature même à répondre aux complexes nécessités changeantes des industries, des mœurs et des idées.
- Ces associations libres ont donc créé la richesse et la prospérité des États-Unis ; mais elles ont fait plus encore : elles ont créé une nation, un type de société, le seul typé de la société future qui soit assez souple pour s’accommoder facilement de l’extrême instabilité des gouvernements démocratiques modernes ; elles ont créé l’Américain, son audace, son énergie et sa volonté. Et, comme
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- °la richesse, l’énergie et la force morale d’une nation ne sont autre que les sommes courantes, ne sont que les intégrales de la richesse, de l’énergie et de la force morale de tous les individus de cette nation, nous devons étudier avec ëoin ces associations américaines afin de chercher et de trouver chez elles, dans les magnifiques résultats qu’elles ont déjà donnés, et non pas dans les rêvasseries énervantes et trompeuses du socialisme d’État, les voies futures du progrès matériel et moral de l’humanité et de la civilisation.
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- NOTE
- . SUR
- UNE NOUVELLE UNITÉ D’ACTIVITÉ
- PROPOSÉE POUR REMPLACER LE CHEVAL-VAPEUR ,
- DANS LES ESTIMATIONS DE LA PRATIQUE INDUSTRIELLE
- PAR
- M. L. MÉHAY (J)
- Bien qu’ayant l’intention, dans une note plus étendue, de traiter d’une manière générale la question du choix des unités s’appliquant aux diverses expressions de l’énergie , nous croyons cependant devoir présenter dès maintenant quelques observations sur les avantages devant résulter du remplacement du cheval-vapeur généralement en usage aujourd’hui pour l’estimation de l’activité des machines, par une nouvelle unité dont les bases scientifiques se trouvent exposées ci-après.
- Observons tout d’abord que, lorsqu’on adopte le gramme comme unité de masse, conformément au système de mesure dit : c. g. s, il devient alors logique de prendre pour unité de quantité de chaleur celle qui est nécessaire pour élever un gramme d’eau, de la température de la glace fondante à celle de son ébullition, sous la pression moyenne de l’atmosphère. Cette valeur serait donc ainsi dix fois plus petite que celle qui* a été désignée primitivement sous le nom de calorie . Pour éviter toute confusion nous la distinguerons sous le nom de regnault, et nous adopterons le signe Rg comme expression de la quantité de chaleur au moyen de cette unité.
- On voit que, dans ces conditions, l’équivalent mécanique delà chaleur aurait pour valeur 42,4 kgm.
- Considérée comme grande unité de travail où, plus générale-
- (1) Ce travail a été présenté à la Société par M. Ch. de Comberousse, ancien président-.
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- ment : d’énergie ; nous donnerons à cette dernière valeur le nom de mayer, et nous représenterons par le signe Ma les quantités de travail ou d’énergie exprimées en adoptant cette nouvelle unité.
- Bien que les physiciens désignent souvent sous le nom de joule l’équivalent mécanique de la chaleur répondant à une grande calorie, nous n’avons pas cru devoir adopter ici cette dénomination afin d’éviter la confusion pouvant résulter, d’une part : de ce que ce dernier nombre est dix fois plus grand que celui que nous proposons ; et d’autre part : de ce que dans ces derniers temps les électriciens ont donné aussi le nom de joule'h l’unité de travail correspondant au watt regardé comme unité fondamentale d’activité, dénominations que nous adopterons aussi d’après
- Gela posé, il en résulte que l’unité d’activité répondant au mayer, unité pour laquelle nous proposons le nom de carnot, représenterait alors un travail de 42,4 kgm par seconde, ou de 416 watts. Nous figurerons par le signe Ca les quantités exprimées au moyen de cette valeur.
- Telle est la nouvelle unité d’activité proposée pour remplacer le cheval-vapeur qui, d’après les mesures anglaises correspond à un travail de 76 kgm par seconde, et que l’on compte plus généralement en France, à raison de 75 kgm pendant le même temps.
- On reconnaîtra sans peine, qu’au point de vue scientifique, le carnot offrirait non seulement l’avantage d’être établi sur des hases plus exactes, mais encore de donner, dans les formules, des relations plus directes entre les quantités de travail et les quantités de chaleur transformées :
- Considérons, par exemple, une machine à vapeur de l’activité de 23 carnots, ce qui correspond à peu près à 13 chevaux-vapeur.
- Ce nombre 23, de l’expression en carnots, indiquera immédiatement que, dans cette machine, l’activité mécanique pouvant être transmise est celle correspondant à la transformation en travail mécanique, de 23 regnaults par seconde. Et, si l’on constate, par exemple, qu’elle dépense par seconde 3,25 g de houille dont la puissance calorifique, pour un gramme, est de 75 i^egnaults environ, ce qui donne 3,25 X 75 = 243,75 regnaults pour les 3,25# de combustible il en ressortira alors que l’expression du rapport entre la chaleur utilisée et la chaleur dépensée sera
- 23
- 243,75 “
- 0,094.
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- On voit que dans cet exemple, la chaleur utilisée ne serait pas tout à fait le dixième de chaleur dépensée, bien que la dépense de combustible que nous y avons admise, et qui correspond à peu près à 900 g par cheval et par heure, puisse être regardée comme un minimum dans la pratique industrielle.
- D’autre part, en se plaçant plus spécialement au point de vue de la pratique, on remarquera que le carnot, tout en se trouvant assez grand pour l’estimation des plus forts moteurs, serait plus convenable que le cheval-vapeur pour celle des petites puissances motrices et des moyennes qui sont, en somme, les plus fréquemment utilisées.
- Introduite par Watt, l’estimation de l’activité des machines en force de cheval a été nécessitée à son époque par le remplacement qui s’opérait alors, des manèges, par la machine à vapeur de son invention; mais on n’ignore pas aujourd’hui que le cheval-vapeur, compté d’après lui à raison de 75 ou 76 kgm par seconde, est de beaucoup trop grand pour équivaloir effectivement au travail pendant le même temps, d’un cheval attelé à un manège. Et la valeur de ce dernier se trouvant comprise, d’après Morin, entre 40 et 45 kgm par seconde, on voit que le carnot proposé comme nouvelle unité, et qui serait à peu près exactement la moyenne entre les deux nombres ci-dessus, mériterait encore la préférence comme représentant mieux l’activité du cheval employé comme force motrice.
- Il n’est pas non plus sans importance de constater que, par suite de l’adoption des nouvelles unités proposées, le mayer serait tout indiqué pour mesurer les quantités d’énergie développées ou absorbées dans les réactions chimiques; car, bien que les expressions qui en résulteraient se trouvassent être ainsi les mêmes, numériquement, que celles exprimées en petites calories ou regnaults, elles auraient cependant cet avantage, d’éviter de confondre l’énergie chimique avec la chaleur observée qui n’est, en réalité, que la forme spéciale sous laquelle elle se trouve mesurée.
- On remarquera encore que, ne procédant pas des unités de force admises, soit en mécanique, soit en physique, les mesures en mayers et en carnots pourraient 'être appliquées sans discordance, soit que l’on admette le kilogrammètre et le kilogrammètre-seconde comme unités fondamentales de travail et d’activité, conformément à l’usage dans la première de ces deux sciences, soit que l’on adopte à cet effet le joule et le watt, comme le font aujourd’hui les électriciens.
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- Cet avantage s’applique de même, il est vrai, au cheval-vapeur dont la valeur ayant été fixée un peu arbitrairement, peut être aussi regardée comme ne procédant réellement, ni de l’une, ni de l’autre . de ces deux bases mais la fixation du cheval-vapeur ne repose, comme nous venons de le voir, sur aucune donnée scientifique, et c’est en cela surtout que consiste son infériorité.
- Au point de vue que nous venons d’envisager, le poncelet proposé comme grande unité d’activité par le Congrès international de mécanique tenu à Paris en 1889, ne pourrait, comme on le voit, offrir le même avantage; et il en serait de même aussi du kilowatt proposé presque en même temps par le Congrès international des électriciens. De plus, si, comme il vient d’être dit plus haut, le cheval-vapeur est déjà une unité trop grande pour les besoins les plus ordinaires de la pratique, il en serait de même, à plus forte raison, du poncelet et du kilowatt, lesquels sont très sensiblement plus grands, puisque la première de ces unités équivaut à 100 kgm par seconde, et la deuxième à 102 kgm environ pendant le même temps.
- Du reste, ces unités étant obtenues par l’application de deux systèmes différents sur lesquels il n’y a pas encore eu accord entre les savants, il en résulte, conformément à ce qui a été dit déjà : que ni l’un, ni l’autre ne pourrait être universellement adopté, du moins quant à présent ; tandis qu’aucuo obstacle de ce genre ne se présenterait pour l’adoption du carnot et du mayer qui offriraient d’ailleurs Davantage de fournir des expressions plus simples dans les cas nombreux où l’énergie se trouve appréciée d’après les quantités de chaleur développées ou absorbées.
- Enfin, en dehors des considérations qui précèdent, cet accroissement très grand de l’unité d’activité pourrait aussi devenir un obstacle à son adoption par les constructeurs de machines, en ce sens que la puissance nominale de ces dernières devant être ainsi exprimée par un chiffre moindre que précédemment, cela pourrait causer une perturbation peu favorable aux vendeurs, jusqu’au moment, du moins, où le public se trouverait suffisamment éclairé. Tandis que le contraire aurait lieu par suite de l’adoption d’une unité plus petite que le cheval-vapeur, telle que le carnot proposé dans cette note.
- Noos terminerons en donnant ci-après les formules exprimant les relations des nouvelles unités entre elle, et avec les autres unités actuellement en usage :
- En adoptant à cet effet les désignations ci-après :
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- M — Travail exprimé en mayers.
- Ca — Activité exprimée en carnots ou en mayers par seconde.
- (A — Activité exprimée en chevaux-vapeur.
- T — Travail exprimé en kilogrammètres.
- Ts — Activité exprimée en kilogrammètres. par seconde.
- J — Travail exprimé en joules.
- W — Activité exprimée en watts, c’est-à-dire en joules par seconde.
- Rg — Quantité de chaleur transformée,exprimée en petites calories ou regnaults.
- C — Quantité de chaleur transformée, exprimée en grandes calories.
- Les relations dont il s’agit seront alors représentées par les formules suivantes :
- R, Ca = l,77 Gh , = Mfl ou G,= 0,565 C£
- Ca = 0,0236 Ts ou . Ts=42,4 Ca
- Ca =0,0024 W ou W= 416 Ga
- Ma= 0,0236 T ou T =42,4 Ma
- Ma= 0,0024 J ou J =416 Ma
- Rff = 10 C ou G =0,1 Rs
- Et en désignant par t la durée du travail exprimée par chacune des quantités T, J, Ma, on aura d’autre part :
- T = Tst J = W t
- T. = t W = t
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- NOTES
- DE
- NOS CORRESPONDANTS DE PROVINCE ET DE L’ÉTRANGER
- Communication do M. de BORODINE, Correspondant de la Société à Kicîf
- RAPPORT
- De la CommissioiLjliargée de l5essai de la Locomotive à grande vitesse, système CompoHd-Tândëm, les'Tïïémins de Ter Snd-Onest Russes.
- Conformément à l’ordre du Département des chemins de fer, en date du 28 mai, il s’est réuni à Kieff, le 12 juin, une Commission présidée par le Directeur des Chemins de fer Sud-Ouest, le Conseiller de cour, Ingénieur de Borodine, et composée du Conseiller de cour, Ingénieur Koribout-Dachkevitch, délégué du Département des chemins de fer et du Conseiller de cour, Ingénieur Tichmeneff, adjoint de l’Inspecteur des chemins de fer Sud-Ouest, afin d’effectuer des essais avec la locomotive à grande vitesse, système com-pound-tandem, récemment livrée aux chemins de fer Sud-Ouest (1).
- I. — La locomotive à quatre cylindres, système compound-tan-dem, n°101, présentée à la Commission, a à l’arrière deux essieux moteurs entre lesquels se trouve placé le foyer et à l’avant un bogie tournant sur cheville ouvrière qui supporte une partie du
- (1) Cette machine a été étudiée en détail et consiruile d’après un avant-projet de M. de Borodine, par la Société alsacienne de constructions mécaniques, dans ses ateliers de Belfort, sous le contrôle et la surveillance de M. A. Mallet, Ingénieur délégué à cet etlet par la Compagnie des Chemins' de fer du Sud-Ouest. Elle a été commandée à la fin de 1890 et terminée en septembre 1891. La planche jointe à cette note montre la disposition générale de la locomotive et l'arrangement des cylindres et fait voir la manière dont on procède à la visite et au remplacement des segments des grands pistons. On s’est proposé, dans ce type de locomotive, de réaliser une machine ausU puissante que possible dans les limites lîxées par l’Administration supérieure, savoir, 131 de charge maxima par essieu et 11 atm de pression maxima à la chaudière, et en même temps aussi simple que le comportait l’emploi de quatre cylindres, emploi rendu nécessaire par l’impossibilité de faire, dans le cas d’une compound à deux cylindres, le cylindre unique à basse pression d’assez grand diamètre.
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- poids de la locomotive. De chaque côté de la machine se trouvent disposés sur un même axe géométrique, et légèrement inclinés, deux cylindres, dont celui d’avant est à haute pression et celui d’arrière à basse. La vapeur introduite dans le cylindre à haute pression, après avoir effectué son travail, passe dans le cylindre à basse pression, situé du côté opposé de la locomotive, en traversant le receiver disposé'dans la boîte à fumée. Afin de pouvoir développer, au moment du démarrage, un plus grand effort, la locomotive est munie d’un robinet pour l’introduction de la vapeur de la chaudière directement dans les cylindres à basse pression par un tuyau de faible diamètre pour réduire sa pression à son entrée dans les cylindres.
- La locomotive ainsi que le tender sont munis de freins système Westinghouse.
- La locomotive n° 101 a les dimensions principales suivante :
- Diamètre intérieur du corps cylindrique de la
- chaudière..................................... 1 251 mm
- Épaisseur des tôles du corps cylindrique . . . 14,5 mm
- Nombre de tubes à fumée . ................... 208
- Diamètre extérieur des tubes à fumée. ... 45 mm
- Longueur des tubes à fumée (entre les plaques
- tubulaires)................................... 3 800 m
- Surface de chauffe du foyer................ 10,4 m2
- Surface de chauffe des tubes (extérieure) . . 112 m2
- Total de la surface de chauffe............. 122,4 m2
- Surface de grille.......................... 1,9 m2
- Pression dans la chaudière (en dessus de la
- pression atmosphérique)....................... 11 atm
- Diamètre des cylindres à haute pression . . 330 mm
- — — à basse pression . . 500 —
- Course des pistons......................... 600 —
- Rapport de volume des cylindres ...... 2,30
- Diamètre des roues motrices................ 2 000 —
- — des roues du bogie................... 950 —
- Distance entre les essieux moteurs......... 2 600 —
- Distance entre les essieux du bogie........ 2 000 —
- Distance totale entre l’essieu d’avant du bogie
- et l’essieu moteur d’arrière.............. . .6 600 —
- Longueur totale de la locomotive........... 9 400 —
- Poids de la locomotive vide ........ 39 400 kg
- Bull 54
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- Poids de la locomotive en service......... 43 000 kg
- Poids utile de la locomotive (charge sur les
- essieux moteurs).............................26 000 —
- Charge sur le bogie....................... 17 000 —
- Volume d’eau dans le tender ... . . 15 000 m3
- Poids de charbon dans le tender ..... . 5 000 kg
- Poids du tender vide ....................... 15 000 —
- Poids du tender plein. ..................... 35 000 —
- Distance entre l’essieu d’avant du bogie et l’essieu d’arrière du tender..................... 13 000 mm
- Distance totale entre la surface extérieure des tampons d’avant de la locomotive et ceux d’arrière du tender . ................... ... . 16 500 mm
- Ainsi, la locomotive n° 101 se trouve être construite conformément à l’avant-projet ; l’unique changement consiste dans la substitution au foyer en cuivre ondulé d’un foyer ordinaire, système Belpaire ; l’usine de Belfort n’ayant pas, jusqu’à présent, construit des foyers ondulés et n’ayant pas consenti à en faire l’essai pour une seule locomotive.
- II. — II a été constaté par les documents présentés à la Commission par la Direction des chemins de fer Sud-Ouest que la lo-.comotive n° 101, livrée au chemin de fer au mois de septembre de l’année dernière, a conduit une série de trains ordinaires et de trains d’essai et que pendant ce service la machine a fait preuve d’une parfaite régularité et d’une construction satisfaisante. Ensuite, conformément à l’ordre du Département des chemins de fer, la locomotive n° 101 est entrée en service régulier, conduisant les trains de voyageurs aux vitesses prescrites par les horaires'; pendant ce service il a été constaté que cette locomotive conduisait des trains d’un poids dépassant les maximum de charge fixés pour les locomotives ordinaires. De cette façon, la locomotive n° 101 remplaçait souvent la double traction.
- Les mêmes qualités se sont montrées à partir du 6 mai quand la locomotive a fait le service des trains express sur la section Kieff-Kasatine avec des trains de 11 unités de voitures, prenant plusieurs fois des trains de 13, 14 et même de 15 unités de voitures. Tous ces trains, comme le prouvent les marcheroutes présentés à la Commission, conduits par la locomotive n° 101, arrivaient sans le moindre retard sur les horaires ; pour faire ce parcours avec les locomotives ordinaires en service, même pour des
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- trains de 11 unités de voitures, on aurait été obligé d’avoir recours à la double traction, puisque le maximum de charge pour les locomotives les plus fortes des chemins de fer Sud-Ouest est de 8 unités de voitures.
- HL — En présence de la Commission, il a été exécuté deux voyages d’essai sur la section Kieff-Kasatine, qui présente des rampes de 0,008 m, particulièrement dans la direction de Kieff à Kasatine. Le temps était favorable et calme. Pendant le premier de ces voyages d’essai, on a pris, à l’aide d’indicateurs, des diagrammes du travail de la vapeur dans les cylindres, et à chaque minute il était noté ; la pression de la vapeur dans la chaudière,, les indications du compteur de tours des roues motrices ; en outre, la dépense d’eau et de combustible a été rigoureusement mesurée.. Pour apprécier la vitesse, on avait dans chacun de ces trains d’essai, outre l’indicateur de vitesse sur la locomotive, un appareil Graftio dans le fourgon à bagages.
- Le premier voyage s’est effectué avec un train de 15 unités de voiture (15 voitures à trois essieux avec un poids total de 14 700 pouds) (2401), de Kieff à Kasatine, avec les vitesses indiquées dans le tableau suivant :
- GARES S C=3 < CJ P Z c/) Cfi M 3 « Z P > TEMPS 1 £ DURÉE DU VOYAGE EN MINUTES VITESSE MOYENNE ENTRE STATIONS TRAIN-C nc < >* O P P I0VBRIER H. o s s >
- Kieff » B » 5,14 » » » »
- Jouliani 12 5,36 » 5,36 22 33 22 33
- Boyarka 9 5,47 » 5,47 11 49 12 45
- Wassilkoff 13 6,02 a 6,02 15 52 16 48
- Motovilovka 9 6,12,5 » 6,12,5 10,5 51 12 45
- Fastoff 16 6,33 12 6,45 20,5 47 23 41
- Kojanka 17 7,08 » 7,08 23 44 21 48
- Popelnia 19 7,29 4 7,33 21 54 23 50
- Brovki 18 7,55 2 7,57 22 49 26 41
- Tchernoroudka 15 8,16,5 » 8,16,5 19,5 46 18 50
- Kasatine 20 8,43,5 B » 27 44 28 43
- 148 » » » 191,5 46,4 201 44,2
- Remarque : Les vitesses sont exprimées en verstes de 1 066,8 m.
- Parti de Kieff avec une pression dans la chaudière de 11 atm, et
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- le foyer chargé an moment du départ, le train, après la traversée des voies de la gare d’une longueur d’une verste, s’avançait avec une vitesse de 30 verstes à l’heure (32 km) vers la rampe de plus de 0,008 m qui commence à 130 sagènes de la sortie de la gare et qui a une longueur de 5 verstes à peu près. Après un trajet de 2 verstes, la pression de la vapeur dans la chaudière était tombée à 9 atm et la vitesse avait diminué jusqu’à 21 verstes à l’heure. Ensuite la pression et la vitesse ont commencé à augmenter ; la première, au bout de la rampe, avait atteint 10,5 atm et la seconde 32 verstes (34 km) à l’heure. Pendant tout le parcours, la locomotive démarrait sans choc et atteignait, sur les profils faciles, la vitesse de 70 verstes (74,7 km) par heure. La locomotive marchait avec douceur et franchissait les courbes sans le moindre choc.
- Les relevés faits en route montrent .que la pression de la vapeur à la chaudière a varié entre 9 et 11 atm, atteignant le plus souvent ce maximum. La locomotive tenait la vapeur et l’eau d’une maniéré tout à fait satisfaisante. Les constatations faites dans cet essai indiquent que la locomotive n° 101 a consommé en tout 1 476 kg de charbon du Don de la mine de Bogodouhoff, vaporisant avec cette quantité de combustible 12 806 kg d’eau, ce qui fait qu’en moyenne 1 kg de charbon a vaporisé 8,68 kg d’eau (1).
- L’examen des diagrammes pris en cours de route (et dont quelques spécimens sont reproduits sur la planche) prouve la régularité du travail de la machine et le calcul du travail à la vitesse de 60 verstes à l’heure (63,3 kg) fait d’après le diagramme n° 160 démontre que ce travail représente dans ce cas 588 chx indiqués.
- Le second voyage a été effectué avec 11 unités (11 voitures à trois essieux avec un poids total de 11 400 pouds, soit 187 t) de Kasatine à Ivieff, avec les vitesses ci-après indiquées, qui dépassent considérablement celles qui sont admises pour les trains courriers des chemins de fer Sud-Ouest..
- Pendant ce deuxième voyage, la locomotive démarrait aussi facilement que pendant le premier voyage (2) et atteignait, sur les profils faciles, 85 verstes (90,7 km) à l’heure ; tout comme auparavant, la locomotive marchait avec une parfaite douceur et franchissait les courbes sans le moindre choc. La locomotive tenait l’eau et la vapeur d’une manière aussi satisfaisante que pendant le premier essai.
- (1) La dépense brute par kilomètre ressort donc, pour 158 km environ, à 9,34 kg de combusdble par kilomètre.
- (2) Au départ à Kasatine, la locomotive a dû légèrement refouler le train ; après quoi elle démarra parfaitement.
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- GARES DISTANCE ENTRE LEs, GARES Ë < TEMPS û 1 ë S H £. DURÉE DU VOYAGE EN MINUTES VITESSE MOYENNE ENTRE LES GARES REMARQUE
- Kasatine » 3, 12,35 » » Entre les gares
- Tchernoroudka. . 20 12,53 » 12,53 18 67 de Tchernoroudka et
- Brovki 15 1,13 » 1,13 20 56 Brovki, le train a dû.
- Popelnia 18 1,30 3D 1,30 17 64 stationner en pleine
- Kojanka 19 1,48 » 1,48 18 63 voie pendant quatre
- Fastoff 17 2,03 14 2,17 15 68 minutes par suite de
- Motovilovka. . . 16 2,32 B 2,32 15 64 la rupture d’un boyau
- Wassilkoff. . . . 9 2,44 B 2,44 12 45 du frein Westinghouse
- Boyarka 13 2,56 13,5 3,09,5 12 65 de l’une des voitures.
- Jouliani 9 3,19 6 3,25 9,5 57
- Kieff 12 3,37,5 B ' » 12,5 58
- 148 X> » » 145 61,2
- Les résultats acquis dans ce second voyage d’essai montrent que la locomotive n° 101 a dépensé en tout 1 148 kg de charbon du Don de la mine Bogodouhoff, vaporisant avec cette quantité de combustible JO 627 kg d’eau; en moyenne, 1 kg de charbon a évaporé 9,26 kg d’eau (1).
- Se basant sur les résultats des essais ci-dessus, ainsi que sur les documents présentés par la Direction des chemins de fer Sud-Ouest qui montrent que la locomotive n° 101, depuis son entrée en service a parcouru (jusqu’au 1er juin) 28 514 verstes (30425&W) la Commission décide que la locomotive n° 101 peut être considérée comme ayant' atteint de fait le but proposé, tant par son type que par sa construction.
- Kieff, le 13 juin 1892.
- Ce rapport a été signé :
- Directeur des Chemins de fer Sud-Ouest, A. de Borodine.
- Ingénieur, A. Koribout-Dachkévitch.
- Ingénieur, Tichmeneff.
- Le tableau ci-après qui donne des renseignemeuts supplémentaires sur les résultats obtenus de la machine 101 dont le parcours total effectué au 15 novembre dépassait déjà 50 000 km, a été envoyé par M. de Borodine postérieurement au rapport qui précède.
- (1) La consommation brute de combustible ressort pour ce second essai à 7,26 kg par kilomètre.
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- (1) De Fastoff à Kazatine, 13 voitures.
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- 1 1891 22 novembre 1891 30 novembre 1892 . 12 juillet DATES DES ESSAIS
- 3 3 Spécial NUMÉROS DES TRAINS
- ^ ^ CH CD 4*- COMPOSITION DES TRAINS (nombre de voitures)
- s
- cjT S’ CD*
- F 7$
- A-, HH
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- 05 05 05
- N K K
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- D* 5‘ 5’
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- HH 1
- b© O 1-H DÉPENSE TOTALE
- 00 O CO C* CO CO | d’eau
- C5 05 OA j en kilogrammes
- O 05 oo
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- 05
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- Cn
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- DEPENSE TOTALE
- DK COMBUSTIBLE
- en kilogrammes
- 8,05 9,04 8,68 1 KILOGRAMME DE COMBUSTIBLE à vaporisé KILOGRAMME D’EAU
- 05 05 PERTE DE VAPEUR
- H* >-n O 05 05 par
- -A -A LES SOUPAPES
- DÉPENSE DE VAPEUR
- CO CO O O PAR LE PETIT CHEVAL
- du frein Westinghouse
- t© O O
- -A -A
- -A CO HH
- b© CO CO
- O CO f“H
- CONSOMMATION DE VAPEUR
- PAR LES MACHINES
- de la locomotive
- Ci CO CO
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- b© b© 00
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- 4^ 05 4^
- CO -A
- CO 00 05
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- TRAVAIL TOTAL indiqué
- EN KILOGRAMMÈTRES
- CO
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- CO
- 05
- CO
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- 05
- CONSOMMATION DE VAPEUR
- BAR CHEVAL
- indiqué à l'heure
- CONSOMMATION DE COMBUSTIBLE
- PAR CHEVAL
- indiqué à l’heure
- ÇJX 4^
- HH HH
- CO en 05
- b© b© en
- JS- CO CO
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- 05 05 . -A
- ADMISSION MOYENNE
- DANS LES PETITS CYLINDRES EN 0/0
- de course du piston
- TRAVAIL MOYEN indiqué
- EN CHEVAUX VAPEUR
- Résultats des essais de la locomotive n° 101.
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- J ln Oo i/U'w
- PAROLES
- PRONONCÉES AUX
- OBSÈQUES DE' 17 HENRI PÉLIGOT
- M. F. REYMOND
- SÉNATEUR, ANCIEN PRÉSIDENT DE LA SOCIÉTÉ
- Messieurs,
- C’est le cœur oppressé par l’émotion, que je me rends au pieux désir de celle qui fut la compagne infatigablement dévouée de mon vieil ami Henri Péligot. Elle veut que je parle au nom de nos Camarades de l’École Centrale de la promotion de 1852, et, du fond de ma province où, hier, me parvenait la triste nouvelle, j’accours, plein des souvenirs d’un long passé de quarante-trois années et d’une amitié qu’aucun nuage n’a jamais obscurcie.
- C’est sur les bancs de notre chère École que je vis pour la première fois, en 1849, celui que nous pleurons aujourd’hui.
- À ceux qui le connurent comme moi, dans l’épanouissement de ses vingt ans, je ne redirai pas ce qu’il y avait de séduction irrésistible et de spirituelle bienveillance dans ce sourire qu’un mot, une idée saisie au vol faisaient épanouir sous le chaud regard de cet œil bleu si clair, si fin, si honnête !
- Élevé au sein d’une de ces vieilles familles bourgeoises qui, à Paris, — plus qu’ailleurs peut-être — ont le culte de l’honneur et du devoir, Henri Péligot avait, comme tous les siens, la religion des idées saines et vraies : l’exemple du frère aîné déjà illustre devait lui faire aimer la science, cette forme de la vérité.
- Mais le sérieux, j’allais dire l’austérité, du caractère d’Henri Péligot ne nuisait en rien à l’inaltérable bonne humeur de ce Parisien raffiné qui ne pensait pas que la gravité du fond fut inconciliable avec l’aménité de la forme et qui nous prouvait chaque jour qu’il n’était pas impossible d’arriver, comme lui, à rire en travaillant... à plaisanter en faisant le bien.
- Appelés pour la plupart, par les hasards ou les nécessités de la
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- vie, loin de ce Paris que Péligot aimait trop pour le jamais quitter, nous le perdîmes de vue pendant les premières années qui suivirent la sortie de l’École et quand, les uns à titre temporaire, les autres à titre définitif, nous y revînmes, notre ami toujours jeune d’apparence autant que d’esprit et de cœur avait su s’y créer la situation honorable et indépendante que son amour du travail, la rectitude de sa vie, le bon renom de sa famille lui avaient méritée.
- SaDs vouloir citer tous les travaux auxquels il a pris part, nous rappellerons que, l’année même de sa sortie de l’École, Henri Péligot entrait comme préparateur du cours de filature et de tissage (1852-1858) puis du cours de constructions civiles (1858-1863) au Conservatoire des Arts et Métiers.
- De 1857 à 1861 on trouve les traces de son passage à l’Assistance publique dans un rapport sur le chauffage et la ventilation des hôpitaux et dans divers mémoires se rapportant à l’art de l’Ingénieur.
- En 1859, il est nommé arbitre-rapporteur près le Tribunal de Commerce de la Seine, et, en 1864, Expert près le Tribunal civil de première instance et la Cour de Paris.
- Les nombreuses et importantes affaires dont il est chargé ne lui permettent bientôt plus d’accepter aucune autre fonction salariée et dès 1861 il a compris qu’il doit se consacrer exclusivement, se donner tout entier à cette Magistrature de fait dont l’Expert nommé par les Tribunaux est investi et qui, par ses appréciations, par ses constatations techniques qu’abrite la foi du serment, agit à un si haut degré sur les jugements d’où dépendent la fortune et souvent l’honneur des parties en cause.
- Il n’alla pas toutefois jusqu’à refuser les situations honorifiques qui lui offraient à la fois, avec l’occasion toujours impatiemment attendue de rendre service, une intelligente et instructive distraction.
- C’est ainsi qu’il se montre membre assidu de la Société d’En-couragement pour l’Industrie Nationale, dont le Conseil d’administration le compte en 1862 au nombre de ses membres.
- C’est ainsi que depuis 1855, date de son entrée à notre grande Société des Ingénieurs Civils, on le voit, tour à tour, Secrétaire pendant quatre ans, membre, du Comité pendant dix-huit ans et enfin Vice-Président pendant l’année 1873.
- C’est ainsi enfin que les grandes Expositions utilisent avec profit son activité et son zèle :
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- En 1855, il concourt à l’organisation de la galerie des Machines et à la préparation des expériences à faire par le Jury international ;
- En 1867, nommé secrétaire du jury de la classe 24, il est chargé du rapport sur les appareils d’éclairage ;
- En 1878, nous le retrouvons secrétaire du jury des classes 50 à 68, membre du Comité d’organisation du Congrès de la propriété industrielle ;
- Enfin en 1883, il est honoré, à l’Exposition d’Amsterdam, des fonctions de Président de section et de vice-Président du Groupe 7.
- Cette fois la mesure était comble; et le gouvernement de la République se décida à récompenser tant de services gratuits —• auxquels, pour être complet, il eût fallu ajouter ceux rendus à la défense nationale pendant le siège de Paris — et par décret du 27 octobre 1883, il accorda à Henri Péligot la croix de chevalier de la Légion d’honneur.
- Ce fut pour lui une grande joie I La dernière, hélas !
- Un an plus tard, le mal auquel il devait succomber frappait d’un premier coup cette nature énergique et nerveuse qui a pu lutter sept ans avec une force d’âme et une sérénité qui n’ont eu d’égales que l’abnégation et l’incessante sollicitude de la noble femme, sœur de soldat, dont la vaillance ne s’est pas démentie un seul instant, pendant le long martyre dont elle prenait si résolument sa part.
- Le martyre a pris fin.
- Dans la paix dont tu jouis, reçois des anciens camarades, au nom desquels je parle, reçois de ton vieil ami des heureux e't des mauvais jours, reçois le fraternel adieu !
- Adieu Péligot! Repose en paix ! Au revoir, ami!
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- CHRONIQUE
- N° 154
- Sommaire. — Estais de locomotives dan^ un atelier spécial. — L’expansion mnltiple dans lés machines à vapeur. — Turbines à haute chute. — Le viaduc de Pecos. — Grosses locomotives électriques. — Yenlilation d’un tunnel par l’électricité.
- Essais «le locomotives dams an ateliei’ spécial. — Nous avons, ULrns la Chronique 3F decemTUel 891, page 734, donné quelques renseignements sommaires sur l’installation d’un atelier d’essais pour les locomotives, réalisée dans le laboratoire de mécanique de l’Université de Purdue, à La Fayette, Indiana (États-Unis). Nous rappelions en même temps que notre collègue, M. de Borodine, avait proposé, dès 1881, une installation de ce genre et l’avait même réalisée en partie.
- L’atelier d’essais de Purdue a déjà commencé à fonctionner, et nous nous proposons de donner quelques résultats qu’on y a obtenus récemment. Ces essais ont été faits sur la locomotive construite par les Sche nectady Locomotive Works, que nous avions mentionnée dans la Chronique précitée et dont les dimensions principales sont :
- Diamètre des cylindres................................ 0,432 m
- Course des pistons................................... 0,610 —
- Diamètre des roues motrices............................ 1,600 —
- Charge sur ces roues ou poids adhérent............... 25 370 kg
- Poids total................................. . .... 38 500 —
- Surface de grille. .- . ............................. 1,60 m2
- Surface de chauffe directe.......................... . 11,25 —
- — tubulaire.......................... 97,28 —
- — totale............................. 108,53 —
- Nombre de tubes................,.....................200
- Diamètre extérieur................................... 51 mm
- Longueur entre plaques tubulaires.................... 3,507 mm
- Diamètre de l’orifice du tuyau d’échappement .... 76 mm
- Les roues motrices reposent sur des galets de support qui tournent lorsque les premières sont en mouvement ; les axes de ces galets sont maintenus dans des paliers et, comme nous l’avons indiqué précédemment, portent des freins à friction qui créent une résistance à leur rotation. On a prévu quatre de ces freins, mais deux seulement sont en usage jusqu’ici. Un dynamomètre attaché à la barre d’attelage de la machine indique l’effort de traction et ne permet à la locomotive qu’un très léger déplacement dans le sens horizontal.
- La machine était chauffée à la manière ordinaire ; les injecteurs prenaient l’eau dans une bâche alimentée par des réservoirs jaugés ; on recueillait l’eau perdue des injecteurs et on la mesurait avec soin pour la
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- défalquer de la quantité livrée aux injecteurs. Cette différence donnait l’eau réellement introduite dans la chaudière.
- Les essais, dont nous donnons les résultats ci-dessous, ont été effectués par MM. W.-C, Wickersham et, Gf.-E. Parks, étudiants à l’Université de Purdue, assistés d’un certain nombre de leurs camarades. C’est le premier travail réalisé avec l’installation dont nous nous occupons.
- Le programme consistait à effectuer une série d’essais, dont chacun avec un certain degré d’introduction constant pour tout l’essai, la vitesse étant réglée par l’ouverture du régulateur. La pression à la chaudière devait être la même pour tous les essais, et, en fait, elle l’a été très sensiblement en pratique, la moyenne étant de 9,2o kg et les extrêmes 9,12 et 9,35.
- Les soupapes chargées à 9,90 (140 livres par pouce carré) n’ont pas soufflé pendant toute la durée des expériences, de sorte qu’il n’y a pas eu à tenir compte d’aucune perte de ce côté. Le tuyau de prise de vapeur passait dans la boite à fumée et il se produisait ainsi un séchage de la vapeur et même une légère surchauffe, et le degré d’humidité de celle-ci était mesuré an moyen d’un calorimètre dont la prise de vapeur se faisait sur le tuyau, dans la boîte à fumée. Ce calorimètre était protégé contre la radiation par une enveloppe d*amiante.
- Le tirage, soit le vide dans la boîte à fumée, était mesuré par un tube en U placé sur le côté de cette boîte ; quant à la température des gaz de la combustion, on l’appréciait avec une sphère de cuivre exposée à leur contact dans la boite à fumée, à peu près au milieu de la hauteur de la plaque tubulaire et à 0,10 m environ de celle-ci ; cette sphère, lorsqu’elle avait pris la température du milieu, était, par une disposition convenable, reçue par un plan incliné qui la faisait tomber dans l’eau d’un calorimètre.
- L’élévation de température de cette eau faisait connaître celle de la sphère, soit celle des gaz de la combustion. On faisait trois constatations de cê genre par essai et on en prenait la moyenne.
- Des indicateurs étaient installés à chaque extrémité de chaque cylindre et on relevait quatre diagrammes simultanément. Le combustible était de la houille de Brazil (Indiana). La conduite du feu a, pendant tous les essais, été faite par le même chauffeur, qui n’avait jamais auparavant travaillé avec la machine soumise aux expériences.
- Dans.chaque essai, on mettait d’abord la machine en route; puis, lorsque les diverses conditions recherchées dans l’essai étaient réalisées, on donnait un signal avec un gong et c’était le commencement de l’expérience. Tous les relevés, diagrammes, etc., sauf les températures de la boite à fumée, étaient pris toutes les dix minutes marquées par un coup du gong. La fin de l’expérience était également signalée par le gong. Mais la marche n’était pas continue, parce que, dans tous les essais, il a été trouvé nécessaire de faire un ou deux arrêts intermédiaires. Le plus long de ces arrêts a été dans le premier essai, il a été de neuf minutes ; les autres n’ont pas dépassé sept minutes. On opérait en fermant le régulateur un pèu après le signal périodique donné toutes les dix minutes ; on repartait à la fin de l’arrêt et on notait la reprise de l’essai un peu avant le signal des dix minutes pour reprendre l’inter-
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- valle périodique. Bien entendu, le temps perdu était déduit de la durée de chaque essai. On ne touchait pas au régulateur en dehors des arrêts et mises en marche.
- On s’était proposé de maintenir un effort constant de 1 132 kg (2 500 livres) sur la barre d’attelage, mais un défaut dans l’installation du dynamomètre ayant faussé les résultats des lectures, on a préféré ne pas tenir compte des indications de cet instrument.
- On n’a pas cherché à constater le degré d’humidité de la vapeur dans la chaudière, on s’est borné à le déterminer dans le tuyau allant aux cylindres.
- Il serait facile avec cette donnée de calculer la proportion d’eau contenue dans la vapeur dans la chaudière et on trouverait un Chiffre très faible, moins de 1 0/0.
- m
- —
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- &
- Nous donnons dans le tableau ci-contre les principaux résultats obtenus dans les cinq essais.
- Le diagramme ci-joint, tracé d’après les chiffres du tableau, pour la ^ dépense de vapeur mesurée par cheval indiqué et par heure, montre que la consommation minima correspond sensiblement à l’introduction au tiers de la course; avec des introductions inférieures, la dépense de vapeur augmente. Quant à la dépense apparente mesurée sur les diagrammes et figurée par la courbe inférieure., elle diminue constamment avec la période d’introduction et affecte presque la forme d’une ligne droite. La comparaison des deux courbes permet de juger de l’importance du surcroit de dépense amené par les condensations dans les cylindres.
- Les résultats de ces essais qui ne sont qu’un premier aperçu et qui seront complétés de manière à former une étude complète de la question du fonctionnement des locomotives, en tant que machines à vapeur, sont déjà très intéressants. Ils sont parfaitement d’accord avec ceux des expériences de M. de Borodine, donnés dans le Bulletin de septembre 1886.
- Il est à remarquer que, comme dans ceux-ci, le travail était relativement faible et la vitesse de rotation modérée ; reste à savoir quelle serait l’influence sur les pertes par condensation d’une vitesse plus grande et d’un travail plus considérable. C’est ce que la suite des expériences in-diquëra. Il est probable que l’accroissement de vitesse agira favorablement sur la dépense de vapeur par unité de travail en réduisant les condensations aux cylindres; mais, par contre, l’augmentation de la dépense absolue de vapeur ne réagira-t-elle pas sur le degré d’humidité de la vapeur, qui s’est trouvée sèche et même très légèrement surchauffée par suite d’une production très modérée et d’un passage lent à travers les tuyaux sécheurs de la boite à fumée, surchauffe dont une partie est d’ailleurs attribuable, dans les quatre premiers essais, à la grande différence
- 10 20 30 K 60 SO
- Admission en centièmes de ia course
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- DÉSIGNATION DES ESSAIS i II III IV V
- Date de l’essai 21 avril 28 avril 2 mai 3. mai i mai
- Durée de l’essai en minutes 170 180 180 180 180
- Nombre de tours par minute 79,05 80,72 94,08 80,50 78,42
- Vitesse correspondante par heure en kilomètres. 23,78 24,27 28,32 24,25 23,41
- Admission en centièmes de la course 52 . 44.6 37,4 28,3 21,2
- Pression effective dans la chaudière en kg. 9,17 9,35 9,12 9,33 9,29
- — — dans le tuyau de vapeur — 2,98 3,71 4,31 5,20 6,67
- Pression moyenne effective sur les pistons . . 2,015 2,105 1,975 1,920 1,985
- Travail à l’indicateur en chevaux 121,9 130 141,6 119,3 119,2
- Poids total du combustible sec 1006,6 959,4 956,7 759,2 719,4
- Cendres et escarbilles 96,5 71,7 87 87,4 82,9
- Poids total de combustible net 910,1 887,7 869,7 671,8 636,5
- Température à la boîte à fumée ....... 324° 318° 322° 285“ 291“
- Tirage en centimètres d’eau 3,41 3,09 2,53 2,32 2,30
- Température de l’eau d’alimentation 14,3“ 15,1“ 14,9“ 14,4“ 14,5°
- Poids d’eau reçue par l’injecteur 6663 6677 6515 5510 5879
- Eau perdue 56 75 65 57 - 44
- Poids d’eau entrée dans la chaudière. .... 6607 6602 6450 5453 5845
- Surchauffe de la vapeur à l’entrée aux cylindres. 14,7“ 10,5“ 7,2“ 2,9° 0“
- Proportion d’eau entraînée p. 100 0 0 0 0 0,49
- Vapeur par cheval indiqué mesurée 19,11 16,94 15,17 15,22 16,31
- — — — par les diagrammes. 13,95 12,82 11,51 10,55 9,78
- Proportion de cette dernière 0,730 0,757 0,758 0,693 0,599
- Combustible brut par heure et to2 de grille. . 222 200 198 158 150
- Combustible brut par cheval et par heure. . . 2,92 2,47 2,23 2,36 2,24
- — avec vaporisation à 8 kg 2,39 2,12 1,89 1,90 2.04
- Vapeur par m2 de surface de chauffe et par heure. 21,40 20,32 19,87 16,74 17,94
- Eau vaporisée par kg de combustible brut . . 6,53 6,88 6,74 6,44 7,27
- — — — — net. '. . 7,87 8,28 8,11 7,11 8,77
- Nombre de chevaux par m2 de grille 76 81 88,5 74,5 74,4
- — — —de surface de chauffe. 1,12 1,20 1,31 1,10 1,10
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- de pression entre les deux côtés du régulateur, c’est-à-dire à l’étranglement ? N’y aura-t-il pas de ce fait une certaine compensation ? Nous ne manquerons pas de donner la suite de ces intéressantes expériences;
- Expansion niiil tiple dan s les machines à vapeur. — Un
- Ingénieur, qui s est fait remarquer par une sene de monographies-publiées dans les journaux techniques allemands, M. Eugène Brückmann, a donné, dans le Zeitschrift des Vereines deutscher Ingenieure, une étude biographique et technique sur G.-M. Roentgen, l’inventeur de la machine compound (voir nos Chroniques d’octobre et décembre 1889). Cette étude est extrêmement intéressante. Nous avons été frappé de ce fait que l’auteur a cru devoir, sur le titre, qualifier Roentgen de « der Erfin-der der Mehrfach-Expansions-Dampf Maschine », c’est-à-dire inventeur de la machine à expansion multiple. Le point de départ de cette affirmation serait, d’après M. Brückmann, que Roentgen serait le premier à avoir parlé dans ses brevets d’une expansion poussée au delà des deux cylindres successifs, combinaison due, comme chacun sait, d’abord à Hornblower, puis à Woolf, dont ce genre de machines porte encore souvent le nom.
- Il est très exact que Roentgen indique avec beaucoup de détails l’emploi de deux, trois ou plus cylindres recevant chacun la vapeur d’échappement du précédent et attelés chacun sur une manivelle distincte, de manière à former pour ainsi dire autant de machines séparées ; mais, s’il y a là une forme de la machine à triple expansion, l’idée générale de ce mode de fonctionnement est plus ancienne. On la trouve en effet formulée avec de grands détails dans un ouvrage publié plusieurs années avant les brevets de Roentgen, pris en Angleterre sous le nom de Wolff et en France sous celui de André Kœchlin et Cie, de Mulhouse, tous les deux en 1832. ( Voir Chronique de décembre 1889, page 763.) Cet ouvrage est le Traité de Mécanique industrielle, par M. Christian, directeur du Conservatoire royal des Arts et.Métiers, publié à Paris chez Bachelier, en 1823.
- Dans le tome II, page 113 et suivantes se trouve un passage que nous croyons devoir reproduire in extenso ainsi que la figure qui l’accompagne, vu l’intérêt considérable qu’il présente.
- « Cette considération (le désir de ne pas perdre la totalité de la puissance mécanique qui pourrait résulter de la force expansive de la vapeur et celle qui lui reste après avoir exercé son action) a donné naissance à deux systèmes de construction : le premier consiste à fermer le robinet de vapeur avant que le piston n’ait achevé sa. course, comme, par exemple, le piston étant arrivé au tiers, à la moitié, aux deux tiers, en un mot à une fraction quelconque de sa course. Un second système peut avoir pour objet de faire agir la vapeur une seconde, une troisième fois, après sa première action, ce qui semble exiger autant de cylindres et de pistons qu’on veut multiplier l’action d’une certaine quantité de vapeur introduite dans le cylindre qui est en communication directe avec la chaudière.
- Ainsi, dans ce système voulez-vous faire agir la même vapeur deux,
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- trois on quatre fois, il vous faudra deux, trois ou quatre cylindres et voici quelle pourrait en être la disposition.
- Rappelons d’abord que la vapeur d’une certaine intensité de force qu’on introduit dans un seul cylindre et qui ne cesse d’y affluer tant que dure la course du piston jouit encore d’une force considérable après cette première action.
- Supposons donc, figure 12, que les trois cylindres aient été remplis de vapeur pour la mise en train. Ouvrez le robinet 1 du premier cylindre
- de manière à faire arriver la vapeur de la chaudière sous le piston ; celui-ci s’élève et lève en même temps les pistons des deux autres cylindres par la manière dont ils sont attachés au balancier.
- -, Mais la vapeur qui est en-dessous du premier piston peut s’échapper et venir agir sur le deuxième piston par le robinet 2 qu’on ouvre en même temps que le robinet 1 et la vapeur qui est au-dessus du second piston vient agir de même sous le troisième piston par le robinet 3 qu’on ouvre comme les robinets 1 et 2.
- Remarquons que les portions de vapeur qui se trouvent au-dessus des deux premiers pistons se précipitent vivement dans chaque cylindre qui doit les recevoir, puisque la première action de la vapeur sur le premier piston les fait lever tous les trois et présente par conséquent, le vide à la vapeur qui doit agir sous chacun d’eux.
- Voilà donc les trois pistons arrivés ensemble au bout de leur course respective; il s’agit maintenant de les faire tous redescendre. Pour cela on ferme les robinets 2 et 3 et on ouvre le robinet 1 pour faire arriver la vapeur de la chaudière sous le premier piston, eu même temps qu’on ouvre les deux autres robinets 4 et 3. Le premier piston en descendant fait descendre avec lui les deux autres pistons et la vapeur qui est sous le premier passe par le robinet 4 sur le second piston et celle qui est -sous le second passe sur le troisième par le robinet 5, après quoi les pistons remontent comme ci-dessus.
- Le robinet 6 attaché au troisième cylindre est destiné à envoyer à la condensation ou dans l’air la vapeur après ses trois actions successives, tant celle qui se trouvé dessus que dessous le dernier piston.
- Vous voyez, dans ce système, que la quantité déterminée de vapeur introduite dans le premier cylindre, après avoir exercé sou action sur le piston de ce cylindre, agit encore deux fois avant de se perdre ou d’être détruite. Il semblerait donc qu’avec une telle disposition on serait le
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- maître de n’abandonner chaque portion de vapeur fournie par la chaudière qu’après en avoir extrait, si l’on peut s’exprimer ainsi, la plus grande partie de sa puissance mécanique.
- En donnant, comme on voit, figure 42, des diamètres différents aux divers cylindres dont l’appareil est composé et en attribuant le plus grand diamètre au cylindre destiné à recevoir la vapeur qui a agi le plus de fois et qui, par conséquent, a perdu le plus de force, on cherche à favoriser de plus en plus graduellement sa détente et à offrir à son action la plus grande surface de piston.
- Il faut bien que, dans ce système, les cylindres aillent en augmentant de diamètre, le plus petit communiquant directement avec la chaudière car, s’ils étaient égaux et que l’on supposât que la vapeur ne se refroidît point en passant d’un cylindre à l’autre, il n’y aurait pas de détente et, quel que fut le nombre de cylindres, on perdrait ou l’on enverrait à la condensation de la vapeur qui aurait toute sa force primitive.
- Au surplus, à ne considérer que le principe du système que nous examinons, il n’y a pas de raison pour ne pas porter plus haut le nombre des cylindres de l’appareil, figure 12; mais les dépenses et les difficultés de construction, les frottements des pièces, les contrariétés de mouvement que peut présenter le jeu compliqué de tant de pièces, semblent devoir augmenter dans une grande proportion avec le nombre des cylindres employés. Il est vrai de dire que, si les dispositions de cet appareil donnent une idée du système dont il s’agit, elles ne représentent pas celles qu’on adopte ou adopterait dans la pratique. Il faut des dispositions plus simples et en même temps plus propres à concerter les mouvements divers desquels naît le moment moteur. »
- On remarquera que, dans tout ce qui précède, l’auteur se borne à donner la description de la machine à expansion multiple considérée à un point de vue général, sans revendiquer aucune découverte dans cette question et même sans paraître la regarder comme nouvelle. Plus loin, d’ailleurs, au sujet des machines à deux cylindres considérées au point de vue pratique, il cite Hornblower et Wolff comme en étant les inventeurs.
- Il y a donc une différence essentielle avec la disposition revendiquée dans les patentes mentionnées ci-dessus. Ainsi, la patente de Wolff, que nous avons été le premier à reproduire (Mémoires et Comptes rendus de la Société des Ingénieurs Civils, 1873, p. 823), dit: « L’invention consiste dans la combinaison de machines au nombre de deux ou plus, chacune complète dans toutes ses parties, et ainsi disposées, que la première recevant de la vapeur à une, deux, etc., atmosphères de pression, la machine suivante est mue par la vapeur d’échappement de la première; dans la dernière machine, la vapeur est condensée à la ma chine ordinaire ou s’échappe dans l’atmosphère ; le travail fourni par les diverses machines est appliqué au même arbre ou à des arbres différents reliés entre eux ou bien même à des arbres complètement indépendants. » Il y a donc entre les deux dispositions de machines à multiple expression la même différence caractéristique qu’entre les deux machines à double expansion, c’est-à-dire entre la machine de Wolff proprement dite et la machine compound à réservoir intermédiaire.
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- Turbines à haute chute. — Nous avons donné dans la Chronique dëTe^ptemÏÏreTpage 619, quelques renseignements sur une turbine Pelton, établie pour les mines de Comstock et devant fonctionner sous une chute de 640 m. Nous trouvons dans un récent numéro de Y Engineering News quelques détails complémentaires sur cet appareil, qui est eu service depuis le mois de mars dernier.
- La chute totale de 640 m se compose de la différence de niveau ou pente de la conduite d’amenée de l’eau, qui est de 140 m, et de la hauteur, 500 m, du puits vertical au fond duquel est placée la turbine. Celle-ci a les aubes rivées sur la tôle d’acier qui en forme le corps ; elle pèse 82 kg et fournit un travail d’environ 100 chx, de sorte qu’elle ne pèse pas 1 kg par cheval. Le travail d’un cheval correspond à un débit d’eau de l/5e de pouce de mineur, ce qtii équivaut à 9 l par minute ou 0,15 l par seconde. Le rendement est donc de 78 1/2 0/0.
- L’installation dont nous nous occupons n’est pas la première qui soit faite aux mines de Comstock. Il y avait déjà au puits Chollar de ces mines célèbres six roues Pelton de 1 m environ de diamètre, actionnant des dynamos pour transmission de travail à une distance de 600 m-. Ces roues ne pèsent chacune que 100 kg environ et donnent 125 chx-, elles reçoivent l’eau par des injecteurs de 15 mm de diamètre. L’installation de ces moteurs est originale. Ils sont pour ainsi dire étagés, c’est-à-dire que l’un placé à la surface du sol reçoit l’eau de la conduite dont il a été question, avec 140 m de chute, et que l’eau qui en sort descend de 500 m pour actionner une seconde roue placée au fond du puits, d’où l’évacuation se fait par le tunnel bien connu de Sutro. Il y a plus de deux ans que cette installation fonctionne sans arrêts ni réparations d’aucune sorte.
- Les roues Pelton dont il vient d’être question appartiennent à un système qui diffère considérablement des roues et turbines employées ordinairement. Ce système est décrit dans un article du professeur Reuleaux, paru dans le numéro du 8 octobre dernier du Zeitschrift des Vereines deulscher Ingenieure.
- La roue, qui peut être indifféremment à axe horizontal ou à axe vertical porte une série d’augets affectant la forme de deux demi- circonférences accolées. L’eau, sortant d’un ajutage cylindrique, est lancée contre le point de jonction des deux circonférences, de sorte qu’elle s’épanouit en suivant l’intérieur de ces demi-circonférences pour sortir finalement parallèlement à sa direction initiale, mais dans le sens opposé. Il y a un ou plusieurs injecteurs, suivant l’importance de l’appareil. Un régulateur à force centrifuge, actionné par l’arbre, agit sur une valve qui règle l’ouverture du jet. Ce système, construit par la maison Pelton, de Nevada City, date d’une dizaine d’années et a déjà reçu près de 2.500 applications. En dehors des mines de Comstock dont nous venons de parler on peut citer une roue de 2,15 m de diamètre, dans l’Alaska, fonctionnant sous une chute de 150 m, débitant 297 l par seconde et fournissant un travail de 500 chx servant à la préparation mécanique des minerais.
- A Costa-Rica, une roue de 4,40 m, pesant environ 2 250 kg donne 120 chx avec 119 m de chute. Au Japon, il y a une installation de onze roues Pelton donnant un travail collectif de 1 000 chx ; cinq de ces roues Bull.
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- reçoivent l’eau d’une conduite de 600 ni avec 27,5 m de chute et servent à la transmission électrique à 3 500 m de distance pour travail et éclairage. On compte également onze de ces roues dans l’Afrique méridionale et quinze en Australie. Il y en a quelques-unes en Europe, notamment en Italie, où elles sont employées dans la transmission de travail, entre Tivoli et Rome.
- lie via «lue de I*ecos. — Le Southern Pacific R. R. vient de construire au"^TéxâftmtJlîvragé d’art qui peut compter parmi les plus importants de sa catégorie. C’est un viaduc franchissant entre les stations de Shumla et d’Helmetun canon de 100 à 120 m de profondeur, au fond duquel coule la rivière Pecos. Ce travail amène un raccourcissement de 23 km et évite des travaux encore plus considérables qu’aurait exigés la traversée des canons du Rio-Grande.
- Le viaduc de Pecos a 665 m de longueur et 100,25 m d’élévation au-dessus du niveau de la rivière. Il se compose de 48 travées, dont une qui est au-dessus de la rivière proprement dite a 56,40 ni de portée ; elle est établie dans le système cantilever ; les autres ont alternativement
- 10.50 m et 19,60 m de portée, les plus petites sont celles qui sont sur les piles formées de deux fermes verticales parallèles ; ces travées sont en tôles assemblées par rivets. Le tablier a 6,10 m de largeur et comporte une voie centrale et deux trottoirs latéraux. L’ouvrage est calculé pour servir au passage des charges les plus lourdes en usage sur les chemins de fer, soit 6 1/2 r par mètre courant pour la grande travée et 8 1/2 pour les petites.
- Les piles de moyenne hauteur sont en maçonnerie, les grandes ont leur base en maçonnerie et leur superstructure en acier. La plus élevée a 98 ni de hauteur. La section à la base est pour toutes de 10,65 m sur
- 30.50 m. Ce pont a été construit par la Phœnix Bridge Cy. Le montage, commencé le 1er novembre 1891, les branches du cantilever ont été fermées au milieu de mars 1892 et le pont livré à la circulation à la fin du même mois.
- Cet ouvrage d’art occupe un bon rang parmi les plus élevés du monde; il a 7,95 m de plus en hauteur que le célèbre viaduc de Kinzua, sur le New-York, Lake Erie and Western R. R.; mais il est moins élevé que les viaducs de Loa, sur le chemin de fer d’Antofagasta (103,70 ni), de Garabit (122,20 m) et de Guistoria (140 m).
- Grosses locoMotives électrique^. — La Compagnie Thomson-Houston construit en cë momenfcEe grosses locomotives électriques qui doivent faire la traction dans le tunnel de la ligne de Ceinture de Baltimore pour éviter la production de fumée dans ce tunnel. Ces machines devront remorquer des trains de marchandises de 1 200 t, à la vitesse de 25 km à l’heure ou des trains de 400 t à celle de 50 km sur un profil en rampe de 2 1/2 0/0.
- La prise de courant se fait par un trolley sur un conducteur aérien dont la section n’est pas moindre de 51 cm% (8 pouces carrés).
- Le voltage sera de 700 volts, chaque moteur absorbera de 1 000 à 2 000 ampères. Les dynamos actionneront directement les essieux des roues, dont le diamètre sera de 1.525 m.
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- La machine pèsera 90 t et exercera un effort de traction ou plutôt de poussée maximum de 18 000 kg, soit le l/5e du poids adhérent. 11 est probable, bien que les journaux américains auxquels nous empruntons ces détails ne le disent pas, que ces locomotives auront au moins six essieux moteurs, à moins que la voie ne soit construite dans des conditions spéciales de résistance. Le travail de chaque machine s’élèvera à
- I 500 chx.
- Ventilation d’un tunnel par l’éleetrieité. —Dans la même villë^è~BaTtimhïë':sê"tfôuvdsun^1ïheIji coiritrair'dësi871 à 1873, qui relie les voies du Northern Central et du Philadelphia, Wilmington and Baltimore avec le Baltimore and Potomac R. R., toutes ces lignes faisant partie du réseau du Pennsylvania R. R. Ce tunnel, qui a seulement 1098 m de longueur, donne passage à un trafic considérable et la fumée y crée des difficultés très graves. Comme on ne peut l’exploiter avec des locomotives, spéciales, on a eu recours pour chasser la fumée à une ventilation énergique.
- La section, est demi-circulaire, la largeur est de 8,23 m et la hauteur sur rails de 6,71 m; le tunnel est en pente de 1,35 0/0. On a adopté comme moteur du ventilateur le courant électrique qui provient d’une station établie à 975 m du tunnel. Il s’y trouve une chaudière de 100 choc, une machine à vapeur de 90 et une dynamo Thomson-Houston de 80, un conducteur en cuivre amène le courant à une dynamo placée dans une chambre latérale au tunnel.
- Cette dynamo porte une petite poulie qui actionne par courroie une grande poulie calée sur un arbre intermédiaire portant également une petite poulie, laquelle est reliée par une courroie demi-croisée à une grande poulie horizontale fixée sur l’arbre vertical d’un ventilateur Davidson de 4,57 m de diamètre. L’effet de cette transmission retardatrice est de ramener à 14 le nombre de tours par minute du ventilateur, ce qui fait une vitesse à la circonférence de 3,30 par seconde.
- Le ventilateur est dans une gaine cylindrique placée directement au bas d’une cheminée et se raccorde avec le tunnel par une galerie de
- 4.50 m de hauteur et 2,4 m de largeur avec voûte en plein cintre. La section de la cheminée, de forme carrée, est de 17,20 m2, la hauteur est de
- 30.50 m au-dessus du sol. Cette cheminée est en briques, d’une construction très ornementée au moyen de panneaux en terre cuite.
- Le ventilateur renouvelle complètement l’air du tunnel en cinq minutes. Si on calcule le poids d’une colonne d’air de 38,6 m2 de section et
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- de 1 098 m de longueur, on trouve par la formule qu’à la vitesse de
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- 14 m par seconde, correspondant à l’évacuation en cinq minutes, le travail nécessaire pour donner à l’air cette vitesseest seulement de 191 /2choc,
- II y aurait à ajouter le frottement contre les parois, la résistance de succion due au passage des trains, le rendement du ventilateur, etc. On a compté sur un travail de 45 chx à produire par la dynamo réceptrice.
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- COMPTES RENDUS
- SOCIÉTÉ D’ENCOURAGEMENT POUR L’INDUSTRIE NATIONALE
- Septembre 1892
- Rapport de M. Prunier sur le nettoyeur mécanique de M. O. André pour les bougies Cliamberland.
- Le filtre de porcelaine, connu sous le nom de bougies Chamberland qui est très employé actuellement, a l’inconvénient de se recouvrir assez vite de dépôts qui réduisent bientôt le débit à très peu de chose.
- M. O. André a imaginé un système de nettoyage automatique basé sur l’emploi d’une sorte de peigne métallique formé de tubes verticaux auquel une manivelle extérieure donne un double mouvement alternatif vertical et circulaire.
- Les tubes de ce nettoyeur sont fermés à leur extrémité et percés de trous par lesquels sortent, pour le nettoyage, des jets d’eaux cinglants ; de plus des frottoirs élastiques en caoutchouc parcourent la surface extérieure des bougies.
- Enfin, pour empêcher la formation de dépôts glaiseux, l’appareil dépose sur les surfaces une poudre, dite d’entretien, formée de silice pure additionnée ou non de charbon végétal qui constitue avec les dépôts un enduit complexe plus facile à enlever par le frottement.
- On doit considérer ce système de nettoyage comme constituant un perfectionnement sérieux à la filtration de l’eau potable au moyen des bougies Chamberland.
- Rapport de M. Brull sur Testai*rayage élastique de M. A. Brancher. /
- On emploie depuis longtemps des systèmes à friction pour transmettre d’un arbre à un autre un mouvement de rotation et embrayer ou débrayer pendant la marche sans avoir à craindre les chocs résultant de l’usage des embrayages à griffes ou empreintes.
- M. Megy a imaginé, il y a déjà plusieurs années un système formé d’une lame circulaire qui, solidaire du manchon dans sa rotation, s’applique à volonté contre la couronne et entraîne celle-ci par son adhérence.
- L’embrayage de M. Brancher utilise le frottement énorme que donne un lien flexible enroulé plusieurs fois autour d’un tambour cylindrique. Ce lien est composé de bandes d’acier garnies de cuir qui font deux tours et demi autour d’un galet cylindrique. Un effort très faible exercé sur le petit bout du lien se transforme en un effort considérable opéré
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- par le gros bout sur l’arbre même. Cet effort très faible est produit par un petit manchon conique mu à la main.
- Cet embrayage ne peut servir que dans un sens, mais cette faculté est suffisante dans la plupart des cas qui se présentent dans la pratique.
- Rapport de M. Redier sur le tou-r à l’usage «le l’Uorlogerfe de M. James de Chabaud-Latour.
- C’est un appareil réellement universel, c’est-à-dire propre à la production de toutes les pièces d’une montre y compris la boite. Il est aussi propre au travail de la même pièce par quantités qu’au travail du petit atelier, au travail de rhabillage. Une qualité remarquable est l’interchangeabilité de ses éléments qui permet de l’acquérir par éléments séparés, de sorte qu’on peut le compléter successivement.
- Ce perfectionnement au tour dit américain répond à une préoccupation des fabricants d’horlogerie suisses et français qui voient leurs concurrents du Nouveau-Monde produire et répandre la moitié de la consommation et qui vendent en quantité leurs montres en France et même en Suisse.
- Rapport de M. H. Rouart sur un èlasticiïnèàre enregistreur de MM. Neel, Clermont et Berthelemy.
- Le but de cet appareil est de rendre automatique et de traduire par un tracé graphique très précis les observations relatives à l’élasticité' d’une barre-éprouvette placée sur une machine d’essai.
- Le principe, très simple, consiste à rendre solidaire de l’éprouvette une grande aiguille multiplicatrice dont on inscrit les mouvements. Toutefois l’application de ce principe offrait de grandes difficultés à cause de la manière dont la nature non toujours homogène du métal influe sur le déplacement des molécules.
- Les auteurs ont réalisé un mode de suspension, grâce auquel l’allongement enregistré est la moyenne des allongements pris sur quatre fibres parallèles à l’axe de l’éprouvette placées à 90° l’une de l’autre, de sorte que l’indication recueillie est le véritable allongemént de la fibre neutre. Le mode d’enregistrement du déplacement de l’aiguille présente des dispositions très ingénieuses.
- Rapport de M. le général Sebert au nom de la Commission «le la Bibliothèque.
- Il s’agit de la nouvelle organisation de la bibliothèque de la Société d’Encouragement et du règlement de cette bibliothèque. Il nous suffira de dire que l’importance en est de 13 724 volumes dont 138 recueils factices et il y a en outre 1 960 brochures à grouper en cartons classeurs.
- Le classement est fait par titre et nom d’auteur au moyen de fiches du modèle Bonnange. Le personnel comporte deux agents, un bibliothécaire et un commis d’ordre. Les frais annuels spéciaux à la bibliothèque montent à 7 000 f dont 4 200 pour le personnel, 1 200 pour les abonnements et acquisitions de livres, 800 pour les reliures et même somme pour fiches répertoires et frais divers. Un rapport annexe donne les résultats de la première année de fonctionnement de cette nouvelle organisation,
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- Note sur un appareil à percer portatif de M. A. Rotth, par M. A. Tresca.
- Le principe de cet appareil est l’emploi d’un enliquetage de Dobo et d'un volant relativement puissant qui emmagasine un travail mécanique suffisant pour faire tourner la mèche d’une manière continue à l’aide d’un mouvement intermittent. L’ouvrier agit sur un double levier qui par deux cordes, fait tourner l’axe de l’appareil, cet axe est creux et' agit sur la mèche par l’encliquetage Dobo. Une seule main suffit pour la manœuvre.
- Notice biographique sur le colonel GouLier par M. G. de la Noé, colonel du génie.
- Conférence sur les applications industrielles de l’électricité par M. H. Fontaine.
- Dans cette conférence faite à la Société d’encouragement le 13 mai 1892, notre collègue M. Ii. Fontaine a passé en revue avec sa compétence si connue les progrès réalisés par l’électricité qui, selon l’expression imagée du général Sebert, est prête à mettre la main sur le monde entier. Les applications mentionnées dans cette conférence, dans tous les ordres d’idées, jusqu’aux emplois domestiques et même à la cuisine sont innombrables. Leur simple nomenclature nous entraînerait trop loin.
- Influence de la durée des expériences sur les essais, par M. Bauschinger (traduit de Y Iront).
- Il s’agit d’expériences récentes du célèbre professeur de Munich sur divers métaux : acier, fer, cuivre, zinc, plomb, etc. Ces expériences faites avec la machine Werder et avec des méthodes spéciales, ont en général confirmé l’influence de la durée. Le facteur principal est la durée de la « pause » ou période pendant laquelle la charge est maintenue constante. L’allongement qui a lieu pendant une pause sous une charge constante se trouve modifié par la durée de la pause précédente ; il diminue d’autant que la pause est plus longue, c’est-à-dire après qu’on a laissé une pièce au repos pendant quelques instants. Le même effet se produit quand l’éprouvette a été déchargée pendant la pause précédente.
- ANNALES DES PONTS ET CHAUSSÉES
- JUILLET 1892
- Sur la compacité des mortiers hydrauliques, par M. Feret, Chef de laboratoire des ponts et chaussées de Boulogne-sur-Mer.
- L’objet de ce mémoire est de rechercher comment varient les propriétés des mortiers fabriqués dans des conditions différentes, notamment quand on modifie la nature et la proportion du sable et la proportion de l’eau entrant dans leur composition.
- L’auteur passe successivement en revue la composition granulomé-
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- trique des sables, le mesurage du sable et du ciment, la proportion d’eau à employer pour le gâchage, la compacité des mortiers frais, et la variation de cette compacité avec le temps, la filtration de l’eau à travers les mortiers, les résistances des mortiers, etc.
- Bien qu’il ait établi au cours de cet important travail certaines lois pour régler la composition des mortiers, l'auteur admet toutefois qu’on peut demander aux mortiers bien des qualités diverses qui ne s’y rencontrent jamais toutes simultanément à leur maximum de développement, de sorte que la meilleure composition doit varier avec la nature des ouvrages à exécuter. Il est d’ailleurs impossible de prévoir d’avance les conditions dans lesquelles les mortiers sont appelés à travailler; en outre, les considérations d’ordre financier jouent souvent un rôle capital dans la question. On ne doit donc considérer les résultats donnés dans le mémoire que comme des indications générales et chaque ingénieur doit étudier la question dans les cas particuliers qui l’intéressent, pour pouvoir ensuite calculer la compacité à adopter, par comparaison avec celle de mortiers connus et déjà éprouvés par un long usage dans des circonstances aussi analogues que possible.
- ANNALES DES MINES
- 6me LIVRAISON DE 1892
- Note sur les dégagements instantanés de grisou aux. mines de Bessèges, par MM. Ichon, Ingénieur en chef des mines, et Lombard, Ingénieur à la Compagnie des houillères de Bessèges.
- Il s’est produit depuis une vingtaine d’années aux mines de Bes-rsèges des dégagements de grisou plus ou moins abondants. Ces dégagements ne sont pas absolument instantanés, car ils sont toujours annoncés, par des indices précurseurs et cette circonstance a permis que jusqu’ici ils n’aient jamais amené d’accidents de personnes. Les trous de sonde n’ont jamais empêché un dégagement et à Bessèges on admet qu’ils ne sauraient donner une protection efficace. En somme, ces dégagements ne sont pas très dangereux, à condition d’employer des précautions efficaces qui peuvent se résumer comme suit :
- 1° N’employer dans de pareils travaux que des ouvriers d’élite bien habitués au grisou, qui prêtent attention aux signes précurseurs des dégagements instantanés et évacuent le chantier à la moindre alerte ;
- 2° N’employer que des lampes de sûreté très solides munies d’une cuirasse et qui puissent résister le mieux possible aux suites des éboule-ments qu’entraînent les dégagements instantanés ;
- 3° Disposer les courants d’air autant que possible d’une manière indépendante pour les divers chantiers et éviter, aussi complètement que possible, le passage du retour d’air sur d’autres chantiers ; avoir des courants d’air soufflants très énergiques ;
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- 4° Ne pas entamer le charbon, autant que possible, avant de l’avoir dégagé, sur une surface assez considérable et, lorsqu’il y a des indices de dégagements instantanés probables, ne procéder à l’avancement qu’avec beaucoup de prudence et de lenteur.
- Le réglement belge de 1884 prescrit l’emploi de trous de sonde dès qu’on présume la proximité d’une couche à dégagement instantané, mais, comme on l’a vu plus haut, non seulement, à Bessèges, ils n’ont servi en rien à prévenir les dégagements, mais ils pourront inspirer une fausse sécurité. Toutefois on ne peut affirmer qu’il en serait partout de même et l’effet des sondages dépend probablement beaucoup de la nature et de la structure des couches.
- Note sur la «liversité «le «issalité «les snétanx employés par les compagnies de chemins de fer dans leurs constructions, par M. Mussy, ingénieur en chef des mines.
- L’auteur fait remarquer que les conditions imposées par les divers réseaux, pour la fourniture des produits métallurgiques, sont quelquefois surabondantes et qu’il peut en résulter vis-à-vis des prix courants une surélévation sans utilité pratique, et nuisible aux intérêts communs de l’Etat et des chemins de fer.
- A cet effet, il passe en revue les principaux objets livrés aux chemins de fer par l’industrie, tels que rails, éclisses, coussinets, boulons, tire-fonds, etc., bandages, essieux, ressorts, tôles, etc.
- Il conclut que les épreuves, très variées, à chaque Compagnie, souvent multipliées outre mesure, pourraient être simplifiées et qu’il serait préférable d’adopter un classement raisonné .des métaux employés pour le matériel fixe et roulant, très simple, avec un très petit nombre de variétés bien adaptées à l’emploi auquel elles sont destinées. Il serait en outre très désirable d’arriver, sur les réseaux français, sinon à une complète uniformité des produits, au moins à de moindres divergences. Il en résulterait certainement une réduction des dépenses de construction et d’entretien et un accroissement de la sécurité du trafic.
- SOCIÉTÉ DE L’INDUSTRIE MINÉRALE
- RÉUNIONS DE SAINT-ÉTIENNE
- Séance du 3 septembre 4892.
- Bassins anglais «le Meweastle et «le CarcliH’, — Ce sont des notes de voyages communiquées par le Comité central des houillères de de France et relatives à l’exploitation de ces deux grands centres de production houllière.
- Le port de Cardiff exportait 3 millions de tonnes de charbon en 1867 et en 1888 le chiffre était monté à 11 millions. Les nouveaux docks de Barry terminés en 1889 ont encore accru le total ; dans les six premiers
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- mois de 1892, on y a embarqué jusqu’à 110 400 t en une semaine et même 24 800 / en une journée.
- La dépense de construction, avec les aménagements, grues et machines, s’est élevée à 22 millions de francs.
- Le bassin de Newcastle (Northumberland et Durham) qui produisait 4 à 3 millions de tonnes en 1816, en a donné 39 en 1891, soit près du quart de la production totale du Royaume-Uni qui était, pour la même année, de 185 millions de tonnes. L’embarquement se. fait principalement par les ports de Newcastle et de Sunderland, dont le dernier expédie actuellement jusqu’à 90 000t par semaine. Déplus la rivière la Tyne, depuis Newcastle jusqu’à la mer, constitue en fait un immense port d’embarquement presque ininterrompu, sur un dévelopement de 14 à 15 4m qui peut expédier plus de 200 000t par semaine.
- Situation!) «le l’induslHe Saouilièi-e et «le l’industrie du pétrole eu Russie eu 1 -— Ces documents sont également
- fournis par le Comité central des houillères de France.
- La production totale des combustibles minéraux s’est élevée à 6 millions de tonnes, en nombre rond, dont 5,27 millions de houille, et, 600 000 d’anthracite et 145 000 de lignite. C’est le bassin du Donetz qui produit la plus grande quantité de houille et la totalité de l’anthracite. 11 fournit surtout aux chemins de fer qui sont, avec les usines métallurgiques de la région d’Ekaterinoslaw, ses plus forts consommateurs.
- L’importation des combustibles minéraux se fait surtout par la frontière prussienne et par les ports de la Baltique. La plus grande partie du coke provient d’Allemagne et la plus grande partie de la houille d’Angleterre. On peut admettre que la consommation totale de houille en Russie s’élève à 7 550 000 t.
- La production du pétrole en 1890 a été de 242 millions de pouds (le poud vaut 16,7 kg soit à peu près 4,36 gallons américains). Il y avait aux environs de Bakou 150 concessions comptant 376 puits en exploitation. Les chemins de fer russes qui consommaient en 1881, 115 600 pouds de pétrole en ont employé 18 millions en 1890.
- La production des huiles de graissage dérivées du pétrole a été, pour la même année, de 5 374 000pouds, celle des benzines de 425 000 et celle des huiles d’éclairage de 70 000 000. Enfin, il a été expédié de Bakou 97 millions de pouds de résidus ou astatkis servant principalement au chauffage ; sur cet énorme chiffre, 2 0/0 à peine sont exportés ; le reste trouve son placement sur le marché intérieur de l’empire russe, principalement pour le chauffage et, en petite quantité, pour la fabrication des huiles de graissage.
- Cours «le machines par M. Maton «le la Goujpillière. — C’est un compte rendu sommaire par M. Chansselle, du 2e fascicule du tome II, relatif aux chaudières à vapeur, qui termine le cours de machines de M. Haton de la Goupillière.
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- SOCIETE INDUSTRIELLE DE MULHOUSE
- Bulletin de juillet 1892
- Rapport de M. H. Moreillon sur la description de la station centrale «l’ëlectriclté «le Mulhouse, rédigée par M. Glassmann.
- Description de la station centrale «l’«;lectrleité «le Mulhouse,
- par M. Glassmann.
- La station centrale d’électricité de Mulhouse, établie par MM. Siemens etlialske et inaugurée le 15 mars 1888, compte actuellement l’équivalent de 800 chx, représentés par des lampes, moteurs et autres appareils utilisant le circuit électrique.
- L’installation comprend :
- Deux générateurs à vapeur ;
- Deux moteurs à vapeur ;
- Deux dynamos à courant continu, accouplées directement aux moteurs à vapeur;
- Une batterie d’accumulateurs ;
- Un réseau conducteur formé de câbles souterrains ;
- Les appareils de contrôle et de distribution servant à contrôler le fonctionnement et à établir les relations entre les machines dynamos, les accumulateurs et le réseau des câbles.
- Les deux générateurs sont du système De Naeyer; ils ont chacun 195 de surface de chauffe et 4,40 m2 de grille; le timbre est de 8 kg. Une cheminée de 35 m de hauteur les dessert; elle a 2 m de diamètre intérieur à la base et, comme l’indique cette dimension, est établie en vue d’une augmentation notable de la puissance des générateurs.
- Les moteurs à vapeur, construits, comme les chaudières, par la Société Alsacienne de constructions mécaniques, sont du type pilon com-pound à deux cylindres. Ceux-ci ont 390 et 550 mm de diamètre et 400 de course ; ils doivent donner 180 chx à 160 tours. Ces machines sont à condensation, mais peuvent fonctionner à échappement libre en cas d’accident au condenseur.
- Les dynamos sont du système Siemens et Halske ; elles sont, pour ainsi dire, solidaires des moteurs, ce qui réduit beaucoup l’emplacement nécessaire et entraîne divers autres avantages.
- On a jugé utile .de pourvoir l’usine d’une batterie d’accumulateurs système Tudor, en trois groupes qui, réunis, peuvent fournir normalement 145 cAc pendant trois heures et demie, de sorte qu’avec les 360 chx des deux machines, on peut disposer à la fois de 505 chx.
- Le courant électrique est distribué en ville par des câbles souterrains. Les câbles principaux qui partent de l’usine pour aboutir aux différents points du réseau de distribution sont du système Siemens, à trois conducteurs concentriques, avec manteau en plomb et gaine formée de bandes d’acier enroulées en double spirale. Ces câbles sont simplement posés en terre à une profondeur de 70 cm. La distribution se fait par le
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- •système dit à trois fils, imaginé par Hopkinson, et qui permet de réaliser une économie importante sur le prix des conducteurs, parce qu’il exige, à quantité d’énergie, distance et perte de tension égales, une section totale de conducteurs bien plus faible que celle qui est nécessaire •avec le système ordinaire ou à deux fils.
- Les appareils raccordés actuellement (15 juillet 1892) au réseau se répartissent comme suit :
- 7 765 lampes à incandescence ;
- 84 lampes à arc ;
- 4 moteurs de 1/10 de cheval avec ventilateurs;
- 13 moteurs d’un cheval ;
- 1 moteur de 8 chx;
- 3 allume-cigares;
- 1 appareil à chauffer les galvano-cautères;
- 2 installations pour éclairage de voitures au moyen d’accumulateurs transportables.
- Sur le virage «les colorants azoïques sous l’action de l’acide rsulfurique au vaporisage, par M. F, Binder.
- Extrait du compte rendu de l’assemblée générale de la Société civile de l’JÉcoIe de filature et de-tissage, du 16 mars 1892.
- Bulletin d’aout-septembre 1892
- Notice nécrologique sur M, Antoine Herzog, présentée par .MM, Aug. Dollfus et Camille de Lacroix.
- Résumé des observations météorologiques de l’année 1891, par M. A. Sack.
- Rapport sur le mémoire « Excelsior », remis pour concourir au prix II des Arts chimiques, par MM. Schetjrer-Kestner et Binder.
- Il s’agit d’un mémoire de M. P. Juillard, relatif à des recherches sur huiles pour rouge turc, que le rapport considère comme répondant d’une manière si complète au prix II, qu’il propose de faire disparaître a l’ave* nir ce prix du programme. Le mémoire, auquel une médaille d’honneur est accordée, est publié in extenso à la suite du rapport.
- Étude sur le changement des propriétés physiques et chimiques de la cellulose du coton, quand elle se transforme en oxycellulose. Travail présenté au concours avec la devise : « Sine ira » pour le prix n° L des Arts chimiques, par M. A. Nastjukoff.
- Ce mémoire est précédé d’un rapport de MM. Albert Scheurer et E. Noetling, concluant à ce qu’il soit décerné à l’auteur une médaille de bronze à titre d’encouragement.
- Note sur la céramique en Alsace et en ILorraine au dix-huitième siècle, présentée par le Comité d’histoire, de statistique et de géographie, à propos de l’ouvrage de M. Gerspach : Documents sur les faïenceries françaises.
- La note mentionne les passages de cet ouvrage qui sont relatifs à la céramique alsacienne, et notamment à la fabrique installée à Stras-
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- bourg en .1709, par Hannong, qui fit le premier de la porcelaine dure à base de kaolin sur le sol de France, et cela plus de cinquante ans avant que la manufacture de Sèvres pût fabriquer ce produit industriellement. On y trouve également de nombreux documents sur les faïenceries de la Lorraine. .
- INSTITUT ROYAL DES INGÉNIEURS NÉERLANDAIS (1)
- Livraison du 12 septembre 1891
- Distribution d’eau à Cheribon (Java), par M. Ilcken.
- Le problème de l’approvisionnement d’eau potable de la ville de Cheribon (22 500 habitants), située sur la côte septentrionale de l’ilede Java et ayant une assez mauvaise réputation au point de vue de la salubrité, a été résolu par la captation de quelques sources à débit variable et d’assez faible importance dans l’intérieur des terres et à 8 km de la ville. Ces eaux ont été amenées à Cheribon par la gravité, la pente étant suffisante pour conduire l’eau dans les réservoirs de la ville. La distribution est gratuite, elle s’opère par 26 hydrantes placées dans les rues ; il n’y a pas de distribution dans les maisons. Cette solution n’a pas d’inconvénients dans un pays où la main-d’œuvre est à un extrême bon marché. Les travaux ont coûté 137 000 florins.
- On dispose de 1 037 m3 par jour qui se partagent parmi la population de la manière suivante :
- 250 Européens, orientaux ou indigènes de condition supérieure à
- 300 l. par tète. 75 m3
- 1 000 id., de condition inférieure à 50 l................. 150
- 21 250. indigènes........................à 32 Z.......... 680
- Approvisionnement des navires et services publics. . 132
- 22 500 habitants. 1 037 w2
- SOCIÉTÉ DES INGÉNIEURS ALLEMANDS
- N° 38. — 17 septembre 1892.
- Installation de force motrice de l’Exposition de Palerme, par W. Theiss.
- Calcul du débit d’un déversoir sans contraction de la veine, par W. Hauser (fin).
- Le chemin de fer russo-sibérien, par B. Closterhalfen.
- Groupe de Hambourg. —•' Développement de la grande industrie à Hambourg. — Construction des laminoirs à fers et à tôles.
- (1) Résumé communiqué par M. J. de Koning.
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- Groupe du Rhin inférieur. — Régulateur de consommation pour le gaz. — Avenir de la terre et de ses habitants.
- Bibliographie. — Chauffage et ventilation, particulièrement des bâtiments scolaires, par la vapeur à basse pression, par H. Boraneck. — Matériaux dé construction naturels en Allemagne, par H. Koch. — Eclairage électrique des établissements industriels, par H. Blessinger.
- Variétés. — Appareil de Rey pour la résistance à la flexion.
- N° 39. — 24 septembre 1892
- Application de la transmission électrique du travail, par G. Hartmann.
- Installation de chauffage et de séchage de la fabrique de papier à polir de A. Bergmann et Cie à Lentzach, près Leipzig, par C. Randel.
- Machines marines. — Machines et chaudières des croiseurs nos 12 et 13 de la marine des États-Unis et avantages de l’emploi de trois hélices, par Goerris.
- Bigue de 130 t actionnées par la vapeur, par Freytag.
- Groupe de Hambourg. — Construction des usines à gaz. — Signaux électriques et télégraphes de machines. — Ernploi de la vapeur d’échappement des machines pour les besoins des. ouvriers.
- N° 40. — 1er octobre 1892
- . Expériences sur la résistance des assemblages par rivets au glissement, par C. Bach.
- Applications de la transmission électrique du travail, par E. Hartmann (fin).
- Développement technique des compagnies de navigation « Lloyd de l’Allemagne du Nord » et « Hambourgeoise-Américaine » par R.Haack et C. Busley. Deuxième partie.
- Nouvelle voie des chemins de fer de l’Etat prussien, par A. Goering (suite).
- Groupe d’Aix-la-Chapelle. — Reconstruction de l’École réale d’Aix-la-Chapelle.
- Bibliographie. — Le grisou, par H. Le Chatelier.
- Correspondance. — Accident du paquebot City of Paris.
- Variétés. — Complément de la statistique des explosions de chaudières dans l’empire allemand en 1890. —Explosions de chaudières dans l’empire allemand en 1891. — Prix de l’Association d’hygiène technique.
- N° ‘41. — 8 octobre 1892
- Développement technique des Compagnies de navigation « Lloyd de l’Allemagne du Nord » et « Hambourgeoise-Américaine », par R. Haack et C. Busley. — Deuxième partie (suite).
- La turbine Pelton, par F. Reuleaux.
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- Machines marines. — Machines et chaudières des croiseurs nos 12: et 13 de la marine des États-Unis, et avantage de l’emploi de trois hélices, par Goerris (fin).
- Groupe de Palatinat-Saarbruck. — Nouveau procédé d’essai des ciments.
- Variétés. — Transmission de force entre Tivoli et Rome.
- Correspondance. — Condenseur à jet.
- Compte rendu de la réunion générale de l’association des ingénieurs, allemands à Hanovre, les 27 et 28 août 1892.
- N° 42. — 15 octobre 1892
- Filature de coton de Speyer (Palatinat), par R. v. Heuser.
- Développement technique des Compagnies de navigation « Lloyd de l’Allemagne du Nord » et « Hambourgeoise-Américaine », par R. Haack et C. Busley, deuxième partie (suite).
- Groupe de la Ruhr. — Base de l’établissement du prix pour le travail des pièces de machines. — Chaudière à eau dans les tubes. — Ecoles de navigation.
- Correspondance. — Appareil de Rey pour la résistance à la flexion.
- N° 43. — 22 octobre 1892
- Expériences sur l’élasticité longitudinale des tubes de chaudières, par O. Knaudt.
- Développement technique des Compagnies de navigation « Lloyd de-l’Allemagne du Nord » et « Hambourgeoise-Américaine », par R. Haack et C. Busley, deuxième partie (suite).
- Études sur la distribution du travail, par A. Riedler.
- Groupe de Cologne. — Convention avec la Société d’assurances contre les accidents « Nordstern ». — Appareil de distribution de Radova-novicz. • .
- Groupe du Rhin inférieur. — Tramways électriques. — Nettoyeur de rails.
- Variétés. — Nouvelle machine à percer revolver.
- Compte rendu de la réunion générale de l’Association des ingénieurs allemands à Hanovre, les 27 et 28 août 1892.
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- BIBLIOGRAPHIE
- Ija cl» a le lia» considérée au point dejue de sa transformation en puissance dynamique, par M. J. Pauly. —
- PaHsr^r'BeffiaWët^^S^î^rqüar&er'Grr^ds-Augustins, 1892.
- Notre collègue, M. J. Pauly, a bien voulu envoyer à la Société cet ouvrage, qu’il vient de faire paraître et dont l’objet est d’examiner, sous une forme aussi élémentaire que possible, les rapports qui lient le calorique avec le travail mécanique, les lois qui les régissent et les formules qui les traduisent.
- Cet intéressant travail comprend trois parties, dans la première desquelles l’auteur établit les principes et les définitions relatives au calorique, tels que les hypothèses qu’on a faites pour expliquer sa nature, le mode de mesurage qu’on lui applique, ses effets sur les corps, la production du travail par la chaleur, etc.
- La seconde partie est relative aux applications et passe en revue les diverses machines au moyen desquelles peut s’opérer la transformation de la chaleur en travail : machines à air chaud, à gaz, à air comprimé et à vapeur. Chaque système est discuté, ses avantages et ses inconvénients mis en lumière.
- La troisième partie est relative à la production économique du travail. Les diverses sources de production du calorique sont examinées en détail, ainsi que les sources de puissance motrice, en commençant par les. forces naturelles : vent, marées, chutes d’eau, chaleur solaire, chaleur intérieure de la terre, etc. Puis, l’auteur consacre une partie importante à l’étude des perfectionnements des machines à vapeur, dans laquelle on trouvera d’intéressants aperçus. Nous citerons, entre autres, le paragraphe relatif aux machines combinées de Du Tremblay, bien que nous partagions difficilement à ce sujet les espérances de l’auteur. Ces machines ont été abandonnées à juste raison, parce que les résultats qu’elles ont donnés autrefois, comparativement aux machines à vapeur d’eau de l’époque, ont été, depuis, largement dépassés par suite des perfectionnements de ces dernières, sans les inconvénients et les dangers résultant de l’emploi de l’éther et de tous les liquides à bas point d’ébullition du même genre. Il ne nous semble pas que les améliorations qu’on pourrait apporter de nouveau aux machines à vapeur combinées soient de nature à leur faire regagner la différence.
- Malgré cette légère critique, nous considérons que l’ouvrage de notre collègue rendra des services aux personnes qui voudront se rendre compte des questions relatives aux moteurs thermiques et à leurs principes, sans aborder les traités conçus sous des formes trop savantes. Ce volume contient à la fin des tables numériques d’une grande utilité, qui constituent un complément d’une valeur indiscutable.
- lie canal de Panama et les torrents artificiels, par M. À.
- DupgnQtel. — Paris, librairie Camut, 7, quai Voltaire, 1892.
- L’auteur considère que les deux grandes difficultés que présente l’en-
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- treprise du canal de Panama sous le point de vue technique, l’ouverture de la tranchée de la Culehra et l’aménagement des eaux du Ghagres, ne peuvent être résolues par les moyens ordinaires de travail dont nous disposons, et qu’on doit y appliquer des procédés spéciaux. Il est, selon M. Duponchel, possible, facile même, de débarrasser, par l’emploi des torrents artificiels, le plateau de la Gulebra de toutes les terres mouvantes qui l’obstruent et d’utiliser le dépôt de ces mêmes déblais pour effectuer à Gamboa un barrage de retenue d’une solidité à toute épreuve, assez élevé pour emmagasiner, jusqu’à concurrence de I milliard de mètres cubes et plus, les eaux de la vallée du Ghagres, permettant, par conséquent, d’en régulariser à très peu près le débit de sortie. Non seulement ces travaux sont faciles, mais il est possible de les exécuter à un prix relativement insignifiant. La dépense totale de ces ouvrages préliminaires, indispensables en tout état de cause, n’irait pas à 10 millions!
- L’auteur développe la théorie des procédés de terrassement à l’eau courante en l’appuyant sur des expériences faites par lui sur une petite échelle, mais dont il ne résulterait pas moins la constatation matérielle du résultat suivant : possibilité de maintenir en suspension, dans un courant animé d’une vitesse de 1,70 m seulement, une proportion de matières solides atteignant 23 0/0 du volume des eaux débitées, et confection, par le dépôt direct de ces matières, d’un remblai de forme déterminée, dans les conditions plus particulièrement difficiles d’un talus de pente et de section régulières sur une longueur de .250 m et une largeur variant de 4 à 6 m, et dont la stabilité s’est trouvée telle que, défendu à sa base par une simple plantation de branches de saule, il a résisté pendant plus de huit ans aux plus grandes crues de l’Hérault.
- Le Mémoire étudie ensuite l’application de ces procédés à divers travaux considérables, tels que l’aménagement général des eaux de la Neste, le barrage de la Bayse, le canal du Desagué de Mexico, qui sert au dessèchement du bassin au milieu duquel se trouve cette ville, bassin en forme de cuvette ; ce canal, qui comporte des galeries souterraines sur certains points, a'été ouvert en 1789, après cent quatre-vingt-neuf années de travail ; or, ce travail est loin d’être terminé et exigera encore des dépenses et un temps considérables.
- Viennent ensuite l’étude de l’aménagement général des eaux des Pyrénées, celle des canaux de grande navigation intérieure et, enfin, l’application de la méthode de terrassement par torrents artificiels à l’ouverture du canal de Panama.
- L’auteur ne se dissimule pas les difficultés qu’il aurait à surmonter pour faire adopter ces procédés pour l’exécution de travaux importants en l’absence de résultats acquis suffisamment considérables, et son désir paraît se borner à obtenir une expérimentation sur une certaine échelle, dont il expose le programme.
- Pour la Chronique, les Comptes rendus . . et la Bibliographie :
- A. Mallet.
- IMPRIMERIE CHAIX, RUE BERGÈRE, 20, PARIS. — 24642-11-92. — (Eacre Lorilleui).
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- MÉMOIRES
- COMPTE RENDU DES TRAVAUX
- DE LA
- SOCIÉTÉ DES INGÉNIEURS CIVILS
- NOVEMBRE 1892
- sro ii
- '/° Décès de MM. L. Bouchotte, J.-A. Damev, A. Masselin, J. Yvernès, A. Brisse, G. Joufïray, H. Dumont et G. Gérard. (Séances des 4 et 18 novembre), page 846 et 862.
- 2° Décorations et nominations :
- Officier de l’Instruction publique : M. Darnay.
- Commandeur de l’Ordre de Saint-Stanislas de Russie : M. Hallier.
- Chevalier de l’ordre de François-Joseph : M. R. Abt.
- Chevalier de l’ordre de Léopold de Belgique : M. Loisel.
- Ingénieur en chef du matériel et de la traction au chemin de fer de P.-L.-M. : M. Ch.-H. Baudry.
- Membres de la Commission supérieure des Expositions : MM.Dietz-Monnin, Poirrier, G. Berger, Prevet, Richemond, G. Denis et E. Chabrier.
- Membres de la Commission préparatoire de l’Exposition Universelle de 1900 : MM. G. Berger, Prevet, Schneider, Bixio, Ch. Gibault, Ch. Herscher.
- Membre de la Commission supérieure du travail : M. Liébaut.
- Médaille d’argent de la Société Industrielle de. Mulhouse : M. Gar-cin.
- (Séances des.4 et 18 novembre), pages 847 et 862.
- Bull.
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- 5° Dons de Bons de VEmprunt de 1889, par MM. Bougarel, Maire, Auguste-Bert et Stapfer. (Séances des 4 et 18 novembre), pages 847 et 862.
- 4° Modifications aux statuts. (Séance du 4 novembre), page 855.
- 5° Notice nécrologique sur M. A. Brisse. Notes fournies par MM. Ed. Roy, E. Gruner, P. Buquet. (Séances des 4 et 11 novembre), pages 846-et 855.
- 6° Ouvrages reçus. Lettre de M. Morandiere au sujet du Traité théorique-et pratique des voies de chemins de fer, de M. A. Stane. (Séance du 18 novembre), page 863.
- 7° Congrès de navigation intérieure de 189%. (Résumé des séances et travaux du), par M. J. Fleury. (Séance du 11 novembre), page 859.
- 8° Déversoirs à contraction complète (Débits des), de M. G. Ganovetti. Analyse présentée par M. N. de Tédesco. (Séance du 18 novembre), page 866.
- 9° Distribution de vêtements aux ouvriers. Note de M. E. Level. (Séance-du 18 novembre), page 867.
- 10° Épuration des eaux au moyen des appareils Anderson. Lettre de-M. Bouniol. (Séance du 4 novembre), page 847.
- 11° Notes données au sujet du décès de M. A. Brisse, par MM. Edmond Roy, E. Gruner, P. Buquet. (Séance des 4 et 11 novembre, pages 846-et 855.
- 1%° Niagara (Projet d’utilisation des chutes du), par M. Ch. Vigreux et observations de M. Hillairet. (Séance du 4 novembre), page 851.
- 13° Résistance des terrains sablonneux aux charges verticales, par M. P. Yankowski, résumé présenté par M. H. Vallot. (Séance du 4 novembre), page 848.
- 14° Résistance des matériaux (Histoire de l’élasticité des corps solides et de la), par M. de Longraire. (Séance du 11 novembre), page 857.
- 15° Scrutateur électrique de M. Le Goaziou, par M. G. Richard. (Séance du 18 novembre), page 868.
- 16° Statue à Eugène Flachat (Exposé du projet d’ériger une), par M. L. Malo. (Séance du 18 novembre), page 863.
- 17° louage électrique, par M. de Bovet. (Séance du 18 novembre), page 868.
- Pendant le mois de novembre 1892, la Société a reçu :
- 33079 — De MM. E. Polonceau (M. de la S.) et E. Cheysson. François.
- Jacqmin (in-8° de 108 p.). Paris, Hachette et Gi3,1892.
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- Engineers (in-8° de 7 p. et 4 pl.). Philadelphia, 1892.
- 33081 — De M. E. Bouhey (M. de-la S.). Accumulateur fractionnable de
- MM. E. et Ph. Bouhey fils, pour outillage et appareils divers utilisant la pression hydraulique (in-8° de 4 p. et 1 pl.). Se-mur, lmp. commerciale, 1892.
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- Transactions, vol. XXXV, 1891-1892. Glasgow, 1892.
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- de la vapeur surchauffée aux machines à vapeur fixes et aux locomotives (petit in-8° de 8 p.). Paris, Chaix, 1892.
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- et de Bucharest. Programme pour la rédaction des projets d’un
- 33089 bâtiment des recettes et d’un hôtel d’administration (in-4° de 16 p. avec plan de situation). Bucharest, 1892.
- 33090 — De M. II.-P.-N. Halbertsma (M. de la S.). Niemo Stoomgemaal
- voor het ambacht de Vier Noorder Koggen te Medemblik (in-4° de 44 p. et 1 pl.). S’Gravenhage, 1892.
- 33091 — De MM. Gauthier-Yillars et fils, éditeurs. Canons, torpilles et
- cuirasses, par Croneau (petit in-8° de 202 p.).
- 33092 — Des mêmes. Essai des moteurs à vapeur, par Dudebout (petit
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- greso de las Obras de mejora de la Ria de Bilbao. (1891-1892.)
- 33130 — De M. J.-W. Powell. Minerai Resources of the United States
- Calendars years 4889 and 4890 (in-8° de 671 p.). Washington, 1892.
- 33131 — Viollet-le-Duc et Alphand au siège de Paris, par Massillon Rou-
- vet (grand in-8° de 349 p.). Paris, Librairies-Imprimeries réunies, 1892.
- 33132 — De M. L. Yojacek. (M. de la S.)., par M. J. Morandière (M.
- de la S.). Théorie und praxis der Eisenbahnglisses, von Alois Stane (in-8°de 168 p. et 16 pl.). Wien und Leipzig. J.-L. Pollak’s, 1892.
- Les Membres nouvellement admis pendant le mois de novembre 1892, sont :
- Cemme Membres Sociétaires, MM. :
- H. Casévitz, présenté par MM. Bernheim, Bertbon, Regnard.
- G.-C. Constant, —
- H. Decoret, —
- Y.-G. Du vaux, —
- A.-D. Genteur, —
- R.-A. Jaboeuf, —
- A.-S. Lacazette, —
- A.-A. Lefranc, —
- P.-D. Martin, —
- J. Péguin, —
- C. PlÉRART, —
- F.-L.-E. Roturier, —
- L.-M.-J. Simon, . —
- Comme Membres associés MM. :
- Bertrand de Fontviolant, Durupt, Levesque.
- Buquet, Bodard, Lippmann. Bourdil, H. Yallot, E. Vallot. Bernardet, de Dax, Marillier. Damoizeau, Guédon, de Nansouty. Bertrand de Fontviolant, Mercier, Denize.
- de Dax, L. Lefranc, Yivien. Jousselin, Moreau, Loppé. Carimantrand, Delaporte, Mallet. Courtier, de Dax, Bouillet.
- Centner, Joubert, Miet.
- Buquet, Mesureur, de Dax.
- A.-L. Renault, présenté par MM. Damoizeau, Guédon, de Nansouty. E. Yarenne, — de Nansouty, Bert, Cerbelaud.
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- RÉSUMÉ
- DES
- PROCÈS-VERBAUX DES SÉANCES
- DU MOIS DE NOVEMBRE 4892
- Séance du 4 novembre 1802.
- Présidence de M. P. Buquet, Président
- La séance est ouverte à 8 heures et demie.
- Le procès-verbal de la précédente séance est adopté.
- M. le Président a le regret de faire part du décès de cinq de nos collègues :
- M. E. Bouchotte, membre de la Société depuis 1868. Ingénieur des Arts et des Manufactures, promotion de 1842. A été fermier des moulins de la ville de Metz et adjoint au Commissaire général de l’Exposition universelle de Metz (section de l’agriculture). Était en dernier lieu Ingénieur-électricien. Il était chevalier de la Légion d’honneur.
- M. J.-A. Damey, membre de la Société depuis 1888. A été Ingénieur des ateliers Cail. Était depuis 1849 Ingénieur mécanicien. Chevalier de la Légion d’honneur depuis 1867. Ancien conseiller municipal et maire de Dole.
- M. A. Masselin, membre de la Société depuis 1861. A été directeur de la verrerie de Folembrays, puis Ingénieur civil, administrateur-directeur général de la Société centrale des briqueteries de Vaugirard.
- AL J. Yvernès, membre de la Société depuis 1885. A été dessinateur à la Société anonyme des Ponts et Travaux en fer. Etait en dernier lieu chef de section à la Compagnie des chemins de fer de l’Ouest-Algérien.
- M. le commandeur Alexandre Brisse, membre de la Société depuis 1878. .
- Dans tous les grands travaux publics auxquels il prit part : dérivation des eaux de là Durance, construction du chemin de fer du Midi, etc., etc., Brisse, né à Paris et bien que ne sortant d’aucune école spéciale, sut attirer , par son intelligence et son activité, l’attention et l’estime de ses chefs.
- Lorsqu’il fut envoyé pour étudier le projet de dessèchement du lac Fucino, le prince Torlonia, pour qui devait s’effectuer ce travail, n’hésita pas à lui en confier la haute direction.
- Le succès couronna leurs efforts et Brisse put mener à bien l’exécu-
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- tion et l’achèvement de ces périlleux travaux, qui sont résumés dans les divers documents dont il fit don, en 1876, à notre bibliothèque.
- Brisse était chevalier de la Légion d’honneur. C’est une belle et grande intelligence qui vient de s’éteindre après avoir brillamment porté à l’étranger le drapeau du Génie civil français (1).
- M. le Président a le plaisir d’annoncer les décorations et nominations suivantes :
- M. Abt a été nommé chevalier de l’ordre impérial de François-Joseph •d’Autriche.
- M. Hallier a été nommé commandeur de l’ordre de Saint-Stanislas de Russie.
- M. Loisel a été nommé chevalier de l’ordre de Léopold de Belgique.
- M. Çh.-H. Baudry a été nommé Ingénieur en chef du matériel et de la tractioh~âux“cKemins"Se fer"P.-L.-M. ~ ~ ““T""
- M. J. Garçon aheçu' délF'Société 'industrielle de Mulhouse une mé-daille d’argent poursonJ;rayaM* intitulé’; Noies bibliographiques concer-na/ntIcTTeclmblogie chimique des fibres pætüës, efc~..
- M. le Président adresse les remerciements de la Société à M. Bouga-=rel qui a fait abandon d’un bon de l’emprunt de 1889.
- M. le Président fait donner lecture d’une lettre de notre collègue, M. Bouniol, avisant la .Société que la Compagnie générale des Eaux vient dhnsteïlër’dans son usine de Boulogne-sur-Seine des appareils Anderson pouvant purifier 6000 m3 d’eau par 24heures. M. Bouniol ajoute que ceux de nos collègues qui n’ont pas vu fonctionner ce système lors de la visite faite par la Société à cette usine en juin 1891, pourront visiter cette installation tous les jeudis de 2 heures à 4 heures.
- M. le Président remercie M. Bouniol de cette communication.
- M. L. Rey a la parole pour présenter une observation. Il s’exprime ainsi :
- Notre collègue, M. Marcel Delmas, a présenté à la Société un très intéressant Mémoire qui a paru dans le Bulletin du mois de juin dernier, et qui traite la question si importante de l’emmagasinage des céréales et de leur manutention mécanique. ...........
- La lecture du travail de M. Delmas a provoqué, de la part d’un de nos collègues, M. Cornaille, minotier de la région du nord de la France, quelques observations qu’il a consignées dans une note qu’il m’a chargé de porter à votre connaissance, et qui prouve une fois de plus que, souvent, ce qui arrive chez nous avec une étiquette étrangère est simplement la répétition ou l’imitation de ce qui a déjà été fait en France.
- Je joins à la note de M. Cornaille deux dessins qui représentent des silos du système^ HmîTvtséëMatiS'Üe document. On retrouve dans ces dessins, non seulement les dispositions d’ensemble, mais encore les •détails caractéristiques du type qualifié d’« américain » dans le Mémoire de M. Delmas ; la construction en bois est indiquée sur le premier, qui est extrait d’une note insérée dans la Publication industrielle d’Armengaucl, de 1855, et dans laquelle on trouve d’intéressants détails
- (1) Notes fournies par M. Ed. Roy.
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- sur la question qui nous occupe; la construction en fer est indiquée sur le second, qui date de 1862.
- ,A l’appui de la revendication de M. Cornaille en faveur de notre compatriote et de notre pays, je rappellerai que le maréchal Vaillant a fait, en 1854, un rapport à F Académie des Sciences sur les appareils de M. Huart, et que la Commission supérieure des Subsistances militaires a fait, à la même époque, au Ministre de la Guerre d’alors, un autre rapport, à la suite duquel la transformation des anciens greniers à planchers de la Manutention militaire du quai Debilly, à Paris, en greniers Huart. a été décidée et effectuée.
- M. le Président remercie M. Rey et dit que la lettre de M., Cornaille •sera insérée au Bulletin.
- te M. H. Vallot a la parole pour présenter un résumé succinct du mé-.moire'de M. P. Yankowski, Ingénieur des voies de communication en Russie, sur la Résistance des terrains sablonneux aux charges verticales, mémoire qui sera inséré in extenso dans nos comptes rendus.
- M. Yankowsky constate d’abord que, si la pratique des fondations a fait dans ces dernières années d’importants et rapides progrès, il n’en est pas de même de la théorie de la résistance des sols naturels aux pressions verticales exercées par les constructions. Ce résultat n’a rien de surprenant d’ailleurs, la question de l’équilibre des corps pulvérulents étant des plus délicates et des moins bien élucidées en mécanique. Ainsi, comme le fait très justement remarquer M. Yankowski, la question relativement simple de la stabilité des murs de soutènement n’est pas encore résolue d’une façon rigoureusement mathématique, notamment en ce qui concerne le point d’application, la direction et la grandeur de la poussée (1).
- M. Yankowski rappelle que Raükine a le premier,'en 1856, donné une formule approximative faisant connaître la valeur limite p de la pression verticale que peut supporter par unité de surface un sol sablonneux, à une profondeur h au-dessous de sa surface horizontale. Cette formule est la suivante :
- H étant la hauteur fictive en sable d’un prisme produisant une pression par unité de surface égale à p ;
- o est la densité du sable, et © son angle de talus naturel ou de frottement.
- A la même époque (1856-57), le professeur Pauker, colonel du génie russe, donna le premier une analyse du phénomène fondée sur l’appli-
- (1) Nous ferons remarquer à l’appui de cette assertion que le seul recueil des Annales des Ponts et Chaussées contient, dans les dix dernières années seulement, une vingtaine de notes ou mémoires sur ce sujet ; on peut se convaincre, par la lecture de ces études que leurs auteurs sont loin d’être d’accord sur les bases de cette théorie.
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- cation des principes de Coulomb et de Poncelet ; il parvint à la formule :
- 90° + 2
- précisément identique avec celle de Rankine, et qui fut couramment employée depuis lors en Russie pour déterminer la profondeur de fondation des massifs sur un sol sablonneux.
- Les deux formules qui précèdent sont, suivant M. Yankowski, également inexactes, parce que, en considérant sous le solide soumis à renfoncement un certain prisme de poussée, et dans le terrain environnant un autre prisme de butée, Pauker avait négligé les forces dues au frottement, et admis que la réaction des deux prismes était horizontale.
- Récemment, dans son traité intitulé Pratique de la mécanique appliquée a la résistance des matériaux, M. Planat a donné du môme problème une solution graphique, mais qu’il ne justifie pas par une analyse mathématique. Sa construction est d’ailleurs susceptible de plusieurs critiques qui induisent l’auteur à supposer qu’elle ne donne pas des résultats exacts.
- C’est dans le but d’obtenir des données expérimentales susceptibles de vérifier les recherches théoriques, que M. Yankowski a entrepris en 1889, au laboratoire de mécanique de M. le professeur Bélélubsky, à l’Institut des Ingénieurs des voies de communication de Saint-Pétersbourg, avec le concours de M. le professeur Kourdumoff, une série d’expériences sur la résistance du sable aux pressions verticales.
- L’appareil, très simple, se composait d’un récipient contenant du sable sec, dans lequel on faisait pénétrer des prismes en bois de différentes dimensions, fixés à la partie inférieure d’une tige qui était elle-même surchargée par des poids. Le sable avait pour poids spécifique 0 = 1.76, et pour angle de frottement © = 33°32' dont la tangente est
- 2
- 0,663, ou environ Les prismes en bois avaient une section de 0,203 m,
- O
- sur 0,026 m — 0,061 m — 0,076 m—0,102 m. On observait la charge limite d’enfoncement, qui permettait de calculer la hauteur fictive H ; on notait également la profondeur h d’enfoncement du prisme, et l’on représentait graphiquement les résultats de l’expérience en portant les valeurs de h en abscisses ei celles de H en ordonnées.
- Ce procédé fit nettemen t voir le désaccord considérable qui existait entre les résultats ainsi obtenus et les courbes déduites des formules précédemment indiquées, qui ne donnaient que des valeurs de H très inférieures à la réalité. M. Yankowski fut alors conduit à rechercher la cause de ce désaccord et à établir, en tenant compte des indications de l’expérience, une analyse plus exacte du phénomène. ’ 1 •
- Il remarqua, notamment, que la tige s’incline toujours' .pendant sa descente, et que le refoulement du sable ne s’opère que d-un côté. Il admit alors (toujours en partant de l’hypothèse de Coulomb) l’existence d’un prisme unique triangulaire de poussée, situé au-dessous du solide, contrebuté par un autre prisme triangulaire supposé isolé dans là masse
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- sablonneuse. En tenant compte des forces directement appliquées et des réactions mutuelles de ces prismes, y compris les forces de frottement, l’auteur arrive à établir, d’une part la forme du prisme de poussée qui donne le maximum de poussée sur le plan de séparation ; d’autre part la forme du prisme de butée qui donne le minimum de résistance sur le même plan. L’équilibre a lieu lorsque ces deux forces sont égales, ce qui conduit, après suppression de quantités d’influence minime, à la formule simplifiée :
- H = 2A h,
- dans laquelle on a :
- Si l’on trace, sur le graphique mentionné ci-dessus, la droite qui représente la relation entre H et h, on constate que les points déterminés par l’expérience viennent se grouper d’une manière très satisfaisante autour de cette droite, et ce résultat est tout à fait indépendant de la section des prismes employés. Il y a encore lieu de remarquer que, si l’on ne fait pas la simplification qui conduit à la formule ci-dessus, on est conduit à une parabole, mais qui paraît représenter un peu moins bien que la droite les résultats de l’expérience.
- Si l’on s’en tenait à ces constatations, la théorie de M. Yankowski semblerait à l’abri de toute critique. Mais il a poussé plus avant son examen, et a pris soin lui-même de nous avertir que la coïncidence observée ne prouve pas, néanmoins, l’exactitude des principes de Coulomb et de Poncelet, qui ont servi de base à ses raisonnements. En effet, dans cette application, on ne tient aucun compte de l’équation des moments; de plus, l’hypothèse des profils rectilignes des prismes de poussée et de butée n’est pas conforme à la réalité, et il y a lieu de présumer que le refoulement se produit suivant des surfaces courbes de glissement.
- Ce dernier point a été mis en évidence par M. le professeur Kourdu-moff, au moyen d’un appareil à parois de verre épais, qui lui a permis de photographier le déplacement des couches sablonneuses pendant leur refoulement ; on a pu constater ainsi que les prismes de poussée et de butée ont un profil continu curviligne, et que de plus il se produit des déplacements relatifs dans l’intérieur du prisme de refoulement.
- Néanmoins, la vérification expérimentale des formules de M. Yankowski permet de les regarder comme représentant au moins une approximation du phénomène, plus exactement que celles connues jusqu’ici, surtout en présence de l’impossibilité où l’on se trouve d’aborder le problème dans toute sa généralité.
- Au point de vue des applications^ on remarquera que la quantité A ne dépend que de l’angle 9. Nous avons dressé une table des valeurs de A correspondant à celles de 9 depuis 3üQ jusqu’à 40®, de 10' en 10', et comprenant par suite tous les angles usuels de talus naturels des sables.
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- Si l'on veut obtenir la charge limite p par unité de surface que peut supporter un sable caractérisé par les quantités S et <p, à une profondeur h au-dessous de son niveau, on se servira de la formule :
- p — 2Ao h.
- Nous croyons devoir ajouter que la charge pratique p devra être prise bien inférieure à celle calculée, qui est une chargé limite, de façon à ménager un large coefficient de sécurité. Gela est d’autant plus nécessaire que la quantité A augmente très rapidement avec l’angle cp, sur lequel une erreur de 2° ou 3° peut conduire à des valeurs de A différant du simple au double.
- Qu’il nous soit permis, en terminant, d’exprimer deux réserves au sujet des déductions de M. Yankowski : la première, c’est que les expériences portent sur une seule nature de sable, c’est-à-dire sur une seule valeur de ; or, dans les limites usuelles de variation de ©, entre 30° et 40°, la quantité A varie de 34 à 440, soit dans le rapport de 1 à 13. Il eût été intéressant d’expérimenter sur une autre nature de sable, afin de vérifier si cette variation était confirmée par l’expérience. En particulier, la quantité A deviendrait infinie pour © = 45°. On se demande s’il n’y a point là un résultat paradoxal.
- En second lieu est-il vrai de dire qu’une loi reconnue exacte pour des solides, dont les dimensions transversales atteignent au plus un décimètre sur deux, sera encore exacte pour des constructions dont la base aura plusieurs mètres de côtés ? En d’autres termes, les dimensions absolues des surfaces pressantes sont-elles sans influence sur les coefficients qui doivent entrer dans les formules ?
- Quoi qu’il en soit, le travail de M. Yankowski contient des faits nouveaux très intéressants, qui, nous l’espérons, feront faire un pas de plus à la question dès massifs sablonneux soumis à des charges verticales.
- M. le Président remercie M. H. Yallot du résumé si clair et si intéressant qu’il a bien voulu faire du travail de M. Yankowski, travail qui sera inséré au Bulletin.
- _M. Ch. Yigreux à la parole pour présenter sa communication sur un Profet'd’utilisation des chutes du Niagara.
- Il expose successivement : 1° les conditions imposées par la Compagnie du Niagara Falls ; 2° l’emplacement de l’usine, le choix des moteurs, dynamos, etc ; 3° la transformation de la force hydraulique en énergie électrique ; 4° la distribution ; 5° les prix d’établissement d’exploitation et de revient.
- M. Le Président remercie M. Ch. Yigreux de cet exposé fort intéressant, et ce d’autant plus qu’il nous permet de rendre un hommage posthume à la mémoire de notre regretté collègue L. Yigreux.
- ^ M. Hillairet désire ajouter à la communication précédente quelques renseignements sur l’état actuel de l’entreprise du Niagara.
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- L’histoire industrielle du Niagara est fort courte. Elle remonte à peine à vingt ans.
- On peut signaler pour mémoire l’établissement en 1725, sur la rive américaine du Niagara, d’une scierie sans importance grossièrement montée par un intelligent pionnier, trafiquant des bois du pays, et dans laquelle un mince filet d’eau mettait en mouvement une roue primitive.
- Mais cette scierie resta sans voisins et isolée pendant plus d’un siècle.
- Ce ne fut réellement qu’en 1873 qu’un syndicat industriel, présidé et dirigé par Ch. B. Gaskill, construisit un canal d’amenée destiné à alimenter plusieurs usines : The central MillingCo., Schcelkoff et Mathews, the Cataract MillingCo., the Pettebone Paper Go., the Oneida Community, John F. Quigley — et d’autres.
- Pendant de longues années, le fonctionnement de ces établissements montra qu’il était possible de tenter une plus vaste utilisation delà puissance motrice du Niagara.
- En 1886 se forma la « Niagara Falls Power Company » parmi les .fondateurs de laquelle on retrouve presque tous les industriels déjà établis sur les chutes.
- Cette Compagnie poussa plus avant les études qu’on ne l’avait fait jusqu’alors et concéda, en 1889, l’exécution des travaux d’aménagement des chutes et leur exploitation à la « Cataract Construction Company», Compagnie fermière d’un genre spécial et dont les liens de toute nature avec la précédente sont si intimes qu’on peut considérer l’entreprise générale du Niagara comme le fait d’une Société unique.
- L’année dernière, celle-ci acquit du gouvernement canadien la rive-raineté de la rive canadienne — c’est-à-dire le droit d’établir des usines de force motrice en face de la rive américaine, à l’emplacement dit : « Queen Victoria Niagara Falls Park ». La concession est accordée pour vingt années, et renouvelable ensuite. Pendant les dix premières années la Société du Niagara paiera 20 000 dollars par an à la province canadienne, puis ensuite des droits croissant jusqu’à 35 000 dollars pour la vingtième année.
- M. Hillairet cite ces chiffres, car ils donnent le prix auquel on a cru devoir acheter — et éteindre — la concurrence canadienne qui n’était pas encore née.
- Avant d’entreprendre quoi que ce soit, le premier soin de la « Cataract Construction Company » fut d’acquérir le plus de terrains possible dans le voisinage de l’usine projetée. La presque totalité des acquisitions fut effectuée et réglée en un seul jour.
- Cette Société se trouve actuellement propriétaire d’une étendue de 1 500 acres (environ 600 ha) qui ont été payés en moyenne 300 dollars l’acre (3 846 /Thectare). Une bonne partie de cette surface a atteint une valeur considérable depuis le commencement des travaux. Au mois de mai dernier, d’après les renseignements que je tiens de M. Adams, président du Conseil de la «Cataract Construction Co. », des ventes ont été faites sur le pied de 1 500 à 2 000 dollars l’acre (25 643 f l’hectare).
- L’usine de force motrice n’est pas encore édifiée, mais le tunnel de fuite est terminé.
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- Avant de dire quelques mots de l’état actuel des travaux, dit M. Hil-lairet, je tiens à mettre sous les yeux de la Société la première planche d’ensemble du projet que j’ai présenté au concours international institué par la «Cataract Construction Co.» en 1890, et qui a été élaboré avec le concours de MM. Bouvier frères, constructeurs à Grenoble, pour la partie hydraulique.
- Dans ce projet, j’avais rejeté d’emblée la solution souterraine et n’ai pas hésité à transmettre aux dynamos le mouvement des turbines par des arbres verticaux, en tôle, de plus de 40 m de longueur.
- Il me paraissait impossible d’enterrer, sans nécessité absolue, une machinerie aussi développée que le comportait le programme, et de maintenir des dynamos dans un milieu aussi humide.
- D'autre part, l’étude des arbres verticaux ne présentait aucune difficulté et leur réalisation ne nous donnait aucune inquiétude.
- Il existe nombre d’arbres plus longs que ceux que nous avons projetés, et qui fonctionnent dans des conditions bien plus défavorables que celles où nous nous trouvions : je veux parler des arbres de couche des grands paquebots et des cuirassés de premier, rang. Ces arbres atteignent jusqu’à 60 m de long, et ont à subir — du fait des déformations de la coque — des efforts anormaux que nous ne -trouvions pas dans notre construction.
- D’ailleurs, c’est cette solution — usine électrique à la surface, usine hydraulique au fond, avec arbres verticaux, qui a prévalu et a été adoptée. . i
- Il n’y a qu’à comparer la première planche de notre projet avec le numéro du « Seieniific American » qui montre la coupe de l’usine en cours d’exécution, pour voir l’analogie qui lie ce que nous avons proposé, à ce qu’on exécute actuellement.
- Pour compléter cette analogie, j’ajouterai que si la Commission du Niagara nous avait imposé le tracé et la pente du tunnel de fuite, mes collaborateurs, MM. Bouvier, n’ont pas cru devoir s’en tenir à cette donnée. Après une analyse très complète du mouvement de l’eau dans le tunnel, MM. Bouvier proposèrent d’adopter deux pentes différentes, afin de mieux utiliser la section et de donner à l’eau une moindre vitesse sur une grande partie du parcours. On a établi le projet définitif en tenant compte de cette donnée, et, en réalité, le tunnel actuel comporte deux pentes, l’une de 4 0/00, l’autre de 7 0/00.
- Ce tunnel est creusé dans du calcaire.
- La roche était présumée résistante et devait dispenser de toute maçonnerie. Or, dès le début des travaux, la roche a été reconnue ébouleuse et fissurée, et on a du maintenir la voûte et les piédroits avec un revêtement de trois rouleaux de briques.
- La section du tunnel est d’environ 49 m2 ; il débouche dans la rivière avec une largeur de 6 m et une hauteur de 10 m. La vitesse» de l’eau, dans ce tunnel, sera, au maximum, d’environ 28 pieds (9,30 m) par seconde.
- Actuellement, deux turbines sont en construction :
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- Celles-ci sont à injection en dessous, pour équilibrer le poids de l’arbre et de l’induit de la dynamo.
- Leur puissance individuelle est de 5 000 chevaux, et elles feront 250 tours par minute. Ces 10.000 chevaux seront utilisés pour distribuer l’énergie électrique dans la future cité industrielle de « Niagara Falls ».
- On a prêté à l’entreprise du Niagara d’audacieux projets de transmission à distance. Rien n’est moins dans l’esprit des administrateurs de la « Cataract Construction Co. ». Ceux-ci se préoccupent, avant tout, d’alimenter le centre qu’ils créent, et de mettre en valeur leurs terrains.
- Dans la suite, le trop-plein d’énergie, s’il y en a, sera peu à peu déversé à distance. Aujourd’hui, on n’y songe pas. •
- Les deux premières dynamos fourniront leur énergie à courant continu sous un voltage modéré qui ne dépassera pas 2 000 volts.
- Il faut qu’on sache que cette entreprise a un but immédiat, qu’elle n’a aucun projet fantaisiste, et qu’enfin elle est conduite avec prudence et habileté.
- Le tarif de location de force motrice est le suivant :
- Chevaux Prix par cheval annuel en dollars
- — —
- 5 000 10,00
- 4 000 11,00
- 3 000. • . . 12,00
- 2 000 13,00
- 1000 14,00
- 800 16,00
- 600 18,00
- 400 20,00
- 300. . . 21,00
- Une fabrique de papier, la « Niagara falls Paper Company », en cours ' de construction près de l’usine de force motrice, va utiliser à elle seule 3 000 chevaux. Cette usine occupe environ 4,4 lia et comprend 20 corps de bâtiment.
- Une afFmerie électrolytique, destinée à raffiner presque sur place les cuivres des lacs, va être prochainement édifiée.
- D’autres usines suivront, et c’est avec la plus grande activité que les administrateurs de la « Cataract Construction Co. » cherchent à appeler et fixer au Niagara les industries les plus diverses, mais surtout — naturellement — celles qui exigent le plus de puissance motrice.
- Les photographies que je mets sous vos yeux m’ont été obligeamment envoyées (1) par M. E.-D. Adams, à qui j’adresse tous mes remerciements pour les renseignements qu’il a bien voulu me communiquer sur cette entreprise au succès de laquelle aucun de nous ne peut rester indifférent.
- (1) L’une de ces photographies est la reproduction du frontispice de l’usine où une sculpture représente la divinité Ni-a-gara — en idiome sioux, Père des eaux — que la fable indienne donne comme le Neptune des lacs.
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- M. le Président remercie M. Hillairet des détails complémentaires qu’il vient de donner.
- M. le Président rappelle que dans la séance du 18 mars, la Société a pris en considération un certain nombre de propositions etnnoiliüc.ations. aux statuts. La procédure régulière pour l’examen de ces propositions a efeTsuivie, et MM. les membres de la Société sont informés qu’une Assemblée générale extraordinaire aura lieu le % décembre prochain, à ieffet d’entendre le rapport du comité et de statuer, s’il y a lieu, sur les propositions faites.
- M. le Président annonce qu’une séance supplémentaire aura lieu vendredi prochain 11 novembre.
- M. J. Fleury y rendra compte des réunions et des travaux du Congrès de navigation intérieure de 489%.
- La séance est levée à 10 heures et demie.
- Séance supplémentaire «lu 11 novembre 1§92.
- Présidence de M. P. Buquet.
- La séance est ouverte à 8 heures et demie.
- » M. GriIner demande la parole à propos du procès-verbal de la précédente séance.
- Tous ceux, dit-il, qui ont eu l’honneur de connaître _M. JBris.se, tous ceux aussi qui ont pu lire le remarquable ouvrage qu’il a, en collaboration avec M. de Rotrou, consacré au dessèchement du lac Fuccino, ne peuvent douter que, tout le premier, cet éminent Ingénieur, si profondément attaché à la mémoire de ses anciens chefs, MM. de Montri-cher et Bermont, serait venu demander à rectifier sur quelques points la notice nécrologique qui a été, il y a huit jours, consacrée à sa mémoire.
- M. Gruner ne croit pas pouvoir mieux faire, pour établir la part honorable prise par M. Brisse. dans les travaux du canal de Marseille, et son importante collaboration dans les travaux de dessèchement du lac Fuccino, 'que de lui donner quelques instants la parole.
- Après une étude historique des plus attachantes sur les travaux des Anciens au lac Fuccino, arrivant à l’époque actuelle, M. Brisse s’exprime en ces termes (p. 73) : •
- « Pour être réalisés comme ils le méritent, de tels projets ont besoin » de trouver un interprète qui soit inspiré par des sentiments aussi éle-» vés que ceux qui les ont conçus. Le prince Torlonia, peu satisfait du » projet vague et incomplet qui avait été approuvé par le Gouvernement » Napolitain, résolut de confier la réalisation de sa pensée à l’illustre » Ingénieur français Frantz Mayor de Montricher, auteur du canal qui
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- » porte les eaux de la Durance à Marseille, chef-d’œuvre de construc-» tion hydraulique, que la France compte, avec raison, au nombre de » ses plus admirables monuments. »
- Quelques pages plus loin, M. Brisse établit, d’une façon très précise, le rôle joué, dès l’origine, par chacun des Ingénieurs qui ont collaboré à ce grand travail :
- « Les travaux (p. 81) commencèrent sous la direction de M. l’Ingénieur » H. Bermont, que M. de Montricher avait placé à leur tête comme » un aller ego et auquel fut bientôt adjoint M. l’Ingénieur Brisse, plus » spécialement chargé alors de diriger l’exécution et la partie purement » technique de l’opération. MM. Bermont et Brisse étaient depuis long-» temps habitués à travailler sous la direction de l’illustre Ingénieur, » car tous deux avaient été employés par lui au canal de Marseille, » comme chefs de section. »
- Cette collaboration ne devait pas durer longtemps : — alors que les plans étaient arrêtés, que les travaux étaient en pleine activité depuis deux ans, les fièvres emportaient M. de Montricher
- « La mort si soudaine, dit M. Brisse, de cet homme d’un si grand mé-» rite et de qualités si rares et si précieuses, qu’elles inspiraient à ceux » qui travaillaient sous sa direction un,attachement et un dévouement »' sans bornes, fut le coup le plus rude qui pouvait frapper le prince » Torlonia et sa grande entreprise. »
- Mais tout avait été si complètement organisé; M. de Montricher s’était entouré de collaborateurs si parfaitement dévoués à cette grande œuvre, que les travaux furent à peine interrompus :
- « Le prince savait que MM. Bermont et Brisse étaient les dépositaires » de la pensée de ce grand Ingénieur... Il semblait au prince faire sur-» vivre l’homme illustre, en confiant le soin d’accomplir son œuvre à » peine ébauchée à ceux que lui-même avait choisis pour en diriger » l’exécution. M. Bermont remplit les fonctions d’ingénieur en chef; » M. Brisse, celles de Directeur des travaux. En 1870, M. Bermont suc-» combe à son tour et M. Brisse est appelé à lui succéder. »
- Au moment où la suite des épreuves appelle M. Brisse à la direction générale, cet Ingénieur salue en ces termes ses prédécesseurs :
- « Le nom de Bermont, comme celui de de Montricher (p. 138), » restera attaché à l’œuvre immortelle du prince Torlonia; mais si leur » œuvre atteste aux générations futures les talents de ces deux illustres » Ingénieurs, c’est à ceux qui les ont connus de dire à la postérité que » leurs vertus étaient égales à leurs mérites.»
- M. Gruner invite la Société des Ingénieurs civils à rapprocher à son tour le nom de M. Brisse de ceux de Bermont et de leur illustre chef Montricher.
- Modeste chef de section, lors de la construction du canal de Marseille, Brisse avait su, par son mérité, gagner la confiance de Montricher. Appelé par ce chef aimé à de plus importantes fonctions en Italie, Brisse a su dignement remplir le poste éminent que des morts prématurées l’avaient appelé à remplir.
- Au nom de la Société, il salue avec respect et fierté le nom de ce tra-
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- vailleur, qui a dû à son mérite et à ses vertus d'être appelé à continuer et à achever l’oeuvre de Montricher.
- M. le PrfeipEwjr dit qu’il s’est en effet glissé une erreur au. sujet de ~nôtre~coIlègue Brisse, et il est utile de rétablir les faits dans leur réalité.
- L’étude du projet du dessèchement du lac Fuccino na pas été faite par Brisse, et il n'en fut pas, dès le commencement, l'Ingénieur en chef, comme le dit par erreur le procès-verbal.
- Cette étude, commencée vers 1853 par MM. Ch. Hutton Grégory et W. Parkers fut reprise à nouveau d’une façon complète en 1854 par M. l’Ingénieur des ponts et chaussées de Montricher. Les travaux furent entrepris sous sa haute direction, et il en resta l’Ingénieur en chef jusqu’en 1858, date de sa mort.
- A cette époque, MM. Bermont et Brisse qui avaient été jusque-là ses sous-collaborateurs, furent nommés : M. Bermont, Ingénieur en chef, et notre collègue Brisse, directeur des travaux.
- Ce n’est qu’à la mort de M. Bermont, en 1869, que Brisse devint à son tour Ingénieur en chef, situation qu’il occupa pendant vingt-deux ans, jusqu’à sa mort.
- Il n’a jamais été dans l’esprit de la Société, ajoute M. le Président, de dénier à M. de Montricher la part considérable qui lui revient dans cette grande œuvre, et si son nom n’avait pas été prononcé, c’est qu’il s’agissait simplement d’une notice nécrologique sur notre collègue Brisse et non d’une monographie du lac Fuccino et des Ingénieurs qui s’y sont succédé.
- Quant à l’erreur matérielle de fait et de date qui existe en effet dans le procès-verbal, M. le Président prie nos collègues de la rectifier, mais elle est jusqu’à un certain point excusable. En effet, par suite de la séance supplémentaire du 11 novembre, le procès-verbal de la séance du 4 a dû être fait dans un délai des plus courts pour pouvoir paraître en temps utile, et la rédaction, qui du reste n’est que provisoire, n’avait pas pu être aussi soigneusement revue que d’habitude, vu le peu de jours dont on disposait.
- M. de Longraire a la parole pour présenter une note sur Y Histoire de^ l'élasticité des corps solides et de la résistance desjnatériaux.
- M. de Longraire ne croit pas avoir besoin de dire combien les recherches historiques sont en faveur maintenant, non pas tant à cause du grand intérêt qu’elles excitent, que pour les enseignements si utiles qu’elles seules peuvent nous fournir, quand elles sont convenablement dirigées.
- L’histoire de l’élasticité des corps solides et de la résistance des matériaux est parmi celles dont il est très profitable de connaître le développement ou ce que l’on appelle maintenant Y évolution. C’est ce qui l’a décidé à remettre à la Société une note relative à cette histoire, et dont voici le résumé.
- Deux ouvrages sont à recommander à ce sujet.
- D’abord, un historique publié en 1864 par Barré de Saint-Venant, Bull. 57
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- en tête de l’édition qn’il a fait paraître du Résumé des leçons de mécanique appliquée données par Navier, à l’école des Ponts et Chaussées.
- Ensuite, le premier volume de l’Histoire (en anglais) de l'Elasticité et de la résistance des matériaux, paru à Londres en 1886, et dont les auteurs sont le Dr Todhunter et M. Karl Pearson ; voici dans quelles circonstances il a été rédigé;
- L’Université de Cambridge possédait en manuscrit, un traité de l’élasticité de feu le Dr Todhunter, qu’elle remit aux syndics de son imprimerie pour qu’ils eussent à s’occuper de sa publication. Le traité contenait une théorie de l’élasticité où se trouvait l’analyse de beaucoup de mémoires importants ; elle était suivie d’une histoire de cette théorie. Les syndics prirent le parti de publier seulement la partie historique, en chargeant M. Pearson d’extraire' de la théorie toutes les analyses de mémoires, pour les insérer dans l’histoire et de compléter cette dernière au moyen de ses propres recherches. Les paragraphes du volume de 900 pages qui en est résulté, sont tous numérotés et arrivent au nombre considérable de 1631 ; ceux ajoutés par M. Pearson portent des numéros entre crochets et sont de beaucoup les plus nombreux. C’est donc à lui que revient l’honneur d’une telle histoire qui s’arrête à 1850 : on fait espérer la suite, qui n’est pas encore annoncée, si les renseignements qu’on m’a communiqués sont exacts. .
- Ce livre provient ainsi des presses de T Université dont il porte les armes, avec l’indication d’origine : Alma mater cantabrigia, et la devise:
- « hinc lucern et pocula sacra ». Sa première page contient la dédicace suivante due à M. Pearson :
- A LA MÉMOIRE DE M. BARRÉ DE SAINT-VENANT
- LE PREMIER (THE FOREMOSt) DES MODERNES ÉLASTICIENS L’ÉDITEUR DÉDIE SON TRAVAIL DANS LE PRÉSENT VOLUME
- Cette dédicace dispense de dire tout le bien que l’on doit penser de l’historique publié par Saint-Venant et dont il est parlé ci-dessus, car la remarque d’avoir été un peu sommaire, et celle de n’avoir pas suivi l’ordre chronologique sont en réalité peu importantes, et ne s’attaquent pas à l’œuvre elle-même : la seconde est d’ailleurs fort mitigée par l’avantage d’étudier les questions les unes après les autres.
- A la suite de la préface de M. Pearson, on trouve la liste suivante des chief-elasticians avant 1850, composée de trente-cinq noms que je range par nationalité :
- 2 Italiens : Galilée, Piola ;
- 10 Anglais : Hooke, Young, Tredgold, Hodgkinson, Neumann, Green, Stokes, Maxwell, Haughton, Jellett ;
- 3 Suisses : Jacques Bernoulli, Daniel Bernoulli, Euler ;
- 1 Hollandais : Musschenbroek ;
- 1 Allemand : W. Weber
- 1 Autrichien : Gorstner ;
- 1 Russe : Kupffer ;
- 16 Français : Mariotte, Coulomb, Girard, Navier, Sophie Germain,
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- Savart, Poisson, Cauchy, Yicat, Duhamel, Poncelet, Lamé, Clapeyron, Wertheim, Blanchet, Barré de Saint-Venant.
- Les seize noms français forment les 46 0/0 du total des trente-cinq noms.
- N’est-il pas utile de signaler une telle liste, aussi flatteuse pour nos compatriotes qu’elle est honorable pour celui qui l’a dressée, à cause de l’esprit de justice qu’elle dénote?
- Ce premier volume présente les divisions suivantes : de 1639 à 1800— de 1800 à 1820 — ensuite les décades7jusqu’à 1850 avec des chapitres spéciaux relatifs à Poisson, Cauchy, Lamé et Clapeyron et enfin Barré de Saint-Venant.
- L’ouvrage n’étant pas terminé, ne comporte pas de résumé général sur l’évolution des deux sciences étudiées, mais les chapitres relatifs à chaque période sont clos par un summary d’autant plus exact que l’auteur vient de parler en détail de tous les travaux s’y rapportant. La traduction de ces summaries a été réunie de façon à donner une idée de la manière dont un juge aussi autorisé que M. Pearson caractérise l’œuvre de chaque époque.
- M. de Longraire ne croit pas avoir besoin d’insister sur le service rendu à la-science par la publication de ce premier volume : il doit ajouter qu’une sincère gratitude est acquise à leurs auteurs — de la part de tous ceux qui en France s’occupent de questions relatives à la mécanique appliquée — pour l’impartialité avec laquelle ils ont jugé les travaux des mathématiciens français.
- Aucun témoignage semblable ne pouvait être, par nous tous, plus apprécié que le leur, car MM. Todhunter et Pearson par leur compétence, et l’Université de Cambridge par son patronage, deviennent incontestablement les interprètes de l’opinion dans les classes savantes de l’Empire Britannique, c’est-à-dire, du pays qui a donné au monde des hommes tels que Newton, Watt, Joule et Faraday.
- M. le Président remercie M. de Longraire de son intéressante communication
- Un pareil hommage rendu à la mémoire des mathématiciens français par des voix aussi autorisées que celles qu’a désignées M. de Longraire, ne peut nous laisser indifférents, et M. le Président, au nom de la Société, s’associe aux remerciements adressés par M. de Longraire à MM. Todhunter et Pearson ainsi qu’à l’Université de Cambridge.
- M. J. Fleury a la parole pour présenter un résumé des séances et travaux du Congrès de navigation intérieure de 4892 : mm*********.*-.
- M. J. Fleur* remercie M. le Président de la faveur'qu’il lui a faite de consacrer une séance supplémentaire au compte rendu du Congrès de navigation intérieure qui s’est tenu à Paris dans le courant de juillet. Ce Congrès a été très suivi, beaucoup de membres de la Société y ont pris part: notre ancien président, M. Molinos, était vice-président de la Commission d’organisation dans laquelle siégeaient plusieurs de nos collègues. Lorsque pour la tenue de sa session, le Congrès s’est partagé en quatre sections, la présidence de l’une d’elles a été dévolue à notre président actuel. Nous y avons retrouvé avec plaisir un grand nombre
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- de nos collègues étrangers, et ceux d’entre nous qui avaient, les années précédentes, pris part aux voyages divers, organisés par la Société dans divers pays, ont saisi avec empressement cette occasion de leur offrir un banquet où les toasts les plus cordiaux et les plus sympathiques ont été échangés. M. Fleury signale l’intéressante exposition technique qui n’était pas une des moindres attractions du Congrès. Il rappelle que celui-ci est le cinquième de la série et qu’il a eu l’honneur de rendre compte successivement à la Société des congrès précédents : Bruxelles, Vienne, Francfort et Manchester. Les questions traitées à celui de Paris ont été la suite et le complément de celles qui avaient déjà préoccupé les congrès précédents.
- La première section s’est occupée de quatre questions relatives à la voie navigable elle-même : 1° protection des rives, question spécialement importante depuis que la navigation à vapeur pénètre jusque dans les canaux les plus étroits, comme le canal Erié en Amérique ; 2° alimentation ; 3° étanchement et 4° construction des réservoirs au sujet desquelles M. Fleury a rappelé les communications si intéressantes fournies au congrès sur les puissantes installations mécaniques des canaux de l’Est, les murs du réservoir du Bouzet et de Chartrain, dont le profil scientifiquement tracé a mérité d’être appelé le profil français et d’être imité partout, en Amérique, èn Espagne et ailleurs. Les détails sur les réservoirs indiens extraits du mémoire de M. Barois offrent un intérêt spécial à raison de la simplicité de leur construction et de l’importance qu’ils ont sur la prospérité agricole de la vaste péninsule.
- La .seconde section que présidait M. Buquet a étudié d’une façon très complète la question, si intéressante pour la batellerie, des chômages des canaux. A propos de la traction, M. Gaméré y a donné sur l’état actuel de la navigation de la Seine des renseignements détaillés: les expériences faites pour déterminer l’effort de la traction dans toutes les circonstances où il n’a pas encore été étudié, promettent des résultats nouveaux et imprévus. C’est dans cette section que nos collègues MM. Mo-linos et de Bovet ont produit sur le tou âge un mémoire qui a servi de base à une discussion approfondie à laquelle les Ingénieurs des fleuves allemands et russes ont pris une grande part, en apportant beaucoup de documents nouveaux et circonstanciés. M. de Bovet y a fait connaître sa poulie magnétique dont l’emploi peut rendre au touage une nouvelle prospérité, et qui est susceptible d’applications, variées et étendues.
- C’est dans la troisième section que se sont traitées les questions économiques qui touchent le plus l’industrie des transports par eau. Taxes et péages ont eu leurs partisans qui rachetaient leur petit nombre par le talent ; mais ils ont rencontré des adversaires dignes d’eux et qui avaient en outre l’avantage du nombre. La section a en définitive admis et le Congrès en séance plénière a voté après elle, que des péages spéciaux peuvent être autorisés pour payer ou gager, à défaut des ressources publiques, toute dépense de nature à favoriser le développement des voies navigables et de la batellerie. Si les Ingénieurs allemands ont pu, à propos delà huitième question, rappeler et décrire les magnifiques et très complètes installations de leurs ports fluviaux, les Français,
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- par contre, ont exprimé leurs regrets de ce que nos quais ne fussent pas mieux pourvus d’outillage et surtout qu’entre la voie d’eau et la voie de fer les communications ne fussent pas plus faciles et plus fréquentes. C’était arriver à la neuvième question qui traitait des rôles respectifs des chemins de fer et des voies navigables.
- L’intérêt culminant de cette question a résidé dans les communications si instructives et si nouvelles des Ingénieurs américains sur la navigation des grands lacs, du Saint-Laurent, du canal Erié et du Missis-sipi. Les Ingénieurs allemands, autrichiens et russes ont également produit des mémoires pleins de faits intéressants. Il s’en dégage cette conclusion que la concurrence est l’état légitime et naturel des relations des chemins de fer et des voies d’eau desservant les mêmes parcours. La navigation a, par le transport à bas prix des matières premières, favorisé le développement de nombreuses industries, dont les produits ont à leur tour fourni aux chemins de fer de nombreux éléments de trafic. Elle a encore eu pour effet d’influer sur les tarifs des transports par chemins de fer et de les obliger à décroître. M. Fleury en cite des exemples en Amérique et en Europe. Néanmoins, la troisième section n’a pas cru devoir constater dans ses résolutions ce fait de la concurrence, et elle s’est bornée à renouveler un vœu quelque peu platonique déjà formulé à Manchester sur la concorde et la bonne entente que l’on peut désirer voir régner entre ces deux grandes industries.
- La quatrième section à laquelle était dévolue la question aussi maritime que fluviale des embouchures, a été favorisée de nombreux et savants mémoires rédigés par des Ingénieurs qui ont eu à étudier et à exécuter les travaux les plus considérables de notre époque pour la régularisation et l’approfondissement de l’entrée des fleuves, tels le Weser, par M. Franzius, la Seine par M. Mengin, le Mississipi par notre col-lègue M. Corthell, le Yolga par un autre membre de notre Société, M. de Timonoff, la Meuse, l’Escaut, le Danube et d’autres encore., Notre sympathique collègue, M. Vernon-Harcourt a exposé les résultats qu’il a obtenus par sa méthode de recherches au moyen de modèles à petite échelle des estuaires, résultats qui se trouvent être en concordance avec ceux obtenus par M. Mengin et M. Osborn Reynolds.
- Le Congrès des travaux maritimes, qui avait jusqu’ici une existence séparée, se fusionnera à l’avenir avec cette Ie section ; mais auparavant il se propose de tenir l’an prochain une dernière session en Angleterre, et M. Vernon-Harcourt, qui s’est offert à l’organiser, y convie les Ingénieurs pour le mois de juillet prochain.
- M. Fleury expose ensuite la façon cordiale dont, après des excursions pleines d’intérêt et de charme, favorisées par le temps, et qui ont conduit le Congrès dans le Nord, sur la Seine, dans le Centre, et jusqu’à Lyon et Saint-Etienne, on s’est séparé en se donnant rendez-vous dans deux ans à La Haye.
- M. Fleury termine par quelques détails sur la dernière de ces excursions, celle de Lyon à Saint-Louis, par le Rhône. Il décrit les travaux d’amélioration si ingénieux qui ont fait du Rhône une magnifique voie de navigation où il n’y a plus de chômage ni de dangers, et il rend hommage au mérite de ceux qui ont exécuté et qui entretiennent cette
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- belle œuvre. Il signale les desseins conçus pour l’utiliser plus complètement qu’on ne l’a fait jusqu’ici, et notamment le projet de louage par relais dont s’occupe notre collègue lyonnais, M. Lombard-Gérin. Le développement de Saint-Louis-du-Rhône, création si digne d’intérêt et si utilisée dès aujourd’hui, malgré l’indifférence dont elle est encore l’objet, a également fait le sujet d’une mention spéciale.
- L’effet utile de ces, réunions d’hommes compétents se fait déjà sentir : plusieurs questions d’une grande importance pratique leur doivent de voir leur solution s’avancer.
- M. le Président remercie M. J. Fleury du résume qu’il vient de présenter. Son travail sera inséré in extenso au Bulletin.
- La séance est levée à 10 heures trois quarts.
- Séance du 18 novembre 1893.
- Présidence de M. P. Buquet, Président
- La séance est ouverte à 8 heures et demie.
- M. le Président a le regret d’annoncer le décès de plusieurs de nos collègues :
- M. Glaudius Jouffray, membre de la Société depuis 1881, a été constructeur de machines, puis ingénieur civil ; a donné à la Société plusieurs Mémoires sur les machines à vapeur et qui ont été insérés dans les Bulletins. ,
- M. Henri Dumont, membre de la Société depuis 1868, a été ingénieur des Ponts et Chaussées du Gouvernement brésilien, puis s’est occupé de navigation à vapeur fluviale ; était en dernier lieu ingénieur civil.
- M. Gustave Gérard, membre de la Société depuis 1869, a été industriel, fabricant de caoutchouc, ingénieur civil.
- M. le Président a le plaisir d’annoncer les décorations et nominations suivantes :
- M. Darnay a été nommé officier de l’Instruction publique.
- MM. Dietz-Monnin, Poirrier, G. Berger, Prevet, Richemont, G. Denis et E. Chabner ont ete nommes membres déjà Commision supérieure des” Expositions/"’ .
- “ MM. G. Berger, Prevet, Schneider, Bixip, Ch. Gibault et Ch. Hers-cher ont été nommés membres/ de Ja , Hohùin^^r^réparafoirë'' (Je l’Exposition universelle de 1900.
- M. Liébaut a été nommé membre dejfa^. Commission supérieure du travail ’dans l’industrie/' ~
- M. le Président ' annonce que M. Maire abandonne cinq Bons de l’emprunt 1889 ; MM. A. Bert et Stapfer, deux Bons, et il leur adresse les remerciements de la Société.
- M. le Président, en déposant sur le bureau la liste des ouvrages reçus,
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- fait donner lecture de la lettre suivante qui lui a été adressée par M. J. Morandière.
- « Paris, le 18 novembre 1892.
- » Monsieur le Président,
- » J’ai l’honneur de déposer pour la bibliothèque de la Société, de la » part de notre collègue M. L. Vojacelv, résidant à Prague, un ouvrage » intitulé: Théorie et pratique des voies de chemins de fer, par M. Alois » Stane (GenëraI^fëcJlMsrâJK)7'fccôHëiIler a làfdireotion générale des » Chemins de fer Impériaux et Royaux de l’État autrichien à Vienne.
- » Dans cet ouvrage, M. Stane présente la théorie des efforts subis par » la voie, tant dans le sens vertical que dans le sens horizontal et il » discute les expériences récentes faites sur ce sujet.
- » L’auteur prend ensuite à part chacun des éléments constitutifs de » la voie, rails, éclisses, coussinets, traverses ; choisit des exemples en » Autriche, Allemagne, France, Grande-Bretagne, etc., et les examine » aux divers points de vue de la résistance, de la durée, et des condi-» tions d’épreuves demandées, en renvoyant à douze planches représen-» tant les rails, leur éclissage et le mode de pose adopté.
- » Six tableaux résument les conditions des voies les plus modernes et » de celles qui les ont précédées.
- » Veuillez agréer, etc.
- » J. Morandière »»
- M. le Président donne ensuite la parole à M. L. Malo, qui a demandé à exposer devant la Société 1 & projet d'ériger une “WaMeTa Eugène Flachat, projet qui a été élaboré par hüh“CühïïEri&sîoh‘ (^initiative composée de ses anciens disciples et de personnalités marquantes.
- M. Malo s’exprime ainsi :
- « Messieurs, en venant vous entretenir d’un projet dont le but est d’élever un monument à la mémoire du grand ingénieur Eugène Flachat, je suis sûr d’avance de ne trouver que des auditeurs sympathiques. L’homme que vise ce témoignage de vénération et de reconnaissance a été, en effet, on peut le dire, dès la fondation de la Société, son véritable organisateur. Il en a été sept fois le président ; il n’a cessé jusqu’à sa dernière heure de lui prodiguer les preuves de son inaltérable intérêt. Notre institution ne fera donc que remplir un devoir filial en sortant une fois, en sa faveur, de l’extrême réserve qu’elle apporte d’ordinaire à ses manifestations. Il y a pour elle, permettez-moi de le dire, une sorte d’obligation pieuse à s’en départir aujourd’hui et à prendre l’initiative de l’hommage de gratitude dû au créateur du Génie Civil français.
- » La proposition que j’ai à vous soumettre, Messieurs, n’est pas absolument neuve. Elle a été ébauchée, il y a déjà deux ans, par les élèves survivants d’Eugène Flachat. Un Comité composé d’un certain nombre d’entre eux a pris la tâche d’étudier le projet et d’en préparer les voies et moyens d’exécution. Ce Comité, je suis heureux de le dire en passant, a reçu du bureau de la Société des Ingénieurs Civils l’hospitalité la plus
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- large et la plus cordiale. Grâce au bienveillant accueil de M. E. Polon-ceau, alors son Président, il a pu se réunir, se constituer et délibérer dans cette maison encore pleine du souvenir de l’homme dont il voulait honorer et perpétuer la mémoire. Dans sa première séance, il élut pour son Président M. Deligny, l’un des plus anciens et des plus éminents parmi les collaborateurs d’Eugène Flachat et, en dépit de mon peu de notoriété, me choisit pour son Secrétaire. C’est en cette qualité, Messieurs, que je me suis chargé de la mission que je viens accomplir ce soir auprès de vous.
- » Ce Comité d’initiative, précisément en raison de sa formation spontanée, n’avait d’autre autorité que celle qui s’attachait à la représentation personnelle de la plupart de ses membres et à la grande situation occupée par plusieurs d’entre eux dans la science ou l’industrie. Il n’avait et ne pouvait avoir d’autre but que celui, d’éveiller la sollicitude publique en faveur d’un grand acte de réparation. Je vous montrerai dans un moment que l'expression que j’emploie n’est véritablement pas excessive. Le Comité a fait de son mieux. Il a étudié et préparé le terrain ; il a discrètement sondé les bonnes volontés et les porte-monnaie. Il s’est même préoccupé de l’emplacement à donner au futur monument et il a reçu à ce sujet les assurances les plus favorables. Arrivé au seuil de la souscription, il a pensé que le mandat qu’il ne tenait que de lui-même était insuffisant pour le franchir, et il s’est arrêté là.
- » Il fallait désormais un terrain plus solide. On a pensé que ce terrain, tout indiqué pour permettre à l’entreprise d’achever légitimement sa tâche, était La Société des Ingénieurs Civils. J’ai été prié par plusieurs de mes collègues, Messieurs, de venir porter la question devant vous et . vous demander d'adopter une œuvre dont la réalisation ne peut être obtenue que par vous.
- » Cette adoption, je crois que vous pouvez l’accepter sans déroger à vos prudentes traditions de neutralité. En effet, celui qu’il s’agit de glorifier fut une telle exception; il a eu sur les destinées de notre Société, comme sur l’épanouissement de l’industrie française, une si extraordinaire influence, qu’avec lui une dérogation de ce genre devient presque un devoir.
- » Je me suis promis, d’être bref. Je ne le serais guère si j’entreprenais d’énumérer ici tous les titres d’Eugène Flachat à la manifestation que nous sollicitons de vous en son honneur. Je me réserve, si le principe de notre proposition est adopté, d’y revenir avec les développements convenables dans une autre séance. Laissez-moi seulement vous rappeler aujourd’hui avec quel incroyable désintéressement, avec quelle modestie digne de ses grands talents, il a toujours négligé de mettre sur ses conceptions les plus grandioses, comme sur ses inventions les plus fructueuses, d’autre marque que celle de son génie; avec quelle méconnaissance obstinée des intérêts de sa bourse et de sa renommée il traitait celles de ses créations qui eussent été le plus profitables à l’une et à l’autre. Presque toute son œuvre est restée anonyme. Seuls, quelques-uns d’entre nous, témoins de ses travaux, savent y attacher son nom.
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- Les autres coudoient chaque jour ce monument colossal et s’en inspirent à chaque pas, sans savoir seulement qui l’a construit.
- » C’est une figure éclatante dans notre profession que celle de ce prodigue, semant à pleines mains les idées utiles qui sortaient par flots de son cerveau, sans même prendre la peine de les signer. Il en faisait largesse au domaine public, comme le millionnaire qui laisse tomber une obole dédaigne de regarder où elle va. Les ramassait et s'en enrichissait qui voulait. C’est par centaines de millions peut-être qu’il faudrait compter les profits réalisés par la métallurgie et par l’industrie des constructions métalliques grâce aux perfectionnements sans nombre qu’il leur a apportés, et il est mort sans fortune. Combien d’ingénieurs, d’Architectes savent aujourd’hui que le fer à double T, pour ne parler que de celui-là, est un tour de force de laminage dû à l’ingéniosité et aux patientes recherches d’Eugène Flachat ? Il serait bien malaisé de calculer les sommes gagnées par les maîtres de forges avec cette fabrication d’apparence si simple ; cependant, non seulement son auteur n’en a pas retiré un centime, mais à peine une douzaine de ses élèves survivants savent-ils qu’elle lui est due»
- » Yoilà l’homme en faveur duquel ceux de ses collaborateurs qui sont encore debout viennent aujourd’hui solliciter une manifestation propre à sauver son nom et sa figure de l’oubli. Il appartient, Messieurs, à notre Société de rappeler à l’industrie française dont elle est la représentation la plus haute, qu’elle a une dette à payer à la mémoire de celui qui a tant fait pour sa fortune, une dette d’autant plus impérieuse que le créancier, de son vivant, s’en est moins prévalu. Je reconnais que notre Société s’en est déjà acquittée pour ce qui la concerne. Dans un louable sentiment de gratitude, elle a, en 1876, fait faire et mis à la place d’honneur, dans la salle de ses séances, un buste de cet éminent Ingénieur.
- » Cet hommage de famille peut nous suffire, à nous ; mais il est en disproportion avec les services rendus. C’est une statue entière qu’il faut, une statue érigée en lieu public, sur le passage de tous ceux qui, la plupart sans le savoir, ont été instruits et enrichis par lui. Si, au lieu d’être un grand créateur de choses utiles, il eût été un grand destructeur d’hommes, il n’eût probablement pas été nécessaire que le plus ignoré de ses disciples vint vous solliciter en faveur de sa mémoire ; le bronze se fût trouvé tout seul. Mais on ne choisit pas sa gloire. La sienne a été de travailler pacifiquement, avec une admirable efficacité, à la prospérité industrielle de son pays ; il s’est montré incomparablement utile ; son influence a été capitale sur l’évolution de la métallurgie contemporaine, évolution dont le monde entier a salué l’apogée dans les splendeurs de l’Exposition de 1889. Je suis de ceux qui mettent ces victoires au même rang que les batailles gagnées.
- « Pour ces motifs, Messieurs, et en raison du cas exceptionnel sur lequel je viens d’appeler votre attention, nous venons, mes amis et moi, vous demander de vous associer, en tant que Société, à l’œuvre dont nous avons jeté les bases et d’en poursuivre, avec l’autorité qui vous appartient et par les grands moyens que vous jugerez à propos d’adopter, la réalisation définitive. »
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- M. le Président dit que la question qui vient d’être si bien présentée par M. Malo relève de la compétence du Comité bien plutôt que dé celle de l’Assemblée ; il a voulu cependant qu’elle en fût tout d’abord saisie, afin que le Comité pût s’inspirer de ses impressions. La Société des Ingénieurs Civils n’a jamais méconnu les mérites etla valeur de M. Eugène Flachat et, dès 1876, elle a dépensé 8 000 /‘pour aboutir au buste dont il a été question. — Il lui paraît qu’au point de vue de l’appui moral à donner à l’idée dont M. Malo a été Tardent interprète, l’accord sera unanime ; et son opinion personnelle est que la Société doit s’associer à cet hommage rendu à la mémoire d’Eugène Flachat.
- Quant à la souscription, le chiffre en sera discuté et fixé par le Comité qui, toutefois, à son avis, devra faire cette réserve que ce chiffre sera déterminé ne varietur ; il faut, en effet, admettre que la souscription peut ne pas couvrir la dépense et il paraît dangereux d’engager imprudemment les fonds de la Société ; il devra être bien entendu que la Société ne sera, en aucun cas, tenue à un chiffre supérieur à celui qu’aura voté le Comité.
- M. le Président remercie M. Malo de la bonne pensée qu’il a eue de présenter à la Société l’œuvre à laquelle il s’est attaché avec tant d’ardeur, et il demande si quelqu’un veut prendre la parole.
- M. Malo demande si l’Assemblée ne pourrait pas émettre un vœu.
- M. le Président répond qu’il n’y voit pas d’inconvénient et il propose que la question soit renvoyée à l’examen du Comité ; ce qui est voté à l’unanimité.
- M. le Président donne ensuite la parole à M. N. de JMesco pour présenter une analyse d’un travail de M. CanoveftTT relatif aûxf'débits des aeverjoirjji contraction complété.
- M. de Tedesco dit que M. Canovetti a expérimenté sur des débits variant de 200 à 600 litres, provenant des eaux potables de la ville de Brescia, qui étaient à sa disposition pendant les coùrtes périodes de curage des canaux. Ces eaux passaient dans des déversoirs en bois de mélèze de 0,60 m de largeur, disposés de manière à obtenir tantôt une eau presque tranquille, tantôt une vitesse d’arrivée déterminée. Les débits étaient mesurés à l’aide d’indicateurs de niveaux, installés dans les bassins alimentaires ; quand le niveau s’élevait de 50 mm par exemple le cube écoulé était de 50 m3 et, en divisant ce cube par le temps employé par l’eau pour passer d’un niveau à l’autre, M. Canovetti obtenait le débit pratique avec la plus grande exactitude.
- Les formes des sections contractées et des profils des nappes ont été relevées avec le plus grand soin à l’aide de gabarits par des méthodes ingénieuses.
- Il résulte de ces expériences qu’il n’est possible de donner une formule en fonction de la hauteur que pour des circonstances déterminées et en tenant compte de la vitesse initiale.
- En outre, si l’on suppose les divers filets indépendants, on a vu qu’il était possible de relever le profil des filets supérieurs et inférieurs, soit par point comme l’a fait M. Bazin, soit à i’aide de gabarits ou confor-mateurs continus d’après les procédés plus expéditifs de M. Canovetti.
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- Appliquant une vitesse au sommet d’un filet supérieur ou inférieur et composant cette vitesse avec l’action de la pesanteur, on obtient une parabole; en faisant varier convenablement cette vitesse, la parabole qu’il engendre se rapproche de plus en plus de la forme relevée par expérience et quand les deux courbes coïncident, on est sûr que la vitesse génératrice est exacte et exactement appliquée au sommet de la courbe.
- On détermine ainsi les vitesses Y et V', relatives aux filets supérieurs
- 3Y + Y'
- et inférieurs, et M. Ganovetti propose d’admettre---^---> comme l’ex-
- pression très rapprochée de la vitesse effective moyenne.
- Les débits calculés à l’aide de cette vitesse effective moyenne concordent étonnamment avec ceux mesurés expérimentalement par M. Bazin. De plus, les profils relevés pour une hauteur génératrice déterminée peuvent être utilisés pour toute autre hauteur, le produit de la vitesse par la section restant, comme l’expression théorique du débit dans la
- 3
- formule générale, proportionnelle à H2.
- M. le Président remercie M. de Tédesco et le charge de reporter à M. C. Ganovetti toutes les félicitations de la Société pour son intéressant travail.
- M. le Président donne la parole à M. Level pour sa communication
- sur une distribution de vêtements aux ouvriers.
- .......
- M. Level dit que la question dont il va entretenir la Société sort un peu du cadre de ses occupations ordinaires, mais comme elle s’intéresse toujours à ce qui peut améliorer le sort et l’existence des ouvriers, il a cru devoir déférer au désir que lui a manifesté M. le Président lorsqu’il a eu connaissance, des tentatives nouvelles de la Société des Chemins de fer économiques.
- Ayant constaté que les gratifications ordinaires accordées à ses agents n’avaient pas également d’effet suivant qu’elles étaient attribuées à un célibataire ou à un homme marié et père de plusieurs enfants, cette Société a recherché s’il ne lui serait pas possible de venir en aide aux pères de famille sans s’exposer à des récriminations de la part des célibataires.
- Elle a eu l’idée de faire pour son personnel ce que font pour les familles pauvres les Caisses des écoles, et de distribuer aux enfants de ses agents des vêtements et chaussures de bonne qualité. Ces enfants sont divisés en deux catégories : ceux qui ont moins de six ans et ceux qui ont de six à seize ans. Pour les premiers, il n’y a point de distinction, ils sont tous habillés de la même façon ; ils reçoivent : une paire de chaussures, une camisole de tricot, des bas de laine, une robe, une blouse et un tablier. Pour ceux de six à seize ans, chaque garçon reçoit: une paire de chaussures, des chaussettes ou des bas de laine, un gilet de laine, un pantalon de velours et une blouse, et chaque fille : une paire de chaussures, des bas de laine, une robe et un tablier.
- Pour la fourniture de ces objets, on s'est adressé, dans un but de philanthropie, à la Société d’Àssistance pour le travail, bien connue aujourd’hui, qui a pour but de démasquer les faux pauvres, c’est-à-dire
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- ceux qui se font une profession de la mendicité, résultat qu’elle obtient en leur fournissant du travail.
- Les frais occasionnés par les distributions de vêtements se sont ainsi élevés à 11 f environ par enfant, ce qui représente, pour la Société des Chemins de fer économiques, une dépense annuelle de 14,06/par kilomètre de voie exploité.
- L’effet moral produit par ces distributions est excellent, et la Société n’a eu qu’à se féliciter des résultats obtenus ; les célibataires ont d’ailleurs trouvé que cela était tout naturel, et ils ont été les premiers à approuver cette mesure.
- Yoilà un exemple à. conseiller, et que beaucoup d’industriels et de grandes Sociétés pourraient utilement mettre à profit.
- M. le Président remercie M. Level des intéressantes indications qu’il vient de donner et il est heureux de constater que c’est l’un des membres de notre Société qui a eu cette heureuse initiative que l’on ne saurait trop recommander.
- M. le Président donne la parole à M. de Bovet pour présenter sa communication sur le louage électrique.
- Cette communication sera insérée in extenso au Bulletin.
- Puis il donne la parole à M. G. Richard pour sa communication sur le Scrutateur électrique de M. Le Goaziou, qui sera également insérée m extenso au Bulletin.
- M.Le Goaziou, qui assiste à la séance, fait ensuite fonctionner l’appareil.
- M. le Président constate qu’il était difficile de faire un exposé plus clair et plus intéressant que celui présenté par M. G. Richard, et il félicite M. Le Goaziou des résultats auxquels il est arrivé et qu’il a bien voulu faire connaître à la Société.
- La séance est levée à 11 heures et demie.
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- NOTE
- SUR
- LE sniilTATKI I! ÉLECTRIQUE DE M. LE QOAZIOU
- M. Gustave RICHARD
- Les scrutateurs ou machines à voter électriques ont été depuis longtemps (1) l’objet des études parfois fort ingénieuses de nombreux inventeurs qui ne sont pas encore parvenus à faire essayer pratiquement leurs systèmes (2).
- L’utilité d’un bon scrutateur, c’est-à-dire,d’un appareil classant et totalisant les votes avec exactitude et rapidité ne saurait être mise en question : chacun sait, en effet, que le mode actuel de scrutin par bulletins blancs et bleus donne, même dans les cas les plus simples, lieu à des opérations très longues — environ vingt minutes par vote — et presque forcément inexactes quand elles ne le sont pas volontairement (3).
- (1) D’après M. du Moncel, la première idée des scrutateurs électriques remonterait à Martin de Brettes (1849).
- (2) On trouvera dans le volume 5 des Applications cle l'Electricité de du Moncel la description des appareils de Gallaud (brevet français 515616, 19 octobre 1861 ; Société des Ingénieurs civils, 21 mars 1862; Société d’Encouragement (Bulletin, 1864, p. 723, Rapport de M. Molinos). — Clérac et Guichenot (brevet français, 28 janvier 1870). — Jacquin (pétition à l’Assemblée, 8 mars 1874; Annales télégraphiques, janvier 1875). — Laloy, Daussin, Gaulne et Mildé, Debayeux (brevet français 129647, 10 février 1879), auxquels il faut ajouter ceux de Davillé (VElectricité, 24 mars 1884). — Trouillet (brevet français 172579, 2 décembre 1885). — Albert Victor (brevet 182yi8, 19 avril 1887). — Hérodote etNAULT (brevet 214235, 17 juin 1891). — Mathias (Journal télégraphique de Berne, 25 février 1883).
- (3) Ces inconvénients ont été parfaitement exposés comme il suit par M. Le Goaziou :
- « Le vote actuel par bulletins offre, en effet, des facilités étonnantes aux élus pour représenter leurs électeurs à distance, et permet d’user des plus grandes libertés vis-à-vis du suffrage universel. Le vote par procuration, que le scrutin électrique admet seulement dans de justes limites, peut s’exercer actuellement d’une façon tellement large que l’obligation de siéger ne s’impose qu’à ceux qui le veulent bien. Comme rien n’empêche les votants de mettre plusieurs bulletins de même sens dans les urnes que les huissiers transportent dans la salle des séances et dans ses dépendances, le dépouillement des scrutins ne peut se borner simplement à la totalisation des bulletins : il exige encore des opérations fastidieuses de pointage ; et, malgré le temps considérable pris sur les délibérations par les exercices manuels ët peu intellectuels des secrétaires, les résultats numériques du
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- Le problème du scrutateur électrique est, d'autre part, extrêmement complexe. Voici, en effet, d’après l’inventeur même de l’appareil décrit dans cette note, les conditions auxquelles doit satisfaire une bonne machine à voter :
- 1° Chaque votant doit pouvoir exprimer son vote pour ou contre la question soumise au scrutin ; l’appareil doit aussi pouvoir se prêter, au besoin, à l’émission du vote à!abstention, si le Parlement adopte cette troisième forme du vote, réclamée à diverses reprises dans ces dernières années.
- 2° Il faut que le votant puisse rectifier et modifier à volonté son vote pendant toute la durée de l’ouverture du scrutin, jusqu’au moment où le dépouillement commence.
- 3° Tout vote multiple, unilatéral ou bilatéral, doit être rendu impossible; et, en général, toute cause d’erreur ou d’altération des résultats numériques doit être écartée pour dispenser de pointages ultérieurs.
- 4° La personnalité du vote doit être sauvegardée afin d’empêcher toute modification des suffrages par des tiers non autorisés.
- 5° En cas de scrutin public à la tribune, le vote pour les absents doit être rendre impossible.
- 6° Le dépouillement complet d’un scrutin devra fournir, pour l’impression au Journal officiel, les totaux des voix pour, des voix contre et, éventuellement, des abstentions ; la liste, dressée par ordre alphabétique, comme actuellement, de ceux qui ont voté pour, de ceux qui ont voté contre, et, éventuellement, la liste de ceux qui ont émis un vote d'abstention; enfin, la liste de ceux qui n’ont pas pris part au vote.
- 7° La totalisation et l’enregistrement devront être très rapides, pour que le dépouillement par une machine soit vraiment avantageux.
- 8° Après le dépouillement d’un scrutin, les organes ayant servi à l’exprimer devront revenir automatiquement au repos, pour éviter que les mêmes suffrages soient émis aux scrutins suivants sans la participation des votants.
- 9° Enfin, les machines employées devront être assez simples pour garantir un fonctionnement régulier, quelque élevé que soit le nombre des votants.
- Je n’entrerai pas ici dans l’examen et la discussion des nombreux appareils proposés pour résoudre ce problème : il faudrait, pour cela, consacrer à une question en somme toute spéciale un
- scrutin sont presque toujours erronés, ee qui n’empêche pas qu’ils restent dûment acquis après leur proclamation.
- » Enfin, le vole actuel a l’inconvénient très grave de permettre aux votants de se soustraire facilement à la responsabilité de leurs suffrages : on sait, en effet, que les votants peuvent, au moyen de rectifications aux procès-verbaux de scrutins, changer le sens de leurs votes après la proclamation de résultats acquis. La pratique de ces rectifications singulières est tolérée, et, pour ainsi dire, justifiée par suite du manque de personnalité du vote par bulletins, et aussi par suite de la facilité des erreurs matérielles dues à la complication des bulletins d’annulation. La con.-équence de ces rectifications est que le votant peut, s’il le veut, faire adopter une loi tout en se prévalant ultérieurement d’avoir voté contre son adoption, et en accusant un tiers mystérieux d’avoir altéré son suffrage, ce qui est des plus faciles et des plus vraisemblables. »
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- espace inadmissible dans le cadre de notre Bulletin, et surtout toucher, contrairement aux habitudes aussi rationnelles qu’honorables de notre Société, à des intérêts trop personnels. Je me contenterai d’attirer votre attention sur cette intéressante question des scrutateurs électriques en essayant de vous décrire l’un d’entre eux : celui de M. Le Goaziou, qui a su, malgré les très faibles ressources dont il disposait, non pas réaliser, — cela ne dépend pas de lui seul, — mais amener aussi près que possible de la réalisation un système de scrutateur électrique qui paraît satisfaire avec une extrême simplicité au programme si compliqué posé par son inventeur même (1).
- Ainsi que l’indique la figure schématique ci-après, le système de M. Le Goaziou, établi pour l’enregistrement et la totalisation de quatre types de votes : 'pour, contre, abstention, absent, se compose essentiellement des appareils suivants :
- Un distributeur de votes ;
- Un enregistreur de votes;
- Quatre totalisateurs ou compteurs de votes;
- Un relai répartiteur des votes,
- Et, enfin, des transmetteurs de votes : un par votant.
- Ces appareils sont reliés entre eux et à une source d’électricité P par quatre grands circuits (XY) (X'Y ) (X"Y") (X'"Y'") différenciés par l’aspect de leurs tracés, et désignés, pour simplifier, sous les appellations de circuits des pour, des contre, des abstentions et des absents, suivant le caractère même des votations qu’ils transmettent, par l’intermédiaire des répartiteurs, à l’enregistreur des votes (2).
- (1) Brevet français du 30 novembre 1886. Certificats d’addition des 17 février 1887, 29 mars et 7 mai 1888. Mémoire déposé à l’Académie des Sciences, le 11 février 1891. — La Lumière électrique, 24 mai, 1er novembre 1890. — Description du Scrutateur électrique instantané, par M. Le Goaziou. 1 broch. G. Carré, 1890.— Société d’Encouragement. Rapport de M. Carpentier. Séance du 11 mars 1891.
- (2) On peut, comme l’a indiqué M. Le Goaziou, classer les divers scrutateurs sous les trois divisions suivantes, en dehors des appareils électro-chimiques :
- 1» Ceux dans lesquels le transmetteur individuel est un conjoncteur passager (tel que le bouton de contact des sonneries électriques), agissant directement sur un indicateur et un enregistreur de votes particuliers à chaque votant; ils exigent un nombre d’électro-aimants égal à 3 n ou 6 n fois celui des votants, n étant le nombre des divisions du vote : 4 dans le cas actuel, suivant que les mêmes électro-aimants remplissent ou non la double fonction d’indicateurs et d’enregistreurs ;
- 2° Ceux où l’on emploie comme transmetteur individuel un conjoncteur passager qui agit indirectement sur n compteurs et n enregistreurs servant successivement à tous les votants par l’intermédiaire d’un distributeur; ils nécessitent des récepteurs électromagnétiques d’attente en nombre égal à 2 n ou 3 n fois de celui des votants;
- 3° Ceux qui utilisent comme transmetteur individuel un conjoncteur persistant (tel que le commutateur à cheville ou à manette), qui agit directement sur n compteurs et n enregistreurs, servant successivement à tous les votants par l’intermédiaire d’un distributeur; ils peuvent fonctionner avec un électro-aimants seulement par votant.
- Le système de scrutateur de M. Le Goaziou appartient à cette dernière classe, qui présente le grand avantage de réduire au minimum le nombre des électro-aimants.
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- Fü_ commun des Contre
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- Fil commun des/ Absents
- Fil commun.. .des.. _Pour
- TV—. r-®T2 T%-i ,—4>T4( Transmetteurs)
- l f : ( :
- Enregistreur
- .21 Noms et g |_ numéros
- Votes
- CONTRE
- POUR
- JBSENTS.
- — _... -----------------
- de Votes
- ABSENTS
- Schéma d’une installation de scrutateur à quatre rotations,
- Fig. 1
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- Examinons d’abord séparément le distributeur, l’enregistreur et le répartiteur des votes ; puis nous décrirons le fonctionnement de l’appareil en opérant successivement les quatre votations : pour, contre, abstention, absent.
- Le distributeur, dont l’idée première appartient à M. Gallaud, consiste en une aiguille L, pourvue de deux balais b et b', qui se promènent : l’un sur un limbe métallique continu S, relié à la pile P, qui fournit l’électricité au scrutateur, et l’autre, 6, sur une série de contacts 1, 2, 3, ..en nombre égal à celui des votants, et reliés chacun au transmetteur T15 T2, T3, ... d’un votant. Il faut donc, pour que le courant de la pile P arrive à un transmetteur quelconque, que le balai b soit sur la touche correspondant à ce transmetteur ou à ce votant-; et, si l’on fait faire un tour complet à l’aiguille du distributeur, tous les transmetteurs seront reliés successivement à la pile.
- Venregistreur consiste en un cylindre N, auquel on attache une feuille de papier divisée en cinq colonnes : sur celle du milieu, sont inscrits les noms des députés; sur celles de gauche, des marqueurs 1 et 2 inscrivent, comme nous le verrons, les votes pour et les abstentions, tandis que les marqueurs 3 et 4 inscrivent sur les colonnes de droite les votes contre et les absents.
- L’axe a' de l’enregistreur entraîne celui de l’aiguille du distributeur, et la feuille des votes doit être repérée sur l’enregistreur de façon que les noms des députés passent au droit des marqueurs en même temps que le balai b du distributeur passe sur les contacts correspondants.
- Quant aux marqueurs, ils consistent simplement en des molettes encrées qui viennent s’appuyer sur le cylindre et y marquer un trait quand elles sont soulevées par l’attraction qu’exercent sur leurs leviers les électro-aimants correspondant, comme nous le verrons, aux quatre votations.
- Le répartiteur de votes se compose essentiellement de trois électro-aimants J, K, T, actionnant, trois leviers G, D, H entre les contacts n et n', d et d', (r r') et (t, t'), s et s', isolés les uns des autres, sauf r de r et t de t'.
- Quant aux compteurs P, A, A' G, ils sont électro-magnétiques quelconques, et ne présentent rien de particulier. On peut facilement les disposer de manière que leurs indications soient considérablement amplifiées par projections optiques'.
- Arrivons maintenant au fonctionnement général du système.
- Supposons le balai 6 du distributeur arrivant successivement Bull.
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- sur les contacts 1, 2, 3, 4, ... des députés Tx, T2, T3, T4, ..et ces députés votant repectivement four, contre, abstention, absent.
- Afin de voter pour, le député fermera, comme l’indique la figure, son contact p, de sorte que, au moment où le balai b passera sur le contact 1 du distributeur, le circuit XY sera fermé sur la pile, et le courant passera d’abord dans l’électro-aimant K. Cet électro attirera alors son armature D sur le contact d de M, lequel contact amènera le courant, par D, u', u , nr, W, à l’élec-tro EP, et lui fera marquer, comme nous l’avons vu, un vote four au député n° 1 sur le cylindre N, en même, temps que le compteur P additionnera un vote.
- Le vote contre du député T2, préparé en fermant son contact c, s’obtiendra de même par le répétiteur J, le compteur C et l’électro EG, suivant n G v v' d'M', quand le balai b viendra fermer le circuit pointillé Y' en passant sur la touche 2 du distributeur.
- Pour une abstention, il faut, comme en T3, fermer à la fois les deux contacts p et c, excitant ainsi à la fois les deux électros J et K. Les armatures D et G ferment alors simultanément leurs contacts r et r' sur 0', de manière à interrompre les circuits dérivés aux compteurs EP et EG, tandis que le courant passe par le circuit X'"Y'" au compteur A et à l’électro marqueur EABST des abstentions, sans pouvoir aller à ceux des pour et des contre isolés par suite de l’abaissement simultané des leviers G et D. Il en résulte que chaque abstention se traduit sur le cylindre enregistreur par un seul trait dans la colonne réservée à ce vote, en même temps qu’elle fait marcher d’une unité le compteur A. La manœuvre simultanée des deux contacts d’un député marque donc forcément une abstention, ce qui rend le vote double ou bilatéral tout à fait impossible.
- Pour signaler les absents, comme en T4, il faut fermer le contact a, médian entre les contacts p et c de T4, de manière que le balai b ferme, en passant sur la touche correspondante 4, le circuit en traits pleins XffYff jusqu’à l’électro T, lequel, attirant son armature H sur s, ferme ce circuit, par 11', sur le compteur et le marqueur des absents. On remarquera, qu’ici encore, toute fraude est impossible, parce que, si l’on fermait à la fois en T4 les contacts a et G, ou a et p, la rupture du circuit XffY" en t ou en t' empêcherait toute fausse indication d’absence.
- La figure 2 représente le détail d’un transmetteur de votes.
- Chacun de ces appareils comprend un seul solinoïde É et
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- deux boutons B et B' : l’un pour les votes contre et l’autre celui des pour.
- Quand on veut voter pour, on repousse, comme l’indique la figure, le bouton B', de sorte que le courant passe du fil D du votant relié au distributeur au fil commun P des pour par le trajet D, D', D", R' et m'.
- Pour voter contre, il faut, au contraire, repousser B, de manière que le courant passe par D, R, m au fil commun G des confiée.
- C M P ‘A
- Fig 2. — Détail d’un transmetteur de votes.
- L’abstention se marque en repoussant les deux boutons B et P/ de manière que le courant passe à la fois, comme nous l’avons vu. précédemment, aux fils communs des pour P et des contre C.
- Enfin, lorsque le député est absent, ses deux boutons B et Br restent tirés avec le ressort de contact R sur n, séparé de m par
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- l’isolant i, et R" sur ri, séparé de m par l’isolant ï, de sorte gue le courant passe par D, R, m, M, ri, R" au fil commun A des absents.
- Il reste à rappeler automatiquement au repos tous les transmetteurs à la fin de chaque vote. Pour cela, tous les solénoïdes E sont groupés en séries d’une dizaine environ — pour ne pas en exagérer la résistance — par des fils et dans lesquelles on envoie successivement, à la fin du vote, par un commutateur des plus simples (1), les courants de rappel sous l'action desquels les solénoïdes attirant leurs armatures E', guidées par les galets G G. sortent les deux boutons B IV dans la position correspondante à l’absence.
- On voit, par ce qui précède, combien chaque transmission de vote est, pour chaque député, une opération simple, nettement définie, libre jusqu’à la fin du scrutin, et, qu’en outre, chaque vote est, à la fois, inscrit et doublement totalisé par son inscription et par les compteurs.
- Ceci compris, voici à quoi se réduirait l’opération d’un vote :
- Après avoir laissé le scrutin ouvert le temps suffisant pour permettre aux députés de prendre une résolution finale, le président de l’Assemblée déclare le scrutin fermé et met en train, par un bouton ou une pédale, le mouvement d’horlogerie ou la dynamo (2) qui commande l’aiguille du distributeur; cette aiguille fait, ainsi que le cylindre enregistreur, un tour complet, au bout duquel tous les votes sont totalisés et inscrits en quatre divisions : pour, contre, absents, abstentions, très vite : en une minute, et très exactement, c’est-à-dire sans rectifications possibles d’erreurs réelles ou présumées au Journal officiel.
- Toutes ces opérations, pour la description desquelles j’ai dù forcément abuser un peu de votre patience, s’effectuent donc de la façon la plus simple, par des moyens aussi très simples et des appareils rustiques, qui ne se fatiguent pas. Chaque député ne doit manipuler que deux boutons bien solides, dont l’électro-aimant est très soigneusement abrité dans une case fermée de son pupitre, et le fonctionnement des autres appareils, tout à fait automatiques, n’a selon toute apparence rien à redouter des orages parlementaires les plus violents.
- Le réseau des fils composé, d’une part, de cinq câbles principaux communs aux pour, aux contre, aux abstentions, aux absents et
- (1) Voir l’annexe 1.
- (2) Voir l’annexe 2.
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- aux rappels des transmetteurs, et, d’autre part, d’autant de fils que de votants, — 600 environ pour notre Chambre, — aboutissant à la rosace du distributeur, ce réseau, dis-je, n’a rien que d’absolument élémentaire comme établissement, entretien et surveillance : le moindre bureau téléphonique en manipule chaque jour, sans aucun arrêt, d’autrement compliqués, établis dans des conditions autrement difficiles. Cette multiplicité des fils n’est qu’une complication purement apparente, dont M. Le Goaziou a eu, à notre avis, parfaitement raison de ne pas se préoccuper, sans chercher à l’éviter par une complication réelle alors des transmetteurs et du distributeur.
- Je, terminerai ici cette description, déjà bien longue, sans insister sur les diverses combinaisons de votes, plus ou moins normales, auxquelles pourrait se prêter l’appareil deM. Le Goaziou (3);. et je ne saurais, il semble, mieux le faire qu’en citant, pour justifier le bien que je n’ai pas hésité à vous dire de cet appareil, la conclusion favorable du rapport qui a été présenté à son sujet, au nom du Comité des Arts économiques de la Société d’Encou-ragemeDt, le 11 mars 1891, par l’éminent ingénieur-électricien M. Carpentier.
- Yoici les conclusions de ce rapport :
- Les appareils de M. Le Goaziou n’ont point été construits; mais leurs dispositions sont arrêtées déjà, jusqu’aux moindres détails, dans les projets de l’auteur. Ces détails, qui ont été communiqués au rapporteur du Comité des Arts économiques, ne peuvent trouver place dans ce rapport; mais leur ensemble témoigne, de la part de M. Le Goaziou, d’une vue très nette des nécessités pratiques.
- Le Comité des Arts économiques estime que, dans l’état actuel de la science et de l’industrie, la réalisation d’un scrutateur électrique irréprochable est chose relativement facile, et que, si nos Assemblées législatives se décidaient à encourager, par voie de concours ou autrement, la construction d’un appareil de ce genre, elles seraient à bref délai en possession de procédés de vote aussi sûrs et incomparablement plus expéditifs que ceux dont elles se contentent actuellement.
- Le Comité des Arts économiques pense que le système de M. Le Goaziou peut être classé parmi ceux qui fourniraient les meilleures solutions, et que ses appareils, sauf les modifications secondaires que pourraient indiquer les études de construction, seraient propres à assurer le service pour lequel ils ont été conçus.
- Il ne me reste plus qu’à faire, comme M. Carpentier, des vœux pour que « nos Assemblées législatives se décident à encourager, etc.», et j’avoue même ne pas bien comprendre pour quelles raisons — non extra-parlementaires, bien entendu — elles ne s’y sont pas encore décidées.
- (3) Voir l’annexe 3.
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- ANNEXE N° 1 (Voir 2i. 876).
- Rappel sans bruit des Transmetteurs au repos.
- Les transmetteurs de votes des députés, au nombre de 600 en chiffres ronds, sont partagés en un certain nombre de séries : par exemple, en
- Fig. 3. — Rappel des transmetteurs au repos.
- 60 circuits de 10 transmetteurs en cascade. Après le dépouillement du scrutin, on fait passer le courant de rappel successivement dans chaque
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- série de transmetteurs. Ce courant est rendu intermittent pour obtenir progressivement le retour au repos des transmetteurs.
- Cinq émissions très brèves et une plus longue à la fin suffiront pour •opérer ce travail très sûrement et sans aucun bruit.
- La figure 3 montre un dispositif qui peut être employé da ns ce but il est fait seulement pour 12 séries de transmetteurs.
- Il suffit de suivre les communications du diagramme pour en saisir le fonctionnement.
- Le petit distributeur A et la roue d’engrenage à une seule dent B sont •sur le même axe XX; la roue à 13 creux C et le distributeur D sont sur un autre axe z z'. L’engrenage intermittent BC permet de mettre successivement les 12 circuits aboutissant au distributeur D en relation ;avec le distributeur à courants intermittents A.
- Au lieu d’un engrenage sujet à des chocs gênants, on peut de préférence employer un engrenage continu, dans lequel les rayons de B et G •sont dans le rapport de 1 à 13 pour le système représenté. Le résultat obtenu est le même pour l’émission des courants.
- La mise en marche du système a lieu soit par une petite manivelle à vis tangente dont les rotations sont réglées par les battements d’un métronome, soit par un moteur à poids. Dans les deux cas, la vitesse de rotation doit être telle que le rappel des transmetteurs s’effectue convenablement par les six émissions intermittentes, ce qu’il est très facile -d’obtenir.
- ANNEXE N° 2 ffoû p. 876)
- EMPLOI D’UN PETIT MOTEUR DYNAMO-ÉLECTRIQUE
- Pour la mise en marche du Scrutateur électrique
- On peut employer, pour l’entraînement du distributeur et du cylindre -enregistreur, un mouvement d’horlogerie à poids moteur ; mais il est beaucoup plus avantageux d’obtenir l’entraînement de ces organes au moyen d’un petit moteur dynamo-électrique qui fait tourner directement Taxe du cylindre enregistreur et du distributeur, et supprime ainsi un grand nombre de rouages et de mécanismes délicats et assez encombrants.
- La figure 4 donne le plan général du nouveau dispositif adopté.
- A est l’anneau induit d’un petit moteur dynamo-électrique ; il est fixé
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- sur l’axe XX', et fait tourner par une vis sans fin Y l’axe 00' du cylindre enregistreur E : l’axe de l’aiguille D du distributeur est rendu solidaire de la rotation de l’axe 00' au moyen des roues d’angle rr' d’égal rayon.
- Avec le type de régulateur représenté par la figure 5, la force centrifuge agit directement sur l’admission du courant au dynamoteur.
- La vitesse de régime peut être modifiée pendant la marche du moteur,
- w-
- Fig. 4. — Ensemble de l’installation. Fig. 5. — Détail du régulateur.
- et l’on a pris les dispositions nécessaires pour obvier aux inconvénients des étincelles d’extra-courant de rupture dans l’interrupteur.
- L’axe xx' du régulateur à force centrifuge est divisé en trois parties isolées l’une de l’autre par deux manchons en ébonite MM'. Le courant pénètre par une douille filetée D, sur laquelle se visse une autre douille taraudée D'. Le manchon mobile N du losange articulé à masses centrifuges sert de conjoncteur entre la douille D' et la tige bissectrice du losange. La force centrifuge qui s’exerce sur les boules du losange agit donc directement pour interrompre et rétablir la circulation du fluide électrique.
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- Un ressort T assure une bonne communication métallique entre le manchon mobile N et sa tige ; un autre ressort T', frottant au haut de la tige, assure la sortie du courant.
- Si l’on veut augmenter ou diminuer la vitesse de rotation, il suffit de visser ou de dévisser la douille D', ce qui se fait au moyen des oreilles PP' sans aucun arrêt du moteur.
- L’étincelle d’extra-courant de rupture éclate entre la douille D' et le manchon mobile N, lesquels présentent une surface de contact très étendue, toujours entretenue en bon état de conductibilité par le frottement de la rotation. Par conséquent, aucune oxydation des surfaces de contact ne se produit, et le circuit est toujours établi sûrement.
- La figüre 6 est un diagramme du fonctionnement du système, qui n’est mis en action qu’au moment où il s’agit de totaliser et d’enregistrer un scrutin électriquement.
- T est un bouton transmetteur à double contact qui sert à mettre en mouvement le moteur électrique.
- Quand on appuie sur ce bouton, dont le ressort A est relié au pôle -J- d’une petite pile P, le courant passe d’abord à travers l’électro.-aimant E, dont le levier-armature ff' sert de verrou électrique au levier-armature U’ de l’électro-aimant E'. Un instant après que le levier vertical a oscillé en f, l’abaissement à fond du bouton T ferme à son tour le circuit de l’électro-aimant Hughes E’, dont le levier-armature II, chassé par l’action du ressort r suivant la flèche f', vient buter en O contre la roue métallique S (1). Le circuit du petit moteur dynamo-électrique H se trouve alors fermé. L’aiguille du distributeur et le cylindre enregistreur sont mis en marche et font un tour complet. En môme temps que ces organes, tourne la roue S, fixée sur son axe avec interposition d’isolants pour éviter les pertes de courant par le massif du mécanisme. Elle est munie d’une came G, qui ramène le levier-armature U' au contact de son électro-aimant E', l’extrémité l venant reposer sur le haut du levier-armature de E. La vitesse acquise emporte encore un moment la roue S : la came G s’éloigne donc un peu du levier, ce qui. rompt le circuit de la petite dynamo qui s'arrête alors. L’étincelle de rupture éclate entre le levier V et la roue
- (1) Au lieu d’une clef à double contact, on peut aussi employer un bouton à simple contact en modifiant les communications comme il suit: le 111 qui relie le ressort A’à l’électro-aimant E se bifurque au point z, lequel aboutit à l’axe du levier vertical de ,E; le butoir de contact y de ce levier est alors relié à l’entrée du courant k dans l’électro-aimant E’. Cette installation est plus simple et le résultat est le même pour la mise en train du moteur électrique.
- V
- Fig. 6. — Schéma des circuits.
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- métallique S sans produire d’oxydation, car le frottement du levier contre la roue entretient constamment la netteté du contact.
- Chaque fois qu’on abaisse le bouton T, on obtient donc un tour complet et unique du distributeur et de l’enregistreur ; les trépidations accidentelles du plancher sur lequel se trouve l’appareil ne peuvent pas déterminer la mise en marche, à cause de l’enclenchement électrique opéré par le levier-armature de E.
- Le régulateur à force centrifuge est intercalé en iï dans le circuit de la dynamo. La pile^/ du moteur est constituée par une batterie d’accumulateurs; malgré l’affaiblissement graduel de cette source d’électricité, la vitesse de rotation de la dynamo reste constante, grâce à l’action-insensible du régulateur.
- L’emploi de ce mécanisme d’entraînement permet, comme on le voit, de dépouiller très sûrement et instantanément un scrutin en abaissant le bouton T : manœuvre extrêmement simple, à la portée du premier venu. L’ensemble du moteur, qui se borne à deux ou trois mobiles, ne prend qu’une place très réduite, avantage que 11e posséderait pas un mouvement d’horlogerie à poids ou à ressort moteur.
- ANNEXE N° 3
- Scrutin public à la tribune (1).
- Au premier abord le scrutateur ne semble pas pouvoir se prêter à ce genre de scrutin, auquel les membres présents à la séance doivent exclusivement prendre part. Comme rien n’empêche, dans le scrutin public ordinaire, un membre de manœuvrer les transmetteurs de ses collègues, il faut rendre impossible ce vote par procuration, lors d’un scrutin public à la tribune.
- Rien 11’est plus facile en faisant précéder ce dernier scrutin d’un appel nominal rigoureux qui donne une preuve matérielle de la présence des membres, et permette d’exclure les suffrages de tous ceux qui n’ont pas justifié de leur droit de vote.
- Actuellement, on procède de la manière suivante au scrutin public à la tribune :
- « Chaque député, après avoir reçu une boule de contrôle des mains d’un secrétaire, dépose son bulletin dans l’urne du vote placée sur la tribune, et la boule de contrôle dans l’urne placée sur le bureau des
- (1) D’après îa brochure de M. Le Goasiou. Description du scrutateur électrique instantané.
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- secrétaires de droite. Les secrétaires procède, ensuite au dépouillement du scrutin (1)» .
- Si ce travail se bornait à compter un à un les bulletins pour, contre et abstention, il serait terminé sans trop de retards ; mais, comme chaque membre peut déposer plusieurs bulletins à son nom, et qu’il y est même obligé si, pendant l’ouverture du scrutin, il veut annuler son premier vote en apportant deux nouveaux bulletins de sens contraire, le pointage, est presque toujours nécessaire. Dans les Assemblées qui comptent plusieurs centaines de votants, ce travail, fait au milieu du bruit, prend nécessairement beaucoup de temps, et s'acomplit rarement sans erreurs.
- Le système de pointage mécanique des présents, que nous allons décrire, permet d’arriver au même résultat sans erreurs ni abus possibles : c’est une sorte d’appel nominal rigoureux dont on fait précéder, pour ce genre de scrutin, le vote électrique pratiqué comme pour le scrutin public ordinaire.
- Chaque membre de l’Assemblée a quelques jetons dont la forme exacte est représentée par la figure 7 en grandeur naturelle. Ce sont des fiches en métal nickelé, sur lesquelles sont gravés le nom et le numéro d’ordre d’un votant et qui sont terminées par une tige pointue.
- En vue du scrutin public à la tribune, le bureau de l’Assemblée est partagé en un certain nombre de sections, quatre par exemple, à la tête de chacune desquelles il y a un secrétaire. Un casier, divisé en petites cellules pouvant contenir un jeton, est placé horizontalement sur les tables des secrétaires, et chaque cellule porte le numéro et le nom d’un membre, comme le montre un fragment du casier de pointage représenté par la figure 8 en plan de grandeur naturelle.
- Lors d’un scrutin de ce genre, chaque votant vient personnellement remettre son jeton au secrétaire de sa section en énonçant son numéro d’ordre et son nom, pour que le secrétaire n’ait plus qu’à laisser tomber verticalement le jeton dans la cellule correspondante du casier. Cette opération préalable faite, les votants rejoignent leurs places respectives pour émettre électriquement leurs votes comme d’ordinaire. Quand le scrutin est déclaré clos, les suffrages sont instantanément totalisés et enregistrés par le scrutateur électrique, et pendant ce temps les secrétaires opèrent le pointage mécanique des présents.
- Pour cela, dàns chaque section, une feuille de papier portant imprimés les noms et les numéros des membres est placée entre deux planches métalliques percées de trous, et le tout est posé ensuite exactement sur le casier: les queues des jetons, qui font saillie, percent la feuille et l’enregistrement des membres présents se trouve ainsi obtenu d’une façon aussi rapide que sûre.
- La feuille est retirée de cette presse et, en un moment, on compte au
- (1) Article 85 du règlement de la Chambre des députés.
- Fig. 7.
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- verso le nombre des trous qui s’y trouvent. Les totaux de .cette feuille, qui n'a enregistré forcément que les noms des membres ayant apporté la preuve matérielle de leur présence, sont ensuite comparés à ceux du scrutateur électrique ; s’ils sont d’accord, le vote est acquis ; en cas de désaccord, le collationnement des feuilles de l’enregistreur électrique et du pointage mécanique permet de trouver facilement et d’annuler les suffrages indûment compris dans les résultats.
- Après la séance, des huissiers enlèvent les jetons des casiers, et les glissent à travers une fente dans les pupitres correspondants.
- Le partage du pointage entre quatre secrétaires donne l’avantage d’une totalisation plus rapide, en même temps qu’il permet à chaque secrétaire de reconnaître facilement les membres de sa section, ce qui,
- Fig. 8. — Pian d’un casier de poin tage.
- joint à l’obligation où sont les votants d’énoncer leur nom en remettant leur jeton, empêche tout abus (1).
- Cette méthode d’appel nominal offre donc plus de garanties que le simple défilé à la tribune usité actuellement, en même temps que le vote électrique, dont elle est l’accessoire, donne l’avantage de la totalisation et de l’enregistrement instantanés des suffrages. Son emploi empêcherait aussi de faire de l’obstruction par la demande de scrutin public à la tribune, car Tunique résultat obtenu serait de provoquer un appel nominal de courte durée.
- L’appel nominal, avec ce système, pourrait, au besoin, être employé avant le premier scrutin de chaque séance : les électeurs auraient ainsi, comme c'est leur droit, la liste rigoureuse des membres présents, et les votes parlementaires ne pourraient qu’y gagner en autorité.
- Le scrutin public à la tribune et le scrutin public ordinaire sont les deux genres de scrutins les plus importants du mécanisme parlemen-
- (1) Cet enregistreur à pointage conviendrait aussi comme scrutateur aux assemblées dont le nombre des membres est trop restreint pour éprouver le besoin d’un scrutateur électrique, comme les conseils municipaux et généraux des grandes villes de France. 11 est bien entendu qu’il faudrait disposer le casier de manière à faire la distinction entre les diverses expressions du vote : pour, contre et abstention. Cela ne présenterait aucune difficulté en adoptant des épaisseurs et des largeurs différentes pour les trois cellules et les trois jetons réservés à chaque membre.
- Le dépouillement des scrutins de ces assemblées restreintes serait ainsi très rapide et très précis, et nous signalons en passant ce nouveau système de scrutateur, dont la simplicité n’exclut pas Futilité.
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- taire : ils sont grandement facilités et abrégés par le scrutateur électrique, comme on la vu. Le scrutin public ordinaire est employé très fréquemment pendant chaque séance ; le scrutin public à la tribune est assez rarement usité maintenant, parce qu’il fait perdre près de deux heures pour le vote, le dépouillement et le pointage des bulletins. Ce dernier scrutin n’aurait plus lieu d’être demandé si l’apppel nominal était pratiqué régulièrement avant le premier vote de chaque séance.
- Outre ces deux genres de scrutins, on emploie encore le vote à mains levées et le vote secret de nominations. Le vote à mains levées peut être conservé eu égard à sa rapidité : en cas de contestations, une seule épreuve électrique donnerait des résultats numériques plus sûrs et plus précis. Le vote secret de nominations ne s’accommode pas des moyens électriques, à cause des conditions spéciales de son emploi, pour la désignation des titulaires aux diverses fonctions du bureau de l’assemblée, des commissions, etc... Ge vote particulier s’emploie surtout au début de chaque session : il n’y a pas d’inconvénient qu’il continue à s’exercer au moyen de bulletins sous enveloppe.
- L’important est que les autres genres de scrutins, d’un usage journalier, soient recueillis le plus vite possible, et le scrutateur électrique les abrège au point de les rendre pratiquement instantanés.
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- ANALYSE PAR M. N. DE TÉDESCO
- d’une
- NOTE SUR LE DÉBIT DES DÉVERSOIRS
- A CONTRACTION COMPLÈTE
- PAR
- M. CANOVBTTI
- La note ci-dessous donne les résultats d’expériences faites par notre collègue, M. Ganovetti, Ingénieur de la ville de Brescia, et relatives à une des questions les plus délicates de l’hydraulique : celle du débit des déversoirs, car elle se rattache à la fois à la théorie de l’écoulement par les orifices et à celle des canaux découverts.
- Yoici à la suite de quelles circonstances il fut conduit à entreprendre ces travaux.
- Divers expérimentateurs chargés de mesurer le débit exact de l’eau potable de la ville de Brescia, variant de 200 à 600 l à la seconde, avaient trouvé des différences si anormales que M. Ganovetti résolut de faire lui-même cette détermination. Les premières expériences conduites d’après les diverses méthodes connues ne donnèrent pas de résultats satisfaisants.
- Les phénomènes qui régissent l’écoulement d’un déversoir sont en effet complexes ; il y a lieu de tenir compte, en dehors de la hauteur de chute, de la vitesse d’arrivée de Beau dans le canal, de la contraction latérale dans le déversoir, de l’accès plus ou moins libre de l’air sous la nappe.
- "Vers la même époque M. Bazin, Inspecteur générai des ponts et chaussées, publiait dans les annales des ponts et chaussées son premier compte rendu du travail considérable qu’il avait entrepris avec l’appui du Ministère des Travaux publics. M. Ganovetti s’empressa d’en prendre connaissance, mais cette étude n’était
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- pas applicable aux circonstances de ses expériences. D’autre part, il avait déjà conçu l’idée de mesurer le débit en relevant le profil de la nappe et poursuivit fiévreusement ses expériences de manière à devancer toute tentative analogue de M. Bazin.
- Il faut noter que M. Canovetti n’était pas soutenu dans ses recherches, comme M. Bazin, par une administration puissante et qu’il ne disposait de l’eau nécessaire à ses expériences que quelques jours, tous les six mois, à l’époque du curage des aqueducs.
- Aussi quand le second mémoire de M. Bazin (janvier 1890) traitant de la forme des nappes parut dans les Annales des Ponts et Chaussées, M. Canovetti se hâta, bien qu’il n’eût pas tout à fait terminé, de publier à Rome un compte rendu de ses travaux, sous le titre :
- « Influence de la vitesse d’arrivée sur le débit des déversoirs à contraction complète. »
- Les études publiées par M. Bazin n’ayant rapport jusque-là qu’aux nappes sans contraction latérale, il s’assurait ainsi la priorité.
- Il eut d’ailleurs l’honneur de développer la même thèse au Congrès de Palerme, en qualité de délégué de la Société des Ingénieurs et Architectes italiens. Comme on peut le lire dans le quatrième fascicule (1892) des Annales de cette Société, la communication de M. Canovetti a recueilli les applaudissements les plus chaleureux, et cette assemblée exprima le vœu que les belles études et expériences de notre collègue, entreprises et poursuivies avec tant d’abnégation, fussent reprises sous les auspices d’une académie italienne, disposant des ressources nécessaires.
- Après ce court historique, nous allons décrire les méthodes expérimentales si pratiques que M. Canovetti a conçues en résumant en quelques mots l’état de la question, au moment où. il l’a abordée.
- La vitesse d’écoulement de l’eau, jaillissant par une ouverture en minces parois, sous une charge importante, est donnée par la formule de Torricelli
- V = v/20H.
- Cette formule devient insuffisante pour de forts débits, parce que les divers filets n’ont plus les mêmes vitesses. Les déversoirs présentent alors des moyens de mesure plus commodes et l’on peut appliquer la formule précédente à chaque section du déversoir,
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- et intégrer les débits correspondants. Cette intégration permet de déterminer ]a vitesse moyenne
- u = 2/3 \/2gË et le débit correspondant est
- u = 2/3 l H v'2^H l étant la largeur du déversoir.
- En pratique cependant, il y a lieu de tenir compte de phénomènes plus complexes ; les filets sont déviés par suite de la résistance plus grande qu’ils rencontrent sur le seuil et les côtés ; la vitesse v de l’eau dans le canal se compose avec la vitesse due à la chute. C’est pourquoi l’on affecte l’expression précédente d’un coefficient de correction qui se rapproche beaucoup de 0,60 dans le cas d’une contraction complète.
- Les expériences de M. Canovetti ont montré que cette formule ainsi rectifiée est satisfaisante, quand la vitesse d’arrivée est négligeable ; mais si elle ne l’est pas, les erreurs sont notables.
- Or, il n’est pas facile d’annuler cette vitesse d’arrivée malgré toutes les précautions prises pour T amortir, et bien que le bassin alimentaire qui avait servi à ses expériences mesurât plus de 100 m2 et se déversât par une ouverture de moins d’un quart de mètre carré, M. Canovetti constata un courant très important le long des parois.
- Les divers auteurs augmentent la hauteur de chute H de la hauteur h qui produirait la vitesse initiale.
- La formule de Torricelli devient alors ;
- V = v%(H + A).
- Mais pour calculer le débit, les uns supposent que la vitesse effective seule est augmentée, les autres font croître également la section, d’autres enfin corrigent cette dernière évaluation, en retranchant le débit qui résulterait d’un déversoir de hauteur de chute h. Tous affectent ces diverses expressions d’un coefficient pratique déterminé, de contraction et de correction.
- Tout au début de ses expériences, M. Canovetti pensait que le dernier mode susmentionné était le seul rationnel et il s’était proposé de démontrer que dans un déversoir sans vitesse initiale, il passe exactement la même quantité d’eau que celle qui passerait dans le même déversoir sans vitesse initiale, augmentée de celle qui passerait par la section contractée en raison de cette vitesse, par un orifice en minces parois.
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- Cette hypothèse s’est trouvée vérifiée pour des déversoirs de faible chute ; mais il a trouvé que pour des chutes plus grandes, le débit était sensiblement plus faible.
- Dans sonpremier mémoire précité, M. Bazin partant de la formule
- classique : ____
- Q = mlH.\/%gR (1)
- arrive à la formule générale :
- Q = {1 + KtTfl)}Hv/p (2>
- qui s’applique aux nappes libres.v
- Dans cette formule p est la hauteur du barrage au-dessus du fond du canal ; K et ^ des coefficients qu’il détermine pour les divers déversoirs types qu’il a étudiés.
- En moyenne, pour les diverses séries d’expériences qu’il a faites, on a approximativement :
- K = 0,55
- et |a — 0,405
- 0,003
- H
- Cette formule rend bien compte des divers phénomènes qui se présentent dans un déversoir à nappe libre. M. Canovetti pense que lorsque M. Bazin étendra ses études aux déversoirs à contraction complète, il ne pourra plus éliminer le terme contenant la valeur de la vitesse initiale, car si l’influence de cette vitesse peut se traduire, comme l’a fait M. Bazin, par une augmentation de la chute et de la section, il n’en est plus de même avec la contraction latérale où le premier effet de cette vitesse est de modifier la forme même des nappes. ,
- C’est ainsi qu’une vitesse initiale de 0,50 m par exemple, correspondant à une hauteur de chute supplémentaire A de 0,0'135m seulement, conduirait à une bien faible augmentation de débit pour peu que la chute H ait quelque importance, et cependant les expériences faites sur un déversoir de 0,50 m de largeur ont montré que le débit mesuré correspondait à une hauteur supplémen-
- y^
- taire d’environ 2,5 fois s-.
- 2 g
- Ceci posé, nous allons décrire rapidement, pour ne pas abuser de votre bienveillante attention, les expériences de M. Canovetti.
- Une série de déversoirs de 0,50 m de largeur et de 0,60 m de hauteur, en bois de mélèze de 35 mm d’épaisseur, se reproduisant par un biseau de 45° à 5 mm sur le seuil, furent établis dans le canal de manière que le seuil se trouvât à 0,40m du fond.
- Bull. 59
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- Le canal fut obtenu en se servant d’une paroi et du fond d’un premier bassin, plus profond que le premier, de manière à faciliter l’inspection de la nappe. Les deux bassins mesuraient ensemble plus de 1 000 m2; leurs eaux pouvaient se vider à l’aide de vannes manœuvrables au moyen d’une vis et situées dans un angle.
- Cette rigole était flanquée d’un puisard communiquant par un orifice étroit avec le bassin, en amont, de manière à permettre de mesurer la hauteur théorique H, à l’abri de tous mouvements tourbillonnaires. Dans un puisard analogue, mais de 0,50m de diamètre, placé à l’un des angles du bassin, M. Canovetti avait placé un indicateur de niveau, formé d’un grand nombre de pointes recourbées vers le bas, et disposées de manière à déterminer des niveaux différents, variant exactement par fraction de 50 mm. L’eau étant absolument calme dans ce puisard, on pouvait évaluer avec une grande exactitude le temps que l’eau employait pour s’élever à 50 mm, hauteur qui correspondait à environ 50 m3 d’eau.
- Les choses étant ainsi disposées, il semble que la mesure des hauteurs d’eau dans une rigole, en amont et en aval, ne devait présenter aucune difficulté et qu’il était alors très simple d’en déduire les débits exacts. Mais il n’y a que ceux qui ont entrepris de pareilles expériences qui puissent avoir une idée des difficultés qu’il reste à surmonter. Quand on veut procéder avec une grande exactitude, la mesure de la hauteur de la nappe déversée est des plus délicates.
- En dépit des toiles métalliques et autres obstacles interposés dans le canal artificiel pour annuler tous les mouvements tourbillonnaires, malgré l’exiguïté de la communication établie entre le canal et le puisard (5 mm), l’eau de ce dernier était sans cesse animée de mouvements oscillatoires périodiques.
- Pour ne pas troubler la forme de la nappe un tasseau était établi rigoureusement de niveau avec le seuil de la rigole, mais extérieurement à cette dernière; au moyen d’une*règle bien droite, placée horizontalement, M. Canovetti marquait la hauteur au-dessus du seuil. Le niveau dans le puisard était mesuré avec les mêmes précautions à des intervalles très rapprochés, et la distance entre les deux traits marqués donnait la hauteur cherchée.
- Une fois la constance de la nappe bien reconnue, et sa hauteur mesurée, on fermait la vanne de décharge du bassin et Ton mesurait le temps qui s’écoulait pour le remplissage entre plusieurs pointes, pour en déduire le débit correspondant.
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- Ces opérations ont permis de tracer une série de courbes dont les abscisses représentent les hauteurs d’eau, et les ordonnées les débits.
- M. Canovetti estime qu’en eau absolument calme, les débits seraient plus faibles, non pas en raison de la contraction, car dans toutes ses expériences les nappes se détachaient bien franchement de toutes parts, mais par suite de l’influence du trop grand rapprochement des parois, et de la Vitesse d’arrivée qui n’était pas négligeable, malgré l’étendue considérable du bassin. L’importance de ce dernier facteur est bien visible à l’inspection de la différence entre les ordonnées des deux courbes, pour un même débit provenant d’une part d’une eau calme, et de l’autre, d’une eau arrivant avec une certaine vitesse ( Voir fig.).
- M. Canovetti a relevé diverses sections avec des pointes dirigées de haut en bas, de manière à affleurer l’eau, procédé recommandé par M. Bazin. Le relevé de ces sections est assez délicat à une certaine distance de l’origine, car il n’offre de grande exactitude que dans un plan vertical ; or la section minimum, c’est-à-dire de contraction maximum, n’est pas verticale et pour la mesurer, M. Canovetti se servait d’un fil de cuivre replié convenablement, et rectifié sans cesse jusqu’à ce qu’il embrassât fidèlement la section la plus étroite dans le plan voulu. Bien que ce procédé semble .grossier, à première vue, il est le seul qui ait inspiré toute confiance à M. Canovetti et il le trouve à la fois le plus expéditif et le plus pratique. Il n’a qu’un inconvénient, c’est de mouiller complètement l’expérimentateur ; mais M. Canovetti, dans son amour de la science, n’a pas hésité à s’exposer à ces douches continues sous un jet de 200 à 6001 par seconde.
- Les profils des nappes ont été relevés par ordonnées, et avec le fil de cuivre, mais principalement à l’aide d’une feuille de zinc placée de champ, de manière à ne pas gêner l’écoulement. Le profil étant tracé sur la feuille de zinc, cette dernière était découpée et remise en place, jusqu’à coïncidence parfaite.
- Les résultats de ces nombreuses expériences ont permis de séparer et de montrer l’influence.
- 1° De la contraction latérale ;
- 2° De la hauteur de la nappe ;
- 3° De la vitesse d’arrivée.
- Il ressort d’une façon claire de ces expériences qu’il n’est possible de donner une formule en fonction de la hauteur que pour des circonstances déterminées et en tenant compte de la vitesse
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- Courbes des coefficients à contraction latérale et vitesse d’arrivée vaGriable._DIl/EE8 . el des coefficients sans contraction latérale et vitesse d’anivée constante _MZ1N.
- Vitesses d’arnivêe àla,!'.1 O oÎO1?- o,îo.
- O ^ 20. 0*50
- 0 <s 30. 0 @ 60“-
- JOi. La fraction qui suit Je nom de J'expérimentateur indique le rapport de la largeur du déversoir a celle du Canal.
- Profil supérieur et.inférieur du déversoir vertical deMdB.AZIN', à F^135mdufond. iEprœe du calcul du cLétnt..
- itEveao ici "eau. en amont. ± - -
- Ljdhelle
- des abscisses iLet des ordonnées Jp . (Tf-05'po'oi 0,5. "h “h
- Le chiffre 0,22G représente la. üistaïuie enmèties pour R.= Û,M-
- JfajectiùnTioriztmtâla delà WèsseV- O.zzRm^
- ‘W | Ixestlahnutew axaespmdmt
- àlachatepmdanfm-L^del"'
- i
- T,, fluette.
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- i Nive-an de l'eau m amont.
- Sections à débit égal 331 de l'Etang et dix Canal
- Seuil
- à 0. iO du. Fond
- Dans cette’ expéiience,l'Etang avait une fausse paroi
- a 0, SS m. à droite
- Ilébits correspondants dans_ le Canal et l'Etang ~A à Hauteur égale p/y
- Hauteur génératiiee du débit.
- 5 10 15 ZO 25 30 35 10 Ti5 50 55 60
- JViveau de Team en amont
- Forme des Happes aninilieu du du déversoir à contraction complète .1-0,50 et 0,10Sf”---
- îuB.tes expériences de Mf Bazin sont sans contraction latérale. • les débits inscrits ; ; sont ceuztcojrespmi-dant à H- 0,50m
- ip.-ïlo io iso ao Ei
- iSO 1 Fond du Canal i'ameée.
- o ia iio il o °o 8 )io sb 5P ao 3p zo ii
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- d’arrivée. Si chaque filet était libre de se mouvoir indépendamment des autres, on pourrait déduire de la forme de la trajectoire, ou la vitesse initiale applicable à la section d’origine, ou la vitesse effective en chaque point ; ce qui au moyen de la section correspondante donnerait le débit plus sûrement que toute autre formule.
- Cette méthode permettrait en effet de tenir compte de la vitesse d’arrivée et de toutes les autres causes si nombreuses et si complexes qui tendent à modifier la vitesse finale.
- Dans un déversoir, les filets supérieurs sont contrariés dans leur chute par les inférieurs et ceux-ci à leur tour sont comprimés-par les premiers, et l’indépendance des filets n’existant pas, l’ensemble se meut avec une vitesse moyenne que les hypothèses-jusqu’ici admises ont plus ou moins bien évaluée.
- Mais si l’on remplace la masse en mouvement par une série de tranches horizontales de hauteur infiniment petite, et si l’on suppose chacune de ces tranches animée d’une vitesse initiale telle que sous l’influence de la gravité chaque molécule parcoure la zone correspondante indépendamment des autres, on peut par la forme de la trajectoire déduire la vitesse initiale ou celle du point où la mesure de la section est plus aisée.
- C’est cette méthode que M. Canovetti a appliquée aux tracés donnés par M. Bazin dans son deuxième mémoire sur l’écoulement en déversoir.
- Elle a pour but de substituer à la masse d’eau en mouvement, une autre de forme identique, composée d’autant de filets indépendants, sans action les uns sur les autres et dont il est possible de déterminer la vitesse.
- Si au sommet du filet inférieur, on suppose appliquée une vitesse horizontale donnée Y, sous l’action de laquelle l’espace parcouru soit Yt dans le temps t, la pesanteur tendant à faire parcourir dans le même temps une espace vertical ^ gt2, la trajectoire
- résultante aura la forme d’une parabole ; en faisant croître convenablement la vitesse génératrice Y, on obtient une parabole qui se confond exactement avec la forme de la nappe ; c’est ce qui ressort tout aussi bien des nombreuses expériences de M. Bazin que de celles de M. Canovetti.
- Pour que la coïncidence soit parfaite, il faut parfois déplacer quelque peu le sommet de la courbe ; ce déplacement détermine bien mieux le point d’origine que la recherche du sommet à l’aide d’une tangente horizontale.
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- L’ensemble de ces points relatifs aux dix séries d’expériences de M. Bazin constitue une forme géométrique bien marquée s’approchant d’une portion d’ellipse.
- Une fois la vitesse inférieure et son point d’application déterminés, si de ce point on abaisse une normale à la courbe du filet supérieur, et si sur la tangente correspondante on suppose appliquée une vitesse variable, on engendre de même en composant cette vitesse avec l’action de la pesanteur, une série de paraboles, et ici également on finit par trouver une vitesse génératrice Y' telle que la parabole correspondante coïncide avec le filet supérieur.
- Le sommet de cette parabole, point d'application de la vitesse, est tellement bien défini par cette condition que cette construction a permis à M. Ganovetti de rectifier la direction de la normale à ce filet. Le lieu géométrique de ces sommets est encore, pour les dix séries d’expériences de M. Bazin, une courbe régulière. (Voir fig.)
- Les vitesses Y et Y des filets supérieurs et inférieurs étant déterminées, il resterait à rechercher celles des filets intermédiaires, ce qui n’est guère facile. M. Ganovetti a vérifié que la vitesse moyenne peut être représentée avec une grande approximation
- par
- 3 Y
- Les débits calculés à l’aide de cette vitesse moyenne concordent avec ceux mesurés expérimentalement dans le cas des déversoirs verticaux ; pour les déversoirs inclinés, la différence n’atteint pas 2,50 0/0.
- C’est ainsi que pour une hauteur de chute H = 0,50 m, M. Ganovetti a trouvé pour ces débits dans les trois cas extrêmes suivants :
- PAR LE TRACÉ PAR LE CALCUL
- Déversoir incliné vers l’amont à 3/1. . 469,80 462,50
- — vertical.................... 480,25 479,48
- — incliné vers l’aval à 3/1. . 507/23 501,76
- Quelque frappante que soit cette concordance, M. Ganovetti n’a pas la prétention d’avoir démontré la généralité absolue de cette méthode, attendu qu’il n’a eu l’occasion de l’appliquer qu’aux résultats d’expérience de M. Bazin, et aux siens, limités à ceux sans contraction latérale.
- Mais il est à remarquer que les graphiques donnés parM. Bazin
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- représentant à une échelle donnée une certaine hauteur de chute H, sont applicables à toute autre hauteur, si l’on admet la proportionnalité des ordonnées de la courbe avec les hauteurs génératrices.
- Or la section réduite reste proportionnelle à H, tandis que les vitesse, abscisses d’une parabole, sont proportionnelles à H2 ; le
- débit est donc fonction de Hf comme celui donné par la formule générale.
- M. Canovetti a constaté que les vitesses des filets supérieurs étaient plus grandes que celles des filets inférieurs. Ce résultat paraît en désaccord avec la vérification expérimentale faite par M. Bazin, vérification faite, il est vrai, dans une section à peu près verticale, tandis que la construction de M. Canovetti s’applique à la partie au delà de cette section.
- En résumé, M. Canovetti a pu établir que le débit et la valeur du coefficient sont influencés dans un déversoir : 1° par la contraction sur les côtés qui tend à faire décroître le coefficient en proportion d’autant plus grande que l'obstacle opposé par les côtés occupe une partie plus ou moins grande de la section d’arrivée. Le coefficient croît avec la diminution de cet obstacle, et a probablement pour limite le valeur du coefficient, correspondant à la suppression totale de l’obstacle, c’est-à-dire, la valeur de ce coefficient pour la même hauteur, mais sans contraction latérale ; 2° par la hauteur d’eau déversée qui, considérée seule fait varier la valeur de ce coefficient en sens inverse de ses propres variations ; mais comme la vitesse d’arrivée augmente avec la hauteur de chute, cette vitesse tend à augmenter à la fois le débit et le coefficient ; de sorte que, comme résultat final, cette augmentation annule la diminution due à la plus grande hauteur, quand il n’y a pas de contration latérale. *
- Avec une contraction latérale, il faut que le déversoir soit très large par rapport à la hauteur d’eau déversée pour que le débit et le coefficient diminuent avec cette hauteur, car pour un rétrécissement prononcé le gonflement surélève la nappe vers le milieu, et arrive même à compenser la diminution de section due à la contraction latérale.
- Ici se termine le résumé forcément un peu écourté des travaux de notre collègue Canovetti, auxquels les travaux similaires de M. Bazin, relatifs aux déversoirs sans contraction latérale, n’enlèvent absolument rien de leur originalité.
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- NOTES
- SUR
- L'HISTOIRE DE L’ÉLASTICITÉ ET DE LA RÉSISTAICE DES MATÉRIAUX
- PAR
- L. DE LONGRAIRE
- Les études que je poursuis sur la fabrication et la résistance des cordages, et que je destine à la Société des Ingénieurs Civils, m’ont conduit à revoir plusieurs questions subsidiaires, se rattachant à la mécanique moléculaire ainsi qu’à la déformation des corps en général : les limites que je m’étais fixées tout d’abord en ont été assez élargies pour comprendre certaines parties de la Théorie mathématique de Vélasticité ainsi que de la Résistance des matériaux.
- N’ayant pas encore terminé ce qui constituera l’introduction aux études rappelées ci-dessus, j’ai cru convenable d’en détacher un chapitre relatif à l’histoire des deux dernières sciences dont je viens de parler, et cela pour deux motifs : j’ai désiré d’abord montrer que je ne négligeais pas les travaux dont j’ai entretenu déjà notre honorable Président et divers collègues ; j’ai pensé, en outre, que j’avais trop tardé à signaler à notre Société l’un des ouvrages dont je vais parler.
- I
- L’examen complet d’une science exige, depuis ces derniers temps, une enquête historique destinée à faire connaître la marche qu’elle a suivie depuis son origine, ce qui est un énorme progrès par rapport aux procédés d’investigation qui prévalaient il y a une quarantaine d’années seulement, et qui dérivaient du Discours de la méthode de Descartes.
- Dans ce discours, cet homme si éminent d’ailleurs, nous a initiés à sa manière d’examiner et de résoudre les questions : elle
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- ne saurait évidemment se limiter aux choses purement philosophiques, puisqu’elle l’a conduit à rompre avec toutes les erreurs de la scolastique, y compris celles concernant les sciences physiques . Il conseille de recourir à ce qu’il appelle la table rase, au moyen de laquelle il se débarrasse sommairement de tous les systèmes qui l’ont précédé.
- « Je me persuade, nous dit-il, que pour toutes les opinions que f avais reçues jusqu’alors en ma créance, je ne pourrais mieux faire que d’entreprendre une bonne fois, de les en ôter, afin d’y mettre par après, ou d’autres meilleures ou bien les mêmes, lorsque je les aurais ajustées au niveau de la raison. »
- Il cherche ensuite quels sont les préceptes qui doivent le guider dans la recherche de la vérité ; il en trouve quatre, dont le premier est le plus important, ainsi que le seul qui nous intéresse : il consiste à « ne recevoir jamais aucune chose pour vraie, que je ne la connusse évidemment telle, c’est-à-dire d’éviter soigneusement la précipitation et la prévention, et de ne comprendre rien de plus en mes jugements que ce qui se présenterait si clairement et si distinctement à mon esprit que je n’eusse occasion de le mettre en doute. »
- Ce critérium du jugement clair et distinct, ne saurait être accepté maintenant. L’observation et l’expérience doivent évidemment former le point de départ de toute science : chaque conséquence déduite des observations primordiales, doit, à son tour, être contrôlée par de nouvelles observations et le raisonnement pur ne doit valoir que par les constatations qu’il renferme implicitement.
- Sur la table rase que Descartes voulait débarrasser complètement de toute opinion reçue, on rassemble maintenant et on dispose avec ordre tous les travaux originaux qui ont paru sur la question qu’on étudie, de manière à connaître l’ensemble des faits relatifs à son développement et qui constituent ce qu’on appelle son évolution, sans que ce mot, pour le cas qui nous occupe, suppose une théorie transformiste owun darwinisme quelconque, et signifie autre chose qu’une constatation minutieuse et détaillée dont la sincérité et l’exactitude soient complètement hors de doute pour tous.
- Si cette constatation est faite d’une manière convenable, il arrive alors infailliblement qu’une lumière aussi vive qu’inattendue, se répand sur tous les problèmes à résoudre, et que, loin de pouvoir être taxée de curiosité platonique, cette même consta-
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- tation prend un caractère indéniable de haute et de véritable utilité.
- C’est dans un semblable esprit que j’ai procédé aux recherches dont j’ai dû m’occuper relativement à la théorie de l’élasticité et à la résistance des matériaux.
- Pour s’initier à l’évolution de ces deux sciences, on doit consulter, d’abord, Y Historique abrégé des recherches sur la résistance et Vélasticité des corps solides, publié, en 1864, par Barré de Saint-Venant en tête de la reproduction du Résumé des leçons de mécanique appliquée, données par Navier à l'Ecole des ponts et chaussées ; cette reproduction est enrichie de notes tellement nombreuses qu’elles l’ont transformée en un livre nouveau : ensuite il faut recourir à un ouvrage anglais qui est le premier volume paru, en 1886, d’une Histoire de l'élasticité et de la résistance des matériaux, par le Dr Todhunter, D. Sc. et F. R. S., édité par M. Karl Pearson, professeur à l’Université de Londres. (A History of the elasticity and Strength of Materials.)
- II
- Comme nous allons le voir, la résistance des matériaux date de 1638, de sorte qu’il est utile de rappeler quel était à cette date, l’état des sciences se rapportant à la physique et aux constructions.
- On sait, en effet, qu’on en était resté encore à la scolastique qui expliquait tout d’une manière bien commode, ainsi que le ditM. Faye dans le deuxième volume de son Astronomie (Paris, in-8° : 1883). « Pas n’était besoin d’observations suivies, d’analyse délicate ; on se tirait d’affaire avec les quatre éléments (eau et feu, terre et air) et les quatre qualités premières des corps, à savoir : le chaud, le froid, le sec et l’humide. Voulait-on pénétrer plus avant dans les phénomènes, on avait la ressource des qualités secondes plus ou moins cachées ou occultes, ou bien des espèces plus ou moins matérielles émanées du corps et volant dans l’espace, comme des chimères à la rencontre des autres corps. »
- Descartes, qui publia en 1637, son Discours de la Méthode, mit lin à une telle situation.
- Quant à la science des constructions, Saint-Venant nous dit dans son Historique que les architectes du moyen âge, « ne nous ont initiés par aucun écrit dans les secrets de la manière dont
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- ils déterminaient les proportions de leurs constructions si légères et si hardies ». Il cite pourtant Yiollet-Le-Duc qui, dans son Dictionnaire de rArchitecture française, prétend que la routine n’avait pas de prise sur eux et qu’en cherchant, ils trouvaient ; mais aucune preuve ne vient corroborer cette assertion.
- Galilée, en s’occupant de la résistance des matériaux dans ses Discorsi e Dimostrazioni matematiche, publiés à Leyde en 1638, est donc incontestablement le promoteur de cette science. Ces discours sont rédigés sous forme de dialogues où il examine le problème d’une poutre encastrée dans un mur à une extrémité et chargée d’un poids suspendu à un crochet fixé à l’autre extrémité ; depuis lors on le nomme: Problème de Galilée. Les solides d’égale résistance sont ensuite étudiés, et, selon l’habitude du temps, le tout est résumé en dix-sept propositions.
- Est-il nécessaire d’ajouter que beaucoup d’autres questions sont traitées dans ces Dialogues ? On sait que Galilée s’est illustré par un grand nombre de découvertes.
- III
- Saint-Venant adopte dans son Historique un ordre tout particulier. Il prend chaque question séparément et la suit jusqu’à sa solution ou tout au moins jusqu’en 1864, année où il écrit.
- C’est ainsi qu’il s’occupe d’abord du problème de Galilée, comprenant la recherche de la position de l’axe neutre, indiquée pour la première fois d’une manière exacte en 1713 par l’académicien français Parent, ainsi que le principe fondamental énoncé par Hooke en 1678 sous forme d’anagramme et en langage vulgaire par Mariotte en 1680, d’après lequel les extensions et compressions des fibres dans une pièce infléchie sont proportionnelles aux effets qui les motivent ou qu’elles développent. Il relate tout ce qui se rapporte à ce problème jusqu’à Navier qui en établit la théorie définitive.
- Il traite ensuite des courbes élastiques planes, — de la flexion oblique ou déviée qui comprend la torsion — et arrive à la mécanique moléculaire ainsi qu’à l’établissement des équations générales de l’élasticité d’un corps solide. Cette dernière partie surtout présente un très grand intérêt à cause de la compétence spéciale de Saint-Venant ; nul ne pouvait la traiter mieux que lui. Il passe ensuite à la rupture éloignée et à celle immédiatement prochaine: les questions relatives aux vibrations et flexions des plaques et
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- membranes terminent cet Historique, qui n’est pas un simple récit énumératif, mais qui contient aussi une discussion raisonnée des solutions proposées. '
- Les faits y sont exposés avec la sincérité la plus consciencieuse, et les divers auteurs sont jugés avec une très grande bienveillance qui n’exciut nullement l’indépendance dans l’appréciation de leurs œuvres.
- Je reviendrai plus loin sur tout le bien qu’on doit penser de Saint-Yenant : toutefois, on peut trouver que la division de son Historique par questions n’a pas été réalisée avec clarté, et qu’une certaine confusion reste dans l’esprit du lecteur auquel il n’est donné aucune idée d’ensemble sur le développement de la résistance des matériaux. Par contre, il faut reconnaître que si l’on s’occupe en particulier de L’une des questions examinées, on est heureux de trouver réunis les renseignements qui la concernent.
- IY
- Le livre de MM. Todbunter et Pearson comprend la période qui s’étend de 1639 à 1850, dénommée de Galilée à Saint-Yenant.
- L’ordre chronologique y a été adopté ; les inconvénients qu’on peut lui reprocher ont été fortement atténués par un index alphabétique très complet qui permet de retrouver facilement chaque auteur ou chaque sujet traité.
- Le volume sort de l’imprimerie de l’Université de Cambridge : — Alma Mater Cantabrigia. — Il en porte les armes avec la devise : Hinc lucem et pocula sacra. C’est donc une sorte de publication officielle de l’Angleterre savante, où nous trouvons à la première page la dédicace suivante :
- TO THE MEMORY OF M. BARRÉ DE SAINT-YENANT THE FOREMOST OF MODERN ELASTICIENS THE EDITOR DEDICATES HIS LABOUR ON THE PRESENT VOLUME.
- A la mémoire de M. Barré de Saint-Venant, le premier des modernes élasticiens, l’éditeur dédie son travail dans le présent volume.
- Ed outre, à la suite de la préface, est insérée une liste des « chief-elasticians before 1850 » (des premiers élasticiens avant 1850) rangée dans l’ordre chronologique de leurs principaux mé-
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- moires; elle est composée des trente-cinq noms suivants que j’ai rangés par nationalité en commençant par l’Italie afin que Galilée soit en tête de cètte liste :
- Italiens. Autrichien.
- 1 Galilée. 1 Gerstner.
- 2 Piola. , Russe.
- Anglais. 1 Kupffer.
- 1 Hooké. Français.
- 2 Young. 1 Mariotte.
- 3 Tredgold. 2 Coulomb.
- 4 Hodgkinson. 3 Girard.
- 5 F.-E. Neumann. 4 Navier.
- 6 Green. 7 Stokes. 5 Sophie Germain. 6 Savart.
- 8 Maxwell. 7 Poisson.
- 9 Haughton. 10 Jellet. 8 Cauchy. 9 Vicat.
- Suisses. 10 Duhamel.
- 1 Jacques Bernoulli. 11 Poncelet.
- 2 Daniel Bernoulli. 12 Lamé.
- 3 Euler. 13 Clapeyron.
- Hollandais. 14 Wertheim.
- 1 Musschenbroek. 15 Blanchet.
- Allemand. 16 Barré de Saint-Venant.
- 1 W. Weber.
- Ainsi les savants non français sont au nombre de les seize français forment les 46 0/0 de l’ensemble.
- Possédant le livre de MM. Todhunter et Pearson depuis un certain temps, je ne pouvais donc plus tarder à signaler une telle liste qui est aussi flatteuse pour nos compatriotes qu’elle est honorable pour celui qui l’a dressée, à cause de l’esprit de justice et de la largeur de vues qu’elle dénote. En outre, les études relatives à la résistance des matériaux ont pris, dans ces derniers temps, une telle importance qu’il importe de signaler et de faire connaître un ouvrage aussi utile.
- "Voici d’abord dans quelles circonstances il a été rédigé.
- L’université de Cambridge possédait un traité manuscrit de l’élasticité de feu le Dr Todhunter, qu’elle remit aux syndics de son imprimerie pour qu’ils eussent à s’occuper de sa publication. Ce traité contenait d’abord une théorie de l’élasticité où se trouvait
- l’analyse de beaucoup de mémoires importants, et ensuite une histoire de cette théorie. Les syndics prirent le parti de publier seulement la partie historique, en chargeant M. Pearson d’extraire de la théorie toutes les analyses de mémoires pour les insérer dans cette même partie, en la complétant au moyen de ses propres recherches. Les paragraphes de l’in-8° compact de 914 pages qui en est résulté, sont tous numérotés et arrivent au nombre consi-
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- dérable de 1631 ; ceux ajoutés par M. Pearson portent des numéros entre crochets et sont de beaucoup, les plus nombreux. C’est donc à lui que revient surtout l’honneur d’une telle histoire ; elle est faite avec le soin et l’abondance de détails que les esprits sérieux aiment à retrouver dans les meilleurs ouvrages anglais. Tous les livres ou mémoires parus y sont mentionnés et analysés selon le besoin, et dans le désir d’éviter toute lacune, les auteurs signalent même les livres dont ils ont trouvé la trace, mais qu’ils n’ont pu se procurer (1).
- Y
- Cherchons maintenant à donner une idée de celte histoire elle-même.
- Ce premier volume présente les divisions suivantes : — de d 639 à 1800, — de 1800 à 1820 — ensuite viennent les décades conduisant jusqu’à 1850. Il est intercalé des chapitres spéciaux relatifs à Poisson, Cauchy, Lamé et Clapeyron, enfin Barré de Saint-Yenant avant 1850.
- L’ouvrage n’étant pas terminé, ne comporte pas de récapitulation où l’on trouve une vue d’ensemble relative à l’évolution des deux sciences étudiées ; mais les chapitres relatifs à chaque période sont clos par un résumé ou « summary » d’autant plus exact que l’auteur vient de donner les détails des travaux publiés. Ces « summaries » donnent une idée de la manière dont un juge aussi autorisé que M. Pearson caractérise les travaux de chaque époque. Leur ensemble présente assez d’intérêt pour que j’aie cru devoir en réunir ci-après les traductions.
- « [133] Période de 4639 à 4800. — Le travail des mathématiciens et physiciens avant 1800, a consisté à résoudre un nombre considérable de problèmes particuliers, au moyen d’hypothèses plus ou moins bien adaptées aux cas considérés, mais sans faire aucune tentative pour déterminer les équations générales du mouvement ou de l’équilibre d’un solide élastique. Parmi ces problèmes les plus importants sont les suivants : la considération de la lame élastique par Jacques Bernoulli, delà tige vibrante par Daniel Bernoulli et Euler, et de l’équilibre dés ressorts et des
- (1) Je disais dans la séance du 11 novembre : « On lait espérer la suite qui n’est pas annoncée, si les renseignements qu’on m’a communiqués sont exacts ».
- Dans une aimable lettre, M. Pearson, m’écrit qu’il a publié en 1889 un supplément au premier volume, intituté : The elastical Researches of B. de Saint-Venant, et que le second volume paraîtra l’an prochain.
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- colonnes, par Lagrange et Euler ; celui d’une membrane vibrante a été tenté, mais sans résultat satisfaisant.
- Descartes a émis une hypothèse semi-métaphysique, qui a été prise en considération par Jean Bernoulli et Euler, mais qui est extrêmement peu satisfaisante : la tentative de trouver une théorie rationnelle faite par Jacopo Ricatti n’a pas conduit à des résultats meilleurs. »
- « [252] 4800 à 4820. — Les investigations variées de cette période sont principalement consacrées à étendre et corriger les travaux du siècle précédent. Les recherches mathématiques dans leur marche lente, trouvent enfin leur voie dans des livres pratiques et sont soumises à l’épreuve d’expériences répétées.
- » Les géomètres cesseront désormais de s’occuper autant du problème de Galilée pour appliquer leurs efforts à la question plus générale de l’équilibre et du mouvement des solides élastiques. »
- « [411] 4820 à 4830. — Dans cette décade, on peut dire que la théorie de l’élasticité a été découverte et complétée dans ses lignes principales. C’est entièrement à des savants français que nous devons cette importante contribution à une connaissance plus étendue de l’univers physique, et bien que les mérites relatifs de Navier, Poisson et Cauchy puissent être discutés, il ne saurait y avoir le moindre doute qu’ils partagent entre eux le mérite entier de la découverte. Si nous considérons l’œuvre la plus importante de ces maîtres de l’investigation scientifique, nous ne pouvons manquer d’être frappés du caractère essentiellement moderne de leurs moindres mémoires. Les méthodes de Lagrange et de Fourier sontdevenues générales, etles-formes les plus complexes de l’analyse sont maniées non sans succès, par les moindres mathématiciens. Sophie Germain, après bien des/etouches, arrive enfin à établir l’équation relative aux vibrations normales d’une plaque : d’autre part, Pagani, suivant l’exemple de Poisson, donne quelques résultats très généraux pour les vibrations d’un membrane circulaire. Notons enfin qu’au milieu de cette richesse théorique, la France a possédé, en Savart, un physicien-élasticien d’un genre éminemment original et suggestif. »
- Suivent deux chapitres consacrés, l’un à Poisson, l’autre à Cauchy, sans résumés finaux :
- « [1000] 4830 à 4810. —On s’adonne à la constatation d’une grande
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- quantité de faits se rapportant à la physique et à la mécanique : la plupart forme la base des derniers développements de la théorie mathématique. Il en est de même parmi ceux qui ne sont pas soumis au calcul. La marque caractéristique de cette période consiste en ce que les ingénieurs et les physiciens, pour les besoins de leur pratique, sont amenés à découvrir des phénomènes nouveaux qui exigent à leur tour une extension correspondante de la théorie. L’isotropie constante de Navier et de Poisson, après avoir été mise en question par Cauchy, est l’objet, de la part de Green et de Stokes, d’une critique sévère. La théorie générale de la thermo-élasticité estdounéepar Duhamel, et Neumann développe de nouvelles idées sur le module d’extension dans les corps allotropiques. Poncelet fait progresser la théorie de la résilience et de la cohésion. Les théories moléculaires de la cohésion sont traitées pâr Ampère, Belli et Mossotti, mais les résultats de ces deux derniers physiciens ont été négatifs. L’influence du temps sur la déformation est prise en considération par Weber qui découvre le phénomène de l’élasticité rémanente. La déformation permanente est étudiée par Gerstner et Hodgkinson ; ce dernier, ainsi que Yicat en France, contribue à faire avancer notre science par une longue série d’expériences de grande valeur sur la résistance absolue. Il n’y a probablement aucune période dans l’histoire de notre sujet qui soit plus riche en résultats expérimentaux que celle-ci ; leur-influence se fera fortement sentir dans la décade suivante. »
- Suit un chapitre relatif à Lamé et Clapeyron, mais sans résumé.
- « [1559] 484-0 à 4850. — L’activité de cette période est remarquable, non seulement du côté expérimental et technique, mais aussi en théorie pure. Sous le rapport technique, ce ne sont pas seulement les ponts suspendus, mais les besoins clés chemins de fer qui exigent des expériences innombrables sur le fer, avec des développements correspondants dans la théorie. L’étude du problème de résilience par Stokes, WiUis et Gox est un exemple digne de remarque, d’une théorie produite par des besoins techniques. La presse spéciale abonde en matériaux qui suggèrent des recherches mathématiques ou physiques profitables. La théorie de l’élasticité est appliquée avec succès à. des constructions aussi vastes que les ponts tubulaires de Stephenson, et en même temps, leur construction réagit sur la théorie, en montrant le be-Bull. 60
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- ;soin de là rectifier et de la développer, C’est alors que, poursuivant les recherches de Brewster, Neumann et Maxwell ouvrent •le champ nouveau et immense de la photo-élasticité : en même .temps, Wertheim et autres explorent le terrain complètement vierge où se rencontrent l’électricité, le magpétisme et l’élasticité. Le mouvement vibratoire des solides élastiques est étudié par Blanchet, Stokes et Haughton, biem que l’attention de ces savants •se porte principalement sur la. théorie ondulatoire de la lumière. La.controverse sur la rari.ou multi-constance des équations élastiques reçoit une nouvelle lumière des' mémoires de Stokes, Wertheim, Clausius etJellett; en même temps, divers expérimentateurs augmentent nos connaissances'sur la déformation permanente, l’élasticité rémanente et les conditions moléculaires qui influent sur l’élasticité aussi bien que sur la cohésion. Ce n’est donc pas dans une contrée seule, mais par toute l’Europe, que nous trouvons des hommes éminents (Foremost) dans les trois .grandes divisions de la science — théorique, expérimentale et technique — travaillant à faire progresser l’élasticité et toutes les questions qui s’y rapportent.* Ce travail, en apparence, spontané vers un but commun, est rempli d’intérêt, non seulement pour l’histoire de la science moderne, mais encore pour celle du développement de l’esprit humain, »
- « [1631] Recherches de Saint- Venant avant 4850. —...On trouve
- en cet élasticien une appréciation pénétrante des besoins pratiques combinée avec une puissance de‘ théorie telle qu’il serait difficile d’en découvrir un autre exemple dans l’histoire de notre sujet, Saint-Venant n’eût-il fait rien de plus que de corriger la théorie de la flexion par la considération du glissement, la théorie des tiges élastiques à double courbure par l’introduction du troisième moment, et la théorie de la torsion par la découverte de la déformation des sections primitivement planes — toutes corrections découvertes avant 1850 — qu’il devrait être rangé, à juste titre, parmi les savants les plus éminents qui aient contribné aux progrès de l’élasticité. Le second volume montrera que ces corrections ne forment qu’une faible partie des services qu’il a rendus à la science
- VI
- Tels sont les extraits qu’il m’a paru utile .de mettre sous les yeux du lecteur. La largeur d’esprit, le souffle élevé qui règne en
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- eux, l’intérêt qu’ils excitent, en justifieront certainement la longueur. Grâce à eux, et en tenant compte des brèves indications qui les précèdent, nous connaissons dans ses grandes lignes (sauf ce qui concerne l’influence spéciale de Poisson, Cauchy, Lamé et Clapeyron) l’évolution de l’élasticité et de la résistance des matériaux depuis leur origine, sans qu’aucune idée préconçue ou qu’une théorie philosophique en ait altéré le récit.
- Galilée fonde ces deux sciences en posant le problème qui porte son nom et celui des solides d’égale résistance, mais la solution qu’il en donne est incomplète. Les savants vont s’efforcer de l’améliorer. Hooke énonce en 1678 le principe relatif aux extensions et compressions des fibres dans un corps infléchi. Parent indique en 1713 la véritable situation de l’axe neutre dans un tel corps : puis, des problèmes d’un intérêt un peu secondaire sont étudiés et résolus pendant le xviii6 siècle. Ils servent à tenir en haleine les géomètres qui s’occupent de telles questions : avec le temps, les idées se mûrissent, et l’on se débarrasse d’hypothèses semi-métaphysiques ne pouvant conduire à aucun résultat utile. De 1800 à 1820, on revoit les travaux du siècle précédent, et l’analyse mathématique ayant fait de grands progrès, il devient possible d’aborder vers 1820 le problème général de l’élasticité dont la solution la plus perfectionnée est donnée par Saint-Venant vers 1850. Les deux sciences sont surtout théoriques jusqu’à 1830, époque vers laquelle la partie expérimentale prend une extension prépondérante.
- Saint-Venant, dont le premier mémoire date de 1834, domine la fin de cette histoire où se trouvent pourtant des hommes tout à fait éminents. C’est à bon droit que M. Pearson lui a dédié son ouvrage et prodigué ses éloges. Saint-Venant a eu le mérite d’être à la fois le dernier représentant des anciens élasticiens, et le plus clairvoyant initiateur des idées qui ont si complètement transformé la mécanique depuis 1850. Son nom grandira de plus en plus; aussi doit-on s’étonner que l’administration des Ponts et Chaussées l’ait mis à la retraite en 1848, et qu’il ait dû attendre vingt-cinq ans avant d’entrer à l’Académie des Sciences ! — La notice de MM. Flamant et Boussinesq, insérée dans les Annales des Ponts et Chaussées de novembre 1886, nous apprend en effet, que présenté en 1843, en première ligne par la section de mécanique pour remplacer Goriolis, il ne fut élu qu’en 1868, en remplacement de Poncelet.
- Il faut l’avouer toutefois : la lecture de ses ouvrages est fati-
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- guante, décourageante même au premier abord : mais si l’on suspend cette lecture, en réfléchissant à tout ce qu’il a passé en revue, et si l’on y revient après quelque temps, on finit par être conquis et par s’attacher à. lui, autant pour sa haute valeur scientifique que pour sa sincérité et son opiniâtreté dans la re-• cherche de la vérité.
- Heureusement qu’il a vécu jusqu’en 1886, c’est-à-dire assez longtemps pour se voir apprécié à sa valeur réelle, et entouré d’une estime qui est allée toujours en grandissant, en France comme dans toute l’Europe.
- M. Flamant, son élève et ami, professeur à l’École des Ponts et Chaussées et à l’École centrale, auquel M. Pearson a recouru pour compléter ses recherches sur Saint-Venant, répand actuellement par son enseignement les méthodes et les solutions de son ancien maître. Dans son ouvrage sur la Mécanique générale (1888), il débute par une introduction où sont rappelés les services rendus par Saint-Venant, dont il reproduit aussitôt après un remarquable Mémoire resté malheureusement inédit, mettant, pour ainsi dire, ce même ouvrage sous l’invocation de ce nom désormais si respecté.
- VII
- Je n’ai certainement pas besoin d’insister en terminant sur le service rendu à la science par la publication de l’Histoire de MM. Todhunter et Pearson, mais je dois ajouter qu’une sincère gratitude leur est acquise, — de la part de tous ceux qui, en France, s’occupent de questions relatives à la mécanique pure ou appliquée — pour l’impartialité avec laquelle ils ont jugé les travaux des géomètres et des élasticiens français.
- Aucun témoignage semblable ne pouvait être, pour nous tous, plus apprécié que le leur, car ces deux auteurs par leur compétence, et l’Université de Cambridge par son patronage, deviennent incontestablement les interprètes de l’opinion dans les classes savantes de l’Empire Britannique, c’est-à-dire du pays qui a donné au monde des hommes tels que Newton,.Watt, Joule et Faraday.
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- LE TOUAGE PAR ADHÉRENCE MAGNÉTIQUE
- PAR
- Par M. de BOVBT
- Âu cours de la très intéressante étude qu’il a faite, dans la séance du 11 novembre, des travaux du 15e Congrès de navigation intérieure, M. Fleury a bien voulu vous annoncer en des termes fort obligeants, dont je tiens à le remercier, la communication que je devais faire aujourd’hui sur le nouveau toueur de la Compagnie de louage de la Basse-Seine et de l’Oise. Il vous a, de plus, donné quelques indications sur le touage en général, sur les touages de la Seine en particulier, sur certaines des difficultés contre lesquelles ces entreprises ont à lutter aujourd’hui ; mais, ayant à traiter un sujet très vaste, il n’a pu qu’effleurer ces questions et je voudrais, avant d’aborder la description de notre nouveau bateau, essayer de compléter en quelques mots ce qu’il a pu vous en dire. Je ne me flatte pas de l’espoir de le faire aussi bien qu’il l’eût fait lui-même, s’il ne se fût pas trouvé obligé de trop se limiter, mais cela me paraît indispensable pour bien faire comprendre la situation vraie en ce moment de l’industrie du touage et la nature exacte des besoins auxquels nous espérons arriver à donner satisfaction.
- Vos ordres du jour étaient très chargés, notre Président m’a donné un tour de parole de faveur, et je ne pouvais mieux lui en témoigner toute mon obligation qu’en essayant d’être court. Vous voudrez donc bien me permettre de m’en référer, pour la justification de quelques-unes au moins des opinions que je vais émettre, au rapport que M. Molinos et moi avons présenté sur ces matières au Congrès de navigation.
- I
- L’industrie du touage, — je ne parle pas des tentatives où l’on en peut voir l’origine, mais bien des applications véritablement industrielles, — est née sur la Seine, par la création de la Société
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- de touage de la Basse-Seine et de l’Oise. C’est, comme vous savez, un de nos anciens présidents, M. Molinos, qui en a été l’un des principaux fondateurs. C’est lui, en effet, qui a pris l’initiative de la constitution de cette Société en faisant appel au concours de ses amis. Nous avons encore à Saint-Denis le premier toueur qui ait fait du remorquage sur un long parcours et qu’il avait fait établir avec une simple péniche et une locomotive achetée à la Compagnie du chemin de fer d’Orléans (le pignon de commande des treuils a été mis sur un prolongement de l’essieu moteur), pour commencer l’exploitation avant que la maison Cail eût terminé la construction des toueurs de la Compagnie de la Basse-Seine et de l’Oise, ceux-là mêmes qui sont encore en service aujourd’hui et qui ont servi de modèle à tous ceux qui, depuis, ont été exécutés tant à l’étranger qu’en France.
- Nous avons depuis quelques semaines, à Saint-Denis, le type nouveau que nous avons essayé de créer, et si, comme je l’espère, il réalise un véritable progrès, vous verrez par la suite quelle part capitale M. Molinos a prise dans l’amélioration de l’industrie dont il a été l’initiateur.
- A ses débuts — ils datent de 1856 — le touage sur la Seine, comme vous le disait M. Fleury, a eu une période très brillante. Le fleuve n’était pas ce qu’il est aujourd’hui ; le remorquage, en l’état où étaient le courant moyen d’une part, la construction mécanique d’autre part, y était impossible : les toueurs avaient, défait, le monopole de la traction.
- Les choses ont depuis beaucoup changé. Les beaux travaux de canalisation exécutés par T Administration des ponts et chaussées ont fait de la Seine une voie navigable de premier ordre, à grand tirant d’eau. La section a été augmentée, le courant naturellement a diminué d’autant, au point d’être réduit à presque rien pendant une grande partie de l’année. La navigation y est devenue plus facile et a pris un magnifique développement.
- On sait que le touage prenant un point d’appui sur un point fixe tire ses avantages de l’excellence de son rendement. Cela se traduit en somme par une économie du prix de traction d’autant plus grande que la traction est plus difficileoule courant plus rapide, puisque la résistance des bateaux augmente plus vite que. le carré de leur vitesse. Cette économie sur la traction doit pour partie servir à payer les frais d’installation et d’entretien de la chaîne et la différence très sensible de prix entre un toueur et un remor-
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- queur. Un tel résultat sera obtenu pour un trafic d’autant moindre que la vitesse de l’eau sera plus grande avec un trafic d’autant plus grand que l’eau courra moins vite ; mais, si faible que ; soit le Courant, on trouvera toujôurs un tonnage à partir duquel le touage sera plus économique que le remorquage. Pour la vitesse moyenne de la Seine, ce tonnage limite est de beaucoup inférieur à celui qui circule sur le fleuve.
- Il n’en est pas moins vrai que le remorquage à vapeur, mettant* à profit : en premier lieu, la très grande réduction de vitesse du courant pendant de1 longues périodes qui permet la traction plus économique; en second lieu, l’approfondissement du lit qui permet la construction de remorqueurs plus puissants, a pris depuis; quelques années une très grande extension. D’où, naturellement, pour le touage, après la première période de possession tranquille, la période actuelle et les difficultés de la concurrence. -
- Mais de ce que les difficultés existent — quelle industrie n’a pas les siennes ? — il ne s’ensuit pas qu’elles soient insurmontables et qu’en l’espèce, le touage soit condamné. Fort heureusement, dirons-nous, et ce n’est pas là notre opinion à nous seul, elle pourrait paraître suspecte, c’est celle de beaucoup parmi ceux qui sont au courant de ces questions, et elle est facile à justifier. : .
- En effet, des chiffres donnés dans notre rapport au Congrès, il résulte que, à supposer le touage disparu, pour assurer à peu près en tout temps la traction des bateaux qui, par l’Oise et les canaux, viennent du Nord sur Paris, il faudrait disposer, en hiver, de cinq fois plus de remorqueurs qu’en été. Il est à présumer que la batellerie se trouverait en somme fort mal des énormes variations cîe prix qui résulteraient de la concurrence due à la pléthore des moyens de traction durant uné partie de l’année, ou à leur insuffisance absolue durant l’autre partie.
- Le remorquage, en effet, est tout à fait libre et par ailleurs un des besoins les plus évidents de toute l’industrie de transport est une fixité aussi grande que possible des prix permettant, en l’espèce, de traiter les frets sans trop d’aléa.
- Le touage, grâce à sa grande capacité de traction (en hautes eaux un toueur de 60 ch conduit cinq péniches, quand un remorqueur de 300 ch n’en mène que trois), avec son indifférence relative aux variations du courant, joue le rôle de régulateur. A ce pointde vue, sa disparition sur la Seine serait absolument fâcheuse, tandis que l’importance du trafic, comme
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- nous l’avons dit, est telle qu’il peut y trouver largement les moyens de vivre, et nous sommes fermement convaincus qu’il continuera, en effet, à les trouver.
- Ge que nous venons de dire sur la Seine est, à des degrés divers, vrai partout ailleurs.
- M. Fleury constatait l’autre jour que, sur toutes les voies à cours rapide, c’est le seul mode de traction qui soit possible ; que là où, pour quelque cause que ce soit, le remorquage peut se faire, sa situation semble devenue critique.
- La première proposition n’est pas douteuse ; mais, pour notre part, nous dirons plutôt que là où le courant est violent, il est employé malgré ses défauts ; qu’ailleurs la concurrence peut lui créer des difficultés à cause de ses défauts et parfois aussi pour une raison différente, mais celle-là d’un tout autre ordre. Examinons ces difficultés.
- H
- Elles proviennent,nn réalité, de deux causes très diverses : quelquefois le régime administratif auquel sont soumises les Compagnies de touage, toujours et partout la nature du matériel.
- M. Fleury a bien mis en évidence les premières, qui n’ont rien de technique et doivent varier d’un pays à l’autre. Nous en dirons quelques mots pour montrer en quel sens elles peuvent influer, mais nous nous contenterons de le montrer par un exemple (et nous choisirons naturellement celui qui nous est le plus familier), n’entendant aucunement entreprendre ici une étude d’administration.
- Les secondes sont, au contraire, uniquement d’ordre technique ; pour celles-là, naturellement, l’examen que nous en ferons aura un caractère tout à fait général.
- Il appartient aux administrations publiques de résoudre les premières, aux ingénieurs les secondes, et c’est justement à quoi nous avons visé en construisant notre nouveau toueur.
- Il est bien clair qu’on ne saurait mouiller deux chaînes de touage sur un même parcours et que ce parcours appartenant au domaine public, le droit d’en mettre une dérive nécessairement de l’octroi d’une concession ou d’une autorisation (le nom importe peu), ce qui ne va pais sans une forme quelconque de cahier des charges. Rien de plus légitime en principe ; voyons, par l’exemple de la Seine, où cela peut mener en fait.
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- Les cahiers des charges des Compagnies de touage de la Seine, établis à l’origine des concessions, étaient assez rigoureux, analogues à ceux des Compagnies de chemins de fer. Ils comportaient entre autres, à côté de l’obligation d’assurer un service public, sans faveur pour personne, un tarif strictement obligatoire. A l’époque, comme nous l’avons dit, le touage avait en fait, sinon en droit, le monopole de la traction ; on croyait qu’il devait le conserver ; une telle réglementation était donc fort légitime pour sauvegarder les intérêts de tous.
- En transformant la Seine, en y rendant facile et profitable l’industrie du remorquage, l’Etat a rendu possible la concurrence au touage : il a donné ainsi au public toutes les garanties qui dérivent de la pratique de la libre concurrence, lesquelles sont autrement efficaces que celles qui peuvent résulter des meilleurs cahiers des charges.
- Il a du même coup poussé avec un plein succès au développement de la navigation, ce dont le touage en particulier serait d’autant plus mal fondé à se plaindre qu’il en pourrait profiter, mais à une condition cependant, c’est que les obligations qui lui ont été imposées au début soient mises d’accord avec les conditions dans lesquelles il doit exploiter maintenant.
- La chose paraît assez claire ; nous la rendrons tout à fait évidente en montrant les conséquences que peut avoir, par exemple, le maintien des clauses relatives à l’application du tarif obligatoire.
- Les toueurs, comme les remorqueurs, quoiqu’ils le. fassent par d’autres moyens, vendent de la traction.
- Que l’on imagine un industriel obligé de vendre, sans les pouvoir refuser à qui que ce soit, ses produits à des prix, affichés et immuables, pendant que son voisin vendrait la même marchandise en toute liberté et aurait la faculté de s’en approvisionner chez le premier, à prix connu, dans les moments où il trouverait la matière première trop chère pour fabriquer lui-même. Le voisin, on l’avouera, n’aurait pas grand’peine à garder pour lui toute la clientèle, ni même les voisins, s’ils sont peu nombreux, l’entente entre peu d’intéressés étant toujours facile.
- C’est tout justement là l’avantage que les services de remorquage peuvent retirer d’abord de la connaissance des tarifs de touage, ensuite de la faculté d’en profiter pour eux et leurs clients, dans les moments où la traction leur est trop onéreuse ; si bien que, rigoureusement appliqués, les anciens cahiers de
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- charges des Compagnies de louage constitueraient en l’état actuel du fleuve une garantie au profit de l’industrie des remorqueurs, à la fois contre le public et contre les loueurs, mais aux dépens de ces derniers.
- On conçoit que la lutte ne serait pas longue et qu’il a bien fallu, comme le disait M. Fleury, laisser tomber certaines prescriptions en désuétude, puis en venir à les modifier officiellement, ce qui est aujourd’hui fait pour partie, mais s’est fait peut-être un peu tard. Il y a. là une situation qui a pesé d’un poids très lourd sur l’industrie du touage et beaucoup contribué à la cempromettre, sans qu’on puisse en rien conclure contre la valeur du procédé qu’elle exploite.
- A cette première remarque nous n’en ajouterons qu’une autre: c’est qu’il est difficile de voir les inconvénients qui pourraient résulter pour l’industrie des transports par eau d’une liberté relativement très grande laissée au tôuage, là où le remorquage est possible. Ce dernier, en effet, ne demande qu’une mise de fonds bien minime (un remorqueur aujourd’hui ne coûte pas cher) et, si quelque Société de touage assez habile pour s’être rendue maîtresse du terrain en voulait abuser pour élever ses prix, on imagine aisément quelle quantité de remorqueurs il lui faudrait perpétuellement racheter. La situation est tout autre qqe celle des chemins de fer.
- Ceci dit uniquement à titre d’exemple, nous en tirerons cette conclusion, tout à fait générale, qu’en matière de concession il est à désirer que les charges imposées soient toujours mesurées à l’importance actuelle des avantages concédés, sans quoi il y a nécessairement préjudice causé soit au public, soit au concessionnaire.
- Puis, ne pouvant en ces matières avoir aucune influence active, nous passerons à l’examen des difficultés techniques du touage tel qu’il se pratique maintenant et des moyens que nous proposons pour y remédier. Nous rentrerons ainsi dans notre sujet.
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- De l’étude comparative des moyens mis en œuvre par les industries du touage et du remorquage, on est nécessairement conduit à conclure :
- 1° Que le touage a une incontestable supériorité à la remonte, supériorité qui s’accentue de plus en plus à mesure qu’il s’agit
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- de rivières a courants plus rapides — à la limite il reste seul possible; — que le remorquage, au contraire, est en toute circonstance préférable à la descente.
- 2° Que les défauts des toueurs actuels dérivent tous de l’appareil de louage composé de deux treuils à gorges parallèles qui, jusqu’ici, n’a pu être remplacé par autre chose.
- Cet appareil est absolument destructeur de la chaîne ; il diminue la durée possible de son service et est la cause principale de ruptures fréquentes. Il asservit à la chaîne le toueur, qui ne peut la quitter sans en jeter à l’eau en un point une trop grande longueur, ce qui est incompatible avec la sécurité du service (en créant un danger au passage du toueur suivant), ou sans emporter la quantité existant sur les treuils, ce qui est incompatible avec un entretien assez économique.
- Entre autres conséquences, il en résulte que ces toueurs, montant et descendant sur une même chaîne se rencontrent et doivent alors ou se croiser ou échanger leur train. L’une ou l’autre opération sont laborieuses et souvent ne se peuvent faire qu’à des garages déterminés où il faut s’attendre. Tout se passe alors comme si on avait un service en relais, avec les innombrables causes de retard qui en sont nécessairement la conséquence ;
- 3° Que, pour arriver à faire avec le touage un service aussi parfait que possible, il faudrait :
- « Au lieu des toueurs actuels employer des remorqueurs-» toueurs, c’est-à-dire d’excellents remorqueurs à hélice ou à » roues, munis d’un appareil de touage dont ils ne se serviraient » qu’à la remonte.
- » Cet appareil devrait être simple, ne pas détériorer la chaîne » et permettre de la jeter à l’eau sans difficulté en tous points du » parcours.
- » Le service en relais serait supprimé. Les toueurs, à la remonte, » conduiraient leur train à destination sans troquage. A la des-» cente, ils fonctionneraient comme des remorqueurs libres. Le » service se ferait ainsi à deux voies. Il gagnerait par conséquent » en régularité, en célérité, en puissance de trafic et en éco-» nomie (1). »
- Ces conditions nous paraissent toutes également nécessaires : c’est ainsi que, par exemple, les toueurs du Danube, si remarquables à tant d’égards et qui sont bien à la fois toueurs et remor-
- (1) Molinos et de Bovet, — Rapport du 5e Congrès international de navigation intérieure.
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- queurs, ne nous semblent pas résoudre d’une façon complète le problème du touage, parce qu’ils ne peuvent pas jeter la chaîne à l’eau sans en conserver sur les treuils une longueur de 50 à 10U m.
- Nous en référant pour justifier nos affirmations à notre mémoire au Congrès, nous ajouterons seulement, que pour satisfaire à ces diverses conditions, il faut de toute évidence trouver un système d’entraînement qui ne nécessite qu’une très faible longueur de chaîne sur les appareils de touage, 4 à 5 m au plus, et que si toutes peuvent être remplies, le touage nous paraît devoir reprendre sur tous autres moyens de remorquage une supériorité très marquée et pouvoir assurer sur les voies navigables une traction remarquablement régulière et économique.
- Le problème supposé résolu en ce qui concerne l’appareil de touage, il reste, dans un service organisé conformément au programme ci-dessus, une difficulté, c’est le maintien de la chaîne en bonne place. Quand un toueur va aborder une courbe et dès que l’effort de traction se fait sentir sur la chaîne posée dans cette courbe, celle-ci tend à venir vers le centre d’autant plus que l’effort est plus grand : elle se place suivant une ligne de moindre longueur que celle occupée primitivement, et par suite, il se produit du mou au point où est le toueur..
- Si on peut garder ce mou à bord pour le restituer petit à petit pendant le passage de la courbe, on arrivera à remettre la chaîne à la place qu’elle occupait primitivemeut : il faut pour cela un frein réglable grâce auquel on puisse selon les besoins évacuer à l’arrière tantôt moins (avant l’entrée en courbe), tantôt plus (pendant le passage de la courbe), de chaîne qu’il n’en entre par l’avant. Faute de ce frein, le mou retombant à l’eau au moment où il se produit n’est plus à disposition quand on en aurait besoin et le toueur montant laisse derrière lui la chaîne plus près de la rive convexe qu’elle n’était avant son passage.
- C’est ce qui se passe par exemple sur la Seine : le mou, quand il se produit, tombe de suite à l’arrière ; parfois, mais rarement, il s’accumule entre les galets du chemin de chaîne et les hommes doivent alors l’aider à s’écouler. C’est ce qui se passe encore sur les toueurs de l’Elbe, du Neckar, du Mein : là il y a, en arrière de l’appareil de touage, un puits à chaîne descendant jusqu’à la fençure (notons que la profondeur de ces bateaux est à bien peu de chose près la profondeur même de la rivière), de sorte que non seulement il n’y a plus empilage de chaîne sur les galets du
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- chemin, mais la hauteur dont la chaîne doit se relever pour sortir du puits étant comparable à celle dont elle tombe au delà de la poulie d’arrière, le puits fait un peu effet de régulateur. Il ne remplace cependant pas un vrai frein qui se puisse régler à volonté et, dans toutes ces exploitations, aussi bien dans les dernières que dans les premières, la chaîne est déplacée derrière les toueurs montants, et il faut mettre à profit les toueurs descendants agissant à la fois par leur masse et par leur vitesse pour la remettre en place.
- Sur le Danube, par des courants très rapides et par conséquent sous l’action d’efforts dë traction très considérables, la chaîne se dévie plus encore, on la replace cependant immédiatement sans toueurs descendants (la descente sur chaîne par les grands courants est impossible, on ne peut pas dévider de la chaîne lourde avec les treuils à toute allure) : les toueurs ont en arrière de l’appareil de touage un grand puits, et à la sortie un frein puissant qui est constitué par un système de deux tambours à gorges, semblable, en plus petit, aux treuils de touage, sur lesquels la chaîne fait plusieurs tours et qu’on maintient avec des freins à lames.
- Dans tout service organisé avec des toueurs montant sur chaîne et descendant en route libre, il sera de toute nécessité d’avoir quelque chose d’analogue. Ce frein sera d’autant plus nécessaire, il devra disposer d’une puissance d’autant plus grande, qu’il s’agira de rivières à plus grand courant. C’est ainsi, par exemple, que la chaîne employée par la Compagnie de touage de la Basse-Seine et de l’Oise sur la Seine pèse 15 1/2 kg le mètre; l’effort de traction se tient vers 3000 à 4000 kg. Sur le Rhône, le jour où on y fera du touage, l’effort de traction sera certainement aux environs de 10 000 kg, la chaîne employée pèsera sans doute à peu près 30 kg le mètre, elle aura donc une tendance relative plus grande à se déplacer ; il faudra pour la maintenir plus de précautions et des moyens d’action plus efficaces.
- Un système de frein plus ou moins complet étant indispensable dans l’hypothèse que nous avons admise, tout ce que nous avons dit de l’appareil de touage restera vrai de ce frein ; il faudra de toute nécessité qu’il puisse agir en n’employant qu’une faible longueur de chaîne ; il ne sera bon que s’il est tel qu’il ne détériore pas cette chaîne et qu’il laisse toute facilité pour l’enlever A ce point de vue, le système pratiqué sur le Danube, acceptable, étant donné l’appareil de touage qui est en service sur ce fleuve, ne donnerait qu’une solution tout à fait insuffisante. '
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- Il est clair, du reste, que l’effort résistant à demander au frein devra nécessairement être très inférieur à l’effort de traction, puisque les deux forces étant de sens opposé, leur différence reste seule disponible pour produire la marche en avant du convoi, qui est le but final à atteindre. Il est clair également, les deux opérations étant de même nature, et seulement de sens contraire, que les dispositions quelles qu’elles soient qui seront adoptées pour l’appareil de touage peuvent être utilisées pour l’appareil de freinage.
- La solution dépend donc, en somme, de la découverte d’un système d’entraînement sur la chaîne qui, remplissant les conditions ci-dessus, permette la construction et la mise en service d’un bateau qui puisse être à volonté toueur ou remorqueur.
- Puisqu’un problème bien posé est souvent, par là même, déjà à demi résolu, il n’est que juste d’ajouter que les conclusions ci-dessus, pour évidentes qu’elles paraissent, n’ont pas été admises sans difficulté.
- C’est M. Molinos qui, le premier, les a formulées d’une façon très nette et très complète et qui, non sans peine, il y a quelque huit ans déjà, a réussi à décider la Compagnie de touage de la Basse-Seine et de l’Oise à entreprendre les premiers essais dans cette voie.
- Ils aboutirent alors, avec le concours de M. Bassères, Ingénieur de la Compagnie de Fives-Lille, à la réalisation d’un premier appareil d’une ingéniosité remarquable, dans lequel la chaîne était serrée sur une poulie d’assez grand diamètre par des griffes actionnées au moyen de l’eau comprimée.
- D’autres tentatives furent faites depuis, tout au moins en Allemagne, sur lesquelles nous n’avons pas de données complètes.
- Les essais de la Compagnie de touage de la Basse-Seine et de l’Oise ayant été interrompus, c’est encore sur l’initiative de M. Molinos qu’ils durent tout récemment être repris, et nous n’eûmes alors qu’à essayer d’appliquer exactement le programme exposé ci-dessus tel qu’il l’avait indiqué.
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- Le problème étant ainsi posé, il nous a paru qu’on en devait chercher la solution dans l’emploi d’une poulie d’entraînement unique sur laquelle la chaîne ne ferait qu’une fraction de tour et qui devrait être d’assez petit diamètre pour qu’il ne soit pas
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- nécessaire cle la faire marcher à trop faible vitesse, ce qui eût conduit, pour les organes de transmission d’une quantité-de travail déterminée, à des efforts et, par conséquent, à des dimensions excessives.
- Nous avions repris d’abord avec M. Bassères, l’étude de l’appareil imaginé par lui il y a quelques années, en vue d’essayer d’y introduire quelques modifications qui nous paraissaient désirables quand nous pensâmes que l’on pouvait demander à l’aimantation de la poulie, peut-être la totalité, tout au moins la plus grande partie de l’adhérence nécessaire. Celle-ci devait être réalisée par la superposition de l’effet dû à l’adhérence magnétique directe et de l’effet dû à l’enroulement, suivant un assez grand angle, d’un organe flexible.
- Les premiers essais nous montrèrent que cette conception était juste et que sa réalisation pourrait, à elle seule, . donner toute l’adhérence nécessaire.
- Pratiquement, pour obtenir le maximum d’utilisation, il fallait arriver à des formes telles, que le champ magnétique créé pût être fermé en aussi court circuit que possible, au moyen du fer de la chaîne.
- Celle à laquelle nous nous sommes arrêté est la plus simple qui soit possible : notre poulie n’est en somme qu’un solénoïde ordinaire avec noyau de fer dont les extrémités, formant pièces polaires, sont développées et rapprochées de façon à constituer les deux côtés de la gorge de la poulie ; le fond de la gorge est fermé par un anneau en bronze avec joints en caoutchouc qui empêche l’eau de venir mouiller la bobine de fil (PL 78, fig. 5 et 6).
- La figure 5 représente notre poulie d’essai.
- La figure 6 représente une poulie de moindre dimension, construite pour un petit loueur et montre le mode de construction que nous proposons d’adopter pour le service courant. La poulie numéro 5, établie pour des essais, a été faite aussi économiquement que possible : à l’usage, par le frottement de la chaîne, les lèvres seules sont exposées à l’usure. Nous croyons donc que le mieux est de les rapporter comme des bandages, de façon qu’elles soient seules à remplacer sans qu’il faille changer en même temps la partie centrale, qui représente la plus grosse part de la valeur et qui est assez délicate à mettre en place à cause des connexions entre la bobine de fil et les bagues de prise de courant.
- Nous avons, dans notre mémoire au Congrès, indiqué avec quel-
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- que détail les résultats des divers essais que nous avons pu faire à l’atelier: nous nous contenterons de les résumer ici.
- De la chaîne vieille réduite par usure à un poids d’environ"9% le mètre, donne au repos, sur la poulie d’essais représentée fig. 5, et pour un enroulement de trois quarts de tour, une adhérence de 6 000 à 6 500 kg. Il est à présumer que de la chaîne neuve de 15 1/2 kg le mètre doit donner au moins 10 000%. Or les plus gros efforts de traction que comporte le service de louage sur la partie de la Seine desservie par la Compagnie de touage de la Basse-Seine et de l’Oise, ne dépassent pas 5 000 kg et on ne les rencontre que dans la région du parcours où la chaîne est neuve.
- Le mouillage de la chaîne à l’eau ordinaire ou à l’eau de savon ne fait perdre que 10 0/0 environ de la force portante. Même vrillée, la chaîne tient encore remarquablement sur la poulie. Fortement vrillée, huilée à refus, de la chaîne neuve a encore porté plus de 4 000 kg.
- Le plus fort courant qu’il puisse y avoir intérêt à employer, celui au delà duquel on ne constate plus d’augmentation de la force portante avec de la chaîne neuve, est de 48 ampères, correspondant à 37 000 ampères-tours et à une dépense de 4,5 ch. Mais même avec la vieille chaîne, une adhérence de 6 000 kg est obtenue pour une dépense de courant correspondant à 3 ch seulement. .
- Il devra y avoir en marche un peu de retard à l’aimantation des parties de chaîne qui entrent sur la poulie, retard équivalent à la perte de quelques degrés d’enroulement, mais on voit que les besoins du service en vue duquel ces essais ont été entrepris sont assez largement assurés par ces résultats pour qu’il n’y ait pas lieu de se préoccuper de ce retard.
- L’effort d’arrachement suivant le rayon d’un système de deux anneaux représentant un élément complet de chaîne est d’au plus 300 kg pour de la chaîne neuve et le courant maximum.
- Cette constatation donne lieu à une remarque intéressante : c’est que, si l’on appelle f la force d’arrachement ou la force d’attraction normale rapportée à 1 cm de longueur de chaîne, les mêmes conditions de courant et de chaîne qui donnent pour la longueur totale enroulée sur 3/4 de tour Hf — 4 000 donnent comme effort nécessaire pour produire le glissement de la chaîne dans la gorge 6 000 kg. Ce résultat anormal nous semble bien montrer que l’effet mécanique d’enroulement intervient pour une forte part dans les résultats constatés.
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- La connaissance de l’effort nécessaire pour produire Larrache-nient n’est pas sans importance. Il faudra bien, en effet, en marche du toueur arriver à obtenir d’une façon quelconque la séparation de la poulie et du brin sortant de la chaîne et à la produire malgré l’attraction à cause des dispositions de la poulie. Nous n’avons pas cru devoir reculer devant cette difficulté, parce que cela nous permettait de conserver pour la poulie de touage des formes et une construction remarquablement plus simples, rustiques et robustes que celles auxquelles il eût fallu recourir si nous avions voulu supprimer l’aimantation dans la région où doit se faire le décollement.
- Ajoutons enfin que cette poulie, outre qu’elle peut servir d'appareil d’entraînement, constitue un véritable limiteur de force, en ce sens que pour un courant donné il y a un effort limite au-dessous duquel la chaîne tient, au-dessus duquel elle glisse plus ou moins vite, selon qu’on l’a plus ou moins dépassé.
- Après constatation des résultats rapportés ci-dessus, la Compagnie de touage de la Basse-Seine et de l’Oise décida la construction d’un toueur muni d’une poulie aimantée (celle qui a été placée est justement la même qui a servi aux essais) dont nous allons indiquer les dispositions essentielles,
- Y
- Ce toueur a été construit à Lyon, par M. Satre : toute la partie électrique de l’installation a été établie par MM. Sautter, Harlé et Cie, chez qui avaient été faits les essais de la poulie.
- Il est représenté (PL 78, fig. 4, % et 3).
- Sa longueur est de 33 m, la largeur en dedans des ceintures est de 5 m, le creux 2,70 m, le tirant d’eau moyen en marche comme toueur est de 1,90 m.
- On a naturellement profité de l’existence d’une grande profondeur d’eau, en Seine, pour adopter une hélice d’assez grandes dimensions.
- La machine est du type pilon Compound : elle est placée sensiblement au milieu du bateau ; au moyen de deux embrayages, elle peut actionner à volonté l’hélice (commande directe) ou l’appareil de touage (commande par roues d’angle).
- Elle doit développer 150 ch et 150 tours par minute en marche sur hélice et 60 à 80 ch à 90 tours en marche sur chaîne.
- Bui,l.
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- Du côté de l’arrière se trouvent deux chaudières de 50 m2 de surface de chauffe chacune.
- Du côté de l’avant l’appareil de touage dont les transmissions de mouvement sont clairement indiquées sur le dessin.
- On a conservé les deux gouvernails, comme dans tous les toueurs : celui d’avant est compensé dans un sens tel que, quand il sera fixé au repos (quand le bateau marchera avec l’hélice), il n’ait aucune tendance au retournement. Les deux roues de commande sont ramenées au voisinage l’une de l’autre, à côté du poste du capitaine, celle d’avant en G, celle d’arrière en G'.
- Au lieu des coques informes des toueurs actuels, on a. donné à celui-ci une coque ayant des formes telles qu’il puisse avoir comme remorqueur une allure satisfaisante.
- En marche sur une chaîne, le bateau sera sensiblement de niveau dans le sens de la longueur. Dans cette situation, l’avant s’élargit assez vite à la flottaison pour assurer une stabilité suffisante même en cas de traction oblique de la chaîne.
- En marche sur hélice, l’arrière doit être plus enfoncé et l’avant relevé présente des formes plus fines. On a disposé, pour réaliser ce changement d’assiette, deux compartiments de water-ballast W et W', l’un à l’avant, l’autre à l’arrière, avec une pompe qui permet de faire passer une certaine quantité d’eau de l’un dans l’autre.
- La forme générale du pont a été conservée telle qu’elle est aujourd’hui. A l’avant et à l’arrière, la chaîne passe sur des aiguilles FF', semblables à celles qui se trouvent actuellement sur les toueurs de la Compagnie, puis entre les galets verticaux EE'.
- A partir des galets verticaux d’avant, elle suit le chemin de chaîne D pour arriver à la poulie de touage A, sur laquelle elle peut s’enrouler de 3/4 de tour. Elle est, à l’entrée et à la sortie, guidée par deux galets B et B', pour lesquels on a adopté une disposition symétrique par rapport au plan vertical de l’axe. Si le toueur, en effet, doit monter seulement sur chaîne(on le retournerait s’il devait faire un long parcours sur chaîne en descente) il n’en est pas moins exposé à marcher parfois en arrière, ne fùt-ce que pour des manœuvres. Les deux galets guides d’entrée et de sortie sont montés sur chariot ; ils peuvent être écartés pour faciliter la mise en place et l’enlèvement de la chaîne, ou encore pour permettre de diminuer l’angle d’enroulement.
- Afin de faciliter le décollement de la chaîne, on a fait le galet de sortie B' en métal magnétique avec une jante très épaisse.
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- Quand il est amené au contact de la grande poulie, il offre au flux magnétique un passage moins résistant que la chaîne qui, dès lors, n’a plus une tendance à coller uniquement sur la poulie de touage. Un doigt H, en métal dur non magnétique, épousant les formes de la gorge, doit servir s’il y a lieu à achever le décollement. Il est en porte-à-faux, mais est soutenu par quatre galets en bronze roulant sur la grande poulie et reportant partiellement sur celle-ci les efforts auxquels il est soumis, soit que la chaîne appuie sur son extrémité, soit qu’elle tende au contraire à la soulever.
- Du côté de l’avant il y a tout intérêt à ne pas modifier le champ : dans ce but le galet d’entrée est construit en métal non magnétique. En cas de marche en arrière dans des manœuvres, c’est le doigt qui assurera le décollement de la chaîne.
- Quant à la poulie motrice, elle est montée en porte-à-faux et il suffit que le plateau antérieur soit partout maintenu à une distance de 2 ou 3 dm des parties en fer du pont et des machines pour éviter des pertes de flux de force.
- Au sortir de l’appareil de touage, la chaîne suit vers l’arrière le chemin de chaîne D', à la suite duquel et avant les galets verticaux on a ménagé un puits L et un frein M dont le rôle a été indiqué précédemment.
- Le touage sur la partie de la Seine où ce toueur doit être mis en service n’offrant pas de difficulté sérieuse et ne nécessitant pas de très grands efforts, il nous a paru suffisant de donner au puits des dimensions telles, qu’il puisse recevoir 20 à 25 m de chaîne. La forme en plan incliné de l’avant vers l’arrière a pour but d’éviter l’entassement de celle-ci sur le brin sortant. Quant au frein, il se compose d’une poulie construite comme la poulie de touage avec des dimensions moindres : la chaîne y fait un quart détour et à l’opposé est placé un sabot en fer ayant un très petit jeu. En envoyant du courant, on fait à la fois coller la chaîne sur la poulie et coller celle-ci au sabot de sorte qu’elle ne peut plus tourner. L’effet peut être gradué en variant le courant, et l’écoulement a lieu sous l’action résultant du poids et de la tension de la chaîne tombant à l’arrière et de la résistance variable à volonté du frein.
- Il n’y a besoin pour la manœuvre que d’un commutateur et d’un rhéostat qui peuvent être placés sur le poste du capitaine.
- Tant que le frein n’agit pas, le poids du brin tombant à l’eau, en arrière, doit suffire à assurer l’écoulement de la chaîne à par-
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- tir du galet B'. Si le frein est serré, comme le chemin D' est très peu incliné, la descente peut ne pas se faire d’elle-même auquel cas il serait nécessaire d’y aider. Nous avons pensé qu’il suffirait pour cela, de disposer à l’entrée du puits un galet P à gorge rugueuse et que ce galet mis en mouvement en cas de besoin, assurerait par simple frottement, la marche de la chaîne du galet B' jusqu’au puits. Il fallait pour cela disposer d’un moyen de faire tourner le galet P quand le frein fonctionne, de le laisser libre le reste du temps ; il est en somme placé assez loin des mécanismes en mouvement, et le procédé le plus commode, puisqu’on avait du courant à bord, nous a paru être d’y employer -une petite dynamo motrice N, d’autant plus que le commutateur servant à le mettre en route ou à l’arrêter pouvait être laissé à la main du capitaine.
- La transmission de mouvement de la dynamo N au galet P est faite au moyen d’un volant O et d’une petite poulie magnétique R qui n’est aimantée qu’en tant que besoin et réalise alors une commande par friction magnétique ; elle laisse le reste du temps assez d’indépendance à la dynamo pour que celle-ci ne soit pas nécessairement solidaire des mouvements que la chaîne communique au galet.
- Telles qu’elles ont été exécutées, ces dispositions permettent de disposer à la circonférence de R d’un effort de 40 kilos environ qui nous a paru devoir être suffisant étant donné le genre d’action que nous pensions demander au galet rugueux.
- Une autre petite dynamo réceptrice, fait tourner une pompe centrifuge qui peut donner de l’eau pour divers lavages et faire la manœuvre des compartiments de water ballast, le tout installé en S.
- Le courant, nécessaire aux divers appareils électriques, est fourni par un moteur spécial actionnant directement une dynamo installée en T. On ne pouvait pas en effet demander ce travail à la machine principale, et laisser ainsi la production du courant dans la dépendance des manœuvres du bateau.
- Un tableau de distribution est placé en U, les diverses résistances se trouvent dans une boîte X, et les commutateurs qui permettent de régler le courant dans la poulie de touage, dans le frein et dans la dynamo N sont enfermés dans une boîte Q, placée sur la passerelle. La boîte bien close ne laisse passer que les manettes de manœuvre : elle est fermée devant les touches par du verre qui laisse voir l’intérieur où se trouvent en outre, pour la nuit, deux lampes à incandescence.
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- De sa passerelle légèrement surélevée au-dessus du pont (elle se trouve au-dessus de l’arbre qui porte la grande poulie) le capitaine a sous la main la roue du gouvernail arrière, dont la manœuvre lui incombe et les divers commutateurs qui lui permettent d’agir lui-même sans avoir besoin de faire appel aux hommes de l’équipage, sur toutes les parties du mécanisme qui intéressent la chaîne à son passage sur le toueur : il est de plus, placé de façon à voir très aisément comment elle se comporte sur la grande poulie, et à pouvoir donner facilement les ordres à l’homme qui est chargé du gouvernail avant.
- Tout ce qui, sur le pont peut faire une saillie gênante est reporté sur la moitié bâbord : la moitié tribord est entièrement libre pour les manipulations de la chaîne et sa mise à l’eau, le seul obstacle qu’elle rencontre, et qui du reste ne cause aucune difficulté, sont les tabrins d’amarrage des remorques des trains de touage disposés en XX'.
- Quand le bateau se transforme en remorqueur, il doit tirer son train à la façon habituelle avec une corde unique : celle-ci peut s’attacher à un crochet spécial I fixé à la base de la cheminée à faible distance du plan du palier de butée de l’hélice. Elle est soutenue à l’arrière sur des vauleaux mobiles Y qui peuvent être enlevés facilement quand on fait du touage.
- Enfin des porte-manteaux Z sont disposés pour recevoir des mouffles qui, en cas de besoin, peuvent faciliter les manipulations de la chaîne.
- La description que nous venons de donner, est celle du bateau tel qu’il a été conçu et exécuté ; commandé en janvier de cette année, il a pu en août être amené de Lyon à Saint-Denis, et il est maintenant à la veille d’être mis en service. Il nous reste à rendre compte de ses essais et à dire les conclusions que nous en croyons devoir tirer. Ce sera le complément de notre rapport au congrès, dont ce qui précède est le résumé.
- VI
- J’indiquerai rapidement ce qui concerne la marche du bateau hors la chaîne. Là, il se comporte en somme comme un remorqueur ordinaire. L’objection pouvait venir naturellement à l’esprit qu’un outil à plusieurs fins est généralement mal adapté à chacune d’elles, et qu’à ce point de vue, il n’était peut-être pas bon de chercher à faire un toueur remorqueur.
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- Pour notre part, si convaincus que nous soyons, en thèse générale de la vérité de cette appréciation, dans l’espèce nous ne nous y sommes pas autrement arrêté ayant quelque peine à concevoir que, si un bateau est un bon remorqueur, on doive le gâter en y plaçant un appareil de touage qui ne fait qu’augmenter son poids ou qu’un toueur doive être mauvais parce qu’on aurait donné à la coque des formes rationnelles.
- La vérité nous paraît être que le bateau, devant être assez grand pour qu’il soit possible d’y loger l’appareil de touage, le sera plus que ne serait un remorqueur ordinaire de même force. Il en pourra résulter entre autres la nécessité de prendre quelques précautions pour les virages, mais nous avons admis a priori que, si l’on ne pouvait pas donner au bateau toutes les qualités d’un remorqueur de même force en chevaux, on pourrait au moins lui en conserver assez pour qu’il restât un bon outil, plus maniable sans doute qu’un remorqueur qui aurait la même puissance de traction en remonte.
- En fait, il a 33 m de long. C’est grand, mais sur la Seine même, on trouve des remorqueurs de dimensions comparables qui font un bon service. Le Travailleur a 31 m ; VIsard, 38 ; le Président, 30 ; le Pilôte, qui est un bateau remarquablement bon, presque autant. ,
- Aux essais sur hélice il a réalisé une vitesse en descente (le bateau marchant seul) de 18 km, en faisant 170 ch. Pour un bateau de cette puissance, c’est une bonne vitesse. Nous estimons que le courant pouvait être alors de 1 à 1,5 km et, par comparaison avec quelques résultats observés en remonte le même jour, que la vitesse absolue de 15 km devrait être obtenue avec de 145 à 150 ch.
- A 150 ch, la consommation de charbon par cheval et par heure, cendre déduite, mais avec chaudières non encore revêtues de leur enveloppe, a été de 0,950 kg.
- Ces résultats sont évidemment satisfaisants. Tout au plus pourrait-on reprocher au bateau trop de sensibilité à l’action du gouvernail. Ce gouvernail a été établi pour les besoins du touage ; il est, quand le bateau marche sur hélice, plus grand que ce que l’on fait d’ordinaire. C’est un beau défaut et, du. reste, facile à atténuer, en mettant à la roue de commande des engrenages retardateurs pour n’avoir pas à demander au capitaine des manœuvres trop précises.
- Ce sont les résultats obtenus en marche sur chaîne qui sont
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- les plus intéressants : nous nous y arrêterons davantage. Le point douteux était évidemment le décollement de la chaîne du côté de la sortie de la poulie de touage : à supposer qu’il dût être produit uniquement par l’action du doigt écartant la chaîne, il suffit de se reporter aux chiffres donnés plus haut pour valeur de la force d’arrachement pour calculer que, à la vitesse de 20 tours, vitesse maximum de la poulie, le travail à dépenser serait infiniment peu de chose. Mais aurait-on, en ce cas, un fonctionnement admissible?
- En fait, dès le premier essai sur chaîne, il devint clair que l’appareil marcherait d’une façon satisfaisante et que les quelques difficultés que l’on pourrait rencontrer à la mise en service seraient toutes susceptibles d’être résolues. Dès le premier démarrage de la machine, on put aller de Saint-Denis àEpinay, sans que rien n’obligeât à s’arrêter en route.
- Ce premier essai date du mois d’août, le bateau était alors loin d’être fini ; le temps écoulé depuis a été employé à son achèvement.
- En marche, tant qu’il y a une tension suffisante du brin de chaîne sortant à l’arrière, le fonctionnement est rigoureusement satisfaisant. Il est visible que le galet de sortie en métal magnétique, amené au contact de la grande poulie, facilite le départ de la chaîne dont l’arrachement se fait très régulièrement anneau par anneau, sans secousse, sans bruit, sans qu’elle touche à rien.
- . Si la chaîne du côté de l’arrière prend un peu de mou, elle décolle moins bien, s’éloigne moins vite de la poulie de touage : les anneaux successifs, au lieu de glisser seulement, viennent battre sur le doigt. Quoique les coups soient faibles, comme ils sont fréquents, il en résulte un peu d’ébranlement des supports et aussi, si peu que ce soit, un peu d’usure de la chaîne, A ces deux points de vue, il y a manifestement intérêt à supprimer ces chocs, d’autant plus qu’un des avantages de ces appareils doit être de donner à la chaîne une durée de service beaucoup plus longue que celle que l’on obtient avec les treuils actuels et qui est de vingt ans sur le service de la Compagnie de touage de la Basse-Seine et de l’Oise.
- Quand, enfin, il y a beaucoup de mou du côté de l’arrière, la chaîne bourre entre la poulie de touage, le doigt et le galet de sortie : elle s’accumule en paquets de quelques anneaux qui s’écoulent d’un coup dès qu’il se reproduit un peu de tension à l’arrière et se reforment avec les anneaux suivants.
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- La marche en ce cas est défectueuse, dangereuse peut-être pour les appareils. Il y a là quelque chose à corriger, d’autant plus que quand le loueur marche avec un train, c’est-à-dire dans ses conditions normales de fonctionnement (au lieu de monter seul comme dans nos premiers essais) la tension en ayant étant plus forte, celle du brin sortant est d’autant moindre, si bien que l’arrachement de la chaîne par une traction exercée de l’arrière paraît devoir être le cas le plus habituel, au moins avec 3/4 de tour, sur la grande poulie.
- Hors cela, la chaîne passe régulièrement sur la poulie sans patiner, aussi bien quand elle est fortement vrillée que quand elle est droite : les irrégularités (nabots, fausses mailles, etc.) passent sans aucune tdifficulté et sans apporter aucun trouble. La chaîne peut être jetée à l’eau avec une très grande facilité en quelques minutes sans qu’il soit besoin de l’ouvrir : le bateau se met alors sur son hélice et peut partir soit seul, soit en faisant du remorquage.
- Il n’y a donc, en somme, qu’à empêcher le battement de la chaîne contre le doigt ou son accumulation selon qu’il se trouve à l’arrière plus ou moins de mou — cela tout en conservant le doigt de décollement qui nous paraît indispensable à maintenir, sous la condition qu’il ne soit là que comme ressource pour parer à une accumulation accidentelle de la chaîne et aussi pour le cas de marche en arrière sur chaîne, mais que normalement il n’intervienne pas.
- Il suffit évidemment pour cela de pouvoir tirer la chaîne en arrière par un moyen quelconque quand la tension naturelle fait défaut, ce qui se produit plus ou moins en marche normale, ce qui doit toujours arriver quand le frein fonctionne. Il est tout indiqué d’user, dans ce but, du galet d’entrée du puits de chaîne. C’est le galet P de la figure 1.
- Nous avons dit plus haut qu’il avait été installé uniquement pour aider à l’écoulement de la chaîne sur le chemin peu incliné D', grâce au frottement dans la gorge rugueuse et qu’il se trouve monté de façon telle qu’on dispose à la circonférence d’un effort possible de 30 à 40 kg. Il n’y a donc qu’à lui faire donner plus pour assurer l’arrachement, en toutes circonstances, de la chaîne de la grande poulie. Il suffira de mettre au lieu du galet rugueux un galet aimantable et de disposer la transmission de mouvement pour avoir à la circonférence un effort possible de 200 à 300 kg.
- Ce sera bien assez car il ne faut que 300 kg pour arracher un
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- système de deux anneaux de la. gorge de l!a poulie de touage aimantée au maximum ; or les anneaux, en service, ne doivent être arrachés qu’un à un et la présence du galet de sortie en fonte B' vient diminuer notablement l’effort nécessaire.
- Peut-être, et nous comptons pouvoir bientôt vérifier ]a chose, pourrait-on encore augmenter l’effet produit par le galet B' en le constituant au moyen de deux plateaux épais de fonte séparés par un plateau de bronze, afin de lui conserver une polarité sur toute sa circonférence. L’effort à demander à la poulie P se trouverait diminué d’autant et on réaliserait plus complètement l’arrachement par cascades successives. C’est là, on le voit, une modification facile. Il est bien entendu que la vitesse à la circonférence devra être la même sur les poulies P et A, et nous estimons que l’aimantation étant faible, il n’y aura pas à se préoccuper du décollement, le poids de la chaîne tombant dans le puits suffira à le produire.
- D’après les résultats de nos premiers essais une seconde modification,, beaucoup plus simple encore, nous semble devoir être utile : ce sera, au moyen d’un galet convenablement placé, d’obliger la chaîne à embrasser à demeure un arc d’une certaine longueur sur la poulie de frein (au lieu de ne la toucher qu’en un point quand elle est tendue) afin d’être assuré que le frein est toujours en état d’agir dès l’envoi du courant. .
- De ce que nous avons pu constater nous estimons pouvoir conclure que ces deux seuls changements suffiront à assurer une marche tout à fait satisfaisante.
- Notons qu’il ne faut pas voir dans la dépense de travail nécessitée par l’aimantation du galet P el son maintien en marche pendant un temps plus long que nous ne l’avions prévu d’abord, une diminution du rendement de la poulie de ton âge ; c-’est surtout une conséquènce des dispositions générales adoptées. Il nous a paru qu’il valait mieux enrouler la chaîne par-dessous la grande poulie que par-dessus ; cela oblige à la mettre en porte-à-faux (à moins d’adopter en avant un coussinet charioté et construit de façon à ne pas offrir un passage trop facile au flux magnétique sortant par la face antérieure de la poulie), mais par contre cela permet, de ne pas mettre en porte-à-faux le galet B sur lequel se fait tout l’effort de traction du bateau et dn train.
- La tension de la chaîne soulage du reste le poids de la grande poulie dont le porte-à-faux est d’autant plus acceptable qu’elle est à l’extrémité d’un arbre assez long, lourd et en partie au moins
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- équilibré par le poids des organes de transmission de mouvement qu’il reçoit sur sa partie arrière.
- De plus, la raison principale qui.nousa fait adopter cette disposition, c’est qu’elle nous permettait de placer à un niveau aussi bas que possible la poulie de touage et son arbre qui, ensemble, représentent un gros poids. Seulement, alors pour le brin sortant, quand il y a du mou, le poids des anneaux s’ajoute à l’attraction de la grande poulie pour produire l’accumulation que nous voulons empêcher. Avec un enroulement de la chaîne par-dessus et sa sortie par-dessous, le poids agirait en sens inverse de l’aimantation, le décollement serait plus facile, mais nous avons pensé qu’on y perdrait d’autres avantages.
- VII
- Sur la Seine, où il est rare que le courant soit rapide, le touage est en somme assez facile; cependant, des deux modifications indiquées ci-dessus, l’une est certainement nécessaire, l’autre serait au moins utile ; nous estimons toutefois que les dimensions données tout d’abord au puits de chaîne et à ses annexes resteront suffisantes.
- Il faudrait évidemment donner à cette partie de l’installation plus d’importance dans des toueurs qui devraient faire un service sur des cours d’eau plus difficiles. Mais après les constations faites durant nos premiers essais, je crois pouvoir maintenant indiquer avec toute certitude ce que devraient être les dispositions à adopter pour un loueur remorqueur utilisant des appareils à adhérence magnétique et construit pour naviguer dans toutes conditions de courant. Ces dispositions sont données schématiquement (fig. 4), il n’y faut voir que le programme général de l’organisation de ce qui intéresse la chaîne à son passage sur le bateau (programme qui dans certains cas pourra être simplifié),abstraction faite de tous détails de construction, ceux-ci pouvant être variés ad libitum.
- L’installation nécessitera en tout sur le pont, entre les galets verticaux d’avant et d’arrière A et B, trois poulies aimantées, un puits de chaîne et trois commutateurs pour les manœuvres. L’une de ces poulies, la plus grande P, est la poulie de touage; son diamètre est déterminé d’après les dimensions de la chaîne de façon à obtenir une adhérence à coup sûr supérieure au plus gros effort de traction avec un enroulement qui doit évidem-
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- ment être inférieur à un tour complet et qu’il y a tout intérêt à tenir aux environs de 3/4 de tour, pour ne pas tomber dans des dimensions excessives.
- La chaîne est guidée, à son entrée et à sa sortie, par deux galets qui l’obligent à embrasser l’angle d’enroulement adopté: le galet d’entrée étant construit en métal non magnétique (bronze ou acier manganésé), si on veut éviter le plus possible les causes de perte, nous estimons qu’il faut, pour aider au décollement, construire le galet de sortie D en métal magnétique avec de fortes sections autour de la gorge.
- Nous estimons également qu’il faut conserver comme appareil de secours et pour aider à la marche en arrière en manœuvre un doigt de décollement E en métal non magnétique.
- Cette poulie P est mise en mouvement soit par un moteur spécial, soit par le même moteur que l’appareil de propulsion (aubes ou hélice), du bateau.
- La seconde poulie Q, placée vers l’arrière à la sortie du puits de chaîne, est la poulie de frein.
- Elle n’est reliée à aucun mécanisme ; son arbre tourne librement dans ses coussinets. Le meilleur moyen de freinage nous paraissant être l’emploi d’un sabot de fer qui puisse coller dans la gorge quand la poulie est aimantée, la chaîne, pour laisser la place de ce sabot, ne devra pas faire plus d’un demi-tour. Même ainsi, comme il faut de toute évidence qu’on n’ait jamais besoin de faire sur le frein un effort comparable à l’effort de traction du bateau cette poulie sera toujours de dimensions moindres que la poulie de touage. Le sabot de frein G est disposé avec un très petit jeu, mobile autour d’un axe I presque entièrement équilibré par un contrepoids H de. telle façon que même pour une faible aimantation du frein il vienne en prise.
- J’estime qu’il faut que la chaîne entoure à demeure une partie de la poulie Q, de façon que le frein agisse sûrement et immédiatement dès la demande (ce qui n’arriverait pas si la chaîne ne le touchait avant freinage que sur une très faible longueur). Il faut pour cela employer deux galets guides KL ; ceux-ci pourront sans inconvénient être en métal magnétique; il n’ont nul besoin d’être amenés en contact : les coussinets des deux axes feront partie du bâti qui supporte la poulie Q de façon que toutes les réactions dues au changement de direction de la chaîne soient détruites par ce bâti et que le pont n’ait à résister qu’à l’effort de freinage. Même ainsi il devra dans cette partie être très robuste.
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- La troisième poulie aimantée R est placée à l’entrée du puits déchaîné. Celle-ci sera toujours de petites dimensions. Ce que nous avons dit plus haut suffît à expliquer son rôle. En somme, elle doit servir à enlever le mou de la poulie P de façon que le doigt ne travaille pas ou presque pas. Notons qu’il n’y a jamais de mou à enlever à la sortie de la poulie Q, puisque quand elle est aimantée, c’est qu’elle fait frein et que nécessairement la tension du brin de chaîne sortant est forte. Quant à la sortie de la poulie R, comme celle-ci se trouve peu aimantée si elle est placée un peu haut au-dessus du puits, le poids de la chaîne suffira à faire le décollement. Cette poulie peut, si l’on veut,- être mise en mouvement par une dynamo motrice : les choses devraient alors être disposées de façon qu’elle ait toujours une tendance à marcher un peu trop vite : la chaîne ferait frein sur le dynamo et l’effet de traction ne manquerait jamais de s’exercer. Notons cependant qu’il ne s’agit plus ici, comme nous l’avions pensé tout d’abord, d’un travail intermittent nécessitant de fréquents embrayages et débrayages pour lesquels il nous avait paru commode de recourir à l’emploi d’une dynamo. La poutre R doit être maintenue en marche presque tout le temps que dure le louage, il n’y a, du reste, aucun inconvénient à ce qu’elle le soit tout le temps : sa vitesse doit être à chaque instant celle de la poulie P, nous pensons donc qu’en général il sera préférable de la relier tout simplement par une transmission mécanique quelconque à l’un des arbres du mécanisme de touage. On pourra, si l’on veut, se réserver de la laisser libre, dans les cas où son intervention est inutile (quand la chaîne est bien tendue à l’arrrière) en intercalant un embrayage magnétique de notre système.
- Dans bien des cas on pourra disposer cette poulie de façon que la chaîne y embrasse nécessairement, sans qu’il soit besoin de mettre des galets guides, un angle tel que son fonctionnement soit assuré dès qu’on y enverra du courant.
- A défaut de cette disposition on pourra mettre un galet guide obligeant à l’enroulement. Encore pourrait-on s’en passer en envoyant, en cas de besoin, dans le frein, un très faible courant, insuffisant pour produire l’accumulation de la chaîne dans le puits, suffisant pour donner du flottement entre les poulies Q et R.
- Les dispositions de détail peuvent être variées à l’infini. Le sens d’enroulement de la chaîne tel qu’il est indiqué sur notre ’ schéma répond au désir de donner toute facilité pour la jeter à l’eau sans l’ouvrir. Il conduit à mettre en porte-à-faux la poulie
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- detouage (nous nous sommes expliqués ci-dessus à ce sujet) et les galets K et L, les poulies Q et R, les galets D et C étant montés sur coussinets de part et d’autre, ce qui nous paraît rationnel; il faut noter, en effet, que la poulie Q est placée sur son arbre dans des conditions tout autres que la poulie P. Mais il est clair que cela n’a rien d’obligatoire. On peut changer le sens d’enroulement, on peut supprimer tous les porte-à-faux au moyen de coussinets montés sur chariots. Si, du reste, letoueur a des roues comme appareil de propulsion, les tambours des roues obligeront à couper la chaîne pour la jeter à l’eau, et dès lors, il n’y aurait même plus besoin que les coussinets d’un côté soient montés sur chariots. La seule précaution à prendre est de veiller à ce qu’une des faces de la poulie de touage soit en tous ses points à une distance de quelques décimètres de masses quelconques en métal magnétique.
- 'Une fois la chaîne en place, toutes les manœuvres qui peuvent l’intéresser se réduisent à des modifications dans l’aimantation des trois poulies. Toutes se font au moyen de trois commutateurs dont les touches correspondent à des rhéostats placés sous le pont, l’un pour la poulie P, l’autre pour la poulie Q, le troisième pour la poulie R. Ces trois commutateurs, qui peuvent être installés dans une boîte de 0,60 X 0,40 X 6,10 doivent être placés sur la passerelle à la disposition du capitaine qui assure ainsi lui-même sans aucune peine toutes les manœuvres.
- La source de courant doit nécessairement être indépendante du moteur principal. Ce peut être une dynamo avec moteur spécial, ou une batterie d’accumulateurs qui se chargerait avec une dynamo, commandée par le moteur principal.
- Ce dernier actionne soit des hélices, soit des roues qui donnent le mouvement au bateau quand il se transforme en remorqueur.
- Si le bateau naviguait sur une rivière à courant très rapide, une rupture de chaîne serait naturellement dangereuse : il sera bon en ce cas, en marche sur touage, de tenir le propulseur en mouvement, à une vitesse telle qu’il ne donne pas de travail effectif. Si alors la chaîne vient à casser, les roues ou l’hélice portent immédiatement, sans temps perdu à vaincre l’inertie de tout le mécanisme et il suffit d’ouvrir davantage le régulateur pour donner au propulseur une action suffisante afin qu’il puisse, fùt-ce même sans avancer, maintenir le train et le conduire à la rive. Cette précaution qui nous semble excellente a été indiquée, croyons-nous, par M. l’Inspecteur général Jacquet, à propos de projets de touage sur le Rhône.
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- Les essais que nous avons déjà pu faire du nouveau toueur de la Compagnie de touage de la Basse-Seine et de l’Oise nous donnent la certitude qu’un bateau ainsi construit pourra fonctionner en toutes eaux et par tous courants d’une façon absolument satisfaisante.
- Nous ne voulons en aucune façon prétendre qu’il ne soit pas possible d’arriver par d’autres moyens au même résultat. Mais, du moins, les procédés que nous venons d’indiquer apportent une première solution au problème dont nous avons en débutant posé les termes, et nous sommes convaincus que toute bonne solution de ce problème doit amener une véritable transformation du touage tel qu’il a été pratiqué jusqu’ici et sa substitution au remorquage, sinon partout, au moins dans la plupart des cas ou il y a de longs parcours et un trafic important sur des voies où le courant, ne fût-ce que par périodes, arrive à prendre une vitesse un peu grande.
- Nous estimons de plus qu’une telle solution pourra permettre d’aborder le touage sur des cours d’eau où jusqu’ici on a hésité à l’installer et où cependant, à son défaut, il est impossible de faire du remorquage.
- VIII
- Parmi ceux-ci, s’il en est un où il semble que le touage doive tout naturellement trouver son application, c’est certainement le Rhône. La rapidité du courant qui a rendu jusqu’ici le remorquage impraticable et l’y rendra toujours fort onéreux, et d’autre part, la richesse de la longue vallée qu’il parcourt, l’existence d’une ville comme Lyon à une extrémité, d’un port comme Marseille près de l’autre, la possibilité de créer un autre port à son embouchure même, l’indiquent évidemment comme devant être une voie navigable de premier ordre.
- C’est sur le Rhône que furent faits les premiers essais de touage ; l’application de ce mode de remorquage y est cependant restée jusqu’ici impossible. Jusqu’à ces dernières, années, comme le disait à la dernière séance M. Fleury, les perpétuelles divagations du lit eussent amené continuellement l’enfouissement de la chaîne sous des magses considérables de gravier et empêché non seulement l’application du touage ordinaire (d’autres motifs encore auraient dû le faire écarter) mais même l’adoption des procédés
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- pratiqués sur le Danube, et qui ont du reste de sérieux inconvénients.
- A défaut du touage sur chaîne, quantité d’autres systèmes ont été essayés pour surmonter les difficultés propres à ce fleuve. Nous ne ferons que citer, à côté des bateaux à grappins qui y ont quelque temps fonctionné, le touage sur chaîne sans fin de MM. Dupuy de Lomé et Zédé, le bateau à ancres de M. Moreau, qui ont échoué, sans parler des innombrables projets qui n’ont même pas pu arriver à un commencement d’exécution.
- M. Fleury nous a signalé un dernier système qui semble être à la veille d’être appliqué et dans lequel on a été, évidemment, surtout préoccupé d’éviter la possibilité de l’enfouissement de l’organe de touage. Les données essentielles sont l’emploi d’un câble et l’organisation d’un service en relais. Nous n’avons pas, sur ce projet, des données suffisantes pour en entreprendre la discussion. Il nous sera cependant permis de dire qu’un service en relais a bien des inconvénients et que nous conservons de fortes préventions contre l’emploi des câbles pour le touage.
- D’autre part les travaux poursuivis sous l’inspiration deM. l’Inspecteur général Jacquet ont réussi, non seulement à approfondir, mais même à fixer le lit, au point que maintenant, de l’avis des Ingénieurs du Rhône, toute chance d’un enfouissement dangereux de la chaîne a disparu. Il nous a semblé, dans ces conditions, qu’en mettant à profit les appareils spéciaux que je viens de vous décrire, il devait être devenu possible de faire sur le Rhône du touage sur chaîne noyée, qui nous paraît devoir être le mode de remorquage le mieux approprié à la navigation de ce fleuve.
- Dans un ordre d’idées tout différent, j’ai signalé au passage que la poulie aimantée était à la fois un bon organe d’entraînement sur la chaîne et un bon limiteur de force.
- Ces deux propriétés (elles deviennent en ce cas aussi indispensables l’une que l’autre) nous ont permis de songer à une autre application de ces mêmes appareils.
- On sait toute l’importance qu’a la question de la traction mécanique des bateaux sur les canaux, et que la principale difficulté vient de ce que chaque bateau doit y marcher, isolément, alors que l’économie nécessaire exige que, si on lui donne un moteur, il puisse se passer d’un mécanicien ou d’un ouvrier supplémentaire quelconque.
- En nous inspirant pour partie des dispositions préconisées au-' trefois par M. Bouquié, qui voulait donner à chaque péniche, à son
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- entrée dans un canal, un moteur et un appareil qu’on lui reprenait à sa sortie et avec lequel elle devait pouvoir se touer sur une chaîne noyée dans le canal, nous avons pu établir un projet de traction mécanique sur les canaux, au sujet duquel le Congrès a exprimé le vœu qu’il soit expérimenté.
- Il suppose : 4° l’emploi comme force motrice de l’électricité distribuée le long du canal par une ligne aérienne, comme elle l’est sur beaucoup de lignes de tramways ; 2° des appareils à placer à bord de chaque bateau comportant chacun un dynamomotrice, une poulie de touage aimantée et dans la transmission de l’une à l’autre, soit une poulie à adhérence magnétique, soit un petit embrayage magnétique, l’un ou l’autre constituant un limi-teur de force encore plus sensible que la poulie aimantée.
- L’effort résistant est, le long d’un canal, perpétuellement variable et nous ne connaissons pas de moteur simple qui puisse sûrement se prêter à produire un travail sans cesse changeant, sans quelqu’un pour le conduire. Avec les dispositions ci-dessus indiquées, par la suppression au moins partielle d’organes à fonctionnement géométrique, nous avons voulu réaliser un moteur qui puisse donner au marinier, sans être exposé à se caler, la disposition d’un travail constant, grâce auquel son bateau prendra une vitesse correspondant à la valeur de la résistance au point où il se trouve.
- Ne voulant pas allonger encore une communication déjà trop longue, je signale seulement aujourd’hui ces deux applications possibles, quitte à y revenir avec plus de développement si quelque occasion s’en présente, et s’il nous est possible d’arriver à des essais pratiques montrant qu’il n’y a pas trop de témérité à vouloir appliquer les mêmes appareils de remorquage dans les courants les plus rapides et dans les eaux presque stagnantes des canaux.
- Paris, novembre 4892.
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- ÉTUDE
- SUR
- LA RÉSISTANCE DES TERRAINS SABLONNEUX
- AUX CHARGES VERTICALES
- PAR
- M. Platon YANKOWSKY
- INGÉNIEUR DES VOIES DE COMMUNICATION EN RUSSIE
- L’art de l’Ingénieur a fait depuis une quarantaine d’années un véritable progrès dans les méthodes de construction des fondations. L’air comprimé, le scaphandre, la congélation artificielle du terrain, les pieux à vis et à injection d’eau, enfin les nombreux systèmes de sonnettes mécaniques et d’excavateurs ont permis d’atteindre des résultats fort remarquables et de vaincre des difficultés qui paraissaient insurmontables il y a cinquante ans, à l’époque des batardeaux et des caissons étanches.
- Mais si la pratique des fondations marchait à pas rapides et s’est élevée à un degré de perfection très considérable, il n’en est pas de même de la théorie de la résistance des sols naturels aux pressions verticales exercées par les constructions. Cette théorie est restée bien en retard relativement aux méthodes de construction. En effet, nous savons bien faire descendre un caisson métallique ou un puits de fondation à une très grande profondeur dans le sol, mais cependant nous ne saurions pas dire , dans le cas le plus simple d’un terrain incompressible et sablonneux, quel est le coefficient de stabilité du caisson contre l’enfoncement dans le sol; ou, en d’autres termes, quelle est la profondeur de la fondation qu’il est nécessaire d’atteindre pour que le caisson possède un coefficient donné de stabilité contre l’enfoncement. Prenons un autre exemple, des plus connus : nous avons une dizaine de formules théoriques pour calculer la résistance des pieux ; mais tout le monde sait que ces formules sont tout à fait en désaccord et donnent des valeurs de la résistance
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- variant entre elles dans un rapport de plus de 6 à 1 ; aussi les valeurs des coefficients de sécurité dans ces formules sont-elles sujettes à des variations énormes : depuis 4 jusqu’à 100.
- On s’expliquera sans peine cet état si arriéré de la théorie, si l’on se rappelle que la question de l’équilibre des corps pulvérulents est une des plus difficiles et des moins développées encore en mécanique. La résistance des matériaux, la stabilité des constructions et l’hydraulique — sciences qui guident l’art de l’Ingénieur dans toutes les questions concernant l’équilibre des pièces solides ou des corps fluides, — le laissent sans appui ferme dans le cas où il a affaire à l’équilibre "des corps pulvérulents. C’est ainsi que la question relativement simple de la stabilité des murs de soutènement n’est pas encore résolue d’une manière rigoureusement mathématique dans le cas général, en ce qui concerne la direction et la grandeur de la poussée. Jusqu’à présent nous ne possédons pas, par exemple, des formules précises pour calculer la pression exercée par les grains de blé ou de froment sur les parois des puits profonds des élévateurs (grain-elevator) et nous sommes obligés de construire ces puits suivant des données empiriques. La théorie mathématique de l’équilibre des corps pulvérulents, fondée par Rankine (1856) et développée ensuite par les travaux de Saint-Yenant, Maurice Lévy, Winkler, Considère, Boussinesq et autres, n’est pas encore en état de résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus, de même que le problème capital de la théorie des fondations, savoir : la détermination de la résistance des sols sablonneux à la pression extérieure exercée par un corps solide. Cela tient à l’impossibilité d’intégrer les équations différentielles de l’équilibre du corps sablonneux, même dans les conditions les plus simples, lorsque le corps sablonneux, se prolongeant indéfiniment en bas et sur les côtés, est limité en haut par un plan horizontal et que la pression exercée est verticale.
- Dans son mémoire : On the stability of loose earth, Rankine a proposé une formule approximative donnant la valeur limite p de la pression verticale que peut supporter l’unité de surface d’un sol sablonneux à une profondeur h au-dessous de sa surface horizontale ; cette formule est la suivante :
- H = hauteur d’un prisme fictif en sable, produisant la pression p par unité de surface ;
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- ' o = poids de l’unité de volume du sable ;
- <P = angle de frottement ou du talus naturel du sable,
- Voici les raisonnements qui ont conduit Rankine à la formule (1).
- Si l’on considère dans l’état limite d’équilibre deux éléments voisins du sol sablonneux, mietmz (fig. 4, pl. 79), situés au même niveau BG, l’un à droite du plan vertical BK, sous le prisme de charge ABC, l’autre, à gauche de ce plan, sous le poids de la couche sablonneuse EB, — on pourra dire, en négligeant la force du frottement dans le plan BK, que la pression active horizontale q (par unité de surface) engendrée dans l’élément mx sous la charge verticale p = Ho et qui s’exprime d’après la théorie de Rankine
- par :
- 7 =
- 1 — sin © =m 1— sin^ 1-j-sin? ’.l-j-sinç
- doit être égale et opposée à la réaction (pression passive) horizontale r de l’élément n\ se trouvant sous la charge s = hB; cette réaction a pour valeur :
- r = s.l + sin^ = h 3.-* + sin?.
- 1 — sm? 1 — smo
- Or nous avons :
- c’est-à-dire :
- ' 1 -j- sin © d’où il résulte la relation :
- q = r,
- 1 — sin o 7 ^ 1 4- sin © p . , , ..—L = liB .
- 1 — sin :
- p — ho
- (1 -[- sin ©y 1 —sin©/
- qui constitue la formule de Rankine pour la charge-limite d’une fondation sablonneuse, à la profondeur h.
- Puisque p on obtient aussi :
- H=*.(!-+rù*.
- \1 —sin ©/
- La formule (1) signifie que les demi-diamètres horizontaux des ellipses de tensions (on considère les forces agissant dans le plan cle la figure 1) pour les deux éléments voisins mtet m2 sont égaux : BB' = BB", en admettant que la position des axes de l’ellipse des tensions pour l’élément m2 est perpendiculaire à celle des axes de l’ellipse pour l’élément voisin mr Cette supposition, qui équivaut à la suppression du frottement dans le plan BK, est loin d’être
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- exacte et n’a été faite que pour faciliter la résolution du problème. (Voyez : Boussinesq ; Essai théorique sur Véquilibre des massifs pulvérulents.)
- La formule de Ranldne doit être considérée comme une approximation, dont le degré n’a pas même été défini par son auteur.
- C’était, d’ailleurs, la première et l’unique tentative qui ait été jamais faite pour appliquer la théorie mathématique de l’équilibre des corps pulvérulents à la résolution du problème de la résistance des sols sablonneux aux pressions verticales. Tous les autres essais qui ont été faits après Ranldne pour atteindre le même but étaient basés sur l’hypothèse de prismes triangulaires de poussée (Coulomb) et de butée (Poncelet), hypothèse qui a reçu un si large développement dans la théorie de la stabilité des murs de soutènement. On ‘sait que cette hypothèse n’est pas exacte en général, puisqu’elle ne considère que deux équations de l’équilibre du corps pulvérulent, savoir :
- SX =.0 et SY = 0,
- et néglige complètement la troisième équation des moments : S(X.î/ — Y.#) = 0.
- (X et Y sont des composantes horizontales et verticales des forces extérieures agissant sur une partie quelconque du corps sablonneux, x et y, les bras de levier de ces composantes par rapport à un point quelconque).
- Quoi qu’il en soit, c’est la seule hypothèse qui, se prêtant facilement à l’analyse mathématique, ait donné naissance à une théorie très détaillée de la poussée des terres et des murs de soutènement, et ses résultats concordent bien avec un nombre considérable d’essais faits pour la vérifier.
- C’est le professeur Pauker (colonel du génie russe), qui donna le premier, en 1856, à propos de la construction, à Cronstadt, d’une batterie située sur une fondation artificielle en sable, l’analyse du problème de la résistance d’un sol sablonneux soumis à une charge verticale, analyse qui était fondée sur l’application des principes de Coulomb et de Poncelet. Pauker considérait la réaction entre le prisme de poussée BCK (fig. 2), supportant la charge d’une partie quelconque ABCD de la construction, et le prisme correspondant de butée BKG, retenu à sa place par le, poids du terrain superposé EBGH ; il a admis que la pression P du prisme de poussée et la réaction R du prisme de butée agissent l’une contre l’autre dans un sens normal au plan BK, c’est-à-dire
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- horizontalement ; ensuite il a étudié l’équilibre d’un élément de charge DCC'D'* contre-balancé par un élément analogue du terrain HGG"H", et il a trouvé que les conditions les plus défavorables à l’équilibre ont lieu pour l’élément extrême de la construction ABB'A', dont l’état limite d’équilibre avec l’élément EBG'H' du terrain s’exprime par la condition :
- h étant la profondeur EB de la base de fondation, H la hauteur de la construction AB, supposée de même matière (sable) que le sol, Comme on a :
- 6
- p étant la charge limite par unité de surface de la base; o le poids de l’unité de volume du sable, on a aussi :
- (2)'
- Cette formule de Pauker est identique, comme on le voit facilement, avec celle de Rankine ; les deux formules (1) et (2) ont été trouvées vers le même temps (1856-1857), quoique tout à fait indépendamment et par des méthodes toutes différentes. Cette circonstance n’empêche pas que ces deux formules sont également en défaut par suite d’une même erreur concernant la direction de la poussée. La formule de Pauker fut pendant plus de trente ans d’un emploi universel, en Russie, pour la détermination de la profondeur nécessaire à attribuer aux fondations des grandes constructions, principalement des piles de ponts construites sur les terrains sablonneux, argileux et même vaseux.
- Depuis 1857 jusqu’à nos jours on ne rencontre pas de nouveaux essais théoriques ou expérimentaux, de nature à mieux approfondir le problème de la résistance des sols naturels aux pressions verticales, tandis que l’étude des questions analogues de la poussée des terres et de la résistance des murs de soutènement aux pressions horizontales et obliques a reçu dans cette période un développement très considérable, dû aux travaux de Saint-Venant, Maurice Lévy, Winkler, Boussinesq et autres, qui ont poursuivi la théorie de Rankine, ainsi qu’aux travaux de Scheffler, Culmann, Rebhann, etc., qui ont traité la question au point de vue de l’hypothèse de Coulomb et Poncelet. Tous ces Tsavants n’ont cependant pas abordé le problème de la résistance du sable aux
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- pressions verticales, et ce n’est qu’il y a quelques années que M. Planat a proposé, dans sa Pratique de la mécanique appliquée à la résistance des matériaux, une méthode graphique pour déterminer suivant le principe de Coulomb et Poncelet, la résistance d’un sol sablonneux à une charge verticale. M. Planat transforme cette charge verticale à l’intérieur du corps sablonneux en une pression latérale, mais d’nne manière un peu différente de celle qui a été employée par le professeur Pauker. D’après M. Planat, l’épure des forces agissant dans le massif sablonneux et produisant un refoulement symétrique dans le sol de la fondation est la suivante (fig. S). Le prisme de poussée OCK, portant la charge de la
- BC
- construction MOCD et ayant la largeur OG = -^, agit, de même
- que le prisme de butée FCKL perpendiculairement au plan CK, tandis qu’il se forme à côté du prisme de butée un second prisme de poussée EFC, dont la pression P dirigée de haut en bas, agit sur la paroi EC sous un angle de frottement 6 = ©. Au moyen d’un procédé graphique, M. Planat trouve la hauteur DC de la charge supposée en sable, qui produit l’équilibre limite entre ces prismes de poussée et de butée.
- Puisque M. Planat ne donne pas l’expression analytique de son résultat graphique, ni l’analyse de la largeur de la base la plus défavorable au maximum admissible de la charge sur l’unité de surface, il n’est pas possible de faire une comparaison immédiate entre sa méthode et celle du professeur Pauker.
- En laissant de côté la direction horizontale de la poussée et de la butée, ce que M. Planat a admis sans en donner les motifs, on pourrait faire encore deux objections à l’épure des forces représentées sur la figure 3 : 1° au commencement de la descente du prisme ÂBCD (équilibre limite) il se produit, comme le fait re1 marquer M. Planat, un frottement le long des parois EC et GB ; mais il est évident que ce frottement est dirigé dans un sens contraire à celui qui est indiqué par l’auteur, c’est-à-dire que P doit être dirigé de bas en haut, et non de haut en bas ; 2° pendant le refoulement des deux prismes symétriques de la poussée OCK et OBK' il se produit nécessairement un grand frottement entre la base BC du prisme ABCD et les deux prismes de poussée, frottement qui a pour valeur W. tg 6 (W = charge limite de la base BC; 6 — l’angle de frottement entre la base et le sol) et qffi n’est pas cependant introduit dans l’épure des forces de M. Planat.
- Ces remarques donnent lieu de supposer que la méthode indi-
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- quée par M. Planat n’est pas rigoureusement exacte et que tout au moins il serait bon de la confirmer par les valeurs empiriques sur la résistance du sol sablonneux. Malheureusement, on ne trouve, ni dans le grand traité de M. Planat, ni chez les divers auteurs qui se sont occupés de la question de l’équilibre des corps pulvérulents, aucune indication sur des expériences directes faites pour déterminer la résistance du sol sablonneux aux pressions verticales.
- C’est pour obtenir les données expérimentales capables de vérifier les recherches théoriques de Rankine, de Pauker et de M. Planat, que j’ai entrepris en 1889 au laboratoire de mécanique de M. le professeur Bélélubsky, à l’Institut des Ingénieurs des voies de communication de Saint-Pétersbourg, avec le concours bienveillant de M. le professeur Ivourdumoff, une série d’expériences sur la résistance du sable aux pressions verticales. L’appareil dont nous nous sommes servis était des plus simples ; il se composait : 1° d’un grand tonneau cylindrique enfer, A (fig. 4) (hauteur 0,7 m, diamètre 0,9 m), rempli d’un sable uniforme et sec, ayant l’angle de frottement <p = 33° 32' ; 2° d’une tige verticale en bois B, passant librement à travers un trou de la planche fixe C et portant en haut un support D pour les poids M ; à l’extrémité inférieure de la tige pouvaient être fixés invariablement les prismes en bois L, de dimensions diverses, qu’on faisait descendre dans le sable sous l’action de la charge M. Les prismes L avaient les sections horizontales suivantes : s = ï" X 8", 2"X8", 3" X8" et 4" X 8" (en pouces anglais) (*). On observait la charge maximum M, que pouvait supporter le prisme L, enfoncé à la profondeur h dans le sable.
- Le poids spécifique (8 = 1,76) du sable étant connu, il était facile de calculer la hauteur :
- H = JL
- S.o
- d’une colonne équivalente en sable, se trouvant en équilibre limite avec la couche du sable de fondation d’une épaisseur h. Après chaque descente du prisme L la tige B perdait sa position verticale primitive, parce que le prisme L, en refoulant le sable de la fondation, s’écartait toujours du coté de la plus grande dimension de sa base (fig. 5).
- Les résultats de nos expériences, dont le nombre total était de
- (*} Soit : 0,025 m, 0,051m, 0,076 m, 0,102 m sur 0,203 m en mesures métriques.
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- près d’une centaine, ainsi que les données théoriques snr la résistance, sont représentés sur le diagramme (fig. 6). L’axe des abscisses porte les valeurs de h; l’axe des ordonnées, les valeurs limites correspondantes de H. Les petits cercles et croix de diverses formes (pour les quatre sortes de prismes) indiquent les valeurs observées simultanément de H et h. La droite OA représente la formule de Rankine-Pauker pour <p = 33° 32'. La courbe OB est construite d’après la méthode graphique de M. Planat pour la même valeur de <p. On voit donc que ni l’une ni l’autre de ces deux formules théoriques ne correspond aux valeurs directement observées de H et h.
- Telle était la première conclusion qu'on pouvait tirer de nos essais, et le caractère général du diagramme (fig. 6) montre que ce résultat devait être considéré comme très catégorique et non attribuable à des fautes d’expériences, mais exclusivement aux défauts des théories qui ont donné naissance aux formules mentionnées ci-dessus.
- En cherchant la cause du désaccord si considérable entre la théorie et l’expérience, j’ai été tout naturellement conduit à admettre l’existence de quelque perte additionnelle de force (ou de travail), se produisant pendant le phénomène du refoulement, perte qui n’a pas été introduite dans les calculs de Rankine, de Pauker et de M. Planat.
- En examinant, au point de vue du principe de Coulomb et de Poncelet, l’épure des réactions entre les prismes triangulaires de poussée et de butée, je me suis convaincu que cette perte de force doit provenir du frottement qui se produit le long du plan BIv (fig. 7) et qui a été négligé dans les théories existantes. En effet, si le prisme de poussée BCK tend à descendre suivant le talus CK et si le prisme de butée EKM est forcé de monter sur le talus KM, il est absolument nécessaire que la réaction entre ces deux prismes qui se déplacent verticalement l’un par rapport à l’autre, soit inclinée d’un angle <p sur la normale à la surface BK de leur contact. En observant encore que pendant la descente du massif AKCD la surface latérale EB du prisme ABCD peut être considérée comme étant sensiblement dans les mêmes conditions que la surface BK, pourvu que l’angle de frottement 6 du sable contre le mur EB ne diffère pas beaucoup de <p, — ce qui est très souvent le cas et ce que nous allons supposer (6 = <p) pour simplifier le problème, — nous sommes tout directement conduits à attribuer un profil
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- triangulaire EKM (*) au prisme de butée. Remarquons encore que le massif descendant AKCD reçoit à sa droite une poussée latérale (active) P, dirigée aussi obliquement à l’horizon, suivant un angle 6= 9 (selon notre première supposition).
- La valeur de P est donnée par la théorie de la poussée des terres (voyez, par exemple, Rebhann, Théorie des Erddruckes, Wien, 1881):
- P — ^oh2 cos 9.
- Tous nos essais ont constaté que le prisme solide ABCD, en descendant dans le sable, s’écarte de sa position verticale primitive et produit un renflement latéral du sable d’un seul côté (fig. 5). Gela prouve que le refoulement symétrique du terrain sablonneux supposé dans la méthode de. M. Planat, n’est pas celui qui a réellement lieu dans les conditions de la descente libre du prisme ABCD, et que le phénomène normal du refoulement est, dans ce dernier cas, analogue à celui de la figure 7 (**). En effet, nous n’avons obtenu de refoulement symétrique que lorsque le prisme descendant L était guidé suivant une verticale au moyen de deux planches-guides (fig. 8). La résistance du sable à l’enfoncement du prisme restait dans ce cas sensiblement la même, ou plutôt un peu supérieure, que dans le cas ordinaire.
- Donc, dans les conditions naturelles, les parties ABCD et BGK du prisme de pression peuvent être considérées comme un massif entier, qui ne se déforme pas pendant la descente. L’épure des forces extérieures, agissant sur ce massif, est donnée sur la figure 9. (Nous supposons que la longueur du prisme ABCD, mesurée dans un sens normal au plan du dessin, est égale à l’unité, et nous négligeons, en outre, les frottements dans les plans verticaux parallèles au dessin et limitant les prismes de poussée et de butée).
- Désignons par :
- H, la hauteur du prisme ABCD, supposé en sable d’un poids spécifique 0 ;
- h, 1a. profondeur EB, à laquelle se trouve la base du prisme BC au moment où nous considérons son équilibre limite ;
- z, la hauteur BK du prisme de pression proprement dit BCK;
- a, l’angle BKC ;
- (*) Et non pas trapézoïdal, comme l’a supposé Pauker.
- (**) Je dis : « analogue », parce qu’en réalité le refoulement se produit suivant des surfaces courbes de glissement (voyez plus loin).
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- \ les composantes : horizontale et verticale de la a = P cos <p I r
- b = P sin 9 ( poussée : P = ^ ^ cos ? ï W, le poids total du prisme AKCD, égal à :
- S ^ tg a ou G tg a,
- si l’on pose, pour abréger :
- c = *(h, + 0
- S = 2 s, la résultante des réactions du terrain sur le plan EK, égale et opposée à la pression totale du prisme de poussée AKCD sur ce même plan ;
- X = Sa?,, la résultante des réactions du terrain sur le plan CK du prisme de poussée.
- En considérant les composantes horizontales et verticales des forces W, S, P et X et en exprimant analytiquement la condition que les trois premières forces W, S et P donnent la résultante, qui est dirigée dans un sens opposé à la quatrième force X, dont la direction est connue, nous arrivons à l’expression :
- c___. (G tg a — b) -f- a tg (g g?) /o\
- “ COSç[tg(a + ?) + tg<p] ’ {)
- qui nous donne la valeur de la pression du prisme AKCD sur le plan EK. Pour une valeur constante de z, la quantité S varie en fonction de l’angle a ou de la largeur B = BC du prisme ABGD. Pour trouver le maximum de S, il faut résoudre l’équation
- dS
- dz
- = 0,
- ou, ce qui est plus facile :
- dS
- d{tg »)
- T = 0.
- Cette équation est du second degré par rapport à tg a, et la racine positive nous donne la valeur cherchée :
- tgan
- 2 tg T 1 + tg2 T . y4[l + ? (t - tg*T)]
- 1—tg2
- ^tgy + y/l-hfg2? • U_____ U—2 sin ? ) W
- 1 tg2 <p — cos f( 1 — tg2 <p)
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- si l’on pose : ' _________
- V^[l + 5(1-tg2,f)] = D'
- Ensuite nous trouvons :
- tg (a + <?)maxS
- — tg 9 y/l -f- tg2 9 U U cos ç — tg <p /gv
- \J 1 -(- tg2 © — tg <? . U 1 — U . sin <p
- En substituant ces valeurs de tg amaxS et tg (a 4- ©)maxs dans l’expression (3), nous trouverons finalement :
- max S = G
- ïos ®(1 -f- 2 sin2 ç)U — 2 sin 2©
- cos2 2tp. U
- U — 4 sin ©
- 2 *_________________»
- COS 9 . COS 29 . U
- (6)
- La seconde partie de cette formule ne contient que les quantités :
- 9, O, H, h, z.
- La largeur de la base B du prisme, produisant la pression max.S, est :
- B = stgamaxS. (7)
- Réciproquement, si la base B est donnée, on trouve la valeur z, correspondant au max.S, en résolvant simultanément les deux équations : (4j et (7) par rapport .à z et tg a, ce qu’on peut faire par approximation. Donc les quantités H, h, B, 9 et B étant données, on peut calculer la valeur max. S au moyen des formules (4) (6) et (7).
- Pendant l’équilibre limite du prisme ABCD la pression max. S ne peut dépasser le minimum de la résistance au mouvement du prisme de butée EKM (fig. 40) (*). Pour déterminer la valeur min. R de cette résistance, examinons d’abord l’équilibre du prisme EKM sous l’action des forces :
- r w = ^ l(h -{- zf tg [3 = .Ci tg 0 = poids du prisme EKM ;
- R = pression extérieure produite par le prisme de poussée AKCD ;
- Y = réaction du talus KM.
- Si nous exprimons analytiquement, que la résultante des forces w et R est dirigée dans un sens contraire à la troisième force Y, nous obtiendrons l’expression :
- R___________Ci tg _________
- cos 9[tg (P — 9) — tg 9] ’
- (*) L’échelle de la figure 10 est réduite par rapport à celle de la figure 9.
- (8)
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- Puisque, pour EK = h z = const., R varie avec l’angle (3 ou tg p, nous trouverons le min. R, en résolvant l’équation :
- d( tgp)-u’
- dont la racine positive :
- __ 2sin? + \/2 _(2sin? + \/i)cosî ....
- ~ l n,l“B — cos T(1 — tg2 ?) — cos ‘U
- substituée dans l’espression (8) nous fournira :
- COS ©
- min. R = ClV ..
- (l—V^sin f)2
- Pendant l’équilibre limite du prisme, on a :
- max. S = min. R ;
- (10)
- donc, en égalant (6) et (10) et en faisant la réduction, nous arrivons à l’équation générale de l’équilibre limite d’un prisme solide de dimensions H X .B X 1 (H est la réduction en matière sablonneuse de la hauteur réelle), enfoncé à une profondeur h dans un terrain sablonneux ayant la densité 3 et l’angle de frottement © :
- (H3 + i)(71 '“ ^siu ?)'= I(/1+3)2(1 + ^sin ; ci)
- 0)
- à cette équation on doit joindre :
- B B cos 2©
- tg ama*s cos <p(U — 2 sin ©)
- Pour obtenir le rapport entre les quantités données H, B et h, il faut éliminer U et z entre les trois équations ci-dessus, ce qu’on ne peut, cependant, faire qu’approximativement. Si l’on veut, par exemple, trouver H, étant donnés B et h, on posera d’abord :
- U, = \/I
- et l’on substituera cette valeur dans (7) et (11) pour en tirer z1 et Hjt ; ensuite on les substituera dans (12) pour obtenir la nouvelle valeur de U2, et ainsi de suite. Les approximations successives Ht, H2,... se rapprochent très rapidement, grâce à la grandeur insignifiante de la fraction :
- a cos 2© h2. cos 2?
- G . cos2 \ 0U 2Hs + s2 ’ figurant dans la formule (12).
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- Vérifions la formule générale (11) pour le cas d’un terrain liquide, c’est-à-dire lorsque = 0. Les formules (12) et (11) donneront :
- ü‘ = v/s[1+-?Hrh];
- (H* + ï)(1+*HiTi?)=i (* + *)••
- d’où l’on tire :
- H = /*.,
- c’est-à-dire la condition bien connue de l’équilibre hydrostatique. Les valeurs z, tg a et tg [3 sont, comme on le sait, indéfinies (arbitraires) dans le cas d’un terrain liquide.
- On parvient à simplifier considérablement les formules (11), (7) et (12), si l’on néglige la pression latérale P, ou sa composante a — P cos <p, exercée par le terrain sur la paroi FC (fig. 7). Cette supposition (a = 0) n’introduit pas dans la valeur de H une erreur supérieure à 2 0/0, lorsque l’angle ? est supérieur à 25° — 30°, ce qui arrive presque toujours. Nous aurons alors :
- rnax.S = m Hs -j
- cos ?
- 2/ (l —(— \/2 sin ©)2
- min'P — * (hJTs)2 COS?
- Hlm. Il O •--77------ 7---7=-----rr ,
- 2 (1 — y/2 sin cf
- et l’équation (11) devient :
- (fis + Ç) (1 - v'2 sin ?)s = (1 + v/2 sin ?)! (13)
- En la résolvant par rapport à H, nous trouvons :
- H = A
- (h
- dans laquelle :
- t,ga = (y2-2sin
- 45°4--s • 45°—o cos © 4 cos —-r—1 sin
- _ /I + y/2 sin V _ /*£_____________2_
- \1 — \/2 sin ?/ ( t-W-
- 2 cos 2? 45° /- 2
- (14)
- V • 2
- La formule (14) donne immédiatement la résistance à Penfoii-
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- cernent dans un sol sablonneux d’un prisme , ayant la largeur B et une longueur indéfinie, mais plus grande que B (*)., et dont la base se trouve à une profondeur h. Cette résistance sur Comité de surface de la base est :
- p = H.8 = 3 .(A
- (h + s)2 a
- °2z 2
- Pour les valeurs ordinaires de 9 (30° — 40°), le coefficient A varie dans des limites très étendues — de 34 jusqu’à 440,— ce qui nous montre qu’une variation très faible de l’angle de frottement a une grande influence sur la valeur de la résistance du sol sablonneux, et que la détermination de l’angle 9 doit se faire avec la plus grande exactitude, si l’on veut appliquer la formule (14).
- En même temps, nous voyons que le second .membre | de l’ex-
- pression (14) peut être facilement négligé, vu la grandeur du premier membre A . » de sorte que nous pouvons écrire
- simplement :
- ou
- H
- __ A (fr + *)2
- ~ ‘ 2s
- p = 0 . A .
- (15)
- Le diagramme (fig. 6) représente la courbe (15) (qui est une parabole par rapport à H et h), calculée pour 9 = 33°32', Bt = 2" 2" 2"
- (pouces anglais) ou st = -— — -—qqoqTv = 3",029; et, par suite :
- tg a tg 00 oU
- A = 66,3; tg p = tg 79°29'. (La figure 7 est construite d’après ces données numériques.) On voit que la parabole (15), représentée sur le diagramme (fig. 6), est assez bien conforme aux valeurs de H observées directement.
- Pour compléter notre analyse, il nous reste encore un problème à résoudre, savoir : établir la largeur B du prisme ABCD (fig. 7), la plus défavorable à la résistance du sol, à une profondeur donnée h, et ensuite trouver ce minimum de résistance par unité de la base.
- La condition générale de l’équilibre stable d’un prisme solide, enfoncé dans le sol sablonneux, est exprimée par l’inégalité suivante :
- min.R — max.S >> 0.
- (*) Parce que, si la longueur (horizontale) L était moindre que B, le refoulement se produirait le long de la dimension B.
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- min A
- Désignons la différence :
- min.R — max.S
- par la lettre A. La condition précédente devient alors :
- A > 0.
- Étant données : la profondeur h de la fondation et la hauteur H du prisme restant en équilibre (mais non en équilibre limite) la valeur A variera avec la largeur B du prisme, ou, ce qui est la
- même chose, avec z (puisque z = et tg a = const. selon
- les formules abrégées (14). Donc le prisme se trouvera dans les conditions les plus défavorables à l’équilibre, lorsque A sera minimum, c’est-à-dire si lorsque
- f = 0.
- dz
- (16)
- En égalant à zéro la dérivée par rapport à s de l’expression :
- 1
- À = min.R — max.S = .o . (h-\- zj
- COS <p
- (1 — \/2 • sin if
- a • 3(2Ek + s’)
- COS
- (17)
- 2 ' 1 ~ ! (1 + y/2 sin if
- et en résolvant l’équation obtenue, nous trouverons :
- H k — h 1 — k
- (18)
- et, par conséquent :
- LminA — -^minA • f§
- En substituant la valeur £minA dans (17), nous aurons : S . cos <p | /7 . Ek — hY
- (-
- <19>
- 2(1 — \/2 sin ff
- Le prisme, ayant la largeur la plus défavorable BminA, se trouve réellement en équilibre limite, lorsque
- min.A = 0.
- En exprimant cette condition, nous arrivons à l’équation suivante :
- 'H\2 2/H\ . 1
- (?)
- h) k\hj ' k~0.
- H = h.
- 1 dz fi — k
- d’où nous tirons :
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- Puisque k est une quantité assez petite
- nous pouvons prendre :
- Donc :
- H = h
- (20)
- k
- Si nous choisissions le signe —, nous aurions :
- ce qui ne correspond certainement pas au problème, puisque alors sminA, d’après la formule (18), devient négatif. En prenant donc le signe et en supprimant dans le numérateur de (20) la quantité
- négligeable ^ (ce qui ne conduit qu’à une erreur de moins de
- 1 0/0), nous trouvons les expressions suivantes pour la hauteur H ou la pression p limite, la largeur B0 et les quantités z0 et tg a0 du prisme le plus dangereux pour la résistance du sol sablonneux :
- et ensuite' :
- p = 2 c . A . h ;
- 2 h — h h
- s0 = —-----r = i------r> ou a peu près, — h;
- 1 — le j — U
- B0 = h tg a0 ;
- ’ La droite (21) est représentée sur le diagramme (fig. 6), et l’on voit qu’elle est tangente à la courbe
- H = A
- |2
- (15)
- au point
- h
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- puisque les valeurs de H et de , tirées des équations (15) et (21 )7 coïncident pour h = si.
- Cette remarque, ainsi que le diagramme (fig. 6), nous donnent une idée assez nette sur le rapprochement mutuel de la courbe (15) et de la droite (21), et permettent de substituer dans beaucoup de cas la formule plus simple (21) à la formule exacte (15).
- Quant aux valeurs comparatives de la résistance, calculées d’après les diverses théories, il est aisé de voir qu’elles diffèrent de beaucoup les unes des autres : ainsi, pour © = 33°32', le rap-H
- port limite ^ selon Rankine ou Pauker est égal à
- selon la méthode graphique de M. Planat, on obtient pour ce rapport les valeurs 2 à 3 fois plus grandes que la précédente;' enfin,
- suivant la formule (21), 5 est égal à 132,6, ce qui est 11 fois plus
- grand que le rapport de Rankine et Pauker.
- Le diagramme (fig. 6) fait voir que les résultats de la théorie exposée ci-dessus correspondent d’une manière très satisfaisante avec les valeurs de la résistance observées directement. Cette circonstance, qui permettra peut-être de faire un usage pratique des formules (15) et (21) pour la détermination de la résistance du sol sablonneux, ne prouve pas, néanmoins, l’exactitude des principes de Coulomb et de Poncelet, qui ont servi de base à nos raisonnements. En effet, P hypothèse des profils rectilignes des prismes de poussée et de butée n’admet pas l’équation des moments, laquelle, évidemment, n’est point satisfaite dans nos épures des forces (fig. 9 et -10). Voilà pourquoi la théorie qui vient d’être exposée n’est pas rigoureusement conforme au phénomène réel, beaucoup plus compliqué, du refoulement du sol sablonneux sous la charge verticale. Nos essais l’ont aussi démontré d’une manière très concluante par le fait suivant : la largeur observée du prisme
- de butée ne dépassait jamais la moitié de la largeur théorique EM = (h H- s) tg p (fig. 7).
- Cette circonstance, ainsi que les considérations théoriques et l’analogie avec les corps solides élastiques, donnent lieu de penser que le refoulement réel se produit suivant des surfaces courbes de glissement. M. le professeur Kourdumoff eut soin de mettre enpleine évidence cette conclusion au moyen d’un appareil, qui lui a per-Bull. 63
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- mis de photographier l’opération même du refoulement du sable à l’intérieur d’une couche.
- Son appareil consistait en une boîte A (fig. <14) remplie de sable et ayant une paroi latérale en verre épais. Un prisme en bois B, mis en mouvement par une vis à manivelle C, pouvait plonger dans le sable en restant en contact avec le verre. Pendant la descente du prisme, on photographiait le phénomène du refoulement à travers la paroi transparente, de sorte que les particules de sable qui restaient en repos furent reproduites sur la photographie comme points, tandis que les particules mouvantes donnèrent le tracé d’une ligne courbe (fig. 42). Puisque la descente du prisme se faisait dans la même verticale, le refoulement était symétrique par rapport à l’axe du prisme.
- La limite courbe entre les'points qui restaient en repos et ceux qui se déplaçaient nous démontre que les prismes de poussée et de butée ont un profil continu curviligne. De plus, il est nécessaire d’admettre qu’il existe encore un mouvement relatif des particules à l’intérieur du prisme de refoulement.
- M. Kourdumoff a répété ses essais dans les différentes positions du niveau du sable et du prisme de charge ; les courbes de refoulement qu’il a obtenues (fig. 43) ont toujours conservé le même caractère. D’après les photographies de M. Kourdumoff, on est conduit à supposer que,pour les refoulements: l°latéral (d’unseul côté du prisme) et 2° symétrique (de deux côtés du prisme), et à l’état limite d’équilibre, la position des ellipses des tensions dans le terrain sablonneux soumis à l’action de la charge, est semblable à celles représentées sur les figures 14 et 15. Pour la position d’équilibre précédant l’état limite, cette disposition doit être semblable à celle de la figure 16.
- La solution complète de la question de la résistance du sol sablonneux aux pressions verticales exige la détermination analytique de la forme des courbes de glissement, de la grandeur et de la disposition des ellipses des tensions sous la base, — problème qui ne saurait être résolu à présent, vu que l’intégration des équations différentielles générales d’équilibre d’un corps pulvérulent n’est pas abordable dans le cas d’une charge.partielle du terrain sablonneux.
- En face de cette impossibilité, qui ne sera sans doute pas vaincue de sitôt, il ne nous reste qu’à recourir, dans les questions de pratique, à des théories approximatives de la résistance du sol sablonneux, et il semble que la méthode dont nous nous sommes
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- servi ici se rapproche plus du phénomène réel du refoulement et donne des résultats théoriques concordant mieux avec les valeurs observées de la résistance que les autres théories connues jusqu’à présent et avant également pour hase l’hypothèse de Coulomb et de Poncelet.
- Valeurs de à Valeurs de Tang a
- 0 o<y 10' 20' 30' 40' 50' ? a tga
- 30» 33,97 34,96 35,98 37,04 38,15 39,30 30» 35°39' 0,717
- 31 40,49 41,73 43,02 44,36 45,76 47,22 31 35 03 0,701
- 32 48,74 50,32 51,98 53,71 55,51 57,39 32 34 26 0,686
- 33 59,36 61,42 63,58 65,84 68,21 70,69 33 33 49 0,670
- 34 73,29 76,03 78,90 81,93 85,11 88,45 34 33 13 0,655
- 35 91,99 95,71 99,64 103,8 ' 108,2 112,8 35 32 36 0,640 I
- 36 117,8 123,0 128,6 134,4 140,7 147,4 36 32 00 0,625 1
- 37 154,5 162,2 170,3 179,0 188,4 198,4 37 31 23 0,610
- 38 209,2 220,9 233,4 247,1 261,8 277,8 38 30 47 0,596
- 39 295,2 314,2 334,9 357,6 382,6 410,1 39 30 11 0,582
- 40 440,5 * » 40 29 34 0,568
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- COMPTE RENDU
- TRAVAUX DU Ve CONGRÈS INTERNATIONAL
- DE
- NAVIGATION INTÉRIEURE
- PAR
- VI. J, FLEURY
- MEMBRE DU COMITÉ DE LA SOCIÉTÉ DES INGÉNIEURS CIVILS DE FRANCE
- (Séance du II Novembre 1892.)
- Le 5e Congrès cle navigation intérieure s’est tenu à Paris dans le courant de juillet 1892. — Les précédents s’étaient réunis successivement à Bruxelles, à Vienne, à Francfort-sur-le-Mein et à Manchester. — C’est à l’issue de cette-dernière session, dans la séance solennelle qui clôturait ses travaux, le 1er août 1890, que l’un des membres'de la Chambre de Commerce de Paris, M. Lainey, parlant au nom de sa Compagnie, invita le Congrès à se réunir en 1892 dans la capitale de la France.
- Cette invitation a été entendue. Plus de mille membres se sont fait inscrire (1), et parmi eux beaucoup de membres de notre Société.
- Nous comptions plusieurs d’entre nous dans la Commission d’organisation dont un de nos anciens présidents, M. Molinos, était vice-président. Quand le Congrès s’est partagé en quatre sections, il a mis à la tête 'de l’une d’elles notre président actuel, M. Bu-quet. Les Ingénieurs étrangers étaient nombreux, dont plusieurs, font, depuis un temps plus ou moins long, partie de notre Société. Nous avons été heureux de saisir cette occasion de nous réunir à ces sympatiques collègues que nous voyons trop rarement, et
- fl) Je saisis cette occasion pour informer nos collègues qu’aujourd’hui encore les adhésions au Congrès sont reçues au Secrétariat (Bourse du Commerce). L’adhésion oblige au paiement de la cotisation de 25 f, et donne droit aux documents parus et à paraître.
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- d’échanger avec eux des toasts empreints de part et d’autre de la plus sincère cordialité (1).
- Le Président de la République avait bien voulu prendre le Congrès sous son haut patronage, et plusieurs Ministres en avaient accepté la présidence d’honneur. Quant à la présidence effective, elle s’est partagée entre M. Cousté, président de la Chambre de Commerce de Paris, et M. Guillemain, inspecteur général, directeur de l’École des Ponts et Chaussées. Grâce au caractère élevé et à l’aménité des deux Présidents, cette dualité ne ressembla en rien à celle du taïkoum et du mikado. Loin de nuire au bon fonctionnement du Congrès, elle n’a fait qu’en fortifier la direction et en assurer le succès. De ce succès, d’ailleurs, une grande part est due au dévouement infatigable et au zèle plein de bonne grâce du secrétaire général, M. de Mas, et de ses collaborateurs.
- Les séances se sont tenues au Palais de l’Industrie, dans l’aile ouest, parfaitement et même luxueusement aménagée par les soins du Garde-Meuble national. Peut-être, y entendait-on trop les coups de marteau des nombreux ouvriers occupés dans une autre partie du Palais. On supporta sans se plaindre cet inconvénient, lorsqu’on sut que tout ce bruit se faisait pour préparer l’exposition la plus faite pour exciter nos sympathies, celle des Arts de la femme.
- Le 21 juillet, M. Viette, ministre des Travaux publics, ayant à
- (1) Le banquet auquel je fais allusion a eu lieu le 26 juillet 1892, dans les salons Le-mardeley. Parmi les Ingénieurs étrangers qui s’étaient rendus à notre invitation se trouvaient :
- MM.
- Betim Paës Le/me, Ingénieur, chef de la Commission, en Europe, du Ministère des Travaux publies du Brésil ;
- Le commandeur A. Betocchi, inspecteur général des Travaux publics, en Italie;
- Conrad, J.-VV., ancien président de l’Institut royal des Ingénieurs néerlandais ;
- Crugnola, Ingénieur en chef de la province de Teramo;
- Deking-Dura, Ingénieur en chef du Waterstaat de la province d’Overijssel ;
- Dore, /.-C., président du Comité du Congrès auxiliaire international de navigation (Chicago).
- Gkercevanof, vice-président de la Société impériale russe polytechnique ;
- De Golclschmidt, membre du conseil municipal de Vienne ;
- Habets, secrétaire de l’Association d’ingénieurs sortis de l’École de Liège;
- Van Hasselt, J., Ingénieur-directeur des conduites d’eau d’Amsterdam ;
- De Jongh, directeur des travaux de la ville de Rotterdam ;
- Llaurado, Ingénieur en chef du district forestier de Madrid ;
- Stieljes, rédacteur du journal hollandais de Ingénieur ;
- De Sytenko, vice-président de la 8e section de l’Institut impérial polytechnique russe;
- De Timonoff, professeur à l’Institut impérial de Voies de communication, en Russie;
- Van de Putte, membre de la lrc Chambre des États-Généraux des Pays-Bas ;
- Le colonel Van Zuilen ;
- Vernon-Harcourt ;
- Watson, secrétaire de l’Académie américaine des arts et des sciences, à Boston ;
- Welcker, Ingénieur en chef du Waterstaat ;
- IVoods, H.-D., Ingénieur attaché aux travaux des eaux de la ville de Newton.
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- côté de lui un représentant officiel du Président de la République, inaugura solennellement le Congrès en présence d’une nombreuse assistance, où, parmi les membres étrangers, comme parmi les Français, on retrouvait avec plaisir les visages de collègues devenus, grâce aux Congrès successifs, de véritables amis.
- M. le Ministre des Travaux publics leur souhaita la bienvenue dans une charmante et spirituelle allocution, où il constata le retour à la question de la navigation intérieure, de l’esprit public justement préoccupé de résoudre le problème des transports à bon marché. Déjà dispensateur des honneurs cl’ici-bas, le Ministre, dans sa bienveillance, ouvrit même aux congressistes les perspectives des célestes récompenses dont ils doivent jouir, selon lui, dans cette planète Mars aux larges canaux si correctement tracés, « Mars, le paradis de la batellerie, le Walhalla où transmigrent » les âmes des Ingénieurs et où leurs ombres construisent éter-» nettement, avec des budgets intarissables, des ouvrages sans » fin ».
- Redescendus des hauteurs planétaires, les congressistes ont entendu M. le Président Gousté faire ressortir, en termes élevés, tout ce qu’il y a d’utile pour le rapprochement des peuples dans la fréquence des Congrès internationaux, où s’échangent librement les idées comme les sympathies, alors que, par une étrange contradiction, d’insurmontables barrières se dressent à toutes les frontières pour empêcher l’échange des produits.
- C’est sur cette même idée qu’appuyèrent successivement, en parlant au nom des délégués et des membres étrangers, et M. Courtenay Boyle, secrétaire du Board of Brade, et M. Schultz, directeur au Ministère des Travaux publics de Prusse. S’exprimant en français, ce dernier eut soin de faire remarquer que c’était la première fois que l’Empire d’Allemagne se faisait officiellement représenter au Congrès de navigation.
- Au Congrès, était annexée une exposition à laquelle gouvernements et Ingénieurs avaient envoyé les modèles et les plans des travaux les plus intéressants exécutés récemment sur les voies navigables.
- Je ne pourrais, sans abuser de votre temps, m’arrêter à cette exposition si instructive, cependant. Mais je dois saisir l’occasion de signaler la bibliographie de tout ce qui touche à la navigation intérieure.Rédigée parles soins du Comité de l’exposition, cette publication rendra les plus utiles services en faisant économiser à l’avenir le temps consacré aux recherches de documents.
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- À cette exposition on retrouvait avec autant de plaisir que de profit, les objets mêmes des communications dont s’entretenait le Congrès.
- Ces communications furent nombreuses ; avant l’ouverture de la session, la Commission d’organisation avait reçu 53 mémoires qui furent traduits dans les trois langues: française, anglaise, allemande, — ce qui ne s’était pas encore fait jusqu’ici, et a eu la plus heureuse influence sur les délibérations, chaque membre ayant pu en étudier les sujets dans sa propre langue (1).
- Ces sujets étaient au nombre de dix, désignés à l’avance par la Commission d’organisation. S’ajoutant à ceux déjà traités dans les Congrès précédents ils complètent, on peut le dire, le cycle actuel de la science des voies navigables.
- Groupées suivant leur nature, ces questions furent réparties entre les quatre sections du Congrès qui commencèrent leurs travaux, dès le lendemain de la séance d’ouverture. Par analogie avec ce qui se fait au Congrès des chemins de fer, on pourrait dire que la première section était celle de la voie ; la deuxième, celle de l’exploitation technique, et la troisième, celle de l’exploitation commerciale ; la quatrième étant réservée, comme dans les Congrès antérieurs, à l’importante question des embouchures. Cette question relève autant, il est vrai, sinon plus, des travaux maritimes que de la navigation intérieure ; quoiqu’à vrai dire, celle-ci soit, dans un grand nombre de cas, intéressée au bon état et à la facilité de navigation des estuaires, qui sont en quelque sorte la porte par laquelle la navigation intérieure communique avec la navigation maritime.
- Toutefois, comme il y a là une connexion évidente, la Commission permanente du Congrès des travaux maritimes a manifesté l’intention de fusionner avec cette quatrième section • du Congrès de navigation intérieure. Une décision à cet égard sera prise dans la prochaine session.
- En attendant, le Congrès des travaux maritimes a tenu à affirmer une dernière fois son existence. On peut dire d’avance qu’il le fera de la façon la plus complète et la plus brillante, en se réunissant à Londres en juillet prochain, au centre de ces puis-
- (1) Nota. — Traduction et impression (plusieurs mémoires comportaient des planches) ont nécessité une dépense importante. L’ensemble des dépenses du Congrès a atteint 135 000 /', soit 135 f par congressiste. Cependant la cotisation n’était que de 25 /'. Cet écart justifie l’emploi des subventions qui ont été accordées au Congrès par l’État, la Chambre de Commerce et plusieurs Sociétés, la nôtre entre autres, justement soucieuses de favoriser cette manifestation scientifique.
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- santés organisations maritimes qui font la grandeur de l’Angleterre, et où il y a tant à apprendre au point de vue technique et au point de vue de l’exploitation, créations d’autant plus instructives qu’elles sont dues à l’initiative privée et qu’on n’y sent point la main de l’État, main souvent généreuse, sans doute, mais dont les largesses ne sont pas toujours réparties d’après des considérations purement économiques, Le choix de Londres est dû à l’initiative du très sympathique et très distingué membre de notre Société, M. Vernon-Harcourt, dont vous connaissez tous et le dévouement à ces belles études, et la cordialité envers ses collègues,
- 4re section. —Protection des rives (i). — Cette question indiquée dès le Congrès de Bruxelles, avait depuis lors été à peine affleurée . Elle a cependant pris une importance grandissante et qui est devenue considérable, aùjourd’hui que la navigation à vapeur tend à pénétrer dans les moindres canaux, et que les dimensions des bateaux ne cessent de s’accroître. L’accroissement de la vitesse, a pour conséquence l’augmentation du volume cl’eau déplacé dans un temps donné, et, par conséquent, aussi celle de la violence- des courants de retour qui ramènent de l’avant à l’arrière les eaux refoulées par le bateau ; cette vitesse sera d’autant plus considérable que le rapport de la section du bateau à celle du canal sera plus grand. La question intéresse autant les canaux maritimes que les canaux intérieurs. Dans les premiers, en effet, le rapport des sections est aussi désavantageux, pour le moins, que dans les seconds; pour un navire de 75 m2 au maitre-bau, ce qui est fréquent, ce rapport est :
- Dans le canal de Suez de. . . . .
- 5,3b
- Dans le canal de Corinthe . . . ^ ^ .
- Dans le canal de la mer du Nord à la Baltique, —!^ •
- Ajoutez l’influence de la vitesse; à raison de 10 km à l’heure, le navire refoule devant lui 110 à 115 m3 par seconde. Le courant en retour de cette masse d’eau est extrêmement énergique, et agit d’une façon destructive sur les talus.
- On n’a encore que très peu d’études sur cette question ; elle
- (1) Quatre rapports ont été présentés sur cette questton; les auteurs sont : MM. I. Schlichting, professeur à l’Ecole technique supérieure de Berlin ; Peslin, Ingénieur en chef des ponts et chaussées à Douai ; Van der Heyden, Ingénieur en chef du Waters-taadt, à Maëstricht; E. Hoerschelmann, Ingénieur des voies de communication à Saint-Pétersbourg.
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- en mérite cependant et de persévérantes et d’approfondies ; les courants en retour, leur intensité, leur vitesse aux différents points de la section, leur influence sur les talus et sur le fond n’ont encore été, que je sache, l’objet d’aucune détermination suivie. Sur le canal Érié dont la section est très étroite on a pris le parti radical de perreyer complètement les talus, soit avec des galets, soit avec des moellons quand la région voisine en fournit (1) et cependant la vitesse des convois remorqués ne dépasse pas 4 km h l’heure. On a eu également recours à un revêtement en maçonnerie sèche, depuis le fond jusqu’au dessous du plan d’eau, dans les parties du canal de Saint-Quentin où règne une fréquentation exceptionnelle et aussi sur quelques canaux suédois.
- Partout ailleurs, on s’est borné à se préoccuper du déferlement superficiel et des remous occasionnés par les propulseurs. Quand on avait les matériaux à portée, on a construit des perrés s’étendant de 0,50 m au-dessus du plan d’eau jusqu’à 1 w, 1,50 m, exceptionnellement^?™, au-dessous.Les revêtements soit en charpente, soit en fascines, sont exclusivement employés èn Hollande, souvent en Belgique, presque toujours en Allemagne et en Russie. Sur le canal de la Baltique à la mer du Nord, les défenses de rive, dontM. Schlichting a donné une description assez étendue, con« sistent en un perré appuyé sur une berme inférieure, située à 2 m environ au-dessous du plan moyen des eaux, et présentant une largeur variable de 2,50 m à 9 m destinée à amortir le choc des lames brisantes, procédé dont l'efficacité, autant qu’on en peut juger d’après les expériences antérieures, devra être de peu d’efficacité, quand le déplacement des navires sera considérable.
- Les mêmes principes semblent avoir dirigé les constructeurs du canal maritime de Saint-Pétersbourg, dont les défenses de rive reposent également sur une berme à environ 2,25 m de profondeur. Ces défenses très exactement décrites par M. Hœrschel-mann sont, comme on devait s’y attendre, principalement constituées au moyen de ces caissons en bois remplis de pierres, si chers aux Ingénieurs russes, et qui nous étonnent toujours un peu, nous obligeant à dire avec une sorte de scepticisme, même en ces matières, que tout moyen est bon qui réussit. Peut-être faudra-t-il en dire tout autant du système des défenses verticales chaleureusement préconisé par M. Schilchting. Cette disposition qui semble devoir favoriser, et pour ainsi dire provoquer le ressac, a rencontré beaucoup de contradicteurs. En réalité,.on manque encore sur tous ces
- (1) John Bogart. — Traction sur le canal Érié, page 13.
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- points, où il est difficile de s’appuyer sur la théorie, d’expériences suffisamment nombreuses et suivies.
- Quant aux canaux du nord de la France, les fascinages rudimentaires, les tunages qui s’y emploient traditionnellement sur une faible hauteur au voisinage du plan d’eau paraissent suffire quand la circulation est modérée. Ils sont économiques, malgré leur peu de durée. Les mêmes procédés sont employés en Hollande. M. Yan der Sleyden en constate les bons effets et le bas prix. Mais ils sont absolument insuffisants, quand la navigation devient plus active. On a alors recours, sur les canaux du Nord*, aux perrés de flottaison appuyés sur des files de pieux battus à la ligne d’eau et recepés à 0,15 m ou 0,20 m au-dessous de l’étiage, de façon qu’étant constamment noyés, l’immersion continue les préserve de la pourriture. Dans la région du Nord et plus particulièrement dans la plaine maritime, T emploi de la craie tendre, désignée habituellement sous le nom de capelein, qui se trouve heureusement à proximité et à très bas prix, permet de remédier aux affaissements très fréquents des berges taillées dans des sables boulants. Mélangé sous l’eau à la vase et à la terre, ce capelein forme un conglomérat très dur résistant parfaitement à l’érosion et tenant bien sous l’inclinaison habituelle de 2 pour 1. Gomme particularité, il est bon de noter l’action destructive de la gaffe des mariniers, qui en s’insérant dans les joints des perrés posés à sec, en déplace fréquemment les moellons. Get effet a assez d’importance pour que M. Peslin puisse assurer que le perré maçonné en briques ou en moellons équarris revient, en définitive, malgré l’emploi du mortier, à un prix moindre que celui en pierres sèches. On parvient encore à préserver les talus des trous quelquefois fort grands qu’y produit cette malheureuse gaffe, en plaçant de distance en distance des moellons à large surface, évidés en leur milieu d’un trou hémisphérique qui offre un bon point d’appui à l’outil des mariniers.
- Ces procédés, consacrés par. l’expérience, appliqués et entretenus par un Service dont l’esprit d’économie et le respect des traditions ne nuisent pas à la sagacité, sont suffisants, tant que la vitesse est faible et la fréquentation modérée ; autrement, le remède essentiel, efficace, plus encore que la maçonnerie intégrale, c’est l’accroissement, le large accroissement des dimensions transversales du canal.
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- Deuxième et troisième questions (1). — V Consommation (Veau. —Si: les berges sont un premier souci, l’alimentation en est un autre,, plus grave, certainement.
- Il faut beaucoup d’eau aux canaux ; pertes par l’évaporation et par l’infiltration, pertes par le chômage, pertes par les portes et les vannes, pertes enfin, — celles-là inévitables, — à chaque passage de bateau, du fait de l’éclusée sur chaque versant. Il ne s’agit, en effet, que des canaux à point de partage. Le canal latéral trouve toujours dans le fleuve auquel il est parallèle, les ressources nécessaires .
- Au moment ou s’est construit le canal de l’Est, on prévoyait pour le bief de partage des Vosges, 625 m3 par éclusée ; en réalité on dépense 700 m3 ; infiltrations, imbibitions et évaporation réunies, étaient estimées devoir coûter 0,500 m3 par mètre courant et par jour de 24 heures. En réalité, on perd le double, soit 1 m3. C’est 1,200 m3 dans le bief de Mauvages ; sur le canal de l’Aisne à la Marne, grâce à la plus grande compacité des terres, cette perte se réduit à 0,400 m3. Mais sur le canal non encore achevé de la Marne à la Saône, on est obligé de prévoir une perte de 2,500 m3. Ces chiffres, qui sont ceux donnés par M. Denys, ne diffèrent pas sensiblement de ceux fournis pour les canaux belges par M. Leboucq. Il faut savoir gré à celui-ci d’avoir poussé plus avant le détail des pertes par nature de causes. D’après lui, les pertes par évaporation équivalent en moyenne à une lame d’eau ayant la superficie du canal considéré et une épaisseur de 3 mm. Toutefois sur une des artères les plus importantes, le canal de Charleroi à Bruxelles, qui traverse la ligne de partage des bassins de l’Escaut et de la Meuse, on est conduit à admettre que l’évaporation enlève journellement une tranche d’eau de 11 mm en été, de 5 mm de février à avril, de 2 1/2 mm de mai à octobre.
- J’ai reproduit en annexe (Annexe n° f), un tableau extrait du rapport de M. Denys, et qui est aussi instructif qu’il est clair. La colonne (2) donne les consommations annuelles de quelques-uns des canaux de l’est de la France. On voit qu’il s’agit de millions de mètres cubes.
- Étanchement. — Qu’on se préoccupe donc de chercher à dimi-
- (1) M. Leboucq, Ingénieur des Ponts et Chaussées à Ypres, alimentation des canaux en Belgique ;
- M. Denys, Ingénieur en chef des Ponts et Chaussées, à Épinal, alimentation des canaux, principalement dans l’est de la France;
- MM. Bompiani, président du Conseil général des travaux publics en Italie, et L. Luiggi, Ingénieur du Génie civil à Gênes, étanchement des canaux en Italie.
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- nuer les causes de pertes, celles, au moins, sur lesquelles on peut agir, rien de plus naturel. Une plus grande perfection dans la construction des portes et des vannes permet des fermetures plus étanches que par le passé.
- Quant aux infiltrations, les expédients encore usités aujourd’hui sont loin de donner entière satisfaction. Les corrois de terre argileuse, les bétonnages de la cuvette sont les procédés auxquels on a recours ; et quant au choix à faire entre eux, c’est le prix de revient qui en décide. Dans les bétonnages, la couche de béton a une épaisseur de 0,11 m à 0,20 m environ : le battage, le savatage, en terme de métier, lui fait perdre 0,01 m ou 0,02 m; on y applique un enduit de mortier de ciment, ou on la goudronne, comme on fait dans le Nord ; et souvent pour la défendre des coups de gaffe qui la perceraient, on la recodvre d’un matelas de terre de 0,50 m d’épaisseur. C’est assez coûteux, comme l’on voit, et ce n’est pas complètement efficace. Les Ingénieurs italiens précouisent beaucoup le colmatage au moyen d’eaux limoneuses, qui est peu coûteux, qu’ils ont trouvé très efficace, mais dont l’effet est très lent.
- Alimentation. — En réalité, la détermination des quantités d’eau nécessaires à l’alimentation d’un canal ne. parait pas pouvoir être faite d’une façon rigoureuse a 'priori. On arrive à une approximation plus satisfaisante, quand il s’agit d’ün canal déjà existant.
- Quoi qu’il en soit, il peut arriver que le plateau plus ou moins étendu où se trouve situé le bief à alimenter ne fournisse pas des ressources suffisantes. Le cas était rare autrefois, car cette circonstance équivalait- alors à une sorte; d’impossibilité. On s’abstenait.
- Les progrès de la mécanique, et spécialement de la mécanique hydraulique, ont permis d’être plus hardis. M. Denysa fourni des détails très complets sur l’alimentation par machines de diverses portions des canaux de l’Est. Ces installations sont connues ; on sait l’heureux emploi qui y est fait des turbines à axe vertical ; je n’y insisterai pas. Mais il arrive aussi que l’on n’ait pas à sa disposition une chute d’une puissance suffisante. L’emploi d’un moteur à vapeur s’impose alors. C’est le cas des alimentations installées en Belgique, à Harchies pour le canal de Pommerœul à Antoing ; à Oyghempourle canal de Roulers à la Lys, dont M. Le-boucq a fait la critique raisonnée.
- C’est encore le cas des usines de Vacoü, qui rejettent dans le canal de la Marne au Rhin, près de 1 600 000 m3, — à peu de distance de sa jonction avec le canal de l’Est, au bief de Pagny. —
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- On trouvera, d’ailleurs, en parcourant cette portion du canal de l’Est, tous les modes connus d’alimentation : à Yacon, la machine à vapeur ; à Valcourt, Pierre-la-Treiche, Meissein, les moteurs hydrauliques ; puis, entre Flavigny et Épinal, sur une longueur de 51 km., l’alimentation, qu’on pourrait appeler naturelle, au moyen de onze prises plus ou moins directes sur la Moselle, et enfin, au bief de partage des Yosges, le grand réservoir du Bouzey, dont nous parlerons tout à l’heure. C’est là le motif d’une agréable et instructive promenade d’été, au milieu d’une nature .variée et pittoresque, dans un pays tout plein de souvenirs — et d’émotions patriotiques.
- Des projets d’alimentation du même genre sont à Fétude pour quelques parties des canaux de la Chiers, de Montbéliard, de la Marne à la Saône, encore en construction. La faible dotation accordée à ces travaux, depuis que sous couleur de l’incorporer à l’ordinaire, on a supprimé le budget extraordinaire, permet de penser que ces études peuvent, pendant de longues années encore, se mûrir et se perfectionner avant de voir arriver l’heure de la mise à exécution.
- Quatrième question. — liéservoirs (1). —Récent et encore peu répandu, l’emploi des machines élévatoires pour l’alimentation des canaux n’est rationnel que dans certains cas spéciaux. Généralement on peut, au moyen des sources et des eaux pérennes qui circulent sur le faîte de partage, assurer l’alimentation du bief. Mais cette nature de ressources a l’inconvénient de la variabilité : surabondantes en hiver et au printemps, les sources peuvent devenir insuffisantes à la saison sèche. On est alors conduit à emmagasiner l’excédent de l’hiver, à en faire une réserve pour l’été. De là la construction des réservoirs, qui consistent essentiellement en un barrage transversal fermant complètement une vallée dans laquelle on dirige les eaux du plateau. Ces réservoirs ainsi formés peuvent, d’ailleurs, avoir été établis aussi bien en vue de l’irrigation ou de l’alimentation des AÛlles, que pour les besoins de la navigation. Les barrages de ce genre comptent parmi les œuvres les plus délicates et les plus difficiles de l’art de l’Ingénieur. A une époque encore récente, à propos d’accidents, malheureusement trop célèbres, arrivés en Algérie, on
- (1) MM. Bouvier. — Les réservoirs dans le midi de la France.
- De Llauraclo. — Réservoirs établis en Espagne.
- Barrois. — Des réservoirs dans les Indes anglaises.
- De Hœrschelmann. — Des principaux réservoirs établis en Russie.
- Fontaine. Les Réservoirs : Canal du Centre, Canal de Bourgogne.
- Cadart. — Les Réservoirs du département de la Haute Marne.
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- disait qu’un barrage devait toujours finir par céder. L’assertion a été souvent vérifiée, et je n’oserais pas dire que semblable •catastrophe ne se renouvellera plus. Les barrages de date ancienne sont, en effet, établis généralement d’une façon peu rationnelle. Tel est le barrage célèbre de Saint-Ferréol construit par Riquet au col de Naurouze pour alimenter le bief de partage du Canal du Midi, et constitué de trois parties distinctes : un mur central insuffisant à résister à lui seul à la poussée d’une retenue de 6 millions et demi de mètres cubes, haute de 31,35 m, et de chaque côté de ce mur de longs remblais de terre pilonnée. 11 n’a pas, il est vrai, exigé jusqu’ici de réparation importante. Riquet a su par les soins extrêmes de l’exécution, le choix de l’emplacement, la fondation sur un sous-sol absolument imperméable, corriger — inconsciemment, sans doute — ce que ce profil composite avait de défectueux. — Il n’a d’ailleurs pas «été imité, et ceux qui furent construits par la suite sont exclusivement en maçonnerie. Sur quelles données théoriques? On n’en savait trop rien.
- C’est tout à fait à notre époque que l’on est arrivé à établir, dans notre pays, un type rationnel de ces sortes d’ouvrages qui a mérité d’être désigné sous le nom de 'profil français, et dont le barrage de Chartrain (PL I, fîg. 4) est le modèle le plus conforme aux indications de cette science toute récente encore de la résistance de matériaux. Ce barrage commencé en 1888 et qui vient d’être fini cette année transforme en un vaste réservoir d’une capacité de près de 5 millions de mètres cubes, une des gorges de ce chaînon por-phyrique détaché vers l’est du massif central, qu’on appelle les monts de la Madeleine, par allusion peut-être aux lieux sauvages et solitaires où la célèbre pécheresse alla pleurer ses fautes. Dans ce réservoir, s’emmagasinent les eaux surabondantes du ruisseau de la Tâche désormais employées à l’alimentation de la ville de Roanne. Le mur a une hauteur totale de 46 m. Le déversoir est réglé de façon à éviter en temps de crue toute surélévation anormale du niveau. Ces surélévations se traduisent, en effet, par un accroissement rapide de la pression subie par les maçonneries ; — c’est très probablement à cette cause qu’il faut attribuer la plupart des ruptures de barrages. — Quant au profil, c’est celui d’une sorte de solide d’égale résistance dont les épaisseurs, croissantes du sommet à la base, sont déterminées d’après les pressions maxima en chaque point des parois amont et aval. La pression limite de 11 kg par centimètre carré, qu’on peut adopter avec
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- sécurité quand il s’agit de maçonneries exécutées avec soin, n’est, comme on le voit sur la figure, dépassée nulle part. En plan, la forme du barrage est celle d’une courbe tournant sa convexité vers l’amont. Ce type réalise, en somme, le maximum des économies conciliables avec le souci de la sécurité, qui est, en ces matières, le premier qu’on doit avoir. — Les savants Ingénieurs, MM. Delocre et Bouvier, qui en sont les auteurs, ne sont pas arrivés du premier coup à cette détermination. Quatre autres barrages avaient précédé celui de Chartrain ; le premier en date, construit en vue de l’alimentation de la ville de Saint-Étienne par M. Graëff, forme le célèbre réservoir du Gouffre d’Enfer sur le Furens, l’un des nombreux cours d’eau qui descendent du mont Pilât si bien placé au faite séparatif des bassins du Rhône •et de la Loire pour arrêter les vapeurs humides que les vents lui apportent aussi bien de l’Océan que de la Méditerranée. Le Congrès a visité le barrage du Furens dans l’excursion quia suivi la session et en a admiré l’imposante hardiesse.
- Dirai-je que ces magnifiques ouvrages, malgré toute la science •et tous les soins mis à les construire, doivent nous laisser sans aucune inquiétude ? Les suintements plus ou moins abondants qui se sont manifestés, qui continuent à se manifester sur le parement aval qu’ils recouvrent d’efflorescences calcaires — indice certain de l’altération des mortiers — ne sont-ils pas des menaces pour l’avenir ? M. Bouvier l’a signalé : M. Guillemain l’avait fait avant lui : ils font appel à la vigilante attention des Ingénieurs. C’est tout ce que l’on peut faire pour le moment.
- La fondation est un autre sujet d’angoisse pour le constructeur de ces grands murs, d’un poids si lourd par eux-mêmes et par l’énorme charge de cette masse d’eau qui presse sur eux. Il leur faut absolument s’asseoir sur un sol incompressible et inafouil-lable, circonstances si rares et souvent difficiles à constater. Le mur du réservoir du Bouzey dont nous parlions tout à l’heure en est un exemple. Ce réservoir, d’une capacité de 7 millions de mètres cubes, a été créé en vue d’assurer l’alimentation du bief du partage des Vosges sur le canal de l’Est. La longueur du barrage •est de 520 m; sa hauteur maxima, de 22 m. Il est fondé sur le grès bigarré, formation assez fissurée. Mais en arrière de la fondation, un épais mur de garde descend jusque sur le terrain présumé,— dit avec prudence M. Denys, — présumé imperméable. L’axe de la digue, au lieu de figurer une courbe convexe vers l’amont, est •complètement rectiligne et cette disposition n’a peut-être pas été
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- sans influence sur ce qui est survenu (voir PL 4, fi,g. %). Toujours est-il qu’au premier remplissage, alors que l’eau atteignait à 13 m au-dessus du sol, ce qui correspond à -4 700 000 m3, la partie médiane du barrage, sans s’affaisser ni se déverser, a fait un mouvement en avant, en s’infléchissant suivant une courbe à peu près régulière de 120 m de long et 30 cm de flèche. On peut voir sur le croquis joint à cette note l’importance des travaux de consolidation qui ont été exécutés à la suite de cet accident : un fort sommier en maçonnerie sert d’appui à un massif de butée lequel à son tour soutient le mur du réservoir dont, par le fait, l’empattement est ainsi augmenté de plus de 50 0/0. En outre, en arrière, un fort solin, également en maçonnerie, remplit l’espace laissé vide par le mouvement de translation de l’ouvragé. Enfin, toutes les parties du terrain disloquées par ce déplacement et le ravinement des filtrations ont été enlevées et remplacées par des massifs soigneusement corroyés. Le remède paraît suffisant, car depuis cette réparation, le réservoir a pu être rempli à sa retenue normale, sans nouvel accident.
- Le profil du Chartrain a été tracé de façon à éviter aussi bien les conséquences des efforts d’extension que celles des efforts de compression. Dans le même sens, le Congrès a entendu le développement d’une théorie qui aboutit à un profil schématique dans lequel le parement d’amont serait représenté par une droite verticale, celui d’aval par une droite inclinée suivant un angle ©, déterminé par la formule
- dans laquelle D égale le poids spécifique de la maçonnerie.
- Ce profil procure sans doute un accroissement de sécurité, mais au prix d’une augmentation considérable du volume de maçonnerie. On peut remarquer d’ailleurs que le profil du Chartrain, qui semble donner une sécurité suffisante, est inscriptible dans celui-ci .
- Les Américains que les traditions n’embarrassent pas comme les peuples du vieux monde, ont construit un certain nombre de barrages dont la figure générale se rapproche de celui du Chartrain, Ils achèvent en ce moment aux portes de New-York le grand barrage de Quaker-Valley, dont la hauteur ne sera pas de moins de 82,50 m et qui est destiné à assurer l’approvisionnement en eau potable de l’Imperial City.
- Il y a longtemps qu’en Espagne on construit des barrages en
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- maçonnerie. Ce n’est pas en vue de la navigation intérieure qui n’existe pour ainsi dire pas dans la péninsule, mais dans l'intérêt de l’agriculture qui, sous ce chaud climat, ne vit que par l’irrigation. Les barrages d’Almansa et d’Alicante datent du xvie siècle. Leur parement d’aval est presque vertical, avec des hauteurs respectivement de 21 et 45 m. Ils se maintiennent bien. A la lin du siècle dernier, on tenta de barrer la gorge du Guasco, dans le Guadarrama, au moyen d’un mur construit dans un genre composite, comme celui de Saint-Ferréol, mais qui exagérait encore les vices du système : il consistait, en effet, en compartiments mu-raillés, dont les maçonneries n’avaient que 2,78 m d’épaisseur, et dans lesquels on bourrait des remblais argileux. Un an à peine après sa construction, et alors qu’il avait atteint 57 m, des pluies firent renfler les argiles. La poussée jeta en bas une partie du mur. On ne l’a pas relevé — et on fît bien. Beaucoup d’autres réservoirs, en Espagne, dont les moyens de vidage n’ont pas été bien étudiés à l’oiigine, se sont envasés avec le temps : tel le grand réservoir de la Lorca, situé en amont de la Huer ta de Murcie, un de ces riches joyaux légués à la catholique Espagne par la brillante dynastie des Abencerrages. Ce riche territoire occupe au débouché des deux vallées du Segurra et du Guadalentin, sur 6 km de long, le lit du torrrent dont les eaux ont été recueillies dans un lit artificiel, le Reguiron, établi par les Maures sur le côté du fleuve et en contre-haut de cette étroite vallée en vue d’en faciliter l’irrigation.
- Ce procédé de dérivation était assez fréquent au moyen âge. Il en existe un exemple aux portes de Paris. Le Rouillon qui coule au nord de Saint-Denis, sur le côté de la plaine, n’est autre chose qu’uDe dérivation du cours d’eau dont le lit, reconnaissable dans le thalweg, porte le nom curieux et caractéristique de la Vieille Mère. Ce lit a été transformé en jardins maraichers.
- Le barrage de la Lorca et celui du val d’Infierno assuraient la régularité du débit, en même temps qu’ils défendaient la plaine contre les crues subites des deux torrents. L’envasement de l’un et de l’autre de ces bassins leur a retiré leur puissance régulatrice. La Huerta n’a pas assez d’eau pour le développement de ses cultures, et ce qui en reste est trop fréquemment ravagé par de soudaines inondations.
- M. de LLaurado, l’un des fidèles de nos Congrès, qui nous a donné ces intéressants détails nous a entretenus de vastes projets dont l’auteur est l’éminent Inspecteur général, M. Garcia, et qui,
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- en améliorant le régime hydraulique de cette belle contrée, permettraient d’augmenter de 40000 ha la surface irrigable. Ce serait la fortune. Mais la fortune vend ce qu’on croit qu’elle donne. Pour l’attirer, il lui faut faire des avances. Le pourra-t-on?
- M. de Llaurado a soulevé une question assurément fort intéressante.'Vaut-il mieux, a-t-il demandé, créer dans une vallée un grand-réservoir ou plusieurs réservoirs successifs, de moindres dimensions?
- Sans doute, la prudence est de première nécessité en ces sortes d’ouvrages, et à première vue, il semble sage de ne pas mettre, comme on dit, tous ses œufs dans le même panier. Mais, en fait, ce sont les circonstances locales qui doivent dicter les résolutions à prendre.
- En résumé, deux conditions doivent être réunies pour qu’on se décide en faveur du barrage en maçonnerie : un sol de fondation incompressible, et à portée, des matériaux de choix. Si l’une des deux vient à manquer, il semble préférable de recourir aux barrages en terre.
- On en a fait de tout temps et en tous lieux. Ce ne sont, après tout, que des terrassements et, de toute antiquité, les hommes ont su remuer la terre. M. Barois, un de nos compatriotes, qui soutient au Caire, avec beaucoup de courage et de dignité, l’honneur du nom français, a fourni au Congrès des exemples curieux et peu connus — au moins sur le continent, des barrages en terre exécutés dans les Indes anglaises, entièrement à bras d’hommes, par les moyens les plus primitifs, malgré leurs grandes dimensions .
- Quelques-uns des réservoirs ainsi créés — en vue, bien entendu, de l’irrigation — atteignent des dimensions inusitées. Celui de Veeranum, dans le South Ârcot, a une capacité de 80 millions, de mètres cubes. Sa digue mesure 20 km. Au Chambrambakum,. à 23 km de Madras, la capacité est de 77 millions. Mais, plus grand que tous les autres, celui de la Mutba, dans le bassin supérieur de la Kristna, peut, derrière sa digue de 32 m de haut, emmagasiner l’énorme volume de 446 millions de mètres cubes.
- Le prix de revient de ces grands ouvrages est très variable : pour 1 000 m3 de capacité, il atteint parfois 197 f, descend à 44 f dans la province de Bombay, à 19 / à Ekreck, ou même à 46 f dans certains ouvrages de médiocre importance, cités par le lieutenant-général Mullins.
- Dans sa dernière excursion, guidé dans le centre de la France
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- par l’éminent Ingénieur, M. Fontaine, qui a exécuté tant de beaux ouvrages dans cette contrée, le Congrès a vu les réservoirs de Montaubry et de Torcy-Neuf, dont les barrages en terre sont, on peut le dire, des modèles de ce genre d’ouvrages.
- Les terres dont on dispose dans le centre sont d’ailleurs excellentes pour les corrois. Pour 64 de sable, elles contiennent 36 d’argile. Des précautions minutieuses sont apportées à leur emploi. Le barrage s’établit par couches régulières de peu d’épaisseur. Le battage au pilon est absolument proscrit. Le roulage est seul employé — et afin de pouvoir l’exécuter dans toutes les parties, les constructeurs ont imaginé un rouleau à vapeur qui peut faire sa gyration dans un cercle de 3 m de diamètre. La lenteur dans l’exécution augmente les chances de succès. Ce n’est que par le tassement naturel, sous l’action de pluies répétées, que les remblais prennent cet état de compacité élastique qui assure non seulement la stabilité, mais encore l’étanchéité. Pendant longtemps, les barrages en terre souffraient d’une infirmité qu’on pourrait appeler constitutionnelle : c’était l’ouvrage en maçonnerie qui les traversait de haut en bas, ménageant l’accès et la commande des vannes de fond : c’était une cause d’hétérogénéité, et les infiltrations étaient inévitables entre le remblai et la maçonnerie. Une très heureuse disposition adoptée à Torcy-Neuf a permis d’éviter cet inconvénient. La prise d’eau se fait dans une tour en maçonnerie placée à une certaine distance du remblai (PL III, fig. 3). L’aqueduc de sortie est lui-même encastré dans le terrain naturel, au-dessous du remblai ; celui-ci alors conserve toute son homogénéité, et le corroyage peut s’en faire avec une régularité absolue, qui est un gage de sécurité.
- Sur les trois réservoirs du canal de la Marne à la Saône, — ce canal dont l’achèvement attend, comme je l’ai dit, des budgets moins chargés, — deux ont des barrages en terre comme celui de Torcy-Neuf qui leur a servi de modèle. A celui de Wassy on a cru perfectionner la méthode qui avait si bien réussi au sage M. Fontaine. Au moyen d’engins dont le dispositf rappelle assez celui du labourage à vapeur, on a exécuté le remblai avec une très grande rapidité. Qu’en est-il résulté? Des glissements qui déforment l’ouvrage et lui retirent une partie de la confiance qu’il devrait inspirer. Festina lente.
- Je termine ce que je pouvais, sans abuser de la patience de mes bienveillants auditeurs, dire de ces grands ouvrages, en citant ce que M. Hœrschelmann nous apprend des barrages russes dans
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- son mémoire plein de renseignements dont la nouveauté et le pittoresque redoublent l’intérêt. Dans ces vastes plaines russes, au relief peu accidenté, une faible hauteur de barrage en lit de rivière produit une retenue qui s’étend sur des surfaces considérables Le volume d’eau emmagasiné de la sorte suffit, en fait, à alimenter les cours d’eau en temps d’étiage, et à y prolonger la période favorable à la navigation. Tel est le grand réservoir de Werkhnévoljsky, formé sur le haut. Yolga au moyen d’un de ces barrages dont la construction spéciale, constituée par des caissons en bois, remplis de pierres et de terre argileuse, est toujours pour nous un sujet d’étonnement. Pour que de semblables travaux subsistent, il y faut certainement une habileté, un soin dans les détails que nous ne soupçonnons pas. Ce réservoir peut fournir au minimum 397 millions de mètres cubes d’avril à octobre dans les années les plus sèches, avec un débit d’un peu moins de 60 m3 par seconde. Il relève le niveau du Yolga de 0,85 m à 154 km de là, et son influence se fait encore sentir à Ivoprine, à 661 km en aval, où le niveau est encore, grâce à son apport, relevé de 2 cm. C’est là certainement une des applications les plus grandioses qui puissent être citées de cet art d’aménager les eaux dont le développement doit avoir une influence si considérable sur la civilisation.
- Deuxième Section. — De cette section nul n’aurait pu avec plus d’autorité entretenir la Société que celui qui en a dirigé les débats, et qui nous préside aujourd’hui même. Celui par qui il veut bien se laisser remplacer ne peut que solliciter son indulgence pour la façon dont il va essayer de le faire (1).
- Cinquième question. — Chômages (2). —La voie mise en état, bien pourvue d’eau, le batelier peut y circuler; mais une sujétion d’un ordre spécial l’y attend. Les canaux et les rivières canalisées de petite section ne peuvent être entretenus qu’une fois mises à sec. De là la nécessité du chômage, — nécessité douloureuse pour le batelier, — onéreuse ou tout au moins gênante pour le commerce. M. Derôme, Ingénieur en chef du canal de Saint-Quentin, a fait de cette question une étude très complète, à laquelle la
- (1) La 2“6 section du Congrès de navigation intérieure a été, comme nous l’avons rappelé plus haut, présidée par M. Buquet, président de la Société des Ingénieurs civils de France.
- (2) MM. Germelmann. — Chômages sur les canaux et les rivières canalisées.
- Derôme. — Chômages sur les canaux et les rivières canalisées.
- Mailliel. — Chômages en Belgique.
- Captier. — Chômages en France.
- Mazoyer. — Renseignements sur les chômages des voies navigables de la région du Centre.
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- grande expérience de l’auteur, son long dévouement à la cause de la navigation intérieure donnent une autorité particulière.
- Il a rappelé ce qu’était le chômage d’autrefois, sa longue durée, quelquefois de plus de 100 jours, se produisant, sans coordination préalable, à une époque sur une voie, à une autre époque sur la voie qui précédait, à une autre encore sur celle qui suivait.
- 11 a fait constater, — et la section s’y est prêtée avec satisfaction, — les progrès accomplis à cet égard par l’Administration, progrès consacrés par la convention internationale du 8 octobre 1887. En vertu de cet acte, les canaux et rivières canalisées qui mettent en communication la France, l’Allemagne et la Belgique, doivent chômer désormais, après entente préalable, d’après le système de la simultanéité, avec date initiale au 15 juin. Cette simultanéité peut être considérée comme un nouveau progrès sur le système ancien de l’échelonnement, qui consistait à mettre à sec les sections successives d’une voie d’eau. Le bateau passant d’une.section dans l’autre avait l’illusion du déplacement, mais ses stations prolongées dans chaque section, en attendant la fin du chômage de l’autre, avaient pour résultat d’éterniser les voyages et de les rendre, en somme, fort onéreux pour le marinier et pour la marchandise dont les risques de route se perpétuaient. Avec la simultanéité, on sait que la route ne sera pas libre dans une certaine période. Le commerce suspend ses opérations pendant ce temps-là, et le mal est moindre parce qu’il est prévu et moins prolongé.
- Tous les rapporteurs, tous les orateurs ont été unanimes à proclamer la nécessité de réduire la durée des chômages en France comme à l’étranger. La section a d’ailleurs constaté avec satisfaction que les diverses Administrations publiques faisaient de grands efforts pour atteindre ce but et qu’en France, aujourd’hui, l’entretien des voies navigables pouvait être assuré avec des chômages de 10 à 12 jours chaque année. Les moyens préconisés par M. Derôme, pour les diminuer encore, sont les mêmes que ceux indiqués par M. Maillet, dans son étude sur les chômages en Belgique: identité des ouvrages de même nature, pièces interchangeables de types aussi peu variés que possible ; approvisionnement à l’avance ; emploi rendu plus fréquent du scaphandre et du bateau-cloche.
- La section a entendu avec un intérêt particulier la description que lui a faite M. Germelmann du chômage sur les voies canalisées allemandes. Sur celles de l’Est, les glaces imposent un chô-
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- mage annuel de 4 mois à 4 mois et demi ; il n’est plus que de 3 mois dans le Brandebourg, et seulement de 8 à 10 semaines dans le Hanovre. On ne pouvait songer à imposer encore, sons prétexte d’entretien, un chômage d’été. Les Administrations allemandes en ont pris leur parti. On fait l’entretien pendant la saison d’hiver, alors que les gelées interdisent toute circulation.
- « C’est alors, dit M. Germelmann, que d’ordinaire l’on repeint » et l’on remplace les portes d’écluse, que l’on procède aux » grands travaux de bétonnage et de maçonnerie, que l’on répare » les buses et les chambres des écluses. On ne recule pas devant » les frais énormes nécessaires pour élever la température sur » les chantiers au moyen de brasiers de coke et de fours allumés » de manière à chauffer artificiellement les'matériaux et à re-» construire complètement même des parties entières d’ouvrages. » C’est ainsi que durant les années 1873-78 et 1880-83, le canal » de Finow qui met en communication l’Oder et la Havel a été » élargi sur une longueur de 100 km, creusé, pourvu de » 10 écluses nouvelles et d’un grand nombre de nouveaux ponts, » sans que la circulation ait été interrompue, sauf pendant les » chômages d’hiver. »
- Ce fait peu connu a une portée philosophique qui mérite d’être méditée par ceux qui ont.charge d’administrer des voies navigables. 11 enseigne que leur première préoccupation doit être de faire rendre à ces routes si nécessaires au commerce toute l’utilité possible; et, par conséquent, de ne pas y multiplier les causes d’arrêt de la circulation.
- Il y a une sorte de devoir social envers le batelier à lui rendre un peu moins précaire un métier déjà fort rude. M. CaptierTa bien fait voir en lisant à la section sa monographie du marinier. La conclusion de cet intéressant travail a été très remarquée.
- « Le marinier, dit M. Captier, sait se tirer d’affaire [et même » progresser lorsque les conditions qui lui sont faites ne lui sont » pas trop défavorables. Ce qu’il lui faut surtout pour remplir son » modeste métier et en tirer les légitimes satisfactions auxquelles a tout travailleur a droit, c’est le minimum, de charges avec le » maximum de liberté. »
- C’est là une formule générale, et je me hâte de le dire, une très belle formule, applicable à tout homme laborieux et animé de la fière et légitime préoccupation de ne demander ses ressources qu’à son seul travail, mais prétendant à l’intégrale disposition de tout le fruit de son travail. Ce n’est pas la formule d’une école
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- bruyante, enfiévrée de récents succès, et qui semble devoir aboutir— si jamais elle aboutissait— à la formule opposée... le maximum de charges, le minimum de liberté.
- Sixième question.— La Traction (1 ).—La question du chômage était d’ordre administratif. Celle de la traction a un caractère plus particulièrement technique ; —mais l’une et l’autre n’ont véritablement d’intérêt qu’à raison de leur influence sur la facilité et le bas prix des transports qui sont essentiellement d’ordre économique. Sur les canaux, et en raison de leurs dimensions et de celles de leurs ouvrages, la navigation s’effectue le plus habituellement par bateaux, isolés: c’est au contraire le convoi qui est de règle ordinaire sur les rivières.— Le problème de la traction ne se pose donc pas de la même façon dans les deux cas.
- Sur les canaux, le halage par chevaux est l’habitude ; sur quelques canaux cependant, c’est l’homme qui sert de moteur.: tel est le cas de ces bateaux appelés Berrichons de 60 à 80 t environ, qui circulent sur les canaux du Centre et viennent même jusqu’à Paris.— Le marinier, sa femme, vont cheminant lentement, à raison de 2 000 à 2 500 m à l’heure, le corps tendu en avant, tirant la corde de halage. Les plus fortunés possèdent un pauvre petit âne qui leur donne un coup d’épaule. Notre vice-président, M. Level, dans une de ces brochures où il défendait avec tant d’esprit, d’ardeur et de talent la supériorité des chemins de fer, a fait un jour un rapprochement pittoresque entre ce misérable quadrupède traînant son vilain petit bateau, à pas lents, humblement, la tête baissée, et l’impétueuse locomotive tout empanachée de vapeur et de fumée, qui, sonnant victoire à grand bruit d’échappement et de sifflet, s’élance glorieuse et quelque peu fière sur le viaduc hardiment jeté d’une crête à l’autre de la vallée dans le fond de laquelle se déroule le ruban argenté du canal.
- (1 ) La Traction des bateaux dans les bassins de T Elbe et de T Oder par M. Bellingredh, Directeur de la Cie «la Chaine» à Dresde — et M. Dieckhoff, conseiller intime à Post.dam.
- La Traction des bedeaux sur la ligne de Hohensciaten et Spandau, par M. Thiem, Ingénieur à Eberswalde.
- La Traction des bedeaux dans le Bassin du Rhin, par M. Mütze, inspecteur des Travaux hydrauliques à Coblence.
- La Traction sur les rivières canalisées. — La basse Seine, par M. Ceimàré, Ingénieur •en chef des ponts et chaussées.
- La Traction sur les canaux du Nord et de l'Est par M. Derome, Ingénieur en chef des ponts et chaussées.
- La Traction des bedeaux par M. Lcismolles, directeur du Touage de la Haute-Seine.
- La Traction des bateaux sur les rivières canalisées, par M. Molinos, ancien président de la Société des Ingénieurs civils de France, et M. de Bovet, directeur du touage de la Basse-Seine.
- Lee traction des bedeaux sur le ceined Erié, par M. John Bogart, ancien Ingénieur du gouvernement de l’Etat de New-York.
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- Mais cette comparaison, bien faite pour entretenir en des sentiments d’humilité cette modeste batellerie, ne l’empêche pas cependant de continuer à vivre. Ceci n’a pas tué cela. Les petits Berrichons continuent à venir à Paris, et ils continueront à y venir, grâce au bas prix dont ce mode primitif de traction leur permet' de se contenter.
- Mais ce ne sont plus là que des cas exceptionnels. Les règlements administratifs ne font plus que les tolérer, et, sur tous nos canaux, le halage par chevaux est appliqué d’une manière générale, pour la péniche et les autres bateaux similaires. Avec ce mode de traction, sur lequel le mémoire deM. Derome et celui deM. Las-molles contiennent des détails très instructifs, les bateaux parcourent de 15 à 20 km par jour. En principe,' l’industrie du halage est libre, et il arrive dans quelques régions, qu’aux époques de l’année où les travaux de la campagne sont moins actifs, les cultivateurs y utilisent leurs attelages inoccupés. Mais c’est là une ressource incertaine, et il est plus avantageux, en somme, d’encourager les services réguliers. L’exemple le plus remarquable de ces sortes d’entreprises est celle organisée depuis 1875, sur le canal latéral à l’Oise, par les frères Pavot, qui ont su vaincre toutes les concurrences.
- Sur l’Escaut et sur le canal de Saint-Quentin, où la circulation est particulièrement intense, il a fallu, pour éviter l’encombrement et augmenter en quelque sorte le débit , commercial du canal, organiser le halage par voie administrative. Un décret du 19 juin 1875 a supprimé sur cette voie la liberté du halage, qui s’exécute depuis lors par des soumissionnaires, au prix d’un tarif obligatoire variant de 0,003 à 0,005 f par tonne, suivant les sections. Cette organisation suffit à un trafic de 5 600 000 t, et la batellerie ne s’en plaint pas.
- Ce qui ne doit pas nous étonner, étant connue la tendance de l’instinct germanique vers tout ce qui est autoritaire, l’organisation du halage du canal de Saint-Quentin est enviée sur les canaux allemands de la Marche de Brandebourg, où la batellerie se plaint de l’incertitude des services des haleurs et de la variabilité de leurs prétentions.
- L’intensité de la circulation sur certains canaux est telle, cependant, qu’on désire et que l’on cherche depuis longtemps un mode de traction plus expéditif que le halage par chevaux, — on le voudrait en même temps plus économique, — désirs contradictoires, à première vue, car toute accélération coûte beaucoup plus
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- cher encore sur les canaux que sur les chemins de fer. Je ne vous rappellerai pas les essais tentés dans ce sens : ni la traction par locomotives, essayée sans succès pendant plusieurs années sur le canal de Neuffossé, ni le système Bouquié, qui cherchait à approprier le louage aux bateaux isolés, au moyen d’un treuil à vapeur embarqué sur le bateau au départ et débarqué à l’arrivée. Un Ingénieur allemand, M. Büsser, d’Oderberg-en-Marche, tente d’y revenir avec de petits moteurs électriques, installés sur chaque bateau, soit temporairement, soit à demeure, et prenant le courant par contact avec un conducteur courant parallèlement au canal, sur des poteaux de rive, à la manière de certains tramways. Ce n’est là encore qu’un projet. Il se heurte en Allemagne à beaucoup d’objections et n’a pas encore été expérimenté pratiquement.
- Les recherches les plus avancées sont celles qui ont porté sur la traction par câble en mouvement. Vous avez entendu M. Maurice Levy vous entretenir, il y a quelque temps, du système de halage funiculaire dont il est l’inventeur et que nous avons tous vu fonctionner sur le canal de Saint-Maurice. Un de-nos collègues, M. Oriol, a également fait fonctionner à titre d’essai-, sur une section du canal de Saint-Quentin, un halage funiculaire qui diffère, de celui de M. Levy principalement, en ce que le câble de M. Levy est toujours à l’état de tension, tandis que celui de M. Oriol est presque flottant. Tous deux, d’ailleurs, abondent en dispositions ingénieuses, qui ont vivement attiré l’attention des Congrès précédents, et sur lesquels, de peur de redite, je ne n’arrête point aujourd’hui.
- Le halage funiculaire n’a, d’ailleurs, été l’objet d’aucune communication étendue au Ve Congrès de navigation intérieure. Mais la 2e section s’eo est entretenue à l’occasion d’essais du même genre qui ont eu lieu en Allemagne, sur le canal de l’Oder à la Sprée.
- L’examen du point de vue économique n’a pas été défavorable à ces systèmes de traction, dans le cas, limité d’ailleurs, d’une fréquentation très active; mais dans la pratique subsiste encore un inconvénient grave qui n’a pu être surmonté jusqu’ici. Tout câble en marche prend un mouvement de rotation autour de son axe : il se vrille, comme on dit, et ce singulier effet devient particulièrement intense lorsque la tension du câble vient à être modifiée. Si l’attache de l’amarre du bateau sur le câble moteur n’est pas établie de façon à être indépendante de l’effet de ce vrillage, il en résulte un enroulement de l’amarre sur le câble : le bateau
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- est attiré sur la berge et en danger d’abordage, à moins que le marinier ne soit assez leste pour couper à temps sa corde. Ce mouvement de vrillage est encore inexpliqué : il y a probablement là un de ces nombreux mystères de mécanique moléculaire que l’analyse est appelée à élucider.
- La question reste d’ailleurs à l’étude, et le Ve Congrès l’a expressément léguée à celui qui doit suivre en 1894.
- Sur les rivières, soit les larges rivières canalisées, soit celles à courant rapide, les solutions de la question de la traction admissibles sur les canaux ne seraient plus de mise. La traction s’y fait, en effet, généralement par convois, et les berges sont, la plupart du temps, trop éloignées du chenal navigable pour que le moteur puisse commodément être à terre.
- Remorquage et touage sont les procédés auxquels on a presque exclusivement recours, à part le cas de quelques bateaux portant eux-mêmes leurs moteurs.
- Le touage est la ressource à peu près unique de la navigation dans les rivières rapides et de faible profondeur ; tels étaient les cours d’eau d’Europe avant les améliorations dont ils ont été l’objet, et il faut être reconnaissant au touage des grands et longs services qu’il a rendus au commerce.
- Dans le mémoire qu’il a présenté en collaboration avec un de nos jeunes collègues, M. de Bovet, notre ancien président, M. Mo-linos, a rappelé les origines du touage, qui a vraiment pris naissance sur la Seine, avec la constitution de la Compagnie de touage de la Basse-Seine et de l’Oise en 1855. Et, il convient de le rappeler, puisque, avec trop de modestie, M. Molinos ne l’a pas fait, il fut un des principaux créateurs de cette nouvelle industrie.
- Grâce à ce procédé, la dépense de traction d’une péniche en remonte est tombée de 0,03 fk 0,01 /'par tonne kilométrique. En trente ans, plus de 1 800 000 t ont eu recours à lui pour' atteindre Paris.
- Mais les conditions de navigabilité de la Seine ont été singulièrement améliorées. Vous savez par quelle série d’admirables travaux : augmentation de profondeur, réduction notable de la vitesse, conditions désavantageuses au touage dont l’utilité est d’autant plus appréciable que la navigabilité — spécialement à la remonte, est plus défectueuse — mais en même temps, conditions favorables à l’emploi de remorqueurs puissants, d’un grand tirant d’eau, et il s’en créa aussitôt, pourvus de tous les per-
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- fectionnements apportés depuis un demi-siècle à la machine à vapeur.
- La réduction de vitesse, favorable à leur emploi à la remonte, obligeait encore à y recourir de plus en plus à la descente, sens dans lequel le loueur perd une partie de sa supériorité. Enfin, le remorqueur présentait à la batellerie l’avantage d’une plus grande souplesse de mouvements ; il va prendre le bateau à un point quelconque et l’amène où l’on veut : le toueur, au contraire, comme un captif lié à sa chaîne, doit attendre qu’on lui amène les éléments du convoi qu’il doit remorquer. Aussi les remorqueurs et même les bateaux-porteurs à vapeur ont-ils été favorablement accueillis sur la Seine. M. Caméré, dont le nom est pour toujours lié à ces grands travaux d’amélioration, et qui a pour notre beau fleuve, une tendresse, pour ainsi dire paternelle, a fourni au Congrès sur la flotte actuelle de la Seine des renseignements nouveaux et pleins d’intérêt. S I grands remorqueurs, dont la force nominale varie entre 70 et 300 chevaux-vapeur et à peu près autant de porteurs-remorqueurs y font aujourd’hui la traction aussi bien à la remonte qu’à la descente, en concurrence autouage. On y gagne de la célérité dans les circonstances habituelles d’eaux moyennes. En service ordinaire, c’est-à-dire avec arrêt la nuit, les convois remorqués ne mettent guère que deux jours et demi à trois jours, de Rouen à Suresnes; un jour de plus jusqu’à Saint-Denis, tandis qu’il faut bien la semaine avec le toueur. Les porteurs isolés ne mettent que deux jours, et sans arrêt de nuit, seulement trente-six heures. Il arrive ainsi que le transport des marchandises est souvent plus rapide sur la Seine que sur le chemin de fer de l’Ouest, auquel son cahier des charges accorde des délais, dont il use quelquefois, pouvant atteindre quatre ou cinq jours.
- Quant au prix, il n’est plus de 0,06 f par tonne kilométrique comme en 1827, ni même de 0,026 f comme en 1886 ; progressivement il est arrivé à n’être plus que de 0,015 f à la remonte, de 0,011 fh la descente, et on s’attend à le voir dans un avenir prochain réduit à moins encore. Que de l’amélioration de la Seine soit résulté un progrès, ce n’est donc guère contestable. Seulement ce progrès s’est fait aux dépens des entreprises de touage.
- Le fait d’immerger dans le lit du fleuve la chaîne sur laquelle les toueurs se baient, constitue une occupation d’une partie, —bien faible, en vérité,—de ce domaine public, que l’Administration française défend avec un soin jaloux ; et où personne ne peut s’établir
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- sans contracter, — en échange cle la faveur qu’on lui concède, — certaines obligations. Les Compagnies de touage ont donc dû, au moment où elles se sont constituées, souscrire des cahiers des charges qui, en compensation de leur monopole, leur ont imposé des tarifs inflexibles. Elles ne peuvent pas lutter à armes égales avec la concurrence des remorqueurs, libres de faire varier leurs prix au gré des circonstances, de cesser même leur service quand les conditions du fleuve leur deviennent défavorables. Le toueur, lui, doit toujours marcher et toujours au même prix: on s’adresse à lui en hautes eaux, alors que la traction est coûteuse et qu’il a peu à gagner; on l’abandonne le reste du temps alors qu’il pourrait faire des bénéfices. Le quasi-monopole de fait dont ces Compagnies jouissaient au début n’existant plus, elles demandent une modification de leurs cahiers des charges, leur rendant une liberté sans laquelle leur existence est aujourd’hui compromise. Elles l’obtiendront, mais les choses administratives sont lentes à aboutir. Pede claudo.
- Simultanément, on doit chercher, — et on cherche, — à améliorer les conditions techniques de cette industrie. La chaîne est un auxiliaire à la remonte, une entrave onéreuse à la descente. Il faudrait pouvoir s’en débarrasser aisément à l’âmont de la course, aisément la reprendre à l’aval; et le toueur amélioré dans ses formes nautiques, muni d’un propulseur, opérerait librement et surtout économiquement sa descente. Divers systèmes sont à l’étude, dont un d’origine lyonnaise, et dont j’aurai l’occasion tout à l’heure de dire quelques mots, dont l’autre est le fruit des recherches d’un de nos plus ingénieux collègues et fondé sur une application aussi nouvelle qu’intéressante de l’électricité. Au triple treuil sur lequel s’enroule actuellement la chaîne de touage pour avoir une suffisante adhérence, M. de Bovet substitue une poulie unique dont la chaîne n’embrasse qu’une demi-circonférence à peine et qui n’est autre chose qu’un électro-aimant.
- L’adhérence est alors une conséquence du courant électrique fourni par une machine dynamo installée à bord. Elle s’accroît, diminue, cesse avec ce courant. Je ne m’arrêterai pas, quelque intérêt qu’elle offre, sur cette invention ; je veux vous réserver le plaisir de l’entendre, bientôt, j’espère, exposée devant vous par son auteur même (1).
- L’Elbe, qui a de fortes pentes et une faible profondeur, offrait des conditions spécialement favorables au touage La chaîne qui
- (1) M. de Bovet a décrit le nouveau toueur dans la séance du 18 novembre 1892.
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- y est installée n’a pas moins de 655 km. Elle va de Hambourg à Aussig en Bohème, et a eu un succès considérable, que les remorqueurs commencent à combattre aujourd’hui, grâce aux améliorations apportées aux conditions de navigabilité. Les mêmes causes produisent les mêmes effets. Sur le Rhin, au contraire, dont dans mes communications précédentes, j’ai eu occasion de vous signaler l’état d’amélioration, le trafic appartient presque exclusivement aux bateaux à vapeur, sauf sur la section de Bonn-Bingen où, en raison des difficultés spéciales du lit, le touage rend encore d’importants services. MM. Mütze, Bellingrath, Dieck-hoff et Thiem ont fourni au Congrès sur les fleuves et les canaux allemands des renseignements extrêmement intéressants et nouveaux, auxquels seul le temps m’empêche de m’arrêter, mais dont je dois vous recommander la lecture.
- Ce n’est pas seulement dans l’amélioration du moteur qu’il faut chercher le progrès de la traction. Il y a beaucoup à faire du coté du bateau lui-même, dont les formes, encore barbares et antiéconomiques, devraient être très modifiées. M. de Mas a entrepris sur ce sujet des recherches dont les résultats, d’après ce qu’on en connaît déjà, promettent de précieuses indications. De son côté, M. Caméré poursuit des expériences sur la résistance à la traction, qui tendent à déterminer la part respective d’influence de chacun des éléments : la voie, c’est-à-dire le cours d’eau lui-même, le moteur et le bateau. C’est une question très neuve, très peu connue, où il y a beaucoup à chercher, beaucoup à trouver. Un premier résultat semble acquis, c’est l’influence croissante de la vitesse.
- Ce n’est pas le carré, comme on l’a cru longtemps, mais le cube au moins de cette quantité qu’il faudra introduire dans l’expression de la résistance, expression qui se présente sous cette forme: R = B2r2 (a -{- bv), dans laquelle B2 est la section immergée du maître-couple, a et b des coefficients numériques. L’expression ne change pas déformé, si à B2 on substitue S2 surface de la partie immergée de la carène.
- Il est à désirer que les savants et dévoués expérimentateurs puissent poursuivre leurs recherches et arriver à des résultats qui, quels qu’ils soient, ne peuvent manquer d’avoir pour la science un intérêt de nouveauté, et pour l’industrie une utilité économique qui peut être considérable.
- Troisième section: — C’est à la troisième section qu’étaient ren-
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- voyées les questions cl’un caractère plus particulièrement économique inscriles par la Commission d’organisation dans le programme des 'travaux du Congrès : taxes et péages, organisation et installation des ports intérieurs, et, enfin, la question toujours brûlante des rôles respectifs des chemins de fer et des voies navigables. Par elles-mêmes, ces questions qui touchent de plus près à des intérêts nombreux devaient provoquer la manifestation — non dépourvue de vivacité — d’opinions difficilement conciliables, souvent même tout à fait divergentes. C’est ce qui a eu lieu et les discussions au sein de cette-section ont été particulièrement mouvementées.
- Septième question (t). — Taxes et péages. — Trois opinions se-sont de suite manifestées : gratuité absolue de la circulation sur les voies navigables, ni'taxes ni péages d’aucune sorte, ont dit les premiers, dont le rapport très étudié et très sincère de l’honorable M. Couvreur, membre de la Chambre de Commerce de Paris, a parfaitement résumé et défendu l’opinion. La grande raison de M. Couvreur, celle qui domine toutes les autres et que nous retrouverons à la neuvième question c’est qu’il est nécessaire-à l’intérêt général du pays qu’il existe une certaine batellerie, et qu’au point où par suite de la concurrence des chemins de fer les frets sont tombés, toute taxe l’écraserait jusqu’à l’empêcher de vivre.
- En sens contraire, à l’autre pôle de la question, la section a entendu M. Noblemaire faire une nouvelle fois à la batellerie avec le charme dangereux d’une parole captivante, le procès qu’il lui faisait il y a trois ans, au Congrès des chemins de fer, qu’il ne cesse de lui faire, m’assure-t-on, chaque fois qu’il en trouve l’occasion, à la Chambre de Commerce ou ailleurs. Les voies navigables a4-il dit, sont des œuvres coûteuses : on y a incorporé un capital important fourni dans certains pays par les particuliers dans d’autres, comme en France, par l’État. On trouve naturel que les particuliers se rémunèrent en faisant payer des taxes à ceux qui usent de la voie créée par eux : une rémunération est non moins légitimement due à l’État, lorsque les voies navigables
- (1) Taxes et péages sur les voies navigables en Allemagne, par M. Sympher, Ingénieur en chef à Holtenau (Kiel). Des taxes de navigation intérieure, par M. Beaurin-Gi-essier, chef de la Direction de la Navigation au ministère des Travaux Publics. .Des taxes et péages sur les voies navigables, par M. Couvreur, membre de ' la Chambre de Commerce. Des taxes et péages sur les. voies navigables du Royaume-Uni, par N. Cléments, secrétaire de la Mansion.House Association; Taxes et péages sur les voies navigables des Pays-Bas, par M. Deking-Dura, Ingénieur en chef du Waterstaat, à Zwolle. Taxes et péages perçus sur les voies navigables de Russie, par M. N. de Sylenko, Ingénieur, à. Saint-Pétersbourg.
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- sont son oeuvre. En terminant son discours, car il n’avait pas fourni de rapport écrit (2). M. Noblemaire qui est essentiellement un homme d’esprit, a fait remarquer qu’il avait rempli son programme en envisageant la navigation en elle-même exclusivement et sans dire même un mot d’une industrie concurrente. — Il eût fallu le faire, a répliqué M. Boulé, qui a démontré avec beaucoup d’à-propos et de connaissance du sujet, qu’en fait de faveurs budgétaires les chemins de fer n’avaient pas grand’chose à reprocher aux canaux, et qui a réduit à de justes proportions ce tableau si souvent reproduit des prétendues taxes spéciales dont sont frappés-les chemins de fer, tableau où ou ne voit figurer, au contraire, que des impôts généraux, timbres d’action, impôt sur les valeurs mobilières, et jusqu’aux timbres-poste — dernier détail qui prouve uniquement l’ordre et le soin qui régnent dans nos grandes Compagnies. — M. Noblemaire d’un côté, M. Couvreur de l’autre, représentaient deux opinions extrêmes. Entre les deux est apparue une opinion moyenne qui trouva pour appuyer ses raisons une base solide dans, le mémoire très motivé et d’une haute portée philosophique rédigé par M. Beaurin-Gressier. Distinguant — dans toutes les assemblées, les centres se forment par des distinctions — distinguant entre l’irm-pôt et la taxe dite d’usage, l’éminent économiste repousse délibérément le premier, accepte la seconde.—Il y ajoute la condition de la spécialisation. Non seulement le péage ne doit porter que sur ceux qui tirent profit d’un travail exécuté, mais encore le produit en doit être exclusivement affecté à couvrir la dépense. Et comme-moyen d’établissement de ces taxes, comme moyen de contrôle de leur emploi, M. Beaurin-Gressier a développé les motifs d’un projet de loi actuellement soumis aux Chambres, et portant création de Chambres de Navigation. Ce projet n’est pas sans causer quelque inquiétude aux bateliers : iis persistent à y voir un de ces blocs enfarinés dont il faut se méfier — et comme il leur parait surtout destiné à favoriser l’assiette de ces taxes dont ils ne veulent point, ils ne s’y montrent pas favorables. Au fond, c’est du jour où l’on a supprimé le budget extraordinaire des Travaux publics, que l’Administration prise au dépourvu a songé aux Chambres de Navigation, et aux ressources qu’elles pourraient fournir pour l’achèvement de tant de travaux commencés. — Pendent opéra interrupta.
- Les deux ordres de considérations qui se partageaient le Con-
- (2) Le discours de M. Noblemaire a été inséré in extenso dans le Journal des Transports du 13 août 1892.
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- grès, se sont révélés lorsqu’on a été appelé à voter— au scrutin public et nominal, exception singulière qui faisait pressentir la solennité du vœu à émettre. — La majorité, composée en grande partie d’ingénieurs de ponts et chaussées, se prononça en faveur des taxes spécialisées. A elle se rallièrent, il faut le dire, la plupart de nos collègues étrangers ; car la taxe d’usage affectée spécialement à l’entretien et à l’amélioration de la voie navigable où elle est perçue est de règle à peu. près générale chez eux. Le mémoire très judicieux de M. Deking-Dura a mis ce fait en lumière, et nous en trouvons la confirmation dans les travaux très intéressants des Ingénieurs de l’autre côté du Rhin, notamment dans celui de M. Sympher qui depuis dix ans, avec une persévérance et une applicatiou toute germaniques, poursuit de Congrès en Congrès l’étude de cette grosse et délicate question.
- Huitième question. — Régime des ports intérieurs (1). — La question des ports intérieurs est, quoi qu’on en pense, dans une dépendance directe de celle des taxes d’usage ; surtout lorsque l’on ne peut plus compter sur les faveurs d’un budget que d’autres soins absorbent presque tout entier. Dans les mémoires des Ingénieurs allemands, présentés aussi bien à ce Congrès qu’aux précédents, et dans un rapport de MM. Holtz et de Mas qui, à juste titre, a attiré l’attention il y a quelques années, les magnifiques installations des ports des fleuves allemands sont l’objet de descriptions bien faites, à première vue, pour rendre modeste notre amour-propre national.
- Il convient cependant de se souvenir qu’en matière de travaux publics, la vraie beauté des choses réside dans leur utilité. La raison principale du développement des grands ports allemands, c’est qu’ils sont en même temps des têtes de ligne de réseaux ferrés d’une grande étendue et d’un trafic considérable, et dont la direction moyenne peut être regardée comme perpendiculaire à celle du fleuve—ou tout au moins s’en écartant sensiblement;—c’est peut-être là aussi le secret de cette touchante fraternité qu’on assure exister en pays d’outre-Rhin entre la voie navigable et la voie ferrée. Quelques révélations, cependant, quinous ont été faites au cours du Congrès nous ont appris qu’en Allemagne, comme en France,
- (1) Ports de navigation intérieure de l'Elbe et de l’Oder, par M. Von Dœmming, directeur des travaux de l'Elbe.
- Ports de navigation intérieure du bassin du Rhin, par M. Imrolh et M. Roessler.
- Du régime commercial des ports de navigation intérieure en France, par M. Delaunay-Belleviüe, membre de la Chambre de commerce.
- Du régime des ports de navigation intérieure, par M. Monet, Ingénieur des Ponts et Chaussées, à Nancy.
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- les relations ne sont que médiocrement cordiales entre les deux moyens de transport quand ils suivent des directions parallèles.: Et lorsque la même Compagnie administre et la voie ferrée parai-; lèle et les voies perpendiculaires, il est naturel, en Allemagne comme en France, de s’attendre à la voir ne se prêter qu’avec une bonne grâce mitigée à l’établissement des raccordements et des gares fluviales. C’est la situation que relèvent chez nous, en s’en plaignant, et M. Monet et M. Delaunay-B elle ville. Quant à l’insuffisance de l’outillage, est-il aussi grand dans notre pays qu’on nous le dépeint? On pourrait mieux, j’en conviens. Mais, quand existe un intérêt véritablement important, on le trouve toujours desservi. Je n’en puis donner de meilleur exemple que les installations très perfectionnées des rivages des houillères du Nord et du Pas-de-Calais dont le Congrès, dans une de ses excursions, a visité quelques-uns des plus intéressants : celui de Pont-à-Vendin où, par 47 trémies, chacune de 10 t de capacité, la Compagnie de Lens peut, en moins d’une heure, charger deux péniches de 240 t chacune; ceux des Compagnies de Bruay et de Maries, établis à Béthune, et où fonctionnent des basculeurs ingénieux. Il suffirait peut-être de favoriser l’initiative privée, en apportant quelque tempérament dans l’application du dogme un peu trop sacro-saint en France du domaine public.
- Neuvième question. — Rôles respectifs des voies navigables et des chemins de fer (1). — Comme il était facile de le pressentir et comme le montre déjà le résumé que je viens de tenter des deux précédentes questions, tout le côté économique de la question des voies navigables est directement sous l’influence de cet autre fait considérable, les chemins de fer.
- Dans un rapport resté célèbre, M. de Freycinet, alors ministre des Travaux publics, disait en 1878 que les voies navigables et les chemins de fer étaient destinés, non à se supplanter, mais à se
- (1) Rôles respectifs des voies navigables et des chemins de fer dans les bassins du Rhin et du Neckar, par MM. François Merkens, de Cologne, Van der Borght, Max Hortung et Landgraf.
- Rôles respectifs des voies navigables et des chemins de fer dans les bassins de l'Elbe et de l'Oder, par M. Pescheck, Conseiller de Gouvernement, à Francfort-sur-FOder.
- L’Elbe, son trafic et ses tarifs, par M. R. Pollack, d’Aussig.
- Rôles respectifs des voies navigables et des chemins de fer en Autriche, par M. Scheomm, Conseiller de Gouvernement, Inspecteur de la Navigation, à Vienne.
- Rôles respectifs des voies navigables ei des chemins de fer en Hongrie, par M. A. Ha-lasz, de Buda-Pest.
- Les grands lacs de l’Amérique du Nord, par M. G. Ely, à New-York.
- Rôles respectifs des voies navigables et des chemins de fer aux Etats-Unis, par M. Ro-bebts, à Pittsburg.
- Mémoire sous le même titre, par M. North.
- Rôles respectifs des voies navigables et des chemins de fer en France, par J. Fleury.
- Bull.
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- compléter, et qu’entre les uns et les autres s’effectuait un partage naturel d’attributions (1). On a vécu pendant quelque temps avec le désir de voir se réaliser cette entente, plus encore qu’avec la conviction qu’elle fût réalisable.
- C’est dans ce sens qu’on s’est exprimé au Congrès de Manchester, et, bien que la résolution qu’on y vota alors ait été reprise à nouveau au Congrès de Paris, je doute qu’elle puisse, cette fois, s’appuyer sur les faits qui nous ont été révélés. M. Pescheck, actuellement Ingénieur en chef à Francfort-sur-l’Oder, autrefois attaché technique de l’ambassade allemande à Paris, où il a laissé les meilleurs souvenirs, a, en nous parlant de ce qui se passait sur l’Elbe et sur l’Oder, conclu que, d’une manière générale, le développement de l’industrie tenait au bas prix des transports des matières premières que seule la batellerie pouvait lui procurer ; et en même temps, ce développement industriel était l’occasion de nouveaux transports pour les chemins de fer.
- C’est là une vérité souvent constatée et que M. Hirsch avait mise déjà en lumière dès le Congrès de Yienne. Mais M. Richard Pol-lack, secrétaire de l’Union de l’Elbe, constate que la batellerie ne limite pas ses opérations au transport des matières premières, pondéreuses et de peu de valeur. Comme de leur côté, les chemins de fer ne se contentent pas des produits Unis, qu’ils recherchent avec ardeur les matières premières, il est difficile de ne pas voir, dans cette double compétition, un fait parfaitement caractéristique de concurrence.
- Si, en Autriche et en Hongrie, les résultats du même genre sont moins faciles à constater, c’est uniquement parce que le parallélisme des deux voies y est très rare et que l’absence de cette condition essentielle empêche le phénomène économique de se manifester. L’étude très approfondie fournie par M. Schromm, l’éminent et très sympathique inspecteur de la navigation à Yienne, contient d’ailleurs cette constatation fort intéressante : c’est que dans cette partie de l’Europe, les transports sont trois fois plus chers par chemin de fer que par eau. Et M. Schromm en conclut, je ne pouvais pas ne pas vous le signaler, que dans les échanges internationaux, la navigation, par des tarifs de transport directs, peut alléger parfois pour le commerce le fardeau des tarifs douaniers protectionnistes.
- Mais c’est encore dans la vallée du Rhin que, grâce aux circons-
- (1) Rapport de M. de Freycinet, ministre des Travaux publics, à M. le Président de la République. (Journal officiel du 16 janvier 1878.)
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- tances locales, les rôles respectifs des chemins de fer et des voies navigables se trouvent le plus nettement définis. Les études très complètes fournies par MM. Van der Borght, Max Hartung, Land-graf et Merkens permettent d’en faire une étude très suggestive. Les chemins de fer parallèles sont en concurrence directe avec la navigation pour le transport de toutes sortes de marchandises. A petite distance, le chemin de fer l’emporte : la voie navigable est préférée pour les longs parcours. Cette concurrence n’est pas sans vivacité et son principal effet, là-bas comme chez nous, est de faire réduire les prix des tarifs de chemin de fer. Les directeurs de ceux-ci ne s’y résignent point sans lutter et cherchent à la fois à créer à la navigation des entraves administratives et légales, et à détourner d’elle, par des campagnes de presse, les faveurs dè l’opinion. On demande à l’État d’imposer à la batellerie des tarifs appelés assez hypocritement, ce semble, rémunérateurs; c’est-à-dire, des tarifs fort élevés. On refuse aux ports du Rhin le bénéfice des tarifs réduits de chemin de fer dont jouissent les ports maritimes ; et bien d’autres hostilités de détail.
- Les auteurs que nous venons de citer, et qui sont, non pas des fonctionnaires mais des négociants, membres des Chambres de Commerce de Cologne, d’Heilbronn, de Manheim, s’en plaignent amèrement. Mais, que le fleuve cesse d’être navigable aux grands bateaux de 700 t à 1 000 t, aussitôt les deux frères ennemis s’embrassent, s’entendent et s’arrangent pour se prêter une assistance mutuelle. Il n’y a plus parallélisme, il y a prolongement, et les deux facteurs du transport en bénéficient. C’est à cette circonstance que Manheim doit le développement de son merveilleux port placé à la jonction naturelle de la partie navigable du Rhin avec le réseau ferré qui dessert, avec l’Allemagne méridionale, une partie de l’Autriche et de la Suisse, et qui reçoit le transit du Saint-Gothard.
- Les mêmes effets, dus aux mêmes causes, se manifestent partout, et les très intéressantes communications des Ingénieurs américains nous en ont apporté une nouvelle démonstration. C’est dans cette vaste partie des États-Unis, qui s’étend entre les grands lacs et l’Atlantique, que l’effet en est le plus sensible..
- Les lacs américains. — Les grands lacs‘américains ont une superficie totale de 247 000 km, soit 435 fois celle du lac de Genève. Ils touchent à huit des principaux États de l’Union, et ont derrière eux toute l’immense étendue du Far-West.
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- Dès aujourd’hui, la navigation y a une intensité qu’on trouverait extraordinaire si l’échelle avec laquelle il faut mesurer les phénomènes économiques aux États-Unis n’était pas d’une autre taille que celle qui peut suffire en-Europe. En 1890, le tonnage qui a passé au Sault-Sainte-Marie, jonction du lac Supérieur et du lac Huron, était de 9 millions de tonnes, c’est-à-dire supérieur à ce qui a passé de marchandises dans le même temps par le canal de Suez. A Détroit, entre le lac Huron et le lac Érié, le mouvement est trois fois plus grand. A la navigation du lac Supérieur et du lac Huron s’ajoute, en effet, celle du lac Michigan, et en particulier celle de sa prodigieuse métropole, la,ville toujours grandissante de Chicago, sur laquelle notre sympathique collègue, M. de Chasseloup-Laubat, nous donnait il y a peu de jours de si instructifs détails (1). .
- Trois voies S’offrent pour prolonger jusqu’à l’Océan le trafic de cette Méditerranée : les chemins de fer, le Saint-Laurent et le canal Érié. Le majestueux Saint-Laurent, émissaire naturel de tout le bassin des lacs, a été mis en état par les Canadiens. Les navires de mer viennent maintenant jusqu’à Montréal. Au delà, jusqu’au lac Ontario, on évite les rapides au moyen de cinq grandes dérivations éclusées, et entre l’Ontario et l’Érié, le canal Welland permet de tourner l’infranchissable obstacle des cataractes du Niagara. Partout, on a 4,20 m de profondeur sur cette longue voie, désormais accessible aux bateaux des lacs, — je dirais mieux, — aux navires, car leur tonnage varie de i 000 à 1 800 tæ.
- Ainsi, entre Chicago ou Duluth, située à l’extrémité du lac Supérieur, et la future rivale de la reine du Michigan, d’une part, et de l’autre, Liverpool, Londres, Hambourg ou le Havre, les marchandises pourront, par cette voie du Saint-Laurent, s’échanger en n’ayant à subir qu’un seul transbordement à Montréal. L’effort pour arriver à ce résultat a été grand ; 300 millions y auront été consacrés par le gouvernement du Dominion : c’est un honneur pour cette forte râce canadienne d’avoir su poursuivre avec une telle persévérance et au prix de tels sacrifices une des œuvres les plus grandioses du génie civil.
- Mais, — il y a un mais, — la distance est longue à parcourir avant d’atteindre la mer. De Buffalo à Montréal il y a 463 km, et 1 730 km ,de Montréal à l’embouchure du fleuve dans le détroit de Belle-Ile : près de 2 200 km ! C’est là le point défectueux. C’est par
- (1) Voir dans le Bulletin du mois d’octobre la. commimication de M. de Chasseloup-Laubat sur Le voyage en Amérique, et principalement à Chicago.
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- là que la magnifique artère canadienne peut être combattue par les voies de communication établies entre New-York et les grandes villes des lacs : Chicago, Buffalo et tant d’autres. Buffalo n’est séparé de New-York, à vol d’oiseau, que par 475 km. Dans cet espace relativement resserré, les railroads se pressent, enchevêtrés, nombreux, collés pour ainsi dire les uns aux autres, en une telle profusion, qu’on s’aperçoit tout de suite que M. de Franqueville n’a jamais été directeur des chemins de fer de l’État de New-York. La règle n’est-elle pas, aux États-Unis, qü’aussitôt qu’un chemin de fer accuse des bénéfices, on doit laisser s’établir telle ligne parallèle qui le demande ? Entre tous ces chemins de fer, les luttes de concurrence sont célèbres. Elles ont dépassé tout ce que l’Europe peut, —je'ne dirai pas avoir vu, —mais avoir imaginé. La peinture qu’en a faite notre collègue, M. Pontzen, dans le récit de sou beau et instructif voyage avec le regretté Lavoinne, est toujours vraie, toujours vivante.
- Le principal effet de ces luttes a été à l’avantage du commerce, par suite de la baisse de tarifs qui en est résultée. Mais la principale cause de la baisse des tarifs des chemins de fer, nos collègues américains l’ont écrit et l’ont dit: c’est le canal Érié (1). Pauvre petit canal, cependant, en apparence. En 1825, il avait 8,53 m de plafond, 1,22 m de profondeur. En 1862, on double à peu près ces dimensions : 1 6,05 m et 2,13 m respectivement. C’est peu de chose encore. Mais la batellerie sait l’utiliser : au halage par chevaux, on a substitué des remorqueurs à vapeur ingénieusement combinés; en sept jours, ils franchissent les 564 km qui séparent. Boston d’Albany, et deux jours leur suffisent ensuite pour atteindre New-York, après un parcours de 240 km sur l’Hudson.
- En un voyage, un convoi transporte ainsi en neuf jours près de 9500 qtx de blé au grand port américain; et à quel prix? 0,005 f par tonne kilométrique, sur lesquels un demi-millime à peine représente le bénéfice. On ne peut pas aller plus bas, semble-t-il.
- Mais il y a un double transbordement : à Buffalo d’abord, à New-York ensuite. On songe à l’éviter, à agrandir et approfondir assez l’Érié, pour que les bateaux des lacs puissent venir à New-York sans rompre charge. Chicago deviendra port de merl lien coûtera 7 à 800 millions de francs, qui se retrouveront dans les économies, réalisées sur les frais de transport, non seulement sur le canal, mais encore sur les chemins de fer, contraints par sa présence à descendre leurs prétentions. Aussi les Américains;
- (1) John Bogart. — Traction de bateaux sur le lac Erié.
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- reconnaissants de son action régulatrice sur les prix de transport, regardent-ils le canal Érié comme l’un des plus importants éléments du développement de leur pays.
- « L’État de New-York, dit M. John Bogart, en maintenant ce * canal en bon état, a contribué à assurer et à maintenir la supré-» matie commerciale de la cité et du port de New-York. »
- Il n’y a donc pas à le nier, ni à se défendre de le constater : la concurrence est l’état naturel et légitime des deux modes de transport; son influence, en-somme, est heureuse, puisque, après tout, c’est au consommateur, c’est-à-dire à tout le monde, qu’elle profite.
- C’était là la conclusion de nos collègues américains; c’était aussi la mienne, si vous me permettez de'le signaler : l’État qui, en France, a assumé le rôle difficile et parfois bien délicat de créateur, conservateur et protecteur à la fois des voies navigables et des voies ferrées, l’État doit, dans une vue d’intérêt général, observer avec un soin scrupuleux la plus rigoureuse impartialité. Mais, grâce aux perfectionnements nombreux de leur outillage, de leur voie, de leur pratique commerciale, les chemins de fer reculent de plus en plus la frontière qui sépare leur action légitime de celle de la batellerie. A celle-ci d’aviser.
- Dixième question. — Amélioration des fleuves dans leur partie maritime (1). — Question complexe et difficile entre toutes; — nous avons eu de fréquentes occasions de le constater ici-même, dans des séances qui ne sauraient être oubliées ; — question non susceptible d’une solution générale, celle de l’amélioration des fleuves dans leur partie maritime trouvera des sources précieuses d’information dans les documents apportés au Congrès par les Ingénieurs éminents, auteurs des recherches les plus nouvelles, des travaux les plus marquants de nos jours. Il me suffira d’en
- (1) Amélioration des fleuves dans leur partie maritime, le Bas-Weser, par M. Franzius, directeur des travaux à Brême.
- Amelioration de l'embouchure de l'Escaut, par MM. Troost, Ingénieur en chef à Anvers, et Vandewin, Ingénieur à Bruxelles.
- Amélioration de l'embouchure des fleuves en Amérique, par M. E. L. Corthell. Ingénieur à Chicago.
- Amélioration de l'embouchure du Rhône, par M. Guérard, Ingénieur en chef à Marseille.
- La Seine maritime, par M. M engin-Lecreulx, inspecteur général ; — suivi d’une Note sur les Tracés rationnels des fleuves, par M. Fargue, Inspecteur général des Ponts et Chaussées.
- Amélioration de la partie maritime des fleuves, par M. Vernon-Harcourt, Ingénieur à Londres.
- Amélioration de la voie fluviale de Rotterdam à la me)', par M. Welker, Ingénieur en chef du Waterstaat.
- La Régularisation des Portes de fer, par M. Bêla de Gonda, Professeur à l’fîcole Polytechnique de Buda-Pesth.
- Les Embouchures du Volga, par M. E. de Timonoff, Ingénieur des voies de communication à Saint-Pétersbourg. '
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- faire l’énumération pour faire comprendre de quel puissant intérêt ont été les discussions de la quatrième question (2).
- Les communications de M. Guérard sur le Rhône, de notre très zélé collègue,. M. Corthell, sur le Mississipi, où il travailla aux côtés du célèbre Ingénieur Eads, celle de M. Welker surles améliorations récentes et si heureuses apportées à la Meuse par l’admirable corps des Ingénieurs du Waterstaat hollandais, par M. de Timonoff, enfin, sur le Yolga, ont fixé l’attention sur les embouchures de ces fleuves se jetant dans des mers ou des golfes où l’amplitude de la marée est nulle ou très affaiblie.
- Par la comparaison qui en a été faite, on a pu, de l’insuccès des travaux exécutés jadis à l’embouchure du Rhône, rapproché de l’heureux effet des améliorations du Danube et du Mississipi, déduire les règles qui doivent guider dans l’amélioration de l’embouchure des fleuves sans marée.
- M. Yernon-Harcourt les a précisées en ce qui concerne le choix de l’emplacement des digues, leur orientation, leur écartement, la longueur à leur donner à la barre. — Il a, et il exprimait le sentiment de la section tout entière, montré qu’il fallait bien se garder de rejeter tout le débit du fleuve dans celui des bras qu’on voulait améliorer. C’est ce qu’on avait fait au Rhône, et c’est là la raison de l’échec subi. Sans doute, on accroit ainsi le volume des eaux dans le bras laissé ouvert, mais aussi celui des alluvions : on s’arme pour détruire la barre, et on lui fournit le moyen de récupérer ce qu’on lui enlève.
- Plus difficile, plus délicate, la question des endiguements dans les embouchures à marée n’a pas paru susceptible de conclusions catégoriques. — Il est même remarquable de constater que, de Congrès en Congrès, le langage devient de plus en plus réservé sur ce point. Mais de tous les faits acquis résulte ce principe capital que, pour arriver à améliorer un fleuve à marée, il faut faciliter autant que possible la pénétration du flot dans l’estuaire et son évacuation; c’est ce queM. Mangin appelle si heureusement la doctrine du libre-échange des eaux entre la terre et la mer.
- (2) En outre des Mémoires indiqués dans la Note précédente, la 4' section a entendu, au cours de ses séances, les communications suivantes:
- De M. le général Comstock, sur le Mississipi;
- De M. Gtterreiro, sur le Tage;
- De M. De Mey, sur l'Embouchure de l’Escaut • _
- De M. Pasquau, sur la- Garonne.
- Le Congrès, dans sa séance de clôture, a exprimé le vœu que ces communications fussent imprimées et distribuées. Ce sera ajouter de nouvelles richesses à une collection déjà précieuse.
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- Un autre résultat a été constaté, non moins précieux pour les améliorations à venir : c’est l’importance et l’efficacité de plus en plus démontrée des dragages. Grâce aux perfectionnements qui y ont été apportés, à rabaissement de son prix de revient qui, circonstance remarquable, tend à devenir à peu près uniforme sur toutes les plages de sable, où qu’elles se trouvent, le dragage peut être considéré dès aujourd’hui comme le facteur principal des méthodes. d’amélioration, auxquelles s’ajouteront bientôt, sans doute, les effets, encore un peu. subtils, de cette science, du tracé des rives, dont le véritable initiateur est M. Fargue, et que le spirituel rapporteur, fécond en mots heureux, appelle si joliment la géométrie fluviale.
- Les expériences poursuivies sur des modèles à échelle réduite par M. Yernon-Harcourt et M. Mengin seront d’un utile secours pour déterminer dans chaque cas les effets probables des divers projets d’endiguement. Déjà, elles ont servi à éliminer, on peut le dire, définitivement certaines conceptions où tout n’était pas prévu.— C’est après en avoir entendu l’exposé qué la section a formulé des conclusions caractérisées que je crois devoir mentionner d’une façon toute spéciale :
- « Les dimensions et la profondeur d’un fleuve à marée, a-t-on dit à la séance plénière, étant surtout, en général, la conséquence de l’action de la marée, tous travaux augmentant le volume et étendant l’influence de celle-ci assurent une amélioration dans le régime de la navigation ; au contraire, tous les travaux restreignant l’entrée de la marée, même si l’énergie donnée au courant produit un approfondissement local, peuvent porter atteinte aux ressources générales qu’un fleuve à marée offre à la navigation. »
- Tel est le résumé, trop long peut-être, et cependant encore fort incomplet des travaux du 5e Congrès international de navigation intérieure. On s’est séparé après avoir fixé le lieu de réunion du prochain Congrès.
- Le sympathique et distingué M. Conrad, dont beaucoup d’entre vous ont éprouvé le mérite et la cordiale affabilité, nous a apporté l’invitation de tenir la prochaine session en Hollande, cette patrie de l’hydraulique, dont l’existence même est le plus merveilleux témoignage de la victoire de l’homme sur les eaux. Nous pouvons pressentir, par ce que nous savons déjà, l’hospitalité que nous y
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- trouverons et, je l’espère, la Société des Ingénieurs civils y sera représentée par un grand nombre de ses membres.
- Excursions. — Je termine en rappelant que notre 5e Congrès, suivant une sage tradition, a entrecoupé ses délibérations d’excursions qui nous ont fourni l’occasion de montrer à nos collègues étrangers quelques-unes des oeuvres dont .notre pays ajustement le droit d’être fier : le beau port de Calais, celui de Rouen, avec ses quais si ingénieusement construits et dont la longue étendue devenue si accessible rappelle tant ceux d’Anvers. Là, sur le port fluvial, pas n’a été besoin de l’intervention administrative pour avoir l’outillage nécessaire. L’industrie privée a suffi à tout : hangars et grues lui appartiennent et sont exploités par elle. Et nous avons eu à faire la même constatation satisfaisante en visitant sous la conduite de notre collègue, M. Paul Darblay, le port d’Essonnes, dont l’aménagement est si bien proportionnée aux besoins de la grande industrie qu’il dessert.
- La Seine, de Paris au Havre, les améliorations dont elle a été l’objet, ses barrages, ses écluses ont excité, sans l’épuiser, l’admiration de tous ceux qui ne les avaient pas encore vus.
- Le canal Saint-Denis nous a fait voir sa nouvelle écluse de 10 m de chute, ouvrage précurseur de l’écluse de 20 m si ingénieusement conçue par M. Fontaine. Sur le canal Saint-Maurice, le halage funiculaire du système de M. Levy s’est remis à fonctionner en l’honneur du Congrès. Et, quand, remontant la Marne, les congressistes sont arrivés à Noisiel, ils y ont reçu, chez M. Menier, cette hospitalité cordiale tout en étant grandiose que connaissent la plupart d’entre nous.
- La dislocation n’a pas eu lieu le lendemain de la séance de clôture. Les organisateurs du Congrès nous réservaient une dernière grande manœuvre qui nous a conduits d’abord au canal de Briare, où l’Administration fait construire actuellement par nos collègues, MM. Daydé et Pillé, un grand pont-canal en acier d’une longueur totale de 663 m, destiné à réunir le canal de Briare au canal latéral à la Loire, au grand bénéfice de la navigation, affranchie désormais des risques de cette traversée de la Loire, si féconde en accidents: De là, remontant le canal du Centre, le Congrès a admiré les beaux ouvrages dont je parlais tout à l’heure, Torcy-Neuf, Longpendu, Montauhry, qui assurent l’alimentation de ce trait d’union entre le bassin de l’Océan et celui de la Méditerranée. Reçus au passage par M. Schneider, un autre membre encore de
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- notre Société, le Congrès a vu forger au Creusot, canons, projectiles et blindages, gages, s’il faut en croire une formule très en honneur dans cette fin de siècle, de cette paix des peuples à laquelle le directeur de cette grande usine nous a fort aimablement conviés à boire avec lui. Lyon est venu ensuite, avec les barrages de la Saône, celui de la Mulatière ; puis, enfin, Saint-Étienne et les gorges pittoresques du Furens.
- Excursion du Rhône. — Ce n’était pas tout cependant. De cordiales invitations retinrent tous ceux que des devoirs pressants n’appelaient pas ailleurs. La Compagnie générale de Navigation nous offrit l’agrément de descendre le Rhône sur un de ses beaux bateaux, et son directeur, M. Larue, sut nous y ménager tous les charmes d’une cordiale et très gracieuse hospitalité. Grâce à l’aimable obligeance de M. Girardon, l’Ingénieur en chef, et de ses principaux collaborateurs, en particulier de M. Clarard, ce voyage a été aussi pour nous une véritable leçon de choses.
- Le Rhône, il y a peu d’années encore, était d’une navigation singulièrement difficile et précaire. Ceux qui l’ont parcouru alors se souviennent de l’insuffisance fréquente du mouillage et des chômages prolongés qui en étaient la conséquence, de la violence du courant sur ces parties sans profondeur qu’on appelait des maigres et des manœuvres difficiles et périlleuses qu’il fallait employer pour franchir les coudes brusques, si nombreux dans le chenal. Cet état de choses n’existe plus. Les travaux de régularisation entrepris depuis 1879 l’ont complètement modifié. Ils offrent ce caractère remarquable et instructif qu’ils reposent sur l’observation des faits ; on a étudié la nature, on a voulu faire comme elle, en donnant dans les passages à améliorer, aux talus la pente, au fond la tenue, aux rives les formes et les inflexions observées dans les bonnes parties du fleuve. On y est arrivé au moyen de digues longitudinales, d’épis orientés diversement descendant plus ou moins profondément sous l’eau, devenant quelquefois des seuils de fond, c’est-à-dire des sortes de digues transversales qui obligeaient les matériaux trop mobiles du fond naturel à quitter les hauts fonds ou maigres pour aller combler les fosses dont la profondeur était inutilement surabondante. On a pu ainsi, non pas uniformiser la pente, ce qui eût été une recherche chimérique, mais assurer la continuité de ses variations, et par suite celle du courant.
- La profondeur du thalweg est ainsi rendu à peu près fixe, quoi-
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- que les matériaux du lit continuent à se déplacer par un mouvement de progression vers l’aval — mouvement dans lequel ils s’usent par le frottement mutuel, diminuant ainsi de dimensions à mesure qu’ils descendent, galets d’abord, puis cailloux, sables enfin au-dessous d’Avignon, et impalpable limon aux embouchures .
- Le tirant d’eau minimum d’étiage qui descendait à 0,40 avant les travaux est aujourd’hui partout supérieur à 1,25. Le nombre des passages qui en basses eaux — c’est-à-dire dans une situation ordinaire, meilleure que celle de l’étiage — ne présentaient pas 1,40 m n’est plus de 104, comme en 1878, mais seulement de 5 — et ces derniers vestiges de l’état de nature disparaîtront bientôt.
- De leur côté, les courbes sont assez améliorées pour qu’elles puissent être franchies avec le seul concours du gouvernail ; celui-ci n’en doit pas moins être manié avec une habileté particulière, et c’est un sujet d’émerveillement que l’adresse avec laquelle les hardis pilotes de la Compagnie Lyonnaise font évoluer leurs longs bateaux de 140 m. Traduites en utilité, ces améliorations donnent les résultats suivants qui m’ont été communiqués par M. Girardon :
- JOURS
- AVANT les TRAVAUX ÉTAT ACTUEL EN NEUF ANS
- jours jours jours
- ( par les glaces 6 1 6 1
- Navigation interrompue . ] par les crues ( par les basses eaux. . . . 19 91 66 ) 14 J 14 77
- Navigation difficile . . . 1 mouillage inférieur à 1,60 m j réduction de charge. . . . ( manœuvres difficiles. . . ., | 129 14 115
- Navigation facile .... ( pleine charge < gouverne facile ( courants maniables . . . . ] 1 ! 145 337 192
- 365 365
- Ou en deux mots :
- Avant les travaux, trois mois de chômage, quatre mois de difficultés, cinq mois de navigation facile; aujourd’hui, quatorze jours seulement de chômage, quatorze jours de difficultés —
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- moindres d’ailleurs qu’avant, — et onze mois de navigation facile.
- Il faut s’entendre toutefois sur ce qu’on appelle navigation facile : la rapidité du courant, conséquence inévitable de sa forte déclivité (1), rend le Rhône peu accessible à ce parallèlipipède, sans formes nautiques, qui s’appelle la péniche. Il y faut un matériel pourvu de puissantes machines pour la remonte, et dont les formes affinées permettent la gouverne à la descente. C’est ce qui explique eu partie que la navigation du Rhône soit devenue une sorte de monopole de fait aux mains de la puissante Compagnie dont le Congrès recevait l’hospitalité.
- Le problème cependant de la circulation du bateau ordinaire sur le Rhône paraît pouvoir être résolu' par le louage. Les entrepreneurs des travaux d’amélioration du fleuve emploient, lorsqu’ils ont à remonter des matériaux de l’aval vers l’amont, une sorte de petit toueur se composant essentiellement d’un bateau quelconque portant une locomobile de quelques chevaux qui actionne un treuil sur lequel s’enroule un câble d’acier de 16 à 18 mm de diamètre et d’une longueur de 10 à 12 km. L’extrémité de ce câble est fixée à la rive ; le toueur le déroule à la descente, l’enroule au contraire à la remonte. C’est ce procédé que compte appliquer à la navigation du Rhône un Ingénieur distingué de Lyon, notre collègue, M. Lombard Gérin ; une Société formée d’éléments lyonnais et à laquelle s’est même rattachée la Compagnie générale de Navigation du Rhône, s’est constituée en vue de cette opération. Les premiers avantages qui apparaissent, c’est de ne pas laisser le câble au fond de l’eau, et par suite d’éviter qu’il ne soit engravé, ce qui arriverait très probablement, étant donnée la mobilité du lit. Il est, en outre, plus facile au toueur de se diriger suivant la courbe du thalweg, c’est lui qui commande la position du câble, et non pas le câble qui commande la sienne, comme cela arrive lorsque le câble est — tel est le cas du touage habituel — inflexiblement tenu à ses deux extrémités. Mais, d’un autre côté, ce câble ne peut pas avoir
- (1) Les pentes kilométriques sont les suivantes :
- PENTES
- l De Lyon à l’Isère. . (.....................0,496 m
- De Lyon à Arles, 282 km............j De l’Isère à l’Ardèche................ . 0,820 m
- ( De l’Ardèche à Arles.................. 0,403 m
- D’Arles à la mer, 46 km. . , . . . . . . . .............................• , . 0,040 m
- Comme terme de comparaison, rappelous que de Paris à Rouen, le parcours de la Seine est de 225 km avec 22,50 m de chute totale, soit 0,116 m de pente kilométrique.
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- une très grande longueur ; et comme le Rhône a 282 km, on sera conduit à le diviser en un assez grand nombre de sections, chacune desservie par un Loueur. Autant de sections, autant de relais, c’est-à-dire de points où le convoi remorqué devra passer d’un toueur au suivant. Cette opération, ce trocage, comme l’appellent les gens du métier, est une opération délicate même en Seine, à plus forte raison sur le Rhône, et il faudra beaucoup d’ingéniosité pour l’assurer sans crainte d’accidents fréquents. On pourrait aussi se demander si l’usure des câbles ne sera , pas très rapide, si sur ce point l’expérience des toueurs actuels ne constituait pas déjà une présomption favorable.
- Je sais que les partisans du touage sur chaîne noyée, confiants dans la vigueur de ce système, croient de leur côté à la possibilité de sa réussite sur le Rhône, surtout depuis l’invention si ingénieuse de notre collègue, M. de Bovet, dont je vous parlais tout à l’heure. Il n’y aurait plus alors qu’une seule chaîne, allant d’Arles à Lyon, sans relais, sans trocages. Il y aurait par contre les chances de recouvrement de la chaîne par les galets et les cailloux du fond, et, à cet égard, tous ceux qui connaissent le Rhône déclarent que c’est là une éventualité qu’il faudrait s’attendre à voir se réaliser.
- Quoi qu’il en soit, ce qu’il faut souhaiter, c’est que ce beau fleuve, baignant des contrées peuplées et productrices, soit utilisé de manière à justifier la dépense des 38 à 40 millions consacrés à son amélioration.
- Le développement de la navigation aura pour effet d’offrir, tant au transit qu’au commerce même de cette riche vallée, des moyens de transport à bas prix. Il influera aussi, — et cette influence commence déjà à se faire sentir, — sur les tarifs des deux lignes ferrées qui courent parallèlement sur l’une et l’autre rive. Le développement de cette navigation exigerait encore, par une conséquence naturelle, de plus faciles communications avec les voies de transport transversales. Ces voies, jusqu’à présent, ne sont reliées qu’aux chemins de fer, qui attirent ainsi à eux tout le trafic, sans crainte de concurrence.
- Il y a bien le canal de Givors, mais il est dans un état tel qu’il ne mérite même pas d’être cité ; et quant à la gare du chemin de fer qui aboutit au même point, des tarifs, fort proches cousins* des tarifs protectionnistes, en interdisent, par le fait, l’usage ; de même à Arles, où la nouvelle gare maritime, créée cependant sous la pression de l’État, reste sans emploi pour la même cause.
- L’idée d’un rapprochement entre le Rhône et le Rhin, dont je
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- parlais plus haut, ne vient-elle pas tout naturellement à l’esprit ? Les deux fleuves ont plus d’un point de ressemblance : les deux vallées sont peuplées et industrieuses, leurs principales productions sont les mêmes: vins, houilles, minerais, produits chimiques; tous deux sont de grands chemins pour le transit, et tous deux encore voient sur leurs rives courir les locomotives de la concurrence. Mais le Rhône coule isolé entre ces deux rubans d’acier, tandis que le Rhin, par ses affluents navigables, par ses canaux, par les têtes de ligne de nombreux chemins de fer transversaux, communique à droite et à gauche avec de vastes régions. Aussi le trafic du Rhin est-il de 3 millions de tonnes, tandis que celui du Rhône atteint à peine 150 000 t, et, pour ne citer qu’un exemple de l’influence de ces situations différentes sur les prix, tandis que le charbon de terre de la Rhür ne coûte que 12 à 15 f dans le bassin du Rhin, celui de Saint-Étienne ne se vend guère moins de 25 f dans la vallée du Rhône.
- Cette situation mérite d’attirer l’attention. Quelques petits chemins de fer d’intérêt local qui se créent en ce moment tentent, il est vrai, d’échapper à la suzeraineté un peu écrasante du grand P.-L.-M. et de se mettre en communication avec le fleuve. Mais ce sont là des tentatives bien modestes encore, et on doit désirer mieux.
- Mieux utiliser le Rhône, c’est également tirer enfin parti de son terminus, cette intéressante création de Port-Saint-Louis, qui, depuis l’insuccès des tentatives d’amélioration des embouchures, est la porte unique ouverte au commerce de la vallée sur la Méditerranée. Pendant longtemps, Port-Saint-Louis a joué de malheur. Il semblerait que quelque fée maligne l’ait frappé d’un sort dès avant sa naissance. Le canal, déclaré d’utilité publique en 1863, n’est achevé qu’en 1871. Puis dix ans s’écoulent sans qu’un navire y pénètre. En 1881 seulement, la Compagnie générale de Navigation, qui doit peut-être une partie de sa fortune à la persévérante continuité de ses vues, fonde une agence à Port-Saint-Louis; aussitôt le trafic naît : il est de 29 822t dès la première année ; il croît d’une façon continue et atteint, en 1891, 275 394 t.
- En dix ans, la Douane a fait à Port-Saint-Louis plus de 9 millions de francs de recettes. — Le croirait-on cependant ? on refuse à Port-Saint-Louis le droit à l’existence, on ne veut pas en faire une commune. Une moitié en appartient à la commune d’Arles, située à 40 km ; l’autre à celle de Fos, avec laquelle il n’existe par terre aucune voie de communication. C’est là, de par la résis-
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- tance assez peu explicable de l’Administration, une situation bizarre et gênante, préjudiciable non seulement au développement de cette intéressante création, mais encore à celui de la navigation du Rhône qui y aboutit, et du commerce qu’on semble vouloir priver des avantages qu’il compte y trouver.
- De Saint-Louis à Marseille, deux heures à peine de navigation. Mais nous n’avons fait que traverser la Cannebière. La Chambre de commerce a cependant tenu à nous recevoir et à nous parler du projet de canal de Marseille au Rhône, auquel, d’après une certaine opinion locale, il faudrait en manière de victime propitiatoire, immoler Port-Saint-Louis. Erreur, croyons-nous, du genre de celle qui consiste à demander la destruction de la navigation au profit des chemins de fer. Sous ce beau ciel de Provence, il y a place pour sa modeste sœur à côté de la reine de la Méditerranée, et leur présence simultanée sur ces rives que recherche l’échange est utile à l’intérêt général.
- Un coup d’œil aux jetées, puis des adieux, dans lesquels au regret de se quitter se mêlait l’espérance de se revoir.
- Telle fut la fin du Ye Congrès de Navigation intérieure. Ceux qui y ont assisté garderont le souvenir des nombreux enseignements ,qu’ils y auront recueillis, et des heures agréables passées au contact de tant d’hommes distingués qui se faisaient apprécier autant par leurs œuvres que par leur caractère.
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- ANNEXE N» 1
- Compte rendu des travaux du Ve Congrès international de Navigation intérieure. Extrait du mémoire sur l’alimentation descanaux par M. Denys, ingénieur en chef des Ponts et Chaussées.
- VOLUME DÉPENSE INTÉRÊT et INTÉRÊT et DÉPENSE PRIX DE REVIENT PRIX DE REVIENT
- DÉSIGNATION DE LA VOIE d’eau versé annuellement dans le bief de partage MODE D’ALIMENTATION TOTALE de AMORTIS- SEMENT AMORTIS- SEMENT D’EX- DE 1 MÈTRE CUBE AFFÉRENT TOTAL
- NAVIGABLE premier de cette •d é m e n se de cette dépense PLOITA- aux à l'intérêt du capital avec avec
- élablisse- au taux au taux dépenses intérêt intérêt
- ment. de 6 pour -100 de 4 pour •100 TION d’exploi- tation à o pour 100 à 4 pour 100 à 6 pour 100 à 4 pour 100
- fr. l'r. l'r. fr. fr. fr. Ir. Ir. fr.
- Embranchement de Nancy. . . . 8 868 000 Machines hydrauliques de Messein. 858 000 51 480 34 320 12 900 0,001 0,006 0,004 0,007 0,005
- Canal de l’Aisne à la Marne. . . 18 000 000 — — de Condé/s/Marne. 2 854 000 171 000 114 000 17 000 0,001 0,010 0,006 0,011 0,007
- Canal de la Marne à la Saône (bief Réservoir de la Liez (pr les 2/3 de sa
- de partage 10 327 000 capacité et de son prix de revient; 2 400 000 144 000 96 000 10 000 0,001 0,014 0,009 0,015 0,010
- Canal de la Marne à la Saône (ver-
- sant de la Saône) 11 745 000 Réservoir de Villcgusien 3 518 000 211 080 140 720 '11 000 0,001 0,018 0,012 0,019 0,013
- Canal delà Marne àla Saône (dans Réservoirs delà Liez, delà Mouche,
- son ensemble) 42 3 40 000 de la Charmes et de Villegusien. 15 871 000 952 260 634 840 41 000 0,001 0,022 0,015 0,023 0,016
- « Machines hydrauliques de Pierre 0,0206
- Canal delà Marne au Rhin . . . 4 800 000 la Treiche et de Valcourt . . . 1 634 000 98 000 65 400 16 300 - 0,0034 0,0136 0,024 0,017
- Canal de Montbéliard à la Saône. 16 000 000 Réservoir 5 928 000 356 000 237 000 30 000 0,002 0,022 0,015 0,024 0,017
- Canal de l’Oise à l’Aisne .... 11 000 000 Mach.hydrauliques de Bourg-Comin 4 208 000 252 000 168 000 20 000 0,002 0,023 0,015 0,025 0,017
- Canal de la Marne à la Saône (versant de Marne) 20 268 000 Réservoir de la Liez (pour 1/3), de la Mouche et de Charmes. . . . 1 067 000 5 654 000 3 232 000 597 000 398 120 20 000 0,001 0,029 0,019 0,030 0,020
- Réservoir de Bouzey alimenté par
- Canal de l’Est (branche sud) . . 14 000 000 une rigole 7 238 000 434 000 290 000 55 000 0,004 0,031 0,021 0,035 0,025
- Machines à vapeur de Longuyon 0,035
- Canal de la Chiers 2 000 000 et deMontigny 2 835 000 170 000 113 000 206 000 0,023 0,019 0,012 0,042
- Canal de la Chiers Machines à vapeur et réservoir de 0,037
- 2 000 000 Mont-Saint-Martin 1 700 000 102 000 68 000 6 000 0,003 0,051 0,034 0,054
- Canal de la Marne au Rhin . . . 1 650 000 Machines à vapeur de Vacon . . . 1 250 000 75 000 50 000 24 000 0,015 0,045 0,030 0,060 0.045
- Totaux et Moyennes. . . 127 658 000 Divers. . . . 44 376 000 2 661 740 1 774 560 428 200 0,003 0,019 0,012 0,022 0,015
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- NOTES
- DE
- NOS CORRESPONDANTS DE PROVINCE ET DE L'ÉTRANGER
- LE CANAL DAMSTERDAM A LA MER
- PAR
- \I. J. I>E KONING
- MEMBRE CORRESPONDANT DE LA SOCIÉTÉ A NIMÈGUE
- Ce canal, ouvert depuis 1876, est en train de subir des modifications de grande importance. Sa section primitive, ayant 20 m de largeur au plafond, accessible pour des navires d’un tirant de 6,5 m, sera notablement élargie et mise en rapport avec la nouvelle écluse à sas d’Ymuiden. Cette écluse a une longueur utile de 205 m, une largeur de 25 m, tandis que la hauteur du buse au-dessous du niveau normal du canal est de 9,5 m. Pour le moment on porte la profondeur du canal à 0,5 m au-dessous du niveau normal et la largeur du plafond à 25 m ; à certains endroits une largeur de 32 m au plafond permettra aux très grands navires de se croiser. Les talus sont à 2 pour 1. La nouvelle écluse permettant le passage de navires d’un calage qui ne passerait pas par le canal, on se propose d’élargir encore la section du canal à mesure que le besoin s’en fera sentir. Les travaux, en exécution pour le moment, seront achevés en 1896.
- J. de Koning,
- Membre correspondant de la ^Société, à Nimegue.
- Bull.
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- ALEXANDRE LAVALLEY
- NOTE SUR SA VIE ET SES TRAVAUX
- (1821-1892)
- Par ses principaux collaborateurs (1)
- Alexandre Lavalley est né en novembre 1821. Son père, médecin distingué de la Faculté de Paris, professa à l’Académie de médecine de Moscou ; sa mère était Russe.
- Élevé dans des principes de libéralisme éclairé, animé d’une saine et large ambition, il n’eut d’autre attrait dans sa vie que le travail, le travail incessant, utile à tous, sans but personnel de fortune et d’honneurs. Si la fortune lui est venue, elle fut la conséquence forcée et la consécra tion de ses succès.
- Il n’aimait pas le bruit ; indifférent aux suffrages de la foule, il n’attachait de prix qu’à ceux de ses pairs. Si des discours ont été prononcés sur sa tombe, ce fut contrairement à ses désirs. Modeste pendant toute , sa vie, il eût préféré disparaître dans le silence, mais les siens n’ont pas cru devoir arrêter des témoignages spontanés de regrets et de reconnaissance.
- A. Lavalley fit toutes ses études à Tours, où sa famille était fixée ; il les commença dans un pensionnat anglais, où il se familiarisa si bien avec la langue anglaise qu’il la parla toujours avec la plus grande facilité et termina brillamment ses .humanités au collège ; il s’y prépara ensuite pour l’École Polytechnique, où il fut reçu en 1840.
- L’Industrie, avec ses larges horizons, le séduisait ; sorti de l’École dans le corps du Génie, il donna sa démission et alla passer deux ans en Angleterre dans un des principaux ateliers de constructions mécaniques, Bury Gurtis et Kennedy, à Liverpool et à Birmingham ; là, la lime et le marteau à la main, passant par les divers ateliers, de la forge au montage et à la conduite des machines, il acquit cette expérience pratique qui lui donna, durant toute sa carrière, une autorité incontestée sur Les ouvriers. Le soir, tout en poursuivant son instruction technique, obéissant, aux sentiments généreux qui l’ont toujours poussé à partager, avec les autres moins favorisés, les fruits de ses études, il faisait un cours de mécanique aux contremaîtres et ouvriers, ses compagnons de travail du jour.
- (1) Note remise par M. Ecl. LavalJey.
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- Ses patrons, — dont il avait si bien gagné la confiance qu’ils l’avaient, chargé de la livraison de leurs machines, — dans les certificats qu’ils lui, donnèrent, prévoyaient les succès qui l’attendaient dans l’avenir. Rentré en France, il ne passa que quelque temps dans les bureaux du matériel des chemins de fer du Nord, sous l’Ingénieur Têtard, puis sous la direction de Le Ghatelier, il étudia, au point de vue commercial, divers tronçons de la ligne de Paris à Lyon.
- Enfin, en 1846, il devenait l’actif collaborateur d’Ernest Gouin, qui venait de fonder la maison Ernest Gouin et Gie pour la construction mécanique et la fabrication encore toute nouvelle en France des locomotives.
- En 1852, à l’époque où naissait l’industrie des constructions métalliques, Lavalley retournait en Angleterre en étudier les premiers spécimens (Victoria Bridge, Menay Bridge), en rapportait les modes de calcul et les procédés de fabrication, qu’il'perfectionna rapidement. Dès lors, la maison Ernest Gouin inaugurait en France cette importante industrie, — dans laquelle elle garde toujours une place prépondérante, — par l’exécution du premier pont métallique, celui d’Asnières, suivi bien-. tôt de ceux de Langon, de Mâcon, de Guloz, de Saint-Sever, etc., en France; de Szegedin, en Hongrie; de Tagliamento, en Italie, etc.
- A Mâcon, à la suite de la déconfiture d’une maison anglaise, qui avait pris la charge de fonder les piles par le procédé atmosphérique, la maison acheva le travail et ajouta à ses diverses industries celle de: la fondation pneumatique, que Lavalley, par ses ingénieux perfectionnements, rendit de plus en plus pratique. C’est ainsi qu’il fonda notamment, à 19 m de profondeur, les piles du pont du Scorf, à Lorient, du pont sur la Loire, près de Nantes, ceux de la grande Compagnie russe.
- L’importance et le nombre des constructions métalliques entreprises par la maison Gouin, en Russie, sous la direction d’Alexandre Lavalley, a marqué une des périodes les plus brillantes de l’expansion de l’industrie métallurgique de la France à l’étranger, comme elle a marqué la consécration des perfectionnements réalisés par Lavalley dans les fondations pneumatiques et dans les constructions des ponts en fer.
- Les grands ponts sur la Dwina à Dunaborg, sur le Niemen à Kowno et à Grodno, sur la Vistule à Varsovie, restent, avec cent autres, les témoignages de ces progrès accomplis par la science, on peut dire par le génie inventif d’Alexandre Lavalley.
- Simultanément à la construction de ces ponts, la maison Gouin fui chargée de percer, près de Kowno, l’unique tunnel qui se rencontre sur la grande ligne de Varsovie à Saint-Pétersbourg.
- Ce travail fut pour Lavalley l’occasion de développer son talent émt-nent de constructeur dans une nouvelle branche de l’établissement des chemins de fer.
- C’est à la suite de ces grands travaux accomplis en Russie que la maison Gouin fut chargée, sous la direction de Lavalley, d’exécuter en deux années le formidable travail de la traversée des Pyrénées sur le chemin de fer du Nord de l’Espagne.
- En 1862, la Compagnie du Nord de l’Espagne, menacée d’un retard considérable dans ses travaux de raccordement avec le réseau du Midi de la France, demanda à la maison Gouin de poursuivre l’exécution de
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- cette jonction à travers les Pyrénées, dont ne venaient pas à bout les entrepreneurs entre lesquels avait été distribué le travail.
- La maison Gouin n’hésita pas à accepter cette difficile entreprise qui devait être achevée dans des limites de temps extrêmement restreintes et qui nécessitait des efforts considérables en même temps qu’une organisation puissante. Gomme ses précédentes, la maison Gouin mena cette œuvre à bonne ûn et dans les délais prévus.
- Ce fut Lavalley qui mit ce travail en train, mais il dut l’abandonner en cours d’exécution. Se sentant fatigué par un labeur incessant et voulant prendre un repos d’au moins quelque temps, il quitta la maison Gouin.
- Mais l’inaction ne convenait pas à cette nature énergique, qui n’avait pas encore donné ce qu’on devait attendre d’elle ; aussi A. Lavalley se laissa-t-il facilement entraîner à s’associer à M. Paul Borel, qui venait de fonder une Société pour l’entreprise des travaux publics. Ils étudièrent ensemble plusieurs grands travaux, notamment la ligne du Brenner, dont l’exécution leur échappa par suite du refus du Parlement autrichien, qui ne voulut pas ratifier le traité passé par le Ministre avec des entrepreneurs étrangers.
- C’est alors que M. de Lesseps sollicita A. Lavalley d’entreprendre l’exécution du canal de Suez. La situation de la Compagnie était critique, le vice-roi venait de lui retirer les corvées qu’il s’était engagé à lui fournir. Il fallait recourir aux moyens mécaniques pour remplacer les hommes qui manquaient.
- Séduit par la grandeur de l’œuvre — considérée par d’illustres Ingénieurs comme à peu près irréalisable — Lavalley alla sur les lieux ; frappé par l’importante différence que présentait le niveau de certaines parties à traverser par le canal avec celui du Nil, il eut l’idée, au moyen de quelques travaux de retenue, de transformer en étangs ces immenses dépressions absolument à sec. Il suffisait pour cela d’y amener les eaux du Nil par des dérivations du canal d’eau douce qui longeait le canal maritime.
- Par ce canal on amènerait ensuite sur place le matériel de dragage nécessaire, et le lit du canal maritime se trouverait creusé par des abaissements successifs de ces lacs artificiels.
- Le problème était résolu ; on pouvait suppléer au manque de bras par le travail mécanique. Revenus en France, Borel et Lavalley traitaient avec la Compagnie universelle du Canal de Suez, entreprenaient l’exécution complète du canal et la menaient à bonne fin, sans tâtonnement, avec la sûreté que l’on sait. Le canal était livré à la navigation le 17 novembre 1869, trois mois avant l’expiration des délais fixés par le traité, et aux conditions de prix établies à l’origine.
- Outre les travaux de creusement du canal qui était le but de ,leur entreprise et pendant leur exécution, les associés avaient, sur la demande de la Compagnie, opéré le remplissage des lacs amers avec l’eau venant de la Méditerranée. Cette opération gigantesque, qui consistait à amener sur un parcours de plus de cent kilomètres des centaines de millions de
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- mètres cubes d’eau, fut accomplie sans accident, dans un délai de six mois. Le réglage des déversoirs avait été calculé avec une telle précision, que le courant n’entrava jamais le travail de plus de cinquante dragues échelonnées entre les lacs et Port-Saïd, ni leurs porteurs de déblais, et que, même dans leurs parties les plus friables, les berges du canal ne furent attaquées nulle part.
- L’un des associés, Paul Borel, n’eut pas la satisfaction du triomphe ; il était mort un mois avant l’inauguration.
- Dans cette colossale entreprise, dont les détails d’exécution furent exposés par Lavalley à la Société des Ingénieurs Civils de France dans les séances des 7 et 21 septembre 1866, 26 juillet 1867 et 27 novembre 1868, — cet Ingénieur déploya ses puissantes facultés organisatrices, sa science et son ingéniosité mécanique.
- Des chantiers à créer sur les 150 kilomètres de parcours du canal, un nombreux personnel à rassembler, à fournir de tous les éléments nécessaires à la vie, au travail : dix mille chevaux-vapeur répartis entre des appareils de toute sorte (dragues à long couloir, à déversoirs, porteurs de déblais, élévateurs, plans inclinés, pompes, etc. etc., appropriés aux terrains à déblayer) à imaginer, à faire construire, des ateliers de réparations, des magasins à approvisionner en pièces de rechange, en matières de toutes sortes par des expéditions d’Europe, 4 à 500 tonnes de charbon à recevoir et expédier par jour, aux divers appareils, enfin l’administration d’un nombreux personnel à faire vivre, à soutenir comme moral dans un pays dépourvu de toutes ressources et sous un climat brûlant, Lavalley fit face à tout, sans aucune hésitation, sans aucun insuccès dans ses prévisions.
- Mais aussi le chef savait gagner à lui son personnel par sa passion, son énergie, son exemple infatigable et sa sollicitude pour son bien-être et son avenir. Pas un employé de quelque grade que ce soit, depuis l’Ingénieur en Chef jusqu’à l’expéditionnaire, qui ne fût intéressé au succès de l’entreprise ; pas un qui n’v contribuât par les primes ingénieusement attribuées à chacun pour son travail.
- L’élément libre indigène, traité sur le môme pied que l’Européen, affluait sur les travaux,' si confiant dans la loyauté de l’entreprise que, malgré elle, elle était souvent obligée de conserver dans ses caisses les économies faites par les Fellahs, naturellement si défiants, jusqu’au moment de leur retour chez eux. C’est ainsi que l’entreprise amenée, pour la facilité de ses payes, à créer une petite monnaie fiduciaire, dut, pendant des années, laisser au Caire une somme pour rembourser les porteurs qui pourraient demander à échanger le solde de cette monnaie, répandue qu’elle avait été jusque dans la haute Egypte où elle avait fini par avoir cours.
- Le Canal livré à la navigation, la Compagnie, — témoignage le plus élevé qu’elle put donner à son entrepreneur en reconnaissance de ses talents, de sa loyauté, de son désintéressement, — nomma A. Lavalley
- (1) Cet énorme matériel, qui coûta plus de quarante millions de francs, fut construit en majeure partie par la maison Ernest Gouin et Cic et les Forges et Chantiers de la Méditerranée.
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- ' son Ingénieur en chef et le chargea d’organiser le service du parachève--ment du canal et de son entretien ; au surplus, quelques années après, 'en 1874, Lavalley ayant, après l’organisation de ces nouveaux services, adonné sa démission, M. F. de Lesseps, comme Président-Directeur de la Compagnie, lui donnait le certificat suivant : r
- « Je soussigné, Président-Directeur de la Compagnie du Canal de *» Suez, certifie que M. Alexandre Lavalley a exécuté, comme entrepre-» neur général, les travaux du canal de Suez, que sa science, son génie » inventif, son caractère loyal et dévoué, auquel j’ai souvent rendu » justice, ont triomphé de tous les obstacles et ont assuré la réussite de » l’entreprise, regardée comme impossible par de célèbres Ingénieurs.
- » J’ajoute, à son honneur, qu’après avoir exécuté pour 160 millions de » francs de travaux, la Compagnie universelle a reconnu la parfaite ré-» gularité de sa gestion, pour laquelle je lui ai voué amitié et reconnais-» sance.
- » Je suis heureux de lui donner ce nouveau témoignage, s’il peut lui
- être utile partout où il pourra entreprendre des travaux, persuadé qu’il • » les mènera à bonne fin.
- - » Caire, le 2 février 1874.
- » Signé : Ferd. de Lesseps. »
- Chevalier de la Légion d’honneur depuis 1853, Lavalley était nomme Officier en 1868, et recevait, à l’inauguration du canal, de hautes distinctions des grandes puissances.
- L’Académie des Sciences lui avait décerné, en 1868, le prix de méca-. nique (dragues et autres appareils mécaniques appliqués au creusement du canal de Suez).
- La guerre lui fit des loisirs forcés, pendant lesquels il prêta son actif concours à l’armement de son département, le Calvados : Gambetta garda toujours le souvenir de son utile collaboration.
- Dès que la situation du pays le permit, toujours intéressé par les . grands travaux hydrauliques, il étudia une drague à succion, construite par Fives-Lille, qui permit d’effectuer les dragages en mer du port de Dunkerque, travail qu’on ne pouvait exécuter avec les appareils connus. .Le succès fut complet. En même temps, sur la demande du vice-roi, il f alla en Egypte pour créer un nouveau système de canaux d’irrigation ;
- : le manque d’argent seul empêcha l’exécution de son projet.
- En 1875 et 1876, il étudiait, avec l’aide de.MM. Potier et de Lapparent, „ Ingénieurs des mines, et de M. Larousse, Ingénieur-hydrographe, le canal sous la Manche. Les recherches, qu’il dirigea avec sa précision : ordinaire, ayant nettement démontré la possibilité de l’exécution de cette ( grande œuvre, il en obtint du Gouvernement français la concession avec - Michel Chevalier. La Compagnie était formée et il n’a manqué jusqu’à présent que l’adhésion de l’Angleterre pour que lès travaux fussent commencés. '
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- En 1874, sur l’invitation dn Ministre de la Marine et des Colonies, qüî mit à sa disposition les fonds nécessaires, il étudiait le projet du port de la Pointe des Galets, à la Réunion, imaginé et proposé au ministère par le capitaine de frégate, Pallu de la Barrière, qui en avait obtenu la concession. v
- La construction d’un port dans ces mers à cyclones avait été jusqu’alors réputée impossible, et la colonie ainsi que la métropole avaient déjà fait pour cet objet des sacrifices considérables sans, arriver à un résultat. Séduit par l’énormité môme des difficultés à vaincre, malgré les conseils de plusieurs éminents Ingénieurs anglais et français, ses amis, après une étude approfondie, il n’hésita pas à entreprendre ce travail. Et cependant, quelque remarquable quelle pût être, cette œuvre ne pouvait pas ajouter beaucoup à sa réputation, dans un pays si lointain et si peu visité.
- De concert avec son collaborateur, M. Molinos, il forma une Compagnie avec la garantie de l’État et se mit à l’œuvre.
- On peut dire que M. Lavalley a encore marqué là son passage par de nouveaux progrès dans l’art de l’Ingénieur. Les comptes rendus de la Société des Ingénieurs civils (séances des 7 novembre 1884 et 17 février 1886) contiennent un exposé complet du projet et de la construction du ,port.
- Parmi les aperçus remarquables et les procédés pleins d’ingéniosité qui abondent dans ce travail, on ne retiendra ici que ce qui est relatif au point le plus délicat de la construction, à l’établissement des jetées. Celles-ci se composent de blocs artificiels de 120 t, mis en place régulièrement au moyen d’appareils spéciaux, construits par la Société de Fives-Lille et sur des principes imaginés par A. Lavalley. Ces appareils sont devenus classiques dans les cours de constructions et ont été utilisés depuis dans des travaux analogues en Europe.
- Le port ne pouvant, par sa situation, servir qu’au commerce d’une moitié de cette île hérissée d’obstacles, il fut décidé qu’on le compléterait par un chemin de fer faisant le tour de l’ile.
- La construction de ce chemin de fer, à voie de 1 m, a aussi marqué un progrès dans le système des chemins de fer à voie étroite. Il n’en existe sans doute pas, dans le monde entier, où plus de difficultés se soient trouvées réunies dans un plus petit espace.
- Ponts de 5 et 600 m sur des torrents jusqu’alors réputés infranchissables, viaducs de 30 et 40 m de hauteur, tunnels de S et 6 km, il semblait qü’on eût à plaisir réuni toutes les difficultés pour montrer de quelles ressources peut disposer en des mains habiles la science de l’Ingénieur.
- Commencés à la fin de 1878, les travaux furent terminés, pour le chemin de fer, en 1882, et, pour le port, en 1886. Depuis cette époque, malgré les plus violentes tempêtes, chemin de fer et port ont vaillamment résisté, et l’dh n’a plus à déplorer ces terribles naufrages qui faisaient presque tous les ans de si nombreuses victimes.
- Malheureusement, A. Lavalley ni ses associés ne purent profiter des sacrifices de toute espèce qu’ils s’étaient imposés pour cette œuvre.
- En cours d’exécution des travaux de dragage du port, on rencontra un banc d’énormes galets,, que de nombreux sondages n’avaient pas révélé;
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- il fallut, pour l’enlever, recourir à de nouveaux appareils pneumatiques spéciaux qu’on dut faire venir de France. Ce travail imprévu demanda un surcroit d’efforts et de sacrifices pécuniaires.
- Par suite, la Compagnie avait épuisé pour la construction toutes ses ressources, y compris le bénéfice considérable qu’elle avait retiré de l’émission des obligations et qu’elle n’avait pas voulu conserver pour elle-même, bien qu’au point de vue légal, cet acte eût été irréprochable.
- Par une exception bien rare, l’exploitation se suffisait à elle-même dès les premiers jours. Mais il y avait à paver à l’État une redevance annuelle, pour laquelle on ne voulut consentir aucun atermoiement. Hors d’état, pour le moment, de satisfaire à cette clause de son contrat, la Compagnie dut se retirer.
- M. Lavalley ne protesta pas contre une mesure aussi rigoureuse et à laquelle il serait peut-être difficile de trouver des précédents. Les services rendus et les sacrifices faits auraient pu faire espérer une solution plus bienveillante. Il se retira, appauvri comme ses associés, avec la consolation d’avoir créé une œuvre de progrès et d’humanité.
- Passionné pour tout ce qu’il entreprenait, mais passionné avec réflexion, pas une décision n’était prise par lui qui n’eût été dictée par une étude approfondie; aussi, ses programmes étaient-ils acceptés par ses collaborateurs, sans appel, étant toujours reconnus justes.
- C’est ainsi qu’il put mener à bonne fin toutes ses œuvres, suivi par un personnel toujours dévoué qu’il savait s’attacher par une sorte de fascination morale, autant que par son exemple entraînant et sa sollicitude pour tous.
- Malheureusement, les séjours qu’il avait dû faire sous ce climat débilitant de la Réunion, les préoccupations de toute espèce, inséparables de travaux si difficiles et exécutés à de . si grandes distances, avaient épuisé ses forces.
- Après l’achèvement du port et du chemin de fer de la Réunion, Lavalley se retira à la campagne, dans sa propriété de Bois-Thillard (Calvados) , qu’il avait créée, dans un site admirable, avec le goût et le soin qu’il apportait à toutes choses, se servant simplement d’ouvriers dont il se plaisait à diriger lui-même les travaux comme un contremaître, entrant dans les moindres détails.
- Sa réputation, ses connaissances pour ainsi dire encyclopédiques lui créèrent une place à part dans son département ; il était nommé sénateur en 1885 ; au Sénat, sa vue, déjà affaiblie, sa modestie naturelle l’empêchèrent de jouer un rôle en vue; mais, par son expérience des affaires, la sûreté de ses jugements, il rendit, dans les Commissions dont il fit partie, des services très appréciés.
- Membre de la Société des Ingénieurs Civils de France depuis de longues années, il en fut le Président en 1817. Il était également membre de l’Institution des Ingénieurs Civils Anglais, témoignage de la haute considération dans laquelle on le tenait en Angleterre^
- En 1891, la Société amicale des anciens élèves de l’École Polytech-
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- nique lui confiait la présidence de son assemblée annuelle, honneur qu’elle réserve à ceux de ses membres qui l’ont le plus illustrée.
- Président du Conseil d’administration de l’école Monge, il dirigea la construction et l’installation de cette école, qu’on sait être un des établissements scolaires les plus complets et les mieux réussis.
- Président de la classe 52 (Machines et Appareils de la Mécanique générale) à l'Exposition de 1889, il a apporté à son organisation son ardeur ordinaire, que ses collègues voulurent reconnaître par un témoignage spécial.
- Appelé, en 1889, à la présidence du Conseil d’administration de la Compagnie d’assurances sur la vie, la Confiance, dont il était membre depuis la fondation de la Compagnie, A. Lavalleya terminé sa brillante carrière d’ingénieur, si bien remplie par les travaux les plus considérables, en se partageant entre ses devoirs politiques et l’étude.de cette industrie si spéciale et si peu connue de l’Assurance, examinant aussi bien les questions techniques que les questions financières, et y apportant toujours, avec sa longue expérience des affaires, la compétence d’un esprit supérieur, inaccessible à toute défaillance jusqu’à ses derniers moments.
- Ses avis, sa méthode d’examen, son jugement si sûr en toutes choses ont laissé une trace profonde, dont la Compagnie ressentira longtemps les bons et utiles effets.
- Le Comité qui a pris l’initiative d’un monument à ériger à Alphand, avait, à l’unanimité, choisi A. Lavalley pour président, le jugeant des plus dignes à célébrer la mémoire de cet autre infatigable travailleur.
- C’est à Bois-Thillard, où il travaillait toujours, se tenant au courant de tous les progrès de la science qui le ravissaient et lui faisaient, il le disait souvent, tenir à la vie, qu’il est mort, entouré des siens, de l’estime, de la reconnaissance, de l’affection de la population au milieu de laquelle il vivait. Il n’avait cessé de lui rendre les services que lui inspirait son dévouement au bien public et que lui permettait sa grande expérience, ainsi qu’en témoignent les discours qui ont été prononcés sur sa tombe et dont nous reproduisons les principaux ; on y retrouve bien les côtés divers de cette nature d’élite.
- Discours de M. Vatin, Préfet du Calvados. ,
- « Le regretté sénateur dont nous entourons la dépouille mortelle a souvent exprimé le désir qu’aucun discours ne fût prononcé sur sa tombe. Ce vœu portait l’empreinte de la haute et rare modestie qui a été la caractéristique de la vie de l’honorable M. Lavalley.
- » Dussions-nous contrevenir à l’une de ses dernières volontés, j’estime que nous ne pouvons nous séparer sans avoir adressé à l’homme de bien, si prématurément couché dans la tombe, nos hommages et notre suprême adieu, à sa famille l’expression de nos profondes sympathies.
- » Ami de l’étude et de la retraite, M. Lavalley semblait rechercher l’obscurité ; il lui répugnait, d’entendre et de faire parler de lui : il a passé ignoré de la foule, dédaigneux de la réclame, mais obligeant, empressé, multipliant ses services avec la plus discrète activité.
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- ' . » Sa carrière doit être donnée en exemple. Elle a été laborieuse entre toutes; elle l’a conduit à la fortune et aux honneurs. Sorti de l’École polytechnique, M. Lavalley, dont la sagacité égalait l’intelligence, com-
- prit que la science et la théorie ne suffisent pas dans la bataille de la vie, que leur puissance productive est décuplée par la pratique ; il se rendit en Angleterre, où il se fit simple ouvrier, puis .chauffeur-mécanicien, avant d’embrasser définitivement la carrière d’ingénieur civil.
- » C’est en cette qualité, qu’il présida à l’entreprise des dragages du canal de Suez, entreprise qu’il mena à bonne fin, au milieu de difficultés inouïes, dont notre génération a gardé le souvenir. Il, a attaché son nom à l’œuvre colossale qui a rapproché à jamais des pays de l’Occident les contrées mystérieuses de l’Extrême-Orient, qui a fait des grandes places de commerce de l’Inde, de la Chine et du Japon les tributaires de la Méditerranée, de Marseille et, par conséquent, de la France.
- » Elu sénateur du Calvados en 1885, M. Lavalley vint prendre place au milieu des républicains et des libéraux. Son aménité, sa bienveillance, la probité de sa vie attirèrent sur lui l’attention de ses collègues, qui ne tardèrent pas à l’appeler à la vice-présidence du centre gauche, du Sénat.
- » Presque en même temps, il recueillait un hommage plus flatteur encore : après la Société des Ingénieurs Civils, qui le plaçait à sa tête, ses anciens camarades de l’École Polytechnique lui confiaient la présidence de leur éminente association, distinction des plus hautes, réservée uniquement à ceux qui ont le plus illustré notre grande École.
- . » Une existence vouée tout entière à l’étude, aux affaires industrielles, aux travaux les plus ardus, de longs voyages, des séjours prolongés au milieu des sables brûlants de l’Egypte orientale et de l’Arabie Pétrée, devaient, à la longue, miner et user la belle organisation de M. Lavalley. Ainsi qu’il devait arriver, sa vue s’affaiblit peu à peu, au point qu’il devint indispensable de recourir à des opérations successives. La dernière que dut subir l’honorable sénateur et dont il supporta les conséquences avec une sérénité et un courage stoïques, vient de l’enlever prématurément à l’estime publique et à l’affection des siens.
- » Telle est, en trop peu de mots, la carrière si bien remplie de l’homme auquel nous rendons les derniers devoirs. M. Lavalley a été un citoyen utile à son pays. Sa modestie n’eut d’égale que sa bonté. Son nom honore le département qu’il a représehté pendant sept ans. Le Calvados, qui a le culte de ses morts, ne l’oubliera pas. »
- Discours de M. J. Fleuri), membre...du .Comité des Ingénieurs Civils de France.
- « Messieurs,
- » M. le Président de la Société des Ingénieurs Civils de France, retenu par d’impérieuses obligations, n’a pas pü, à son grand regret, venir
- se joindre à nous ; c’est à moi que notre Société a confié l’honorable et douloureuse mission d’apporter sur cette tombe, avec ces quelques fleurs, un suprême hommage à celui qui fut un de ; nos plus illustres présidents. La brillante carrière d’Alexandre Lavalley, cette vie laborieuse,
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- pleine de grandes œuvres et d’éclatants succès, rejaillit en honneur et en considération sur la profession d’ingénieur civil et sur notre Société, qui le compte au nombre de- ses membres les plus influents et les plus
- • dévoués.
- » Ses conseils, son appui, manqueront maintenant à beaucoup dont il était le guide, la lumière, l’ami. Ils nous manqueront à nous tous, qui, dans des proportions diverses, depuis les plus modestes emplois jusqu’à la collaboration la plus étroite, avons été associés — et ce souvenir, en ce lieu, en cet instant, redouble mon émotion — à nous, dis-je, qui avons été associés à ses admirables travaux.
- » Ah! ses travaux! avec quelle hauteur de vues, quelle infaillible sûreté d’appréciâtion, quelle autorité, il en dirigeait et l’étude et l’exécution !
- » L’extraordinaire ascendant qu’il exerçait n’était, après tout, que la fascination légitime d’un génie supérieur. Tous ceux qui l’ont subie, cette faculté dominatrice, ont rendu à Alexandre Lavalley l’hommage que, sous sa vigoureuse impulsion, ils étaient devenus plus forts, plus aptes à produire tout ce dont ils étaient capables.
- » Et cet homme n’est plus! Et cette lumineuse intelligence s’est éteinte! Et cette entraînante volonté, qui, sur les fleuves glacés de la Pologne, au milieu des sables de l’isthme égyptien, ou sur les rivages de nos lointaines colonies, surexcitait les énergies de milliers de travailleurs, cette volonté, on n’en sentira plus les effets !
- » Ah ! Messieurs, quelle perte pour nous tous! Quelle perte pour notre pays, dont de pareils hommes sont et l’honneur et la force !
- » Mais ses œuvres lui survivent! chacun de nous conservera fidèlement sa mémoire. Nous lui devrons de profitables enseignements. Nous saurons, en nous rappelant ce qu’il fut, que, quelle que soit l’ampleur des facultés de l’esprit, il leur faut toujours la virile fécondation du travail et de la puissante méditation. Nous retiendrons, nous, Ingénieurs civils, qu’à ses yeux — et je le lui entendais répéter, il y a peu de temps encore — l’un des plus beaux côtés de notre profession est d’être consacrée au développement de la civilisation, et, par conséquent, au bien
- • des autres hommes; et, saisissant le sens élevé de cette appréciation, nous dirons, Messieurs, que ce grand esprit était un grand cœur.
- » Adieu, maître illustre ! au nom de ceux que ta puissante main façonna pour le travail utile et fécond ; au nom de cette Société des Ingénieurs Civils de France, qui te doit tant d’éclat, qui ne t’oubliera jamais, adieu ! »
- Discours de M. Quetel, maire de Pont-l’Evêque.
- «KJ ; ...'
- « Je ne puis, Messieurs, laisser fermer cette tombe sans témoigner par quelques paroles d’adieu des regrets que laisse notre cher sénateur - parmi la population de notre contrée, car, bon et serviable, M. Lavalley, comme sénateur ou comme maire, était toujours à la disposition de tous,
- lorsqu’il s’agissait de rendre service, et l’illustre Ingénieur qui fit l’un <des plus grands travaux du siècle ne dédaigna pas plus d’une fois de
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- mettre sa science à notre disposition pour faire exécuter les travaux de la ville que j’ai l’honneur d’administrer.
- » Aussi est-ce un hommage de reconnaissance qu’au nom du Conseil municipal et de la ville de Pont-l’Evêque j’exprime sur cette tombe avec les regrets de tous, dans un suprême adieu.*
- Discours de M. le docteur Prévost.
- « Messieurs,
- » Les discours éloquents que vous venez d’entendre vous ont montré, dans l’homme éminent dont nous regrettons la perte, le savant profond, l’Ingénieur habile, toujours apte à résoudre les plus difficiles problèmes comme à triompher des plus sérieux obstacles, et dont la haute et puissante intelligence se révéla parfois par de véritables traits de génie.
- » A côté de ces brillantes manifestations d’une organisation tout exceptionnelle, se rencontraient-, chez M. Lavalley, des qualités et des talents spéciaux, d’un ordre plus modeste sans doute, mais qui dénotaient en tout sa supériorité et complétaient admirablement l’ensemble de cette nature d’élite. '
- » C’est ainsi que, doué de connaissances approfondies en agriculture et en horticulture, il sut créer en quelques années, sur un coteau presque stérile, un grand et magnifique domaine. Jetez un regard autour de vous, Messieurs, examinez cette habitation, ce parc, ces jardins et ces vastes serres, vous y trouverez partout la marque de l’homme de goût, le cachet de la science et de la distinction.
- » Toujours animé de ce libéralisme particulier aux hommes de réelle valeur, et qui consiste à divulguer et à répandre, au profit de tous, les connaissances qu’ils ont personnellement acquises, M. Lavalley fonda en 1880 la Société d’horticulture de l’arrondissement de Pont-l’Evêque. C’est dans un banquet, offert le 10 octobre par M. Julien, maire de Pont-l’Evêque, à quelques jardiniers qui avaient rendu des services à la ville et auxquels étaient venus se joindre Jous les amis de l’horticulture, que furent posées, d’une façon définitive, les bases de cette association. Il est certain, disait M. Lavalley, dans le discours qu’il prononça à cette réunion, « que notre Société naissante entrera prochainement » dans une phase de prospérité que nous font espérer les sympathies » qui l’ont saluée à son aurore. Aujourd’hui, ce n’est encore qu’une » tige frêle et délicate. Objet de tous nos soins, l’arbrisseau grandira » et enfoncera ses racines dans un sol parfaitement préparé. Bientôt, » dès lors, l’arbre étendra ses rameaux nombreux sur ceux qu’il est » appelé à ombrager, et ses fruits viendront leur fournir les secours » que, dans nos prévisions, nous voulons leur procurer. C’est, du moins, » l’espérance des fondateurs de la Société qui ne cesseront, en aucun » temps, les membres jardiniers peuvent en être assurés, de tendre a » ce noble but, marqué par la plus fraternelle des préoccupations de » chacun d’eux. »
- » Ces charmantes et bonnes paroles, tout empreintes d’un vif sentiment de vraie démocratie et de sollicitude passionnée pour les travailleurs,
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- ne furent pas dè vaines promesses. Sous la puissante impulsion de son fondateur, la Société d’horticulture devint promptement nombreuse et florissante. Des concours, organisés dans diverses localités de notre arrondissement avec l’esprit d’ordre et le goût parfait d’un tel président, ne tardèrent pas à démontrer aux horticulteurs de la région Futilité de cette création nouvelle et les nombreux avantages que le commerce et l’industrie horticoles pouvaient en retirer.
- » M. Lavalley fut aimé et respecté de tous les jardiniers, parce qu’il les aimait lui-même, et qu’aux précieux conseils qu’il leur donnait, il savait joindre les récompenses et les encouragements de toutes sortes. Lorsque, quelques années plus tard, la confiance éclairée de ses concitoyens lui donna un siège au Sénat, ce fut avec un profond regret qu’il abandonna la présidence de la Société d’horticulture dont il croyait ne plus pouvoir s’occuper avec tout le zèle et tout le dévouement qu’il lui avait prodigué jusqu’alors. Mais s’il la priva de sa présence, il ne cessa ni de l’aimer, ni de lui témoigner, en toute occasion, sa généreuse sympathie. Les médailles d’or et les objets d’art qu’il s’empressait, avec tant de plaisir, d’offrir chaque année aux lauréats de 110s concours, resteront toujours chez nos jardiniers comme un témoignage éclatant de l’intérêt qu’il portait aux hommes de travail et de progrès.
- » Qu’il me ' soit donc permis, Messieurs, comme président de la Société, de venir, au bord de cette tombe, en mon nom personnel et au-nom de tous nos sociétaires, dire un suprême adieu et adresser un dernier hommage de reconnaissance au fondateur et au bienfaiteur de notre association. »
- Discours de M. Louis Le Bourg, adjoint de Reux.
- « Au nom du Conseil municipal et des habitants de la commune de Reux, je dis un éternel adieu à notre illustre maire.
- » Il ne m’appartient pas de parler des travaux de ce grand homme, dont le nom est universellement connu ; je ne veux dire qu’un mot des services qu’il nous a rendus.
- » Émerveillé de notre site, à son retour de l’isthme de Suez, en 1872, il vint ici planter sa tente. C’est là que nous apprîmes à le connaître.
- » M. Lavalley a, de ses propres deniers, doté la commune de routes. Maire de Reux depuis cinq ans, avec les modestes économies que nous avons pu faire chaque année, il a trouvé moyen de réparer l’église, le cimetière, aménager une fontaine couverte et améliorer les chemins vicinaux si utiles à l’agriculture.
- » Son souvenir ne périra pas parmi nous ; nous nous unissons tous pour lui dire au moment suprême : Merci et adieu ! »
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- CHRONIQUE
- N» 155
- Sommaire. — De plus grandes vitesses sur les chemins de fer. — Moteur à acide carbonique pour tramways. — Appareil de désinfection. — Peinture mécanique. — Le cinquantenaire d’nn chauffage à vapeur.
- De plus grandes \ilesses sur les elaeuiiiis de fer. —
- L’accraSsmênTïïeTa'vît^sé^ïïriesYhëmîhadeïëresta ï’onlre'Su'jÔnr. Certaines personnes croient que cet aecroissemént nécessite un changement de moteur, et que l’électricité seule peut donner une solution satisfaisante. Pour d’autres c’est surtout une question d’exploitation et avant tout de sécurité, où le moteur n’a que peu à voir.
- M. Mac Alpine, du Old Colony R. R., a traité ce sujet d’une manière très remarquable dans une réunion récente du New England R. R. Club, et nous pensons qu’un résumé de cette communication trouvera utilement sa place dans les chroniques de notre Société.
- Stepbenson, en se faisant l’avocat des chemins de fer à traction par locomotive, promettait des vitesses de 20 km à l’heure. Ces promesses ont été rapidement dépassées et, dans le concours même de Rainhill, on a réalisé près du double. En fait, la vitesse a été toujours en augmentant, et aujourd’hui, que des trains font.en marche régulière 65 à 80 km à l’heure, on entend encore réclamer des accroissements de vitesse. C’est le devoir des Compagnies de satisfaire aux demandes raisonnables du public^
- Il s’agit,de voir si, en ce qui concerne la vitesse, les demandes du public peuvent être satisfaites d’une manière pratique.
- Dans l’opinion de l’auteur, on peut d’abord poser la question d’une manière générale sur le terrain suivant : sauf, bien entendu, quelques exceptions, une vitesse est réalisable en pratique si le public est disposé à la payer. Si on trouve des voyageurs qui veuillent faire en trois heures le trajet de Boston à New-York, qui exige actuellement six heures, et payer un prix convenable, on peut satisfaire matériellement à leur désir. Il n’est pas douteux qu’on puisse faire des locomotives qui traîneront des trains relativement légers à des vitesses de 120 à 150 km à l’heure, et on peut concevoir un chemin de fer établi de manière que ces vitesses y puissent être réalisées avec une sécurité suffisante. Qu’une telle ligne puisse être établie et exploitée avec un revenu suffisamment rémunérateur pour les capitaux, c’est une autre question et il n’est pas inutile de développer les raisons qui font qu’une exploitation de ce genre ne pourra probablement pas être réalisée de sitôt.
- Une des questions les plus importantes, sinon même la plus importante de toutes, est de savoir comment, une fois qu’on aura mis un train en mouvement à ces vitesses, on pourra l’arrêter et dans quelles limitas.
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- M. G-. Westinghouse, une des premières autorités sur la question,' nous apprend qu’avec un frein agissant sur toutes lés roues d’un train et fonctionnant avec une perfection théorique, la vitesse étant de 145 km à l’heure au moment de l’application du frein, elle sera encore, au bout de 10 secondes et 445 m de parcours, de 97 km à l’heure, et il faudra encore un espace de 366 m pour arrêter complètement le train, de sorte que l’arrêt n’aura eu lieu qu’après un parcours total de 710 m.
- Mais en pratique, les choses ne se passent pas ainsi et on doit admettre que, dans les conditions les plus favorables, le train n’aurait sa vitesse, réduite à 97 km qu’après 16 secondes et que le parcours, jusqu’à l’arrêt complet, serait encore, à partir de ce moment, de 549 m.
- La question peut se poser de la manière suivante :
- 10 Est-il possible absolument de réaliser le desideratum répondant aux vitesses indiquées plus haut?
- 2° Est-ce possible d’une manière pratique ?
- La réponse doit être Oui à la première question, et Non à la seconde. Non, parce qu’il n’est pas probable qu’on retirerait dans ces nouvelles conditions un revenu suffisant pour rémunérer les dépenses d’établissement et d’exploitation.
- Les frais nécessaires pour mettre la ligne en état de permettre la . réalisation des nouvelles vitesses seraient tels qu’il serait probablement préférable de reconstruire entièrement la ligne ou plutôt d’en faire une nouvelle.
- M. Théodore Yoorbes, une des autorités les plus compétentes dans ces questions, pose en principe qu’une ligne idéale, appropriée à une exploitation du genre de celle dont il s’agit, devrait être entièrement de niveau et presque toute en alignement, avec une assiette parfaitement établie et drainée et une voie extrêmement solide ; des ponts de construction très soignée, avec des planchers aussi résistants que le reste de la voie, avec suppression complète de changements et croisements de voie et de passages à niveau, enfin avec des stations disposées de telle sorte que les voyageurs ne puissent pas mettre le pied sur les voies. Ajoutons que la ligne devrait être exclusivement réservée aux trains de grande vitesse et placée à une distance suffisante des voies affectées au service ordinaire des voyageurs et des marchandises et même de la voie jumelle, pour éviter tout danger provenant d’un accident arrivé sur ces autres voies, accident qui, même dans les conditions actuelles, peut entraîner sur les autres voies des conséquences dix fois plus graves que l’accident lui- même.
- 11 faudrait enfin un système parfait de signaux établis en tenant compte des limites de perception de l’œil de l’homme et reliés à des' appareils automatiques et positifs dans leur action, de telle sorte qu’au cas où l’attention des machinistes viendrait à se trouver en défaut pour quelle raison que ce soit, les trains puissent s’arrêter d’eux-mêmes avant d’arriver au point dangereux. Alors, avec un matériel parfait et la surveillance la plus rigoureuse, on pourrait s’aventurer à marcher à 130, 140 et même 160 km à l’heure avec une sécurité relative. Tout cela peut évidemment se faire, mais avec des dépenses énormes,, et il
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- est probable que bien peu d’entre nous auront le temps de voir cet idéal réalisé.
- Laissons donc à l’avenir, et non à un avenir très rapproché de nous, la question des vitesses extraordinaires et théoriques ; contentons-nous de nous demander s’il est pratique de chercher à accroître, dans une mesure raisonnable, la vitesse des trains express sur ce que nous pouvons appeler les lignes de première classe. Admettons qu’on veuille réaliser sur ces lignes une vitesse moyenne de 65 km pouvant s’élever jusqu’au maximum de 96 km à l’heure. Serait-ce possible avec le trafic ordinaire et local? La voie est-elle suffisamment stable et solide ? S’il faut la changer ou y faire des améliorations importantes, cela peut-il être fait avec une dépense raisonnable ?
- L’établissement de la voie est le premier et le plus important des éléments essentiels de la vitesse. Il n’est guère besoin d’insister sur ce point. Déjà, actuellement, les améliorations apportées à la superstructure sur l'a plupart des grandes lignes la mettent en état de supporter des vitesses de 100 km avec plus de sécurité que précédemment avec des vitesses de 50. En fait, sur beaucoup de chemins de fer, cette première condition se trouve déjà réalisée. Les ponts ont été améliorés ; le ballast est de meilleure qualité et plus abondant; l’acier a été substitué au fer pour les rails et le poids de ceux-ci a été augmenté, les traverses ont été rapprochées; enfin, toutes les parties de la voie ont été renforcées. Les courbes dangereuses ont été redressées, des passages à niveau ont été supprimés et les autres gardés avec plus de soin ; on a presque partout fait disparaître les aiguilles prises en pointe. Avec les améliorations qui ont été déjà réalisées et celles qui sont en train de l’être dans cet ordre d’idées, on peut considérer comme résolue la question en ce qui concerne la voie.
- Passons aux autres questions ; d’abord le moteur.
- Peu de personnes, en dehors de celles dont c’est le métier, se doutent de l’énorme puissance que développe journellement la locomotive actuelle. Quel nouveau progrès faudra-t-il réaliser pour lui faire atteindre des vitesses de 25 0/U supérieures?L’auteur laisse aux hommes spéciaux le soin de discuter ce point, persuadé qu’il n’est pas difficile, d’obtenir à cet égard ce que demandera l’exploitation. Il croit cependant devoir rappeler une observation qui jette un jour très favorable sur cette question et qui a trait au service journalier du Shore line entre Boston et Providence. Les trains express font le trajet de 70,8 km en 65 minutes, y compris deux arrêts. Comptant largement 5 minutes pour ces deux arrêts, on trouve que la vitesse moyenne ressort à 70,8 km à l’heure.
- L’observation directe a montré que, dans 7 trains sur 8, la vitesse s’est élevée, dans certains points du parcours, à 115 km et que, dans un cas, elle a atteint 124 km à l’heure. Ces trains n’ont rien d’exceptionnel et des variations de ce genre et de cette importance sont constatées fréquemment.
- Il semble donc en résulter qu’avec des locomotives susceptibles de maintenir les vitesses moyennes dont il vient d’être question sur les pro-
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- fils ordinaires des grandes lignes, on peut espérer porter les vitesses à 80 ou 100 km avec les ressources dont on dispose actuellement.
- On peut d’ailleurs se demander si on ne peut arriver à obtenirl’accrois-sement de la vitesse moyenne par une moindre variation de la vitesse aussi bien que par l’augmentation du maximum de celle-ci. C’est surtout une question de puissance à donner à la locomotive.
- Un point qui touche intimement à la réalisation de la vitesse nécessaire est le moyen de la supprimer, c’est à dire le frein. Malgré tous les progrès qui ont été réalisés dans cet ordre d’idées, il reste encore beaucoup à faire. Les expériences ont montré que, pour les vitesses de 100 km, il faut doubler l’énergie des freins par rapport à ce qu’elle est actuellement. Il faut les appliquer à toutes les roues du train, sans excepter celles du bogie de la locomotive.
- Une ligne de chemins de fer applique déjà des sabots aux roues des bogies des machines, et les résultats ont été tels que cette pratique est en train de se généraliser, son utilité n’étant pas contestable.
- Il faut une disposition automatique pour régler le serrage des sabots selon la vitesse, de manière à prévenir le calage des roues et la perte d’effet qui en résulte ; toutes les parties de la timonerie des freins doivent être renforcées pour résister à. l’augmentation des efforts. Pour les cas de détresse, on doit disposer un jet de sable projeté sur les rails par l’air comprimé au moment du serrage des freins. Des appareils de ce genre ont été déjà installés sur des locomotives. Il faudra en généraliser l’emploi et l’étendre aux freins des voitures.
- La question qui vient après. est d’écarter avec la plus grande rigueur toute cause de danger du passage des trains et, si on ne peut tout écarter d’une manière absolue, il faut entourer ce qui reste des meilleures précautions connues. Dans les stations, on devra disposer des passages supérieurs ou souterrains pour que les voyageurs n’aient pas à traverser les voies, et rendre leur usage obligatoire.
- Les aiguilles prises en pointe devront être supprimées dans la mesure du possible et celles qu’on ne pourra éviter devront être munies d’enclenchements ou de signaux électriques ou mieux des deux combinés.
- Les ponts tournants, les changements et croisements de voie et d’une manière générale toutes les parties où les voies sont interrompues devront être munies de signaux avec enclenchements. La ligne entière devra être protégée par un système de block disposé de manière à dépendre le moins possible de l’attention des agents pour son fonctionnement. En fait, c’est sur le perfectionnement des signaux électriques que repose le contrôle des chemins de fer de l’avenir.
- Les signaux fixes devront être aussi uniformes que possible. Il est mauvais de multiplier les signaux outre mesure ; il vaut mieux supprimer les points dangereux ou les concentrer. Pour les signaux de nuit, l’éclairage électrique doit être préféré à l’huile et employé partout où c’est possible.
- Il est indispensable d’avoir chaque signal fixe employé pour commander un arrêt muni d’une disposition pour faire serrer automatiquement les freins, dès que le signal est à l’arrêt, sans intervention de la part du conducteur de la locomotive, pour obvier à toute inattention de sa part.
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- Des appareils de ce genre sont déjà en service régulier et ont prouvé leur efficacité. C’est une addition de grande valeur aux appareils de sécurité actuels, sous la forme qu’ils ont déjà ou avec des perfectionnements.
- Il semble qu’avec toutes ces précautions les trains pourront déjà circuler aux nouvelles vitesses avec une grande marge de sécurité ; mais il y a encore une source grave de dangers dont on ne paraît jamais avoir suffisamment tenu compte jusqu’ici. Ces dangers proviennent de la circulation des trains et surtout des trains de marchandises sur la voie jumelle, c’est-à-dire à 2m de celle qui nous occupe. On aura beau avoir des voies résistantes, des ponts solides, des signaux perfectionnés, un matériel parfait, tout cela peut être rendu inutile par une obstruction amenée par un accident survenu à un train circulant sur la voie voisine.
- Il est certain que lorsqu’un train marchant à grande vitesse croise un train de marchandises circulant sur la voie parallèle, il court toujours un danger réel et sérieux ; des accidents terribles sont survenus par cette cause (1) et leur nombre deviendra de plus en plus fréquent avec l’accroissement de la circulation et de la vitesse si on n’y apporte pas un remède. Or de remède il n’y en a qu’un : il faut prévenir dans la mesure du possible toutes les causes d’accidents aux trains de marchandises.
- Le matériel de cette catégorie doit être amélioré par tous les moyens possibles, il faut n’employer que des matériaux de choix, renforcer toute partie faible ; il faut que les wagons portent leur chargement avec la même séeurité que les voitures portent les voyageurs.
- Les portes d’ancien système qui s’ouvrent facilement et laissent échapper tout ou partie du contenu des wagons qui roule sur la voie voisine ou sur le train qui y passe sont un legs du passé, legs peu enviable ; il faut que ce ne soit plus qu’un souvenir.
- Les ruptures d’attelages ont amené plus d’accidents que toutes les autres causes réunies. On doit les faire disparaître absolument ou tout au moins les réduire au minimum. Le problème de l’attelage n’est pas encore résolu de manière à donner toute garantie. On peut se demander quelle raison technique ou financière on peut invoquer pour ne pas munir les wagons de chaînés de sûreté ; c’est une précaution, simple, efficace et peu coûteuse; appliquée à tout le matériel, elle économiserait en accidents, détresses et retards dès la première année plus qu’elle n’àurait coûté.
- Des règlements sévères doivent être formulés pour prévenir les surcharges et le mauvais chargement des wagons à marchandises, et les mêmes précautions doivent être prises pour la sécurité de leur chargement que pour celle des voitures à voyageurs, parce que cette dernière dépend dans une large mesure de la première, comme on vient de l’indiquer.
- Telles sont les principales précautions matérielles qu’on devra employer avant de songer à accroître notablement la vitesse des trains. Il
- (1) Couche, dans son ouvrage : Voie, matériel roulant et exploitation technique des chemins de fer, tome II, 1er fascicule* pages 204 et suivantes, cite divers exemples d’accidents dus à cette cause.
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- faut y ajouter celles qui sont à prendre dans l’ordre moral, si on peut s’exprimer ainsi, c’est-à-dire celles qui concernent le personnel. Tout employé de chemin de fer, depuis le directeur général j usqu’au dernier agent, doit remplir son devoir loyalement vis-à-vis de la Compagnie au service de laquelle il se trouve ; c’est-à-dire qu’il doit s’acquitter de son mieux de ses fonctions et avoir, en toute circonstance, à cœur les intérêts de ceux qui l’emploient. Il faut être très sévère dans le choix des agents. Toute demande pour des emplois entraînant une responsabilité quelconque devrait être faite par écrit sur des formules préparées et être accompagnées de références. Ces demandes devraient être soumises à un comité permanent formé de personnes compétentes et contenant un représentant de chaque service. Les examens des candidats seraient faits à des dates fixes.
- L’influence que l’accroissement de 2o 0/0 dans la vitesse des trains express devra avoir sur celle des trains du trafic local dépend de l’intensité et de la nature de ce dernier. On ne peut rien dire de général à cet égard ; dans tous les cas, il en résultera un accroissement proportionnel ou même plus grand de la vitesse des trains ordinaires de voyageurs, autrement il faudrait établir des voies spéciales pour les express.
- En résumé, on peut dire qu’il n’y a pas de difficulté insurmontable qui s’oppose à l’accroissement de la vitesse des trains rapides, mais que cet accroissement entraînera des dépenses qui doivent entrer en ligne de compte et même être considérées comme un élément capital de la question. Dans ces dépenses on doit comprendre celles qui proviendront de l’augmentation rapide de la résistance des trains avec la vitesse.
- On a donné diverses valeurs de cette augmentation. D’après les chiffres fournis par M. Forney et qui paraissent les plus exacts, la résistance doublerait sensiblement de 40 à 6o km, et doublerait encore ou à peu près de 6o à 96, les valeurs réelles étant pour ces trois vitesses 3,17 — 5,90 — 11,3 kg par tonne.
- Les Compagnies sont plus à même que le public d’apprécier si les demandes qui se produisent sont raisonnables et si elles sont en mesure d’v satisfaire et dans quelle mesure. Il ne faut pas perdre de vue qu’elles ont actuellement à se préoccuper des nouvelles exigences que crée l’accroissement continuel du trafic, exigences qui nécessitent des améliorations journalières dans l’exploitation et le matériel, pour pouvoir circuler avec sécurité aux vitesses actuelles. Il faut d’abord satisfaire à ces exigences. Il est certain que l’augmentation de la vitesse est une question à l’ordre du jour, et l’auteur n’a pas de raison de se montrer plus retardataire que les autres vis à-vis d’un progrès sérieux, mais il considère que ce serait une très dangereuse expérience à laquelle il ne serait nullement tenté de s’associer, que de vouloir passer brusquement à une augmentation considérable de la vitesse des trains sans l’avoir préparée par une amélioration importante de tout ce qui concerne le matériel et l’exploitation.
- Dans la discussion qui a suivi, tous les membres qui ont pris la parole ont partagé l’opinion de l’auteur, sauf peut-être quelques divergences de détail. On a fait observer que, surtout aux environs des grandes villes, la sûreté exigerait l’emploi de voies spéciales pour les trains
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- rapides, soit l’emploi de quatre voies qui, dans bien des cas, exigerait des dépenses assez grandes pour rendre la solution irréalisable.
- Moteur à aeiile carbonique pour tramway. — On s’occupe auxîîîà^Cfâilïe FempîoTde l’acide carbonique comme moteur. La New Power Ce, de New York, vient de construire une machine de tramway mue par ce gaz. Cette machine a la disposition générale d’une machine à vapeur, sauf la distribution et quelques parties spéciales.
- Le gaz est enmagasiné à l’état liquide sous une pression de 70 kg par centimètre carré dans des réservoirs en acier et passe directement aux cylindres de la machine, sans l’intermédiaire d’un détendeur ou réducteur de pression. Les cylindres sont de 0,100 m de diamètre et 0,152 m de course ; les lumières d’admission consistent en orifice de très petit diamètre, 1/4 de millimètre, fermés par des soupapes qui portent sur un siège en caoutchouc et ont une levée très faible donnée par un mécanisme qui consiste en une combinaison de coulisse de changement de marche et de distribution Corliss. Il y a des lumières spéciales pour l’échappement, de plus grande section, naturellement.
- On a paré à la difficulté résultant du froid intense produit par la détente du gaz comprimé par le chauffage du tuyau d’admission au moyen d’un bec de gaz, mais on dit que son emploi n’est, pas nécessaire, la marche intermittente de l’appareil faisant qu’il ne se produit pas un abaissement de température suffisant pour amener la congélation.
- La machine est placée sous une voiture ordinaire de tramway ; le fonctionnement est tout à fait satisfaisant et la manœuvre des plus faciles aux vitesses ordinaires en usage dans les rues des villes. Au point de vue de la dépense, voici les renseignements donnés jusqu’ici par les journaux américains. La consommation d’acide carbonique serait de 4,53 kg par cheval et par 24 heures ; le prix de l’acide carbonique liquide est de 0,33 f le kilogramme, ce qui donnerait 1,50 /“ par cheval et par 24 heures. On nous promet des détails plus circonstanciés, lorsqu’une expérience plus prolongée aura permis de constater la valeur du système et l’importance des résultats économiques. Il semble qu’il y a dans l’emploi de l’acide carbonique liquéfié, devenu aujourd’hui un objet de fabrication courante, un moyen d’emmagasiner une force considérable sous un volume extrêmement minime, et à un prix peu élevé, qui peut trouver des applications intéressantes, notamment pour la petite industrie.
- Appareil de désinfection. — On a fait un certain bruit, depuis quelque te mpsYfû sujet -d’ un appareil de désinfection qui porte le nom bizarre de « Kafil ». Nous trouvons à ce sujet les renseignements suivants dans un résumé d’un article du Gesundheits Ingénieur, publié dans les Abstracts of foreign papers de Y Institution of Civil Engineers.
- Le nom de Kafil vient du mot hébreu « Kefal » qui signifie enlever : l’appareil est dû au directeur des abattoirs d’Anvers, qui l’a installé d’abord dans cet établissement. Il est appliqué à la destruction ou plutôt à la transformation des débris animaux non susceptibles d’être livrés à la consommation ou utilisés, débris qui s’altèrent très rapidement et sont une cause d’insalubrité et d’infection. Le Kafil permet de s’en
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- débarrasser très rapidement et sur place même sans entraîner des transports qui sont eux-mêmes une source de gêne et de désagréments.
- L’appareil se compose de trois récipients cylindriques placés verti-lement les uns à côté des autres. Le premier contient près du fond une plaque perforée formant grille et a une double enveloppe dans laquelle on peut envoyer de la vapeur. On place dans ce récipient les débris de viandes, les os, etc., dont on veut se débarrasser et, après l’avoir clos hermétiquement, on envoie un courant de vapeur qui chasse l’air et les gaz dans le second cylindre, où les gaz sont condensés par une injection d’eau en pluie; ce qui subsiste passe dans le troisième cylindre, où il rencontre une injection de même nature.
- Après une cuisson d’une heure dans le premier cylindre, opérée par la vapeur de l’enveloppe, on introduit dans ce récipient de la vapeur à 150° environ sous la pression de 5 atm, laquelle fond la graisse et les matières gélatineuses qui coulent au fond à travers la grille, et passent dans le second cylindre d’où on les extrait pour les utiliser.
- Les liquides provenant de la condensation des gaz et vapeurs, à la sortie du troisième cylindre, sont projetés dans les égouts. A la fin de l’opération, les chairs et les os sont à l’état sec et sans odeur; il n’y a plus qu’à les pulvériser pour en faire un engrais qui vaut en poudre sèche 18,75 f les J 00 kg. Les graisses retirées de l’appareil valent, également à l’état sec, de 45 a 60 f les 100 kg.
- On obtient à chaque opération portant sur 1200 kg 25 à 30 0/0 d’engrais et 15 à 20 de graisses.
- Un appareil pGur traiter 1200 kg à la fois coûte environ 16 000 f. La note contient encore des analyses des matières, des tableaux de rendement et des détails sur le coût de l’installation et du service des appareils.
- Peinture mécanique. — On a employé pour la peinture du balnnëH'dë Fàgrmiïrtùrè'âl’Exposition de Chicago un procédé mécanique. Le procédé a pour principe l’aspersion des surfaces par la peinture pulvérisée.
- On se sert d’une pompe rotative construite par la Turner Machine Cy, de New-York. Cette pompe a quatre palettes à angle droit, mais ces palettes ne sont pas pressées contre les parois circulaires de la boîte par des ressorts; elles consistent en deux palettes croisées dont les extrémités de chacune portent constamment sur une surface de forme convenable. L’axe se trouve excentré pour produire cet effet. Les palettes portent contre l’enveloppe par des parties frottantes constituées par des morceaux de fil d’acier à section demi-circulaire qu’on peut remplacer facilement, lorsque l’usùre devient un peu importante.
- La pompe aspire à la fois de l’air et de la peinture toute préparée et le mélange sortant avec une grande vitesse par un orifice de 9 mm de diamètre est projeté en pluie fine sur la partie à peindre.
- On a constaté que trois hommes, au moyen de cette pompe, peignent dans un temps donné environ trois fois autant de surface que quatre hommes par le procédé ordinaire avec des brosses.
- Beaucoup de nos collègues se souviennent d’avoir vu fonctionner une machine à peindre dans les ateliers Decauville, à Petit-Bourg; mais
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- cette machine emploie des brosses ; seulement ce sont des brosses rotatives, mues mécaniquement.
- l^e cinquantenaire d’un chauffas» à vapeur. — La maison bien 'cômmëTSu'îzer'frèrësTWWinterthur, a instaîîédans l’automne de 1842, un chauffage à vapeur dans une école de garçons de cette ville. C’était la première installation de ce genre faite par ces constructeurs et de plus une des premières de l’espèce. Elle a fonctionné parfaitement et a été suivie d’une longue postérité. A l’occasion du cinquantième anniversaire de son établissement, on n’en dit qu’une chose, c’est qu’elle pourrait bien encore prolonger son service d’une manière satisfaisante pendant un nouveau demi-siècle. Une récente inspection a fait voir que toutes les parties et notamment la chaudière étaient encore en très bon état.
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- COMPTES RENDUS
- ANNALES DES PONTS ET CHAUSSÉES
- aout 1892.
- lies ports «le I» Mersey et de la Clyde, par M. le baron Quinette de Rochemont, Ingénieur en chef des Ponts et Chaussées.
- Cette note, qui continue les études de l’auteur sur un grand nombre de ports étrangers, donne la description des trois ports de Liverpool, Birkenhead et Garston sur la Mersey et des ports de Glascow, Greenock et de divers ports secondaires sur la Clyde. La partie descriptive est accompagnée de renseignements statistiques et commerciaux et de documents intéressants sur l’exploitation des ports et les tarifs.
- Entretien des voies de terre par les ingénieurs et les agents voy er s.—Critique par un agent voy er et réponse par M. M azo yer Ingénieur en chef des Ponts et Chaussées.
- On sait qu’il s’est engagé une polémique au sujet de l’entretien des routes par les Ponts et Chaussées et par les agents voyers. M. Mazoyer avait, dans un article inséré aux Annales des Ponts et Chaussées, de novembre 1888, indiqué que l’entretien par les Ponts et Chaussées était plus économique. Les Annales des Chemins vicinaux de juillet 1891 ont donné une réfutation de cet article. La présente note est une réplique.
- septembre 1892.
- Étude sur les Formules de l’écouleuieu* «le l’eau dans Ses
- tuyaux «fie conduite, par M. Flamant, Ingénieur en chef des Ponts et Chaussées.
- L’objet de l’auteur est de proposer pour l’écoulement de l’eau dans les conduites une formule dont la forme lui paraît s’accorder mieux que les autres avec la plupart des observations connues ; cette formule qui est monôme se prête plus facilement aux calculs par logarithmes que celles de Prony et de Darcy. Cette formule a la forme :
- DJ
- 4
- a
- V/DÏÏ
- U2.
- dans laquelle les lettres ont les significations ordinaires. Le coefficient a a des valeurs comprises entre 0,000130 à 0,000135 pour les tuyaux lisses en plomb, verre, fer-blanc, etc., 0,000185 environ pour les tuyaux en fonte neuve et 0,000230 pour ceux en service.
- L’usage de cette table, dans le cas de la recherche du débit, connais-
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- sant le diamètre et la charge, est facilité par l’emploi de tables annexées à cette note.
- Notice sur La reconstruction «ici firise-lanies «lu port «le IBuffalo (États-Unis), par M. Mahan, capitaine du génie, à Philadelphie.
- Buffalo est situé à l’extrémité est du lac Erié et a un port très fréquenté par les navires qui apportent les céréales du nord-ouest. La construction d’un brise-lames pour abriter la navigation contre les vents de sud-ouest était une nécessité de premier ordre. Ce travail fut commencé en 1868, mais en 1886 une tempête fit de si sérieuses avaries à la partie déjà construite que la nécessité d’une restauration immédiate fut reconnue. On résolut de remplacer la superstructure en bois par du béton, le brise-lames se trouve composé de blocs en béton juxtaposés. Le béton est fabriqué sur une plate-forme et on l’emploie sur place. Il revient, tout compris, à 46 f le mètre cube. Le prix total du travail ressort à 708 000 f, ce qui fait 1 688 f par mètre courant de brise-lame et 62,90 f par mètre cube.
- lies tarifs par zone pour le transport des voyageurs
- sur le réseau des chemins de fer de l’État, en Autriche, par M. Ch. Baume, Ingénieur en chef des Ponts et Chaussées.
- On sait que ce sont les administrations des chemins de fer de l’État en Autriche et en Hongrie qui ont été les premières à appliquer sur leur réseau le système de tarifs par zone pour le transport des voyageurs. C’est, en somme, un tarif kilométrique divisé en zones de longueur variable dans chacune desquelles le prix est uniforme ; ce tarif donne un abaissement assez notable du prix de transport par rapport aux tarifs de voyageurs précédents ; en revanche, il entraîne la suppression de tous les billets à prix réduits existant antérieurement, tels que billets d’aller et retour, billets de marché, de pèlerins, de trains de plaisir, de saison, etc.
- Il y a une différence essentielle dans l’application du tarif par zone en Autriche et en Hongrie. Dans le premier de ces pays, on a conservé le principe de la tarification proportionnelle à la distance, en créant des zones dont les longueurs augmentent avec le parcours. Tandis qu’en Hongrie, on a rejeté le système de la taxe proportionnelle à la distance, en admettant 14 zones dont la dernière comprend tous les parcours supérieurs à 226 Am.
- En Hongrie les résultats ont été immédiats. Dès l’application de la nouvelle tarification, les recettes des voyageurs ont augmenté, et cette augmentation s’est élevée à 21 0/0 par rapport à la période précédente dans l’intervalle du 1er août au 31 décembre 1889, tandis que le nombre total des voyageurs s’accroissait de 134 0/0.
- En Autriche l’accroissement du nombre des voyageurs a été de 43,8 0/0 dans la période du 16 juin au 31 décembre 1890, mais la recette n’a pas varié sensiblement.
- Quoi qu’il en soit, on peut considérer les résultats obtenus comme satisfaisants, parce que ce dernier a été réalisé dans des conditions spé-
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- cialement défavorables et le système de tarification par zone tel qu’il est appliqué en Autriche paraît susceptiblé d’être employé avantageusement dans d’autres pays.
- Note sur le calcul des efforts dans les corps cylindriques en contact, par M. F. Galliot, Ingénieur des ponts et chaussées.
- Il s’agit dans cette note de corps cylindriques en contact avec un plan ou avec d’autres cylindres. Le calcul part de la méthode donnée par M. Boussinesq pour le contact de deux corps de forme paraboloïdale pressés l’un contre l’autre et permet d’obtenir la largeur de la zone de contact entre les corps en fonction de la charge et du rayon de courbure.
- Note sur le cylindrage des chaussées à la vapeur, par
- M. Dupin, Ingénieur des ponts et chaussées.
- Cette note est relative au cylindrage des chaussées dans le département de l’Ailier, arrondissement de Montluçon, au moyen d’un rouleau à vapeur Aveling et Porter.
- Du 30 juin 1888 au 29 avril 1891, on a cylindré 25300 m3, soit 8939 en moyenne par an. La dépense totale s’est élevée à 2,35 f par m8, dont 1,69 de dépenses immédiates, le reste étant composé des frais généraux et des dépenses fictives. Le prix correspond à un nombre moyen de passages égal à 73.
- Les conclusions sont que le cylindrage à vapeur en régie est avantageux lorsque le travail annuel est assez important, mais qu’il est essentiel d’avoir un bon mécanicien. Dans l’espèce, les résultats ont été excellents ; on a réalisé une économie de plus de 2 f par mètre cube • sur les prix de revient d’autrefois, et le rouleau acquis par le département de l’Ailier a été amorti en une seule année.
- La note se termine ,par un projet de règlement sur le cylindrage des chaussées à la vapeur.
- Note sur la détermination «le la limite d’emploi des matériaux de deux carrières données, par M. Raynaud, conducteur des ponts et chaussées.
- Dans les Annales d’octobre 1891, M. Garron, Ingénieur des ponts et chaussées, a donné une formule pour la détermination de la limite d’emploi des carrières en tenant compte du coefficient de qualité de leurs matériaux. La présente note donne une formule analogue très simple qui n’est d’ailleurs que l’application de la formule préconisée par l’Administration dans sa circulaire du 15 mars 1877, complétée par l’expression du prix de transport des matériaux sur la partie de route qui approvisionnera les carrières.
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- ANNALES DES MINES
- 7me livraison de J892.
- Fabrication de la fonte dans le Luxembourg et les provinces dn Rhin d’après des renseignements récents, par M. G. Bresson, Ingénieur civil des mines.
- La matière première de la fonte dans les parties dont il s’agit est empruntée aux minerais oolithiques dont les vastes gisements s’étendent entre la Meuse et la Moselle; ce sont ces minerais qui alimentent : 1° nos usines françaises de Meurthe-et-Moselle ; 2° les usines d’Alsace-Lorraine ; 3° les usines du Luxembourg ; 4° les usines du bassin de la Ruhr.
- Les minerais oolithiques ont une faible teneur qui rend leur transport par chemin de fer relativement coûteux ; aussi les enrichit-on autant que possible avec les minerais de Bilbao dont l’Allemagne importe des quantités considérables et on se préoccupe d’améliorer les voies de communication par eau pour rendre le transport des premiers moins onéreux.
- Comme combustible, on emploie principalement les cokes de la Ruhr dont la proportion de soufre ne constitue pas un inconvénient serieux pour le procédé Thomas.
- La note donne quelques renseignements sur les dimensions et mode de fonctionnement des hauts fourneaux, la conservation de leur profil et le mode de fermeture du gueulard, les machines soufflantes, et se termine par la statistique de la production de la fonte et l’examen des diverses qualités produites.
- Note sur les éléments et l’entretien des voies ferrées en
- Angleterre, par M. A. Lkproux, Ingénieur des mines.
- Cette étude comprend les éléments des voies et leur entretien.
- Le rail à double champignon est le seul employé en Angleterre ; une des raisons de ce fait et une des plus sérieuses est l’emploi presque exclusif des traverses en bois tendre (pin de la Baltique) pour lequel une large surface de portée telle que celle d’un coussinet est nécessaire. Les rails les plus récents pèsent de 40 à 45 kg le mètre courant, et la longueur est généralement de 30 pieds, soit 9,15 m. Leur section est généralement dyssymétrique, la tête ayant une grande hauteur d’où le nom de bull-head ,(tète de taureau) qui lui est donnée. Les coussinets sont d’un poids considérable et le rail y est maintenu par des coins en chêne comprimé placés à l’extérieur. Le coussinet est fixé sur la traverse par deux chevilles en fer que l’on tend à remplacer aujourd’hui par des tire-fond et par deux chevilles en chêne comprimées. Le joint est presque toujours en porte-à-faux avec éclisses simples et les joints sont presque toujours concordants. Les traverses sont, comme il a été dit, en pin de la Baltique injecté à raison de 112 litres de créosote par mètre cube.
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- Les traverses métalliques n’ont été l’objet que d’essais très peu étendus; une des raisons de cette exclusion serait l’emploi assez général de mâchefers acides qui constituent le ballast et dont on craindrait l’action chimique sur le fer.
- Le ballast est formé tantôt de porphyre très dur, tantôt de scories de forges, mâchefers, etc., tantôt enfin de gravier. Le profil du ballast est, de règle, très bas de manière à découvrir les traverses et les attaches, quelquefois même on ménage entre les deux rails une sorte de rigole qui laisse un vide sous les traverses. Ce profil très bas est la caractéristique des voies anglaises.
- Une voie ainsi constituée revient à 28 800 f environ, par kilomètre pour simple voie et au double pour deux voies.
- L’entretien des voies de chemins de fer se fait par deux, méthodes : l’entretien en recherche, qui consiste à réparer les déformations et imperfections des voies lorsqu’elles sont signalées, méthode en usage sur la majorité des réseaux français et étrangers, et l’entretien par révisions générales dans lequelle les lignes sont classées en un certain nombre de districts qui sont visités à des intervalles réguliers avec révision complète. Cette dernière méthode est employée sur l’Est français.
- L’entretien des voies en Angleterre procède de ces deux méthodes ; en principe, c’est l’entretien en recherche, mais comme, en raison du-profil du ballast, l’examen des diverses parties de la voie est très facile, une visite rapide suffit pour faire reconnaître les imperfections à corriger.
- La note passe en revue les différentes parties sur lesquelles peut porter l’entretien et la manière dont il s’opère. Elle conclut que c’est surtout dans le profit signalé pour le ballast qu’il faut cherchér la facilité de l’entretien et le roulement très doux qu’on remarque sur les voies anglaises.
- I>a formule «S exploitation de M. Considère. — Quelques réflexions à ce sujet sur l’utilité des chemins de fer secondaires et sur les tarifs, par M. Cols on. Ingénieur des ponts et chaussées, maître des requêtes au Conseil d’Etat.
- L’auteur est d’avis que la formule très ingénieuse de M. Considère (Voir comptes rendus de mai et juin 1892) constitue de beaucoup la meilleure solution d’un problème qui se pose aujourd’hui partout et qui n’a pas été résolu jusqu’ici d’une manière satisfaisante : [savoir organiser l’exploitation par l’industrie privée d’un chemin de . fer dont les recettes ne suffisent pas à couvrir les dépenses, de telle sorte que, d’une part, les intérêts de l’exploitant soient d’accord avec l’intérêt général en ce qui concerne le développement du trafic, et que, d’autre part, les plus-values des recettes, s’il s’en produit, viennent atténuer, dans une juste mesure, les sacrifices faits sur les deniers publics pour permettre l’établissement de la ligne.
- Si l’auteur est entièrement d’accord avec M. Considère pour la conclusion relative à la formule à six termes à laquelle il est arrivé, il ne l’est pas autant sur les considérations développées pour justifier la formule.
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- Il croit notamment que les conclusions de M. Considère sur Futilité totale d’une ligne et sur la répartition entre les divers intéressés des avantages qu'elle procure doivent être envisagées avec réserve, car elles conduiraient à des conséquences dangereuses pour les finances publiques en poussant à la construction de lignes nouvelles et à l’abaissement des tarifs sur celles qui existent bien au delà de ce qui avait été admis et réclamé jusqu’ici.
- Pour justifier cette manière de voir, M. Colson reprend l’étude de l’utilité des chemins de fer d’embranchement et discute successivement les trois propositions formulées par M. Considère au sujet des avantages directs et indirects résultant de la création d’une ligne, savoir : 1° le trafic procuré aux lignes principales par les embranchements ; 2° les bénéfices directs réalisés par le public sur les transports ; 3° les bénéfices indirects, et conclut à ce qu’il est bien difficile d’admettre que ces avantages divers atteignent, en moyenne, les chiffres élevés qu’indique M. Considère.
- Il en est de même en ce qui concerne les tarifs dont l’application pro duit le maximum d’utilité générale ; s’il y a des cas où l’utilité générale conduit à sacrifier le produit net au développement des transports, on doit admettre que ce sacrifice ne doit pas être considère comme indifférent et qu’il ne doit être réalisé qu’à bon escient.
- Quoi qu’il en soit, la formule de M. Considère se prête à des applications extrêmement variées, et à condition qu’on prenne des coefficients qui ne poussent à l’abaissement des tarifs que dans une mesure modérée, elle conservera sur toutes les formules connues jusqu’ici l’avantage de ne pas mettre obstacle aux dégrèvements vraiment conformes à l’intérêt public.
- Cette formule peut d’ailleurs être simplifiée encore. Elle a, comme nous l’avons indiqué précédemment, la forme
- F = a + b Rv -f c Rm + d Vk + e Mk -f- fk
- dans laquelle Rv représente la recette voyageurs, Rm la recette marchandises, Vk le nombre de voyageurs kilométrique, Mk le nombre de tonnes kilométriques de marchandises, k le parcours kilométrique des trains, a, b, c, d, e, f sont des coefficients numériques parmi lesquels b doit être un peu inférieur à c. M. Considère indique que le terme d Vk pourrait être supprimé sans inconvénient sérieux à la condition d’augmenter un peu b. Usant de cette latitude et faisant b =. c, M. Colson arrive à la forme
- F = a -f 6R -f eM + fk.
- qui ne renferme que quatre termes et qui, plus simple que la précédente, a l’avantage d’être, dit l’auteur, plus facile à faire accepter aux personnes qui partagent le préjugé si répandu, que les idées les plus simples sont nécessairement les plus justes.
- En somme, la formule de M. Considère, simplifiée' ou non, paraît devoir conduire, dans tous les cas, à une solution satisfaisante d’un problème considéré jusqu’ici comme insoluble, et sa découverte est un service réel rendu à tous ceux qui ont à préparer des conventions pour l’établissement de chemins de fer secondaires.
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- Note ’ sur la rupture «lu cable «lu plaît incliné de l’usine Lavie à Constantine, par M. Jacob, Ingénieur des mines.
- La rupture de ce câble est due à l’usure rapide produite par l’enroulement à plusieurs tours sur des poulies de trop petit diamètre ; elle a eu pour conséquence la marche en dérive des deux trains due au non-fonctionnement des freins automatiques.
- Le câble avait 20 mm de diamètre et se composait de 6 torons de 8 fils d’acier enroulés sur une âme en chanvre. Il était sans fin, passait â la partie supérieure sur une poulie de 1,40 m avec chariot tendeur et s’enroulait de deux tours et demi à la partie inférieure sur un tambour de même diamètre actionné par une turbine.
- En cas de rupture du câble, un jeu de ressorts, tendus par la traction du câble, se détend et serre automatiquement les freins.
- La rupture du câble, après cinq mois de service seulement, a été amenée par l’usure intérieure et extérieure provenant du faible diamètre des poulies et surtout des enroulements successifs dans des plans perpendiculaires.
- Le frein n’a pas fonctionné parce que le poids du câble (sans fin) que chaque truc traînait après lui et la résistance du câble rompu étaient égaux ou supérieurs à un effort de '200 kg sur lequel les ressorts étaient réglés pour empêcher le frein d’agir à cause de la marche à vide entre. la station intermédiaire et la station du bas (conditions locales de l’exploitation). D’ailleurs la résistance opposée en cas de rupture par le brin Inférieur qui repose sur la voie et se replie en serpentin, est assez grande pour arriver rapidement à [annihiler le frein. On doit chercher au contraire à utiliser cette résistance pour accroître l’action du frein.
- 8e Livraison de 1892
- État actuel de l’industrie «lu napfi&te dans la presqu’île d’Apscheron. par M. A. Leproux, Ingénieur des mines.
- Cette note étudie successivement l’histoire du développement de Bakou jusqu’à l’époque actuelle, les conditions et procédés d’exploitation, le traitement du naphte, l’emploi du mazout (résidus) pour la fabrication des huiles de graissage et le chauffage des chaudières et enfin les prix de revient, transports, impôts, etc.
- L’exploitation a eu lieu à Bakou pour ainsi dire de temps immémorial. Vers 1800, la production était déjà de 1 500 à 2 000 l par an, mais c’est depuis 1860 qu’elle s’est développée d’une manière très rapide ; de 5 400/ en 1860, elle a passé à 3 200 000 t en 1889, chiffre égal à celui de la production de la Pennsylvanie.
- Malgré cet énorme développement, si les pétroles russes ont en Russie même et en Asie un débouché assuré, les conditions d’exploitation et la situation géographique leur donnent une infériorité notable sur le marché européen par rapport aux pétroles d’Amérique et il est peu probable qu’ils puissent de longtemps y faire concurrence à ceux-ci.
- Sur la vente des insnerais et du sulfure d’antimoine,
- par M. P. L. BuRTHEj Ingénieur civil dos mines.
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- Les minerais d’antimoine viennent principalement de Portugal et des pays riverains de la Méditerranée. La Corse en produit. L’Allemagne en donne également ainsi que l’Autriche. Les gisements sont nombreux aux États-Unis, mais peu exploités. Le Canada a une production assez importante. C’est en Angleterre que ces minerais ont le plus grand débouché. La présente note traite principalement des conditions de vente en France et en Angleterre et de la statistique de la production ; on y trouve la liste des concessions en France en 1883, les tableaux d’importation et d’exportation dans les divers pays et les cours à Londres en 1889 et 1890.
- Écoulement de l’eau des chaudières, par M. Sauvage, Ingénieur des mines, professeur à l’Ecole nationale supérieure des mines.
- L’auteur a fait faire aux ateliers du chemin de fer du Nord par notre collègue, M. Pulin, une série d’expériences sur l’écoulement de l’eau chaude sous pression d’une chaudière par un orifice débouchant à l’extérieur.
- L’objet était de comparer les débits effectifs avec les débits calculés par les lois théoriques.
- On a opéré avec une chaudière Field dont le volume d’eau correspondait à 2,23 l par millimètre de hauteur. Un long tube de verre permettait d’apprécier le volume écoulé.
- La sortie de l’eau se faisait par un orifice de 22,4 mm de diamètre mesuré à chaud. Le robinet était disposé de manière à ne pas présenter de partie étranglée. Pendant l’écoulement on continuait de chauffer la chaudière pour que la température de l’eau et de la vapeur ne variât pas sensiblement. La durée de l’opération était mesurée au moyen d’un compteur à secondes.
- Il est à remarquer que le jet, formé d’une masse blanche de vapeur et de gouttelettes d’eaü, n’avait pas de partie cylindrique et s’épanouissait dès la sortie dans tous les sens' en formant une sorte de paraboloïde de révolution ayant son sommet sur^ l’orifice.
- On a constaté que les résultats diffèrent beaucoup des chiffres calculés par les formules de Zeuner ; dans les conditions et les limites des expériences, les débits observés sont en général un peu inférieurs à la moitié du débit de l’eau froide s’écoulant dans l’atmosphère par le même orifice et sous la même pression.
- Note sur un nouvel indicateur de grisou, par M. Gf. Ches-
- neau, Ingénieur des mines.
- On a proposé d’employer â l’indication du grisou les auréoles produites au contact des flammes par la combustion du grisou dans les zones chaudes qui avoisinent celles-ci, la hauteur de l’auréole dépendant de la grandeur et de la température de la flamme ainsi que de la teneur en grisou et sa visibilité de l’éclat relatif de la flamme et de l’auréole. Ce principe, avec l’emploi de l’alcool pour la lampe, a été appliqué par M. Pieler dont l’appareil est assez répandu en Autriche, en Allemagne et dans le nord de la France; Get appareil est peu sûr parce qu’une vi-
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- tesse du courant explosif de 4 à 5m suffit pour propager l’inflammation au dehors, même avec un double tamis.
- Le nouvel indicateur qui fait l’objet de la note présente des améliorations tendant à éviter cet inconvénient et plusieurs autres et à faire de cet appareil un instrument pratique et sûr. A ce dernier point de vue, il présente les mômes propriétés que les lampes de sûreté ordinaires de bonne construction. On a trouvé utile de colorer la flamme de l’alcool en vert au moyen de chlorure de cuivre pour accroître la netteté des auréoles.
- SOCIETE DE L’INDUSTRIE MINERALE
- DISTRICT DU SUD-EST
- Réunion à Marseille les 10 et 11 juillet 1892
- Les membres du groupe se sont rendus à Marseille le 10 juillet et ont visité diverses choses d’un grand intérêt telles que les ports, le tramway électrique, etc., et ont assisté à des conférences sur un certain nombre d’autres sujets.
- Le compte-rendu décrit la grande higue de 120 t dont le crochet de levage a 14 m de course verticale et 14 m de déplacement horizontal dont 5 en arrière de l’arête du quai. L’appareil peut fonctionner avec des puissances de 23,75 et 120 t avec une dépense d’eau proportionnelle. La bigue avec ses fondations et son bâtiment a coûté 255 000 f.
- La ligne de tramways de la Cannebière à Saint-Louis est exploitée par des voitures automotrices électriques auxquelles le courant est fourni par un conducteur aérien.
- Le parcours est de 6 km; la plus forte déclivité est de 59 0/00 sur 80 m. A Saint-Louis, il y a une courbe de 15 m de rayon sur une rampe de 50 0/00.
- Il y a une usine centrale contenant trois chaudières De Næyer, alimentant trois machines de 100 chx tournant à 300 tours et actionnant directement chacune une dynamo Brown donnant 66 000 watts à la tension de 550 volts.
- Les voitures, de forme symétrique et sans impériale, ont chacun de leurs deux essieux actionné par un électromoteur au moyen d’une transmission à vis sans fin. Le conducteur est aérien et est relié à un câble d’alimentation ; le retour se fait par les rails et par un réseau souterrain de fils de fer galvanisé. L’installation a été faite par la maison Sautter-Harlé et Cie, de Paris, et par les ateliers d’QErlikon. Le prix de traction ne doit pas être supérieur à 0,22 f par voiture-kilomètre sur un parcours quotidien moyen de 1 200 km.
- Il est donné d'intéressants renseignements sur le bassin de lignite
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- du Fuveau et sur la grande galerie qui est en exécution pour faciliter l’épuisement de la mine, lequel a coûté, depuis neuf ans. près de 4 millions de francs et grevé le prix de la tonne de plus de 2 f en moyenne et de 4 /'en 1886. Cette galerie aura 1S km de longueur. On emploie pour son exécution le perforateur à main Berthet et le sautage à la dynamite gomme qui a permis un avancement journalier moyen de 4,32 m en 1891, avancement qui a été de 6,18 m par vingt-quatre heures, en mai 1892, alors qu’on ne rencontrait plus de poudingue.
- Réunion de Saint-Étienne.
- Séance du 5 novembre 4892.
- Communication de M. Jechoux sur le IPerspecfograplae.
- Cet instrument a pour objet le tracé rapide-et exact de la perspective conique d’un objet quelconque sur une feuille de papier disposée horizontalement. ’
- L’appareil se compose essentiellement de trois parties :
- 1° Une lunette à l’aide de laquelle on vise l’objet dont on veut obtenir la perspective ;
- 2° Un crayon avec lequel on trace sur le papier la perspective de l’objet considéré ;
- 2° Un curseur relié par des tiges à la lunette et au crayon et qui est destiné à solidariser et à coordonner les mouvements de ces deux premières parties.
- La position que l’on donne à l’appareil par rapport à l’objet à reproduire et à la feuille de papier donne à volonté un agrandissement ou une réduction dans le dessin obtenu.
- SOCIÉTÉ INDUSTRIELLE DE MULHOUSE
- Bulletin d’octobre 1892.
- Notice biographique sur Joseph Coudre, par M. X. Mossmann.
- Notice nécrologique sur M. Ed. gelawartæ, par M. Aug. Dollfus.
- Teiiitiiwe et Impeessiosa an BBïoyeïB «le sels d’or. Mémoire présenté avec la devise « Aurora », pour concourir au prix LI dés Arts chimiques, par M. Edgar Odernheimer.
- Ce mémoire est précédé d’un rapport de M. G-alland, qui rend compte d’essais faits pour vérifier les réactions indiquées par l’auteur. En constatant leur exactitude et en rendant justice à l’intérêt du travail, le rapporteur conclut qu’il ne répond pas entièrement aux conditions du prix LI qui ne peut dès lors être accordé. L’auteur a reçu une médaille de bronze. , ,
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- Affaiblissement «Ira tissu dans la fabrication du blanc enlevage sur bleu indigo cuvé, par M. Albert Scheurer.
- Rapport sur un travail présenté au concours avec la devise « Urania stellitana », pour le prix XXIX des Arts chimiques, par M. P,Werner.
- Il s’agit de l’application comme mordant ou colorant de quelque métal non usuellement employé ou d’une modification nouvelle d’un des composés connus et employés dans l’industrie. Le composé devra être solide et l’application pratique.
- L’auteur du mémoire se propose de produire au moyen de l’urane un brun et un jaune sur le tissu même, en utilisant diverses réactions. Le rapporteur ne trouve pas que ce jaune réponde aux conditions du programme du prix, à cause du prix élevé et des difficultés d’application. Le prix n’a donc pas été décerné.
- Rapport sur le CaB*taals8.Ia»e «les Kilsanplepr©, de M. Karl Al-brecht, présenté au nom du Comité d’histoire, de statistique et de géographie, par M. Ernest Meininger.
- Les Ribaupierre (en allemand Rappoltstein) étaient une famille noble d’Alsace remontant au xie siècle, qui a été mêlée à l'histoire de Strasbourg, de Colmar et de Bâle et a joué un rôle considérabie à diverses époques. On lui doit la création des mines autrefois renommées de Sainte-Marie-aux-Mines ; ils ont fourni des colonels au service de la France et aujourd’hui leur descendance occupe le trône de Bavière.
- Le cartulaire de cette famille avait, pour l’histoire d’Alsace, une importance qui explique l’intérêt qu’on a attaché à sa publication pour laquelle la Délégation d’Alsace-Lorraine a voté un crédit de 16 000 f et le Conseil général de la Haute-Alsace, un crédit de 3 300 f. Le Comité d’histoire, de statistique et de géographie de la Société de Mulhouse a décerné au Dr Albrecht une médaille de vermeil pour cette publication.
- SOCIÉTÉ DES INGÉNIEURS ALLEMANDS
- N° 44. — 29 octobre 1892
- Développement technique des Compagnies de navigation « Lloyd de l’Allemagne du Nord » et « Hambourgeoise-Américaine », par R. Haack et C. Busley, deuxième partie (suite).
- Caractéristique de la nouvelle ordonnance wurtembergeoise sur les examens de l’État pour les ingénieurs mécaniciens avec une comparaison avec les mêmes examens dans les autres États de.l’Allemagne.
- Machines-outils pour le travail des métaux, par H. Fischer (suite).
- Essai d’un purgeur d’air pour les tuyaux de descente des eaux pluviales.
- Bull
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- Groupe de la Ruhr. — Vaporisateur à tubes pressés extérieurement.
- Bibliographie. — Stabilité des navires, par A. Sebmidt. — Les petits moteurs et la distribution du travail d’une station centrale, par E. Glausser.
- Correspondance. — Vaporisateurs.
- Compte rendu de la 23e réunion générale de l’Association des ingénieurs allemands, à Hanovre, les 29 et 30 août 1892 (suite).
- N° 43. — 3 Novembre 1892.
- Expériences sur la résistance des assemblages par rivets ou glissement, par G. Bach (fin).
- Industries chimiques. — L’aluminium, par W. Mohring.
- Constructions navales. — Bateaux avec roues à l’arrière, par A. Schmidt.
- Groupe de Cologne. — Achèvement des voies de navigation intérieure en Allemagne et utilisation de la puissance hydraulique de la Moselle.
- Bibliographie. — Manuel de la construction des machines à vapeur, par Jos. Iirabak. — Chauffage au gaz pour les foyers métallurgiques, par A. Lebedur. — Technique des paratonnerres, par M. Lindner. — Hygiène des fabriques, par Max. Kraft.
- N° 46. — 12 Novembre 1892.
- Le métal fondu et sa fabrication, par Dûrre.
- Études sur la distribution du travail, par A Riedler (fin).
- Développement technique des Compagnies de navigation « Lloyd de l’Allemagne du Nord » et « Hambourgeoise-Américaine », par R. Haack et C. Busley, deuxième partie (suite).
- Flexion des coques de navires, par E. Blass.
- Groupe de Hesse. — Tableaux de From pour la solution sans calcul numérique des problèmes de statique.
- Groupe de Cologne. — Construction des ascenseurs. — Appareil de chargement automatique, — Résistance des tubes Mannesmann. — Développement de la téléphonie privée.
- Bibliographie. — Fondations des édifices, par Otto Lueger.
- Variétés. — Explosion d’une grande meule d’émeri. — Fonctionnement d’un chauffage à vapeur depuis cinquante ans. ,
- N° 47. — 19 Novembre 1892.
- Développement technique des Compagnies de navigation « Lloyd de l'Allemagne du Nord » et « Hambourgeoise-Américaine », par R. Haack et C. Busley, deuxième partie (suite).
- Nouveautés dans les machines-outils pour le travail des métaux, par H. Fischer (suite).
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- Groupe de Cologne. — Proportion d’air contenu dans les eaux.
- Assemblée générale des maîtres de forges allemands à Düsseldorf, le 23 octobre 1892.
- Bibliographie. — Recherches sur la transmission de la force par l’électricité, par le Dr H. Hertz.
- Congrès international des Ingénieurs à Chicago, en 1893.
- N° 48. — 26 Novembre 1892.
- Études techniques sur les chemins de fer des États-Unis, par von B orries.
- Fours à coke avec dispositions pour recueillir les produits accessoires.
- Développement technique des Compagnies de navigation « Lloyd de l’Allemagne du Nord » et « Hambourgeoise-Américaine », par R. Haack et C. Busley, deuxième partie (suite).
- Honoraires des Ingénieurs comme experts dans les affaires litigieuses.
- Groupe de Hanovre. — Le rôle des. ingénieurs allemands dans l’Argentine. — Incrustations des chaudières.
- Excursions techniques à la suite de l’assemblée générale de l’Association à Hanovre, en 1892.
- Pour la Chronique et les Comptes rendus : A. Mallet.
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- MÉMOIRES
- COMPTE RENDU DES TRAVAUX
- DE LA
- SOCIÉTÉ DES INGÉNIEURS CIVILS
- DÉCEMBRE 1892
- N° 1».
- |° Élection des membres du Bureau et du Comité pour Vannée 1893. (Séance du 16 décembre), page 1059.
- 2° Lettre de M. Edmond Roy. au sujet du décès de M. Brisse (Voir bulletin de novembre). (Séance du 2 décembre), page 1044.
- 3° Nomination de Membres du Conseil supérieur de l’enseignement industriel et commercial. (Séance du 2 décembre), page 1045.
- 4° Situation financière de la Société (Compte rendu de la), par M. le Trésorier. (Séance du 16 décembre), page 1051.
- 5° Calcul des poutres continues. Méthode satisfaisant aux prescriptions du Règlement ministériel du 29 août 1891, par M. Bertrand de Font-violant. (Séance du 2 décembre), page 1046.
- 6° Éclairage électrique des trains de chemins de fer, par M. G. Dumont. (Séance du 2 décembre), page 1045.
- 7° Locomotive électrique (La), par MM. JJ. Heilmann. (Séance du 2 décembre), page 1045.
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- Pendant le mois de décembre 1892, la Société a reçu :
- 33133 — De M. Quinette de Rochemont. Les ports de la Mersey et de la
- Clyde (in-8° de 103 p.). Paris, Veuve Ch. Dunod, 1892.
- 33134 — De M. Alfred Picard. Rapport-général sur l’Exposition universelle
- de 1889. Pièces annexes. Paris, Imprimerie nationale, 1892.
- 33135 — De la Direction générale des Douanes. Tableau général des mou-
- vements du cabotage pendant Vannée 1891. Paris, Imprimerie nationale, 1892.
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- rendu du 19e Congrès tenu les 7 et 8 juin à Tarbes. Paris, Société de publications périodiques, 1892.
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- gaz du Mans, par L. Séguin (in-8° de 43 p. et 1 pl.). Paris, P. Mouillot, 1892.
- 33249 — De la Préfecture de la Seine. Catalogue de la bibliothèque admi-
- nistrative (section , étrangère) de la Préfecture de la Seine, par A. Canot (in-8° de 711 p.). Paris, Imprimerie-Nationale, 1892.
- 33250 — De MM. Franck, Pearn et Cie. Catalogue n° 1, Machines éléva-
- toires, pompes à vapeur, etc. (in-12 de 96 p.).
- 33251 — Du Ministère des Travaux publics. Service hydrométrique du et bassin de la Seine. Résumé des observations centralisées pendant
- 33252 l’année 1891. Versailles, Veuve E. Aubert, 1892.
- 33253 — De M. Johann Buberl. Bericht des vons Osterreichischen Ingé-
- nieur und Architekten-Vereine eingesetzten Comités zur Austel-lung von Typen fur Walzeisen (in-4° de 17 tableaux et 33 pl.). Wien, 1892.
- 33254 — De M. Chaix, éditeur. Les principales Sociétés par actions pour
- 1893. Paris, Chaix, 1893. »
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- métallifères, par de Launay (petit in-8° de 201 p.).
- 33259 — Des Mêmes. Corderie, par Alheilig (petit in-8° de 163 p.). Paris,
- Gauthier-Villars et fils, G. Masson, 1893.
- 33260 — Album de statistique graphique de 1890-1891. Paris, Imprimerie
- Nationale, 1891.
- 33261 — De M. Rodgers, attaché naval des États-Unis en France. Annual
- of the Office of naval Intelligence. July 1892, Washington.
- 33262 — Dictionnaire universel d’histoire et de géographie, par M. H.
- Bouillet (grand in-8° de 2079 p.). Paris, L. Hachette et Cie, 1893.
- 33263 — Album de statistique graphique de 1880. Paris, Imprimerie Na-
- tionale, 1881.
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- RÉSUMÉ
- DES
- PROCÈS-VERBAUX DES SÉANCES
- DD MOIS DE DÉCEMBRE 1892
- Séance dit 3 décembre 1892.
- Présidence de M. P. Buquet, Président
- La séance est ouverte à 8 heures et demie.
- M. le Président dit qu’il a reçu au sujet de notre collègue M.il Brisse, dont le décès a été annoncé dans les séances des 4 et 11 novembre, une lettre de M. Roy, Cette lettre est ainsi conçue :
- « Monsieur le Président,
- « J’ai le profond regret d’avoir à faire part, à notre Société, de la » mort récente d’un de ses membres les plus distingués, mon vieux » camarade et ami, le commandeur Alexandre Brisse, décédé à Rome, le » 2 de ce mois, âgé de soixante-douze ans ; il était né à Paris.
- » Brisse n’était sorti d’aucune école spéciale ; fils de son intelligence » et de ses œuvres, il sut, dans tous les services de grands travaux pu-» blics auxquels il consacra sa vie, attirer l’attention et la considéra-» tion de ses chefs, et couronna brillamment sa longue carrière par une » des œuvres qui feront le plus d’honneur à notre siècle, le dessèchement » et la mise en culture du lac Fuccino, dont les importants et surtout » périlleux travaux ont été mis sous les yeux de la Société, par le bel » album qu’il envoya à notre Exposition de 1889.
- » Il débuta comme agent secondaire aux travaux de dérivation des » eaux de la Durance pour la ville de Marseille, sous les ordres de » M. l’Ingénieur en chef des Ponts et Chaussées de Montricher : il fut » ensuite chef de section à la construction du chemin de fer du Midi, » arrondissement de Narbonne, d’où M . de Montricher le rappela, pour » l’envoyer, sous sa direction, commencer les études du dessèchement » du lac Fuccino.
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- » Vers la fin de la durée de ces études, M. de Montricher vint à mou-o rir. Le prince Torlonia, au compte duquel devait s’effectuer le dessé-û chement, ayant été à même d’apprécier l’activité et l’intelligence de » Brisse et connaissant la haute estime et la confiance que son ancien » chef avait eues pour lui, n’hésita pas à lui confier la direction » technique de l’exécution des travaux d’une entreprise pour laquelle il a exposait la majeure partie de son immense fortune.
- » Le succès couronna les efforts du hardi financier et de l’audacieux » Ingénieur, qui resta, jusqu’à son dernier jour, le conseiller chargé de » veiller au parachèvement et à la conservation de son œuvre, honoré » et estimé pour son haut mérite par les Ingénieurs italiens.
- » C’est une longue et honorable existence qui vient de s’éteindre, » après avoir brillamment porté, à l’étranger, le drapeau du génie civil » français.
- » Veuillez agréer, Monsieur le Président, l’assurance de mes meilleurs » sentiments.
- » Edmond Roy. »
- M. le Président ajoute que la Société sera probablement heureuse d’apprendre que les plus grands honneurs ont été rendus à la mémoire de notre regretté collègue ; les deux ambassadeurs français en résidence à Rome ; le président du Cercle français, le président de la Chambre de Commerce française, et notre collègue le commandeur Betocchi représentant l’Institut des ingénieurs italiens, assistaient à ses obsèques et témoignaient ainsi de toute la considération dont jouissait M. Brisse.
- M. le Président annonce que MM. jacquemart, Laussédat, jLiéba&t, L. Martin, Mesureur, Mignon et Que’nay^ont été nommés Membres ^^^nseil ’^upSneur ‘"de' î’ëhseignemëïir* industriel êt commercial. Æ
- M. le Président dit que l’ordre du jour annonçait une communication de M. G. Dumont, sur T Éclairage électrique des trains de chemins de jvr, malheureusement notré sympàfhique^'collègue^' Éëcëmmëhrfrâppë par un deuil cruel, ne peut assister à la séance. Son travail, fait en collaboration avec M. G. Baignères, paraîtra au bulletin de décembre.
- L’étude de M. Dumont est fort intéressante ; après avoir exposé les divers modes d’éclairage par les huiles de colza, de pétrole et le gaz comprimé, il décrit les divers essais, faits dans plusieurs Compagnies, pour l’emploi de l’électricité ; si ses conclusions ne sont pas encore très affirmatives au point de vue de l’emploi pratique et économique de l’éclairage électrique, elles indiquent dans quelle voie les études doivent être continuées.
- Si une discussion est demandée sur cette question, la parole pourra être donnée à M. Dumont dans une séance ultérieure.
- M, J.-J, Heilmann a la parole pour présenter une communication sur la Locomotive..électrique,
- M. Heilmann liée rit devant la Société sa „Locomotive électrique qui est actuellement en construction ava'ncée aux Forges "et Chantiers de la Méditerranée. Il expose les divers projets de traction électrique qui ont
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- été élaborés jusqu’ici, et indique les raisons qui rendent, pour ainsi dire, impossible la transformation des lignes ordinaires en lignes électriques : l’électricité permet d’augmenter la vitesse, mais d’un autre côté les voies la limitent, tant par suite de signaux que par suite de la présence de passages à niveau.
- M. Heilmann a donc cherché à faire profiter les lignes ordinaires des avantages de la traction électrique, dans la mesure où elles en sont susceptibles, et pour cela il a combiné un appareil de traction pouvant circuler sur ces lignes sans modification. Cet appareil est la locomotive dont M. Heilmann a déjà entretenu la Société en 1891, mais disposée de façon à utiliser dans les moteurs qui actionnent ses propres essieux toute l’énergie produite. Autrement dit, c’est une locomotive à grande vitesse et à adhérence totale dont les essieux sont actionnés par des moteurs électriques qui reçoivent le courant d’une génératrice montée sur la plate-forme et mise en mouvement par une machine à vapeur.
- Cette machine à vapeur et cette dynamo sont montées à. l’avant du véhicule. La machine à vapeur est du système Ch. Brown ; c’est une machine à vapeur compound, équilibrée, horizontale. La dynamo ëst une machine à courant continu, multipolaire, du système C. B. L. Brown. Elle est excitée séparément par une petite dynamo mue par une machine à vapeur spéciale. A l’arrière se trouve la chaudière qui est du système Lentz ; elle marche cheminée en arrière, ce qui favorise le tirage. Les moteurs électriques sont montés sur l’essieu par l’intermédiaire d’une suspension élastique, et l’entraînement se fait également par des pièces élastiques.
- L’un des principaux avantages de la locomotive de M. Heilmann est l’indépendance entre la vitesse du véhicule et celle de la machine à vapeur, indépendance qui permet de faire marcher celle-ci à admission constante et, par suite, dans les meilleures conditions économiques.
- La Direction des Chemins de fer de l’État a bien voulu mettre ses lignes à la disposition de M. Heilmann qui compte y faire des essais au commencement de 1893.
- M. le Président remercie M. Heilmann de cette communication qui sera insérée au Bulletin, et souhaite que ses études soient couronnées de succès.
- Il donne ensuite la parole àM. Bertrand de Fontviolant.
- M. Bertrand de Fontviolant présente un aperçu de son Mémoire intitulé : « Calcul des poutres continues. — Méthode satisfaisant aux pres-» cnphons d-u Reglement ministeriel du 29 août 181)1. »
- Ce Règlemenfiqui à' fixé les conditions auxquelles doivent maintenant satisfaire les ponts métalliques en France, remplace l’ancienne Circulaire du 9 juillet 1877.
- Il contient de nombreuses innovations. 1
- L’une des principales concerne les surcharges à envisager dans les calculs re]atifs à la résistance des poutres principales des ponts pour chemins de fer. La Circulaire de 1877 autorisait à prendre, comme base de ces calculs, des surcharges uniformément réparties dont elle fixait la valeur. Le nouveau Règlement, au contraire, impose l’obligation de
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- considérer le passage sur le pont, d’un train déterminé, dit train-type, dont « la composition se rapproche, autant que possible, de celle des » trains les plus lourds formés par le matériel actuellement en service » sur les principaux réseaux français. » — Voici en quels termes cette prescription est formulée (art. 4) :
- « En ce qui concerne les fermes longitudinales, les auteurs des projets » seront tenus d’examiner l’hypothèse du passage, sur chaque voie, du » train-type défini ci-dessous.
- » Le train-type se composera de deux machines à quatre essieux, de » leurs tenders et de wagons chargés. Les poids et dimensions des » machines, tenders et wagons chargés sont donnés par le tableau et la » figure ci-après. » (On trouvera ce tableau et cette figure dans le Mémoire.)
- » Les machines, avec leurs tenders, seront placées toutes deux en tête » du train.
- » L’ensemble du train sera supposé occuper successivement diffé-» rentes positions le long de la portée, et ces positions seront choisies de » manière à réaliser en chaque point les pins grands efforts tranchants .» et fléchissants que le passage du train-type puisse déterminer. »
- Le Règlement prescrit, en outre (art. 7), de « fournir à l’appui des » projets le calcul des flèches élastiques sous l’action de la charge per-» manente et sous l’action de la surcharge. »
- Ainsi, l’ingénieur est maintenant astreint à considérer le passage sur le pont d’un train donné, bien défini, et à déterminer en chaque point le moment fléchissant et l’effort tranchant maximums. Il doit aussi rechercher les flèches élastiques.
- Enfin, bien que le Règlement ne le prescrive pas explicitement, il doit encore évaluer les réactions maximums sur les appuis, lesquelles sont également nécessaires pour fixer les dimensions de certaines parties de la construction.
- Tels sont les divers problèmes posés par le nouveau Règlement.
- En ce qui concerne les ponts en poutres droites à travées indépendantes, la recherche des moments fléchissants, efforts tranchants et réactions maximums produits par le passage d’un train a fait l’objet de nombreux travaux tant en France qu’à l’étranger, et il en a été donné — notamment par M. Maurice Lévy — plusieurs solutions à la fois simples et complètes.
- Mais il n’en est pas de même en ce qui concerne les ponts en poutres continues. Dans ce cas, en effet, pour effectuer au moyen des théories publiées jusqu’à ce jour, les diverses déterminations imposées par le Règlement, il faudrait se livrer à un travail très pénible et le calcul d’un pont en poutres continues exigerait ainsi un temps considérable.
- Or ce genre de construction est très répandu. en France et les prescriptions du Règlement s’appliquent non seulement au calcul des ponts à établir dans l’avenir, mais encore à la révision des conditions de résistance de tous les ponts existants, — révision ordonnée par la partie du Règlement intitulée : « Instruction pour la surveillance et l’entretien des ponts métalliques. »
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- La recherche d’une Méthode nouvelle pour le calcul des poutres continues, permettant de satisfaire au nouveau Règlement, d’une manière aussi simple que possible, s’imposait donc. C’est là l’objet du Mémoire de M. Bertrand de Fontviolant qui espère avoir été assez heureux pour résoudre complètement cette question.
- Les limites, forcément restreintes de. la présente communication, ne permettant pas d’entrer dans le détail des nouvelles théories exposées dans ce Mémoire, M. Bertrand de Fontviolant se borne à signaler qu’on trouvera dans son travail :
- 1° Une méthode uniforme pour déterminer, par des procédés exclusivement graphiques, les lignes d’influence dans les poutres continues. Son caractère essentiel est de rester, au fond, toujours la même, qu’il s’agisse des moments fléchissants, des efforts tranchants, des réactions des appuis ou même des flèches élastiques. Par cette méthode, la construction de ces lignes est, pour ainsi dire, aussi simple que celle de la parabole du second degré.
- 2° Une méthode tout à fait élémentaire pour la recherche, — au moyen des lignes d’influence, — des valeurs maximums que peuvent prendre, au passage du train-type, les moments fléchissants, les efforts tranchants, les flèches élastiques en un point quelconque donné, ainsi que les réactions des appuis.
- 3° Une seconde méthode ayant le même objet, moins élémentaire, il est vrai, que la première, mais, par contre, plus expéditive. Pour en faciliter l’emploi, le Mémoire renferme des tables numériques contenant une série de^quantités envisagées dans cette méthode ; ces quantités ne dépendent que du diagramme du train-type, c’est-à-dire des poids par roue et des écartements des essieux ; ce sont donc des constantes du train-type. Dans les applications une simple lecture dans les tables en question fournira les valeurs numériques de ces constantes.
- Cette seconde méthode met en lumière les conditions générales analytiques, caractérisant les positions du train correspondant, pour un point arbitrairement choisi, aux maximums des moments fléchissants et efforts tranchants positifs et négatifs, ainsi qu’au maximum de la flèche élastique, et, en outre, pour un appui quelconque, au maximum de la réaction.
- Dans des cas nombreux, ces conditions deviennent extrêmement simples et peuvent alors s’énoncer sous forme de théorèmes faciles à retenir, qu’on trouvera dans le Mémoire.
- L’exposé de cette seconde méthode semblera, peut-être, au premier abord, un peu long et compliqué, bien qu’en réalité il ne dépasse pas les bornes de l’analyse élémentaire. Mais, en pareille matière, il faut considérer surtout la simplicité du résultat final qui, seul, intervient dans les applications.
- Il n’est pas surprenant, du reste, qu’il faille passer par une suite de déductions assez longues pour ramener à des termes simples, la solution des problèmes complexes posés par le nouveau Règlement.
- En terminant, M. Bertrand de Fontviolant exprime l’espoir que son travail rendra service aux ingénieurs en leur facilitant l’établissement
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- des calculs relatifs aux ponts'en poutres continues qu’ils auront à projeter ou dont ils seront appelés à vérifier les conditions de résistance.
- M. le Président remercie M. Bertrand de Fontviolant et lui sait gré d’avoir bien voulu apporter à la Société, la primeur d’un travail aussi complet et qui rendra certainement de nombreux services aux constructeurs et aux Compagnies de chemins de fer.
- La séance est levée à 10 heures.
- Assemlsîée générale extraordinaire «lu 2 décembre 1892
- pour la modification des Statuts de la Société.
- Présidence de M. P. Buqdet.
- La séance est ouverte à dix heures.
- L’Assemblée générale extraordinaire du 2 décembre 1892, réunie sous la présidence de M. Buquet, Président de la Société, a adopté les modifications suivantes, aux articles 1er, 8 et 20 des statuts, sur la pro-position“(îircomitè et sur le rapport spéciaLde'’ra'TTommïssion nommée par l’Assemblée du 18 mars 1892, savoir :
- Article premier.
- (Rédaction ancienne de l’article 1er).
- Il est formé une Société ayant pour titre : « Société des Ingénieurs Civils ».
- Article premier.
- (Rédaction proposée) :
- Il est formé une Société ayant pour titre : « Société des Ingénieurs Civils de France ».
- Adopté à Tunanimité de 152 votants présents.
- k
- Art. 8.
- (Rédaction ancienne de l’article 8) :
- L’administration de la Société et l’organisation de ses travaux sont confiées à un Comité électif composé de trente membres, des anciens Présidents et des Présidents honoraires. Dix des membres du Comité forment le Bureau.
- Pour faire partie du Bureau, il faut être membre sociétaire. '
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- Art. 8.
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- (Rédaction nouvelle, amendée sur la proposition de M. Brüll) :
- L’administration de la Société et l’organisation de ses travaux sont confiées à un Comité composé de trente-quatre membres élus, des anciens Présidents et des Présidents honoraires. Dix des membres élus forment le Bureau.
- Pour faire partie du Bureau, il faut être membre sociétaire.
- Adopté à Tunanimité de 140 votants présents.
- Art. 20.
- (Rédaction ancienne de l’article 20) :
- Les membres du Comité et du Bureau sont rééligibles, mais la présidence ne peut être confiée au même sociétaire pendant deux années consécutives. „
- Art. 20.
- (Rédaction nouvelle) :
- 1° La présidence ne peut être confiée au même sociétaire pendant deux années consécutives.
- 2° Les Yice-Présidents, les Secrétaires et les membres du Comité ne sont rééligibles en la même qualité que pendant quatre années consécutives ;
- 3° Le trésorier est toujours rééligible ;
- Disposition transitoire : 4° Pour la première fois, c’est-à-dire après les élections de décembre 1893, le tirage au sort désignera l’ordre dans lequel les Vice-Présidents, Secrétaires et membres du Comité élu, deviendront inéligibles pendant un an, ces derniers au' nombre de six chaque année.
- Sur le paragraphe 1er, . un amendement de M. Brüll, relatif à la présidence de deux ans et ainsi conçu :
- « Le Président est élu pour un an ; mais la présidence ne peut être confiée au même sociétaire pendant plus de deux années consécutives », donne les résultats suivants : *
- Noinbre des membres présents.......................436
- Nombre des votants.....................'. . . . 129
- Majorité nécessaire (2/3 -f-1 des membres présents, art. 32 des sta-ts), 92.
- Pour l’adoption................................ 75
- Contre............................................ 54
- En conséquence, l’amendement de M. Brüll n’est pas adopté.
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- L’ensemble de l’article 20 (rédaction nouvelle), §§1,2 et 3, est ensuite adopté par 85 voix contre 24 sur 109 votants et 110 présents (majorité nécessaire : 75 voix).
- L’Assemblée générale a adopté en outre, à titre de disposition réglementaire, la mesure transitoire ci-après :
- « Pour la première fois, c’est-à-dire après les élections de décembre 1893, le tirage au sort désignera l’ordre dans lequel les Vice-Présidents, Secrétaires et membres du Comité élus, deviendront inéligibles pendant un an, ces derniers au nombre de 6 chaque année. »
- Les modifications aux statuts adoptées ci-dessus ne deviendront exécutoires qu’après approbation de l’autorité supérieure.
- La séance est levée à onze heures ét demie.
- Séance du IG décembre ISOS.
- Présidence de M. P. Buquet La séance est ouverte à 8 heures et demie. '
- M. de Président donne la parole à M. H. Couriot, trésorier, pour faire, conformément à l’article 16 des statuts, l’exposé de la situation financière de la Société (1).
- SITUATION FINANCIÈRE AU 30, NOVEMBRE 1892
- , Nombre des Sociétaires.
- Le nombre des Sociétaires était, au 1er décembre 1891, de. . . 2 331
- Du 1er décembre 1891 au 30 novembre 1892, le nombre des
- admissions a été de 148................................... 148
- formant un total de................................. 2.479
- dont il faut déduire par suite de décès et démissions ..... 71
- Le total des membres de la Société au 30 noyembre 1892 est ainsi de . . - . -A....................................... 2 408
- Situation de la caisse au 30 novembre 1892.
- i .
- Le tableau des recettes et dépenses, annexé au compte rendu financier,' peut se résumer de la manière suivante : ‘ 4 . 4
- Le solde en caisse, au 1er décembre 1891, était de . Fr. 16 752,37 Les recettes effectuées du 1er décembre 1891 au 30 novembre 1892 se répartissent ainsi :
- A reporter ..... .£ 16 752,37
- (1) Voir pages 1056 et suivantes, le compte Recettes et Dépenses et le Bilan ainsi que l’état comparatif des exercices 1885 à 1892.
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- — 1052 —
- Report .... 16752,37
- RECETTES
- 1° Pour le fonds courant :
- Cotisations. . . . . . . . . Fr.
- Droits d’admission..............
- Intérêts des valeurs de portefeuille.........................
- Vente de Bulletins et Mémoires;
- Abonnements et Annonces . . Location des salles de séances . Don pour le fonds de secours . . Recettes diverses...............
- * t "
- 74 323 »
- 3 700 »
- 7 139,40
- 5 969,25.
- 8 548 »'
- 31 »
- 300 »
- 100 010,65 100 010,65
- 2° Pour le fonds inaliénable :
- Exonérations: MM. E. Bert, Bertrand de Fontviolant, Campion-net,Couriot,Dollot,Gane,Grand-Bey, Grenier et Thomson... 5 400 »
- Dons volontaires : MM. Canet,
- Belelubski et Mme Morel. . . 2 160 »
- 7 560 » 7 560 »
- 3° Recette spéciale :
- Vente de 50 obligations du fonds courant en vue du remboursement anticipé de l’Emprunt. . 23 174,10 23 174,10
- Le total des encaissements s’élève ainsi à . . -----------
- et le montant des recettes effectuées au 30 novembre, grossi de l’encaisse au 1er décembre 1891, monte à. Fr.
- 130 744,75
- 147 497,12
- DEPENSES
- P Par le fonds courant :
- Impressions, planches et croquis.
- Affranchissements et divers....
- Appointements, travaux supplémentaires et chronique. . . .
- Frais de bureau, de sténographie et de séances. ........
- Prêts et secours ...............
- Prix Annuel, Alcan et Coignet .
- Contributions, entretien de l’immeuble, assurances, frais de la cité, chauffage, éclairage, etc.
- Classement de la bibliothèque, achat de livres, reliure, etc. .
- Pension de Mme Ve Husquin de Rhéville...................... . .
- A reporter. . . .Fr.
- 31 693,35 7 364,27
- 18 248,10
- 2 272,35 1 298,40 1 724,50
- 10 282,05
- 2 125,60
- 3 000 »
- 78 008,62 147 497,12
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- 1053 —
- Reports . .Fr. 78 008,62 147 497,12
- Remboursement de bons de l’emprunt....................... 27 600 »
- Paiement des coupons échus . . 1 542 »
- Frais exceptionnels, gratifications,
- souscriptions, etc......... 3 899,95
- Frais de recouvrement des cotisations ............................ 1 015,76
- Frais divers . .................. 1 285,90
- Total des sommes employées au *
- 30 novembre 1892.................................... 113 302,23
- Le solde en caisse, à la daté du 30 novembre 1892, est donc de ............................................... . Fr. 34 194,89
- Nous vous présentons également le Bilan de la Société dressé dans la forme habituelle ; il est arrêté à la date du 30 novembre et se résume comme suit ; à l’actif sont portés :
- L’Hôtel de la Société, pour.................. Fr.
- Notre portefeuille, représenté par 426 obligations du Midi, deux titres de 235 f de rente 3 0/0 et 15 obligations de la Compagnie Madrilène du gaz, figurant ensemble pour
- le prix de................................................
- Les espèces en caisse.................................... .
- La bibliothèque.........................................• . .
- Nos débiteurs (cotisations arriérées au 30 novembre 1892, après réduction de 50 0/0 environ) et divers. ... . .
- 279 602,20
- 175 331,06 34 194,89 8 404,65
- 6 442,40
- Total............. Fr. 503 975,20
- Au passif figurent :
- Nos créanciers (pour impressions, planches, reliure, tra-
- vaux en cours, réfection du calorifère,, etc.) .... Fr. 11 599,56
- Les prix divers (échus ou en cours) s’élevant à............ 9 075,31
- Le compte « Fonds de secours » . ...................... . . 264,80
- Le montant des dons et exonérations restant à consolider . 8 525,21
- Notre emprunt de 75 000 f, réduit à ce jour à ...... . 17 600 »
- Les coupons restant à payer ou à échoir.................... 1 408,50
- Le capital social s’élevant à.................... 455 501,82
- Chiffre égal..........Fr. 503 975,20
- L’Avoir de la Société, à ce jour, s’élève ainsi à . . .. . . 455 501,82 alors qu’il était, le 1er décembre 1891, de. .... . .433 418,75
- il a, par suite, augmenté, durant l’exercice, de . . Fr. 22 083,07
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- 1054 —
- Cette augmentation de 22 000 / de notre avoir social est notablement plus forte que- celle des exercices précédents, elle est due, en dehors des économies réalisées pendant l’année, tant à l’aliénation que nous avons faite de 50 obligations du Midi en vue du remboursement de notre emprunt, titres achetés à un cours bien inférieur au prix de vente, qu’aux dons que nous avons recueillis au- cours de l’exercice, le tout représentant une somme de 8 000 f environ. Parmi ces dons, il convient de mentionner ceux qui nous ont été faits en espèces par nos collègues : MM. Belelubski et'Canet ainsi que celui que nous avons reçu de Mm<f Morel en mémoire de son fils, notre jeune et regretté collègue, enlevé1 trop tôt à l’affection des siens et dont le souvenir restera vivant dans la mémoire de tous ceux qui l’ont approché ; j’adresse ici à tous ces donateurs l’expression de notre bien vive et profonde gratitude.
- L’examen de nos comptes n’appelle aucune observation particulière. Il y a lieu cependant de vous signaler le produit élevé des locations de nos salles de séances de la Société ; le montant de nos locations a bien un peu fléchi, il est encore de plus de 8 500 f et nous ne saurions faire trop vivement appel à ceux de nos collègues qui font partie de sociétés savantes, industrielles ou corporatives, pour les engager à transférer dans notre hôtel le siège de leurs réunions périodiques et à accroître ainsi cette source importante des revenus de notre Société.
- La publicité de notre bulletin continue à être très recherchée vu le tirage chaque jour plus élevé de nos publications.
- Gomme nous vous ^annoncions l’année dernière, le classement des ouvrages, publications, dessins et plans, composant notre bibliothèque, a été activement continué ; ce travail considérable nous permettra de faire paraître en 1893, le catalogue complet des documents techniques que nous possédons au 31 décembre 1892 et de porter ainsi à la connaissance de chacun de nous les renseignements spéciaux dont il pourra avoir besoin sur les nombreuses questions se rapportant à l’art de l’Ingénieur.
- Les frais d’encaissement de nos cotisations sont cette année plus élevés encore que dans les exercices précédents ; ils atteignent la somme de 1 015,76 /*; aussi ne saurait-on trop engager nos collègues à ne pas attendre la présentation de leur quittance, pour en opérer le versement, à la caisse de la Société.
- Soixante et un bons de notre Emprunt de 1889 nous ont été généreusement abandonnés au cours de l’année par divers souscripteurs dont je rappellerai ici les noms, déjà proclamés en séance, à savoir : MM. Arrault, Aug. Bert, Bougarel, de Bruignac, Brustlein, Ghalmeton, Goiseau, P. Decauville, Ducomet, Kreglinger, Level, de Longraire, Loutreuil, Maire, A. Mallet, L. Martin, Paponot, Poirrier, Sepulchre, Stapfer et Tamy; qu’il me soit permis de leur renouveler ici l’expression de notre reconnaissance pour ces dons spontanément et libéralement faits à notre Société, au moment même où, les bons étant mis en remboursement, la valeur qu’ils représentaient allait leur faire retour.
- Pour tenir compte des vœux exprimés par quelques donateurs, nous avons ouvert un compte spécial, dans lequel nous avons porté le montant des bons qui nous ont été abandonnés en vue de la construction d’un
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- — 1055 —
- nouvel Hôtel pour notre Société. Ce compte, que je qualifierai de compte d’attente, s’élève aujourd’hui à 7 750 f. Faisons des vœux pour que cette première donation soit suivie d’autres dons et d’importantes souscriptions ultérieures, qui nous mettront en mesure de doter'la Société des Ingénieurs Civils d’une installation véritablement digne d’elle et digne aussi du büt élevé qu’elle poursuit.
- Il y a lieu de rappeler à ce sujet que depuis le 1er juillet 1892 tous nos bons sans exception sont remboursables; il ne nous reste plus en circulation qu’une somme de 17 600 f à rembourser sur 75 000 f, chiffre total auquel s’élevait notre Emprunt à l’origine. Nos collègues, porteurs de bons, qui ne se seraient pas encore présentés à la caisse, sont invités à venir en toucher sans retard le montant ainsi que les intérêts échus au 1er juillet dernier, afin que nous puissions clore définitivement le compte de l’Emprunt et terminer toutes les opérations qui y sont afférentes. Dans ce but, nous avons conservé en caisse, ainsi que vous le remarquerez, des disponibilités importantes, destinées à faire face à ce remboursement intégral de notre Emprunt.
- En terminant ce rapport, qui constate une situation prospère et une augmentation de plus de 22 006 f de notre avoir, je tiens à remercier ici M. de Dax de l’utile concours qu’il m’a donné pendant l’exercice écoulé, coopération qui n’a pas peu contribué aux excellents résultats que je viens de constater. (Applaudissements.)
- M. le Président met aux voix l’approbation des comptes qui viennent d’être présentés.
- Ces comptes sont approuvés à l’unanimité.
- M. le Président demande à l’Assemblée de voter des remerciements à son Trésorier M. H. Gonriot pour le soin et le très grand dévouement qu’il apporte à ses fonctions.
- Ces remerciements sont votés par acclamation.
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- RECETTES
- DÉPENSES
- COMPTE DES RECETTES ET DÉPENSES
- 1892
- En caisse au lor décembre 1891. . . . 1° Pour le fonds courant:
- Fr. 16 752,37
- 1° Par le fonds courant :
- Cotisations......................Fr.
- Droits d’admission....................
- Intérêts des valeurs de portefeuille . . Ventes de bulletins et mémoires ; abon -
- nements et annonces................
- Location des salles de séances. .
- Pour fonds de secours. . .............
- Recettes diverses. . ..............
- 74 323 »
- 3 700 »
- 7 139,40
- 5 969,25
- 8 548 »
- 31 »
- 300 »
- -------- 100 010,65
- 2° Pour le fonds inaliénable :
- Exonérations..................Fr. 5 400 »
- Dons volontaires (MM. Canet, Bele-
- lubski et Mme Morel)............. 2 160 »
- ---------- 7 560 »
- 3° Recette spéciale :
- Vente de 50 obligations du Fonds courant en vue du remboursement anticipé de l’emprunt. ... 23 174,10
- —--------- 130 744,75
- Impressions, planches et croquis.......................... Fr. . 31 693,35
- Affranchissements divers . . . „............................... 7 364,27
- Appointements,travaux supplémentaires, chronique.............. 18 248,10
- Frais de bureau, de sténographie et de séances................. 2 272,35
- Prêts et secours.............................................. 1 298,40
- Prix annuel, Alcan et Coignet................................ 1 724,50
- Contributions, entretien de l’immeuble, frais de la cité, éclairage, chauffage, assurances, etc............................ 10 282,03
- Classement de la bibliothèque, livres, reliure, etc............ 2 125,60
- Pension de Mme veuve Husquin de Rhéville . .................... 3 000 »
- Remboursement des Bons de l’emprunt.......................... 27 600 »
- Paiement des coupons échus. . ...................'..........'. 1 542 »
- Frais exceptionnels, souscriptions, participation aux Congrès, etc. 3 899,95
- Frais de recouvrement des cotisations.......................... 1 015,76
- Frais divers................................................... 1 235,90
- 113 302,23
- Solde en caisse au 30 novembre 1892 .................. 34 194,89
- Fr. 147 497,12
- Fr. 147 497,12
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- Bull.
- PASSIF
- BILAN AU
- ACTIF
- Immeuble :
- a. Terrains et frais..................Fr. 86 223,90
- b. Constructions et frais.................. 150 814,65
- c. Mobilier et frais d’installation........ 42 563,65
- Fonds inaliénable :
- a. Fonds social, 111 obligations du Midi .... 46 217,72
- b. Legs Nozo 19 » » . . . . 6 000 »
- c. Legs Giffard 131 » » .... 50 372,05
- d. Don Michel Alcan 1 titre de rente 3 0/0 ... 3 730 »
- e. Legs Coignet » » ... 4 285 »
- f. Don Couvreux 11 obligations du Midi .... 4 857,75
- g. Don anonyme......................... 6 750 »
- Fonds courant :
- 154 Obligations du Midi. . . , Caisse :
- Solde disponible.........
- Bibliothèque : Reliures, corps de bibliothèque
- Divers :
- a. Débiteurs divers................................. 703 40
- b. Cotisations 1891 et années antérieures (après ré-
- duction de 50 0/0)............................. 2 159
- c* Cotisations 1892 (après réduction d’évaluation de
- 50 0/0)........................................... 3 580 »
- 30 NOVEMBRE 1892
- 279 602,20
- 122 212,52 53 118,54
- 34 194,89 8 404,65
- Créditeurs divers :
- Impressions, planches et croquis, divers travaux
- en cours, évalués à.......................Fr. 10 595,16
- Réfection du calorifère (restant dû)............ 1 004,40
- Prix divers 1892 et suivants
- a. Prix annuel .........................
- b. Prix Nozo............................
- c. Prix Giffard 1890 et rappel 1890.....
- d. — 1893 —
- e. Prix Michel Alcan....................
- f. Prix Coignet.........................
- g. ' Prix Couvreux..................
- Fonds de secours. . .
- Valeurs à consolider :
- Somme à porter au Fonds inaliénable, après emploi....
- IBons remboursés et amortis ... 36 850 »
- Id. abandonnés sans
- affectation . . 800 »
- Id. abandonnés en vue de la reconstruction de l’Hôtel. 7 750 »
- Id. en remboursement......... 17 600 »
- %0 550 »
- 400 » 546,40 3 768,17 3 768,17 135 » 150 » 307,57
- Coupons restant à payer sur 1890. ..... 573 »
- — — sur 1891...... 441 »
- — — sur 1892....... 394 50
- 6 442,40
- Fr.
- 11 599,56
- 9 075,31 264,80
- 8 525,21
- 17 600 »
- 1 408,50
- 455 501,82 503 975,20
- •4
- Fr. 503 975,20
- Profits et Pertes :
- Avoir réel de la Société .
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-
-
-
- ÉTAT COMPARATIF DES EXERCICES DE 1885 A 1892
- INDICATIONS
- Nombre de Membres.. Membres admis pendant
- l’Exercice....
- honoraires sociétaires associés... exemptés. décédés... démissionnaires
- U
- cü . Ou w ^ CD
- m 'r|
- Z O S bo
- 'a'*
- CD
- S
- 03
- O
- rayes. ;.......
- exonérés à 600 fr
- Legs et fondations...
- Dons volontaires.........
- Entrées de caisse de l’Exercice Sorties de caisse, y compris achat d’obligations, de l’Exercice. Prix delà Société Prix Nozo....
- m co
- S *•<!) >
- <D O co CO'P
- Prix Gitfard ...
- Prix Michel Alcan Prix Coignet... Prix Couvreux. Secours (legs Giffard) Achat d’Oblig;du Midi Achat d’un titre de 100fr
- rente 3 °/o..........
- Sommes restan t en caisse Sommes restant à encaisser.. .
- Emprunt...............
- Amort. d’oblig. sociales Avoir de la Société...
- DÉCEMBRE 1885 17 DÉCEMBRE 1886 16 DÉCEMBRE 1887 10 DÉCEMBRE 1888 30 NOVEMBRE 1889 30 NOVEMBRE 1890 30 NOVEMBRE. 1891 30 NOVEMBRE 1892
- 2 081 2 119 2155 -2 198 2 274 2 294 2 331 2 408
- 102 , 99 77 114 142 105 142 148
- » 30 30 15 19 25 23 22
- 30 30 30 1 999 2 065 2 081 2 128 2 201
- » 30 3i> 184 190 188 180 185 •
- 17 12 15 25 21 11 14 19
- 31 31 27 37 41 38 50 51
- 10 11 14 19 10 27 15 19
- 48 19 30 29 ' 14 , • 20' 40 1
- 11 11 10 15 7 " 7 7 . 9
- gs à recevoir GiffardJgo 887,50 Sieber ) 1 30 1 legs à recevoir Coignet 4 285 30 lCouYreux5 000 » (Anonyme6 750 » 30 33
- 1 799,75 2 200 » 424 » 7 016 » 5 575 » r 100 » 500 » 2 160 »
- 91 995,79 137 669,75 83 050,33 114 168,86 182 235,17 113 163,20 115 940,72 147 497,12
- 79 262,09 104 983,07 83 226,71 118 612,67 166 139,41 117 025,60 99 188,35 113 302,23
- 300 » 300 » 300 » 300 » 300 » 421,80 400 »' •i 400 »
- 138 » 276+138 » 829,32 1 105,76 863,18 - 829,20 283,30 5 546,40
- » 2 680 » 4 586 » 2 857,86 3 435,24 5 027,14 6 278,74 J1890 3 768,17 (1893' 3 768,17
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- 14 824 » 18 773 » 19 828 •» 14 403 » 7 881 » 5 668 » 6 331 y> 6 442,40
- )) 30 30 30 75 000 » 75 000 » 75 000 » 75 000 »
- 6 000 » 7 000 » . 1 000 » 30 500 » 21 150 » 37 700 » 57 400 »
- 385 566,69 425 591,42 434 981,49 451 045,78 398 949,01 422 865,80 > * 433 418,75 455 501,82
- 1058
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- — 1059 —
- M. le Président dit qu’il croit utile de portera la connaissance de nos collègues le résumé d’une lettre fort aimable qui nous a été adressée d’Amérique en vue du Voyaqe projeté pour 4893 dans ce pays.
- Dans cette lettre, M. Towno^que beaucoup d èntre nous se rappelleront avoir eu le plaîsîrB3eïîvoir' en 1889, nous fait savoir que le Comité spécialement chargé de nous recevoir lors de notre passage à New-York l’année prochaine, s’est constitué dans cette ville.
- En vue de notre réception, ce Comité nous demande divers renseignements. Pour que nous puissions y répondre, M. le Président invite tous les Membres qui auraient l’intention de participer à ce voyage à le faire savoir sans retard1 à notre Secrétariat.
- M. le Président rappelle, que M. de Cliasselqup-T^aubat dans sa communication, page 723 à 728 du butJMin"^ Octobre, a donné tous les détails à ce sujet et il engage vivement nos collègues à lire ce qui a trait à ce voyage qui sera à tout point de vue des plus instructifs.
- Il est ensuite procédé au vote pour l’élection des membres du Bureau et du Comité pour l’année 1893.
- Ces élections ont donné les résultats suivants :
- BUREAU
- Président: M. P. Jousselin.
- Vice-Présidents :
- Secrétaires : MM. E. Bert.
- MM. J.-B. Du Bousquet.
- Ch. Herscher. J.‘ Gharton. L. Appert.
- G. Cerbelaud. P. Gassaud.
- A. Lavezzari.
- Trésorier : M. H. Couriot
- COMITÉ
- MM. G. Canet.
- E. Richemond.
- E. Bertrand de Fontviolant.
- MM. G. Dumont.
- J. Morandiere. L. Rey.
- A. Mallet. H. Forest. E. Lippmann G. Richard. J. Fleury.
- J. Carimantrand. Ed. Coignet.
- P. Regnard.
- M. de Nansouty. Au g. Moreau.
- A. Gouilly.
- A. Lencauchez. Ch. Gallois.
- P. Bodin.
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- PONT DROIT
- REPOSANT LIBREMENT SUR DEUX APPUIS
- NOUVELLE MÉTHODE GMPHIQUE
- POUR LA DÉTERMINATION DES MOMENTS "LJ MI TES
- M. LANGLOIS
- § 1. — Considérations générales.
- 1. — Nous ayons cherché une solution graphique dans le cas, absolument général, d’un train composé d’une façon quelconque.
- Il va sans dire que notre méthode s’applique aussi au train-type ; mais, dans ce cas, elle ne présente d’avantage que pour la détermination des moments-limites, puisqu’un procédé très simple donne les efforts tranchants maxima et minima.
- § 2. — Moments-limites.
- 2. — Principes fondamentaux. Soit (fig. 4) une poutre droite reposant librement sur deux appuis A, B.
- Supposons que deux charges concentrées, p±, p2, reliées entre elles, circulent sur cette poutre: et proposons-nous de rechercher le moment maximum produit en un point quelconque,-C, de la poutre,
- Nous allons être conduit à étudier la question dans les trois cas suivants :
- (a) .— Les charges p±,p2 sont toutes deux à gauche du point G;
- (b) .— La chargepx est à gauche et p2 est à droite de ce point;
- (cJ.— Les deux charges sont à droite du point G.
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- 1er Cas. —Les deux charges plt p2 sont à gauche du point G
- (fig •*)•'
- Hg-.L
- Q iQ.
- b-
- l-S*
- A-J&.
- Tij.2.
- f
- o
- l-S,
- 1-s,
- Hj.3.
- Q
- Ph
- ____L_l=i>
- B|
- Jr - --------
- -—b---
- Appelons :
- i, la longueur de la poutre AB ;
- x, la distance AG ;
- l—x, la distance GB ,
- si5 l—s„ les Bras de levier de la charge pit en une position initiale quelconque ;
- s2, l—s2, les bras de levier de la charge p2 ;
- Mi, le moment fourni en G par la charge plt dans la position considérée ;
- Ma, le moment produit par p2 :
- M, le moment total ;
- As, un chemin parcouru par le système, dans le sens de la flèche ;
- AM, l’augmentation du moment M qui en résulte, positive ou négative.
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- — 1062 —
- Nous avons alors :
- M = -(- M, + M2 = —j— ( + PA+PA),
- M + AM = tzl [+?i(Si + As)+p2(s2 + As];
- (1) AM=M+AM—M=t=ï(+p1As+ftAs)=^(+p1+p2)(i—x)-
- 2e Cas. — La charge pt est à gauche de C et p2 est à droite de ce point (fig. 2).
- On a, dans ces nouvelles conditions : a
- M , = &?i(l—a)),
- M1 = M=iî)f,
- M = M, + M2 = +£dhpt,
- M + AM = -|-[+Pi(si + As)(/ — æ) + p2(i — s2 — As)æ] ;
- À ç
- 1(2) AM^f+^-tf)-^).
- 3e Cas. — Les charges^ et p2 sont à droite du point C (fig. 3). Tl vient :
- Mt =
- Piï—Si) „
- r~a
- lli = P* (b-**) ^
- [=M,+m2=SîEpïf+M=stt
- M -j- AM =-j- [p^l — s4— As)æ Jrp2(l — s2— As)#]
- As
- AM = y [—
- (3)
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- — 4063 —
- Gomme conséquence de ces formules, nous pouvons émettre les théorèmes suivants :
- Théorème I. — La variation AM du moment, en un point quelconque G, est indépendante des bras de levier s4, s2 des forces composant le système mobile.
- Cette variation ne dépend absolument que des charges, du chemin parcouru par elles et des distances x, l—#du point considéré aux extrémités de la poutre.
- Théorème IL— Toutes les forces de gauche produisent une augmentation, + AM, proportionnelle à leur intensité ; toutes les forces de droite conduisent aune diminution, — AM, proportionnelle aussi à la valeur desdites forces.
- Théorème III. — Si donc, d’une manière générale, on appelle :
- Pd, la somme algébrique des charges de gauche ;
- P2, la somme analogue des charges de droite ; les formules (4), (2), (3) pourront se mettre sous la forme :
- am = + a.[+p-^], am = + as[+Mz^=££],
- AM = + Asj^—
- 3. Application. — Proposons-nous de déterminer le moment maximum produit en un point G de la poutre représentée ligure 4 ci-contre.
- 4° Courbe du moment produite par le train quand il recouvre toute la longueur de la poutre.
- Cette courbe, déterminée à l’aide des procédés connus, est représentée ligure 4.
- 2° Tracé donnant les termes Pt (l—x). — Portons, ligure 2, BC = BC de la figure 4.
- Prenons BD = 20 m ; et élevons une ordonnée au point D.
- Sur cette ordonnée, portons, à l’échelle des forces :
- DDo = 20ft,
- D0D, = 2Oft,
- D,D2 = 20y,,
- etc., jusqu’à la forcer, la dernière de la série de gauche.
- d')
- (2')
- (3')
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- Fig.l. Moments produits quand le train recouvre le pont
- eO&JiH-, H-l Eh, a
- ê| S! â! S31 ?=
- %m'm- 12,5_
- dd d&i
- .AL
- _3—|_3_ _j_ L 1 _ j>&
- .loagae® ia_p.ojrki JfeJî 1^=2.^ _
- Fig.3. . Produits Ex.
- Figr. 2.. Produits!^ (1-x)
- Fig.4. Variations partielles du moment de flexion.
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- — 1065 —
- Joignons BD0, BDt, BD2...; en prolongeant .jusqu’à l’ordonnée du point G.
- Nous aurons ainsi :
- CG0=_p0xBG=p0 (l — æ),
- GGt = (p0 BG = (p0-j-^i) (£-—#),
- CC2 = (p0 -\-pi -\-p2) BC = (p0 | Pi -\-p-i) (l—x),
- CC5 = (Po + ïh + .. • îk) BG = {vÆPx + •. Ps (l- ®) •
- Comme nous allons, à l’article 4, étudier les effets produits par un mouvement du train vers la droite (sens de la flèche, fig. 4), les ordonnées de la figure 2, que nous venons d’établir en G, nous donneront les différentes valeurs de (l — x).
- 3° Tracé donnant les termes P2 x. — Prenons, figure 3, AC' =
- AG de la figure 1 ; et, avec les charges 17, 16.2, \, 0, opérons
- comme pour la figure 2.
- Nous obtenons ainsi les ordonnées :
- C'C'17 = pl7 X AG' = pl7x G G16 — (pl7 -j- piS) x
- qui nous fourniront, en une position quelconque du train, le terme correspondant P2#.
- 4° Recherche de la variation maxima AM.
- (a). Exposé de la marche à suivre.
- Nous allons faire mouvoir le train vers la droite et nous allons déterminer successivement :
- la variation A'M, quand l’essieu 17 est arrive en B ;
- — A"M, — 5 — G ;
- — A'"M, — 16 — B;
- etc., jusqu’à ce que l’on obtienne une valeur négative de :
- Pt(J — x) — ?.2x,
- ce qui, correspondant à une diminution de M, indiquera que l’on a franchi la région où le moment augmente.
- La variation cherchée, AM, aura alors pour valeur la somme des variations partielles ainsi obtenues.
- (b). Variation A'M, quand l’essieu 17 est arrivé en B.
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- Charges de gauche :
- Po, Pi, V%, Po, Pi, Po, correspondant à CC5 (fig. 2) ; Charges de droite :
- p&, p7... pi6,'pn, correspondant à C'C'6 (fig. 3);
- Pt(i—œ) — P2£C = CC5 — C'Cé = Ck' (fig. 2). Portons (fig. 4J :
- ’ AB = £ = 45 m,
- BK' = C k' = P* (l—x) — V2x.
- Joignons AK'.
- Portons AD = 20A's = 20 X 0,5 = 10 m.
- Élevons l’ordonnée DM'.
- Nous avons :
- DM' _ BK',
- AD ~ AB
- DM' = AD X ^ = 20A's X = 20A'M.
- (c) . Variation A"M, quand l’essieu 5 est arrivé en C. Charges de gauche :
- Po, Pi, Pî, Pi, Pi, Po correspondant à CC5 (fig. 2). Charges de droite :
- p6, p7.„, piZ, pi6, correspondant à CI7C'6 (fig. 3), l’essieu 17 ayant franchi l’appui B.
- Px (l—x) — P %x = CC5 — C'17C'6 = C k" (fig. 2).
- Portons (fig. A):
- BK" = C= P fil—x ) — V2x.
- Joignons AK".
- Portons AE = 20A"s = 20(2—0,5) = 20X 1,5 = 30 m. Menons l’ordonnée EM".
- Comme précédemment :
- EM" = 20A"s — Psæ - 20A"M.
- (d) ; Variation A'"M, quand l’essieu 16 est arrivé en B . Charges de gauche :
- Po, Pp Pi, Po, Pi, correspondant à GG*/fig. 2).
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- Charges de droite :
- Ps, p6, p,..., p15, pie, correspondant à C'17C'5 (fig. 3), l’essieu 5 étant passé de gauche à droite ;
- P4 {l — æ)~ V2x = CC4 — C'17C'5 = Ck'" (fig. 2). Portons (fig. 4) :
- BK'" = G k"' = P t (/—x — P2;r.
- Joignons AK'".
- Portons AE = 20A"'s = 20 (3 + 0,5 — 2) = 20 X1,5 = 30 m. Élevons l’ordonnée 'EM'".
- On obtient :
- EM'" = 20A"'s P'(;~ xï~¥^. = 20A"'M,
- (e) . Variation AIVM, quand l’essieu 4 est arrivé en G. Charges de gauche :
- Po, Pu Pi, Ps, Pi, correspondant à CCi(fig. 2) ; Charges de droite :
- PsjPeiB—correspondant à C'16C'5 (fig. 3), puisque l’essieu 16 a dépassé le point B ;
- P,(l — x) — Pj® = CC4 — C'16C'3 = C/c- (fig. %). Portons (fig. 4) :
- BKIV — C/e,v = P,(l — x) — V2x.
- Joignons AK1T ; et portons :
- AF = 20AIvs = 20(2 + 2,5 — 3 — 0,5) = 20 X1 = 20 m.
- Élevons l’ordonnée FMIT.
- On a : . *
- . FMIV = 20Alys — = 20AivM.
- L
- (f) . Variation AVM, quand l’essieu 15 est arrrivé en B. Charges de^gauche :
- pQ, Pi,Pî,p3„ correspondant à CC3(fig* 2).
- Charges de droite : é % '
- P^ Pv P*~-,Pu, Pa, correspondant à C'18C\ (fig. 3y,
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- puisque l’essieu 4 a franchi le point G ;
- P\(l — x) — P2x = CC3 — C'16C'4 = Cky (fig. 2).
- Portons (fig. 4) : BKV = Gkv ; et joignons AKV.
- Prenons AG = 20AV.$ = 20(3-j-3 4~ 0,5—2—2,5) — 20x2=40 m; et élevons Cordonnée GAP. On peut poser:
- GM1 = 20A vs = 20A’M.
- (g) . Variation A^M, quand l’essieu 3 est venu en G.
- Charges débauché : -
- Pqi Pi, P-i, Pi, correspondant à CC3 (fig. 2) ;
- Charges de droite :
- Pi* Pi, Pq~ • • ? Pio, Pu, correspondant à C't5C'4 (fig. 3),
- puisque l’essieu 15 a franchi l’appui B ;
- P t(l — x)— P2x= CC3 — C'15C4 = G k".
- Portons (fig. A) : BK”CkY1 ; et joignons AK".
- Prenons :
- AL = 20Avis = 20(2 + 2,5 + 4,6 — 3 — 3 — 0,5) = 20 X 2,6 =52. Élevons l’ordonnée LMyI. Il vient :
- LMVI = 20 AVIs = 20 AVIM.
- I
- (h) . Variation AVIIM, quand l’essieu: 14 est arrivé en B.
- Charges de gauche :
- Po, Pi, P2, correspondant à CC2 (fig. 2). ,
- Charges de droite :
- Pi, Pi, Pi—, Pu, Pu, correspondant à C'15C'3 (fig. 3),
- car l’essieu 3 est venu à droite de G ;
- Pi(* - *) - P2^ = CC2 - C'15C'3 = — CA\,
- Ce terme négatif entraîne à une valeur négative de A™M ; et il est facile de voir qu’il en sera de même pour toutes les autres positions du train.
- Nous avons donc obtenu toutes les augmentations partielles
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- possibles, dont l’ensemble doit donner la variation cherchée AM.
- (i) . Calcul de AM. — Nous avons alors :
- A M _ + DM' + EM" -f EM'" + FMIV + GMV -f- LMVI “ 20
- - + llmm-f 35,5 + 18 + 14 + 4 + 11
- 20
- AM — = 4,675 mm.
- (j) . Modification de la courbe de la figure 1. — L’ordonnée du point C doit donc se prolonger d’une quantité 0(\ — 4,675 mm pour représenter le moment maximum en ce point,
- 4. — Observations : .
- 1° Les tracés des figures 2 et 3 peuvent se faire pour toutes les forces et pour toute la longueur de la poutre.
- Dans ces conditions, ces deux figures servent pour toutes les sections dont on veut déterminer les variations AM.
- 2° Il n’y a alors que la figure 4 à renouveler pour chaque section;
- 3° Les sections à choisir ne doivent être prises que dans la première moitié de la poutre, quand on ne s’occupe que du train-type.
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- ÉTUDE
- SUR
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE DES TRAINS
- PAR
- MM. G. DUMONT et G. BAIGNÈRES
- Avant l’emploi de la machine dynamo pour la production de l’électricité, l’éclairage des voies publiques était réalisé presque exclusivement à l’aide de becs de gaz, papillon ; dans les localités où il n’existait pas d’usine à gaz on se contentait de la lampe à huile placée dans un réverbère. Mais avec les progrès de l’électricité dont les flots de lumière ont, tout d’abord, étonné le public, on s’est trouvé forcément conduit à augmenter dans de larges proportions les autres modes d’éclairage. C’est ainsi que les Compagnies gazières ont étudié des systèmes de brûleurs intensifs qui, pour une consommation relativement peu élevée, fournissent un très bel éclairage. Dans les habitations la lampe à huile a été progressivement laissée de côté pour des becs au pétrole d’une puissance lumineuse beaucoup plus grande.
- Les yeux du public se sont donc peu à peu habitués à la grande lumière et un éclairage qui aujourd’hui nous, paraît convenable eût été considéré, il y a une quinzaine d’années, comme un éclairage de luxe.
- Les Compagnies de chemins de fer ont suivi le progrès en éclairant magnifiquement leurs grandes gares et en apportant de sérieuses améliorations à l’éclairage des trains de voyageurs.
- C’est de cette dernière question que nous nous occuperons dans le cours de cette communication. Nous passerons tout d’abord rapidement en revue les divers modes d’éclairage employés jusqu’à ce jour pour les trains de voyageurs et nous nous étendrons plus longuement sur les solutions présentées par l’électricité.
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- Toutes les expériences faites tendent à démontrer que le problème de l’éclairage électrique des trains est soluble et nous avons pensé qu’il serait utile, pour tous ceux qui s’occupent de cette question importante, de connaître les avantages et les inconvénients des systèmes proposés jusqu’à ce jour.
- Éclairage à l’huile de colza.
- Jusqu’en 1878 l’éclairage des voitures se faisait presque exclusivement au moyen de lampes à huile de colza avec mèches plates et sans cheminées. Ces lampes se composaient, en principe, d’un brûleur formé d’une mèche plongeant dans un réservoir rempli d’huile, mais tantôt le niveau du liquide était variable, c’est-à-dire que la mèche s’alimentait par le seul effet de la capillarité, tantôt il était constant, c’est-à-dire que le réservoir était placé au-dessus du brûleur et alimentait d’une façon régulière le bec qui se trouvait au même niveau que celui de l’huile dans le réservoir.
- Le nettoyage et la préparation des lampes de voitures se faisait autrefois la plupart du temps sur les véhicules ; dans certains cas seulement on enlevait les lampes pour les nettoyer et les préparer à l’atelier, puis on les plaçait dans des paniers pour les reporter aux trains.
- L’éclairage des voitures à compartiments séparés qui composent la majeure partie du matériel européen, présente de grandes difficultés, en raison de l’obligation où l’on se trouve de placer la lampe sur le toit du véhicule et de l’allumer de l’extérieur. En pratique il faut compter avec la négligence des lampistes qui, souvent, pris par le temps trop court, soignent mal leurs appareils, laissent échapper une partie de l’huile pendant le transport des lampes du train à l’atelier et vice versa; la lanterne n’est presque jamais nettoyée comme elle devrait l’être, une certaine quantité de noir de fumée reste toujours dans le chapiteau. Quand la lampe part d’une gare tête de ligne, les lampistes ont ordinairement le temps suffisant pour l’allumer avec soin ; mais si on allume dans une station intermédiaire, il est rare que le service soit bien fait ; aussi la flamme diminue-t-elle d’intensité au bout de peu de temps.
- Les Compagnies françaises ont cherché à. améliorer l’éclairage en conservant la lampe à huile végétale. Nous résumons brièvement les moyens employés à cet effet.
- La Compagnie de l'Ouest a adopté une lampe à mèche plate sans
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- cheminée qui consomme de 2$ g à 30 g d’huile à l’heure et qui constitue une amélioration sur l’ancien système. Mais pour obtenir une combustion complète et pour avoir, par conséquent, une flamme absolument blanche et fixe, il n’est guère possible de se dispenser d’une cheminée en verre entourant la flamme et activant son tirage. C’est à cette solution que se sont arrêtées les Compagnies de l’Est, de P.-L.-M., du Nord et l’administration des chemins de fer de l’État.
- La Compagnie de l'Est emploie depuis l’année 1879 des lampes à bec rond de 9 lignes, à courant d’air central (système Faucon), consommant 20 g d’huile à l’heure et pouvant fonctionner pendant 13 heures consécutives. Cette lampe dont le pouvoir éclairant varie de 5 à 6 bougies, a l’avantage de pouvoir supporter deux extinctions et deux rallumages sans nouvelle préparation, tout en donnant, dans ce cas exceptionnel, une quantité de lumière très suffisante.
- Les lampes Faucon doivent être préparées à l’avance dans les lampisterîes et être placées quelques instants avant le départ du train, dans les lanternes qui restent à demeure sur les voitures.
- Les lampes du même système, à bec de 12 lignes consommant 35 g d’huile à l’heure, ont une puissance lumineuse que nous évaluons à 8 bougies.
- La Compagnie P.-L.-M. et les chemins de fer de l'État ont adopté la lampe Faucon à peu près à la même époque que la Compagnie de l’Est ; leurs modèles de lampes et de lanternes ne diffèrent de ceux de cette dernière Compagnie que par quelques détails de construction.
- La Compagnie du Nord emploie également pour ses voitures de' lre classe une lampe à bec rond et à courant d’air central, consommant 32 g d’huile à l’heure et pouvant fonctionner sans interruption pendant 18 heures.
- Le réflecteur de cette lampe a été étudié avec un soin tout particulier et il est à juste titre considéré comme le meilleur de tous ceux qui ont été faits jusqu’à présent. L’épure de ce réflecteur a été tracée en vue de la répartition de la lumière réfléchie sur les parties les moins éclairées du compartiment par la lumière directe, et en particulier sur celles qui se trouvent dans l’ombre projetée par les tubes conduisant l’huilé au bec et par le bec lui-même.
- Cette lampe donne un éclairage des plus satisfaisants, mais présente l’inconvénient de ne pouvoir supporter des extinctions et
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- •des rallumages en cours de route, comme cela a lieu pour la lampe Faucon ; elle serait donc difficilement applicable sur certaines lignes où ce rallumage en cours de route, s’impose.
- Pour l’éclairage des voitures à impériales couvertes on s’est trouvé dans la nécessité de créer un système de lampes spécial. L’appareil est placé non plus au plafond du compartiment, mais de côté ; il existe deux lampes par compartiment. La lampe de forme carrée peut contenir 173 <7 d’huile ; la consommation horaire étant de 8 g, on peut assurer l’éclairage pendant 20 heures.
- On a employé pour l’éclairage des voitures de grandes dimensions des lanternes à deux et à trois becs avec cheminées en verre.
- Ces dernières lanternes d’un diamètre de 0,41 m, ne diffèrent des rlanternes à un seul bec que par le mode d’aération ' tout spécial
- nécessité par la grande chaleur que dégage la combustion des trois becs. Les lanternes à deux becs sont semblables aux lanternes à trois becs, leur diamètre seul diffère ; il est de 0,33 m, tandis que les diamètres des lanternes à un seul bec varient, en France, de 0,21 m à 0,23 m.
- En Russie, où le matériel à voyageurs se compose généralement de voitures à intercirculation, on employait autrefois de la bougie ; on a substitué ensuite à- ce mode d’éclairage fort imparfait l’éclairage au pétrole, mais à la suite d’accidents on est revenu à l’emploi des bougies. Bien que ces dernières soient d’un diamètre - assez fort, la lumière qu’elles fournissent est faible ; il esta peu près impossible de lire dans les compartiments, et le public français ne se contenterait certainement pas d’un pareil éclairage.
- Éclairage à l’huile de pétrole.
- -, Dès l’année 1876, les Compagnies du Nord et de l’Ouest ont fait des essais pour éclairer au pétrole les compartiments de leurs voitures à voyageurs. L’Ouest avait essayé un bec plat ; le Nord, un bec rond spécial. Les lampes étaient à récipient inférieur; le liquide employé était de l’huile minérale fabriquée spécialement, analogue à celle dont on se sert pour les phares, c’est-à-dire ne s’enflammant qu’à 60° centigrades.
- : \ Les essais se continuèrent pendant plusieurs mois et donnèrent
- de bons résultats, mais le. service de ces lampes était plus difficile, plus coûteux; il fallait se procurer des huiles.d’une densité toujours égale, et finalement on renonça au système.
- Bull.
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- C’est à la suite de ces essais que les Compagnies, revenant à l’emploi du colza, s’appliquèrent à améliorer leurs types d’appareils et adoptèrent les divers modèles de lampes dont il a été question plus haut.
- Cependant la Compagnie d’Orléans, poursuivant les études faites par les Compagnies de l’Ouest et du Nord, adopta finalement pour ses voitures de première classe l’éclairage minéral au moyen des lampes Shallis et Thomas et garnit chaque compartiment de deux de ces lampes.
- Dans ces appareils, la flamme est horizontale et placée au-dessus du niveau de l’huile qui monte dans la mèche par capillarité. Cette flamme se trouve dans une chambre de combustion en acier émaillé séparée du réservoir d’huile par une enveloppe et un feutrage, de telle sorte que les vapeurs inflammables, accidentellement produites, ne puissent y pénétrer.
- Les lampes Shallis et Thomas consomment de l’huile minérale répondant aux conditions suivantes :
- L’inflammabilité des gaz ne se produira pas à une température inférieure à 125° centigrades. La densité de l’huile à la température de 15° centigrades pourra être comprise entre 822 et 832 pour les huiles de pétrole et pour les huiles de Boghead ; pour les huiles provenant du raffinage des naphtes de Russie, elle pourra être comprise entre 830 et 860.
- L’huile employée pendant la saison d’été ne devra pas se troubler sous l’influence d’une température inférieure à 0°. Les huiles employées en hiver devront provenir exclusivement des naphtes de Russie et ne devront pas se troubler en abandonnant des traces de paraffine sous l’influence d’un froid de 12° au-dessous de 0°*
- L’huile devra être parfaitement blanche et limpide, exempte d’eau et de matières étrangères en suspension et brûler sans donner aucun résidu. La température de l’huile dans le réservoir des lampes ne s’élevant pas au-dessus de 38 à 40°, la sécurité est complète. à
- Ces lampes peuvent fournir un bel éclairage pendant douze ou quinze heures. La flamme est blanche et la quantité de lumière donnée par appareil peut être évaluée à plus d’un carcel.
- Enfin nous citerons la lampe de M. Amail dont les essais ont été poursuivis en 1887 par les Chemins de fer de l’État. Cet appareil n’a pas encore reçu d’applications.
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- ^Éclairage au gaz.
- Une partie du matériel à voyageurs est éclairée depuis quelques années déjà au gaz comprimé.
- On s’est demandé si le gaz de houille comprimé ne pourrait être utilement employé, ce qui serait évidemment fort commode puisque la majeure partie des grandes gares sont maintenant pourvues de canalisation de gaz et qu’il 'suffirait alors d’installer des appareils de compression. Malheureusement la compression fait perdre au gaz de houille au moins un tiers de son pouvoir éclairant, ainsi qu’il résulte des expériencès très complètes et très intéressantes faites par M. Riley, Ingénieur du Great-Western-Railway, à Swindon (Angleterre).
- On a songé à enrichir le gaz de houille ordinaire au moyen de naphtaline ; des essais dans ce sens ont été faits par la Compagnie de l’Ouest, mais n’ont pas donné lieu à une application suivie.
- On expérimente aussi en ce moment dans certaines Compagnies l’éclairage à la gazoline : un réservoir à air comprimé est relié à la conduite du frein à air Westinghouse au moyen d’un tuyau spécial. L’air traverse un régulateur, passe dans les conduites d’éclairage de la voiture et arrive dans les carburateurs où il absorbe la gazoline et forme de cette manière un gaz d’éclairage. On obtient ainsi une lumière douce et brillante dont le prix de revient est peu élevé. L’avenir nous apprendra si ce système est préférable à celui qui est en usage et qui consiste à employer du gaz d’huile comprimé.
- Le gaz d’huile peut être emmagasiné dans des fourgons-réservoirs spéciaux alimentant tout le train, ou dans des réservoirs fixés à chaque voiture et alimentant seulement les becs de cette voiture.
- L’emploi de réservoirs placés dans les fourgons (système Cam-brelin appliqué au début en Belgique et en France sur les chemins de fer de l’État) est plus économique que l’emploi de réservoirs spéciaux par voiture ; ainsi en Belgique on arrive, par véhicule, à une dépense moyenne d’installation de 176 /, tandis que l’aménagement d’une voiture munie de réservoirs spéciaux varie de 746 à 1 400
- Mais l’éclairage d’un train par le gaz emmagasiné dans les deux fourgons de tête et de queue et distribué au moyen d’une conduite générale présente tous le&inconvénients- inhérents à ce mode de
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- distribution : c’est pourquoi, malgré l’augmentation très sensible des dépenses de premier établissement on Vest définitivement arrêté au deuxième système qui conserve aux véhicules leur entière indépendance.
- Depuis l’année 1878, les Compagnies étrangères sont entrées assez largement dans l’application de l’éclairage au gaz ; les Compagnies françaises l’emploient également pour une partie de leur matériel. *
- Ainsi au 1er mars 1891 il existait 40 304 voitures ou locomotives éclairées au gaz dont 3 247 seulement pour la France.
- Le gaz employé pour l’éclairage .des voitures de chemins de fer est obtenu par la distillation d’huiles lourdes de schiste, de résidus de pétrole ou de résidus d’huiles minérales employées pour le graissage des voitures. ,
- Ce gaz, qui a un pouvoir éclairant 3,5 à 4 fois plus grand que le gaz de houille consommé dans des conditions semblables, est comprimé à environ 10 à 11 % et envoyé à cette pression dans des accumulateurs d’où il se rend par des conduites aux bouches de chargement des voitures. Ces bouches sont placées ordinairement sur les quais .d’embarquement.
- Les systèmes d’installation actuellement employés pour les voitures se rapportent à deux types :
- Le premier, le plus généralement adopté, consiste à fixer les réservoirs au châssis.
- Le deuxième, en usage à la Compagnie de P.-L.M., diffère du précédent par la disposition des réservoirs qui sont placés sur la toiture du véhicule.
- Chaque voiture est munie de deux réservoirs cylindriques dont la capacité varie en France de 980 à 1220 l.
- La pression du gaz contenu dans les réservoirs est, après le chargement, de (5 à 7 atm. Elle est ramenée à la pression de consommation normale, laquelle est de 2 à 3 cm, au moyen d’un régulateur depressionplacé sous la voiture. Cet appareil sert également à empêcher que les chocs et les trépidaions n’influent sur la fixité de la flamme pendant la marche des trains.
- Le gaz est amené aux lanternes au moyen de conduites munies de robinets. Au-dessus du bec se trouve un réflecteur en fonte recouvert à l'intérieur d’une plaque en tôle émaillée qui réfléchit la lumière ; il porte, au centre, une ouverture d’où part la cheminée qui évacue au dehors les produits de la combustion ; enfin une coupe hémisphérique en cristal isole le bec du compartiment.
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- L’emploi du. gaz pour l’éclairage des voitures à voyageurs offre l’avantage de permettre la mise en veilleuse des becs des compartiments lorsque la totalité de la lumière n’est pas nécessaire.
- La mise en veilleuse peut être générale ou particulière à chaque bec : la mise en veilleuse générale se fait dans tous les trains allumés pendant le jour pour la traversée des tunnels, par les agents des gares ou des trains et s’opère à l’aide d’un robinet principal que l’on peut faire passer avec une clef spéciale de la position ouvert à la position veilleuse.
- Quant à la mise en veilleuse par bec, elle peut s’effectuer de deux façons :
- 1° A l’aide d’un robinet mis à la disposition des voyageurs;
- 2° Automatiquement par la fermeture de l’écran qui intercepte la lumière.
- Le premier, système mis d’abord à l’essai a dù être abandonné, les voyageurs ne se donnant pas la peine de tourner le bouton de mise en veilleuse ; le deuxième système, beaucoup plus rationnel, est généralement adopté.
- Les lampes à bec papillon vertical du type ordinaire ont été remplacées avantageusement par des lampes intensives à flamme horizontale ; on a également construit des lanternes-lustres intensives à plusieurs brûleurs pour restaurants et voitures salons.
- Les expériences faites récemment par M. Riley, Ingénieur du Great-Western-Railway (déjà cité), permettent de fixer comme suit le pouvoir éclairant des divers types de brûleurs à gaz d’huile employés pour l’éclairage des voitures à voyageurs. Les puissances lumineuses sont exprimées en bougies anglaises. La bougie anglaise vaut, suivant les auteurs, de 0,112 à 0,135 carcel, soit en moyenne 0,1235 carcel; la dernière colonne donne les puissances lumineuses évaluées en carcel en prenant pour base ce dernier chiffre.
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- BRULEUR DÉPENSE PAR HEURE i, en litres POUVOIR ÉCLAIRANT
- en bougies anglaises i en carcels en bougies décimales
- i 9 3,70 0,45695 4,57
- Simple • j 21 5,52 0,68172 6,82
- \ [ 28 7,56 0,93366 9,33
- i [ 28 8,20 1,02270 10,22
- Double 42 . K 13,25 1,60637 16,36
- ( 56 17,08 2,10938 21,09
- i [ 42 8,67 1,07074 10,07
- Triple. . . . . . 56 11,18 1,38073 13,80
- { 70 19,52 2,41072 24,10
- On déduit de ces données que pour les becs simples généralement employés, pour l’éclairage des voitures à voyageurs, le pouvoir éclairant moyen est de 0b,35 par litre de gaz. On arrive ainsi à un pouvoir éclairant d’environ :
- 5b,25 pour les lampes à bec de 15 l utilisées dans les voitures à étages ;
- 6b,30 pour les lampes à bec de 18 l employées dans les voitures de 3e classe ;
- 7b,70 pour les lampes à bec de 22 l employées .dans les voitures de 2e et 3e classes ;
- 8b,75 pour les lampes à bec de 251 utilisées dans les voitures * de lre classe.
- Mais ces chiffres doivent être considérés comme au-dessus de la réalité, le pouvoir éclairant dépend d’ailleurs de la qualité du gaz, et cette qualité varie dans d’assez grandes limites/de sorte que nous croyons être plus près de la vérité en évaluant tout au plus à sept bougies la puissance lumineuse du bec de 22 L
- On peut mettre les lampes intensives en veilleuse à la condition de ne pas réduire le débit au-dessous de 10 à 11 l par heure.
- Sur les lignes où les trains ont de grands parcours de nuit il est évident que la mise en veilleuse automatique peut procurer une économie ; on l’évalue à 25 0/0. Le débit des lampes intensives étant relativement moindre, à intensité lumineuse égale, que celui des lampes à bec ordinaire, l’économie est moins sensible mais elle peut réduire de 16 ou 17 l la consommation moyenne d’un bec ce qui correspond à une économie horaire de 0,0104 f en comptant le gaz à 0,65 f le mètre cube.
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- Prix de revient du métré cube de gaz. — Le tableau suivant donne les prix de revient du mètre cube de gaz dans quelques pays où ce mode d’éclairage est adopté pour les voitures à voyageurs.
- 'consommation annuelle en MÈTRES CUBES PRIX DE REVIENT DU MÈTRE CUBE DE GAZ y compris la fabrication, l’intérêt et l’amortissement des usines.
- Amérique » 0,17 f
- Belgique 324 000 0,375
- Allemagne » 0,57
- ! Ouest 66 600 0,545
- France . . . < Est 58 270 0,691
- ( P.-L.-M 110 000 0,775
- Dans les conditions ordinaires on doit admettre que le prix de revient du gaz varie de 0,50 fk 0,80 f le mètre cube, suivant l’importance de la production et le prix des matières premières et du combustible.
- En France, le gaz d’huile comprimé coûte en moyenne 0,70 f le mètre cpbe. On emploie 2 kg de coke de gaz par mètre cube de gaz fabriqué et 1,500 kg de briquettes par mètre cube de gaz comprimé.
- K Au prix du gaz proprement dit, il faut ajouter :
- 1° La main-d’œuvre pour le remplissage, l’allumage, l’extinction et le nettoyage des lanternes ;
- 2° L’intérêt et l’amortissement des installations des voitures ;
- 3° L’entretien des appareils à gaz des voitures, remplacement des coupes cassées, etc.
- Le détail suivant du prix de revient du bec heure-gaz de 22 l se rapproche, croyons-nous, beaucoup de la réalité.
- Consommation de gaz 221 à 0,70 fie mètre cube. . . . . . 0,015i0 f 33,84 0/0
- Intérêt et amortissement du matériel .. 0,01880 f J
- Entretien et réparations............... 0,00567 > 0,03011 66,16
- Personnel . ........................... 0,01064 1
- Total. . . . . . 0,04551 f 100.00
- ~ :.r
- Le prix du gaz proprement dit entre pour un tiers dans la dé pense totale.
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- Les 227 de gaz donnant une intensité lumineuse de sept bougies décimales au maximum, la bougie-heure revient en nombre rond à 0,0005 f. '
- En résumé, l’emploi du gaz d’huile comprimé paraît donner satisfaction et est considéré comme la meilleure solution pour l’éclairage des voitures à voyageurs, malgré le prix de revient assez élevé et les inconvénients inhérents à l’emmagasinement du gaz et au poids mort transporté.
- Éclairage électrique des trains.
- Après avoir passé en revue les différents modes d’éclairage en usage dans les Compagnies de chemins de fer, nous arrivons à la. question qui fait l’objet de cette communication, c’est-à-dire à l’éclairage électrique des voitures dont les études sont, poursuivies depuis plusieurs années déjà tant en France qu’à l’étranger.
- Ce mode d’éclairage présenterait, en effet, sur ceux actuellement en usage (éclairage à l’huile de colza, au gaz d’huile comprimé et, dans certains pays, au pétrole), des avantages incontestables au point de vue de l’intensité et de la fixité de la lumière, conditions réclamées par les voyageurs.
- Malheureusement, malgré les efforts tentés par les Compagnies, on n’est pas encore arrivé à la solution entièrement satisfaisante d’un problème beaucoup plus compliqué qu’il ne pataît à première vue, indépendamment de la question du prix de revient qui est également à considérer .
- Cependant les études et les nombreuses expériences que l’on a déjà faites ou que l’on poursuit en ce moment, nous autorisent à penser que l’on finira par arriver à une solution pratique ; et une Compagnie suisse, le Jara-Simplon, en a jugé ainsi, puisque dépuis l’année dernière elle éclaire électriquement ses voitures au moyen d’accumulateurs. Il est vrai de dire que cette Compagnie se trouve dans des conditions toutes particulières, puisque l’énergie électrique lui est fournie au prix de 0,081 fie kilowatt-heure.
- Nous avons pensé qu’il serai! intéressant d’examiner les diverses solutions qui peuvent se présenter et de donner un aperçu des principaux essais tentés dans les différents, pays. Nous terminerons cette étude,par une description de l’organisation du service du Jura-Simplon, et nous formulerons brièvement les desiderata qu’il convient, selonnous, de réaliser pour l’éclairage électrique des trains. J
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- L’éclairage électrique des voitures d’un train peut s’obtenir au moyen de l’électricité fournie :
- 1° Par une dynamo placée sur la locomotive du train et actionnée par un moteur alimenté par la vapeur de la locomotive ; .
- 2° Par des piles primaires;
- 3° Par des accumulateurs chargés par une dynamo actionnée par le mouvement du train lui-même ou par un moteur spécial placé, soit sur la locomotive, soit sur un wagon, et empruntant la vapeur qui lui est nécessaire, soit à la chaudière de la locomotive, soit à une chaudière spéciale;
- 4° Par des accumulateurs chargés dans des stations fixes et remplacés lorsqu’ils sont déchargés.
- I. — Eclairage direct au moyen du courant fourni par une dynamo placée sur la locomotive. — Ce système d’éclairage qui paraît simple présente l’inconvénient d’obliger d’atteler la locomotive au train quelque temps avant l’heure où les voyageurs sont autorisés à monter dans les voitures, afin d’éclairer les compartiments à partir de ce moment. De plus, il y a interruption de lumière à chaque changement de machine et lorsqu’on fait des manœuvres pour retirer ou remettre des voitures au train. Cette combinaison paraît donc devoir être limitée à,, des trains ne subissant aucune décomposition en cours de route et qui sont remorqués par 1a. même locomotive.
- Les expériences faites en Angleterre ont eu principalement pour but de se rendre compte de l’emplacement strictement nécessaire à un ensemble : moteur et dynamo, et au poids de cet ensemble.
- L’espace occupé par les différents systèmes ne varie pas beaucoup ; on peut le considérer comme égal en plan à
- 1,50 m X 2,25 = 3,40 m2 et en hauteur à 0,90
- Quant au poids, il varie de 685 k§ àl 371 kg, ainsi que le montre
- le tableau suivant : * -
- Turbo-moteur Parsons..................... 685 kg
- Hachine Nerval et dynamo Kapp. ..... 787
- Machine Brotherhood et dynamo Holmes... 1 054
- Machine Ringg et dynamo Holmes. ..... 1 371
- La dynamo et son moteur sont placés sur le tender ; la vapeur empruntée à la chaudière de la locomotive arrive par un tuyau
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- muni d’un robinet à la disposition du mécanicien. L’ensemble (moteur et dynamo) est enfermé dans un coffre.
- IL — Éclairage au moyen de Vélectricité fournie par des piles primaires. — Il est évident que l’emploi de piles primaires constituerait la solution la plus simple, si ces appareils permettaient d’obtenir à un prix suffisamment modéré la quantité d’énergie électrique nécessaire pour alimenter des lampes pendant au moins 15 heures.
- Des essais ont été tentés en 1886-87 par la Compagnie des wagons-lits entre Paris et Bruxelles, et par les Compagnies de l’Est et de Paris à Orléans, avec les piles au bichromate de soude (système Desruelles). Mais on dut renoncer à cette solution du problème à cause du poids exagéré de la batterie qu’il fallait installer au-dessous de chaque voiture, des inconvénients techniques résultant de l’emploi de liquides aussi corrosifs que ceux qui entraient dans la composition de la pile, et enfin, du prix élevé du courant fourni par ces piles.
- La Compagnie des chemins de fer de l’Est a expérimenté tout récemment la pile de M. de Méritens pour l’éclairage électrique des trains.
- Le dernier modèle de pile employé se compose de deux batteries contenant chacune 9 éléments réunis en tension (fig. 4 et2, Pl.84). Chaque élément est constitué par un auget de la batterie dans lequel se trouve un zinc entre deux lames de plomb platiné, percées de trous obliques sans enlèvement de matière qui en augmentent considérablement la surface et facilitent l’échappement de l’hydrogène (fig. 4 et 2).
- Les deux lames de plomb (fig. 3, PL 81), sont placées de part et d’autre d’un cadre en bois dont les côtés portent une feuillure dans laquelle s’engage le zinc. La partie inférieure du cadre est façonnée en gouttière où se trouvent quelques gouttes de mercure libre qui entretiennnent l’amalgamation du zinc (fig. 4, PI. 84). Ce mercure sert ea outre de conducteur intermédiaire entre le zinc et une lame de platine placée au fond de la gouttière et d’où part la prise de courant qui remonte dans l’un dès côtés du cadre (fig. 5, PL 84).
- Les connexions sont extérieures à la pile et se font au moyen de vis sur des plaques en laiton (fig. 6, PL 84).
- Chaque boîte, qui contient 9 éléments, est hermétiquement fermée au moyen d’un couvercle avec interposition d’un joint en
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- caoutchouc ; quelques petites ouvertures sont ménagées pour l’échappement des gaz.
- Sur le devant de l’une des boites se trouve un commutateur à touches correspondant aux positions suivantes :
- 1° — Extinction ; 3° — 17 Éléments ;
- 2° — 16 Éléments ; 4° — 18 Éléments.
- (Fig. 7 et-8, PL 8P)
- La face antérieure de chaque boite porte, en outre, deux contacts à mortaises dans lesquelles on engage les crochets de câbles souples qui servent à réunir les deux batteries en tension et à assurer la jonction avec les canalisations montées sur le véhicule.
- L’ensemble des deux batteries, qui pèse 120% environ, se place dans des boites en bois Axées sous le châssis de la voiture (fig. 9, PL 84). Cette pile a servi à alimenter 3 lampes à incandescence de 10 volts et la,6, donnant un pouvoir éclairant moyen de 8 bougies. Ces lampes qui étaient en dérivation étaient placées dans une monture à baïonnette et la douille porte-lampe était Axée au centre d’un réüecteur, de forme' appropriée, qui s’appliquait sur la coupe du compartiment.
- Les essais ont permis de constater :
- 1° — Que la force électromotrice par élément de pile est assez faible (0y,9), mais reste sensiblement constante, tant que le liquide excitateur qui est composé de quatre parties d’eau pour une d’acide sulfurique, conserve de l’acide sulfurique libre.
- Aucun coup de fouet ne se produit et il n’est pas nécessaire d’intercaler des rhéostats dans le circuit.
- 2° — Suivant la résistance du circuit extérieur lapile peut débiter de 0 à un nombre assez considérable d’ampères (pratiquement 10) Mais comme le volume de liquide qu’elle contient correspond à une certaine quantité d’énergie disponible,. il est évident que plus on demandera à cette pile un débit considérable, plus on abrégera la durée de la période de fonctionnement sans changement de liquide.
- 3° — Lorsque le zinc se dissout, la dissolution du sulfate de zinc formé augmente d’abord légèrement, puis diminue la conductibilité du liquide. Il résulte de l’augmentation de résistance intérieure de lapile, une tendance du débit à diminuer, mais qui peut être en partie compensée par une augmentation de force électro-motrice.
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- .11 convient donc d’avoir un ou deux éléments dë réserve qu’oir Intercale dans le circuit vers la fin de la période d’utilisation de: la pile.
- 4° — La dissolution du zinc, en augmentant le degré de la viscosité du liquide, nuit également à la dépolarisation de la pile en s’opposant au dégagement des gaz produits pendant le fonctionnement. A ce point de vue, les trépidations sont favorables au fonctionnement de la pile, puisqu’elles facilitent, par l’agitation du liquide, l’échappement des bulles de gaz adhérentes aux plaques-polaires. •*
- 5°— L’augmentation de. résistance intérieure se produit également sous l’influence d’un froid assez considérable prolongé. Lorsque la pile fonctionne cet effet n’est pas à craindre car l’action chimique développe une quantité de chaleur suffisante pour s’opposer à rabaissement de la température. ,
- En dehors des périodes de fonctionnement, le refroidissement peut aussi faire cristalliser le sulfate de zinc lorsque le degré de saturation est atteint.
- La pile fonctionne encore avec un liquide excitateur amené à la température de —7° qui ne serait probablement jamais atteinte en pratique, à cause de réchauffement produit par l’action chimique et des enveloppes multiples interposées entre le liquide et l’air extérieur.
- 6° — La consommation en circuit ouvert est négligeable en supposant que l’amalgamation des zincs soit convenablement assurée.
- 7° — La pile de Méritens ne comporte aucune matière susceptible de se désagréger sous l’influence des trépidations ou d'un courant dont le débit serait momentanément exagéré.
- 8° — Enfin le poids total d’une pile de Méritens d’une puissance donnée est à peine les deux tiers du poids d’un accumulateur (genres Faure ou Laurent-Cély) de même puissance.
- Par une température modérée (de 15 à 20°) on a pu obtenir, sans effectuer aucune manipulation, jusqu’à 48 heures d’éclairage utile pour 3 lampes de 8 bougies, dont 22 sans avoir à ajouter les éléments de réserve. *
- Au contraire, par des froids continus de —6°, on n’a obtenu que 25 heures d’éclairage utile. •
- Outre l’influence du froid, contre laquelle il y a lieu de prendre
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- quelques précautions, la pile de Méritens semble présenter un .autre point faible.: c’est la formation de cristaux de sulfate de Xnc qui se sont produits plusieurs fois sans cause apparente et dans un ou deux, éléments à l’exclusion des autres. Ces cristaux offrent une résistance considérable au passage du courant et provoquent des irrégularités dans l’éclairage. Il faut les attribuer à l’usure exagérée d’un zinc mal amalgamé.
- En résumé, avec 120 kg de piles, on,peut obtenir pour 3 lampes de 8 bougies une durée d’éclairage utile variant de 48 heures par les temps doux à 25 heures par les gelées continues de — 6° en moyenne et sans qu’aucune précaution spéciale soit prise pour 'empêcher le refroidissement.
- *
- Prix de revient. — Nous avons dit que les lampes à incandescence consommaient chacune la,6 sous un potentiel de 10 volts et donnaient un pouvoir éclairant dé 8 bougies.
- Dans l’évaluation du prix de revient, nous allons faire entrer en ligne de compte l’intérêt et l’amortissement du capital engagé, l’entretien, le personnel, les matières (zinc et liquide) ,et les lampes.
- P — Intérêt et amortissement. — Le prix de la batterie de deux piles (18 éléments) étant de 375 f et la durée étant évaluée à cinq -ans, l’intérêt et l’amortissement de cette somme a 5 0/0 est de d7,875/par an. <
- On compte dans l’année un nombre total de 4 276 heures de •nuit; or, la batterie de 48 éléments doit>fonctionner toutes les nuits puisqu’elle n’est pas fixée à la voiture ; il n’y a donc pas lieu de se préoccuper de l’utilisation moyenne des voitures, mais comme il y aura néanmoins des périodes de non-fonctionnement soit dans les gares terminus, soit pour les réparations, on peut admettre, en prenant plutôt un chiffre faible, qu’une batterie assurera au minimum 2000 heures d’éclairage par an avec 3 lampes, ce qui fait 2 000 X 3 = 6 000 lampes-heures sur lesquelles on doit répartir l’amortissement de la pile.
- 67,785/: 6000 —0,01131 /.
- Quant aux canalisations et aux appareils-supports de lampes, ils seront peu coûteux et d’une durée supérieure à celle de la pile et leur amortissement n’augmentera pas sensiblement le prix précédent. > i' -U
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- 2a — Entretien. — Le prix de la batterie étant amorti en cinq ans et les dépenses en matières et lampes étant évaluées d’autre part on peut ne compter comme dépense d’entretien que 5 0/0 de la valeur d’acquisition, ce qui donne 48,75 / par an.
- L’entretien par lampe-heure est donc de :
- 48,75 f: 6000 = 0,003185/*..
- 3° — Personnel. — Il est très difficile d’évaluer, même approximativement le prix du personnel par lampe-heure, parce que les expériences du genre de celles qui ont été faites à la Compagnie de l’Est ne peuvent faire ressortir ce chiffre. Néanmoins, en remarquant qu§ les opérations nécessaires pour assurer l’éclairage au moyen des appareils proposés par la Société anonyme d’électricité industrielle sont.très simples on aura un chiffre assez approché en prenant celui afférent à la dépense de personnel pour l’éclairage au gaz des voitures, soit 0,00987 /.
- 4° — Matières. — a. Zinc. — D’après les pesées effectuées en vue d’examiner l’influence de l’amalgamation continue, on a trouvé que la pile consommait, par ampère - heure - élément, 4,359 g. Or les trois lampes à incandescence absorbant .5 ampères, la consommation de zinc par lampè-heure est de :
- 1,359 g x S X17 __ 38>gQg g,
- Ô
- Ce qui, au prix de0,85/le kilogramme, donne une dépense de: 0,038505 X 0,85 — 0,032729.
- 6. Liquide. — Quant au liquide à 25°B, il correspond à une densité de 4,210 et contient 0,344 kg d’acide à 66°B; le litre revient ainsi à 0,02408 / en comptant l’acide à 66° à raison de 7 /les 400 kg. La batterie de 44 l représente donc une Valeur de liquide de :
- 0,02408/x«44-=q 4,05952/
- Soit pour 30 heures et 3 lampes un prix par lampe-heure de :
- 1,05952 f
- 30 X 3
- = 0,044772/
- 'La dépense brute de matières est par lampe-heure de 0,044501 /. Le prix de revient total ressort à :
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- Intérêt et amortissement........... 0,014436/
- Entretien.......................... 0,003185
- Personnel............... 0,009870
- Matières zinc...................... 0,032729
- — liquide. ............ 0,011772
- Lampes............................. 0,009166
- 0,081158f
- A déduire la valeur du sous-produit soit, 44l à
- A OQ
- 20/'le mètre cube-^p—ÿ— 0,009777
- Prix de revient par lampe-heure de 8 bougies. 0,071381 / Le coût de la bougie électrique ressort donc à
- 0,071381f 8
- 0,008922 f.
- Il a été dit plus haut que la dépense pour l’éclairage au gaz d’huile pouvait être évaluée à 0,01551 le bec-heure de 7 bougies,
- , . 0,04551 a Aaps?
- soit par conséquent par bougie — = 0,0065.
- Nous voyons que le prix de revient de la bougie électrique est supérieur d’environ 2,4 millimes à celui de la bougie-gaz.
- Mais les expériences faites à la Compagnie de l’Est ont été de très courte durée ; de nombreuses modifications ont été apportées aux appareils dans le cours de ces essais et nous ne pouvons nous prononcer pour le moment. De nouvelles expériences plus étendues seront nécessaires pour déterminer, d’une manière certaine, s’il convient ou non de rejeter l’emploi du système proposé par la Société d’Électricité Industrielle.
- III. —- Eclairage far des accumulateurs chargés par une dynamo placée dans le train. — Une solution du problème qui paraît à première vue très satisfaisante, consiste à installer dans le fourgon du train une dynamo commandée par l’essieu du véhicule, tournant par conséquent lorsque le train marché;,*s’arrêtant quand il s’arrête, et envoyant le courant qu’elle engendre dans une batterie d’accumulateurs, qui alimente les lampes du train. Cette batterie joue ainsi le rôle de régulateur et constitue un réservoir qui se remplit lorsque le train marche et que la dynamo fonctionne, et qui, en tout cas, fournit l’électricité aux lampes pendant les stationnements. U
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- Le système essayé à la Compagnie de l’Est, dès l’année 1883, par M. Tommasi présentait en pratique une complication très grande au point de vue mécanique et au point de vue électrique ; le fonctionnement des différentes organes n’offrait pas toute la sécurité désirable et le prix de revient de la lumière était fort élevé.
- Les essais entrepris avec le système Tommasi sur d'autres chemins à l’étranger, n’ont pas abouti à de meilleurs résultats. Le problème a été repris depuis en Angleterre à partir de l’année 1884.
- Les Compagnies anglaises London Brighton and South Coast, London and South Western, Great Northern, London and North Western ont expérimenté la combinaison suivante :
- L’électricité engendrée par une dynamo actionnée par l’essieu •du fourgon dans lequel elle est installée, est envoyée dans des accumulateurs placésclans chaque voiture. Ces accumulateurs alimentent les lampes en cas d’arrêt du train, lorsque la vitesse de ee dernier ne suffit plus à faire tourner la dynamo à sa vitesse normale, et, enfin, lorsque le train.est coupé lors des manœuvres.
- Ce système est compliqué, àais il a l’avantage de donnera chaque voiture la-provision d’énergie électrique suffisante pour alimenter les lampes en cas de dérangement survenant à la dynamo, lorsqu’on coupe le train.pour des manœuvres, et enfin pendant les arrêts. '
- C’est toujours à une solution de ce genre à laquelle on arrive pour le matériel européen; on a reconnu qu’il était bon de ne jamais: établir de dépendance entre toutes les voitures d’un train et-lorsqu’on a étudié l’éclairage au gaz on a rejeté, après expérience,tous les systèmes qui ne remplissaient pas la condition que nous venons d’énoncer; à savoir, que chaque véhicule" devait porter sa propre source d’éclairage et pouvoir être ainsi‘ éclairé indépendamment*des autres voitures du train.
- Les. expériences-du Midland sont de date récente et ont été conques du façon à satisfaire à ce programme. N*’'. •''
- Lar dynamo est installée dans un fourgon et mise en mouvement par Tessieii du véhicule à l’aide d’une transmission. Dans chaque véhicule se trouvent des accumulateurs. /
- La dynamo doit remplir les conditions suivantes : 'r - r:.
- Elle doit pouvoir être introduite automatiquement dans le ’cir-euitdès que le train atteint la vitesse nécessaire pour permettre à la force' électromotri ce de la dynamo "de surmonterla force contre-électromotrice des batteries d’accumulateurs montées en. quan-
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- tité. La force électromotrice doit rester pratiquement constante, quelle que soit la vitesse du train, et pour cela on s’arrange de façon que la pleine force électromotrice soit atteinte lorsque la vitesse est arrivée par exemple au tiers de la vitesse maximum déterminée pour son fonctionnement.
- Pour fixer les idées, si la tension est de 50 volts et la vitesse maximum de 75 milles à l’heure, la dynamo doit développer son maximum, 50 volts, lorsque le train marche au tiers de sa vitesse limite, soit à 25.milles à l’heure; et elle doit donner la même force élèctromotrice jusqu’à la limite de 75 milles à l’heure.
- Enfin le courant doit être de même sens, quel que soit le sens de la marche du véhicule, ce qui implique l’emploi d’un mécanisme automatique de renversement du courant, lequel est subordonné soit au mouvement de la dynamo, soit à celui des roues du véhicule.
- Nous ne donnerons pas ici la description détaillée des appareils employés pour réaliser ce programme ; nous nous bornerons à indiquer les dispositions particulières adoptées.
- Dans le fourgon du train (voir fig. 40, PI. 84) sont installées deux dynamos A et B, montées sur le même arbre et mises en mouvement par une transmission par courroie, ainsi que l’indiqué la figure 11 planche 84.
- Les inducteurs de ces dynamos sont excités par une batterie d’accumulateurs c'. L’inducteur de la dynamo A porte deux circuits : un circuit schunt S, à grande résistance, relié aux accumulateurs et un circuit moins résistant d dans lequel est intercalée l’armature de la deuxième dynamo B.
- Les balais de la dynamo A sont reliés à un commutateur de renversement F actionné par des poulies de friction dès que h vitesse de rotation de l’armature de cette dynamo descend au-dessous d’une limite fixée. Cet appareil renverse le sens du courant lorsque la rotation de l’armature change elle-même de sens.
- Le courant de la dynamo A est donc envoyé dans la batterie d’accumulateurs G', contenue dans le fourgon ainsi que les dynamos, et passe de ces accumulateurs dans les conducteurs d’alimentation du train.
- Un coupe-circuit automatique H rompt le circuit de charge lorsque la tension du courant produit par la dynamo devient inférieure à celle du courant fourni par les accumulateurs placés dans les voitures du train.
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- Ceci posé, il est facile de se rendre compte du fonctionnement de ces divers organes. ;î
- Quand la dynamo toiirne à sa vitesse maximum, son circuit shunt suffit à exciter son champ magnétique et la dynamo B est calculée de façon que, dans ce cas, la tension du courant qu’elle produit fasse opposition à celle du courant fourni par les accumulateurs.
- Quand la vitesse de rotation de la dynamo A diminue, la tension du courant produit par la dynamo B diminue également, et l’équilibre étant détruit entre les deux forces électromotrices opposées de cette dynamo et des accumulateurs, ces derniers peuvent envoyer du courant dans le deuxième circuit d’excitation de la dynamo A. Cette dernière ayant sa vitesse réduite, mais son champ magnétique renforcé, continue à donner un courant suffisant.
- Quand la vitesse de rotation de la dynamo A, diminuant encore, vient par exemple à ne plus être égale qu’à la moitié de sa vitesse maximum, il en est de même de la dynamo B, montée sur le même axe qu’elle. Cette dynamo B ne produit plus qu’un courant de tension moitié moindre que celle du courant des accumulateurs ; le circuit d’excitation de la dynamo A, alimenté alors par les accumulateurs, doit être calculé en conséquence et la résis-, tance de l’armature de la dynamo régulatrice B doit être considérée comme faisant partie de celle du circuit.
- Enfin quand la vitesse de rotation de la dynamo A a atteint son minimum, l’excitation de cette machine est produite par un courant de force électromotrice égale à la différence [de potentiel existant entre les bornes des accumulateurs et par un courant d’une tension égale à la moitié de cette différence de potentiel diminuée de la chute du potentiel due à la résistance de l’armature de la dynamo B intercalée dans le circuit.
- Un régulateur à force centrifuge, monté sur l’arbre commun des deux dynamos A et B, fait passer automatiquement le courant engendré par la dynamo A dans les batteries d’accumulateurs des voitures du train, aussitôt que cette dynamo a atteint sa vitesse maximum, et il coupe le circuit de charge dès que la vitesse tombe au-dessous de ce maximum.
- On emploie une double transmission pour actionner l’arbre des dynamos par l’essieu du fourgon, afin d’éviter l’arrêt qui résulterait d’une rupture ou de tout autre accident survenant à l’une de ces transmissions.
- Les accumulateurs placés dans les voitures doivent avoir une
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- capacité suffisante pour subvenir entièrement.à l’alimentation des lampes, dans le double but d’avoir une lumière suffisante et d’éviter une usure trop rapide des plaques.
- On emploie 18 éléments par voiture, la batterie donne donc un courant de 35 volts ; elle est logée dans une caisse située au niveau des marchepieds. Les plaques sont placées parallèlement à l’axe longitudinal du véhicule, afin d’éviter leur détérioration par les chocs qui peuvent se produire tant en cours, de route que pendant les manœuvres. Enfin on assure avec le plus grand soin la ventilation des éléments ; il est essentiel de permettre le dégagement du gaz hydrogène qui se forme pendant le fonctionnement des accumulateurs et qui, s’il était accumulé, pourrait donner lieu à dés explosions.
- La figure 3, planche 81, donne le plan d’un fourgon contenant les dynamos et la batterie d’accumulateurs et celui de deux voitures voisines munies de leurs batteries. Sur ce plan sont figurés • les conducteurs et les divers organes électriques. On peut ainsi se rendre parfaitement compte du fonctionnement du système. Les deux conducteurs principaux P et N, partant des pôles de la dynamo D, s’étendent tout le long du train ; un troisième conducteur L alimente les lampes et peut .être relié avec le conducteur P à l’aide du commutateur S placé dans le fourgon du garde-frein. La batterie d’accumulateurs G du fourgon est montée en dérivation entre les deux conducteurs principaux P et N, et dans le circuit de cette batterie est intercalée une résistance de 25 ohms et un plomb fusible F'. Les lampes sont montées en dérivation entre les conducteurs N et L. Le courant arrivant dans chaque voiture par le conducteur N passe dans la hobine d’un relai automatique G- de 25 ohms de résistance et se rend ensuite:
- -d0 A. travers un bouchon fusible F dans la batterie d’accumulateurs G' ou G" et dans le conducteur par les fils pp.
- 2° Aux lampes soit directement, si l’armature du relais automatique n’est pas attiré par l’électro G, soit après avoir traversé la résistance additionnelle de 25 ohms dans le cas où, cette armature étant attirée par son électro G, la communication directe se trouve rompue. En tout cas, le courant doit préalablement passer par les plombs fusibles FF. Le courant, après avoir traversé les lampes, retourne par le conducteur L et le commutateur S du fourgon au conducteur principal P et par suite à la source d’électricité.
- Le relais automatique G fonctionne lorsque la dynamo étant
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- intercalée dans le circuit, la tension dn courant dépasse la limite fixée pour le fonctionnement normal des lampes.
- La résistance des différents organes placés sur chaque véhicule (batteries d’accumulateurs, câbles, bobines de relais, etc.) étant la même pour toutes les voitures, le courant se distribue également dans les lampes. *
- En résumé, on voit que lorsque la dynamo fonctionne, le courant qu’elle produit se distribue aux lampes et aux accumulateurs qu’elle charge ; que lorsque le train est arrêté et que la dynamo est par conséquent au repos, il suffît de tourner le commutateur S pour établir une communication entre les conducteurs P et L et pour que les accumulateurs alimentent les lampes. Si enfin, on vient à couper le train pour une manœuvre quelconque, les accouplements des conducteurs de voiture à voiture étant combinés de façon à réunir automatiquement lesi fils P et L, le courant des accumulateurs passe tant dans les lampes de la voiture qui a été détachée du train, que dans celles des voitures qui y sont restées.
- Les lampes d’une intensité lumineuse de 8 bougies et fonctionnant sous une tension de 35 volts (et consommant par conséquent environ 0,9 ampères) sont au nombre de deux par compartiments .(voir fig. 44 et 45, PI. 84) ; elles sont indépendantes l’une de l’autre et placées au plafond de la voiture, ou, dans certains cas, dans J a cloison qui sépare deux compartiments voisins (voir fig. 46 et 47, PI. 84), de sorte que les voyageurs ayant la lumière directement au-dessus de leur tête sont dans de bonnes conditions pour pouvoir lire.
- Les accouplements des conducteurs principaux de voiture à voiture ont été étudiés avec un soin tout particulier et on est arrivé à d’excellents résultats par l’emploi d’un accouplement présentant quelque analogie avec celui des conduites des freins automatiques.
- Nous ne possédons pas de renseignements suffisants pour pouvoir établir, même approximativement, le prix de revient de l’éclairage électrique au moyen du système qui vient d’être décrit. Nous savons seulement que l’aménagement du fourgon contenant la dynamo, la transmission de mouvement et la batterie d’accumulateurs, revient de 6250 à 7 500 f, fournitures comprises ; que la batterie d’accumulateurs nécessaire à chaque véhicule pour son éclairage propre pèse de 18 à 84 % suivant les cas et que la dépense d’installation pour une voiture à six compartiments est de 1 250/,
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- ce qui, à raison de deux lampes par compartiment, fait ressortir la dépense par lampe à 104 f.
- Le système est évidemment très ingénieux, mais on lui reprochera avec raison sa grande complication, l’immobilisation d’un fourgon spécial pour chaque train, l’emploi d’une conduite générale à 3 conducteurs et par suite toutes les complications inhérentes aux raccords entre les voitures, ce qui ne dispense pas de l’emploi des accumulateurs dans ces mêmes voitures.il est évident que pour toutes ces raisons le prix de revient de la lampe-heure électrique doit être au moins aussi élevé que celui résultant de l’emploi des accumulateurs Seuls.
- IV. — Eclairage par des accumulateurs chargés dans des stations fixes et remplacés quand ils sont déchargés. —Les accumulateurs, chargés à certaines gares possédant des usines pour l’éclairage de leurs voies et de leurs bâtiments et mis ensuite dans des caisses sous les voitures, constituent des réservoirs d’énergie électrique comparables aux réservoirs de gaz comprimé utilisés pour l’éclairage au gaz. Cette solution paraît donc très rationnelle puisqu’elle permet d’utiliser des installations existantes et de se passer de tout un matériel encombrant et coûteux (dynamos, appareils de distribution automatique, etc.) que le système précédemment décrit rendait nécessaire dans le train lui-même. De plus on réalise ainsi l’indépendance complète de l’éclairage de chaque véhicule, ce qui est une condition essentielle ainsi qu’il a été déjà dit. Il n’est donc pas surprenant que de nombreux essais aient été tentés dans différents pays.
- En Allemagne, on a expérimenté des batteries d’accumulateurs Kotensky d’une capacité utile à la décharge de 112,5 ampères-heure avec une force électromotrice de 16 volts et pesant 277 kg. Chaque voiture portait trois batteries, deux pour assurer le service et la troisième pour faciliter et rendre plus rapide l’opération de la charge.
- Les deux batteries alimentaient 8 lampes de 4 bougies et 4 lampes de 2 bougies (au total 40 bougies) absorbant 3 watts par bougie et fonctionnant sous une tension de 16 volts. Ces lampes étaient montées en dérivation sur deux circuits séparés alimentés par les deux batteries.
- L’installation d’une voiture revenait à 2 388,20 f, soit 1 625,70 f pour les accumulateurs à raison de 541,70 / par batterie et
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- 762,50 f pour les fils, lampes,, etc., et le montage. Le prixv par lampe ressortissait donc en nombre rond à 200 f.
- En faisant entrer en ligne de compte toutes les dépenses, on arrivait aqx chiffres suivants pour la bougie-heure.
- 6 heures SERVICE DE 8 heures 10 heures..
- Charge des accumulateurs. . . 0,00187 0,00153 0,00130
- Entretien des batteries. . . . 0,00231 0,00172 0,00129
- Entretien des lampes. . . . . 0,00100 0,00100 0,00100
- Intérêt et amortissement capital . . du . . 0,00245 0,00183 0,00138
- Total. ., . 0,00763 0.00608 0,00497
- Le prix de l’éclairage d’un compartiment au moyen de 2 lampes. de 4 bougies, soit] au total de 8 bougies, ce qui est peu, ressort ainsi, suivant la durée du service à 0,06104 f, 0,04864 f et 0,03976 f. Le premier de ces prix est supérieur à celui de l’éclairage au gaz en prenant pour base le coût de la bougie-heure gaz (0,0065 f), établi plus haut. Les expériences faites en Allemagne dans les conditions que nous venons d’indiquer démontrent donc que l’éclairage électrique par accumulateur est d’un prix trop élevé quand la durée de l’éclairage est faible, à moins qu’on ne se trouve dans des conditions favorables pour la production de l’électricité employée à la charge des accumulateurs. Ces conditions se trouvent réalisées par la Compagnie du Jura-Simplon en Suisse qui ne paie l’énergie électrique que 0,081 f le kilowatt, alors que le prix du cheval-heure (736 watts) était compté dans les expériences faites en Allemagne de 0.25 fk 0,17 /), ce qui correspondait à un prix de revient de 0,35 f à 0,23 f pour le kilowatt, suivant la durée du service.
- En ne payant l’énergie électrique que 0,081 le kilowatt la Compagnie du Jura-Simplon a pu arriver à éclairer électriquement ses voitures au prix de 0,029 la lampe-heure de 8 bougies 35,. c’est-à-dire à un prix acceptable puisqu’il est inférieur non seulement à celui du gaz, de l’huile végétale, mais même à celui du pétrole, compté à raison de 50 f les 100 kg.
- Il nous a donc paru intéressant de décrire les installations réalisées par le Jura-Simplon, en laissant de côté toutes les questions de détail ne présentant pas un intérêt capital.
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- Éclairage électrique des voitures de la Compagnie du Jura-Simplon (Suisse).
- Après plusieurs essais on a adopté deux types de lampes, savoir: des lampes de 10 bougies pour l’éclairage intérieur et des lampes de 5 bougies pour l’éclairage des plates-formes et des cabinets de toilette.
- Les lampes de 10 bougies sont de forme allongée, celles de 5 bougies sont de forme ronde ; elles sont toutes fixées au plafond de la voiture à l’intérieur du globe hémisphérique en verre employé pour l’éclairage au gaz.
- La figure 23, planche 81, donne la coupe d’une lanterne et montre comment la lampe à incandescence y est fixée. La chaleur dégagée par les lampes amenant leur détérioration rapide, on a été conduit à les placer sous les ventilateurs, de manière à les rafraîchir par le courant d’air ascendant.
- Au-dessus de la lampe est un réflecteur convexe qui disperse la lumière et la répartit mieux qu’un réflecteur concave.
- Les accumulateurs sont placés dans une caisse sous le plancher de la voiture.
- Cette caisse, fermée par un volet qui se rabat verticalement, comporte de chaque côté deux lisses en bois l garnies de lames de contact auxquelles sont soudées les extrémités de la conduite principale qui alimente les lampes de la voiture (Yoir fig. 22, PL 84).
- Lorsqu’on introduit dans cette caisse le tiroir qui contient les accumulateurs, les deux barres L reliées aux pôles de la batterie viennent au contact des deux lisses l de telle sorte que les connexions s’établissent automatiquement. La figure 21, planche 81, donne la vue perspective d’une batterie d’accumulateurs contenue dans le tiroir.
- L’extinction et l’allumage des lampes s’opèrent à l’aide d’un commutateur placé sur l’un des üls de la conduite principale, et fixé contre la paroi extérieure de la voiture, du côté du frein à vis. Ce commutateur ne peut être manœuvré que par une clef spéciale, à la disposition seulement des employés du train.
- Dans chaque compartiment de lre classe, est installé un interrupteur spécial, identique à l’interrupteur principal et branché sur l’un des fils de dérivation de la lampe. Ce commutateur permet d’éteindre la lampe, lorsque le compartiment est inoccupé.
- On avait donné d’abord au voyageur le moyen de régler lui-même l’intensité lumineuse, en installant, dans chaque compar-
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- liment deux lampes de 5 bougies au.lieu . d’une de 10. Un commutateur spécial permettait de mettre les deux lampes en série (faible lumière) ou en dérivation (lumière normale). Mais les essais ne furent pas concluants, et on dut abandonner cette solution.
- Des coupe-circuits consistant en de simples lames de plomb, sont intercalés sur les fils d’alimentation de chaque lampe ; un coupe-circuit général à fil fusible est placé, à côté de la caisse qui renferme la batterie, sur les conducteurs principaux afin d’éviter les avaries qui résulteraient d’une élévation anormale de l’intensité du courant.
- Les accumulateurs employés par le Jura-Simplon sont du système Huber, et construits par la Société Suisse de Marly-le-Grand à Fribourg. Chaque batterie se compose de trois boîtes en ébonite hermétiquement closes, munies de ventilateurs et divisées en 3 compartiments renfermant chacun un élément formé de cinq plaques. La batterie contient donc 9 éléments montés en série. Les plaques de chacun d’eux sont constituées par une grille en alliage inoxydable de plomb et d’antimoine, dont les alvéoles sont remplies de minium pour la plaque positive, et de litharge pour la plaque négative. Les pastilles sont perforées, ce qui leur permet de se dilater librement vers le centre sans faire jouer la grille de plomb.
- Chaque élément donnant une tension de 2 volts, les 9 éléments associés en série produisent un courant de 18 volts. La capacité de la batterie est d’environ 120 ampères-heure ou de 120 X 13 = 2 160 watts-heure.
- La puissance du courant maximum de décharge est de 15 ampères et on a normalement à la décharge 9,3 ampères, ce qui correspond à une puissance de 170 watts environ.
- ' Comme on emploie des lampes consommant 3 watts par bougie, l’intensité nécessaire par bougie pour une différence de potentiel de iS wolts est de 0,17 ampère ; de sorte que la batterie peut fournir : ,,,,
- 120 ampères-heure ~ _n„ . ' . ,
- -------y——-------- -:v 705 bougies-heure. *
- i-0,l/ °
- r :-,‘X " ‘
- La puissance normale de décharge de la batterie étant de 170 watts, celle-ci pourra alimenter des lampes ayant ensemble une intensité lumineuse de 170 watts : 3 watts = 56, bougies, et la durée totale d’éclairage sera de 705 : 56 = 12.6 heures.
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- L’intensité lumineuse totale de toutes les lampes d’une voiture ayant été ramenée maintenant à 30 et 35 bougies suivant le type de la voiture, la durée d’utilisation d’une batterie d’accumulateurs est de 705 : 30 = 23 li. 5 à 705 : 35 = 20 heures.
- Les voitures de lre classe à 3 essieux affectées au service international sont garnies de lampes d’une intensité lumineuse totale de 70 bougies. Ces voitures sont alors munies de deux batteries d’accumulateurs associées en quantité, et on peut obtenir une durée totale d’éclairage de 2 X 705 : 70 = 20 heures.
- Une batterie du poids de 110 kg peut être facilement transportée et mise en place par deux hommes ; ce poids se décompose comme suit:
- Tiroir, caisse, récipient et liquide . . 38)
- Plaques.............................! . 72 j °
- La capacité de la batterie étant ainsi qu’il a été dit plus haut de 2 160 watts-heure, le poids est de 110 : 2160 =; 0,050 k par watt-heure de capacité. Ce résultat est bien supérieur à celui qui avait été atteint dans les essais d’éclairage effectués en 1891 par l’administration allemande des chemins de fer à Francfort-sur-le-Mein. Dans ces essais on. employait, en effet, des accumulateurs Khotinsky pesant 300 kg et pouyant fournir 1 000 bougies-heure à raison de 3 watts par bougie, ce qui exigeait pour une capacité de 1 watt-lieure un poids de 100 g, double de celui que donne, à capacité égale, l’accumulateur Hubert.
- En pratique, on a soin de ne jamais utiliser une batterie jusqu’à épuisement complet ; elle se détériorerait, en effet, assez rapidement sans cette précaution.
- Sur chaque caisse est inscrit le nombre d’heures que l’on ne doit pas dépasser pour la décharge (environ les 5/6 de la durée totale d’une batterie) et ce nombre d’heures de fonctionnement est accusé par un compteur horaire, système Aubert, placé à l’extérieur du véhicule sur la caisse de la batterie.
- Par l’intermédiaire d’un embrayage mécanique mû par un électro-aimant, le balancier de ce compteur nu peut se mettre en marche que lorsque le circuit est fermé sur lesTampes. Le cadran de l’horloge indique donc le nombre d’heures pendant lequel les accumulateurs ont fourni de l’électricité. Il est divisé en 30 heures et une aiguille rouge indique le point de départ.
- Cette disposition* très simple permet à l’homme qui inspecte les accumulateurs à certaines gares de s’assurer si ceux-ci ont
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- besoin ou non d’être chargés. Chaque fois qu’on fait cette opération, le surveillant remonte l’horloge et met l’aiguille au zéro.-.
- Les stations principales, désignées à chaque service dans le livret de la composition des trains,< possèdent en même temps* qu’une réserve de pièces de rechange un dépôt d’accumulateurs* chargés. Ces accumulateurs sont amenés du dépôt sur les quais à l’aide d’un chariot plat à flèche, dont la plate-forme mesure 2,10 m X 1 w, monté sur 4 roues et bien suspendu, afin d’éviter toute secousse. Le chariot peut servir à transporter 8 batteries à la fois. La caisse-tiroir qui contient les accumulateurs pourrait être déposée à terre, sans qu’il y ait à craindre de courts-circuits «puisque les lames de contact sont à une certaine hauteur au-dessus du fond. Cependant pour éviter toute cause de déperdition pour l’électricité résultant d’un contact avec les* objets mouillés et aussi pour empêcher les chocs pendant le transport de l’accumulateur, du chariot placé sur le quai a la. voiture située sur les voies, chocs qui occasionneraient la projection du liquide de l’accumulateur hors des * soupapes, on emploie pour ce transport une civière. Quand on remplace une' batterie ayant fonctionné pendant le temps indiqué par le chiffre inscrit sur le véhicule, on note l’heure marquée par l’aiguille du compteur, on remonte le mouvement d’horlogerie et on ramène l’index du compteur à 0; on referme la caisse en relevant le volet qui presse le tiroir à accumulateurs contre le fond de la caisse à l’aide de pièces en caoutchouc, de manière à empêcher tout déplacement et à amortir les trépidations et les chocs auxquels l’ensemble de la voiture est soumis..
- Wagon distributeur. — Les batteries épuisées sont placées sur le chariot et amenées.au wagon distributeur. Le rôle de ce wagon est de répartir dans les gares de dépôt les accumulateurs chargés à la station centrale de Fribourg et de ramener à cette même station les accumulateurs déchargés.
- Chacun de ces wagons (fig. 48, 49 et 20, PL 84) contient 12 casiers disposés dans les quatre angles en trois rangs superposés et pouvant recevoir chacun S batteries. Le nombre total d’accumulateurs que le wagon peut transporter est donc de< 60. La mise en place et l’enlèvement des batteries se font au moyen d’une moufle disposée à l’intérieur du wagon. Chaque casier est muni d’une plaque mobile portant sur l’une de ses faces le mot (chargés et sur l’autre le mot déchargés. Quand les batteries chargées ont été en-
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- levées d’un casier et remplacées par des batteries non chargées, on tourne immédiatement la plaque qui montre alors l’inscription déchargés. Les casiers sont munis de barres de contact identiques à celles des caisses des voitures, de sorte que les 5 batteries d’un casier étant enfoncées dans leur glissière se trouvent, par le fait même, réunies en tension dans le même circuit. Les pôles de chaque groupe de 5 batteries aboutissent à une barre métallique placée au-dessus du groupe de casiers et destinée à être reliée au circuit de charge. Les wagons distributeurs sont donc aménagés de manière à pouvoir charger les batteries sans les en retirer. La charge se fait dans la station centrale de Fribourg à l’aide d’une dynamo de la Société Suisse servant également à l’éclairage de la gare. Cette dynamo est actionnée par un moteur Thury de 35 ch qui iui-même est mis en mouvement à la tension de 300 volts par lecourant emprunté au réseau de la Ville. ,
- La dynamo de la Société Suisse est excitée en dérivation et son potentiel est maintenu constant à 115 .volts au moyen d’un appareil automatique. Elle marche à une vitesse de 500 tours et peut donner 300 ampères.
- Les deux bornes de cette dynamo sont reliées à deux barres d’un tableau de distribution placé dans le hangar de chargement. Sur ces deux barres sont groupés en dérivation 12 circuits de charge correspondant aux 12 casiers du wagon distributeur. Chacun de ces circuits, qui comprend un ampère-mètre avec lampes signaux et un rhéostat en fils de fer, est relié aux barres métalliques du wagon auxquelles aboutissent les pôles des 5 accumulateurs d’un casier montés en tension.
- La charge des accumulateurs se fait par série de 5 batteries en tension : la tension initiale est de 90 volts, mais elle atteint 112 volts vers la fin de la charge. Le courant normal de charge étant de 18 ampères, on enlève graduellement des résistances au rhéostat à mesure que la charge des accumulateurs augmente, de manière à maintenir le courant à son intensité normale ; l’ampèremètre avec lampe signal de Hartmann et Braun, placé dans le circuit, permet de contrôler la constance de cette intensité. Quand les 5 X 12 == 60 accumulateurs du wagon ont été chargés, ce qui exige ordinairement 8 heures, le wagon est réexpédié aux stations principales où s’opère le remplacement des accumulateurs. v-
- Indépendamment des visiteurs et ouvriers préposés dans les stations principales à la mise en place des batteries, les chefs de
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- dépôt et les agents du service télégraphique sont chargés de surveiller et d’entretenir les installations d’éclairage électrique des voitures et fourgons dans les stations désignées. Quand une lampe a été brûlée en cours de route ou s’est éteinte, le personnel du train signale le fait sur son rapport. Si la totalité; des lampes d’une voiture vient à, faire défaut, on utilise des bougeoirs garnis de bougies stéariques tenus en réserve dans la voiture pour parer à cette éventualité. Ces bougeoirs se fixent à des crochets spéciaux placés dans la paroi du compartiment; Quand le train arrive à la station principale la ?plus voisine, le chef de dépôt prévenu procède au remplacement des lampes, des lames de plomb, des coupe-circuits et des batteries d’accumulateurs reconnues défectueuses. v -'rairr n
- Prix de revient de l'éclairage. — Voici, d’après les renseignements fournis par la Compagnie de‘Jura-Simplon, comment s’évalue le coût de l’éclairage que nous venons de décrire .
- La capacité utile d’une batterie est de 2160 watts-heure. En admettant un rendement de 70 0/0, la charge ^effective à lui donner sera de 2 160 : 0,70 — 3100 watts.
- La force motrice fournie à Fribourg sur l’arbre de la machine réceptrice coûte seulement 0,05 f par cheval-heure. En admettant pour la dynamo réceptrice un rendement de 90 0/0 et pour la canalisation un rendement de 95 0/0, le, prix de revient du cheval-heure électrique aux bornes de la batterie est de :
- 0,05 n net *
- ÔVÔX 0,95 = 0,06 VnVlr°n-
- à
- Le kilowatt-heure
- 0,06
- 0,736
- = 0,081f.
- d
- cheval-heure valant 736 watts) revient
- La charge de la batterie étant de 2,16 kilovatts pour laquelle une charge effective de 3,1 kilovatts est nécessaire, le prix de revient d’une charge de batterie est de 0,251 /(l);
- . • • h t :
- (1) Dans le coût de l’éclairage électrique établi ci-dessus ne sont pas compris les frais de personnel de l’usine. ; . .
- INous avons vu qu’une même dynamo de 1,15 volts et 300 ampères alimente en même temps que le circuit de charge des accumulateurs les lampes à arc qui servent à l’éclairage dë la gare de Fribourg. Pendant les périodes d’éclairage les frais de personnel peuvent êtie considérés comme nuis pour le chargement des accumulateurs; mais il n’en est plus de même lorsque la dynamo est exclusivement employée; pendant le jour, à charger les accumulateurs. ,
- Il est vrai que la surveillance se borne au graissage dés" paliers des* dynamos et dans ces conditions on peut admettre que l’ouvrier mécanicien chargé du nettoyage et de la réparation des appareils d’éclairage soit préposé à ce travail.
- Nous nous trouvons ici dans des conditions toutes particulières puisqu’il n’existe pas dè machine à vapeur ni de chaudières.
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- Établissement du prix de revient de l’éclairage pour uiië voiture. 1
- Ce prix de revient se décompose comme suit :
- 1° Energie électrique ;
- 2° Entretien et amortissement des appareils;
- 3° Personnel.
- t° Energie électrique. — Pour une voiture éclairée au moyen de 6 lampes à incandescence d’une intensité lumineuse totale de 50 bougies (à raison de 3 watts par bougie), la quantité d’énergie nécessaire est de 3 X 50 = 150 watts. Pour un éclairage moyen de 5 heures par jour, soit de 1 825 heures par an, la dépense d’énergie sera de 273,7 kilowatts-heure et le prix de revient de l’éclairage annuel d’une voiture sera de 273,7x0,081 —22,1.7 / soit en nombre rond 25 / et par bougie-heure. . . 0,000 243.
- 2° Entretien et amortissement des appareils. — Les lampes ont une durée de 600 heures ; chaque lampe doit être remplacée trois fois par an, en comptant sur une durée moyenne d’éclairage de 5 heures par jour. La lampe coûtant 2 /, la dépense résultant du renouvellement des 6 lampes sera de 6 X 3 X 2 = 36 / 36, » /.
- La Société suisse de construction des accumulateurs électriques de Marly se charge de l’entretien des accumulateurs pour une durée de cinq années, moyennant une rétribution annuelle de 25/'par accumulateur. 25, »
- Bien qu’au bout de cinq années cette Société doive restituer à la Compagnie du Jura-Simplon les accumulateurs en bon état, on admet qu’il faut leur appliquer un amortissement de 8 0/0 de leur valeur. Une batterie coûtant 330 /, l’amortissement annuel est de 330 X 0,08 —.26,40 ............................. 26,40
- L’installation générale de la gare de Fribourg a coûté environ 20000 /. Si on admet que les 40 0/0 de cette dépense, soit 8 000 /, soient applicables à la partie de cette installation spéciale au chargement des accumulateurs, et si on compte 6300 / pour l’aménagement des wagons distributeurs, on arrive à une dépense de 14300 f ; cette dépense répartie sur les 120 batteries en service donne pour une 'batterie : 117,50/dontl’in-
- À reporter. . . . 87,40/
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- — Mm
- Report. ... 87,40 /
- térêt et l’amortissement à ,50/0 en quinze ans est
- de......................... . . 117,50 X 0 096= 11,30
- Enân, rapparei]lage de la voiture étant estimé 250 /
- en moyenne, l’intérêt et l’amortissement de cette 4 somme à 5 0/0 en dix ans est de. . 250 X 0,13 =' 32,50
- Les frais annuels d’entretien et d’amortissement par voiture sont ainsi de. ...... ....................131,20 /
- 30 Personnel. — En évaluant les-frais de personnel au même taux que ceux résultant de l’éclairage à l’huile, soit 27/par an et par lampe, on arrive à un chiffre de 27 X6 = 162 / par voiture et par an.
- En totalisant les dépenses énumérées ci-dessus :
- Énergie électrique . . , . . .. . . . .... 25, » /
- Entretien et amortissement des appareils. ... 131,20’
- Personnel . .................. . ...............162, »
- On trouve comme frais annuels par voiture. 318,20 / Soit par lampe-heure
- 318,20 1 825 X 6
- 0,0290/
- Et comme l’intensité lumineuse moyenne d’une lampe est de 50: 6 = 8,35 bougies, le prix de la bougie-heure ressort à
- 0,0290
- 8,35
- = 0,00347 /
- !
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- CONCLUSIONS
- Il convient de placer en regard les prix de revient couramment -obtenus pour l’éclairage-des voitures au moyen de l’huile et du ..gaz comprimé et ceux qui résultent des essais d’éclairage électrique au moyen de piles et d’accumulateurs. Nous avons donc calculé ces prix pour une puissance lumineuse de 8 bougies par bec, intensité moyenne de la lampe électrique utilisée en Suisse, et nous arrivons au résultat suivant :
- MODE D'ÉCLAIRAGE CONSOMMATION HORAIRE PRIX UNITAIRES PRIX DE REVIENT
- Lampe à huile de colza . . 35 g 70 f les 100 kg 0,04675 f
- Lampe à huile de pétrole . 48 g 50 f les 100 kg 0,03784,
- Lampe à gaz 25 l 0,70/‘le mètre cube 0,05200
- Lampe / piles électrique ) actionnée ) 16 watts 3,89 f le kilowatt aux bornes des lampes. 0,07138
- par \ accumulateurs 24 watts 0,12 f le kilowatt au tableau de distribution des accumulateurs e t 1,075 f aux bornes des lampes. 0,02900
- On voit que le prix de revient par l’électricité au moyen d’accumulateurs est, en Suisse, bien inférieur aux prix des autres modes d’éclairage, mais il serait imprudent d’en conclure que l’électricité constitue le mode d’éclairage le plus économique; car, ainsi que nous l’avons déjà fait remarquer dans le cours de notre étude, les chemins de fer suisses se trouvent dans des conditions particulièrement favorables puisque l’énergie électrique leur est fournie à un prix extrêmement bas (0,05 f le cheval-heure), soit 0,081 f le kilowatt-heure.
- Yoici les conclusions que nous croyons devoir tirer de notre étude :
- L’éclairage électrique des .voitures du matériel européen ne peut être pratiquement résolu qu’en faisant portèr à chaque véhicule sa propre source d’éclairage (piles ou accumulateurs).
- Chaque compartiment (Joit posséder au moins deux lampes indé-
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- pendantes l’une de l’autre, afin qu'en cas d’extinction de l’une d’elles, l’autre puisse continuer à fournir l’éclairage’’ nécessaire; on ne saurait admettre, comme on le fait en Suisse, un éclairage de secours par bougies ou par lampes à huile. .
- En ce qui concerne le choix de la source d’électricité, ce ne sont que des expériences comparatives et de longue durée qui permettront de déterminer à quel système de pile pu d’accumulateur il faut donner la préférence. Si de très importantes améliorations ont été apportées aux accumulateurs dans ces dernières années, il est évident qu’il reste encore à les perfectionner, tant au point de vue de leur durée que de leur capacité et de leur résistance aux trépidations.
- Enfin, nous croyons que l’éclairage . électrique des trains ne pourra être utilement introduit dans la pratique, que lorsque les Compagnies trouveront à acheter dans les localités de l’énergie électrique à un taux suffisamment réduit, ou lorsqu’elles posséderont des usines électriques pour l’éclairage de leurs principales gares.
- Le chargement des accumulateurs pour l’éclairage électrique des trains permettra alors d’augmenter l’utilisation de ces usines qui actuellement ne dépasse par 46 0/0, en comptant sur une durée d’éclairage maximum de 4 000 heures par an.
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- T
- METHODE DE CALCUL
- SATISFAISANT MIS PRESCRIPTIONS DE RÈGLEMENT MINISTÉRIEL
- DU 29 AOUT 1891 PAR
- M. BERTRAND DE F ONT VIO L ANT
- a
- INTRODUCTION
- Le Règlement du 29 août 1891 sur les ponts métalliques.
- 1. — Un Règlement ministériel, en date du 29 août 1891, remplaçant la Circulaire du 9 juillet 1877, vient de déterminer les conditions auxquelles devront satisfaire désormais les ponts métalliques en France (*).
- Il contient de nombreuses innovations, dont l’une des principales concerne les surcharges à envisager dans les calculs relatifs à la résistance des poutres des ponts pour chemin de fer. Tandis que la Circulaire de 1877 autorisait à prendre, comme base de ces calculs, des surcharges uniformément réparties dont elle fixait la valeur, le nouveau Règlement impose l’obligation de considérer le passage, sur le pont, d’un train de surcharge déterminé, dit train-type, dont « la composition se rapproche, autant que » possible, de celle des trains les plus lourds formés avec le ma-
- (*) Ce Règlement, présenté au Ministre des Travaux publics par le Conseil général des Ponts et Chaussées, a été préparé par une Commission instituée spécialement pour la révision de la Circulaire du 9 juillet 1877 et composée comme suit :
- Président: M. Robaglia, Inspecteur général des Ponts et Chaussées.
- Membres: MM. Boutillier. Collignon, Dupuy, Guillemain, Jules Martin et Ricour, Inspecteurs généraux ; Considère et Flamant, Ingénieurs en chef.
- Secrétaire rapporteur: M. Bricka, Ingénieur en chef.
- Secrétaire adjoint : M. Bresse, Ingénieur ordinaire.
- Bull.
- 74
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- » tériel actuellement en service sur les principaux réseaux » français*.
- Voici en quels termes cette prescription est formulée (art. 4) :
- « En ce qui concerne les fermes longitudinales, les auteurs des » projets seront tenus d’examiner l’hypothèse du passage, sur » chaque voie, du train-type défini ci-dessous :
- » Le train-type se composera de deux machines à quatre essieux, » de leurs tenders et de wagons chargés. Les poids et dimensions » des machines, tenders et wagons chargés sont donnés par le » tableau et la figure ci-après (fig.. 4) :
- DÉSIGNATION
- Nombre d’essieux . ................
- Charge par essieu......................... . . .
- Distance du tampon d’avant au l°r essieu . . .
- Ecartement des essieux entre eux..............
- Distance du dernier essieu au tampon d’arrière.
- Poids total ..................................
- Longueur totale...............................
- MACHINE TENDER WAGON ' CHARGÉ
- 4 2 2
- Ut 121 81
- 2,60 m 2,00 m 1,50 m
- 1,20 m 2,50 m 3,00 m
- 2,60 m 2,00 m 1,50 m
- 561 24 f & 16i
- 8,80 m 6,50 m o,00 m
- Rg-.l.
- Machine. Tender. Machine. Tender. "Wagons ! charqés
- K'6? " 56? 2*? 16? 16?'"
- « Les machines, avec leurs tenders, seront placées toutes deux » en tête du train.
- » L’ensemble <du train sera supposé occuper successivement » différentes positions le long de la portée, et ces positions seront » choisies de manière à réaliser, en chaque point,'les plus grands » efforts tranchants et fléchissants que le passage du train-type » puisse déterminer.»
- Le Règlement prescrit en outre (art. *7) de « fournir, à l’appui » des projets, le calcul des flèches sous l’action de la charge per-» manente et sous Faction* de da surcharge. »
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- Le problème des charges mobiles. — Objet de ce Mémoire.
- 1. — Dans l’étude d’un pont métallique, l’Ingénieur devra donc, à l’avenir, résoudre la question connue sous la dénomination classique de problème des charges mobiles (*), y compris la recherche des flèches. ' ' »
- En ce qui concerne les ponts en poutres droites à travées indépendantes, ce problème a fait l’objet de nombreux travaux publiés en France ou à l’étranger, et il en a été donné, principalement par M. Maurice Lévy, plusieurs solutions remarquables par leur élégante simplicité-et s’appliquant aussi bien à la détermination des moments fléchissants qu’à celle des efforts tranchants (**).
- Mais il n’en est pas de même pour certains types de ponts, dans lesquels cette détermination ne peut se faire par les procédés de la Statique pure et nécessite l’intervention de la théorie de l’élasticité. Tel est le cas, principalement, des ponts en poutres droites à travées continues.
- Or, ce genre de construction est très répandu en France, et les nouvelles prescriptions relatives aux surcharges devront être observées, non seulement dans l’étude des ponts à exécuter dans l’avenir, mais encore dans la révision des calculs de résistance de tous les ponts existants, — révision ordonnée dans la partie du Règlement intitulée : « Instruction pour la surveillance et l’entretien des ponts métalliques. »
- Il y aurait donc un grand intérêt à trouver une solution aussi simple que possible, du problème des charges mobiles, dans leocas des poutres continues.
- C’est la recherche d’une telle solution qui fait l’objet du présent Mémoire.
- Quant à la détermination des effets de la charge permanente, elle s’effectue par des méthodes trop connues et trop-simples pour qu’il y ait lieu de s’y arrêter ici (***).
- 3.—De quelque type de poutre qu’il s’agisse, on . sait que le problème des charges mobiles — c’est-à-dire le calcul des’valeurs
- (*) Il ne s’agit, bien entendu, que des effets statiques de ces charges.
- (**) Maurice Lévy. Statique graphique, lre partie et 4e partie, note IL
- (***) Les tables de Bresse, par exemple, donnent rapidement tous les résultats nécessaires. (Voir Bresse, Mécanique appliquée, 3a partie, et Maurice ' Lévy, Sla tque graphique, 2e partie, § 403.)
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- maximums des moments fléchissants, efforts tranchants, réactions des appuis et flèches' élastiques — se ramène, en thèse générale, à la construction des lignes d'influence (*).
- Les méthodes données jusqu'à présent pour la détermination de ces lignes, en ce qui concerne les poutres continues, sont presque exclusivement analytiques (**), et l’application en est très laborieuse.
- La méthode nouvelle que nous exposons dans ce Mémoire est, au contraire, entièrement graphique et ne comporte que des tracés simples et expéditifs. , .
- Elle est le développement de divers théorèmes que nous avons établis dans un précédent travail sur les déformations élastiques (***) et dont nous nous bornerons à rappeler ici les énoncés, sans démonstration.
- L’un des caractères principaux de cette méthode est de réduire toujours la détermination des lignes d’influence à< un problème unique, qu’il s’agisse des moments fléchissants, des efforts tranchants, des réactions des appuis ou bien même des flèches élastiques. Ce problème, d’ailleurs élémentaire, consiste, — étant donnés, dans un plan, deux points B0 et Bt et un système de forces parallèles continues, dont les intensités sont fonction linéaire de l’abscisse variable de leurs points d’application, — à tracer une courbe funiculaire de -ces-«forces, passant par ces deux points et de distance polaire égale au tiers de la projection de B^ sur une direction perpendiculaire à ces mêmes forces. La construction de cette courbe funiculaire par points et tangentes est donnée, dès le début, dans la présente Introduction ; elle .est, pour ainsi dire, aussi simple que celle d’une parabole du second degré.
- La considération des diverses lignes d’influence relatives à un
- (*) La définition en est rappelée au n° 19.
- (**) A notre connaissance, il a été donné deux méthodes pour la détermination des lignes d’influence dans les poutres continues :
- 1° Çelle exposée par M. Maurice Lévy dans son beau traité-de Statique graphique (IIe partie), et qui est fondée sur des expressions remarquables des moments fléchissants produits sur les appuis d’une travée quelconque, par une charge isolée se déplaçant sur cette travée. ,
- 2° Celle indiquée par M. de Joly, dans le 2e fascicule du très intéressant H apport dans lequel MM. Dupuy, Inspecteur général des Ponts et Chaussées, Cuénot et de Joly, Ingénieurs ordinaires, rendent compte d’une mission spéciale, à eux confiée par le Ministre des Tra-vauxpublics, à l’effet « d’examiner comment se sont comportés les ouvrages métalliques » existants en France et dans les pays environnants et de rechercher les causes des dé-» tériorations qui ont pu se produire dans ces ouvrages ». Cette seconde méthode consiste à former d’abord les équations des lignes d’influence des réactions des appuis, et à en déduire, ensuite, celles des lignes d’influence des moments fléchissants et des efforts tranchants. . - , . < - ' - >. -
- (***) Comptes rendus de l’Académie des Sciences, du 7 janvier 1889, et Bulletin de la Société des Ingénieurs civils de mars 1889,
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- point donné de la poutre, permet, ainsi que nous l’avons rappelé plus haut, de déterminer les positions du train-type qui correspondent aux moment fléchissant, effort tranchant et flèche maximums en ce point, ainsi que les valeurs de ces maximums. Il en est de même de la réaction maximum sur un appui quelconque.
- Nous donnons, pour cette détermination, deux méthodes générales.
- La première, tout à fait élémentaire et qui se présente d’ailleurs immédiatement à l’esprit, exige que l’on trace la ligne d’influence afférente à la quantité dont on cherche le maximum.
- La seconde, moins élémentaire, mais, par contre, plus expéditive, met à profit les propriétés analytiques spéciales aux lignes d’influence dans les poutres continues. Elle n’exige plus, comme la première, que l’on trace la ligne d’influence; un seul point de cette ligne suffit pour chacune des positions que l’on est conduit à attribuer au train.
- Cette seconde méthode fait connaître les conditions générales analytiques, caractérisant les positions du train correspondant aux maximums dont il s’agit. Elle est fondée sur des formules nouvelles exprimant le moment fléchissant, l’effort tranchant, la flèche élastique en un point quelconque et la réaction sur un appui, ainsi que les dérivées correspondantes par rapport à l’abscisse variable du centre de gravité du train mobile. Les quantités entrant dans ces expressions sont de deux espèces différentes seulement :
- Les unes, que nous avons appelées constantes du train-type, ne dépendent que du diagramme de ce train, c’est-à-dire des poids par roue- et des écartements des essieux. Ce sont, entre autres, les moments d’inertie principaux et les moments du troisième ordre des divers groupes de charges que l’on peut former en composant le train d’un plus ou moins grand nombre de véhicules. Nous avons construit un tableau et une table contenant les valeurs numériques de ces quantités; on n’aura qu’à s’y reporter dans les applications.
- Les autres ne dépendent que de la ligne d’influence. Ce sont l’ordonnée du point de cette ligne situé sur la verticale du centre de gravité du train, ainsi que les dérivées première, seconde et troisième de cette ordonnée, par rapport à l’abscisse correspondante. Ces quantités sont immédiatement connues dès que, par notre méthode, on a construit le point en question de la ligne d’influence.
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- Ces quelques indications sommaires suffisent à faire comprendre , que le calcul numérique de ces nouvelles formules est des-plus faciles.
- Pour certaines sections remarquables de la poutre (appuis, foyers, etc,..), les conditions analytiques caractérisant le maximum du moment fléchissant deviennent extrêmement simples et permettent alors de trouver ]a position du train correspondant à ce maximum, sans même construire aucun point de la ligne d’influence. Il en est de même des conditions similaires relatives aux efforts tranchants, aux flèches et aux réactions des appuis.
- , Nous avons traduit la plupart de "ces conditions sous forme de théorèmes, plus expressifs que les formules algébriques.
- La construction des lignes enveloppes des moments fléchissants et; des efforts tranchants, produits par le passage du train-type, s’effectue par points, dès . qu’on connaît les valeurs des maximums positifs et négatifs de ces quantités, pour un certain nombre de sections suffisamment rapprochées.
- Au point de vue de la rapidité, il importe — surtout en ce qui concerne les moments fléchissants, lesquels sont moins faciles à déterminer que les efforts tranchants — de réduire autant que possible le nombre de ces sections, sans nuire toutefois à l’exactitude de la ligne enveloppe. Cette considération nous a conduit à donner, sous le titre de « Méthode abrégée pour la construction des lignes enveloppes des moments.fléchissants, » un procédé permettant de borner la recherche des maximums, aux quelques sections remarquables, indiquées précédemment comme se prêtant le mieux à cette recherche (appuis, foyers, etc,..).
- Il nous paraît superflu d’indiquer ici l’ordre dans lequel ont été: traitées, dans ce Mémoire, les diverses questions dont nous venons de parler. La table des matières renseignera complètement sur ce point.
- L’exposé de certaines de nos méthodes semblera peut-être, au premier abord, long et compliqué, bien qu’au fond il ne dépasse pas les limites de l’analyse élémentaire. Mais, en pareille matière, il faut considérer surtout la simplicité du résultat final* qui seul intervient dans les applications. ,
- Il n’est pas surprenant, d’ailleurs, qu’il faille passer par une suite de déductions assez longues, pour ramener à des termes
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- simples les problèmes complexes posés par le nouveau Règlement.
- Nous espérons que ce 'Mémoire pourra rendre service aux Ingénieurs, en leur facilitant .l’établissement des calculs relatifs aux ponts en poutres continues qu’ils auront à projeter ou dont ils seront appelés à vérifier les conditions de résistance.
- Sur quelques tracés et propriétés concernant une certaine classe de courbes funiculaires.
- 4. — Toutes les fois que, dans ce Mémoire, nous.ferons usage d’axes de coordonnées, nous prendrons invariablement Taxe des x horizontal et dirigé de gauche à droite; l’axe des y vertical et descendant.
- Tout segment de droite appartenant à l’un quelconque des axes ou parallèle à cet axe, sera considéré comme positif ou négatif, suivant qu’on le parcourra dans le sens positif ou négatif de ce même axe. Ainsi (fig. 2), les segments et g'g seront positifs,
- tandis que ceux A4A0 et gg seront négatifs.
- 5. — Les considérations sommaires que nous allons exposer ici se rapportent aux courbes funiculaires correspondant à des forces verticales continues, dont les intensités sont exprimées par une fonction linéaire de l’abscisse variable de leurs points d’application.
- Soient (fig. % ou fig. 3)':
- Boa! un segment d’une droite quelconque,
- AoAj = l la projection de ce segment sur l’axe des x, z l’ordonnée MN d’un point quelconque N de cette droite.
- En chaque élément MM' — dx de l’axe des x, supposons appliquée une force verticale, d’intensité égale à
- (zdx) : l- = (aire MNN'M') •: |,
- dirigée de hant en bas ou, au contraire, de bas en haut, suivant que z est positif ou négatif; nous dirons que. la droite indéfinie passant par «0 et % est le diagramme représentatif de ces forces. Parmi ces mêmes forces, considérons spécialement celles appli-
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- quées sur le segment AqAj. de l’axe des æ, et dont le diagramme
- représentatif est, par conséquent, le segment de droite oc0av II est clair que leur résultante est égale, en grandeur et en signe, à
- (aire trapèze convexe ou concave AoCc^A*) : ^ = A0a0 -(- A^,
- et qu’elle passe par le centre de gravité de ce trapèze, à la condition de convenir que l’action de la pesanteur est susceptible d’un double sens : descendant pour les surfaces situéesrau-dessous de l’axe des œ, ascendant pour celles situées au-dessus.
- 6. — Pour déterminer la position de cette résultante, la construction la plus simple est la suivante :
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- y' et p étant les points situés au tiers et aux deux tiers du segment a0a.,,
- tirez les droites A0y' et Aty ; le point de concours L de ces droites, prolongées s'il est nécessaire, appartient à la résultante cherchée.
- Pour le démontrer, décomposons le trapèze A^a^ en deux triangles A0a0a, et AqA^j lesquels sont de même signe dans la figure 2 et de signe contraire dans la figure 3.
- La résultante considérée est aussi celle de deux forces verticales appliquées aux centres de gravité respectifs de ces triangles, c’est-à-dire suivant les verticales des points y' et y, et égales, en grandeur et en signe, à
- (aire triangle A^oy) : ~ = A0a0, et à (aire triangle AcA^) : ^ — Ajoy.
- A . z
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- A partir du point A0 choisi comme origine, formons le polygone de ces deux forces; il suffit, à cet effet, de porter a0a'1=A1a1, dans le sens qui résulte de la convention sur les signes ; par conséquent, de bas en haut dans la figure 2 et de haut en bas dans la figure 3. kfya.\ est le polygone cherché.
- Considérons maintenant le polygone funiculaire de ces mêmes forces, ayant le point y' pour pôle. .A0y' et y'y en sont les deux premiers côtés, correspondant aux rayons polaires A0y' et a0y\ Quant au troisième côté, correspondant au rayon a\Y-> il n’est autre que la droite yAt ; en effet, dans les deux triangles y'a0a l et yotAu les côtés /a0 et ya* sont égaux et en ligne droite, les côtés a0tx\ et atAt sont égaux et parallèles par construction, et, par suite, les troisièmes côtés yAx et a\Y sont aussi parallèles entre eux.
- La figure A0y'yAj étant,, dès lors, un polygone funiculaire des forces A0a0 et A^, le point d’intersection L de ses côtés extrêmes A0y' et Aty, prolongés s’il est nécessaire, appartient, d’après une propriété connue, à la résultante de ces forces; ce qui justifie la construction indiquée.
- . Remarque. — Il est évident que cette construction est générale et détermine la verticale du centre de gravité d’un trapèze quelconque à hases verticales (*) : ainsi, par exemple, les droites ep et Atq (fig. 2 ou fig. 3), menées respectivement par les points p et q situés au tiers et aux deux tiers du segment /a15 se coupent en un point n appartenant à la verticale du centre de gravité du trapèze e/fl^Àu ou, autrement dit, à la résultante des forces zdx : ^ réparties sur le segment de l’axe des x.
- 7. — Proposons-nous maintenant de construire, avec me distance
- polaire ^ > une courbe funiculaire correspondant aux forces zdx : ~
- réparties sur Vaxe des x, et assujettie à passer par deux points B0 et B, donnés arbitrairement sur les verticales de A0 et de At.
- La construction comprend deux parties, savoir :
- Détermination des tangentes à la courbe aux points B0 et Bt ;
- Détermination d’un point quelconque de la courbe et de la tangente en ce point.
- (*) Cette construction de la parallèle aux bases d’un trapèze, menée par son centre de gravité, n’est pas nouvelle ; mais nous la croyons assez peu connue. Elle est indiquée dans l’Intégration graphique de M. Massau, toutefois avec une démonstration différente de celle ci-dessus.
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- 1° La règle suivante résout la première partie :
- Sur les verticales des points y et y situés au tiers et aux deux tiers de a0at, portez, à partir de la corde BqB^ en ayant égard à la convention sur les signes (n° 4) : G'H' — g'y et GH — gy; les droites B0H' et B^I sont les tangentes aux points B0 et Bt de la courbe cherchée.
- En effet (n° 6), la figure Ay/yAi (fig. 2 ou 3) est un polygone funiculaire des forces A0ao et A^ appliquées respectivement suivant les verticales des points y et y; et sa distance polaire est égale
- à -^puisque son pôle y est situé au tiers de a^. La figure BoH'HBi est aussi un polygone funiculaire correspondant à ces mêmes forces et ayant même distance polaire ^ ? puisque les ordonnées des sommets correspondants des deux polygones A^'yAi -et BqH'HB.^ mesurées respectivement à partir des lignes dé fermeture A0A1 et B^, sont égales entré elles par construction.
- L’arc B0dBt de la courbe funiculaire cherchée et le polygone BoH'HBjt correspondent, dès lors, à deux systèmes de forces
- équivalents qui sont, d’une part, les forces zdx : ^ réparties sur
- ÀoAt et, d’autre part, les forces A0«0 et A.& précitées.
- En outre, leur distance polaire est la même et leurs points extrêmes B0 et Bt sont communs. Donc, en côs points, d’après une propriété connue, les côtés B0H' et BtH du polygone funiculaire sont tangents à la courbe cherchée ; ce qu’il fallait établir.
- Ce résultat peut être énoncé sous la forme suivante :
- Théorème. — Les tangentes, aux points B0 et B,, à la courbe funiculaire définie ci-dessus, rencontrent respectivement les verticales du tiers et des deux tiers de AqAj, en des points H' et H dont les ordonnées G'H' et GH, mesurées à partir de la corde B^, sont égales, en grandeur et en signe, aux ordonnées correspondantes g y et gy du diagramme représentatif a0a1? mesurées à partir de A^.
- 2° Passons maintenant à la seconde partie ; c’est-à-dire, connaissant les tangentes en B0 et B1? proposons-nous de construire un point quelconque d de la courbe et la tangente correspondante tt', étant donné le pied e de l’ordonnée de ce point (fig. 2 ou fig. S).
- A cet effet, considérons les deux trapèzes efa0A0 et e/ô^A* com-
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- pris respectivement entre cette ordonnée et celles des points B0 et B*. En vertu d’une propriété connue des courbes funiculaires, le point de concours t' des tangentes B/ et dtr est situé sur la résultante des forces zdx : ^ réparties sur le segment A0e de l’axe
- des. x, c’est-à-dire sur la verticale du centre de gravité du trapèze e/a0A0. De même, le point t — intersection des tangentes en d et en B, — se trouve sur la verticale du centre de gravité du second trapèze efayAt.
- De là résulte immédiatement la règle suivante, qui est toujours applicable, que le point d cherché soit situé entre les deux points connus B0 et (fig. 2) ou, au contraire, en dehors de ces points (fig.S):
- Menez l'ordonnée indéfinie dont le pied e est donné et qui coupe en f la droite prolongée s’il est nécessaire; cherchez, par le procédé du n° 6 (Remarque), les verticales des centres de gravité des deux trapèzes
- partiels e/a0A0 et efaxkv lesquelles rencontrent respectivement les tangentes connues B0H' et BjH, aux points t' et t ; la droite ttr coupe l’ordonnée précitée, au point d cherché, et elle est précisément la tangente à la courbe en ce point.
- On construira ainsi autant de points et autant de tangentes qu’il sera nécessaire pour tracer la courbe avec exactitude.
- La règle ci-dessus se prête à une extension. Après avoir déterminé un certain nombre de points et de tangentes, on pourra se servir de deux quelconques de ces points et des tangentes correspondantes, pour construire de nouveaux points et de nouvelles tangentes. Ainsi, connaissant par exemple
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- les points d et dt (fig. 4) et les tangentes dt2 et d/2, pour construire le point d.2 situé sur une ordonnée quelconque e/2, on mènera les verticales des centres de gravité des deux trapèzes e/afe hUfAi lesquelles rencontrent, les tangentes en d et en d±, respectivement aux points t2 et t\. La droite t2t'2 coupera l’ordonnée e2f2 au point d2 cherché, et elle sera la tangente en ce point.
- 8. — Point d’inflexion. — Sur la verticale du point d’intersection ü) de oc0a± avec l’axe des x (fig. % ou fig. 3), la courbe présente
- un point d’inflexion D, car en w les‘forces zclx : ^ s’annulent en
- changeant de signe. Yoici la règle pour construire le point et la tangente d’inflexion :
- Menez les verticales des centres de gravité des deux triangles wa0A0 et «a,A,, lesquelles rencontrent respectivement en r’ et en r, les tangentes B0H' et B,H prolongées s’il est nécessaire; la droite rr' est la tangente d’inflexion et elle coupe la verticale de w au point d’inflexion 0.
- Cette règle n’est qu’un cas particulier de celle du n° 7; les deux trapèzes efa0A0 et e/cqAi sont ici remplacés par les deux triangles wa0A0 et wapA^
- 9. — Cas particulier
- OU LE DIAGRAMME a0aL EST HORIZONTAL. —
- Dans ce cas (fig. 5), la construction générale d’un point et de sa tangente (n° 7) se simplifie un peu. En effet, les trapèzes efa0A0 et efaqA^ (fig. %) deviennent des rectangles (fig. ô), et les verticales nt' et nt des.centres• de gravité de ces figures divisent alors, en deux parties égales, les segments A0e et eAx de l’axe des a?. Il n’est donc plus nécessaire, pour déterminer ces verticales, d’employer la construction-du n° 6.
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- — IMS —
- Une remarque se présente. Quand l’ordonnée fed se déplace parallèlement à elle-même, la distance riri des verticales des centres de gravité des deux rectangles e/a0A0 et efaxA* reste constamment égale à la moitié du segment A^ de l’axe des x; par conséquent, la courbe funiculaire cherchée est l’enveloppe d’une droite t't de longueur variable, mais de projection horizontale constante, assujettie'à s’appuyer sur deux droites données B0ET et BJH; c’est donc une parabole du second degré, à axe vertical. Ce résultat pouvait, d’ailleurs, être prévu; on sait, en effet, qu’une courbe funiculaire de forces parallèles uniformément réparties est une parabole du second degré, dont l’axe est parallèle à ces forces.
- 10. — Cas ou les points donnés B0 et B* se confondent avec A0, et Aj. — Yoici deux remarques utiles :
- En premier lieu, si (fig. 6) les deux points B0 et B0 par où la courbe funiculaire B^Bu de distance polaire est assujettie à passer, se confondent avec A0 et A1? les tangentes en ces points.
- sont précisément les droites A0f et A^. Ceci résulte immédiatement du théorème du n° 7.
- En second lieu, considérons une autre courbe funiculaire Ao^A^
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- des mêmes forces zdæ : passant encore par les points A0 et ,
- mais de distance polaire quelconque, différente de Soient A0H'
- O
- et AtH ses tangentes en A0 et en At. Les figures A0y yAt et AoH'HAi sont (n° 7) deux polygones funiculaires qui correspondent aux mêmes forces A0a0 et Aappliquées suivant les verticales des points y' et y- Or, dans de tels polygones, les points d’intersection des côtés homologues, prolongés s’il est nécessaire, sont en ligne droite. Donc, le côté H'H prolongé passe par le point w, intersection du côté homologue y y, avec la corde A^ commune aux deux polygones. D’où :
- Théorème. — Dans toute courbe funiculaire des forces zdæ : ^ ?
- passant par les points A0 et A1} quelle quen soit d'ailleurs la distance polaire, la droite H'H qui joint les points d'intersection respectifs des tangentes A0H' et AtH avec les verticales du tiers et des deux tiers de la corde A0A15 coupe cette corde, prolongée s'il est nécessaire, au même point co que la droite représentative des'forces considérées.
- • Cette proposition fournit le moyen de déterminer l’une des tangentes en A0 ou en An par exemple celle A0H', connaissant son point de tangence A0 et l’autre tangente AtH. Il suffit, en effet, de tirer la droite <oH dont le prolongement rencontre la verticale de y' au point H' appartenant à la tangente cherchée.
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- CHAPITRE PREMIER
- NOTIONS FONDAMENTALES SUR LES POUTRES CONTINUES
- Conventions.
- H. — Soit [fig. 7) A0AW une poutre continue à n travées, dont les appuis A0 ... Ak .,. A„ sont de niveau.
- Nous désignerons par Z, ... lk ... ln les longueurs des travées AoAi . • • Ak_i Ak ... An_1_An*
- Tout point situé dans une travée quelconque Ak^Ak sera rapporté à la droite A^An? comme axe des x positifs, et. à la verticale descendante de l’appui de gauche A,^ de cette travée, comme axe des y positifs.
- Nous attribuerons à .tout segment de droite parallèle à l’un
- Fig.7.
- --------.
- ------k-- —
- A
- quelconque des axes ou appartenant à cet axe, le signe qui résulte de la convention du n° 4; ainsi A^A* sera positif, tandis que AfcAfc_i sera négatif.
- Foyers.
- 12. — On sait qu’il existe dans toute travée 4, deux points F* et Ffe (fig. 7), appelés points fixes ou foyers, dont la position ne dépend que des portées des travées de la poutre et dont les propriétés remarquables sont le fondement des nouvelles méthodes
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- de calcul des poutres continues. Deux de ces points sont connus a priori : ce sont ïe foyer de gauche de la travée de rive gauche et le foyer de droite de la travée de rive droite, lesquels coïncident respectivement avec les appuis extrêmes A0 et A„.
- Quant aux autres, ils se déterminent par un calcul ou un tracé très simples que nous nous bornerons à rappeler succinctement, en renvoyant pour plus de détails aux traités de Statique graphique de MM. Maurice Lévy et Rouché, ou à notre premier Mémoire sur le calcul des poutres continues (*).
- Désignons par :
- uk et v'k les valeurs absolues des distances respectives du foyer de gauche F'* d’une travée quelconque 4> aux appuis kk_t et Aft de cette travée ;
- uk et vk les distances analogues, relatives au foyer de droite Fft.
- On a, d’une manière générale, les deux relations
- (1) 4 + 4^ = 3 (h + 4ti). (2) ^ + £ = 3 (4+1 + h).
- Vk Uk+l Uk+l Vk
- En faisant successivement k — 1, 2 ... n — 1 dans la première, et k = n — 1, n — 2 . ?. 1 dans la seconde, on obtient les deux groupes d’équations suivants :
- it+t=^+Q
- 72 72
- TT + -T = 3(4 + 4)
- (10
- (2')
- =3(4-i+4-2)
- Un_\ Vn—2
- K-1
- Vn-l l\-2
- 3(4 -J- 4—i)
- — + 4 = 3(4-, + 4)
- Vn-l U'n
- + ~ — 3(4 + 4)
- Le foyer de gauche FO de la travée de rive gauche 4 coïncidant avec A0, on doit faire v\ = 4 dans la première équation du groupe (1'), d’où l’on tire, dès lors, la distance u\ déterminant le foyer de gauche F'2 de la travée 4» v'2 =4 — s’ensuit, et la seconde équation du même groupe fournit alors la distance iï3 définissant le foyer F's de la travée 4 et ainsi de suite pour tous les foyers de gauche.
- (*) Bulletin de la Société des Ingénieurs civils de septembre 1885.
- Bull.
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- Les foyers de droite se déterminent de la même manière, an moyen du groupe (2'), en faisant d’abord un = ln dans la première équation de ce groupe, puisque le foyer de droite Fn de la travée de rive droite ln coïncide avec An.
- 13. — On peut avantageusement remplacer ce calcul par un tracé.
- Rappelons d’abord deux définitions.
- On appelle : Verticales trisectrices d’une travée quelconque 4 (fig. 8), les verticales des points g\ et gk qui divisent cette travée en trois parties égales;
- Contreverticale d’un appui quelconque A*, la verticale du point jh situé à une distance de A.k égale, en grandeur et en signe, à
- 4+i — 4 ,
- 3 ’
- de sorte que le point jk tombe toujours dans la plus grande des deux travées 4 et 4+i-
- Pour obtenir ce point, il suffit évidemment de porter à partir de gk, et dans le sens positif, une longueur gkjk égale à Afej?4+i*
- Ces deux sortes de verticales étant construites, voici la règles
- Fig.8.
- à suivre pour déterminer le foyer de gauche F'ft+i d une travée quelconque lk+l, connaissant le foyer de gauche ¥k de la travée précédente lk.
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- Par le foyer connu F'k menez une droite quelconque F\mn qui coupe la verticale trisectrice (gk) en m et la contreverticale (jk) en, n, puis tirez la droite mkk dont le prolongement rencontre en p la verticale tri-sectrice (g'k+i). La drpite np coupe kkkk+l au foyer F'*+1 cherché.
- On effectuera cette construction en partant du foyer de gauche F7! de la première travée, lequel n’est autre que l’appui A0 (n° 12) ; ce qui fera connaître le foyer de gauche F'2 de la seconde ; puis* au moyen de F'2, on déterminera de même le foyer de gauche F'3 de la troisième ; et ainsi de suite.
- Pour déterminer les foyers de droite on partira du foyer de droite Fn, de la dernière travée, c’est-à-dire de l’appui extrême An(n° 12), en répétant identiquement, de la droite vers la gauche, les constructions faites précédemment, de la gauche vers la droite, relativement aux foyers de gauche.
- Ces constructions sont indiquées, d’une manière complète, sur la figure 9, pour une poutre à cinq travées; le tracé en traits pleins se rapporte aux foyers de gauche ; celui en pointillé, aux foyers de droite. On remarquera que, pour simplifier l’épure, ce second tracé
- %.0. \
- utilise certaines droites du premier : ce sont celles passant par les appuis.
- Si la poutre est symétrique, ce qui a lieu d’ordinaire,, les foyers de droite sont symétriques des foyers de gauche, par rapport au milieu de la longueur totale A0An de la poutre.
- Centre fixe et Pôle.
- 14. — Nous appellerons : • i
- Centre fixe d\me travée 4, le point Oft (fig. 40) qui divise dans le
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- même rapport la longueur de cette travée et la distance focale F'*F* (*), de sorte que
- OftAk OfcFfc FfcAfc .
- OfcA/c_i OfcF4 F'feAft_i
- Pôle de la travée lk, le point S* situé sur là verticale de Ok et dont l’ordonnée est exprimée, en grandeur et en signe, par la formule
- (2)
- ou bien
- ' (20
- o*s* =
- F'fcAfc-i X O* Afc
- OftSft
- F'ftAft_iX OftFft
- F'ftFft
- car, de l’égalité des deux premiers rapports (1), on déduit, en vertu d’une propriété des fractions, que
- Oft Afc __OfcFfc
- 4 F'fcFfc
- Pour construire le pôle et le centre fixe cle la travée lk, portons, sur les verticales des appuis de cette travée, Aft_1/'',c=F0A.fc„1 et Akfk——FfeAfc ;
- les droites Akf'k et Aft_1/‘fc se couperont précisément au pôle Sfe et le pied de Vordonnée de ce point sera le centre fixe Ok.
- En effet, dans les deux triangles semblables Skfkkk, et S/£A,,_///, le rapport des hauteurs OfcA.fc et Okkk-i est égal à celui des bases fkAfc et Afc_1/fc', c’est-à-dire a celui des deux segments FfcAfc et F'fcAfc_i respectivement égaux à ces bases par construction; le point O* satisfait donc bien à la relation (1). r .
- (*) Mémoire sur les Déformations élastiques, chap.-in, § 52.
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- En outre, la similitude des triangles OfcSftA& et Afc_j f'kA.k donne l’égalité
- Qfc __ Afc_i f’k
- OfcA/t 4
- qui est précisément la relation (2) définissant le pôle Sft, puisque A~k-ifk = F'k^k-i par construction.
- Gomme on le voit, le centre fixe et le pôle de chaque travée ne dépendent, comme les foyers, que des portées des travées de la poutre.
- Centre correspondant à une section.
- 15, — G désignant une section quelconque d’une travée lk (fig. 40), nous appellerons centre correspondant à cette section, le point 0';c de la droite des appuis, défini par la relation anharmo-nique
- ,ov °'*F* 0*F'/‘ _ GÂ*-1 r)
- U 0'kF'k * OftFft GAfc U*
- On voit que la position de ce point ne dépend que des portées des travées de la poutre, et du rapport des distances de la section considérée aux foyers de la travée lk.
- Pour le construire, nous déterminerons la droite O ka*S*a*_t qui le joint au pôle, et dont le segment a^a*, compris entre les verticales des appuis, nous servira d’ailleurs plus tard.
- Cette droite étant assujettie à passer par le pôle Sfc connu, il suffît d’en chercher un second point, par exemple celui p'fc situé sur la verticale de F'* ; déterminons donc l’ordonnée F'kp'k de ce point.
- <p',. désignant le point d’intersection de cette même verticale avec le prolongement de la droite FkSk joignant le foyer de droite Ffc au pôle Sft, le triangle FftF'fc<p'fc coupé par la transversale OrkSkfk donne, en vertu du théorème de Menelaüs,
- O'fcFft (TftF'ft Sfto/ft O'kF * * ^^'SftFft
- (*) Mémoire sur les Déformations élastiques, § 52. — La dénomination de centres, donnée aux points Oft et O’k, provient de ce que ces points sont les centres de certains systèmes de forces fictives parallèles envisagés dans le Mémoire en question.
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- ou bien1 : ; , ' ' '. '/.
- Q*Ffc QfcF^
- O'uF'k OftFfc p'fccpV
- puisque, d’après la figure,
- . . - : SftFfc ~ OfcFfe *
- De la comparaison avec (3), il résulte que
- ^fcF'/c__ CAfc
- p,*<p4 GAfc_i
- c’est-a-dire que les points p'fc et G divisent respectivement dans le même rapport, les droites F'fccp'fc et AftAfc_t — —lk; par suite :
- . P'fcF'fe GA/j F'fc(3'ft GAfc
- : ‘ v, , — ~t 1 OU ™= -7—- •
- fftCpfc AkAk-1 r k<p k 4
- Mais, dans les triangles semblables FkF'k^k et FkOkSk, on a
- ___OfcS/t
- T^-k-ôÏF-k’
- ou, à cause de (2') (n° 14),
- F'fc<p'fc — F'fcAfc-i. .
- - Par conséquent,
- F'/ç (3'fe _GAfc
- F"fcAft_i 4
- D’autre part, menons l’ordonnée Gd! de la droite Akfrk ; la similitude des triangles kbd'C et A.kf'kA.k_l donne
- Cd' GAfe
- Afe—1 f\ 4
- Si on compare cette relation avec la précédente, en se rappelant que Ak-ifrk = FjtA^ par construction, on voit finalement que
- F'kp'k = Cd'F
- • Cette égalité exprime que l’ordonnée au foyer de gauche de la droite cherchée OkSk est égale à Vordonnée en G, de la droite connue Lkfk.
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- 0'fcS* se trouve maintenant déterminée par les deux points SA et p'k.
- On établirait de la même manière, en considérant le triangle F'*?*F* et la transversale 0'k$kSk, que Y ordonnée Ffcp* de la droite 0'kSk est égale à Vordonnée Gd de la droite connue A
- Règle pour construire le centre fixe, le pôle et le centre correspondant à une section.
- 16. — Les diverses constructions que nous venons d’indiquer se résument dans la règle suivante (fig. 40) i
- Pour déterminer le centre fixe Ok et le pôle Sfc d'une travée quelconque lk, ainsi que la droite 0'kSk passant par ce pôle et par le centre 0'k correspondant à une section G arbitrairement choisie dans cette travée, portez sur les verticales des appuis : Ak^frk = F'kAfc-i, Akfk = — F,.A,C, et menez les droites Akfrk, Ak_ifk.
- Le point de concours de ces droites est le pôle Sfe ;
- Le pied de l'ordonnée de ce point est le centre fixe 0/£ ;
- Les ordonnées Gd' et Cd de ces droites, correspondant à la section C, sont respectivement égales aux ordonnées focales F'fc(Ffc et Ffc(3ft de la droite 0'ASA.
- 17. — Cas d’une travée de rive. — S’il s’agit d’une travée de rive, celle de gauche f par exemple (fig. 44), le foyer F't se confond
- Fiq.ll.
- (n° 12) avec l’appui A0, et la construction ci-dessus, ainsi d’ailleurs que les relations (1), (2) et (3) des nos 14 et 15, montrent qu’il en est de même du centre fixe 01? du pôle S1; et du centre O', •correspondant à toute section C de cette travée.
- En effet, la distance Y\k0 étant nulle, la droite k1f\ se confond
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- avec AtA0; et coupe, par suite, A0/i au point A0 qui, dès lors, est a la fois le centre fixe 0* et le pôle de la travée. . >
- En outre, en un point quelconque G, l’ordonnée Gd' de là droite kif\ confondue avec A0A1? étant nulle, l’ordonnée au foyer dé gauche de la droiteO^Si est également nulle, et le point 0\ coïn-eide, par suite, avec ce foyer, c’est-à-dire avec A0.
- 0'i et SA étant confondus, la droite 0'^ paraît, au premier abord-, indéterminée; mais il n’en est rien, car, d’après la règle qui précède (n° 16), son ordonnée F^-au foyer de droite est égale à l’ordonnée Gd de A/*.
- En résumé : L'
- Dans une travée de rive, celle de gauche par exemple, le foyer de gauche F\, le centre fixe 01? le pôle S13 et le centre 0\ correspondant à une section quelconque G de cette travée, se confondent avec l’appui de gauche A0. : -
- La droite reste cependant déterminée. Pour la construire, portez A/* = — FiA1 et menez la . droite AQf±; l’ordonnée Gd de cette droite est égale à l’ordonnée F^ de la droite cherchée S.,0^ dont on connaît, dès lors, deux points : A0 et (3t.
- 18. — Discussion. — En étudiant, au moyen de la règle du n° 16., les valeurs que prennent les ordonnées F',.6'7c et Ffc(3fc (fg. 40) de la droite 0'kSk, lorsque la section C se déplace dans la travée lk, on reconnaît que les positions de cette section et du centre 0'fc se correspondent comme suit (*) :
- POSITIONS DONNÉES DE LA SECTION C
- Sur l’appui de gauche Afc—1.
- Entre Afc—1 et le foyer de gauche Fr/C. Au foyer de gauche ¥rk.
- Entre F'k et le centre fixe 0*. Immédiatement à gauche de 0/£.
- — à droite de 0*.
- Entre 0* et le foyer de droite de Ffc. Au foyer de droite Ffc.
- Entre F* et l’appui de droite Afc.
- Sur l’appui de droite Afc.
- POSITIONS CORRESPONDANTES DU CENTRE O'fc
- Au foyer de droite Ffc.
- Entre F/c et l’appui de droite A/c.
- Sur l’appui de droite Ak A droite de Afc.
- A l’infini positif sur l’axe des x.
- — négatif —
- A gauche de Afc—i.
- Sur l’appui de gauche A/£_i.
- Entre A/£_i et le foyer de gauche F'/£. Au foyer de gauche F'fc
- (*) Cette discussion a été faite d’une autre manière'dans notre Mémoire sur les Défor* mations élastiques (§ 52).
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- Des indications de ce tableau, il convient de retenir principalement que :
- 1° Si la section considérée est à gauche du centre fixe Oft de la travée, le centre 0'k correspondant est à droite du segment focal F'/cFfc, et inversement; en sorte que 0rft ne se trouve jamais sur ce segment.
- 2° Si on considère un des appuis de la travée et le foyer le plus éloigné de cet appui, le centre correspondant à la section d’appui est le foyer, et, réciproquement, le centre correspondant à la section du foyer est le point d’appui. *
- 3° Le centre correspondant à la section du centre fixe est le point à l’infini positif ou négatif de la droite des appuis.
- «
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- CHAPITRE II
- LIGNES D’INFLUENCE DES MOMENTS FLÉCHISSANTS
- Définition.
- 19. —Rappelons d’abord la définition des lignes d’influence.
- Soient: P une charge isolée, appliquée en un point E quelconque (fig. 42) de la poutre continue A0A(l; M le moment fléchissant (*) qu’elle détermine dans une section C donnée.
- M
- La quantité y = -p est le bras de levier par lequel il faut multiplier la force P pour obtenir le moment M ; c’est donc une longueur. Portons-la en ordonnée, au point E, au-dessous ou au-dessus de A0An, suivant que M est positif ou négatif, conformément à la convention du n° 4.
- Le lieu de l’extrémité e de cette ordonnée, lorsque la charge P parcourt la poutre, est la ligne cf influence du moment fléchissant relative à la section C.
- On conçoit immédiatement tout le parti qu’on peut tirer d’une
- Fiq.12.
- telle ligne. Si, en effet, on donne un système de charges quelconques Pi ... Pi ... Pn appliquées en des points Ei ... E< ... Eft
- (*) Ii convient de spécifier que, dans la détermination du moment fléchissant en une section quelconque, nous considérons les forces situées à gauche de cette section ; et que nous attribuons aux moments de ces forces, le signe + ou le signe —, suivant qu’elles tendent à faire .tourner leurs bras de leviers, dans le sens de la rotation des aiguilles d’une montre ou, au contraire, en sens inverse.
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- de la poutre, le moment fléchissant M, qu’elles déterminent dans la section G, se calcule immédiatement par la formule
- M = Viyl ... P^-... + Vnyn,
- yi.. .yt... yn représentant, en grandeur et en signe, les ordonnées de la ligne d’influence qui correspondent aux points E,... E<... En, et qu’il suffit de lire sur l’épure, à l’échelle des longueurs.
- Théorème fondamental.
- *
- 20. — G étant une section quelconque donnée dans une travée lk, menons (fîg. 1, Pl. 84) la droite passant par le centre O'I correspondant à cette section et par le pôle S/£ de la travée lk (nos 16 et 17), et conservons-en seulement le segment c/.k_{ak compris entre les verticales des appuis Àft_1 et A*. Puis, partant de aky traçons la ligne polygonale concave akock+l ... <Xj_iOLj... ocn_iA„ dont les sommets sont sur les verticales des appuis A*, A,j+1 ... Ay... A„_i, A„ et dont les côtés successifs passent par les foyers de droite des travées lk+l ... ln. Enfin, partant de ak_l7 traçons la ligne polygonale analogue aA_1aft_2 ... ...
- KjAq dont les sommets sont sur les verticales, des appuis kh_u Afc_2 ...
- Aj, Ai_i___At, A0 et dont les côtés successifs passent par les foyers de
- gauche des travées 4-i . . . h_h
- Représentons par s les ordonnées du diagramme ainsi formé, que nous appellerons diagramme des z.
- Cela posé, le théorème fondamental que nous avons en vue et dont on trouvera la démonstration dans notre Mémoire sur les Déformations élastiques (§ 54), est le suivant : ' 1
- La ligne d’influence du moment fléchissant relative à la section G se compose de deux branches d'une courbe funiculaire de distance
- polaire correspondant à des forces fictives verticales
- 4* % '* L
- % zdx •*
- appliquées à chaque élément dx de la poutre et descendantes ou ascendantes suivant que z est positif ou négatif.
- L'une des branches correspond au segment de poutre A0C et passe par les points d’appui de ce segment; Vautre correspond au segment GAn et
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- passe par des points d'appui 4e ce second segment .l'Elles ont un point commun sur la verticale de G (*). ; s - f;:.\ . .1
- ‘ \
- Comme on le voit, ce théorème ramène la recherche de la ligne d’influence relative à une section quelconque donnée, à la construction d’une courbe funiculaire de forces fictive^ verticales dont le diagramme représentatif s’obtient par un tracé extrêmement simple. V .. V; i-jpV .OC-"'-''? ’H.: *
- (*) Cet énoncé diffère légèrement de celui de notre Mémoire précité ; il traduit plus complètement, mais pour les poutres à section constante seulement, les équations générales du § 54 de ce Mémoire, et, en même temps, il tient compte des propriétés qui font l’objet des théorèmes I et III du § 55 du même Mémoire.
- Cés équations, et, par suite, le théorème fondamental qui en découle, ont été établies dans l’hypothèse que la section C appartient à une travée intermédiaire ; mais la proposition que voici les étend immédiatement au cas où C appartient a une travée de rive] celle de gauche pour fixer les idées :
- Une poutre continue A0An à n travées (fig. 13) peut être considérée comme une poutre
- Ed-13- ... ^ „
- An.-g r ~Ai.
- P? P T F’ j J'
- . 4 A ‘P’ P J 11-i. 11-L 11-2 ( F’ j n An^j.
- J ‘P’ F ‘ 11J DL \T7 n-i - ' ï ' Jl_
- A—iAn à n -}- 1 travées, dont la travée de rive gauche A—1A0 aurait une longueur infinie et ne supporterait aucune charge, les n autres travées conservant les mêmes longueurs et supportant les mêmes charges que dans la poutre donnée.
- On sait que, pour un système quelconque de charges agissant sur une poutre continue, les moments fléchissants aux divers points de cette poutre ne dépendent que des longueurs des travées et des positions des foyers.
- Pour démontrer la proposition ci-dessus, il suffît par conséquent de faire voir que l’adjonction d’une travée infinie A_iA0 à la poutre donnée, ne modifie pas la position des foyers.
- C’est évident pour les foyers de droite An, Fn—i ... F,, en raison de leur mode de détermination même (n03 4% et 43).
- Quant aux foyers de gauche, ils ne changent pas non plus de position, car celui Fr, de la travée A0A, reste sur l’appui A0, ainsi que nous allons le montrer.
- A cet effet, appliquons la relation générale (1) du n° 12, aux foyers de gauche F',0 et F', des deux travées A_iA„ = l0 = oo et AjA, = l, ; il vient
- mais le foyer de gauche de l0 coïncide avecTappui extrême A—i, de sorte que V0 = l0-par conséquent
- f P,
- -f = 24 + 8Zi;
- U 1 .
- d’où l’on tire, en faisant lQ—ao, * -. • * ’ ^ /
- \ ' - • . !':i\ '«'» = 0/ ' - '
- Fr, coïncide donc, bien avec A0. ' 1 ’ 4
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- 21. ;—.Remarque. — Pour rendre plus sensibles les fluctuations de la ligne d’influence, on est généralement conduit-à en dilater les ordonnées dans un certain rapport g, convenablement choisi.
- Il suffit, pour cela, de multiplier par q les forces fictives zdx : |ffiu
- théorème fondamental, sans changer la distance polaire
- h
- 3 '
- Gela revient à amplifier dans le rapport q, les ordonnées du diagramme des z, autrement dit à adopter dans les tracés qui fournissent ce diagramme, une échelle des ordonnées q fois plus grande que celle des abscisses.
- C’est le seul changement à introduire dans les constructions des nos 16, 17 et 20, qui, pour le reste, ne sont aucunement modifiées.
- Propriétés relatives aux lignes d’influence.
- 22. — Avant d’aborder la construction des lignes d’influence, il est nécessaire d’indiquer quelques propriétés qui s’y rapportent.
- Considérons [fig. 4, pl. 84) la branche de courbe funiculaire k^... k.i_{ki.. vAfc_2 kk_{c qui constitue la partie de ligne d’im fluence située à gauche de la section C, et prolongeons-la jusqu’à son intersection ak avec la verticale de l’appui A*, en utilisant à cet
- effet les forces fictives zdx : ~ réparties sur le tronçon CAft.
- Dans chaque travée lt ... k ... lk, le diagramme des z est une droite, qui diffère d’une travée à l’autre, et dont nous représenterons l’équation par
- z — mtx -f-
- pour la travée 4 arbitrairement choisie.
- Or, d’une manière générale, on sait que l’équation différentielle du second ordre d’une courbe funiculaire, de distance polaire A, correspondant à des forces verticales pdx appliquées en chaque élément dx de l’axe des a?, est
- ' . ±S=_P m
- dx2 A w‘
- (*) Voir Rouché : Statique graphique (p. 75). , .
- . Dans' cette formule, la distance polaire A doit être affectée du signe + ou du signe — suivant que, dans le polygone des forces, le pôle est situé à droite ou à gauche de la verticale à laquelle se réduit ce polygone. '
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- — 1134 —
- L’équation différentielle du second ordre de la courbe funiculaire A0 At. ... A^A* ... A fc_icà,c est donc, dans une travée quelconque . , t. % , f x . . i
- . _.4 :f v ; .
- (r" \ 'd*y. _ " 2_ QivijX -f- m)
- 1 \ ilx* 4 /‘4 h *
- 3
- En intégrant, on obtient une équation de la forme , i
- y — fi{n), :
- fi{x) désignant une fonction entière et rationnelle du troisième degré en x.
- Donc:
- Dans chaque travée, la courbe funiculaire kük\ ... A^A*... Afc_tcafc est un arc de parabole cubique, dont l'équation diffère d'une travée à l'autre.
- D’autre part, une courbe funiculaire de forces continues ne présente jamais de point anguleux; par conséquent :
- Les arcs de parabole cubique correspondant à deux travées consécutives quelconques 4-i et f se raccordent tangentiellement' sur l'appui Af_i commun à ces deux travées. . \ \
- 23. — Proposons-nous de déterminer le point ak (fig. 4, Pl. 8A) de l’arc de parabole cubique A^c ak correspondant à la travée lk.
- Rappelons à cet effet que, quand la charge mobile P1 est appliquée en un point d’abscisse x, compris entre A^ et G, le moment fléchissant en G a pour expression bien connue
- ,(2) M * M„_, :-V y .r. IV, ' V';' ),
- Dans cette relation, et désignent les moments fléchis-) sants développés sur les appuis A*_t et A*; a et b sont les distances, en valeur absolue, de la section G.à ces appuis; enfin, l’abscisse x est rapportée à l’appui A*^ comme origine.
- L’équation de la partie A^c de la ligne d’influence peut,«dès lors, être écrite sous la forme ' ;
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- (3)
- J 4 P ^
- a Mfc , b
- k-p+zx’
- où les moments M*^ et Mfe sont des fonctions de l’abscisse x.
- Mais, comme on le sait, ces fonctions restent continues tant que la charge mobile ne sort pas de la travée 4 ; il en est de même, par suite, de l’équation (3), qui, dès lors, représente non seulement la partie Aft_tc de l’arc parabolique Amais bien cet arc entier, quand on y fait varier a? de 0 à lk.
- Pour x = 4, et Mfe sont nuis puisque la charge P est alors appliquée sur l’appui A*, et l’équation (3) donne, par suite, pour valeur de l’ordonnée correspondante Akah,
- (4) A — b.
- Si on prolongeait de même la branche de courbe funiculaire An ... Aft+1Afec, jusqu’à son intersection ak_i avec la verticale de A.k_i, en utilisant à cet effet les forces fictives réparties sur GA^, on établirait, de la même manière, que
- (3) A MÎW = fl (*)
- Donc :
- Les 'prolongements des deux branches de courbe funiculaire qui constituent la ligne d’influence relative à une section G d'une travée quelconque lk, rencontrent les verticales des appuis Ak_i et kh de cette travée, en des points ak_i et ak dont les ordonnées sont respectivement égales aux distances, en valeur absolue, de la section G à ces mêmes appuis.
- 24. — Représentons par
- (b) y = fg(*)>
- (7) y = U{xfl
- les équations respectives des deux arcs paraboliques A^c ak et a*_icA*. (Les indices g et d ont pour but d’indiquer que ce sont seulement les tronçons d’arcs Ak_iC et cA*, situés respectivement à gauche et à droite de G, qui font partie de la ligne d’influence, à l’exclusion des tronçons complémentaires cak et xc.)
- (*) Dans la figure 1, planche 84, les ordonnées de la ligne d’influence ont été amplifiées dans le rapport q — 3 (n° 21), pour les trois travées h—i, h et lk-'ri ; de sorte que, au lieu de Akait — b et As—îas-i = a, on a, sur cette figure, Ak ak = 3b et Ak -iak—i = 3a..
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- D’après l’équation (3) (n° 23), on a
- y = fg(æï=
- b M*_t a Mfc
- 4 P
- + 4
- + 4æ‘
- En partant de l’expression du moment fléchissant produit en G par une charge isolée P appliquée entre G et A*, on montrerait, de la même manière qu’au n° 23, que l’équation de l’arc a^ckk est “ .
- /-a « ' ’ -, x 6 Mfe_!
- (d) y = fd(x) = jk~p-
- a Mfc a
- îp+î'4-"'
- Pour une valeur æ1 attribuée à x, les fonctions et M/c prennent respectivement la même valeur dans les deux équations (6') et (7'), qui donnent, dès lors, par soustraction,
- fg{x,) — fd{xy) — y xx — Ç- (4 — xx) = — a,
- Ik ht
- puisque a -}- b = lk.
- D’où, en dérivant par rapport à xt,
- ,..(8) f'gM — f'd{x i) = l.
- Par conséquent :
- Si on mène respectivement aux deux arcs kk_icalt et ak_iCkk, des tangentes en deux points N3 et Nd situés sur une même ordonnée, Vexcès du coefficient angulaire de la première sur celui de la seconde est égal à l'unité.
- Autrement dit, les angles ixg et ad formés respectivement par ces tangentes avec la partie positive de l’axe des x satisfont A la relation . .
- ; tan g a3 — tang &d = 1 (*). '
- ,, Dette relation a lieu, en particulier, au point e commun aux deux arcs de courbe.
- ? (*) Sur la figure 1, planche 84, les ordonnées ayant été amplifiées dans le rapport q =3, ainsi que nous, l’avons dit plus haut, on a évidemment
- - tang ~ tang ad = ï — 3. " ;i * ' :.
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- . — 1137 —
- Polygones des tangentes sur appuis.
- 25. — Considérons la branche de courbe funiculaire A0 ... Ai_i Af ... Ak_iC prolongée, comme il a été dit au n° 22, jusqu’au point ak (fig. 4, pl. 84).
- Dans chaque travée, 4 par exemple, menons aux points A^ et A* de cette courbe, les tangentes A^H'* et AJB4 en les limitant à leurs intersections H'* et H* avec les verticales trisectrices de cette travée; puis tirons la droite H'fffi; nous obtenons ainsi, dans chaque travée, une ligne polygonale A^H^ïfiA;. Dans la travée 4, cette ligne polygonale est A/^H'GLAc-
- Les deux tangentes A^H^ et A^H',-, menées en un point d’appui quelconque A^, dans les travées respectives 4-i et 4 sont en ligne droite (n° 22).
- La ligne polygonale ajîjî'jî^ H’fc_t ... IfiH'iH^ ... A0 est ce que nous appellerons le polygone des tangentes sur appuis, correspondant à la branche de courbe funiculaire considérée.
- Nous conviendrons de numéroter les côtés successifs de ce polygone à partir de celui a&Hfe qui recevra le numéro 1.
- D’après la construction même :
- Les sommets du polygone des tangentes sur appuis sont situés sur les verticales trisectrices, et ses côtés de rang impair passent par des points connus, qui sont : celui ak et les appuis successifs Aft_lv.. A*, A^... A0."
- 26. — Les deux propriétés suivantes vont nous permettre de construire très simplement le polygone des tangentes :
- 1° Dans la travée lk, les ordonnées G/CH/C et G4H4 des sommets du polygone des tangentes sur appuis, comptées à partir de la corde akAft_1? sont égales aux ordonnées correspondantes gkyh et g'k fk du diagramme des z.
- En effet, d’après le théorème fondamental (n° 20), l’arc akcAfc_! est. une courbe funiculaire de distance polaire correspondant à des
- forces fictives verticales zdx : | > z désignant les ordonnées de la
- droite»a^a*; et nous avons établi (n° 7 — Théorème) que, dans une telle couibe, les tangentes aux points extrêmes A^ et ak coupent les verticales du tiers et des deux tiers de lk, en des points dont
- 76
- Bull.
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- —,1138 — .
- les ordonnées comptées à partir de la corde akKk^{ sont égales aux ordonnées correspondantes de la droite a,c comptées à partir de l’axe des x,
- ‘2° Dans'toute autre travée lt, le prolongement du côté de rang pair correspondant HjH'j passe par le foyer de gauche F'* de cette travée.
- En effet, dans la travée k, l’arc A^toA* est une'courbe funiculaire des forces fictives verticales zdx : z désignant les ordon-
- nées de la droite a^a*; et nous avons établi (n° 10 — Théorème) que, dans une telle courbe, la droite qui joint les points d’intersection respectifs des tangentes aux points extrêmes A^ et Ai avec les verticales du tiers et des deux tiers de A^A», coupe la ligne de fermeture Ai_tAt au même point F'* que la droite a^a*. 1.
- 27. —. La règle pour construire le polygone des tangentes (fig. 4, pl. 84) est maintenant évidente
- ak étant le point dont Vordonnée Kkak est égale.à b (*) (n° 23), portez à partir de la droite kk-\ah, sur les verticales trisectrices (gk) et (gk), deux ordonnées GfcH/£ et G4H'ft, respectivement égales aux ordonnées correspondantes gc(k et g'kYk du diagramme de z. Les points IFfe et H/; ainsi obtenus sont (n° 26; lre propriété) les deux premiers sommets du polygone des tangentes, et les droites, akHfe, et üfk^ en sont, dès lors, les
- -trois premiers côtés, dont le troisième est limité à la verticale trisec-trice (gk-i).
- Joignez ensuite Hfc_1 au foyer de gauche F'*_,t de la travée 4_i ; le segment de cette droite, compris entre les verticales trisectrices
- {gk~\) et (y,c-i), est le quatrième côté du polygone des tangentes (n° 26, 2e propriété). -
- Le cinquième côté est la droite H4-iA/£_2Hfc_2 joignant H',£_i à Vappui
- Fig. 14.
- A/j—2 (n° 25) et prolongée jusqu à la verticale trisectrice (gk_2), etc....
- Continuez ainsi, de proche en proche, en faisant passer les côtés de rang impair par les appuis (n° 25), et les prolongements des côtés de rang pair, par les foyers de,, gauche des
- travées correspondantes. (n° 26; 2e propriété).
- (*) Rappelons que dans la figure 1, planche 84, les ordonnées des la ligne d’influence ont été amplifiées dans le rapport q = 3 (n° 21], de sorte que, au lieu de Akàk, — b, on a, sur cette figure, Akuk = 3i>. ‘ rt >:
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- - On remarquera que, dans la travée de rive gauche(fg. 44), le foyer de gauche étant confondu avec l’appui A0, le côté de rang pair correspondant et le côté extrême sont en ligne droite.
- 28. — A la branche de courbe funiculaire cAftAft+1... A^A, ... kn(fig. 4, pl. 84) prolongée jusqu’au point ak_v situé sur la verticale de Ak, correspond également un polygone des tangentes sur appuis
- fc+1H/c+i . „. HyHj ... kn dont nous numéroterons les côtés successifs à partir de celui ak_Jl'k.
- Ce second polygone jouit des mêmes propriétés que le premier (nos 25 et 26), à cette seule différence que, dans toute travée j autre que lk, le côté de rang pair correspondant H y Hy passe par le foyer de droite Fy de cette travée et non par le foyer de gauche.
- On le construira de la même manière que le premier (n° 27), en partant du point ak_{ défini par son ordonnée k^a^ = a, et en cheminant, bien entendu, de gauche à droite — les foyers de droite remplaçant, du reste, les foyers de gauche.
- De même que dans la travée de rive gauche, le côté de rang pair et le côté extrême HnA„ sont en ligne droite dans la travée de rive droite.
- Construction de la ligne d’influence.
- 29. —Les deux polygones des tangentes étant tracés, on connaît dans chaque travée, Zf par exemple (fig. 1, pl. 84).
- 1° Les deux points extrêmes A^ et Af de l’arc de courbe funiculaire situé dans cette travée, et les tangentes Ai_iH,i et A^L en ces points;
- 2° Le diagramme représentatif a^af des forces fictives auxquelles correspond cette courbe funiculaire.
- On construira facilement, par le procédé du n° 7, 2°, autant de points de cet arc qu’on le désirera, ainsi que les tangentes en ces points.
- Il en est exactement de même pour les arcs A^ca^ et ak_ickk de la travée lk, lesquels se construiront donc par le même procédé. On pourra se borner à en tracer les parties Aft_ic et ckk qui appartiennent seules à la ligne d’influence.
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- On remarquera que ces deux arcs kk^cak et a^ckj. correspondant aux mêmes forces fictives et ayant même distance polaire, leurs ordonnées correspondantes, mesurées à partir de leurs cordes respectives A^a,. et ak^kk, sont égales entre elles, en vertu d’une propriété connue des courbes funiculaires.
- 30. — Règle. — En résumé, lorsqu’on a déterminé, une fois pour toutes, les verticales trisectrices, lesrfoyers (nos 12 et 13), le centre fixe et le pôle (n° 16) de chaque travée, la construction de la ligne d’influence du moment'fléchissant Relative à une section quelconque d’une travée 4, comprend seulement les opérations suivantes, d’ailleurs très simples :
- 1° Construction du diagramme des z (n° 20).
- 2° Construction du polygone des tangentes sur appuis, pour chacune des deux branches de la ligne d’influence (nos 27 et 28).
- 3° Déter mination, dans chaque travée, par le procédé du n° 7, 2°, d'autant de points et de tangentes qu'il est nécessaire pour tracer la courbe avec l’exactitude voulue.
- 31. — On remarquera qu’en raison de l’allure régulière de la courbe, il suffit d’en construire un petit nombre de points et de tangentes : cinq ou six généralement par travée, et parmi eux, bien entendu, le point d’inflexion.
- Dans chaque travée, ce point se trouve sur la verticale de l’intersection du côté correspondant du diagramme des z, avec l’axe des x (nü 8), c’est-à-dire :
- 1° Dans toute travée intermédiaire située à gauche de 4 ’• sur la verticale du foyer de gauche; et dans toute travée intermédiaire située à droite : sur la verticale du foyer de droite ;
- 2° Dans la travée 4 : sur la verticale du centre O* correspondant à la section considérée. Mais si cette section est comprise entre les foyers F4 etF,c, le centre O* est en dehors de la travée 4 (n° 18), de sorte que la ligne d’influence ne présente pas d’inflexion dans cette travée.
- Dans les travées de rives, il n’y a jamais d’inflexion, puisque les côtés correspondants du diagramme des s coupent l’axe des x précisément aux points d’appuis extrêmes A0 et kn.
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- v 32. — Echelles de l’épure. — Gomme 5il est essentiel de ne pas commettre-d’erreur d’échelle dans l’exécution de l’épure, nous croyons bon de rappeler (n° 21) que, si l’on veut obtenir la ligne d’influence avec des ordonnées amplifiées dans un certain rapport q, comparativement aux abscisses (*), il suffit, dans toutes les constructions, sans exception, relayées aun°30, d’adopter uniformément une échelle des ordonnées q fois plus grande que celle des abscisses, absolument comme on a l’habitude de le faire dans le tracé d’un profil en long de chemin de fer.
- Ainsi, toutes les fois qu’on aura à porter en ordonnée un segment pris sur l’axe des x, on devra tenir compte de ce changement d’échelle.
- Nous conseillons d’adopter le rapport q = 3, qui donne aux épures une physionomie satisfaisante ; de la sorte, si, par exemple, l’échelle choisie pour les abscisses est de 0,005 m par mètre, celle des ordonnées sera de 0,015 m par mètre.
- Lignes d’influence relatives à certaines sections remarquables.
- 33. — Les lignes d’influence relatives à certaines sections remarquables présentent quelques particularités qu’il est utile de signaler.
- Appuis. —Imaginons que la section G de la travée 4 (fig* 4, pi- 84) se rapproche indéfiniment de l’appui A^. A la limite, le côté du diagramme des s passe par le foyer de droite F* de la travée lk, puisque le centre 0',£, correspondant à la section de l’appui Afc_1? coïncide avec ce foyer (n° 18). D’autre part, de la règle générale donnée au n° 16 pour la construction de la droite a^a*, il résulte immédiatement qu’à cette limite, l’ordonnée focale F'fc(4 (fig. 45) de cette droite est égale, en grandeur et en signe, à la distance F4Afc_i du foyer de gauche à l’appui considéré (**). Le diagramme des z est, dès lors, celui de la figure 15.
- A cette même limite, les distances respectives a et b de la sec-
- ^ O Ou, en d’autres termes, si l’on veut construire, non pas la ligne d’influence elle-même, mais une courbe homologique de cette ligne, en prenant : .pour axe d’homologie, l’axe des x, pour pôle, le point à l’infini-de l’axe de y, et pour rapport d’homologie, le rapport q. - ' ‘
- (**) Dans la figure 15, l’échelle des ordonnées est trois fois plus grande que celle des abscisses (n° 32), de sorte qu’en fait on y a Wk^'k — d F/£Afc—1.
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- tion G aux appuis A,._t et Aft deviennent a ±= 0 et b == lk.> Or, ,on a toujours (fig. -/, pl. 84) AMaw = a et Akak — b (n° 23). Donc, ici,.
- le point de l’arc a^ck,. coïncide avec Aw et le point ak do l’arc. A^caft a pour ordonnée Akak = 4*
- En outre, le point de rencontre c de ces deux arcs coïncide avec A/C_i.
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- - Comme on le sait, d’une manière générale, les segments- respectifs Ak_iC et cAfc des deux arcs Ak~iCak et ak_^cAk appartiennent seuls à la ligne d’influence, à l’exclusion des segments "complémentaires.
- Ici, le segment A^c se réduit à zéro et, par suite, l’arc entier Ak~icak ne fait pas partie de la ligne d’influence qui, dès lors, est constituée, dans la travée 4, par la totalité du .-'second- are %-icAfc, c’est-à-dire Ak_{mAk (fîg. 45).
- L’arc Ak_{ak, tracé en pointillé dans la figure 15, n’est donc pas à construire, mais il est cependant à considérer, puisque ses tangentes en ak et en A/C_t appartiennent au polygone des tangentes afcHfcH4Ë4-iH4_i ... correspondant à la branche de courbe funiculaire a7cAft-iAfc_2 ... A0. Les deux premiers côtés akEk et E4H4 de ce polygone pourront ne pas être construits; le troisième dont dérivent les suivants, est, en effet, complètement défini par le point Ak_i et par le sommet H4 dont l’ordonnée G4H4, mesurée à partir de la corde A^a*, est égale à l’ordonnée correspondante g'ky'k du diagramme des z (n° 26 ; 1°).
- On remarquera que g'kE'k est égal à ^ (*), ce qui permet de
- construire le point 04 et, par suite, celui E'k, sans mener la droite A^a*.
- En ce qui concerne la branche de courbe funiculaire A^mA*.. I An, les trois premiers côtés de son polygone des tangentes sont A&_iy4, ï4ïfe ©t TfcA-fcH4+i ; il résulte, en effet, de la première .propriété établie au numéro 26, que les deux premiers sommets de ce polygone coïncident avec les points y4 et y/c du diagramme des z.
- 34. — Foyers. — Considérons, par exemple, la section du foyer de gauche F'h.
- D’une manière générale (n° 46), pour une section C quelconque (fîg. 40) de la travée lk, l’ordonnée F434 du côté ak_{ock du diagramme des s correspondant à cette section, est égale à l’ordonnée Cd'de la droite f'kAk. Quand la section C coïncide avec F4, ces deux ordonnées coïncident également, et le point d'de /Vtaappartient, par suite, a Gtk—i%k*
- (*) Dans la figure 15, on a, en réalité g'ltGk — lk, par suitë de l'amplification dès ordonnées dans le rapport q = 3. = -
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- D’autre1 part,1 jle centre O'I correspondant au foyer F'^est l’appui Ak (n° 18).
- . Donc: .... tfyï-t»*. ,
- Le côté xkL_lock du diagramme des z Correspondant à la section du foyer Y'k cdincide tivec fkAk. . , , v
- Dès lors, ce diagramme est celui de la' figure 16.
- Dans la partie de poutre A*A„ il sé confond avec l’axe' des x. Il
- Fig.16. ' ' .v-' J-
- en est de même, par conséquent, de la partie correspondante de la ligne d’influence, puisque dans cette région les forces fictives
- zdx : sont nulles.
- L’arc de courbe a^cA^ est tangent en A,c à l’axe des x.
- En effet, en ce point, cet arc doit se raccorder tangentiellement avec l’arc afférent à la travée 4+i (n° 22), lequel se confond ici avec l’axe des x, comme il vient d’être dit. !
- La tangente en ak_u à la courbe a^cA.,., coupe l’axe des x au pied g k de la verticale trisectrice de gauche de la travée lk.
- En effet, d’après une propriété des courbes funiculaires, déjà plusieurs fois invoquée, la tangente en ak_i doit couper celle en Afe, c’est-à-dire l’axe des x, en un point situé sur la verticale' du centre de gravité du diagrammes triangulaire A^a^A^ ; et cette verticale est précisément la verticale trisectrice de gauche de la travée lk.
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- — .1443.—
- Cette proposition résulte, également de la construction même du polygone des tangentes.
- - On verrait de même que :
- Pour la section du foyer de droite Ffc: — 1° le côté dk_,icck du diagramme des z correspondant, coïncide avec Ak_ifk (lîg. 10). — 2° Dans la partie de poutre AqA^, la* ligne d'influence se confond avec Vaxe des œ, et dans la travée lk elle est tangente en Aft_4 avec cet axe. — 3° La tangente en ak à la courbe A k-\cak, coupe U axe des x au pied gk de la verticale trisectrice de droite de la travée lk.
- 35. — Centre Fixe. — Le centre 0'fe correspondant à la section du centre fixe 0/s (fig. 17) est rejeté à l’infini sur l’axe des x (n° 18).
- fij.n.
- Le côté ock-iock du diagramme des z correspondant à cette section est donc la parallèle à l’axe des x menée par le pôle S/c. Il en résulte (n° 9) que les deux arcs Ak^cak et a^ck^ qui, en général,- sont des arcs de parabole cubique (n° 22), se réduisent ici à des arcs de parabole du second degré.
- Lignes d’influence relatives aux diverses sections d’une même travée.
- 36. — Voici une remarque qui permet de simplifier quelque
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- peu la construction des lignes d’influence relatives aux diverses , sections d’une même travée (*):. ..;i. -.0il . -
- Dans les parties de poutre K0kk_x et Akkn, situées en dehors d'une travée quelconque lk (fig. '18), les lignes d'influence respectivement relatives à deux sections quelconques G et CT de cette travée, sont deux courbes homologiques ayant l'axe des x pour axe commun d'homologie et dont le centre d'homologie est rejeté à l'infini dans h, direction de l'axe des y.
- Dans la partie A0Aft_l5 située à'gauche'de la travée lk, le rapport d'homologie est égal à celui des distances des sections G et G' au foyer de droite ¥k de cette travée. Dans la partie AfcA„, il est égal à celui des distances de ces mêmes sections au foyer de gauche F4 de ladite travée. '
- En effet, quand une charge mobile P est appliquée en un point quelconque E situé à gauche de la travée lk, le diagramme représentatif des moments de flexion dans cette travée est, comme on le sait, une droite p,v passant par le foyer de droite Ffc.
- Par conséquent, si on désigne par M et M' les moments de flexion correspondants, en G et en G', on a, d’après la figure,
- M___GFfc
- M' “C'F,/ . qj.mj*---
- P ^ GFfc : *
- . M' G'Ffe’
- > ‘V
- quelle que soit la position de là chargé mobile.
- (*) Voir aussi l’Annexe I placée à la fin de ce Mémoire.
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- — 4147 -
- Ceci exprime .que, dans toute la partie de poutre A^A^, le rap-port des ordonnées homologues des deux lignes d’influence considérées est constant et égal à celui des distances. de ces sections au foyer de droite Fft.
- On montrerait de même que, dans toute la partie de poutre ÀftA*, le rapport analogue au précédent est constant et égal à celui des distances dés sections G et C' au foyer dé gauche F,i.
- La proposition est dès lors établie.
- Cela posé, proposons-nous de construire, dans une travée quelconque li (fig. 49), autre que 4, l’arc A^m'A* de la ligne d’in-
- fluence relative à une section G' de la travée lk, connaissant* l’arc homologue A^mA* relatif à une autre section G de cette même travée lk.
- Soient :
- m et m denx points homologues de ces deux courbes;
- le contour polygonal formé par les tangentes aux’trois points Af_i, m et A* de la courbe donnée ;
- Ai^n'i'ki le contour polygonal formé par les tangentes aux trois points A^, m' et A* de la courbe cherchée.
- D’après une propriété connue, ces deux contours polygonaux sont homologiques et ils ont même centre, même axe et même rapport d’homologie que les deux courbes correspondantes.
- Donc, leurs sommets n et n' sont deux points homologues,
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- c’est-à-dire situés sur une même ordonnée, et il en est de même de leurs deux autres sommets t et t'.
- D’où la construction suivante :
- Tracez (n° 27) le polygone des tangentes sur appuis correspondant à la ligne d’influence inconnue, lequel fournit les tangentes kt _*£!'", et AjHÙ en Aj_} et en Ai5 à la courbe cherchée Ki_lm,!Ki. Puis, comme le polygone k^nmtki, circonscrit à la courbe donnée k^mk^ est connu, menez les ordonnées des trois points m, n et t ; les deux dernières rencontrent respectivement les tangentes A^H'"* et A^HA ou leurs prolongements, en n' et tr. La droite ntr coupe F ordonnée de m au point m appartenant à la courbe cherchée, et c'est la tangente en ce point.
- Remarque. — Les tangentes homologues nt et nt' doivent se rencontrer sur l’axe d’homologie, c’est-à-dire sur l’axe des x. Au lieu de déterminer la tangente n Y par les deux points n' et t', on peut donc aussi la déterminer au moyen de l’un quelconque de ces deux points et du point u, intersection de la tangente connue nt avec l’axe des x.
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- CHAPITRE III
- EMPLOI DES LIGNES D’INFLUENCE: PREMIÈRE MÉTHODE POUR LA DÉTERMINATION DES MOMENTS FLÉCHISSANTS MAXIMUMS PRODUITS PAR LE PASSAGE DU TRAIN-TYPE.
- Indications préliminaires.
- 37. — La considération de la ligne d’influence relative à une section donnée permet de déterminer le maximum du moment fléchissant positif et le maximum, en valeur absolue, du moment fléchissant négatif, produits dans cette section parle passage du train-type défini au Règlement ministériel (n° 1).
- Nous exposerons, pour cet objet, deux méthodes :
- La première, qui se présente d’ailleurs immédiatement à l’esprit, est indépendante de la nature géométrique de la ligne d’influence, et ne nécessite, dans son emploi, que des connaissances tout à fait élémentaires.
- La seconde (*) mettant à profit lesjpropriétés analytiques des lignes d’influence dans la poutre continue, conduit plus rapidement au résultat cherché; mais l’application en est, par là même, un peu plus délicate. Cette seconde méthode met en lumière les couditions générales caractérisant les positions du train-type auxquelles correspondent les maximums des moments fléchissants dans les différentes sections de la poutre. Pour certaines sections particulières, ces conditions sont d’une extrême simplicité.
- 38. — Le moment fléchissant dans une section C appartenant à une travée quelconque lk, dépend de deux éléments que le Règlement'laisse arbitraires, savoir :
- 1° La longueur du train ;
- 2° Sa position sur le pont.
- (*) Chapitre IV.
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- Ces éléments variables sont à déterminer de manière à réaliser soit le moment maximum positif, soit le moment négatif, maximum en valeur absolue, dans la section considérée (*).
- Il faut distinguer suivant que la section G est située entre les foyers de la travée 4 ou, au contraire, en dehors des foyers.
- 1° LA SECTION C EST SITUÉE ENTRE LES FOYERS
- \
- Caractères généraux de la ligne d’influence.
- 39. — Si la section donnée G est située entre les foyers, la ligne d’influence y relative (fi,g. 20 ou fi g. 24) est, tout entière, située au-dessous"'de l’axe des x dans la travée 4-
- Fig.20.
- - -s- -
- Dans les autres travées, elle est alternativement soit tout entière au^-dessiis, soit tout?entière au-dessous de cet axe.
- En outre, c’est dans la travée 4 que cette ligne présente les plûs grandes ordonnées positives.
- Moment fléchissant maximum positif,
- 40. — Pour obtenir le moment fléchissant maximum positif, il faut donc placer le train sur la travée lk, en le limitant exclusi-
- (*) On remarquera que te texte du Règlement implique que le train ne pourra être coupé en différents tronçons appliqués sur des régions différentes du pont.
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- veinent à cette travée, car toute charge qui serait appliquée, soit sur 4-i> soit sur 4+1, produirait en C un moment négatif qui diminuerait d’autant le moment maximum positif cherché.
- Ainsi, le train étant supposé s’avancer de droite à gauche, par exemple, quand son essieu de tête se trouve en D (fig. 2Ùj, il doit couvrir la zone DAfc, sans empiéter sur la travée 4+i-
- La longueur du train dépend, comme on le voit, de la position attribuée à l’essieu de tête.
- Cela posé, on commencera par placer le train sur lk, dans la position qui, au jugé, paraîtra la plus défavorable, en se guidant pour cela sur cette règle approximative que les plus lourdes charges, c’est-à-dire les machines et les tenders, doivent en général couvrir la région de la travée où la ligne d’influence présente les plus grandes ordonnées.
- Puis, on calculera le moment fléchissant en C, correspondant à la position ainsi choisie, par la formule
- (1) M = PmSyfB + PtSy,H-Pw2yfe.
- Dans cette expression, qui résulte de la définition même des lignes d’influence (n°19), Pm, P* et Ptü désignent les poids respectifs des roues de machine, de tender et de wagon, lesquels sont fixés par le Règlement, à 7 000k, 6 000k et 4 000k pour la voie à l’écartement normal de lm,500; ym, yt et yw sont respectivement les ordonnées de la ligne d’influence mesurées, sur l’épure, à l’aplomb des essieux de ces différentes roues.
- Ce calcul ne nécessite que trois additions d’ordonnées, suivies de trois multiplications par les nombres simples 7 000k, 6 000k et 4 000ks.
- Cela! fait, on déplacera légèrement le train soit vers la droite soit vers la gauche, et on calculera la valeûr du moment correspondant à la nouvelle position; si elle est supérieure à -la première, on continuera à déplacer le train dans le mêmé sens jusqu’à ce qu’on parvienne à une valeur inférieure à celle 'immédiatement précédente ; ces deux dernières comprendront le maximum cherché qu’on obtiendra alors par quelques tâtonnements méthodiquement conduits.
- Si, après le premier déplacement, on tombait s>ur une valeur du moment inférieure à la première, il faudrait essayer un déplacement en sens inverse, etc...
- Dans ces déplacements, on devra corrélativement allonger ou raccourcir le train, comme il a été dit plus haut ; c’est-à-dire
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- placer, en queue, de nouveaux essieux sur la travée lk ou, au contraire, en supprimer suivant le cas. '
- Il est clair que le procédé que nous venons d’indiquer pour la recherche de la position la plus défavorable du train est tout à fait général; il est indépendant de la forme de la ligne d’influence et s’applique, dès lors, quelle que soit la situation de la section C, dans la travée lk.
- Dans le cas spécial qui nous occupe, c’est-à-dire lorsqu’on cherche le moment maximum positif en une section comprise entre les foyers de la travée considérée, le nombre de tâtonnements que comporte ce procédé se trouve notablement réduit par le théorème suivant que nous démontrerons plus loin (n° 65).
- Le moment fléchissant maximum positif en une section quelconque, comprise entre les foyers d'une travée quelconque, a toujours lieu lorsqu'un des essieux du train passe à l'aplomb de cette section,
- Il suffira donc d’essayer les positions du train pour lesquelles cette condition est réalisée.
- Ajoutons que, suivant que la section G est voisine du foyer de gauche (fig. 20) ou, au contraire, du foyer de droite (fig. 24), le maximum positif dans cette section a lieu soit lorsque la tête du train fait face à gauche, soit, au contraire, lorsqu’elle fait face à droite.
- Moment fléchissant négatif, maximum en valeur absolue.
- j
- 41. — La configuration de la ligne d’influence (fig. 20 ou%fg.2i) indique que, pour réaliser le moment fléchissant maximum négatif; dans une section G comprise entre les foyers de la travée lk :
- 1° Il faut placer le train soit sur la travée 4-i soit sur celle 4+n
- 2° Dans chacune de ces deux hypothèses la tête du train doit faire face à la travée lk.
- Dans l’un et l’autre cas, la position du train correspondant au maximum, ainsi que la valeumde ce maximum, s’obtiendront par le même procédé que précédemment (n° 40).
- 42. — Ligne enveloppe des moments maximums négatifs. — Telle est la méthode générale pour déterminer le moment fléchissant
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- négatif, maximum en valeur absolue, dans une section quelconque située entre les foyers. -
- On pourrait l’appliquer successivement à plusieurs sections CI5 C2 ce qui fournirait autant de points de la ligne enveloppe des moments maximums négatifs (*). Mais nous allon montrer qu’on peut construire cette ligne beaucoup plus simplement. • /
- Considérons d’abord le cas où le train charge la travée 4-i. Pour une position donnée de ce train, les moments développés dans la travée 4 sont représentés par une droite p.Ffev (fig. 22j passant par le foyer de droite Fk de cette travée, puisque les travées 4, 4+i • • • 4 ne supportent aucune charge (**). Quand le train se déplace, cette droite pivote autour de Ffc, de sorte que les moments aux divers points de 4 restent constamment proportionnels entre eux. Us sont donc maximums simultanément, c’est-à-dire pour une même position du train, et, en outre, le diagramme représentatif de ces maximums est une droite passant par F/c.
- Fig. 22.
- Un seul point de ce diagramme — en dehors de celui Fft qui est connu d’avance — suffit dès lors à le déterminer. On se bornera donc à chercher, par la méthode générale sus-indiquée, la valeur M' du moment maximum en une section quelconque C' de lk, dans l’hypothèse que le train charge exclusivement la travée 4-i ; puis on mènera l’ordonnée C'o' représentant ce mo-
- (*) On sait qu’on appelle ligne enveloppe des moments fléchissants, le lieu des points obtenus en partant en ordonnée, en chaque point de la poutre, la valeur du moment maximum développé en ce point par le passage du train. Dans une poutre continue il y a deux lignes enveloppes : l’une correspondant aux moments maximums positifs, l’autre aux moments négatifs maximums en valeur absolue.
- (**) Voir, au sujet de cette propriété fondamentale des foyers, la Statique graphique de M. Maurice Lévy, IIe partie.
- Bull.
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- ment, en grandeur et en signe, à l’échelle choisie pour les moments fléchissants. La droite passant g'et Ffc, sera le diagramme
- des moments maximums développés dans lk lorsque le train charge la travée lk_{.
- De même, clans l’hypothèse que- le train charge la travée lk+1, il suffira de déterminer, par la méthode générale, le moment maximum négatif M", produit en une section G" arbitrairement choisie (mais qui peut d’ailleurs coïncider avec celle G'); puis, à la même échelle que précédemment, on mènera l’ordonnée C"o" = M". La droite pkqk_d, passant par a" et Ffl, sera le diagramme des moments maximums développés dans lk quand le train charge la travée lk+i.
- Nous appellerons les deux droites et pkqk-i, droites-limites
- de première espèce (*). Elles se coupent en un point r, en sorte que le contour ©V© est la ligne enveloppe cherchée, représentant les moments négatifs maximums maximorum dans l’intervalle des foyers F* et F*'.
- Quant aux segments m^a, pkz>, q^F* et nkFk, on pourrait, au premier abord, penser qu’ils constituent les lignes enveloppes des moments maximums négatifs et positifs dans les régions À^F* et FfcAfe extérieures aux foyers. Mais il n’en est rien, car, dans ces deux régions, les moments maximums maximorum ne se produisent pas généralement quand le train charge exclusivement soit la travée 4_i> soit celle 4+i-
- Cependant, dans le voisinage et à l’extérieur des foyers, les .droites m^o' etpkv appartiennent, sur une certaine longueur, à la ligne enveloppe des moments négatifs; de même, sur une petite étendue à partir des appuis, les droites qk_tF'fc et nkFfc font partie, dans certains cas, de la ligne enveloppe des moments positifs. Nous reprendrons d’ailleurs plus loin cette question.
- Revenons au procédé indiqué plus haut pour déterminer les droites-limites de première espèce met pkqk._t. Une simplification se présente qui résulte du choix des sections C' et Cff dont la position est, avons-nous dit, arbitraire dans la travée lk. La recherche du moment maximum dans la section G', dans l’hypothèse que le train charge la travée lk_u nécessite le tracé préalable de la partie de la ligne d’influence relative à cette section, afférente à la travée 4-1 ; il est clair qu’il est avantageux de choisir G' de
- (*) La qualification de première espèce a pour but de les distinguer de certaines droites analogues que nous rencontrerons plus loin (n° 46) et qui recevront le nom de droites-limites de seconde espèce.
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- façon que cette partie de la ligne l’influence puisse être utilisée non seulement à la recherche actuelle, mais encore à des déterminations ultérieures. C’est ce qui a lieu, comme on le comprendra par la suite, si on fait coïncider C' avec l’appui de gauche A*_^.
- Pour le même motif, il conviendra de placer G" sur l’appui de droite Afc.
- En résumé, voici la règle à suivre pour déterminer les droites-limites de première espèce m,^nk et pqqk-i (fig. 22), dont les deux segments ©V et r© constituent la ligne enveloppe des moments maximums négatifs dans l’intervalle des foyers F'fc et Fk d’une travée quelconque lk.
- Tracez, dans la travée 4-15 l’arc de ligne d'influence relatif à la section de l'appui A7£_l5 et, dans la travée 4+i, 4arc de ligne d’influence relatif à la section de l’appui A/c.
- Placez le train successivement sur lk_{ et sur 4+i de façon que, dans T un et l’autre cas, sa tête fasse face à la travée lk.
- Cherchez, par le procédé général du n° AO, la position du train correspondant, dans le premier cas, au moment maximum négatif M' sur l’appui de gauche Afc_1; dans le second cas, au moment maximum négatif M" sur Vappui de droite Aft.
- Déterminez les valeurs de ces maximums par la formule (1) (n° 40).
- Enfin, portez, au-dessus de l’axe des x et à l’échelle choisie pour représenter les moments, = W et Akpk = MA
- Les droites mk__tFknk et p/.F^Ç/c-i sont les droites-limites cherchées.
- On déterminera ainsi les droites-limites de première espèce relatives à chaque travée ; ces droites ont été représentées sur la figure 22 pour trois travées consécutives 4_i, 4 et 4+i-
- Remarques. — 1° Ces déterminations exigent que l’on trace la ligne d’influence relative à chaque appui, seulement dans les deux travées adjacentes à cet appui, et non dans toutes les travées de la poutre.
- 2° Dans chaque/travée de rive, il n’y a qu'une seule droite-limite de première espèce, et cette droite passe par l’appui extrême correspondant à la travée considérée. Ceci résulte immédiatement, d’une part, de la règle générale sus-énoncée, et, d’autre part, de ce que le foyer de gauche de la travée de rive gauche coïncide avec l’appui extrême de gauche A0, tandis que le foyer de droite de la travée de rive droite coïncide avec l’appui extrême de droite An (n° 12).
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- Il s’ensuit: que, dans F intervalle compris entre l'appui extrême delà travée de rive considérée et le foyer opposé à cet appui, la ligne enveloppe des moments maximums négatifs est le segment correspondant de
- l'unique droite-limite de première espèce de ladite travée.
- Ainsi, k(ipi (fig. 28) étant la droite-limite de première espèce de la travée de rive gauche l{, le segment A0<p de cette droite est le diagramme des moments maximums négatifs dans toute la partie de poutre A^.
- 2° LA SECTION C EST SITUÉE EN DEHORS DES FOYERS
- Caractères généraux de la ligne d’influence.
- 43. — Il faut distinguer suivant que la section G est comprise entre le foyer de gauche F'* et l’appui de gauche A^, ou bien entre le foyer de droite Fk et l’appui de droite Ak.
- Dans le premier cas (fig. 24), la ligne d’influence relative à la section G coupe l’axe des.a?, entre cette section et l’appui de droite Ak, en un certain point s' qui est d’autant plus rapproché de Aft que G est plus voisin de F'k. Elle est située au-dessous de cet axe dans la zone Ak_{s', ainsi que dans les travées 4+i? 4+3? • • • 4-2? 4-a • • •; au-dessus, dans la zone complémentaire s'Ak et dans les travées 4+2?. 4+4. • • 4_i, 4-3* • •
- Ficp 23?.
- Fig. 23.
- Fig.25.
- Dans le second cas (fig. 25), la ligne d’influence coupe l’axe
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- des x, entre la section G et l’appui de gauche Aft_l5 en un certain point s d’autant plus rapproché de que C est plus voisin de F*. Elle est située au-dessous de cet axe dans la zone Aks, ainsi que dans des travées 4—i, 4—3 • • • 4+2» 4+4 » « • j au-dessus, dans la zone complémentaire skk_i et dans les travées 4-2, 4-4 •. • 4+i, 4+3- •.
- Les sinuosités formées par ces lignes d’influence sont de moins en moins saillantes, au fur et à mesure qu’on s’éloigne, soit à droite soit à gauche, de la travée 4*
- Passons maintenant à l’emploi de ces lignes. Il y a analogie complète entre le cas où la section G est comprise entre le foyer de gauche Ffc et l’appui de gauche A*^ (fig. 24-) et le cas contraire où elle est comprise entre le foyer de droite Ffc et l’appui de droite A,c (fig. 25). Aussi, afin d’éviter de répéter deux fois le même texte, nous allons examiner ces deux cas simultanément (nos 44 et 45), en mettant entre parenthèses les indications qui, dans le second cas, doivent être substituées aux indications analogues relatives au premier.
- Moment fléchissant maximum positif.
- 44. — Le moment fléchissant maximum positif s’obtiendra encore par le procédé du n° 40, en plaçant le train soit sur la travée 4-2[4+2], soit sur celle 4+i[4-i], soit sur la zone A^s'fAfcS]. Dans les deux premières hypothèses, la tête du train devra faire face à la travée 4-
- La configuration de la ligne d’influence indique ordinairement, à première vue, laquelle de ces trois hypothèses est la plus défavorable. On peut, du reste, affirmer d’avance que c’efet l’une des deux premières, si la section G est située sur l’appui A^fAJ ou est voisine de cet appui; c’est, au contraire, la troisième si la section G contient le foyer F4[FJ ou én est peu éloignée. Pour les sections intermédiaires, on ne peut se prononcer avant d’avoir tracé la ligne d’influence.
- Moment fléchissant négatif, maximum en valeur absolue.
- 45. — Ce maximum s’obtiendra, toujours par le même procédé, en plaçant le train soit sur la travée 4-i[4+i] seulement, soit sur lés deux travées 4_i[4+1] et 4 simultanément. Dans la première
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- hypothèse, la tête du train devra faire face à la travée 4; dans la seconde, on ne peut rien préciser, quant à l’orientation de la tête du train, avant d’avoir tracé la ligne d’influence.
- Ajoutons que, si la section G passe par le foyer F4[Ffc] ou en est peu éloignée, c’est toujours la premièré hypothèse qui est la plus défavorable ; si la section G est située sur l’appui [Aft] ou en est voisine, c’est, au contraire, toujours la seconde. Pour les sections intermédiaires, on ne peut rien dire d’avance.
- Moments maximums positifs sur les appuis et dans les sections voisines.
- 46. — Les considérations générales que nous venons d’exposer, (n°s 44 et 45) conduisent à deux remarques importantes : l’une, relative aux moments maximums positifs sur les appuis et dans les sections voisines; l’autre, concernant les moments maximums négatifs près des foyers, en dehors du segment focal.
- D’après le n° 44, pour obtenir, dans la travée lk, les moments maximums positifs sur les deux appuis et dans les sections avoisinantes, il faut considérer successivement les quatre hypothèses de surcharge suivantes :
- 1° Le train charge la travée 4-2?
- la tête du train faisant face, dans chaque hypothèse, à la travée 4- Les deux premières hypothèses fournissent les maximums positifs sur l’appui Aft_t et dans les sections voisines; les deux autres, les maximums positifs sur l’appui A* et dans les sections voisines.
- Gela posé, considérons, par exemple, la première hypothèse. Le train charge alors la travée lk_2; quand il se meut sur cette travée, le diagramme représentatif des moments fléchissants dans 4_i et dans 4 est constamment un contour brisé jaW (fig. 26), dont les côtés gV et v'6' pivotent respectivement autour des foyers de droite Fft_! et F& de ces travées, tandis que le sommet v' se meut sur la verticale de Aft_! (ceci résulte immédiatement de ce que toutes les travées situées à droite de 4-2 sont vides de charges); par suite, les moments aux divers points de 4-i et 4 restent constamment proportionnels entre eux; ils sont donc maximums
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- simultanément, c’est-à-dire pour une même ppsition du train sur 4-2 î et le diagramme représentatif de ces maximums est la limite du contour brisé jaVô' lorsque le train passe par cette position. Il
- lig-t26.
- doit, d’ailleurs, être bien entendu que ces maximums se rapportent exclusivement à l’hypothèse considérée, c’est-à-dire seulement au cas où le train charge la travée 4-2-
- Or, d’après le n° 42, cette hypothèse a déjà été envisagée pour la recherche des moments maximums négatifs entre les foyers F'ft_i et Fè-i de la travée 4-i, et on a construit sur la figure 22, que nous reproduisons ci-dessus (fig. 26), la droite-limite de première espèce qui, pour ce cas de surcharge, représente les
- moments maximums dans la travée 4_i-
- Si donc on mène, dans 4, la droite nk_:ltk passant par le foyer de droite Fk, elle représentera les moments maximums dans 4 pour cette même hypothèse.
- De même, la troisième hypothèse a déjà été envisagée précédemment pour la recherche des moments maximums négatifs entre les foyers de 4+i (n°42), et on a tracé la droite-limite de première espèce (fig* 22 ou 26), représentant., dans cette travée, .les
- moments maximums correspondant à cette hypothèse. La droite qkuk_i, issue de qk et passant par le foyer de gauche F'k de lk, représente donc les moments maximums dans lk, pour cette même .hypothèse de surcharge.
- Nous donnerons aux deux droites a/£_i4 et qkuk_x le nom de droites-limites de seconde espèce relatives à la travée lk, par analogie avec celles de première espèce m^n,, etpkqk~i.
- On voit que les droites-limites de première espèce étant tracées (n° 42) dans les différentes travées de la poutre, la règle à suivre
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- pour construire les droites-limites de seconde espèce d’une travée quelconque 4 est la suivante :
- Par rextrémité de droite nk_{ (fig. 26) de la droite-limite de première espèce passant par le foyer de droite de la travée 4_i, menez la droite nk-ih passant par le foyer de droite de la travée lk. De même, par l’extrémité de gauche qk de la droite-limite de première espèce passant par le foyer de gauche de la travée 4+i, menez la droite qkuk_{ passant par le foyer de gauche de la travée lk.
- nk_{tk et qkuk-i sont les droites-limites de seconde espèce cherchées.
- On remarquera, comme on l’a déjà fait pour les droites-limites de première espèce (n° 42), que : .
- Dans les travées de rive il ny a qu’une seule droite-limite de seconde espèce, et cette droite passe par l’appui extrême de la travée considérée.
- De même :
- Dans la travée adjacente ci celle de rive gauche (ou droite) il ny a qu’une seule droite-limite de seconde espèce, laquelle passe par le foyer de gauche (ou de droite) de cette travée.
- Résumons-nous :
- Les droites-limites de première espèce mk_gik et pkgk^ de la travée 4 représentent respectivement les moments maximums développés dans cette travée, quand le train charge successivement les travées 4-i et 4fi, la tète dudit train faisant face, dans l’un et l’autre cas, à la travée lk.
- Les droites-limites de seconde espèce nk_pk et qkuk_^ représentent respectivement les moments maximums dans cette même travée, quand le train charge successivement les travées 4-2 et 4+2, la tête dudit train faisant encore face, dans ces deux cas, à la travée 4-
- Ces quatre droites correspondent donc précisément aux quatre hypothèses de surcharge 1°, 2°, 3° et 4°, qu’il faut envisager pour obtenir les moments maximums positifs sur les appuis de la travée 4 et dans le voisinage de ces appuis.
- Pour l’appui de gauche et les sections voisines, les droites à considérer sont : la droite-limite de première espèce pkqk^ passant par le foyer voisin F4, et la droite-limite de seconde espèce %_i4 passant par l’autre foyer Fft. Suivant que le point qk_^ sera au-dessous ou aü-dessus du point nk_{, ce sera la droite pkqk-i ou, au contraire, celle nk_dk qui représentera les moments positifs maximums sur l’appui A,^ et sur une certaine zone de la travée 4 à
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- partir de cet appui. L’étendue de cette zone dépend des longueurs des travées de la poutre et ne peut être définie a priori.
- Pour l’àppui de droite Afc et les sections voisines, les droites à considérer sont : la droite-limite de première espèce passant
- par le foyer voisin Fk et la droite-limite de seconde espèce qkuk_i passant par l’autre foyer. Suivant que nk sera au-dessous ou au-dessus de qk, ce sera la droite nk ou, au contraire, celle qkUj^_{ qui représentera les moments positifs maximums sur l’appui Aft et sur une certaine zone de la travée lk à partir de cet appui. L’qtendue de cette zone ne peut être définie a priori.
- Moments maximums négatifs près des foyers, en dehors du segment focal.
- 47. — Si on rapproche les indications des numéros 45 et 41, on reconnaît que les moments maximums négatifs dans les sections extérieures aux foyers, mais voisines de ces foyers (n° 45), ont lieu exactement dans les mêmes hypothèses de surcharge que les moments maximums négatifs dans les sections comprises entre les foyers (n° 41), c’est-à-dire lorsque le train charge exclusivement soit la travée 4-i soit celle 4+i, la tête dudit train faisant face à la travée 4-
- Il en résulte qu’ainsi que nous l’avons annoncé (n°42), les droites-limites de première espèce constituent le diagramme des moments maximums négatifs, non seulement dans l’inter,valle des foyers (contour <p'r<p de la figure 26), mais aussi sur une certaine zone de la poutre immédiatement à droite et immédiatement à gauche du segment focal F'kFfc. L’étendue de cette zone varie, d’ailleurs, avec les dimensions des travées de la poutre et ne peut être définie a priori.
- Résumé et observations pratiques.
- Lignes enveloppes des moments fléchissants.
- 48. =— Les procédés ei indications donnés aux numéros 40,41, 44 et 45 permettent de déterminer le moment fléchissant maximum positif et le moment fléchissant négatif, maximum en valeur absolue, dans une section quelconque de la poutre et, par suite, dans autant de sections qu’on le désirera.
- Ainsi que nous l’avons fait remarquer, la considération des
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- droites-limites de première espèce (n° 42) et de seconde espèce (n° 46) abrège notablement ces recherches en faisant connaître, à la fois, dans chaque travée : .
- 1° la ligne enveloppe des moments maximums négatifs dans l’intervalle compris entre les foyers (n° 42) et même sur une certaine zone à droite et à gauche de cet intervalle (n° 47) ;
- 2° la ligne enveloppe des moments maximums positifs sur les appuis et sur une certaine zone adjacente à chacun de ces appuis (n° 46).
- Dans l’étude d’une poutre continue, c’est par la construction des droites-limites qu’il conviendra de débuter; cette première opération, nécessite seulement que l’on trace, au préalable, la ligne d’influence relative à chaque appui dans les deux travées adjacentes à cet appui (n° 42).
- Gela fait, pour pouvoir achever le tracé de la ligne enveloppe des moments positifs et de la ligne enveloppe des moments négatifs dans toute la poutre, il restera à déterminer, pour un certain nombre de sections convenablement choisies :
- 1° Les moments maximums positifs dans le cours de chaque travée (nos 40 et 44) ;
- 2° Les moments maximums négatifs entre chaque appui et le foyer voisin (n° 45).
- En portant ces moments en ordonnée, à l’aplomb des sections correspondantes, on obtiendra un nombre égal de points appartenant aux lignes enveloppes.
- Enfin, on réunira par un trait continu, d’une part, les points situés au-dessous de l’axe de x, d’autre part, ceux situés au-dessus ; ces courbes constitueront, avec les parties utiles des droites-limites, les deux lignes enveloppes cherchées.
- On se bornera, bien entendu, à un petit nombre de sections, ce qui donnera, du reste, les lignes enveloppes avec une exactitude bien suffisante. Il serait illusoire, en effet, de chercher à atteindre, dans la détermination de ces lignes, un degré d’approximation que ne comportent pas les hypothèses fondamentales de la Résistance des matériaux et encore moins les hypothèses subséquentes qu’entraîne" l’application de cette branche de la Mécanique, au calcul des constructions métalliques.
- Les deux lignes enveloppes des moments fléchissants étant tracées, aux ordonnées de chacune de ces lignes on ajoutera algébriquement les ordonnées correspondantes de la courbe représentative des moments fléchissants dus à la charge permanente
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- seule. On obtiendra ainsi deux nouvelles courbes qui représenteront les limites extrêmes entre lesquelles. pourront varier les moments fléchissants en tous les points de la poutre.
- On pourra, alors, au moyen de ces limites* déterminer les dimensions à donner aux membrures de ladite poutre, en leurs divers points, en sé servant, sLon le juge nécessaire, suivant les cas, des formules déduites des lois de Woehler, dont l’emploi est conseillé dans les Instructions ministérielles pour l’application du Réglement (Art. 2).
- Méthode abrégée pour la construction des lignes enveloppes.
- 49. — Voici une remarque fort simple, qui permet de réduire au minimum strictement nécessaire en pratique, le nombre des sections à considérer pour la détermination1 des lignes enveloppes.
- Considérons une section quelconque de la travée lk, celle du centre fixe O* par exemple. Il est clair que la position du train qui correspond au moment fléchissant maximum positif dans une section voisine de 0/c, diffère peu de celle qui correspond au moment fléchissant maximum positif dans la section 0fc elle-même. Si donc on détermine cette dernière position et si l’on trace le polygone représentatif des moments correspondants dans la tra-vée 4; non seulement le point de ce polygone, situé sur l’ordonnée de Oft, appartiendra rigoureusement à la ligne enveloppe des moments fléchissants maximums positifs, mais encore la partie avoisinante de ce même polygone s’éloignera peu de cette enveloppe.
- La même remarque s’applique aux moments maximums positifs dans le voisinage de chacun des foyers F'fc et Ffc de la travée lk, ainsi qu’aux moments maximums négatifs dans les sections voisines des appuis Aft_i et Aft.
- On conçoit dès lors que, pratiquement, après avoir construit les droites-limites, il suffit :
- A. De déterminer les positions du train qui correspondent : 4° aux moments fléchissants maximums positifs au centre fixe 0k et aux foyers F'fc et Fk de chaque travée lk ; 2° aux moments maximums négatifs sûr es appuis de cette travée (*).
- (*) Le choix que nous faisons, du centre fixe et des foyers, pour y déterminer les moments maximums positifs, s’explique de lui-même : les lignes d’influence y relatives (noa 35 et 36) sont particulièrement faciles à tracer ; de plus, ces points divisent la travée
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- B.. De tracer, pour chacune de ces positions, le polygone représentatif des moments fléchissants dans cette même travée (n° 52 ci-après).
- Les deux contours extérieurs de l’ensemble de ces polygones et des droites-limites, situés : l’un au-dessus de l’axe des x, l’autre au-dessous, peuvent, avec une approximation suffisante, être considérés comme étant respectivement les lignes enveloppes des moments maximums négatifs et des moments maximums positifs.
- En effet, le premier de ces contours coïncide rigoureusement avec la ligne enveloppe des moments négatifs, dans tout l’intervalle compris entre les foyers de chaque travée [propriété des droites-limites de première espèce (n° 42)] et même sur une certaine zone à droite et à gauche de cet intervalle (n° 47) ; de plus, par construction, il a en commun, avec cette enveloppe, les points correspondant aux appuis; enfin, dans la zone complémentaire, entre chaque appui et le foyer voisin, il, s’éloigne peu de l’enveloppe.
- Le second de ces contours coïncide rigoureusement avec la ligne enveloppe des moments positifs sur une certaine zone à droite et à gauche de chaque appui [propriété des droites-limites de première et de seconde espèce (n° 46)] ; en outre, par construction, il a en commun, avec cette enveloppe, les points correspondant aux foyers et au centre fixe de chaque travée ; enfin dans le voisinage de ces points, il s’éloigne peu de l’enveloppe.
- 50. — Une observation doit être faite relativement aux travées de rives. Considérons, par exemple, celle de rive gauche lt.
- Comme, dans cette travée, le foyer de gauche F't et le centre fixe 0* coïncident l’un et l’autre avec l’appui extrême A0 (nos 12 et 17), la méthode abrégée, telle que nous venons de l’indiquer (n° 49), ne donnerait, pour déterminer la ligne enveloppe des moments positifs dans cette travée de rive, que : 1° l’unique (n° 46) droite-limite de seconde espèce appartenant à ladite travée; 2° le polygone des moments fléchissants correspondant à la position du train rendant maximum positif le moment au foyer de droite Fr
- Il est clair, dès lors, que dans l’intervalle A^-on n’obtiendrait pas ainsi l’enveloppe des moments positifs, avec une exactitude
- en quatre parties à peu près égales, ce qui est une condition favorable au point de vue de l’approximation à obtenir dans la détermination de la ligne enveloppe.
- Quant au choix des appuis pour y déterminer les maximums négatifs, il s’impose par la raison que c’est en ces points qu’ont lieu les plus grands, en valeur absolue, de tcus les moments fléchissants maximums.
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- suffisante. Il conviendra clone, pour chacune des travées de rives, de compléter l’épure comme suit :
- Dans chaque travée de rive l± ou ln, choisissez deux nouvelles sections Ci et C2', dans l'intervalle compris entre l'appui extrême A0 ou À„ et le foyer opposé ou F'n (par exemple celles situées au quart et à la moitié de la longueur de cette travée à partir de l'appui extrême correspondant J. Cherchez les positions du train rendant maximums positifs les moments dans ces sections (n° 40) et tracez, pour chacune de ces positions, le polygone représentatif des moments fléchissants développés dans la travée de rive considérée.
- Comme on le voit, les deux sections Ci et C.2 remplacent, dans chaque travée de rive, la section du centre fixe et celle du foyer coïncidant avec l’appui extrême ; on obtient donc ainsi la ligne enveloppe du moment positif dans les travées de rive, avec la même approximation que dans les travées intermédiaires. .
- 51. —Remarque. — Dans la méthode abrégée que nous venons d’indiquer, les seules lignes d’influence à construire sont celles relatives aux appuis, aux centres fixes et aux foyers des différentes travées, ainsi qu’aux sections C2 et C2 des travées, de rives.
- De plus, il est inutile de tracer ces lignes dans toute la longueur de la poutre ;
- Il suffît, en effet, de connaître :
- Pour chaque séction d’appui, les deux branches de la ligne d’influence y relative, situées dans les deux travées adjacentes à cet appui ;
- Pour les sections des foyers et des centres fixes, ainsi que pour celles (\ et C2, la partie de ligne d’influence située dans la même travée que la section considérée.
- 52. Construction des polygones représentatifs des moments fléchissants. — Pour compléter l’exposé de cette méthode abrégée, il reste à donner quelques indications sur la construction des polygones représentatifs des moments fléchissants, dont il a été question aux numéros 49 et 50.
- Considérons, pour fixer les idées, celui de ces polygones (fig. ,,qui correspond à la position du train rendant maximum
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- positif le moment fléchissant au foyer de gauche F'fc de la travée 4. Les deux lignes d’influence relatives à ce foyer et à l’un des appuis de lk, celui par exemple, feront connaître, par la formule (1) du n° 40, les moments en ce même foyer et en cet appui, pour la position con-sidérée du train. On por-tera ces moments, en ordonnée, aux points correspondants F4 et A,._b à l’échelle adoptée pour les quantités de cette nature, ce qui donnera deux points m et in" appartenant au polygone représentatif cherché.
- On construira alors facilement ce polygone, puisque, d’après une propriété bien connue, c’est un polygone funiculaire des charges appliquées sur la travée 4, dont la distance polaire A est donnée par la formule
- A =
- If’
- 11.
- j et — sont les échelles respectives des longueurs,
- des
- forces et des moments ; ce qui signifie qu’une longueur de
- L mètres, une force de F kilogrammes et un moment de M kilo-
- grammètres sont représentés, sur l’épure, par des longueurs de
- L F M
- r ? -7. et — métrés.
- I f m
- A est également exprimé en mètres, longueur portée sur l’épure, indépendamment de toute échelle.
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- CHAPITRE IY
- SECONDE MÉTHODE POUR Ï,A DÉTERMINATION DES MOMENTS FLÉCHISSANTS MAXIMUMS
- Observations préliminaires.
- 53. — La méthode indiquée précédemment pour la détermination des moments fléchissants maximums, dans une section arbitrairement choisie, exige que l’on trace la ligne d’influence relative à cette section.
- Dans la seconde méthode que nous allons exposer, il suffit, au contraire, de construire quelques points seulement de cette ligne : ceux qui correspondent au centre de gravité du train occupant les diverses positions qu’on est conduit à lui attribuer.
- En se reportant aux nos 40, 41, 44 et 45, on reconnaît que les différentes hypothèses de surcharge à envisager dans la recherche des moments fléchissants maximums, positifs ou négatifs, dans les différentes sections d’une travée quelconque lk, peuvent se classer en quatre catégories, comme suit :
- 1° Le train-type charge simultanément les travées 4 et 4-i ;
- 2° Il charge simultanément les travées lk et lk+l ;
- 3° Il charge la travée lk seulement.
- 4° Il charge une seule travée, autre que lk.
- La méthode que nous avons en vue est fondée sur de nouvelles formules générales exprimant, dans chacun de ces quatre cas, le moment fléchissant produit dans une section arbitrairement choisie de la travée 4, ainsi que la dérivée de ce moment par rapport à l’abscisse variable du centre de gravité du train mobile.
- Nous établirons d’abord les formules applicables aux deux premiers cas qui sont les plus complexes ; les autres s’ensuivront immédiatement.
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- Expressions nouvelles du moment fléchissant.
- PREMIER CAS :
- Le train charge simultanément les travées 4_i et 4-54. — Soient (fig. 28) :
- G la section considérée que, pour fixer les idées, nous supposerons comprise entre l'appui de gauche A^ et le foyer de gauche
- F4 de la travée 4, "
- • •• le diagramme des z correspondant,
- ... A,£_2A/i_1cA&... la ligne d’influence y relative.
- Fiq.28.
- Lh- cc
- Il est nécessaire d’établir d’abord certaines relations analytiques auxquelles satisfont les courbes paraboliques du troisième ordre constituant cette ligne d’influence.
- L’origine des coordonnées étant en A/c_1 et les conventions sur les signes restant toujours les mêmes que précédemment, représentons par
- (*) ' V — y = fgix), y = fd{x),
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- les équations des trois courbes paraboliques auxquelles appartiennent respectivement les trois arcs A*_2Ak_t., Ak_iC et cAfc. Soient, en outre,
- (2) z ~ mk-ix -j- n, z = mkx -j- n
- les équations respectives des deux côtés afc_2afc_1 et du diagramme des s, équations dans lesquelles le terme indépendant n est le même, puisque ces deux droites ont même ordonnée à l’origine : n =
- La courbe parabolique à laquelle appartient l’arc A^A*^, a pour équation différentielle du second ordre (n° 22)
- (3) || = fLi(x) = — + n) ;
- et les deux courbes auxquelles appartiennent respectivement les deux arcs Ak_iC et cAk ont même équation différentielle, savoir :
- W || = fg(æ) = f'fa) = — -f- n).
- On en tire
- (5) fk-i{x)z= — —mk-i.
- (6) t f'j(z) = fd\x) = — ymk.
- D’où
- fk- i(x) _ fiL j{x) _ mk _ ! __ — Afc _ ! F'k - ! _ Afe _ ! Q'k 1 f7(x) fd(x) mk Afc-1«fc_t — A/c_1F,fc_1 ’
- — Afe_iO'ft
- d’après figure ; ou bien, par une transformation évidente,
- en
- fk-i(x) = f”\x)
- F ù-iO'fc
- F'fc_iAfe_i
- f"(x) = f7(x)
- F'fc_iO'ft
- F,fe-iAA;_1
- fd{z).
- Cela posé, les valeurs que prennent les trois fonctions (1) et leurs dérivées successives, pour x = 0, sont liées entre elles par les relations :
- (8) . fk-i(o) = fg(o) = fd(o) — a = Q.
- (9) fu-eo)=fg{o)=fd{o) + i.t,
- (10) fi-l(o) = f’g{o) = f"d(p).
- ai) fUo) = /•;» - JT*-1.0'* /;>) /7m=f:\o).
- 78
- Bull.
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- La première équation (8) résulte de ce que les deux arcs Afe_2A.fc_1 et kM_iC sont, tous deux, issus de l’origine des coordonnées ; la seconde, de ce que l’ordonnée à l’origine Ak-.lah_làe l’arc Afcc prolongé est égale à l’abscisse a de la section G (n° 23) (*).
- La première équation (9) exprime que les deux arcs Afc_2Afe_1 et Ak_iC se raccordent tangentieilement en Afc_t (n° 22); la seconde s’obtient en faisant = 0 dans l’équation (8) du n° 24.
- Les équations (10) résultent immédiatement de'(3) et (4).
- Enfin, les équations (11) ne sont autre chose que celles (V) et (6).
- 53. — Ces relations préliminaires établies, plaçons le train dans une position quelconque sur les deux travées 4-i et lk(fig.%8). Soient P l’une quelconque des charges de ce train, h son abscisse rapportée à l’origine Afc_t.
- Quand nous voudrons distinguer, les unes des autres, les charges appliquées respectivement sur la través 4-i et sur les segments Ak_iG et CAft de la travée 4, nous affecterons la lettre P des indices k—1, g et d.
- Dans la position considérée du train, le moment fléchissant en C a évidemment pour expression (n° 49).
- M = SP4- SP0fg(h) + SPdfd(h). •
- Mais les fonctions f(h) étant du troisième degré (n° 22), la formule de Maclaurin donne
- m = f(0) + àf’(o) + J f"(o) + £ f’"(o).
- Par suite
- (12)
- M = A_i(o)SPft_i-}“ A-i(°)sPft-i^ + 2 A-i(o)SPfc_A2 -f- - /’/£-i(o) SPft-i^ ' + «o)SP, + /i'(o)SP ,h + i/;(o)S Pth* + \f:(o)tP,h>
- + tto)SP„ + 4(0)2 Pdh + |4(0)S P„ft* + g/"(o)SP JlK
- Remplaçant fk~i{o), fg(o) et les dérivées successives correspon-
- (*) Dans la figure 28, ainsi d’ailleurs que dans toutes celles du présent chapitre, les ordonnées des lignes d’influence sont amplifiées dans le rapport q — 3 (n° 32). Dans celle 28 on a donc, en réalité, Aft-i au—3 a.
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- dantes, en fonction de fd(o) et de ses dérivées, au moyen des' formules (8), (9), (10) et (11), il vient, en groupant convenablement les termes,
- (120 M=/t(o)SP + 4(»)SPA+.|/ï(o)SPft*.-J-g/7(o)2PA*
- + SPfc_i(A - o) +. SP „(A - a)f7(o)SPk_,h’,
- les quatre sommes SP,. .SP/i3 étant étendues à tout le train, c’est-à-dire ^ toutes les charges Pfc_1, Pg et Pd, indistinctement.
- Soient maintenant
- k l’abscisse du centre de gravité G du train, c’est-à-dire du système des charges P, rapportée à l’origine Àfe_1 'des coordonnées;
- h' l’abscisse d’une quelconque de ces charges, rapportée au, centre de gravité du train, èn sorte que
- > . : à “ h' -J- X.
- On a dès lors :
- SP/a3 = SP&'3 -f 3XSPà'2 -f 3X2SP/i'-j- X3SP,
- SPA2 = SPà'2 + 2XSPà' -j- X2SP,
- SPA = SPA' + XZP. '
- Ou bien
- SPA3 = K + 3IX + nx3, . spa2— i + nx2, . •
- SPA = I1X, . . ’ . •
- en remarquant que SPA' est-nul, puisque c’est le moment statique du train par rapport à son centre de gravité, et en posant
- (16) . SP A'3 = K, SPA'2 = I, SP = n.
- On observera que K et I sont respectivement le moment , du troisième ordre et le moment d’inertie du train par rapport à son centre de gravité. ;
- Effectuant dans l’expression (12') de M, les substitutions autorisées par les formules (13) (14) et (15), dl vient
- M = n^d(o) -f-Xfd{o) -{-g fd (°) “H g-/"d (°)j + ^ J..
- + f/?(<>) + 2P^(A^^-fSP^U a)SPkTlfr
- (13)
- (14) .
- (15)
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- Mais la formule de Maclaurin donne fdp) +^(o) + t^/,î(o)+
- et ' $ - • r- *;'V di. 1 - -',vn .] , , ' \fï;.e .
- Üo)+if:(o) = fd{\y -
- Par conséquent
- M = nfdiX) + 2 fd(X) + -g fd (o)
- + SP^A - a) + SP„(A - a) - yy'"- f7(t)ZP^hf.
- or ft_iAfe_i
- Pour la symétrie on peut remplacer /T(o) par /7(X), puisque cette dérivée troisième est une constante.
- En outre, la somme des deux premiers termes de la seconde ligne de l’expression ci-dessus représente la somme des moments des charges P*.! et Ps par rapport au point C, et nous poserons en conséquence
- (17) m-i(h - a) + SPg(h - a) = P,).
- Donc, finalement,
- (A) M = nfjk) + \fl« + 5(k_Zi=gtSPs_(A.) ftW+ STO^(pt_,, P,).
- Si, au lieu d’éliminer dans (12), fk-i(o), fg(o) et les dérivées correspondantes, au moyen des relations (8) .. (11), on élimine au contraire fg(o), fd(o) et les dérivées correspondantes, on trouve, par la même marche que précédemment,
- (A') m = na_,(X) + |/-;_1(x) + i[K -sp»a*] fZ,(i) - sflljp*
- en convenant de représenter par Pfc l’une quelconque dés charges
- P? et Pd appliquées sur la travée 4-
- Nous aurons besoin, dans la suite, de connaître la dérivée ^ du
- dX
- moment fléchissant, par rapport à l’abscisse X du centre de gravité du train. C’est en effet cette dérivée qui nous permettra de déterminer les positions du train auxquelles correspondent les moments maximums. ...
- dM est la variation du moment fléchissant en C, correspondant à un déplacement infiniment petit dX du centre de gravité du
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- train, dans le sens des x positifs, c’est-à-dire de gauche à droite. Le déplacement de chacune des charges étant le même que celui du centre de gravité, on doit observer que dh = d\. D’autre part, ainsi qu’il a déjà été dit, /'"(X) est une constante. Dès lors, de (A) et (A')‘on tire :
- («)
- (O
- dM
- d\
- — n+ 2
- Zî=!2iSp
- T?' A 1
- k—lAft-i
- là2
- F'k-iO'k
- Aj^O'fc
- SP,à2
- f7çk) + s(p,_l5 p3), f'L i(x) - spd.
- Nous venons s d’établir ainsi deux expressions distinctes, mais analogues, de chacune des quantités M et^p- On peut se demander pourquoi deux, au lieu d’une,, seule ; la raison en est qu’ainsi que nous le verrons plus loin (n° 52, Remarque I) :
- 1° Si le train est engagé sur le pont, machines en tête, dans le sens de droite à gauche, c’est-à-dire si la tête dudit train fait face à gauche (fig. 28:), ce sont les formules (À) et (a) qu’il est le plus commode d’employer;
- 2° Si le train est engagé dans le sens de gauche à droite, c’est-à-dire si sa tête fait face à droite, ce sont au contraire les formules
- (A') et (a')-
- On pourrait également former une troisième expression de ces mêmes quantités, en éliminant, dans (12), fd(o) et les déri-
- vées correspondantes, de manière à ne conserver, dans la formule finale, que fg(o) et ses dérivées. Mais cette formule ne nous est pas nécessaire.
- SECOND CAS :
- Le train charge simultanément les travées 4 et 4+1-
- 56. — Par une analyse identique à celle qui vient d’être exposée, on trouve que, dans le cas où le train charge simultanément 4es travées 4 et 4+d le moment fléchissant en une section C de la travée 4 est donné par l’une ou l’autre des formules ci-dessous : I ' ' vr>1 - - .,-i .<• '
- (B) M = IV»HW+|4HC«,+ g[K-^^ÉP^]^)+ 2‘llÇP,, (B')1 m == n/s(x)+sW?(P*PH4).
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- Les notations sont les mêmes que précédemment, mais il importe de signaler que l’abscisse X du centre de gravité du train et les abscisses h des charges sont rapportées, non plus à l’appui de gauche de la travée 4, mais bien à l’appui de droite A* de cette même travée.
- De ces formules on tire respectivement
- (b) ^ = n4tiW+f[: t_l^SPiA']/^‘(x) + SPl’
- (b') "=n^)+ÿ- - s (P*, p1+1; AfcU fe+1 J
- Les formules (B) et (b) serviront dans le cas où le train sera engagé sur le pont, machines en tête, dans le sens de droite à gauche ; celles (B') .et (&'), dans le,cas où il sera engagé en sens inverse.
- TROISIÈME CAS :
- Le train ne charge que la travée lk.
- 57. — Les formules qui conviennent dans ce cas se déduisent immédiatement de celles (A) (n° 55) et (B') (n° 56), en y faisant respectivement Pft_i = 0 et P&+1 = 0, puisque, par hypothèse, il n’y a pas de charges sur les travées 4-i et 4-fi. : . ; ,:f*.K l , ,,
- On obtient ainsi
- (C) M = n«x)+4- + sntjfp,,
- (CO m=n«x)+\fim+|/7W - y- . •
- D’où l’on tire respectivement
- (c) — n/dM + êj ^ ^ : * ;
- (G’) * . — ty-g{ty + 2 fa (Â) — #
- Nous nous servirons des formules (C) et (c), lorsque le train sera engagé, machines en tête, dans le sens de droite à gauche ; des formules ((7) et (c'), dans le cas contraire* " r
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- — J475 —
- v-ilü .1» aUi'ül f î.f;•;:;/! J.U, . ,7. ;fe ••'ÇU^-'-'7<ü ^v-. - ,
- , QUATRIÈME CAS:
- *'0i Oi;
- Le train charge une seule travée autre que lk.
- 58. — Pour fixer les idées, supposons que la travée chargée soit celle lk_*. Nous obtiendrons immédiatement la formule convenant à ce cas en faisant = 0 et Pd= 0 dans (A-) (n° 55), puisque, par hypothèse, la travée Z* ne supporte auçuüe charge; il vient
- (D) M = n/uw + + §/V. Q-) ;
- d’où l’on déduit
- (d) ~=nfk_t(\)+ |yjl,(X).
- Pour passer, de ce cas, au cas général où le train charge une travée quelconque 4 autre que lk, il suffît de remplacer l’indice k—1 par ». . , ; .
- Ces deux formules nous serviront quel que soit le sens dans lequel le train sera engagé sur le pont.
- Calcul des valeurs* numériques de M et de — * Tableau
- U/K
- et Table complémentaire des constantes du train-type.
- 59. — Avant d’appliquer les diverses expressions de M et
- de ~ que nous venons d’établir, à la détermination du moment (ik
- fléchissant maximum produit en une section quelconque, il convient d’indiquer comment se calculent les valeurs numériques de ces expressions.
- A première vue, ces formules peuvent paraître compliquées ; mais, en réalité, il n’en est rien, car elles ne contiennent que des termes connus d’avance ou qui sont immédiatement fournis par l’épure de la ligne d’influence.
- Pour fixer les fdées, soit à déterminer les valeurs numériques
- de M et de ~ relatives à une section ne arbitrairement choisie,
- dans le cas de surcharge assez complexe indiqué par la figure 29. Le train chargeant les deux travées 4-i et lk, et sa tète faisant
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- face à gauche, les formules à*appliquer sont celles?(A) et (a)-du (n° 55) : .. r
- (A) M = n/J(X) + |/Xx) + g|K
- 'FViO't
- (a)
- dM
- dl
- FV-iA*-
- = n m +ÿT^^)/îW+^
- Ce que nous allons dire du ,calcul de ces formules est, du reste, applicable à toutes les autres expressions de M et de ^ données aux numéros 55 à 58.
- En dehors des deux longueurs F et F^uA,^ que l’on n’a qu’à relever sur l’épure, les quantités entrant dans (À) et (a) sont de deux espèces bien distinctes. - -**• ••
- Les premières) *-i-o . > >. juon ne / ü j
- n, I, K, sPfc_ià3, SP^à2, Edile (P^, P^)( etf 2(Pfc^i,'Pd), ,s
- dépendent exclusivement du, train-type.;-! on peut donc les caleu-^ 1er d’avance, une fois pour toutes. Aussi les avons-nous groupées
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- dans .-un -Tableau et «une Tabler (numériques sur lesquels nous reviendrons plus loin / . ,
- Nous les appellerons les constantes du train-type.
- Les secondes, * . v
- m, f'4), fa{^) et f7(l) ' '
- dépendent exclusivement'de la courbe parabolique
- (G y = fdx)
- et de l’abscisse X du ceDtre dë gravité du train (*). Elles sont très-simplement fournies par l’épure de la ligne d’influence relative à la section G considérée.
- En effet, considérons le côté ak^ak du diagramme des s correspondant à la section-G, et l’arc kkc de ligne d’influence également relatif à cette-section; supposons ce côté et cet arc de courbe prolongés indéfiniment. D’après nos conventions (n° 54), l’équation (1) est celle de la courbe indéfinie A^ca^ .... Gela posé, soient :
- y l’ordonnée GM du point de cette courbe, situé sur la verticale du centre de gravité du train, c’est-à-dire l’ordonnée du point d’abscisse X;
- 6 le coefficient angulaire de la tangente en M a cette courbe,, c’est-à-dire la tangente trigonométrique de l’angle formé par cette tangente, avec la partie positive de l’axe des x;
- z l’ordonnée GN correspondant au centre de gravité du train, de la droite indéfinie «*_!<** ;
- m le coefficient angulaire de cette droite.
- ,On a
- fd&) ='y,u'K fd()) = 9,
- ôw=—jU
- /'/G)=—
- Les;deux relations (a)},et ((3) sont évidentes - quant aux deux autres, elles sont la reproduction, sous une autre forme, de celles (4) et (6) du n° 54. ...-alou-ï:
- On voit donc que l’épure fait connaître rapidement,,au moyen
- (*) Le Tableau précité desj constàntesdu train-type contient,? comme on le verra plus loin, pour des trains composés d’un nombre quelconque de charges, les valeurs numériques des distances des centres de gravité de ces trains aux charges de tète et de queue correspondantes. Si doûc^on1 se donne la position du train-type sur i le pont, ainsi que le nombre de charges qu’il comprend, l’abscisse X de son centre de gravité s ensuit immédiatement. i: * - O#; i- ’ j
- («)
- (P)‘
- (ï)
- G)'
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- de ces quatre relations très simples, les quantités que,nous avions en vue. *
- Il importe de remarquer qu’on devra bien se garder de tracer la courbe Akcak_ice qui serait une perte de temps ; on sé bornera à faire les constructions strictement nécessaires pour déterminer le point M et la tangente en ce point (n° 30)*
- On remarquera également que si, dans cette épure, on a adopté une échelle des ordonnées plus grande que celle des abscisses, on devra tenir compte de ce fait, dans la lecture des quantités y, 0, z et m; si, par exemple, l’échelle des ordonnées est trois fois plus grande que celle des abscisses, — comme cela a lieu dans la figure 29, — les vraies valeurs de y, 0, s et m ne seront que le tiers des valeurs correspondantes lues, sur l’épure, en supposant que celle-ci ait été tracée avec une seule échelle, celle des abscisses.
- 60. — Si, le train chargeant comme précédemment les travées
- Fig.30.
- 4-i et 4, sa tête fait face non plus à gauche, mais à droite (fig. 30),
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- M et ^ doivent alors être calculés par les formules (À.') et (a)
- (n°.55)., ?. , -Les termes
- U- 1(X), /Li(X), fl-iW et ’/'Lw
- entrant dans ces formules se déduisent encore immédiatement de l’épure, par les relations («) ($) (y) (§), à la condition d’y changer l’indice d en celui k — 1 et de faire les Conventions suivantes :
- y représente l’ordonnée GM, correspondant au centre de gravité du train, de la courbe prolongée s’il est nécessaire en
- dehors de la travée 4-o courbe' dont l’équation est y — fk_^a?), d’après nos notations (n° 54) ; i
- 0 est le coefficient angulaire de J a tangente en M à cette courbe; s est l’ordonnée GN, correspondant au centre de gravité du train, de la droite indéfinie ;
- m est le coefficient angulaire de cette droite.
- Les termes en X, contenus dans les autres expressions de M et
- “ données aux nos 56, 57 et 58, sous les lettres (B) (&).*. (D) (d),
- s’obtiennent de la même manière que nous venons d’indiquer pour les termes en X des expressions (A) (a) (A') (a'). Nous n’y insisterons pas. f
- 61. — Passons maintenant aux constantes du train-type.
- Ces quantités sont contenues dans le Tableau de la planche 82 et dans la Table complémentaire de la planche 83.
- Disons de suite, et c’est là une observation importante, que, dans le calcul des constantes du train-type, nous avons adopté invariablement, comme unités de longueur et de poids, le mètre et la tonne. V: , .
- D’autre part, nous avons vu (nos 59 et 60) que les autres quantités entrant dans les expressions de M et de ~ se déterminent au
- moyen de longueurs relevées-sur l’épure. On aura soin de toujours exprimer ces longueurs en mètres. De là sorte, M qui est un mo-
- ment statique, sera obtenu en mètres-tonnes et qui est le rap-
- port de l’accroissement de ce moment à l’accroissement correspondant de la longueurfX, sera obtenu en,tonnes*^ Ah-
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- Le Tableau précité (PL 82) reproduit le diagramme du train-type tel qu’il est donné dans le Règlement ministériel, avec l’indication des poids par roue des différents véhicules (ligne 5), des écartements des essieux (ligne '7) et des distances de chaque essieu à celui de tête du train (ligne 6). '
- Les roues y sont numérotées 1, 2, 3 ... à partir de la roue de tête du train (ligne 8). * "• • : i ......
- Au-dessous du diagramme du train-type, c’est-à-dire au-dessous de Taxe horizontal œ'x, sont tracées des verticales portant également les numéros 1, 2, 3..’., (ligne ’9) ce sont les verticales dés centres de gravité des groupes de charges formés respectivement, d’abord par la roue n° 1 seule, puis par les deux roues 1 et 2, puis ensuite parles trois roues l,‘2et 3, etc..; Ainsi, la verticale n°16 est celle du centre de gravité du groupe de charges formé par les seize premières roues de tête du train, abstraction faite des suivantes.
- Sur ces verticales sont inscrites les distances de chacune d’elles à l’essieu de tête (ligne 10) et à l’essieu de queue (ligne 11) du groupe correspondant ; ainsi se trouve définie la position du centre de gravité de chaque groupe. On y voit, par exemple, que le centre de gravité du groupe formé par les seize premières'roues est' à une distance de 15m,454 de l’essieu de tête n° 1 et à une distance de 23m,046 de l’essieu n° 16 qui est le dernier de ce groupe?
- Sur chacune de ces mêmes verticales on trouve ensuite (lignes 12 à 16) les valeurs numériques des quantités ' ;
- ri = SP, I, K, r2 et r
- i
- afférentes au groupe de charges dontRa verticale considérée contient le centre de gravité. Ainsi sur la verticale n° 16, on lit :
- -f- 96 tonnes,
- ' ;
- + 42 680,10 ± 46 027,4 -f 134,0428
- 4- 11^447. :
- -ifVtOf'ï 'trfov :'-s"r
- Ce sont respectivement r-.le poids total* du groupe de charges formé par les .séize premières roues de's tête .du, trainyde moment d’inertie et le moment du troisième i ordre de ce groupe par rapport à son centre de gravité, enfin le carré de son rayon de gyration et son rayon; de gyratiouautour de ce même* centreide gravité.
- Dans la partie supérieure du Tableau (lignes 4 à 1), on trouve,
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- - i î .. .
- sur la verticale de chaque essieu, les valeurs numériques des quantités - rih ïmnmïzp.ri, . V-V-î ùhù-;-»q *ï à. t
- ‘ ’ SP, ' SPÆ = smtsP, i J2P/P‘ et SPA3, • ' '
- . mpê ùn, :». TmV»:,-v-. .. . * /
- l’indice. désignant le numéro de} l’essieu considéré. :
- Ces quantités sont les sommes respectives des poids des i premières roues de tête du train, de leurs moments statiques, de leurs moments d’inertie et de leurs moments du ^troisième ordre, par rapport au point d’application du poids P* de la i^e roue sur l’axe ; j . .
- Par exemple, sur la verticale de, .l’essieu n° 6, ,c’est-à-dire pour i — 6, on lit :
- SP • • + 40 tonnes
- • SP/i =vW»P = ^z 264,2
- 6 6
- SP/P =± . ... 4- 2305,78
- SP/i3 = . 6
- qz 21 178,562.
- On remarquera que les quantités K,’SP JP et SP/P portent un
- i i
- double signe, indiqué en tête des lignes du Tableau; le signe supérieur correspond am cas où la tête du train fait face à gauche, comme cela a lieu sur le diagramme du Tableau ; le signe inférieur correspond au cas où le. train serait retourné bout poiir bout, sa tête faisant alors face à droite.
- Toutes les autres quantités sont positives, quel que soit le sens dans lequel le train est placé sur le pont.
- 62. — Ici intervient la Table complémentaire^ PI. 83)1 Pour pouvoir calculer, dans tous les cas, les valeurs numériques des diverses expressions de M et de ^ (nos 55ù 58), on.a besoin de connaître les valeurs des moments SP/t, SP h2 et SPft3, non seu-
- lement par rapport au point d’application du poids P* de la Pme roue, mais encore par rapport aux divers points dé d’axe xaf compris entre les verticales des poids P* et Pi+1 ; les chiffres des lignes 3, 2 et ! du Tableau sont' donc [insuffisants6 La Table complémentaire est destinée à combler cette lacune.» Elle contient, à cet effet, (colonnes 2,-:4 et 6) les valeurs de ces.divers moments, par rapport à des points de Paxe xx'j distants entre eux de 0in,20 en 0m,20. Ces points pris ainsi comme ^centres successifs des moments, c’est-
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- à-dire pour origines des abscisses A des charges, sont définis de position, >par leurs distances respectives à l’essieu de tête du train, distances qui sont inscrites dans la colonne 1 de la Table.
- Cela posé, il faut distinguer suivant que le centre*des moments cherchés EPA, EPA2 et EPA3 est ou n’est pas l’un des points considérés dans la Table. , _ / f;it '.r( v
- Dans le premier cas, une simple lecture donne immédiatement les résultats demandés. c /
- Ainsi, veut-on avoir les moments en question par rapport au point de l’axe des x, situé à une distance de l’essièu de tête égale à 13m,70? On cherche ce chiffre 13m,70 dans la colonne 1 de la Table et on y lit, sur la même ligne, dans les colonnes 3, 4 et 6 :
- EPA =zp 384,2 6 ,
- 2PA* = -}- 4 230,98-6
- EPA3 = 30 143,982 ;
- 6
- l’indice général i prend ici la valeur particulière fi ; en effet, d’après le Tableau (PL 82), on voit que le point considéré sur l’axe des x est compris entre la sixième et la septième roue, et, par conséquent, les sommes ci-dessus s’étendent aux six premières charges de tête du train, à l’exclusion des suivantes.
- Dans le second cas, c’est-à-dire si le centre des moments cherchés, n’est pas l’un des points considérés dans la Table, il faut opérer par interpolation. Voici comment :
- Il est facile de vérifier que, si le centre des moments se déplace dans l’intervalle compris entre deux essieux consécutifs, les moments correspondants EPA, EPA2 et EPA3 varient, le premier linéai-
- rement, le second paraboliquement et le troisième suivant les ordonnées d’une parabole du troisième degré. ,
- EPA s’obtiendra donc rigoureusement par interpolation linéaire ;
- i ...... .........
- et on reconnaîtrait aisément que EPA2 et EPA3 sont donnés avec
- une approximation très suffisante, l’un, par interpolation linéaire, l’autre pâr interpolation parabolique du second degré.
- Pour cet objet, la Table complémentaire contient, dans les colonnes 3 et 5, les différences premières respectives des quantités EPA et EPA2 et, dans les colonnes 7 ét 8, les différences premières
- t .*'. -, î- f ' ' i:
- et secondes, afférentes à EPA3. Ces différences correspondent à.
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- l'intervalle constant de 0m,20 compris entre les points considérés successivement, dans la Table, comme centres des moments.
- Rappelons les formules d’interpolation à employer. Soient d’une manière générale : .. -,.^'1* eof.
- yo, yx et y2 les valeurs que prend une fonction donnée, quand on attribue successivement à sa variable, trois valeurs x0, x0~{-k et x0 —}— 2k en progression arithmétique;
- Àt et À2 les différences' première et seconde correspondantes, afférentes à y0. >
- Proposans7nous, de trouver, par, interpolation, la valeur y de la fonction, répondant à une valeur x = x0 -f- £ de la variable, <f étant une quantité comprise entre 0 et 2&.
- <f
- Si l’on pose p, = m (rapport qui est compris entré 0 et 2), la
- formule générale d’interpolation de Newton se réduit, dans le cas de l’interpolation parabolique du second degré, à
- (1) y = y0 +
- et, dans le cas de l’interpolation linéaire, à
- (2) y = y0-\-màlt
- Nous avons dit que, dans la Table complémentaire, les différences respectives des quantités HP h, HP h2 et HP h? correspondent
- i i i
- à un intervalle de 0m,20. On devra donc, dans les calculs d’interpolation relatifs aces quantités, faire '
- k = 0m,20.
- G’est là une donnée qu’il importe de ne pas perdre de vue.
- Exemples. — Yoici deux exemples destinés à éclaircir ce qui. vient d’être dit sur l’emploi du Tableau et de la Table complémentaire des constantes du train-type.
- A. — Le train occupe sur les travées 4_i et lk la position indiquée par la figure 29, et dans laquelle : - :
- 1° Ledit train comprend, en totalité, vingt charges ;
- 2° Sa tête fait face à gauche ; ; . ...
- 3°,L’essieu n° 11est à l’aplqmbrde l’appui A^; il
- 4° L’essieu n° 12 est à 0m,80 à gauche d’une certaine section G donnée1 dans la travée 4- ! : -
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- ' I
- Dans ces conditions, le moment fléchissant M dans cette section
- UÏÜ'T r y.y..-v'W ‘ ' ’"'v
- «et la dérivée correspondante -^r doivent être calcules par les for-
- mules (A.) et (a) du n° 55. ^ .1/ '
- On demande de déterminer, au moyen du Tableau des constantes 4u train-type, les quantités
- n, 1, k, sp^, scp^p,),.
- •entrant dans ces formules, ^ ^ îd ;
- Les trois premières sont afférentes au groupe de .vingt charges composant le train. Elles sont .inscrites dans les lignes 12,13 et 14 du Tableau, sur la verticale n° 20 du centre de gravité de ce .groupe. On y relève «
- II = + 112 tonnes, I — -f- 23 563,66, K = -f 174 889,0
- en remarquant, conformément à la légende dudit Tableau, que K est positif, puisque la tête du train fait face à gauche.
- Les deux suivantes, SPfc_ih? et Pfe_tà2, se rapportent au groupe de onze charges situées sur la travée lk_t; ce sont le moment du troisième ordre et le moment d’inertie de ce groupe par rapport à l’appui Afc_1} c’est-à-dire, ici, par rapport au point d’application de la onzième charge. Ces quantités se trouvent dans les lignes 1 et 2 du Tableau, sur la verticale du centre de la onzième roue. On
- y lit
- SP^/P = — 331 773,890 et SP,_^2 —-f 16 820,18,
- •en observant que SPest négatif, attendu que la tête du train fait face à gauche.
- Les deux dernières, SfllIc^P/c-i, Pg) et S(Pfc_l5 Ps), sont relatives au groupe de douze charges situées sur la travée 4-i et sur celle 4, à gauche de la section G.
- 2(P*_„ Pg) se lit immédiatement dans la ligne 4 du Tableau, sur la verticale de l’essieu n° 12, savoir
- 2(P/C_1, Pg) — SP = 80 tonnes.
- •12
- Quant à Seflï?(Pft_1, Pff), sa détermination exige un petit calcul. C’est la somme des moments par rapport à G des douze charges situées à gauche de ce point. Or, le Tableau nous fait savoir {ligne 3, verticale de l’essieu 12) que la somme des moments de ces douze charges, par rapport au point d’application delà douzième, a pour valeur
- '—1140,4.
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- La section G étant à 0m,80 à droite de ce point, la somme de moments cherchée est - • ^
- sTC‘s(Pfe_i, P3) = _ (i 140,4 -f- 80* X 0,80) == - 1204,4 en vertu d’une propriété bien connue des moments statiques.
- B. — Le train occupe sur les tracées 4_i et lk la position définie par la figure 34, et dans laquelle : 4-
- 1° Ledit train comprend, en totalité, dix-neuf charges (*) ;
- 2° Sa tête fait face à droite ;
- 3° L’essieu n° 10 est à 3m,05 à droite de l’appui Aft_i
- 4° L’essieu n° 7 est à l’aplomb d’une certaine section C donnée dans la travée lk.
- ^ . Kg.31.
- Vf'
- Dans ces conditions, le moment de flexion M dans cette section et la dérivée correspondante ^ se calculent par les formules (A.') et (a') du ^ 55.
- On demande de rechercher, à l’aide du Tableau et de la Table complémentaire des constantes du train-type, les valeurs numériques des quantités
- n, i, K, spkw, sp kh\ sTOi'p* sp„,
- entrant dans ces formules.
- Les trois premières se rapportent au groupe de dix-neuf charges composant le train et se lisent immédiatement, comme précédemment, dans les,,lignes 12, 13 et 14 du Tableau, sur la verticale n® 19 du centre de gravité de ce groupe, savoir i
- n = >+ 108 'tonnes, I = + 21 656,62, K = — 133 380,9
- (*) La dix-neuvième charge ne pouvant, en fait, exister sans la vingtième, puisqu’elle appartient au même wagon que celle-ci, on1 pourrait ne pas la considérer et admettre que le train comprend seulement dix-huit charges. Mais, peu importe, puisque, d’une part, l’effet de cette dix-neuvième charge est presque insignifiant, en raison de sa proximité de l’appui Afc_2, et que, d’autre part, le diagramme du train-type ne correspond rigoureusement à aucun train réel.
- Bull.
- 79
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- en remarquant,; que,, d’après la légende dudit Tableau, K est,négatif, la tête du train faisant face.à droite. : .7 rfr. ^
- SPkh? et SP+2 sont le moment du troisième ordre et le moment d’inertie des dix charges situées, sur ,1a travéc; + par rapporta l’appui A;(_!. Ces quantités se trouveraient dans le Tableau, comme dans l’exemple précédent, si, la charge n° : 40 était, à l’aplomb de Afc_1. Cette condition n’ayant pas lieu; il faut recourir,à la,,Table complémentaire. Voici comment K srVij,
- La distance de àl’essiende ttê(fe dp traintestf>1 h '
- 3m,05 -J- 18“ 90 =P21m-9a^'A A-.» ; m a «
- C ' -'ï --K , ; ; • • j • V' '•iT. -
- puisque, d’une part, sa distance à l’essieu 10 est de 3m,05, d’après les données, et que, d’autre part, la distance dudit essieu n° 10 à celui de tête est de 18ra,90, d’après le Tableau (ligne 6, verticale n° 10). '
- En nous reportant à la première colonne de la Table complémentaire, nous constatons que cette distance de 21m,95 n’y figure pas, de sorte qu’il faut interpoler.
- Or, le chiffre de la table immédiatement inférieur à 21,95 m est 21m,90 ; et, en regard de ce chiffre, on lit : ’ ”
- 2PA* = + 13 936,98, A, = + 341,36 -j.
- i
- SP hs = + 258 095,970 A. = + 8 464,324 A2 = + 206,448
- i
- en ayant égard à l’annotation concernant les signes, placée en tête de la table.
- D’autre part, d’après les indications générales données plus haut sur l’interpolation, on à ici
- £ = 21m,95 — 21m,90 = 0m,05 ; d’où, puisque la Table est construite pour k = 0m,20,
- _ £ _ 0,05 _ 1 m ^ CL2Ô ,
- Les formules d’interpolation (2) .et (1) donnent donc, pour les valeurs cherchées de SPkh2 et SPkh?, les résultats suivants :
- SPfc/i2 = + 13936,98 + y X 341,36 = + 14 022,32 i "
- 1/1
- SP* A» = + 258 095,970 + 7X8 464,324 4
- 'i - a .non h> f:
- à~J - ..
- X 206,448 = + 260 192,697.
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- r,1 II reste maintenant à chercher les1 valeurs fcles^denx sommes Sllï^P, et 2Pd. Ici une remarque se présente : rti
- Suivant qu'on considère la charge n° 71 comme étant immédiatement à droite ou immédiatement à gauche de G, ces1'deux sommes s’étendent aux sept charges de tête du train, ou bien comprennent seulement les six premières. * r î)àns! l’ühë ou l’autre hÿpôthèsëi1 STÎlc Pd a la même valeur. En effet, le moment de la septième charge par rapport à son point d’application G est nul ; peu importe donc que''ce moment entre ou non dans la somme.. Dans ces conditions, Slllc Pd se lit directement dans le Tableau des constantes du train-type, ligne 3, sur la verticale de l’essieu n° 7, savoir : ^
- sfe, = + 448,2
- en ayant égard à la note du Tableau relative aux signes.
- Quant àu terme 2 P J il a deux valeurs différentes suivant que la charge n6 7 est supposée imniediatèmënt à droite ou immédia-
- tement à gauche de G.
- Dans le premier cas, il représente la somme des sept charges de tête du train ; sa valeur inscrite, daqs le Tableau, sur la verticale de l’essieu n° 7, ligne 4, est -
- 2Pd = -f- 47 tonnes.
- Dans le second cas, il désigne seulement la somme des six premières charges de tête ; sa valeur, qui figure alors sur la verticale de l’essieu n° 6, ligne 4, devient
- SPd = -f- 40 tonnes.
- Remarque I. —— Il est facile de voir maintenant pour quel motif nous, avons établi, aux noi* 55 à 57, deux séries de formules, à appliquer, les unes ou les autres, suivant que la tête du train fait face à gauche ou à droite.
- Si, en effet, dans le cas de surcharge de la figure 29, par exemple, on voulait, au lieu des formules (A) et (a) l(n0 55), employer celles (A') et (a'),'les sommes SP,.h?, 2P,./i2, 2711^ et SPrf ne seraient plus données ni par le Tableau ni par la Table complémentaire des constantes du train-typé, puisqu’elles comprendraient non plus les charges de tête du train — nos 1, 2, 3..., — mais, au contraire, les charges.de queue — nos 20, 19, 18...
- Il en serait de même si, dans le cas de surcharge de la figure
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- 31,,Qn;^oiilai;t,se ;seryir. .d,es fprrmales. :(AJ|et (a)fau l^ejq (le celleS-^A')
- >'1 («')• . - ... . V ; •t.r.-.i-'vr,ï-v ..."
- La nécessité de disposer de deux séries de formules est donc évidente. ^ • fr'- . ;* t-:
- Remarque IL — La Table complémentaire se rapporte seulement aux machines et tenders. Nous allons montrer qu’il n’est pas nécessaire, en effet, de lui donner plus d’étendue.
- En nous reportant'aux!'noï 55i;à '58; 'obsérvonS 'd’âhord'quë les quantités SP hz et SP h2 n’entrent clans les expressions' de M
- et de que dans le cas où le train chargé simultanément deux
- travées consécutives. '
- Pour fixer les idées, supposons que les travées chargées soient celles 4-i : et 4, et que la tête du train fasse face à: droite (fig. 30
- ou fig. 34). Les expressions,de M et de ^ > à employer.dans ce cas,
- y uÀ
- sont celles (A') et (ar) (n° 55).
- Cela posé, de deux choses l’une •. ou bien, dans la1 position occupée par le train, l’ensemble des deux;machines et de leurs tenders se trouve, partie sur 4-i et partie sur lj: (figi >34) oui au contraire, ces véhicules sont tous les quatre sur 4 (fig- 30).
- Dans la première hypothèse, la Table complémentaire fournit les quantités SPfc/i3 et SPkh2 contenues dans les formules (A') et (a).
- Dans la seconde, elle ne les donne plus ; mais on peut alors se passer de ces quantités 'en opérant comme nous allons l’indiquer.
- Dans cette seconde hypothèse, la travée 4-i est exclusivement chargée de wagons (fig. 30). ,11 est clair qu’on peut, avec une approximation bien suffisante, considérer cette surcharge de wagons comme équivalente à un poids par mètre courant
- P =
- 4 000k 3
- 1 333 kilos,
- uniformément réparti sur toute la longüèur dé la-travée 'lk~u ' puisque le poids des wagons est, par roue,- de 4/000 kilos et: que l’écartement constant des essieux est de 3 mètres. ' :
- Dès lors, le moment-de flexion M, dans une section G arbitrairement choisie dans la travée 4, peut être considéré .comme la somme : 1° du moment de flexion M' dû à cette surcharge uni-
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- forme ; 2° du moment de flexion M" dû aux machines, tenders — et wagons s’il y a lieu — chargeant la travée 4 ; en sorte que
- (1) M = M' + M"
- et *
- dM_dM' dM"_dM"
- ( } dl ~ dl + dl ~~ dl ’
- car M' est constant, quelle que soit la position de la tête du train dans la travée 4-dM"
- M" et se calculeront par les formules (G') et (c') du n° 57,
- lesquelles ne contiennent pas SPkh3 et SPfc/i2.
- Quant à M', on l’obtiendra par la formule (D) du n° 58, transformée de la manière indiquée plus loin.
- - Gomme on le voit, la Table complémentaire n’a pas à intervenir dans ces déterminations. Ainsf se trouve justifié ce que nous nous avons dit de l’étendue de cette Table.
- Yoici, pour terminer, la transformation que subit la formule (D) du n° 58, dans l’hypothèse que la travée 4-i est chargée, sur toute sa longueur, d’un poids uniforme p par mètre courant.
- On a alors
- n = pik-u
- j pi3k-i
- I=TT'
- K = 0;
- et, en substituant dans (D), on obtient la formule simplifiée suivante
- (D,) M' = A-(a-(^) + (^)]
- Tout ce qui précède reste vrai quand la tête du train fait face à gauche. Dans cette hypothèse, si les deux machines et leurs tenders sont, en entier, sur la travée 4-e tandis que la travée 4 est exclusivement chargée de wagons, le moment de flexion M dans
- dM
- la section C de la travée 4 et la dérivée correspondante seront
- encore donnés par les formules (1) et (2) ci-dessus.
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- — 1190^
- . Le terme M', qui représente alors le momenPtledloxion dû aux-' wagons chargeant lk, se calculera par la ^formule, .-no.
- laquelle se déduit aisément de celle (C) du n° 57 ; a y désigne la distance de la section G à l’appui dé gauche Afe_! de la travée lk.
- Enfin, M", qui représente le moment de flexion dû aux machines, tenders — et wagons * s’il y a lieu — chargeant 4_i, et sa
- dM"
- dérivée —j- se détermineront au moyen des formules (D) et (d)
- du n° 58.
- ii J ,..
- Recherche des positions les plus défavorables du train-type. — Conditions du maximum du moment fléchissant. — Valeur de ce maximum . s
- 63. — Proposons-nous maintenant de déterminer la position du train-type à laquelle correspond le moment fléchissant maximum dans une section G arbitrairement choisie: dans une travée 4. Afin de laisser toute leur généralité aux explications qui suivent, nous ne ferons aucune hypothèse sur la situation de la section G par rapport aux foyers de 4*
- On commencera par placer le train sur le pont en lui attribuant la position, la longueur et le sens de marche qu’on jugera devoir être les plus défavorables, d’après l’idée plus ou moins exacte qu’on se fera, de la forme de la ligne d’influence relative à la section considérée, et en se guidant d’ailleurs sur les indications fournies à ce sujet, au chapitre III. (Il va sans dire qu’on ne tracera pas la ligne d’influence, le but de la présente méthodefétant principalement d’éviter cette construction.)
- Puis on calculera la quantité ^ comme il a été indiqué aux
- nos 59 et 60, en se servant de celle des formules a, ar, b, b', c, c' ou d (nos 55 à 58), qui convient au cas de surcharge considéré et au sens dans lequel le train est supposé être engagé sur le pont.
- dM . 1 " -poUv-.o':..
- On se rappelle que est la dérivée du moment fléchissant en C,
- par rapport à l’abscisse X du centre de gravité du train; dM est donc l’accroissement positif ou négatif de M; correspondant à un
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- déplacement infiniment petit dix. du train dans le sens des x positifs, c’est-à-dire de gauche à droite.
- Gela posé, il faut distinguer suivant que l’on cherche un moment maximum positif ou, au contraire, un moment négatif, maximum en valeur absolue.
- 1° Moment maximum positif. — Dans ce cas, si, pour la position considérée du train, la dérivée ^ est positive, M croît lorsque l’abscisse X augmente; d’où il suit qu’il faut déplacer le train vers les x positifs, c’est-à-dire vers la droite, pour le rapprocher de la position correspondant au maximum cherché.
- Si ^ est négatif, c’est au contraire vers la gauche, qu’il faut déplacer le train.
- On effectuera donc un petit déplacement, dans le sens ainsi indiqué par le signe de sans se préoccuper d’ailleurs du sens réel de la marche du train sur le pont, et on calculera la valeur de ^ correspondant à cette nouvelle position ; si elle est de même signe que la première, on continuera à déplacer le train dans le même sens, jusqu’à ce qu’il y ait un changement de signe de
- a K
- les deux dernières positions considérées comprendront celle du maximum.
- Deux cas se présentent alors :
- a) Si, dans le dernier déplacement, aucune charge n’a franchi la section C, le maximum cherché est un maximum analytique ; — en d’autres termes, si on traçait (fig. 32) une courbe ayant pour abscisses les valeurs de X, et pour ordonnées les valeurs prises par M pendant ce déplacement, cette coürbe présenterait un maximum avec tangente parallèle à l’axe des x.
- En effet, les formules a, a, b, b', c, c, d (nos 55 à 58) montrent
- Fig. 32.
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- que la*dérivée — reste continue' tantqu’aucune’charge né fràn-J
- chit la section C; en changeant de signe, cette, dérivée traverse donc nécessairement la valeur zéro. * ’
- Par interpolation, on déterminera avec suffisamment d’exacti-dM
- tu de la position pour laquelle0 , c’est-à-dire celle du maximum. Soient, en effet, (fig. 33) X' et X” les abscisses du centre de gravité du train occupant les deux dernières positions considérées,
- <p' et/ les valeurs absolues correspondantes de — ; dans la posi-
- OfÀ
- tion du maximum, l’abscisse Xm de ce même centre de gravité sera donnée approximativement par la relation
- --- X__
- X’ --- lm cp"
- qui est celle de l’interpolation linéaire et d’où l’on tire
- . j _X<p''+;Xy
- Am — } i Tr *
- • ? +? î
- Pi q. 33.
- Fi g. 3*.
- O yS B o
- Xs
- X I Ï
- ^ xi
- J ' • . \ /- •f ï V" -i T
- b) Si, au contraire, dans le dernier déplacement, une certaine charge P,- a franchi la section G et si, en outre, les valeurs que
- prend lorsque Py est immédiatement'-à gauche ou immédiate-
- ment à droite de G, sont respectivement positive et négative, le maximum de M a lieu précisément lorsque P^- est appliqué" enJG. Ce maximum n’est pas un maximum analytique, c’est-à-dire que la courbe représentant,'comme précédemment,* les valeurs- dé‘X et
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- — 1193 —
- de M°offre, non plus un sommet avec tangente horizontale, mais un point anguleux N (fig. 34). En effet, si on se reporte aux expressions
- de^ (nos 55 à 57), on voit qu’au moment où Pipasse d’un côté à
- l’autre de G, leur dernier terme varie brusquement d’une quantité
- égale à-P,- et qu’il en est de même, par suite, de coefficient an-
- gulaire de la tangente en N à la courbe précitée.
- En résumé, d’une manière générale, le maximum du moment positif en une section quelconque se produit, soit lorsque ^ s’an-
- nule ; soit lorsque ^ passe brusquement du positif au négatif, au
- moment où l’une des charges du train passe de la gauche à la droite de la section considérée.
- 2° Moment négatif maximum en valeur absolue. — La méthode reste exactement la même que précédemment, sauf que ce qui a dM.
- été dit des signes de-^- doit être inversé. En effet, le maximum,
- en valeur absolue, d’une quantité négative n’est autre chose que son minimum en valeur relative, et l’on sait que les signes pris par la dérivée d’une fonction, dans le voisinage d’un minimum, sont respectivement les inverses de ceux correspondant au voisinage d’un maximum.
- Si donc, pour la position attribuée au train, ^ est positif, c’est
- vers les x négatifs, c’est-à-dire vers la gauche, qu’il faut déplacer ce train pour le rapprocher de la position du maximum cherché.
- Si est négatif, c’est au contraire vers la droite qu’il faut déplacer le train.
- On verrait, de même que précédemment, que, d’une manière générale, le maximum en valeur absolue du moment négatif en
- une section quelconque se produit, soit lorsque ^ s’annule, soit lorsque — passe brusquement du négatif au positif, au moment où
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- — 1194 —
- Tune des charges du train passe de la gauche à la droite de cette section. — * J-_
- Valeur du maximum. — Quand on aura trouvé la position du train correspondant au maximum cherché, soit positif soit négatif, on déterminera la valeur de ce maximum, au moyen de celle des formules (A),'" (A').. .‘(D) (nos od à'58)-qui convient au cas de surcharge; considéré, en procédant comipe il a été dit aux nos,59 et 60.
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- CHAPITRE Y
- THÉORÈMES PARTICULIERS FACILITANT LA DÉTERMINATION DES MOMENTS FLÉCHISSANTS MAXIMUMS DANS CERTAINES SECTIONS REMARQUABLES
- Objet de ce chapitre.
- 64. — Nous venons de donner, dans les chapitres III et IY, deux méthodes générales, pour la détermination des moments de flexion maximums, positifs ou négatifs, produits dans une section quelconque par le passage du train-type.
- En nous appuyant sur les principes exposés au chapitre IY, nous allons établir plusieurs théorèmes particuliers qui facilitent et simplifient cette détermination pour certaines sections remarquables de la poutre.
- Moments maximums positifs dans les sections comprises entre les foyers.
- 65. — Voici une première proposition, déjà signalée au numéro 40, qui réduit le nombre des tâtonnements qu’entraîne la recherche des positions du train, Correspondant aux maximums des moments positifs dans une section arbitrairement choisie entre les foyers d’une travée quelconque.
- En toute section C arbitrairement choisie entre les foyers d'une travée lk quelconque, le moment fléchissant maximum positif a lieu lorsque le train charge cette travée à l'exclusion des autres, et à l'instant où une roue passe à l'aplomb de la section considérée.
- La première partie de cette proposition a déjà été démontrée précédemment (n° 40).
- Pour établir la seconde, il suffit” de faire voir que, tant qu’au-
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- 1196
- cune ïcliaïge ne franchit la section donnée G,' il ne peut y avoir.de maximum du moment fléchissants^?*^> . s. -•-*
- La travée lk étant seule chargée, la dérivée
- dM
- dX
- sion (n° 57, formule c)
- a pour exprès-
- Tant qu’aucune charge ne passe d’un côté à l’autre de la section G, cette dérivée reste continue et on en tire
- daM
- dX2
- = n#(X),
- puisque /T(^) est, comme on le sait, une constante.
- Mais (n° 59, formule y)
- 6
- /*« —
- z étant l’ordonnée correspondant au centre de gravité du train, du côté du diagramme des s relatif à la section considérée. Par conséquent,
- d2M _ 6n ^
- </xa ~ K2'
- Or, pour toute section comprise entre les foyers, le côté «*_!<** est, tout entier, situé au-dessus de l’axe des x, puisque le centre 0'* correspondant a cette section est en dehors de la travée lk (n° 18) et que le pôle Sfe est lui-même au-dessus de l’axe des x (n° 14).
- D’autre part, le train ne chargeant, par hypothèse, que la travée 4, son centre de gravité est situé dans cette travée<
- L’ordonnée z correspondant à ce point est donc toujours négative.
- Par suite, tant qu’aucune charge ne franchit la section G, la dé-d2M
- rivée seconde reste toujours positive, et il s’ensuit que ladonc-tion M ne peut passer par un maximum (*).
- (*) Si, au contraire, une certaine charge P, franchit l'a section C, la dérivée première ^ change brusquement de valeur, puisque le terme HP3 augmente ou diminue
- d’une quantité précisément égale à P; ; àu cet instant, cette dérivée peut donc passer du pôsitif au négatif, et la fonction M, atteindre son maximum.
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- + >!;
- Moments maximums négatifs dans les sections comprises entre les foyers. — Droites-limites de première espèce.
- 66. — Nous avons vu précédemment (nos 41 et 42) que, pour réaliser les moments négatifs, maximums en valeur absolue, dans toutes les sections comprises entre les foyers d’une travée quelconque 4, il faut placer le train soit sur‘là travée 4-i, soit sur celle 4+u de façon que la tête dudit train fasse face à la travée 4; qu’en outre les maximums correspondant à chacun de ces deux cas successifs, ont lieu pour une même position du train, soit sur 4-i soit sur 4+i ; qu’enfîn, les diagrammes représentatifs de ces maximums sont deux droites, auxquelles nous avons donné le nom de droites-limites de première espèce ; l’une m^n,, (fig. 22) passe par le foyer de droite et correspond au cas où le train charge 4-i, l’autre pkqk-1 passe par le foyer de gauche et correspond au cas où le train charge 4+i*.
- Proposons-nous de déterminer la position à donner au train pour réaliser les maximums en question, par exemple dans le cas où ledit train est placé sur la travée 4-i (fig• 35).
- 4-x
- ,Soil C une section arbitrairement choisie entre les foyers, M le moment fléchissant développé dans cette section quand le train occupe, sur 4-i, une position définie par l’abscisse X de son centre de gravité G, rapportée à l’appui de gauche Aft_2 de cette travée. ,On a (n° 68, formule d) s
- ^=n/Ux) + |f,(X).
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- — 1198 —
- Il étant le poids total du train, I son moment d’inertie autour de son centre de gravité, et y=fk_i(x) l’équation de
- ligne d’influence relative à la section G et située dans
- la travée 4-1-
- On voit, par cette formule, que la dérivée ^ reste continue
- tant qu’aucune charge ne sort de la travée 4-i* La condition du maximum de M est donc
- n/fc_i(X) -f- cj/fc-îpO = 0 ;
- ou, en remarquant que est le carré r2 du rayon de gyration du train autour de son centre de gravité,
- (i) fU*) + ^fZ&)=o--
- Gela posé, on pourrait, conformément à la méthode générale, déterminer f\_d('X) et f'\_t(X) par les formules ([3) et (§) du numéro 59
- fi,m = .s, Æw = - ,t».
- I h
- où 6 et m désignent, ici, respectivement les coefficients angulaires : 1° de la tangente menée au pointu, d’abscisse X, à la ligne d’influence relative à la section G considérée ; 2° du côté ak_2^k-i du diagramme des s relatif à cette même section.
- La condition du maximum prendrait alors la forme déjà simple
- Mais une autre transformation de la condition (1) conduit à un résultat encore plus facile à appliquer, en ce sens qu’il permet de trouver la position cherchée du train, sans tracer ni la tangente précitée ni la droite a;f_2x,c_t. Voici cette transformation :
- r; •
- Remarquons que la relation (1) doit rester satisfaite quelle que soit l’origine des axes de coordonnées auxquels on rapporte la ligne d’influence, pourvu que l’abscisse du centre de gravité du train soit rapportée à la même origine. Prenons donc, comme origine, le foyer de gauche de la travée 4-i, et soit Xd l’abs-
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- —1199 —
- •cisse correspondante du centre de gravité du train ; la condition (!) devient alors ,
- fk-l{\) + ~^fk-l{\) = 0 •
- Or, d’après la formule de Maclaurin,
- fUh) = fU°) + \fUo)+^fZ,(o)-
- D’où, en substituant et en remarquant que fiZiQ-i) = fi'-ïip) = constante, puisque la fonction f est du troisième degré (n° 22) :
- (2)
- fk-l(o) 4“ lifk-iio)
- X? + r2
- 2
- f'Uo) = 0*
- Gela posé, puisque le côté aft_2a&-i du diagramme des z passe par le foyer origine des coordonnées, son équation est de la forme
- . v ; : . -Z mx,
- -et l’équation différentielle du second ordre de la ligne d’influence •est dès lors (n° 22), dans la travée 4-i,
- (3)
- dHy „ 6m
- - = Mœ) = --x.
- D’où, en désignant par G et D deux constantes d’intégration,
- <4) ;
- dy j , . 3m , ^
- - = A_l(æ) = -_*>+c,
- <S)
- y = fk-i&) =
- x3 4- Cæ 4~ D -
- Ges constantes se déterminent par la condition que y s’annule .sur les appuis, c’est-à-dire pour x=. — u'k_x et pour x = on obtient ainsi pour la constante G qui, seule, nous est nécessaire '
- (6)
- m u'?u-[ 4~ v'sk-i 4- v'fe-i
- m . ,
- F{u *-*
- — u'k-iVrk-i-\-v'h_i)?
- D’autre part (3) donne, par différentiation,
- ,;(7)
- fk-\{x)
- 6m
- w
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- — 1200 —
- Si, maintenant, on fait x = o dans (4) (3) et (7) il vient, en tenant compte de (6),
- fk-l(o) = — u'k-lV'k-i -(- . ü'V-i) J
- k
- A-i(o) = o,
- ,/" , 6m
- En substituant dans (2), on obtient
- X21 = — u'k^iV'k^i -f- v'h-i)— \
- ou, en remarquant que
- w'k—i v'k—i — 4~i,
- (8) = (^-l — — r% •
- Telle est la condition que nous avions en vue.
- Elle est indépendante de la situation de la section G considérée. Cela devait être, car, ainsi, que nous l’avons déjà dit, quand le train charge la travée 4-u les moments fléchissants négatifs, dans toutes les sections comprises entre les foyers de la travée 4, sont maximums, en valeur absolue, pour une même position du train.
- On trouverait de même que, dans le cas où le train charge la travée 4+u la condition du maximum du moment négatif, dans toutes les sections comprises entre les foyers de lk, est alors
- (9) *1 = (ff—««+!»*+,) -r*.
- dans laquelle X2 désigne la distance du centre de gravité du train au foyer de droite Ffc+i de la travée chargée.
- 67. — On peut résumer en un théorème, les différentes circonstances-dans lesquelles ont lieu les maximums considérés.
- A cet effet, observons que, d’après une propriété connue, Xf-j-r2 et X| -f- r2 sont les carrés des rayons de gyration du train, pris respectivement par rapport aux foyers F4_i et F,c+1 ; donc :
- Théorème. —- Dans toutes les sections comprises entre les foyers
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- d'une travée lk quelconque, le moment fléchissant négatif, maximum en valeur absolue, a lieu lorsque le train charge, soit la travée précédente 4-i, soit la travée suivante lk+i, la tête du train faisant face, dans Vun et F autre cas, à la travée lk.
- Dans le premier cas, le carré du rayon de gyration du train par rapport au foyer de gauche F'*_i de la travée chargée lk_{, est égal à l'excès du tiers du carré de la longueur de cette travée, sur le produit des distances du foyer F'*_i aux appuis de cette même travée, c’est-à-dire que
- (8') *?.+ r2 = ^ — u'k_ iü4_1.
- Dans le second cas, le carré du rayon de gyration du train par rapport au foyer de droite Fft+1 de la travée chargée 4+t, est égal à l'excès du tiers du carré de la longueur de cette travée, sur le produit des distances de ce foyer aux appuis de cette même travée, c'est-à-dire que
- Jr
- (9') Il + r'- = -ui+lvt+t.
- 68. — Il reste à donner quelques indications sur la manière de se servir des relations (8) et (9). Pour fixer les idées, considérons la formule (8) qui répond au cas où le train charge la travée 4~i-On calculera d’ahord la parenthèse du second membre (*),
- (*) Au lieu de calculer la valeur de cette parenthèse, il est facile de la construire. Remarquons, en effet, qu’en tenant compte de ce que h—i = u k—i + v'k—i, on peut écrire
- (1) —^ — u’k-iv'k—i = -x {(y'k-i — u’k—i)2 + u'k-m'fc-i].
- O O
- Puis, décrivons un demi-cercle (fig. 36) sur Ak—iAk—t comme diamètre, et soit T'le point
- de ce cercle, dont la projection sur Ak—aAfc—1 est le point R' symétrique du foyer F'/c—1 par rapport au centre de ce même cercle. 11 est clair que
- Ak—2R' = F/c—îAfc—1 = v'k—i
- et que, par suite,
- R'Afc—1 = Ak—2F/c—1 — u'k-1 F'*—iR' = v'k-i — u'k-1,
- R'T'2 = u'k-iv'k-i-
- Bdll.
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- — 1202 —
- quantité constante, ne dépendant que des dimensions de la poutre. Puis on placera le train sur la travée 4-i (fig- 35), dans la position jugée a priori la plus défavorable, en le limitant, en queue, à l’appui de gauche Aft_2 de cette travée, de façon qu’aucune charge ne se trouve sur la travée 4-2* Le train comprendra ainsi un certain nombre m de charges. On lira alors, dans le Tableau des constantes du train-type (n° 61 et PI. 82), la valeur du carré r2 du rayon de gyration de ces m charges.
- Enfin, par la formule (8) on calculera l’abscisse Xt, définissant la position exacte du centre de gravité du train, correspondant aux maximums cherchés.
- La position du train lui-même sera alors connue, puisque le Tableau des constantes indique les distances de ce centre de gravité au premier et au mième essieu.
- Ici, une observation est nécessaire. En faisant passer le train de la position approximative qu’on lui a attribuée au début, à celle définie par l’abscisse calculée, il pourra arriver soit qu’une ou plusieurs charges de queue POT, P^.... sortent de la travée 4-i en franchissant l’appui Aft_2, soit, au contraire, que l’intervalle initial entre la queue du train et l’appui Aft_2 s’augmente à tel point qu’il soit possible d’y placer de nouvelles charges Pm+1, Pm+2... Dans l’un et l’autre cas, la position trouvée ne sera pas celle répondant au maximum. Dans le premier cas, on devra recommencer le calcul de \ en partant d’un nombre de charges inférieur à m; dans le second, d’un nombre supérieur.
- En un mot, pour que la valeur de \, calculée par la formule (8), corresponde bien au maximum cherché, il faut que cette valeur soit compatible avec celle de m adoptée comme point de départ de ce calcul.
- Une fois trouvée la position à donner au train sur la travée 4_l5
- Par conséquent, en substituant dans (1),
- l-~ — u'k—iv'k—1 — iRr2 + R'T'2) = T'2.
- O O o
- Donc : la parenthèse de l’équation (8) est égale au tiers du carré de la distance du foyer de gauche F’k-i de la travée Ak-zAk-i, au point T' du demi-cercle décrit sur cette travée comme diamètre, dont la projection sur ce diamètre est le point R/ symétrique du foyer F'fc—i par rapport au centre de ce cercle.
- On verrait, de même, que la parenthèse de (9) est égale- au tiers du carré de la distance du foyer de droite F*+i de la travée AuAk+i, au point T du demi-cercle décrit sur cette travée comme diamètre, dont la projection sur ce diamètre est le point R symétrique du foyer Fk+i par rapport au centre de ce même cercle; c’est-à-dire que
- Pk+1 1 -,
- — - Vi = 3 Fft+lT •
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- — 1203 —
- on déterminera, au moyen de la formule (D) (n° 58), par le procédé des numéros 59 et 60, la valeur M' du moment fléchissant correspondant, développé dans la section de l’appui puis on portera (fig. 22) sur l’ordonnée de cet appui, une longueur représentant MY en grandeur et en signe, à l’échelle adoptée pour les moments ; enfin, on tirera la droite mk_)Fknk ; ce sera l'une des deux droites-limites de première espèce de la travée lk (n° 42).
- Par la même méthode, on cherchera la position à donner au train sur la travée 4+d et on déterminera la valeur M" du moment fléchissant correspondant sur l’appui A*; enfin, on portera en ordonnée, à l’échelle choisie, Akpk = M", et on tirera p^q^; cette droite sera l'autre droite-limite de première espèce de la travée 4-
- Le contour ©V? sera (n° 42) la ligne enveloppe des moments maximums négatifs, produits dans l’intervalle compris entre les foyers F'fc et Fk.
- 69. — Cas particuliers. — Il convient de signaler les deux cas particuliers suivants, dans, lesquels les conditions (8) et (9) (n° 66) se simplifient.
- Pour déterminer les moments maximums négatifs, dans les sections comprises entre les foyers F'2 et F2 de la seconde travée 4» on doit (n° 67) placer le train, soit sur la travée de rive gauche Y soit sur la troisième travée 4- Pans le premier cas, la condition (8) du maximum se réduit à
- (8”)
- 9
- puisque le foyer de gauche de la travée de rive gauche coïncide avec l’appui extrême A0 (n° 12) et que, par suite, u\ = 0. Ed outre, et pour le même motif, l’abscisse X, doit alors être comptée à partir de ce même appui.
- De même, si l’on cherche les moments maximums négatifs dans les sections comprises entre les foyers F'„_i et F„_t de l’avant-dernière travée 4-u on doit (n0'67) placer le train, soit sur la travée 4-2) soit sur la travée de rive droite 4- Dans cette dernière hypothèse, la condition (9) du maximum devient simplement
- y-rV
- l’abscisse X2 étant comptée à partir de l’appui extrême An.
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- — 1204 —
- Moments maximums positifs suivies appuis et dans les sections avoisinantes.
- 70. —Nous avons vu (n° 46) que les moments maximums positifs sur les appuis et dans les sections avoisinantes sont fournis par les droites-limites de première et de seconde espèce, et que ces dernières se déduisent immédiatement des premières. Il n’y a donc pas lieu d’insister sur la détermination de ces maximums. Cependant, il n’est peut-être pas inutile de résumer, dans le théorème suivant, les diverses circonstances dans lesquelles ils se produisent ; ce théorème, analogue à celui du n° 67, résulte du rapprochement des nos 42, 46 et 67.
- Théorème. — Sur un appui quelconque Ak et dans les sections avoisinantes, à droite et à gauche de cet appui, le moment fléchissant maximum positif a lieu lorsque le train charge soit la travée 4-i> sod celle 4 :_2, la tête du train faisant face, dans l’un et Vautre cas, à l’ap-pui Ak. ;
- Bans le premier cas, le carré du rayoh de gyration du train par rapport au foyer de gauche F'fc_i de la travée chargée 4-1> est égal à Vexcès du tiers du carré de ta longueur de cette travée, sur le produit des distances de ce foyer aux appuis de cette même travée.
- Bans le second cas, le carré du rayon de gyration du train par rapport au foyer de droite Ffc+2 de la travée chargée lk+2, est égal à l’excès du tiers du carré de la longueur de cette travée, sur le produit des distances de ce foyer aux appuis de cette même travée.
- Moments maximums négatifs sur les appuis et dans les sections avoisinantes, dans le cas où les portées des travées de rives et des travées intermédiaires sont respectivement supérieures à 27m,97 et à 27m,32.
- 71. — Le moment fléchissant négatif, maximum en valeur absolue, sur un appui quelconque kk, a lieu (n° 45) lorsque le train charge les deux travées lk et 4+i-On ne sait pas d’avance si la tête du train doi t faire face à gauche ou à droite, c’est-à-dire se trouver dans la travée 4 ou, au contraire, dans celle lk+l ; il faut donc chercher successivement le maximum correspondant à chacune de ces deux hypothèses, com-
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- — 120S —
- parer les deux résultats obtenus et conserver le plus grand en valeur absolue. u i >
- 72. — Considérons d’abord la première hypothèse (fig: 37). Admettons que, dans la position du train correspondant au moment maximum, il y ait, sur la travée 4, eu moins les deux machines et leun
- ïig.31
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- ni
- tenders, c'est-à-dire douze essieux au moins, de sorte que la travée lk+ est exclusivement chargée de wagons. On conçoit que cette circonstance se produira toutes les fois que la travée 4 sera suffisamment grande ; nous déterminerons plus loin quel est le minimum de longueur de la travée lk, au-dessus duquel il en sera toujours ainsi. Auparavant, cherchons la condition analytique caractérisant le maximum qui nous occupe.
- Remarquons, à cet effet, que le moment de flexion M, en kk, est la somme :
- 1° Du moment M' produit par les wagons chargeant la travée lk+ii sur la totalité de sa longueur ;
- 2° Du moment M" produit par les machines, tenders — et wagons s’il y a lieu — chargeant la travée lk.
- Pour déterminer BÏ', on peut — sans erreur Sensible — remplacer les charges isolées des roues de wagons, par une charge uni-4 000k
- formément répartie de vjôrÿÿ — 1 333k par mètre courant de
- poutre, puisque ces charges sont toutes de 4 000k par roue et que leur écartement est constant et égal à 3m,00. Le moment M" ainsi obtenu est constant ; il est indépendant de la position de la tête du train sur la travée lk, et du nombre de roues de wagons engagées sur cette travée.
- Par conséquent, le maximum de M' a lieu en même temps que celui de M".
- Or, ainsi- que nous l’avons dit au sujet de la recherche des droites-limites (n° 42) , si un système de charges agit exclusivement
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- sur une seule travée 4 de la poutre, les moments fléchissants aux divers points de la travée 4+i, et en particulier sur l’appui A.kt sont maximums simultanément, c’est-à-dire pour une même position de ce système de charges. De plus, la condition définissant cette position a été établie au n° 66 (équation 8) lorsque nous avons cherché les moments maximums négatifs entre les foyers; elle est
- (1) Àh -f r* = y — urkv'k.
- Dans cette relation, r est le rayon de gyration du système de charges autour de son centre de gravité G, système formé, ici, par les machines, tenders et wagons chargeant la travée 4 ; \ est la distance de ce centre de gravité au foyer de gauche ¥'k de la travée 4; enfin, uk et v'k sont les distances de ce foyer aux appuis Afe_{ et de cette même travée.
- Telle est la condition caractérisant le maximum de W et, par suite, celui de M.
- D’après ce qui a été dit plus haut, elle n’est applicable qu’autant que la travée 4 est suffisamment grande pour que, dans la position du maximum de M, il y ait sur ladite travée au moins les douze essieux des deux machines et des deux tenders. Déterminons donc la valeur minimum que doit avoir 4 pour qu’il en soit ainsi.
- Le Tableau des constantes du train-type (n° 61 et PI. 82) indique que, pour ce groupe de douze essieux, on a
- r2 = 72,5410 ;
- que, de plus, la zone qu’ils occupent est de 26m,000, d’axe en axe des essieux extrêmes ; qu’enfin, la distance du centre de gravité G de ce groupe, au premier essieu, est de 14m,255.
- Pour que ces douze charges se trouvent toutes engagées sur la travée 4, il faut et il suffit, d’après la figure, que les deux inégalités suivantes soient satisfaites :
- (2) h > 26m,000,
- (3) -J- 14m,255 <y v'k.
- En éliminant \ entre cette seconde inégalité et.la condition (1) du maximum de M, et en remplaçant r2 par sa valeur numérique, il vient
- (* - U“,2SS)« + 72,8410 > h — u\v\.
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- Posons
- et, par suite,
- uk
- Vk 4 — — 1 — ou
- L’inégalité précédente devient alors, toutes réductions faites,
- (4) 0 — a^l\ — 2 X 14,255(1 — a)4 -f 275,746 >0.
- a et a désignant les valeurs de 4 qui annulent ce trinôme du second degré en 4, on a
- 14,255(1 — a) ± y/l4,2552 * 4(l — «)* — 275,746^?
- 2
- le signe -f- du radical, correspondant à a et le signe —, à a\
- En mettant la quantité sous le radical, sous la forme d’un produit de deux facteurs binômes, il vient :
- a ) 1 — a ± \/(0,411 — a)(0,232 — a)
- = 14,255 X-------------2~------------------
- , \ ô — a
- a ) à
- Or, pour des ponts d’un nombre quelconque de travées, dans lesquels lé rapport de l’ouverture des travées intermédiaires à celle des travées de rives est compris entre 0,7 et 1,3, c’est-à-dire dans tous les cas ordinaires de la pratique, les valeurs numériques du rapport a sont toujours comprises entre 0 et0,220. (Yoir : Maurice Lévy. Statique graphique, 2e partie, tableau de la page 259.) Elles sont donc toujours inférieures à 0,232 ; et la formule ci-dessus montre, dès lors, que, dans ces conditions, a et a' sont toujours réels et positifs et, de plus, que a est plus grand que a'.
- Gela posé, on voit immédiatement que l’inégalité (4) est satisfaite, soit pour
- 4 X- a,
- soit pour
- 4 <4 a',
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- puisque, dans les limites 0 et 0,220, entre lesquelles a peut varier, le coefficient du premier terme de (4) est toujours positif.
- Mais la première de ces deux solutions est la seule à considérer, puisque, d’après la nature même de la question posée, c’est une limite inférieure de 4 que nous devons trouver et non une limite supérieure. Finalement, l’inégalité à satisfaire est
- (5)
- 4 > 14,255 x
- 1 — a + V (0,4H —.a)(0,232 —a)
- Il faut maintenant distinguer, suivant que 4 est la travée de rive gauche ou bien une travée intermédiaire.
- Dans le premier cas, a est toujours nul, puisque u\ — 0 (n° 12); il vient, dès lors, en effectuant et en faisant k = 1, puisqu’il s’agit de la travée de rive gauche,
- 4 > 27m,97.
- Dans le second, si on se reporte au tableau précité de l’ouvrage de M. Maurice Lévy, on voit que « est toujours compris entre 0,170 et 0,220. Or, il est facile de vérifier qu’entre ces limites, le second membre de (5) augmente quand a diminue ; il atteint donc sa plus grande valeur pour a = 0,170 ; en faisant cette substitution dans l’inégalité (5), il vient
- 4 > 27m,32.
- De l’analyse qui précède, il résulte que, si ces deux dernières inégalités ont lieu, il en est de même de celle (3) ; et on voit immédiatement que celle (2) est également satisfaite.
- Par conséquent, la tête du train faisant face à gauche, pour que, dans la position du maximum du moment fléchissant sur un appui quelconque Afe, il y ait, sur la travée 4, au moins les douze essieux des machines et tenders, il faut et il suffit que les ouvertures de la travée de rive gauche et des travées intermédiaires soient respectivement supérieures à 27m,97 et à 27m,32. Si ces deux conditions sont remplies, la position du train correspondant au maximum est définie par la relation (1).
- 73. — On arriverait à des conclusions en tout semblables, dans le cas où la tête du train fait face à droite.
- Donc finalement :
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- Théorème. — Dans les ponts où les portées des travées de rives et des travées .intermédiaires sont respectivement supérieures à 27m,97 et à 27m,32, le moment fléchissant maximum négatif sur un appui quelconque Ak, ainsi que dans les sections avoisinantes, a lieu dans l'un ou l'autre des deux cas suivants :
- 1° La tête du train-type faisant face à gauche, la travée lk supporte ara moins les douze essieux des machines et tenders, tandis que la travée 4+i est exclusivement chargée de wagons. De plus, la position correspondant au maximum est définie par la relation
- 1*
- \\ 4- r2 = y — u'kv'k>
- où r désigne le rayon de gyration du groupe de charges supporté par la travée lk, autour de son centre de gravité, et a, la distance de ce centre de gravité au foyer de gauche de cette même travée.
- 2° La tête du train-type faisant face à droite, la travée 4+i supporte au moins les douze essieux des machines et tenders, tandis que la travée 4 est exclusivement chargée de wagons. Déplus, la position correspondant au maximum est définie par la relation
- + ?’2 — Wft+ityç+i, ' .
- où r désigne le rayon de gyration du groupe de charges situé sur la travée 4+i, autour de son centre de gravité, et"k2 la distance de ce centre de gravité au foyer de droite de cette même travée.
- Remarque. — Pour des raisons d’ordre pratique, on est presque toujours conduit à adopter, dans les ponts à poutres continues, des portées supérieures à 30 mètres ; le théorème précédent est donc d’une application très générale.
- Moments maximums positifs aux foyers.
- 74. — Considérons, par exemple, le foyer de droite F,, de la travée 4 (fig• 38J. Pour obtenir le moment maximum positif en ce point, iPfaut (n° 40) placer le train sur la travée 4 exclusivement, de façon que sa tête fasse face à l’appui de droite Afc; de plus (n°65), ce maximum a lieu au moment où une certaine roue Pj du
- train se trouve à l’aplomb de Ffc; enfin (n° 63) la dérivée ^ doit
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- passer brusquement du positif, au négatif, quand la charge P,- passe de la gauche à la droite de Fft.
- Calculons cette dérivée.
- Le train ne chargeant que la travée lk et sa tête faisant face à droite, on a (formule (c) du n° 57)
- (D ^ = +
- Dans cette formule, Il est le poids total du train, I son moment d’inertie par rapport à son centre de gravité G, et X l’abscisse de ce centre de gravité, rapportée à l’appui A,^; 2Pd désigne la somme des charges appliquées à droite de Fk, somme qui change brusquement de valeur quand la charge Py franchit Fk ; enfin, y — fg(x) est l’équation de la courbe Afe_iCafc, dont le segment Aft_tc appartient à la ligne d’influence relative à la section du foyer F*.
- Or (n° 34), le côté a^a* du diagramme des z correspondant à cette
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- section coïncide avec la droite Ak_{fk, dont l’ordonnée Lkfk est égale à AfeFft (*), c’est-à-dire à — vk; son équation est, par suite,
- L’équation différentielle du second ordre de l’arc Ak^cak est, dès lors (n° 22),
- (2)
- dx1
- = m
- _6
- K
- D’où, en intégrant et en se rappelant (n°34) que l’arc A^c de la ligne d’influence est tangent à l’axe des x au point Afc_t,
- (3)
- fAx)
- 3Vk
- D’autre part, de (2) on tire, en dérivant,
- (4)
- w . ÜVk
- Remplaçant x par À dans ces deux dernières relations et substituant dans (1), il vient
- dX
- = ~ (m* + I) - SPj ;
- t k
- ou, puisque I — Ilr2,
- d\
- _ 3v*
- (X* + r*)n —spd.
- h
- La quantité — est une constante que nous représenterons par S2; ovk
- il vient donc, finalement, en divisant les deux membres de la relation précédente par n,
- .1 dM__X2 -f- r3 SPd
- uüx ~ s2 n~‘
- Cela posé, pour que le maximum de M ait bien lieu à l’instant où c’est la charge Py considérée qui passe à l’aplomb du foyer Ffc, il faut (n° 63) que les deux inégalités
- •«>0 dl <u
- soient satisfaites : la première, lorsque la charge P; est immédia-
- (*) Dans la figure 38, ainsi d’ailleurs que dans toutes celles du présent chapitre, l’échelle des ordonnées est trois fois plus grande que celle des abscisses.
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- tement à gauche de F/c; la seconde, lorsqu’elle est immédiatement à droite.
- Ou bien, à cause de (5),
- /g\ < ^2 ~f~ r2 quand Py est immédiatement à gauche de Ffc,
- ' ' . n > â2 » Py » droite de F*.
- Telle est la double condition caractérisant le maximum positif du , moment fléchissant au foyer de droite Ffc d’une travée quelconque. '
- On remarquera que, quand la roue Py passe de la gauche à la droite de F*, la somme HVd augmente brusquement d’une quantité égale à P,- ; tous les autres termes des inégalités (6) restent, au contraire, constants.
- Si l’une de ces deux inégalités n’est pas satisfaite, la position considérée n’est pas celle du maximum, et il faut, dès lors, déplacer le train. Dans quel sens? En d’autres termes, est-ce la
- roue Pj__i ou, au contraire, celle Py_m qu’il faut amener à l’aplomb
- de Ffc?
- Si c’est la première inégalité qui' n’est pas réalisée, c’est la roue Pj_i qu’il faut amener en Ffc. En effet, la formule (5) montre
- immédiatement que, dans cette hypothèse, ^ est négatif, ce qui
- indique (n° 63) qu’il faut déplacer le train vers la gauche pour le rapprocher de la position du maximum positif cherché.
- Si c’est la seconde inégalité qui n’a pas lieu, c’est, au contraire, la roue PJ+1 qu’il faut amener en Ffe.
- Dans la nouvelle position donnée au train, si les deux inégalités (6).sont satisfaites, cette position pst celle du maximum. Sinon, on devra continuer à déplacer le train dans le même sens, jusqu’à
- Ce qu’une autre roue soit parvenue en Fft, etc...; corrélativement,
- on ajoutera ou retranchera, s’il y a lieu, des charges en queue du train (n° 40).
- Si, au lieu du foyer de droite, il s’agit du foyer de gauche F*, le train doit encore charger exclusivement la travée 4, mais sa tête doit alors faire face à l’appui de gauche A/t_i (fig. 39) ; le maximum se produit toujours lorsqu’une certaine charge Pipasse à l’aplomb de F*; et l’on établirait, comme précédemment, qu’il est caractérisé par la double conditioû
- /m > À 2 -f- r2 quand Py est immédiatement à gauche de F*,
- ^ ' n < S'2 » Py » droite de FF
- dans laquelle : \
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- 2PS est la somme des charges situées à gauche de F*,' somme qui change brusquement de valeur quand Py passe d’un côté à l’autre de F'ft ;
- V est la distance du centre de gravité G du train à l’appui de droite Afc de la travée 4 ;
- /3
- B'2 représente la quantité
- 75. — Remarquons que X2 + r<l et sont les carrés des
- rayons de gyration du train, pris respectivement par rapport à l’appui de gauche Aft_t et par rapport à l’appui de droite A* de la travée 4-
- D’autre part, les quantités constantes B et B', données par les formules
- (8)
- 32
- l\
- Svk
- et
- 8'2
- A
- 3wV
- sont des longueurs.
- Nous pouvons, dès lors, énoncer sous la forme suivante, les diverses conditions dans lesquelles a lieu le moment maximum positif, soit au foyer de droite, soit au foyer de gauche.
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- Théorème. — Le moment fléchissant maximum positif au foyer de droite Fft d’une travée quelconque 4 se produit lorsque le train charge exclusivement cette travée, la tête dudit train faisant face à l’appui de droite Ak, et à Vinstant où une certaine roueVj franchit le foyer Ffc. De plus, à ce même instant, suivant que Pj est immédiatement à gauche ou immédiatement à droite de Fk, le rapport de la somme des charges situées à droite de Ffc au poids total du train est plus petit ou plus grand que le rapport du carré du rayon de gyration du train, autour de l’appui de gauche Ak_u au carré de la longueur constante S.
- Le moment fléchissant maximum positif au foyer de gauche F4 d’une
- travée quelconque lk se produit lorsque le train charge exclusivement
- cette travée, la tête dudit train faisant face à l’appui de gauche AI;_a,
- et à l'instant où une certaine roue P_,- franchit le foyer F'fc. Déplus, à ce même
- instant, suivant que P_,- est immédiatement à droite ou immédiatement à
- gauche de F'*, le rapport de la somme des charges situées à gauche de
- au poids total du tram est plus petit ou plus grand que le rapport du
- carré du rayon de gyration du train, autour de l’appui de droite Ak, au
- carré de la longueur constante o'.
- *
- Moment fléchissant maximum positif au centre fixe.
- 76. — Le moment maximum positif au centre fixe Ofc de la travée 4 (fig. 40) se produit lorsque le train charge exclusivement cette travée, et à l’instant où une certaine roue P, se trouve à l’aplomb
- de Ofc (rf° 65) ; de plus (n° 63) la dérivée doit passer brusque^
- rfÀ
- ment du positif au négatif quand Py passe de la gauche à la droite de Ofc. Enfin, on ne peut pas dire d’avance si la tête du train doit faire face à droite ou à gauche ; en sorte qu’il faut déterminer le moment maximum dans chacune de ces deux hypothèses, comparer les deux résultats ainsi obtenus et conserver le plus grand des deux.
- 77. — Considérons d’abord le cas où la tête du train fait face à droite (fig. 40). On a (formule c du n° 57)
- (1) • ^ = n^.« +1 /«"PO - £Pa>
- en désignant par X l’abscisse du centre de gravité G du train, rap-
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- portée à l’appui de gauche comme origine des coordonnées, et en convenant de représenter par l’équation
- V = fgfr),
- Fig.3-0.
- l’arc A*_jcak dont le segment Aft_iC appartient à la ligne d’influence relative à la section du centre fixe 0k.
- Or (n° 35), le côté <**_!<** du diagramme des z correspondant à cette section passe par le pôle Sft et il est parallèle à l’axe des x ; son équation est par conséquent
- ' * — 0,Sfc = k ;
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- et l’équation différentielle du second ordre de l’arc Ak_iCak est, dès lors (n° 22),
- (2)
- d?y tf . 6-
- ^=«*)=—g*
- 6 SO
- I bk°k'
- D’oii
- fg(x) = 0;
- et la formule (1) se réduit, par suite, à
- (L)
- n di
- f,W -
- 2Pd
- en divisant les^deux membres par II.
- Cherchons, à présent, une expression simple de /*'?(X). L’équation (2) donne, en intégrant deux fois,
- (3) ^ = 4(*) = |.stot.* + c
- y = Ar(*) = I- SA . <Ç* + Cæ +D.
- lk
- Les constantes d’intégration C et D se déterminent par la condition que l’arc kk_xcak est issu de l’origine kk_{ des coordonnées et que (n° 23) son ordonnée A^â* est égale, en grandeur et en signe, à 0,cAfc; on trouve ainsi :
- D = 0 el c =
- 4
- Par suite,
- (ff) dx - fs{x) - l\ sa.x+°‘a73s^ Lk
- et }
- (4) /fc) = ! • SA lk \ , — 3S A 5 * ‘ 4 . ”4 ’
- en posant 5 = r- SA * Lk
- (6) . X 4- 0&Afe — 3 SfeOft.
- Cette expression de f'g(X) est celle que nous avions en vue ; en la portant dans (1') il vient finalement
- (6) vO'.l: 0;.....
- ' n di ih n
- Cela posé, pour que le maximum de M ait bien lieu à l’instant
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- où c’est la charge P/- considérée qui passe à l’aplomb de Oft, il faut (n° 63) que les deux inégalités
- dM> dx <u’
- soient satisfaites : la première, lorsque P;- est immédiatement à gauche de Ok; la seconde, lorsque P,- est immédiatement à droite de Ok.
- Ou bien, à cause de (6),
- , SPd ç quand Py est immédiatement à gauche de Ok,
- Il > 4 » Pj » à droite de Ofc.
- Telle est la double condition, d’ailleurs très simple, caractérisant le maximum du moment positif au centre fixe d’une travée quelconque.
- La longueur lk qui y figure est une donnée, et les valeurs des deux termes 2Pd et n se lisent immédiatement dans le Tableau des constantes du train-type (n° 61 et Pl. 82).
- .Quant à la quantité Ç, voici une construction géométrique qui la détermine très rapidement.
- Remarquons, à cet effet, que si l’on considère X et £ comme des coordonnées courantes, l’équation (5) représente une droite (fig. 40) dont les ordonnées ef kkwk, correspondant
- respectivement aux abscisses X = 0 et \ = lk, ont pour expressions
- I ,
- = OfcÂfc — 3S/jO/c et A/cojfc — 0/cA/t -J- 3S/cO?c (*) ;
- il est donc bien aisé de déterminer ces deux ordonnées au moyen du compas, et la droite s’ensuit. L’ordonnée Qn de cette
- droite, correspondant à l’abscisse X du centre de gravité G du train, est précisément la quantité £ cherchée.
- Il y a lieu d’observer que la droite est indépendante
- de X, c’est-à-dire de la position du train.
- Quand Py passe de la gauche à la droite de O*, la somme SP augmente brusquement d’une quantité précisément égale à Py, tandis que les autres termes des inégalités (7) restent constants.
- Si l’une de ces deux inégalités n’est pas satisfaite, la position considérée n’est pas celle du maximum et il faut, dès lors, déplacer le train. On verrait, comme au n° 74, que si c’est la première inégalité qui n’a pas lieu, il faut déplacer le train vers
- (*) Dans la figure 40, les ordonnées du diagramme des s ont été amplifiées dans le rapport q.— 3; au contraire, celles de la droite w/£—iw/c ne l’ont pas été; par suite, dans cette figure, on' a, en réalité, A/£_iwfc-i — OfcAfc — SfcO* et A/cw/c = 0/cAfc 4- 'S/c0/c.
- Bull. _ 81
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- — 1218 —
- la gauche, de façon à amener la roue Py_t à l’aplomb de O*; si, au contraire, c’est la seconde inégalité qui n’est pas réalisée, c’est vers la droite qu’il faut déplacer le train, jusqu’à ce que la roue Pi+1 soit parvenue en G*.
- Si, pour la nouvelle position donnée au train, les deux inégalités (7) sont satisfaites, cette position est celle du maximum. Sinon, on continuera à déplacer le train, dans le même sens, jusqu’à ce qu’une autre roue parvienne en 0&, etc...; corrélativement on ajoutera ou on retranchera des charges en queue du train (n° 40).
- 78. — Il nous reste à dire quelques mots, du cas où la tête du train fait face à gauche.
- La double inégalité (7) caractérise encore le maximum du moment fléchissant en Ok. Mais, ici, la somme 2Pd s’applique, non plus aux charges de tête du train, mais bien aux charges de queue ; en sorte qu’elle n’est pas donnée directement par le Tableau des constantes du train-type (n° 61 et PL 82), et il faut la calculer par la formule ' •
- (8) spd^n — sp„
- dont les deux termes du second membre figurent dans le Tableau en question.
- On peut éviter ce petit calcul en transformant, comme suit, les inégalités (7 ) :
- ^ S IL j H quand P;- est immédiatement à gauche de 0/c,
- Et < 4 » Pj » à droite de O*,
- ou à cause de (8), et en posant lk — £=!•',
- ih>i quand P^ est immédiatement à gauche de O*,
- ^ fi <4 » Pj » à droite de Ofe.
- Dans cette inégalité, SP9 et II sont donnés par une simple lecture dans le Tableau des constantes du train-type et 4 est connu. Quant à laquantité ç, pour la déterminer, il suffit de mener (fig.ÂO) la parallèle à l’axe des x, à une distance de cet axe égale
- à 4 5 l’ordonnée nq de cette droite, correspondant au centre' de gravité G du train et mesurée à partir de est précisément
- égale à ç; en effet Gg = 4 par construction, Gn= Ç d’après ce qui a été dit plus haut ; par suite, nq= Gq — Gn = 4 —
- On verrait, comme précédemment, que si la première des
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- —'4219 —
- deux inégalités (7') n’est pas satisfaite quand la charge considérée Vj passe au centre fixe, il faut déplacer le train vers la gauche; si, au contraire, c’est la seconde inégalité (T) qui n’a pas lieu, il faut déplacer le train vers la droite. Dans l’un et l’autre cas, on poursuivra ce déplacement jusqu’à ce qu’une nouvelle charge arrive en 0ft et on vérifiera, encore au moyen du critérium (T), si cette seconde position est, ou non, celle du maximum, etc...
- 79. — Il n’est pas inutile, pour fixer les idées, de résumer dans un seul théorème, les diverses conditions caractérisant le maximum du moment fléchissant positif au centre fixe :
- Théorème. — Le moment fléchissant maximum positif au centre fixe Ofc d'une travée quelconque lk se produit lorsque le train charge exclusivement cette travée et à l’instant où une certaine roue P;- franchit Ok. De plus, à cet instant, suivant que Py est immédiatement à
- 2Pd
- gauche ou immédiatement à droite de Ok, le rapport —j=j— de la somme
- des charges situées à droite de Ok, au poids total du train, est plus petit ou plus grand que le rapport y, £ désignant l’ordonnée correspondant
- au centre de gravité du train, de la droite (fig. 40) définie par
- ses ordonnées et Afcwfc respectivement égales à OkAk — 3SftOfc
- et a OfcAfc -j- 3S*0*.
- Ce maximum doit être recherché dans les deux cas où la tête du train fait face, soit à l’appui de droite Ak, soit à l’appui de gauche Ak_t. Le plus grand des deux résultats est, bien entendu, le seul à conserver.
- Moment maximum positif en une section quelconque, située dans une travée de rive, entre l’appui extrême et le foyer opposé.
- 80. — Considérons, par exemple, la travée de rive gauche ù (fig. A4), et soiLC la section considérée, située entre A0 et Ft.
- Le moment fléchissant maximum positif en C a lieu lorsque le train charge exclusivement la travée ù et à l’instant où une certaine roue P,- se trouve à l’aplomb de C (n° 63). De plus (n° 63), la
- dérivée doit passer brusquement du positif au négatif lorsque
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- Py passe de la gauche à la droite de C, ce qui s’exprime par la double inégalité
- dM > a quand Py est immédiatement à gauche de C.
- ' ' dl <U » Py » à droite de G.
- Enfin, en général, on ne peut pas dire d’avance si la tête du train doit faire face à droite ou à gauche ; en sorte qu’il faut déterminer le moment maximum correspondant à chacune de ces deux hypothèses, comparer les résultats ainsi obtenus et conserver le plus grand. Cependant (n° 40) si la section G est voisine de Fi5 le maximum cherché a toujours lieu dans le cas où la tête du train
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- fait face à droite ; au contraire, si elle est voisine de A±, il a lien dans le cas inverse. .
- Gela posé, que la tête du train fasse face à droite, comme dans la figure 41, ou, au contraire, à gauche, on a toujours (n° 57, formule c') (*) :.
- (2) ^-=n/ï(x) + i^(»-spd,
- en convenant de représenter par
- y = fg(x),
- l’équation.de la courbe A0ccq, à laquelle appartient le segment A0c de la ligne d’influence relative à G, et par X l’abspisse du centre de gravité du train, rapportée à l’origine A0 des coordonnées.
- Proposons-nous de transformer cette expression, de manière à la rendre indépendante de la ligne d’influence.
- Le côté du diagramme des z correspondant, dans la travée lx, à la section G, est (n° 17) une droite A0a1 dont l’ordonnée focale est égale à
- son équation est, par conséquent,
- __ vx a
- ~ h ’
- et l’équation différentielle du second ordre de la courbe A^a* est, dès lors (n° 22),
- (3)
- D’où,
- (4)
- dHj 6 6 vx a
- L’intégration de (3) donne successivement :
- dx-t*W — t*lUi tlœ L
- et
- y = f&) = ^ tx x% + Cæ + D
- (*) Les formules (c) et (cr) (n° 57) sont vraies, l'une et l’autre, quel que soit le sens dans lequel le train est engagé sur le pont. C’est seulement pour la commodité des calculs numériques qu’il convient, comme nous Lavons dit (n° 57), d’employer (c) quand la tête du train fait face à gauche et (cr) quand elle fait face à droite.
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- _ m* —
- Les constantes d’intégration C et D se déterminent par la condition que la courbe AQcat est issue de l’origine A0 des coordonnées et que (n° 23) son ordonnée A^ est égale à b. On trouve ainsi :
- D — 0
- et
- G =
- ou, en remplaçant y- par son égal
- k h
- b ?q a
- \ u± lx
- 1—
- a(ji | vi\ _ a aut 4- a _ui —a
- Ju/ k u, ~ ui ui
- puisque u1-\-v1 = lx. Donc,
- (S)
- y , . 3 v, a ui — a
- La relation (2) peut maintenant s’écrire, à cause de (4) et (5) :
- 5r-n(Â^4x +~ür)+1¥1üjr a-
- En remarquant que I = II?'2 et en posant
- (6)
- on a finalement
- <f2 =
- ux k 3 a
- t iM X2 4" r* 2Pd Wi — a
- n di
- n
- C’est l’expression que nous avions en vue.
- La double condition (1), caractérisant le maximum de M, devient, dès lors,
- (T) < Ul — a _i_ ~t~ r2 quand Pj est immédiatement à gauche de G,
- ' Il > ut ' <f2 » Pj » à droite de G.
- Si on observe que
- SPd = , _
- Il II ’
- N v Â
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- on peut aussi l’écrire sous la forme '
- (7) > .ÜL__H~ y2 quand Py est immédiatement à gauche de G,
- ' ' fl < m1 cf2 » Py » à droite de G.
- . Telles sont les conditions que nous nous proposions d’établir. Afin que les quantités SP?et 2Pd soient toujours données par une simple lecture dans le Tableau des constantes du train-type, on se servira de (7) quand la tête du train fera face à gauche et de (T) quand elle fera face à droite. \
- Lorsque Py passe de la gauche à la droite de G, SP9 diminue brusquement d’une quantité précisément égale à Py, tandis qu’au contraire 2Pd augmente de la même quantité ; quant aux autres termes de (7) et (7'), ils restent constants.
- Si l’une des deux inégalités exprimées, soit par (7), soit par (7'), n’est pas satisfaite, cela veut dire que le maximum ne se produit pas quand Py est appliquée en G. On verrait, comme au n° 74, que, si c’est l’inégalité supérieure qui n’a pas beu, il faut déplacer le train vers la gauche ; si, au contraire, c’est l’inégalité inférieure qui n’est pas réalisée, il faut déplacer le train vers la droite.
- On effectuera donc un déplacement, dans le sens ainsi indiqué, jusqu’à ce qu’une autre charge arrive à l’aplomb de G. On reconnaîtra encore, soit au moyen des conditions (7), soit au moyen de celles (7'), si cette nouvelle position correspond ou non au maximum, etc.
- 81. — Les diverses circonstances caractérisant le maximum peuvent se résumer comme suit :
- Théorème. — Le moment fléchissant maximum positif en une section G arbitrairement choisie dans une travée de rive f (fig. 41), entre l’appui extrême A0 et le foyer opposé F,’, se produit lorsque le tram charge exclusivement cette travée et à Vinstant où une certaine roue Py franchit cette section.
- De plus, à cet instant, suivant que Py est immédiatement à gauche
- SP
- ou immédiatement à droite de G, le rapport de la somme des charges
- situées à gauche de G, au poids total du train, est plus grand ou plus petit que la différence entre le rapport —des distances de l’appui A„ à
- y2 r r2
- la section G et au foyer Fd, et le rapport —^— du carré, du rayon de
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- gyration du train, autour de A0, au carré de la longueur constante
- Ce maximum doit, en général, être recherché dans les deûx cas où la tête du train fait face, soit à droite, soit à gauche. Le plus grand des deux résultats est, bien entendu, le seul à conserver.
- Le second paragraphe de cet énoncé traduit la double condition (7). On peut le remplacer par le suivant, qui traduit celle (7') :
- Déplus, à cet instant, suivant que P;- est immédiatement, à gauche
- SP
- ou immédiatement à droite de C, le rapport de la somme des charges situées à droite de G, au poids total du train, est plus petit ou plus grand que la somme du rapport ——— des distances du foyer F* à la
- ui
- X2-i- r2 •
- section G et à Vappui A0, et du rapport —— du carré du rayon de gyration du train autour de A0, au carré de la longueur constante £.
- Tracé des lignes enveloppes des moments fléchissants.
- Méthode abrégée.
- 82. — Nous avons résumé au n° 48 la marche à suivre pour la détermination des lignes enveloppes des moments fléchissants, et nous avons indiqué au n° 49 une méthode approximative, qui abrège notablement cette détermination, tout en présentant un degré d’exactitude largement suffisant pour les besoins de la pratique.
- La série des opérations à effectuer pour cet objet reste exactement la même, quel que soit le procédé employé dans la recherche des moments maximums. La manière de réaliser chacune d’elles, seule, diffère suivant qu’on utilise les moyens presque entièrement graphiques du chapitre III ou, au contraire, ceux semi-analytiques du chapitre IY. Il n’y a donc pas lieu de revenir sur cette question.
- Nous nous bornerons à faire remarquer que l’application de la méthode abrégée du n° 49 est beaucoup facilitée par l’emploi des théorèmes du présent chapitre. Comme on vient de le voir, ces théorèmes permettent, en effet, de déterminer rapidement et
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- sans recourir aux lignes d’influence, les positions du train-type qui correspondent précisément aux divers moments maximums envisagés dans cette méthode, savoir :
- 1° Moments maximums négatifs entre les foyers (n° 66), et moments maximums positifs sur les appuis et dans les sections avoisinantes (n0'70), moments dont les diagrammes représentatifs sont les droites-limites de première et de seconde espèce ;
- 2° Moments maximums positifs aux foyers (n° 74) et aux centres fixes (n° 76) ;
- 3° Moments maximums négatifs sur les appuis, pour les ponts dans lesquels les portées des travées de rives et des travées intermédiaires sont respectivement supérieures à 27m,97 et à 27m,32 (n° 71).
- 4° Moments maximums positifs dans deux sections Gj et C2 convenablement choisies dans chaque travée de rive, entre l’appui extrême et le foyer opposé (n° 80).
- Nous pensons que, dans ces conditions, cette méthode abrégée résout, aussi simplement que possible et avec toute l’exactitude nécessaire, le problème complexe posé par le Règlement ministériel du 29 août 1891, en ce qui concerne les moments fléchissants produits par le passage du train-type sur les ponts en poutres continues.
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- CHAPITRE VI
- LIGNES L’INFLUENCE DES EFFORTS TRANCHANTS. EFFORTS TRANCHANTS MAXIMUMS PRODUITS PAR LE PASSAGE DU TRAIN-TYPE
- Définition.
- 83. — La définition des lignes d’influence des efforts tranchants est analogue à celle des lignes d’influence des moments fléchissants (n° 19).
- Soient :
- P une charge appliquée en un point E quelconque de la poutre continue AqA» (fig. %; PL 84);
- T l’effort tranchant qu’elle détermine dans une section C donnée (*) ;
- A une longueur constante, arbitrairement choisie.
- T
- Considérons la quantité y = — A; c’est une longueur. Portons-
- la, en ordonnée, au point E, au-dessous ou au-dessus de A0An, suivant que T est positif ou négatif. Le lieu de l’extrémité e de cette ordonnée, quand la charge P parcourt la poutre, est la ligne d’influence de l’effort tranchant relative à la section C.
- Il est clair que
- en sorte que ~ est le rapport purement numérique par lequel il
- faut multiplier le poids mobile P, pour obtenir la valeur de l’effort tranchant produit par ce poids dans la section C, lorsque celui-ci est arrivé au pied de l’ordonnée y.
- (*) De même que pour le moment fléchissant, dans l’évaluation de l’effort tranchant dans une section donnée, nous envisageons les forces agissant à gauche de cette section ; de plus, nous considérons comme positives les forces descendantes et comme négatives celles ascendantes.
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- Dès lors, si des charges quelconques Pt... P*... Pn sont appliquées en des points E* ... E*... Ere de la poutre, et si yx.., y(... yn sont les ord onnées correspondantes de la ligne d’influence, l’effort tranchant T produit dans la section G, par ce système de charges, est donné par la formule
- (1) T = i(Piyi... + P,yi... + PÆ).
- Théorème fondamental.
- 84. — Considérons une travée lk arbitrairement choisie.
- Sur l’ordonnée du foyer de gauche F'fe, portons (fig. 2, PL 84J, en grandeur et en signe,
- (2) =
- et, sur l’ordonnée du foyer de droite,
- (3) +
- Pour déterminer géométriquement les deux points r'k et rk ainsi définis, il suffit évidemment de porter sur les verticales des appuis kkqk = — A et = -j- A; puis, de tirer les droites Ak_{qk et Akqk-i, lesquelles
- coupent respectivement les ordonnées des > foyers F'*, et Ffc aux points cherchés.
- Des deux égalités ci-dessus, on déduit
- Fkrk FfcAft
- ¥'kr'k F'fcA
- Or, la relation de définition du centre fixe Ok est (n° 14, formule 1).
- OfcFfc FftAfe
- OfeF^ F'7cAfc_1
- Donc
- Fkrk _ OfcFfe
- F 'kr'k Ok¥'k
- Par conséquent, la droite rkrk passe par le centre fixe 0fe.
- Cela posé, soient afc_i et ak les points où cette droite prolongée rencontre les verticales des appuis Ak_{ et Ak. Partant de ak, traçons la ligne polygonale concave aka.k+i ar,_IA„ dont les sommets sont sur les verti-
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- i
- cales des appuis Afc, Afc+i . ;. An_l3 An, et dont les côtés successifs passent par les foyers de droite des travées lk+i .. . ln.- Puis, partant de ak_u traçons la ligne polygonale analogue afc_ia*_2... oqAj» dont les sommets sont sur les verticales des appuis A/;_i, Aft_2... A1? A0 et dont les côtés successifs passent par les foyers de gauche des travées 4-i .... 4-
- Représentons par z, les ordonnées .du diagramme A^ .., ak_i<xk ... a„_jAnainsi formé, que nous appellerons diagramme des z.
- Le théorème fondamental que nous avons en vue et dont on trouvera la démonstration dans notre Mémoire sur les Déformations élastiques (§ 54) est le suivant :
- La ligne d'influence de l’effort tranchant, relative à une section C arbitrairement choisie dans la travée lk, se compose de deux branches
- d'une courbe funiculaire de distance polaire ^ > et correspondant à des
- O
- forces fictives verticales >
- , h
- . zdx: y
- appliquées à chaque élément dx de la poutre, et descendantes ou ascendantes suivant que z est positif ou négatif.
- L'une des branches correspond au segment de poutre A0C et passe par les points d'appui de ce segment; l'autre correspond au segment CAn et passe par les points d'appui de ce second segment (*).
- Ce théorème présente une analogie complète avec celui concernant les lignes d’influence des moments fléchissants (n° 20). Il est clair que cette analogie.se poursuivra dans les procédés à employer pour construire ces lignes.
- 85. — Remarque. — Si la section C considérée est située dans une travée de rive, la construction du diagramme des z y relatif se simplifie légèrement.
- Par exemple, s’il s’agit de la travée de rive gauche l±(fg. 3; PI. 84), le pointr\ se confond avec l’appui de gauche A0; en effet, le
- (*) Cet énoncé diffère légèrement de celui de notre Mémoire précité. Il traduit plus complètement, mais pour les poutres à section constante seulement, les équations générales du § 54 de ce Mémoire, et. en même temps, il tient compte des propriétés qui font l’objet des théorèmes II et III du § 55 de ce même. Mémoire.
- Ce théorème fondamental a été établi dans l’hypothèse que la section C considérée appartient à une travée intermédiaire; mais la proposition démontrée, en renvoi, au ri0 20 du présent Mémoire, l’étend immédiatement au cas où cette section est située .dans une travée de rive. ' ‘ . .
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- foyer de gauche F't.se confond lui-même avec cet appui, de sorte que dans ce cas,
- A0r'i = F>'i = 0,
- en vertu de la relation (2) du n° 84.
- Le point r\ étant ainsi connu d’avance, on n’a à constr/iire que le point r, ; ce qui se fait comme il a été dit plus haut (n° 84), d’une manière générale, pour le point rk.
- De même, s’il s’agit de la travée de rive droite ln, le point rn se confond avec l’appui extrême An, de sorte qu’on n’a à construire que le point r'n.
- Propriétés relatives aux lignes d’influence des efforts tranchants.
- 86. — Considérons la branche de courbe funiculaire AqA* ...
- A^A*... Ak_____2 A^c (fig.2; PL 84) qui constitue la partie de la ligne
- d’influence située à gauche de la section C donnée, et prolon-geons-la jusqu’à sa rencontre, en%, avec la verticale de l’appui Afc,
- en utilisant à cet effet les forces fictives zdx : ^ réparties sur le
- tronçon CA,c.'
- On établirait, comme pour la ligne d’influence du moment fléchissant (n° 22), que : . ,
- Dans chaque travée, la courbe funiculaire précitée est un arc de parabole cubique dont Véquation diffère d’une travée à Vautre.
- Les arcs de paraboles cubiques correspondant à deux travées consécutives f_i et f se raccordent tangentiellement sur Vappui A* commun à ces deux travées.
- 87. — Proposons-nous de déterminer le point ak de l’arc de parabole cubique Ak_iCak correspondant à la travée lk.
- On sait que, quand la charge mobile P est appliquée en un point quelconque d’abscisse x, compris entre A/C_i et C, l’effort tranchant en C a pour expression
- Mft_i — M* -f Px
- vT-“ 4
- Mft_i et Mfc désignant les moments fléchissants correspondants sur les appuis Aft_lfet Afc, et l’abscisse x étant rapportée à l’appui Aft_! comme origine.
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- L’équation de la partie A^c de la ligne d’influence est donc, en vertu de sa définiti on même (n° 83),
- _ Mfc_! — Mfc + Pa? W A y~ ~4 XP’
- où Mft_i et M* sont des fonctions de l’abscisse x.
- On démontrerait, comme au n° 23, que cette équation représente, non seulement la partie A^c de l’arc parabolique Kk_icak, mais bien cet arc entier, quand on y fait varier x de 0 à 4-
- Or, pour x =- lk, les moments M,£_! et Mft sont évidemment nuis, puisque P est alors appliquée sur l’appui A*. L’équation ci-dessus donne alors
- Akak _• A.
- Si on prolongeait, de même, la branche de courbe funiculaire An ... Aft+1Afcc', jusqu’à son intersection avec la verticale de Afc_i, en utilisant à cet effet les forces fictives réparties sur le segment CA^, on établirait, de la même manière, que
- Ak. .i(ik—i — A.
- Par conséquent :
- Les prolongements dés deux branches de courbe funiculaire Aa ... Ak_iC et An ... Akc', qui constituent la ligne d’influence de Veffort tranchant relative à une section G d’une travée quelconque lk, rencontrent les verticales des appuis Afc et Aft_l5 en des points ak et ak_i situés respectivement au-dessous et au-dessus de ces appuis, à une distance h.
- Les deux courbes funiculaires kk_icak et Akcak_i correspondent
- aux mêmes forces fictives, et elles ont même distance polaire ^ •
- De plus, nous venons de voir que les distances verticales A^a^ et akAfc de leurs extrémités homologues sont toutes les deux égales à A.
- Il s’ensuit que ces deux com'bes sont parallèles entre elles.
- 88. — De la construction même des courbes Ak^cak et ak_ic'A/e, il résulte, en vertu du théorème fondamental (n° 84), que si Cx (fig. 2, PL 84) désigne une section arbitrairement choisie dans la travée 4) et si q et c\ sont les points desdites courbes situés sur l’ordonnée de C4> la ligne d’influence de l’effort tranchant relative à cette section est constituée par les deux courbes A0 ... A,£_2A/£_1c1 et c\A.kA.l:+l m[ ; A*.
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- On voit, dès lors, que les deux courbes A0 ... A.k_2A.k_lcak et afc_1c'A/cAft+1 ... A„ fournissent les diverses* lignes d’influence relatives à toutes les sections de la travée lk.
- Polygones des tangentes sur appuis.
- 89. — Aux deux courbes A0 ... .A^A* ... A/£+2 A ,£_iC% et fluc'Aj A/£+1 ... kn(fig. 2; PL 84) correspondent deux polygones des tangentes sur appuis, qui répondent à la même définition et jouissent des mêmes propriétés que les polygones de même nom considérés dans la détermination des lignes d’influence des moments fléchissants (nos 25 à 28). Nous nous bornerons donc à énoncer les règles qui en découlent pour construire ces polygones.
- En ce qui concerne le polygone des tangentes sur appuis correspondant à la courbe A^ ... A^A,... A*^_2 A^cct;., cette règle est la suivante :
- ak étant le point dont Vordonnée kkakest égale à A (n° 87), portez, à partir de la droite A,._ia7£, sur les verticales trisedrices (gk) et (g'k), deux ordonnées GfcHfe et'Gr'ftH'fc, respectivement égales aux ordonnées correspondantes gkyk et g'ky'k du diagramme des z.
- Les points Hfc et H'ft ainsi obtenus sont les deux premiers sommets du polygone des tangentes, et les droites akH/c, H/cH'fc, H^A^H^ en sont dès lors les trois premiers côtés, dont le troisième est limité à la verticale trisedrice (gk_x).
- Joignez ensuite H&_1 au foyer de gauche F'fc_i de la travée 4_i* Le segment Ek_lH.rk_i de cette droite, compris entre les verticales trisedrices Çgk-i) et (g'k-1), est le quatrième côté du polygone des tangentes.
- Le dnquième côté est la droite H4_iA/£_2H;£_2 joignant à Vappui Afc_2 et prolongée jusqu’à, la verticale trisedrice {gk-f).
- Continuez ainsi, de proche en proche, en faisant passer les côtés de rang impair par les appuis et les prolongements des côtés de rang pair par les foyers de gauche des travées correspondantes.
- Dans la travée de rive gauche, le côté de rang pair E4H4 et le côté de rang impair H^Aq sont en ligne droite, parce que le foyer de gauche est confondu avec l’appui de gauche A0,
- Le polygone des tangentes a^E'JîkR'^Ji^ ... kn correspondant à la courbe a/£_1c'A;£Afc+1... An se construira de la même manière, en partant du point akdéfini par son ordonnée Aj^a^ = — A et en cheminant (de gauche à droite, les foyers de droite, remplaçant, du reste, les foyers de gauche.
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- Construction de la ligne d’influence.
- 90. — Les deux polygones des tangentes sur appuis étant tracés, la construction de la ligne d’influence de l’effort tranchant s’achèvera de la même manière que s’il s’agissait de la ligne d’influence du moment fléchissant (n° 29).
- En effet, dans chaque travée, 4 par exemple, on connaît (fig. % ; PI. 84):
- 1° Les deux points extrêmes A^_l et Ai de l’arc de courbe funiculaire situé dans cette travée, et les tangentes A^H'* et AjH* en ces points ;
- 2° Le diagramme représentatif des forces fictives auxquelles
- correspond cette courbe funiculaire.
- On déterminera, dès lors, par le procédé du n° 7 — 2°, autant de points de cet arc qu’on le désirera, ainsi que les tangentes en ces points.
- Il en est exactement de même pour les deux arcs Ak_iCak et ak_iOrkk situés dans la travée 4, lesquels se construiront par le même procédé.
- On remarquera que, d’ailleurs, ces deux arcs étant parallèles (n° 87), après avoir déterminé l’un d’eux, A^ca* par exemple, il suffira de le déplacer parallèlement à l’axe des y, d’une quantité égale à — A, pour obtenir l’autre ak_iC'A.k,
- Règle. — En résumé, les opérations à effectuer pour construire les lignes d’influence de l’effort tranchant, relatives aux diverses sections d’une travée quelconque lk, sont les suivantes :
- 1° Tracé du diagramme des z (n° 84) ;
- 2° Tracé du polygone des tangentes sur appuis, pour chacune des deux branches de courbe A0.. .A^_1Ai... A/C_2Ak_icak et a^c'A/cAft+1... A„ (n° 89) ;
- 3° Détermination dans chaque travée, par le procédé du n° 7 — 2°, d'autant de points de ces courbes et de tangentes qu'il est nécessaire pour les tracer avec l'exactitude voulue.
- La ligne d’influence relative à une section C* quelconque de la travée 4 se composera alors des deux courbes ainsi contruites, limitées respectivement aux points et c\ situés sur la verticale de cette section (n° 88).
- La figure 3 de la planche 84 donne, à titre de renseignement, la ligne d’influence relative à une section quelconque G située
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- dans la travée de rive gauche, ainsi que les deux polygones des tangentes sur appuis correspondant à cette ligne.
- 91. — Points d’inflexion. — Les courbes A0...Af_1Ai...Afc_aAfr_1cafc et afc_ic'AfcA.ft+1 ...kn(fig. 2; PL 84) présentent un point d’inflexion dans chaque travée, sauf dans les travées de rives. Ces points sont situés sur les verticales des points d’intersection du diagramme des .s avec l’axe des œ (n° 8). Ils sont donc : dans la travée 4, sur la verticale du centre fixe ; dans les travées précédentes, sur les verticales des foyers de gauche ; enfin, dans les travées suivantes, sur les verticales des foyers de droite.
- La construction de ces points d’inflexion s’effectuera comme il a été dit au n° 8.
- 92. — Valeur a attribuer a la constante arbitraire A. — Par définition (n° 83), les ordonnées de la ligne d’influence sont proportionnelles à la constante arbitraire A. On devra’’ choisir la valeur de cette constante de manière que l’épure se présente bien. Une valeur exagérée de A donnerait des courbes trop allongées en hauteur; une valeur trop faible conduirait à des courbes trop aplaties. En général, on obtiendra une épure satisfaisante en attribuant à la longueur A une valeur voisine de la moyenne des portées des travées. Dans les ponts à travées intermédiaires égales qui sont, du reste, les plus répandus, on pourra faire A égal à la portée commune de ces travées.
- Efforts tranchants maximums produits par le passage du train-type.
- . 93. — Un coup d’œil jeté sur la ligne d’influence de l’effort tranchant, relative à une section G arbitrairement choisie dans une travée 4 quelconque (fig. 2 ; Pl. 84), nous montre que :
- 1° A droite de G, la ligne d’influence est située au-dessus de l’axe des x dans la zone CAft de la travée lk, puis alternativement au-dessous et au-dessus de cet axe dans les travées suivantes 4+i>
- 7 ?
- %-f-2 - • - ?
- 2° A gauche de G, la ligne d’influence est située au-dessous de l’axe des œ dans la zone GAfc_! de la travée 4, puis alternativement au-dessus et au-dessous dans les travées précédentes 4-u 4-2* -G
- Bull. .82
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- — 1234
- 3* Enfin, les sinuosités ainsi formées par la ligne d’influence, dans les travées autres que lk, sont de moins en moins accentuées, au fur et à mesure qu’on s’éloigne de la travée 4, soit vers la droite, soit vers la gauche. 1
- Dans ces conditions on reconnaît facilement que :
- A. —Pour produire Veffort tranchant négatif, maximum en valeur absolue, dans la section G, il faut placer le train, soit sur le segment CAft de la travée lk, soit sur la travée lk_{.
- Dans le premier cas, la tête du train doit faire face à gauche et la queue être limitée à l’appui A,. ; de plus, l’essieu de tête doit être placé immédiatement à droite de G (*). La longueur et la position à donner au train sont donc connues a priori.
- Dans le second cas, la tête du train doit, au contraire, faire face à droite et la queue être limitée à l’appui Afc_2. La longueur et la position à donner au train ne sont pas connues a priori.
- Si la section G est voisine de l’appui Afc_l5 c’est le premier cas qui est le plus défavorable ; si, au contraire, elle est voisine de l’appui Afc, c’est le second.
- B. — Pour produire Veffort tranchant maximum positif dans la section G, il faut placer le train soit sur le segment A^C de la travée lk, soit sur la travée 4+1 •
- Dans le premier cas, la tête du train doit faire face à droite et la queue être limitée à l’appui A*_! ; de plus, l’essieu de tête doit être placé immédiatement à gauche de G. La longueur et la position à donner au train sont donc connues a priori.
- Dans le second cas, la tête du train doit faire face à gauche et la queue être limitée à l’appui A,£+1. La longueur et la position du train ne sont pas connues a priori.
- Si la section C est voisine de l’appui Afc, c’est le premier cas qui est le plus défavorable ; si, au contraire, elle est voisine de Aft_l5 c’est le second,
- 94. — Nous venons de voir que la position du train est connue a priori, dans les deux cas où celui-ci charge soit le segment GA*, soit celui A^G. On a donc alors seulement à déterminer la valeur de l’effort tranchant correspondant, au moyen de la formule
- .1 *
- (1) T — — (PmS?/OT-[-Pu>2î/«,),
- laquelle n’est qu’une autre forme de celle (1) du n° 83. , ;
- (*) Ceci résulte de ce que les plus lourdes charges se trouvent en tête du train-type.
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- Pw, Pt,et P» désignent les poids respectifs des roues de machines, de tenders et de vagons, poids qui sont fixés à 7 000 k, 6000 k et 4000 k, pour la voie à l’écartement normal de lm,50; ym, yt et yw sont les ordonnées dq la ligne d’influence, mesurées sur l’épure, à l’aplomb des centres de ces différentes roues.
- Dans le but d’éviter d’avoir à lire sur l’épure toutes les ordonnées ym, yt et yw, lesquelles peuvent être très nombreuses, on peut aussi se servir de la formule
- (2)
- n, I et K sont respectivement le poids total, le moment d’inertie et le moment du troisième ordre du groupe de charges appliqué soit sur Afc^G, soit sur CAfc, par rapport à son centre de gravité ; ces quantités s’obtiennent, en grandeur et en signe, par une simple lecture dans le Tableau des constantes du train-tvpe (n° 61 et PL 82). 1 •
- y est l’ordonnée GM (fig. 2 ; PL 8â) du point M de la ligne d’influence, situé sur la verticale du centre de gravité G du train.
- z est l’ordonnée GN de la droite appartenant au diagramme des z. '
- m est le coefficient angulaire de cette même droite.
- Comme on le voit, ces trois quantités y,- z et m sont données immédiatement, en grandeur et en signe, par l’épure de la ligne d’influence.
- La formule (2) s’établit de la même manière que celle (C) du n° 57, dans laquelle on aurait remplacé la fonction f(X) et ses dérivées, par leurs expressions (a), (y) et (B) du n° 59 ; nous nous bornerons -à cette indication sommaire pour ne pas répéter ici des calculs semblables à ceux des nos 54 et suivants.
- 95. — Il nous reste à examiner les deux cas où le train est placé sur l’une ou l’autre des travées 4-i et 4+i-
- La position dudit train n’est plus connu a priori. Mais voici un théorème qui dispense de la rechercher et permet, dans chacun de ces deux cas, d’obtenir immédiatement les efforts tranchants maximums correspondants, au moyen de certains moments fléchissants déterminés précédemment.
- Théorème.A— Si le train charge exclusivement soit la. travée lk_u soit celle 4+i, le moment fléchissant et Veffort tranchant dans toutes les sec-
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- — 1236 —
- tions de la travée lk sont maximums simultanément, c’est-à-dire pour une même position da train .
- De plus, dans chacun de ces deux cas, l'effort tranchant maximum est constant dans toute la travée lk, et il a pour expression
- m___M/c_i — Mfc
- T“—
- où Mft_! et désignent les moments fléchissants maximums correspondants, sur les appuis Aft_d et Afe.
- Pour une position quelconque du train, soit sur la travée 4-l5 soit sur celle lk+l, l’effort tranchant dans toutes les sections de la travée lk a pour expression bien connue
- (1)
- „ M^-M*
- 1 ---;-- ?
- où Mft_i et M,c désignent les moments fléchissants correspondants sur les appuis A^ et A*.
- Si c’est la travée 4-i qui est chargée, Mw est négatif et M* positif.
- Si c’est la travée lk+l, c’est l’inverse qui a lieu.
- Par suite, au signe près, le numérateur de l’expression (1) de T représente, dans l’un et l’autre de ces deux,cas, la somme des valeurs absolues de et de Mfc.
- Si donc ces valeurs absolues sont maximums simultanément, pour une certaine position du train, soit sur 4-i, soit sur lk+l, l’effort tranchant T sera également maximum, en valeur absolue, pour cette même position du train.
- Or, c’est précisément ce qui a lieu. Nous avons vu, en effet, au n° 42,-que si le train charge exclusivement, soit la travée lk_u soit celle 4+u les moments fléchissants aux divers points de la travée 4 sont maximums en valeur absolue, pour une même position du train.
- La première partie. de la proposition, est donc établie. La seconde résulte immédiatement de la formule (1).
- Les valeurs des moments maximums s.ur appuis, correspondant aux deux cas de surcharge envisagés dans ce théorème, sont connues. Eii effet (n°42), quand le train charge la travée lk_{, ces moments sont représentés (fig. 22) par les ordonnées extrêmes A^m^i et Aknk de la droite-limite de première espèce m^n*. Quand il charge la travée 4+i, ils sont représentés par les ordon-
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- — 1237 — '
- nées extrêmes A.k_lqk_l et hkpk de l’autre droite-limite de première espèce qk^pk.
- Les valeurs T et T'des efforts tranchants maximums, correspondant respectivement à ces deux cas, s’ensuivent donc par la formule (1). Celle T est négative et celle T' positive, ainsi que cela résulte des signes de Mfc_i et de M*.
- Si les ordonnées et Afc_dfc_i (fig. 42) représentent respec-
- tivement ces quantités, à une échelle convenablement choisie, les deux droites et tk_{uk, parallèles à Taxe des x, sont les diagrammes représentatifs des efforts tranchants maximums, correspondant respectivement à cés deux mêmes cas. Nous les appellerons droites-limites des efforts tranchants, par analogie avec les droites de même nom, relatives aux moments fléchissants.
- ,-i.
- - Lignes enveloppes des efforts tranchants.
- 96. — De ce qui précède résulte la règle suivante, pour la détermination des lignes enveloppes des efforts tranchants dans une. travée quelconque 4 :
- 4° Construisez (fîg. 42) les deux droites-limites rk^sk et 4_1t(fc (n° 95.)
- 2° Pour un certain nombre de sections telles que C, déterminez, comme il est dit au n° 94, l’effort tranchant négatif, maximum en valeur absolue, correspondant au cas où le train charge le segment GKk (n° 93, A), et l’effort tranchant maximum positif, correspondant au cas où le train charge le segment A^C (n° 93, B). Portez ces deux valeurs, en ordonnées, suivant CO et Cô', respectivement au-dessus et au-dessous de l’axe des x. Enfin, joignez par un irait continu, d’une part, tous les points
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- tels que 9, ce qui donne la courbe Akübk_u et, d'autre part, tous les points tels que 6', ce qui donne la courbe Ak_ib'dk.
- Ces courbes coupent respectivement les droites-limites rk_vsk et tk_{uk, en %k et en ek. Les deux contours mixtilignes 6fe_iofcsfc et tk_{ekdk sont les deux lignes enveloppes des efforts tranchants négatifs et positifs dans la travée lk.
- Remarques. — 1° Dans la détermination des lignes enveloppes des efforts tranchants dans une travée quelconque 4, on se sert seulement des deux arcs de parabole cubique Ak^cak et a^c'A,. (74/. 2 ; PL 84) situés dans cette travée. On n’a donc pas à construire les parties de ligne d’influence situées en dehors de cette même travée.
- 2° Les deux courbes Afe9&fc_1 et Ak^Cdk (fig. 42) ont généralement une allure régulière ; il suffit donc, pour pouvoir les tracer avec une exactitude suffisante, d’en déterminer un petit nombre de points seulement.
- 3° Dans les travées de rives il n’y a qu’une seule droite limite, savoir : dans la travée de rive gauche 4 > et rn_{sn dans celle de
- rive droite ln. Ceci résulte immédiatement de la définition des droites-limites (n° 95).
- Les deux lignes enveloppes des efforts tranchants étant tracées, aux ordonnées de chacune de ces lignes on ajoutera algébriquement les ordonnées correspondantes de la droite représentative des efforts tranchants dus à la charge permanente seule. On obtiendra ainsi deux nouveaux polygones mixtilignes qui représenteront les limites extrêmes entre lesquelles pourront varier les efforts tranchants aux divers points de la travée lk. On pourra alors, au moyen de ces limites, déterminer les dimensions des barres de treillis de cette travée, en se servant, si on le juge nécessaire, des formules déduites des lois de Wœhler, dont Remploi est conseillé dans les Instructions ministérielles pour l'application du Règlement (article 2).
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- CHAPITRE YII
- LIGNES D’INFLUENCE DES FLÈCHES ET DES RÉACTIONS DES APPUIS.
- FLÈCHES ET RÉACTIONS MAXIMUMS PRODUITES PAR LE PASSAGE DU TRAIN-TYPE.
- Indications préliminaires.
- 97. — Le Règlement du 29 août 1891 (article 7), prescrit de « fournir à l’appui des projets, le calcul des flèches sous l’action » de la charge permanente et1 sous l’action de la surcharge ».
- D’autre part, l’étude d’un pont métallique exige, comme on le sait, la connaissance des réactions maximums exercées par le tablier sur ses appuis. ,
- Ces deux questions, au premier ahord étrangères l’une à l’autre, sont, en réalité * étroitement liées entre elles au point de vue théorique, et la seconde peut être considérée comme un. corollaire de la première.
- C’est ce motif qui nous a conduit à les réunir dans un même chapitre et à commencer l’exposé qui va suivre, par l’étude des flèches.
- Rien ne s’oppose, d’ailleurs, à ce que, dans les applications, on débute au contraire par la recherche des réactions des appuis.
- La détermination des flèches et des réactions produites par la charge permanente seule s’effectue par des procédés trop connus pour qu’il y ait lieu d’y revenir ici. Nous ne nous occuperons-donc que de celles produites par le passage du train-type.
- 98. — Avant d’entrer dans le sujet, rappelons deux constructions connues :
- (A) Etant donnée une poutre reposant sur deux appuis simples A et
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-
- — im
- B (fig. 43), construire le diagramme représentatif des moments de flexion g développés dans cette poutre par une charge P appliquée en un
- point quelconque C, ou, plus exactement, le diagramme représentatif des
- quantités ^ •
- La règle est la suivante :
- Sur les verticales descendantes des appuis, portez kcl = A.C et Bc2 = CB. % Les droites Ac2 et Bct se coupent en un point D, sur la verticale de G, et le contour ADB est le diagramme cherché. !
- On remarquera que les ordonnées jj- de ce diagramme sont des
- longueurs et doivent conséquemment être lues à la même échelle que les autres longueurs entrant dans l’épure.
- On peut, si on le désire, amplifier l’échelle des jj-. Veut-on,
- par exemple, la tripler, il suffira, dans la construction précédente, de porter Ac* = 3AG et Bc2 = 3GB, sans autre changement.
- (B) Même problème, AB étant alors une travée quelconque A^A,. = 4 d'une poutre continue A0An (fig. 44).
- Voici, dans ce. cas, la règle à suivre (*).
- 1° Construisez, comme il vient d'être dit, le diagramme représentatif Aft_1DAfc des moments fléchissants p, que produirait la charge P, si la travée 4 était indépendante du reste de la poutre et reposait librement sur ses appuis ;
- 2° Par le sommet D de ce diagramme, menez une parallèle à k,._ikk, de manière à former le rectangle Afc_1A/c/î7c/i,t_1 ;
- 3° Par ce même sommet, menez des parallèles aux diagonales de ce rectangle jusqu’à leur rencontre, en sfc_i et sk, avec les verticales des appuis ;
- 4° Tirez les droites k^s,. et Afc.sfc_1 qui coupent les verticales des foyers aux deux points f'k et fk;
- (*) Nous reproduisons ici, à peu près textuellement, l’énoncé donné par M. Maurice Lévy, dans son traité de Statique graphique, II0 partie, page 181.
- Tig.43.
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- 5° Enfin, par ces deux points, menez la droite A'ft_iA'fc.
- Le contour Ek_J)Kkrapporté à cette droite A ViA'fc comme axe des x (Taxe des y restant toujours dirigé suivant la verticale descendante), est le diagramme représentatif des moments fléchissants M produits par
- • - M
- la charge P dans la travée lk, ou, plus exactement, des quantités p--
- Dèslors, posant
- M _ P “
- nous appellerons diagramme des z le diagramme représentatif qui vient d’être défini. '
- On peut dire que les s sont les moments de flexion produits, dans la travée 4 de la poutre continue, par une charge égale à l’unité de poids, appliquée en (L
- Remarques. — 1° Aux points J4 et J/c situés sur les verticales des intersections j'k et jk de AViA^ avec le diagramme des z, le moment de flexion est nul. Ce sont donc les points d’inflexion de la
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- fibre moyenne de la travée lk, fléchie par un poids d’ailleurs quelconque appliqué en G.
- 2° Représentons, en grandeur et en signe, par — p' et -J- p les distances CJ'fe et CJ/c de ces points d’inflexion, au point G, et par £ l’ordonnée C'D du diagramme des s, correspondant au point G.
- Il est facile de vérifier que
- (1)
- <?
- pp'
- FF?.'
- En effet, par D menons DL parallèle à AV_iA*. La similitude des deux triangles CrDjk et Lc^D donne la relation
- é L
- p hk-iD
- qui exprime que les bases £ et Lde ces triangles sont proportionnelles aux hauteurs correspondantes (3 et hk_J).
- De même, dans les deux triangles semblables C'D/'* et LA^D, on a
- £ _ Afc-iL
- P" Ac-iD
- En ajoutant ces deux relations membre à membre et en remarquant que
- Afo-iL -j- Lc/c—i = Ak-iCk~{ = Aft_iC — A_iD,
- par construction, il vient
- qui n’est qu’une autre forme de la proposée.
- Lignes d’influence des flèches.
- 99. — Définition. — Soient :
- P une charge agissant en un point E quelconque de la travée lk(fig. 4-5); . ; r., „
- v la flèche qu’elle produit en un point G donné ; i;! ,
- I le moment d’inertie de la section de la poutre, par rapport à un axe horizontal situé dans le plan de cette section et passant par son centre de gravité ;
- E le coefficient d’élasticité longitudinale de la matière ,constituant l’arc. V-'-*-
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- Considérons la, quantité
- (i) y
- \ “ - -
- 6EI P lh
- C’est une longueur. En effet, le coefficient d’élasticité E peut être considéré comme une force rapportée à l’unité de surface (*); il est, par suite, du degré 1 par rapport aux forces et du degré — 2 par rapport aux longueurs ; I est du degré 4 par rapport aux longueurs. Le numérateur 6EI est donc du degré 1 par rapport
- Fig-.iS
- aux forces et du degré 2 par rapport aux longueurs. Il en est
- 6EI
- évidemment de même du dénominateur PLa fraction =-nr
- P/\
- est, conséquemmënt, un rapport purement numérique ; y est donc bien, comme v, une longueur.
- Portons (fig. 45) y, en ordonnée, au point E, au-dessous de Àfc_iAk, puisque v est évidemment toujours positif. Le lieu de l’extrémité e de cette ordonnée, quand la charge P parcourt la. travée 4, est la ligne d’influence de la flèche au point C.
- De (1) il résulte que le produit d’une ordonnée quelconque
- PP
- y. = Ee de la ligne d’influence, par le coefficient numérique
- représente la valeur de? la,flèche produite au4point C quand la charge mobile P passe au pied Ë de cette ordonnée.
- Dès lors, si des charges quelconques Pt ... P£ ... Pn sont appliquées en des points Ed..., E£... E„ de la travée lk, et si yl... y£... yn sont les ordonnées correspondantes de la ligne d’influence, la flèche v déterminée au point G, par ce système de charges, a pour expression '• '‘V"’-'1
- (2), « = ••• + ViVi + Vnÿn)
- (*) Effectivement, E est, conventionnellement, l’effort en kilogrammes qu’il faudrait exercer sur une barre d’un mètre carré de section, pour en doubler la longueur, la matière étant supposée indéfiniment élastique. C v
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- Dans la définition, que nous venons de donner, de la ligne'd’influence de la flèche en un point G arbitrairement choisi dans une travée quelconque 4» nous 'avons admis que le poids mobile P parcourt exclusivement cette travée . 4- Pour plus de généralité on pourrait supposer, comme nous l’avons fait pour les moments fléchissants, et les efforts tranchants, que ce poids se déplace sur toute l’étendue de ,1a poutre. Mais ce serait sans utilité pour la recherche de la flèche maximum produite en C par le passage du train-type, ce maximum ayant toujours lieu lorsque le train charge
- exclusivement la travée 4-
- Théorème fondamental.
- 100.— Yoici le théorème fondamental d’où découle immédiatement la construction de la ligne d’influence de la flèche :
- z désignant les ordonnées du diagramme représentatif des moments fléchissants produits dans une travée quelconque 4 d’une poutre continue, par un poids égal à V uni té, appliqué en un pointé arbitrairement choisi (n° 98 — B) :
- La ligne d’influence de la flèche au point G est une courbe funiculaire,
- de distance polaire
- dant à des forces fictives verticales
- zdx :
- 4
- 2’
- appliquées à chaque élément dx de ladite travée et descendantes ou ascendantes suivant que z est positif ou négatif.
- Pour établir cette proposition, remarquons qu’en vertu du principe de la réciprocité des déplacements élastiques (*), la flèche v, produite au point G, par la charge mobile P parvenue en un point quelconque E de la travée 4, est égale à la flèche vl que produirait, au point E, un poids fixe égal à P et appliqué en G.
- En d’autres termes, si on considère la fibre moyenne de la travée 4, fléchie par ce poids fixe auxiliaire, une ordonnée quelconque v{ de cette fibre fléchie est égale à la flèche v que la charge mobile P produit au point C à l’instant où elle passe au pied de cette ordonnée.
- (*) Mémoire sur les Déformations élastiques, lro partie. (Bulletin de la Société des Ingénieurs civils de Mars 1889.)
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- — mm —
- 6EI
- Conséquemment (n° 99), si on dilate dans le rapport les
- ordonnées de cette même fibre fléchie, la courbe ainsi obtenue est précisément la ligne d’influence cherchée.
- Or, l’équation différentielle; du second ordre de la fibre en question est, d’après la théorie de l’élasticité,
- d2v± M Pz
- Æ — — Ëi — Wi*
- Celle de la ligne d’influence est, par suite, à cause de (1) (n° 99)
- d^y___ 6EI _ 6
- dâ?~ “m ’ Ëï~~~ ¥*' ,
- C’est précisément (n° 22) l’équation différentielle du second ordre d’une courbe funiculaire de distance polaire ^ , correspon-
- O
- dant à des forces fictives verticales zdx :
- La ligne d’influence cherchée ét la courbe funiculaire définie dans l’énoncé ont, dès lors, même équation différentielle du second ordre. De plus, elles ont en commun les deux points d’appui Aft_i et Ai. Elles coïncident donc dans toute leur étendue (*) ; ce qui démontre la proposition.
- Propriétés relatives aux lignes d’influence des flèches.
- 101. —Prenons comme axes de coordonnées l’horizontale Ca; et la verticale Gy du point C (ftg. AA).
- Les ordonnées s de la droite A^Dc*, mesurées à partir de A'j^A*, ont pour expression
- les notations étant celles du n° 98 (Remarque 2).
- Et l’on a, de même, pour les ordonnées analogues de la droite AfcD ck_u
- (*)'On sait, en^effét,^qu’une courbe quelconque est" complètement définie par deux quelconques de ses points et par son équation différentielle du second ordre. f .
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-
- — im —
- Par conséquent, d’après l’équation (3) du n° 100, l’équation différentielle du second ordre de la ligne d’influence est':"
- Dans la partie de travée A^C,
- <Py dx2
- et, dans la partie de travée CAfc,
- (o)
- Les seconds membres de ces équations différentielles sont linéaires. Donc :
- Les deux arcs A^c et cAft de la ligne d’influence appartiennent à deux paraboles cubiques.
- Ces deux paraboles sont distinctes l’une de l’autre. Nous en représenterons respectivement les équations par
- y — fg{x) et y = fd{x).
- (Les indices g et d ont pour but d’indiquer que ces équations conviennent respectivement aux arcs A^c et cAft situés respectivement à gauche et à droite de C.)
- La ligne d’influence A^cA*, étant une courbe funiculaire de forces continues, ne présente aucun point anguleux. Par conséquent :
- Les deux arcs de paraboles cubiques A^c et cAfc se raccordent tangen-tiellement en c sur la verticale de C.
- 102. — Au lieu de tracer seulement la partie A^c de la courbe y = fg(x), prolongeons cette courbe dans toute l’étendue de la travée 4, jusqu’à sa rencontre en avec la verticale de l’appui A*. L’arc
- Aft_icaft est une courbe funiculaire, de distance polaire de forces
- O
- fictives zdx
- 4
- désignant ici les ordonnées de la droite A^e*,
- mesurées à partir de A4_iA4.
- De même, prolongeons l’arc Akc de la courbe y = fd(x), jusqu’à sa rencontre en aavec la verticale de l’appui A^. C’est une courbe
- funiculaire, de distance- polaire de forces fictives zdx : s dé-
- o A
- signant ici les ordonnées, de la droite A^c^, mesurées à partir de
- A4_iAV
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-
- — i m -7-
- .. Gela fait, proposons-nous de former les, expressions analytiques-des ordonnées Akak et Ak_lak_u en vue d’en déduire une construction géométrique des points ak et ak_i. , \.
- G et D désignant deu& constantes d’intégration, les équations-différentielles (4) et (5) donnent :
- Pour la courbe y = fa(x),
- (6) &-/'»(*)— 6£/x‘ 1 1 A
- (7) &+ï+c“+d)î
- Et pour la courbe y = fd(x),
- (8) 1 II S II
- (9) «se II II 1 ^IS ,_l+i+Cæ+D)’
- Les constantes G et D sont les mêmes dans les deux courbes, attendu qu’au point c, c’est-à-dire pour x = 0, ces deux courbes ont même ordonnée et même tangente (n° 401).
- Ges constantes'1 Se déterminent par les deux conditions que la courbe y = fg(x) passe en et que celle y = fd(x) passe en Ak; c’est-à-dire que
- fg(— ®) — 0 et m = 0,
- — a et -{- b désignant, en grandeur et en signe, les abscisses des appuis et Afe rapportées à l’origine G.
- On trouve ainsi :
- (10)
- (11).
- Les équations (7) et (9) des deux courbes y = fg(x) et y — fd(x) sont maintenant complètement connues.
- En y faisant respectivement x=b et x = — a, et en tenant compte, à la fin du calcul, de ce que (n° 98. Remarque 2)
- 3 À d‘ÿUÉ>M
- SOO'Ïs
- '£
- y w
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-
-
- — ms —
- on arrive, finalement, aux expressions^suivantes des ordonnées
- cherchées : A 6‘ Mat-
- (12)
- a3
- (13) A k-iak-'——
- De l’expression (12) on déduit la règle que voici :
- Pour construire le point ak (fig. 44), où la courbe Àfc_1cafc rencontre la verticale de l'appui kk, portez sur cette verticale Akck == A,cC ; par C, menez une parallèle à la droite kk_Yc'k, jusqu'à sa rencontre en dk avec la verticale de kk; portez, sur l'axe des x, kkd'k = Akdk; enfin, par d'k, menez une parallèle à Ak_ic'k. Cette parallèle rencontre la verticale de kk au point ak cherché.
- La justification de cette règle résulte immédiatement de la considération des triangles semblables Ckkdk et d'kkkak.
- La construction analogue du point , où la courbe Afecafe_4 rencontre la verticale de l’appui A^, est évidente; nous croyons donc inutile de l’énoncer.
- Construction des lignes d’influence des flèches.
- 103. — Considérons d’abord (fig. 44) l’arc k^cau de la courbe y = fg{x), dont le segment A*_tc appartient à la ligne d’influence de la flèche en G.
- Nous en connaissons les points extrêmes. Aft_t et ak (ce dernier, par la construction qui vient d’être indiquée au n° 102). De plus, nous savons (n° 100) que c’est une courbe funiculaire, de distance polaire correspondant à des forces fictives verticales
- zdx : ^ appliquées tout le long de la travée lk, z désignant les
- ordonnées de la droite klt_iCk, mesurées à partir de AVi^ù-Le tracé de l’arc A^ca,. est donc ramené au problème traité au n° 7 ; d’où la règle suivante :
- Pour construire l'arc kk_icak (fig. 46) (*) de la courbe y = fg(x) dont le segment A^c appartient à la ligne d'influence :
- (*) Sur cette figure, les ordonnées du diagramme des s et de la ligne d'influence sont amplifiées dans le rapport q = 4 (n° 104. — Remarque).
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- /0 Portez sur les verticales trisectrices de la travée lhf à partir de la corde A^a*,
- GH = gn et G'H' = g'y',
- gy et g y étant les ordonnées trisectrices de la droite A*_tC*, mesurées à Borx. 83
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- 1250 —
- partir de A'*_iA*. Les droites kk_\Rr et akH sont des tangentes,à la courbe cherchée, en kk_{ et ak (n° 7 — 1°). ,
- 2° Puis,pour obtenir un point quelconque d delà courbe A*_ica*, e'tanf donné le pied E de l’ordonnée de ce point, menez cette ordonnée indéfinie, laquelle coupe en e la droite k'k_{k'k et en f la droite kk_{ck ; cherchez (n° 6) les verticales des centres de gravité des deux trapèzes convexe et concave efckk'k et efA.k_lK'k_l, lesquelles rencontrent respectivement les tangentes extrêmes akH et A/l._1H', en t et en t', La droite tt' coupe l’ordonnée précitée au point d cherché, et elle est la tangente en ce point (n° 7 — 2°).
- La même règle s'applique à la construction de l'arc a*_tcA* de la courbe y — fd(x) dont le segment cA* appartient à la ligne d'influence, en y remplaçant, toutefois, les droites A*_ta* et A^c* respectivement par A*a*_i et kkck_{.
- Remarque. — 1° On pourra se borner à tracer les segments utiles A*_t c et ckk des courbes Aft_tcaft et ak_ickk.
- 2° Ces deux arcs présentent, respectivement, un point d’inflexion situé sur les-verticales de/* et dejk (n° 8).
- 3° Ils se raccordent tangentiellement en c (n° 101).
- 104. — Règle. — En résumé, la construction de la ligne d’influence kk_{ckk de la flèche en un point C d’une travée quelconque, comprend les opérations suivantes :
- 4° Tracé du diagramme des z correspondant à ce point (n° 98 — B).
- 2° Construction des points ak et ak_i appartenant aux deux courbes kk_\cak et ak_pkk (nJ 102).
- 3° Détermination des tangentes à ces courbes en leurs points extrêmes A/£_i et ak, d’une part, ak_{ et kk, d'autre part (n° 103 — 1°).
- 4° Construction d’autant de points des segments k^c et ckk de la ligne d'influence et d'autant de tangentes qu'il est nécessaire pour pouvoir tracer cette ligne avec l'exactitude voulue (n° 103 — 2°).
- Remarque. — Si l’on veut oblenir la ligne d’influence avec des ordonnées amplifiées dans un certain rapport q comparativement aux abscisses, il suffit d’apporter à la construction qui vient d’être indiquée, les deux seules modifications suivantes :
- 1° Dans le tracé du diagramme des s (n° 98 — B), au lieu de porter A^c*^ = A*_tC et kkck = CA*, portez At_tcw = q X A*_tC et A*c* = q X CA* ;
- : 2° Dans la construction des points ak et a*_t (n° 102), au lieu de
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- porter A^^A^C et A^_ic4l,;l=é GAfc_t,' portez^ Akc*= \fq'X A,cC et AfcC ;c_i = \/q X GA;.^. ^
- Rien n’est changé dans les autres opérations. u'v ’A .
- Le rapport q-~= 4 donne une amplification satisfaisante; de plus, il est d’un, emploi facile, car alors \jq = 2, nombre entier simple.
- Flèches maximums produites par le passage * du train-type.
- 105. — Soit à déterminer la flèche maximum produite en un point G arbitrairement choisi dans la travée lk.
- Ce maximum a toujours lieu lorsque le train-type charge exclusivement la travée l,„ car toute charge appliquée, soit sur 4_i, soit sur 4+o déterminerait évidemment une diminution de la flèche.
- On ne sait pas d’avance si c’est à gauche ou à droite que la tête du train doit.faire face, pour produire la plus grande flèche en C. Il faudra donc déterminer la flèche maximum correspondant à chacune de ces deux hypothèses ; le plus grand des deux résultats sera définitivement la flèche cherchée.
- Cette détermination pourra être faite par le procédé général, indiqué au n° 40 relativement au moment fléchissant maximum produit, en une section donnée, par le passage du train-type. 11 n’y a pas lieu d’y insister. Ajoutons seulement que, dans ce procédé, la formule à employer pour calculer les flèches correspondant aux diverses positions successives que l’on sera conduit à attribuer au train (y compris, bien entendu, la position finale qui répond au maximum cherché), est, en vertu de l’expression (2) du numéro 99,
- (1) V = gjg| (P+ Pt^Vt + P-uSt/u,).
- Pto, P* et Pw désignent les poids respectifs des roues de machines, de tenders et de wagons ;
- ym, Vt et yw sont les ordonnées de la ligne d’influence, mesurées sur l’épure, à l’aplomb des centres de ces différentes roues.
- Ce procédé exige que l’on trace, eu entier, la ligne d’influence de la flèche au point G considéré et, ensuite, qu’on relève sur l’épure toutes les ordonnées ym, yt et yxù, lesquelles peuvent 'être très nombreuses. Nous allons exposer une seconde méthode plus expéditive, qui nécessite seulement la construction de quelques
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- — 1252 —
- points, ou même d’un seul points des deux courbes y ±=f(J (x) et y-= fd(x), et qui, en outre, supprime la lecture des ordonnées
- Vw, Vt et yw. " -es-- ôi'-i;..-
- Autre méthode pour la détermination des flèches maximums.
- 106. — Expressions nouvelles de la flèche. — Le train-type occupant une position quelconque sur la travée lk(fig- 47J, soient, d’une manière générale, P l’uue quelconque des charges de ce train et h son abscisse rapportée au point G pris pour origine des coordonnées.
- Afin de distinguer entre elles les charges appliquées à gauche et à droite de G, nous affecterons la lettre P, de l’indice g pour celles de gauche et de l’indice d pour celles de droite.
- Les équations des arcs A^c et cAfc de la ligne d’influence de la flèche en C, rapportés aux axes de coordonnées Gx et Cy, étant respectivement (n° 101)
- y —fg 0*0 et y = fd 0*0,
- §
- la flèche produite par le train, en ce point G, a piour expression, d’après la formule (2) (n° 99),
- ou, en développant par la formule de Maclaurin les fonctions f(h) qui sont du troisième degré’(n° 101),
- (1) c = ggLI[/'»W2P» + /'»(l')sp»,> + \f"Msp^ + g
- + f, (O) SP* + fa (o) SP Jl + \f'a (o) SP Jl* + | fa (o) SP^‘
- Mais, entre fg(o), fd(o) et les dérivées correspondantes, il existe les relations suivantes :
- (2) f*(o) = fgip)
- (3) fa(o) = fg(o)
- (4) fko) = fg 00
- («> f'à (°) & + "C II
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- — 12o3 —
- Les deux premières expriment que les deux arcs et cAfc se raccordent tangentiellemeut en c, sur la verticale de C(n°101). La troisième résulte de ce qu’en faisant x = 0 dans les se-
- conds membres des équations différentielles du second ordre (4) et (5)£’(n° 101) des arcs Ak_tc et cKk, on obtient
- s, x 6<f » 6é
- ^ = et
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- - 1254' -—
- La quatrième se vérifie en différentiant ces mêmes équations-(4) et (5), puis en retranchant membre à membre lès e'expressions ainsi obtenues de f"'g{x) et qui sont des "constantes,, et en tenant compte finalement de ce que, d’après la formule 1 du n° 98 (Remarque 2),
- Substituant ces valeurs de fd(o) ... fd(o) dans l’expression ('!)•' de v, il vient, en groupant convenablement les termes,
- * = ^j[/»sp + /Î(°)2P* + |/>)sp**+g/v(«)sPA»+FlSPi/i‘] •
- Les quatre premières sommes 2P ... SP/i3 sont étendues à toutes les charges du train. SPdh* ne comprend, comme précédemment, que les charges appliquées à droite de C.
- Soient maintenant :
- X l’abscisse du centre de gravité G du train, rapportée à l’origine G des coordonnées;
- Il la somme des charges du train ;
- I et K le moment d’inertie et le moment du troisième ordre de ce système de charges, par rapport à son centre de gravité G.
- Par une transformation identique à celle effectuée sur la formule 12' du n° 55, l’expression précédente de v devient
- (A) « = gX![n/i« + /•rm + ^sp^]-
- Si, au lieu d’éliminer, dans (1), fd{o) et les dérivées correspondantes, au moyen des relations (2) à (5), on élimine au contraire fg(o) et ses dérivées, on arrive, par la même marche que précédemment, à une autre expression de v que voici :
- (A') v = A[n fd(X) + Iflçx) + */•;« -isp„A*j•
- De ces formules -on déduit respectivement, par différentia-
- tion, CEI dv r T 3
- (a) ¥^dX~
- midv . T 2
- (a') l2k d\ nfd(X) + -(dÇk)--z?gh\
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- . — 1255 —
- en.;remarquant,'!,d’une part, que.!, /'"'(à) -est une constante et, d’autre ;vpart, que dh dly puisque,! dans le, mouvement du train, , le déplacement de fl’une quelconque de ses^ charges est le même que celui de son centre de gravité. -,
- 107. — Telles sont les quatre formules que nous avions en vue. On se servira, soit de celles (À) et (a), soit, au contraire, de celles (A'), et (a'), suivant que la tète du train fera face à droite bu à gauche.
- Avant 4’arriver à l’emploi de ces formules pour la recherche de la flèche maximum, indiquons comment se déterminent les valeurs numériques de leurs différents termes.
- Les quantités II, I, K, SPdfc3, SPdh?, SPgh9 et SPgh2 sont immédiatement données par le Tableau et la Table complémentaire des constantes du train-type (noS 61 et 62 et Pl. 8% et 83).
- Quant aux termes fg(X).. ,f'"g{X) on montrerait, comme au n° 59, qu’ils ont pour- expressions
- («) m = y,
- (?) ; / : . ; /,W = 0,
- • r." , s 6
- (ï) fgW —
- (8) f’(X) =~km-
- y est l’ordonnée GM du point de la courbe y = fg(k), c’est-à-dire Afc_tcafc (fig. 47), situé sur la verticale du centre de gravité G du train.
- ô est le coefficient angulaire de la tangente à cette couybe, au même point M. '!ii '
- z est l’ordonnée du point N de la droite Asitué sur la verticale du centre de gravité du train, cette ordonnée étant mesurée à partir de A'^AV
- m représente la valeur qu’aurait le coefficient angulaire de cette même droite K-fin rapportée à la droite A'fc_iArft comme axe des x,. si celle-ci était "horizontale ; autrement dit, c’est, en grandeur et
- en signe, le rapport
- Enfin les termes /d(X)... /7(X) sont aussi exprimés par les formules («)...(§), à la condition de remplacer dans ces formules, l’indice g par celui d et de convenir que y et 6 se rapportent à la
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- courbe ,i/ — /à .(#),— c'est-à-dire ak_{ckk, -—et que s et m sont relatifs à la droite Dans ce cas m est donc égal, un grandeur et en
- signe, à — ^ m;,,;,,,
- 108. — Condition analytique du maximum de la flèche. — La
- dv
- considération de la dérivée ^ permet de
- déterminer la position
- du train-type, correspondant au maximum de la flèche au point G. La méthode à suivre est exactement cèlle que nous avons exposée au chapitre IY (n° 63) relativement au moment fléchissant maximum. Nous allons la rappeler brièvement. f
- Remarquons d’abord qu’ici le maximum cherché est toujours
- un maximum analytique (cas a du n° 63), attendu que la dérivée —
- reste toujours continue, lors même qu’une charge du train franchit le point C, ainsi que le montrent les expressions (a) et (a') du n° 106. Le maximum cherché est donc caractérisé par la nullité de cette dérivée.
- Cela posé, on placera le train sur la travée lk dans la position qui, au jugé, paraîtra devoir répondre à ce maximum; puis on
- dv
- déterminera la valeur correspondante de au moyen soit de la
- formule (a) soit de celle (a), suivant que la tête du train fera face à droite — comme dans la figure 47 — ou, au contraire, à gauche.
- Si ^ est nul, c’est qu’on sera tombé fortuitement sur la position
- du maximum* dv
- Si -TT est positif, cela signifiera qu’il faudra déplacer le. train
- dans lé sens des x positifs, c’est-à-dire vers la droite, pour le rapprocher de la position du maximum.
- Si, enfin, — est négatif, il faudra au contraire le déplacer vers
- la gauche. .,r
- On effectuera, dès lors, un petit déplacement du train, dans le
- sens ainsi indiqué par le signe de ^ •
- Puis, pour la nouvelle position choisie, on déterminera encore la valeur de^, et ainsi de suite jusqu’à ce qu’on constate un cfian-
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- -W-
- gement- de; signe dêj cette dérivée? Les deux dernières positions
- considérées comprendront alors celle du maximums w 6-
- Remarquons qu’afin de simplifier le calcul des* valeurs succes-
- dv * -•i--*- *
- sives de -j-, c’est-à-dire dans le but d’éviter la nécessité de ak
- recourir à la Table 'complémentaire des constantes du train-type pour l’obtention des quantités SPdà2 et SPg/i2, entrant dans (a) et dans (a'), il conviendra d’envisager seulement les positions du train dans lesquelles une charge se trouve précisément appliquée au point G.
- Dans ces conditions on arrivera toujours, sans difficulté, à cons-dv
- tater que jr change de signe quand on place successivement deux charges consécutives Pi et P^ à l’aplomb de G. Si, dès lors, on désigne par & et oi+i les valeurs de ^ répondant à ces deux posi-
- V || '
- tions, la règle de l’interpolation lihéaire montre que cette dérivée sera sensiblement nulle, pour la position intermédiaire du train dans laquelle le point G divise la distance constante des deux charges Pi et Pl+1, dans le rapport de à çi+1.
- Cette position intermédiaire pourra être considérée, avec une approximation bien suffisante, comme celle du? maximum de la flèche en G.
- On déterminera alors la valeur de ce maximum, par l’une ou l’autre des formules (À) et (A.') suivant que la tête du train fera face à droite ou à gauche.
- 100, — Autres expressions de la dérivée — L’emploi des
- expressions (a) et (a) (n° 106) exige que, pour chacune des positions que l’on est conduit à attribuer au train, on construise le point de l’une des deux courbes A^ca* ou afe_icA* (fig. 47) situé sur la verticale du centre de gravité dudit train.
- On peut éviter cette construction, en mettant les expressions dont il s’agit, sous une autre forme qui en abrège ainsi le calcul numér-rique. Voici comment : r r
- Commençons par celle (a).
- Soit, à cet effet (fig. 47), Xt l’abscisse du centre de gravité G- du train, rapportée,' non plus au point G, mais bien au point J*,
- comme origine, en sorte,que : ,
- 5 ' ,""u' " x=X-P',
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- — 1258*—
- 3' représentant la distance J*G' conformément aux 'notations du n° 98, Rem. 2. • -o> ;«.nol r»>-nirr
- Substituons dans (a) cette valeur de X et développons la fonction f', du second degré, par la formule de Taylor ; il vient, en remarquant que f'" est une constante :
- 6EI dv __ ~Kdi-
- [/»'(- PO + \fli- PO + Y f7(- po]
- + PO'+^PiA*-
- Or, l’équation (6) du n° 102 donne
- Û- PO =
- 1 /a3 ¥\1
- p/J’
- en remplaçant la constante G par son expression (10) (n° 102). Les dérivées de cette équation (6) donnent, de même,
- A(-P0 = o,
- A(-P0=-|;Xr ^
- Si on substitue dans l’expression ci-dessus de ^ et si on y rerm
- dbh
- place I par sa valeur II?’2, r2 désignant le carré du rayon de gyration du train autour de son centre de gravité, on obtient
- affl£ = -f,n
- dl (3 ou enfin
- X>1 + r‘ ~ ~ |-),-<ï+P + P']|+SP<>A’i
- W 2EI^ = - + r» - 8»,) + HPdh\
- en posant
- La même transformation appliquée à l’expression (a) du n°406 donne 1
- (o'j). 2BI^ = +jn(X«, + r* —a>,)—SPsA«,
- en posant ;• .
- (i>,) 8%= p[è(?~?)_4 + “ + p]’ ' ’
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- _ 1259»—
- a2-désignant l’abscisse du centre de; gravi téfdiu train rapportée., non plus an point -J'*, mais bien au point Jfc, comme origine* . X-
- Telles'sont ies nouvelles expressions de ^que nous nous proposions d’établir. Elles paraîtront, sans doute, d’une application plus simple que celles (a) et (a').
- On remarquera que les quantités et §22 ne dépendent que de la poutre et nullement du train ; elles ne seront donc à calculer qu’une seule fois, quel que soit le nombre des positions qu’on sera conduit à donner successivement au train, avant de parvenir à celle du maximum.!
- 110. —Position rigoureuse du train correspondant au maximum de la flèche. — L’interpolation Anale, indiquée au n° 108, ne fait pas connaître rigoureusement la position du train correspondant au maximum de la flèche ; mais, avons-nous dit, l’approximation ainsi obtenue est bien suffisante pour les besoins de la pratique.
- Toutefois, on peut facilement, si on le désire, déterminer cette position en toute exactitude.
- Ce problème se pose ainsi : sachant que la dérivée — prend des
- valeurs de signes contraires, 'suivant que c’est 'une certaine charge P* ou bien la suivante Pi+1 qui se trouve à l’aplomb du point G, déterminer la position intermédiaire du train dans laquelle ^ est nul (fig. 48).
- Fiq.4-8.
- ^ pi
- Lo—n-h-LoorJ>~| I d—o-l—Looorv-3
- A.
- ___^____
- i
- --------4 .
- Pour fixer les idées, supposons d’abord que la tête du train fasse face à droite, et soient : . ^ i
- Ud la somme des charges qui, dans la position du maximum.
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- — ¥260 —
- sont situées à droite* de l€,1 c’est-â-diré1 là! somme déboutes les charges de tête du train jusques et y compris celle'IV; u !
- rd le rayon de gyration de ce système de' charges autour de son centre de gravité G,f ;
- y la distance de ce centre de gravité au centre de gravité G de l’ensemble du train. > -
- Ces trois quantités nd, et y sont immédiatement fournies par le Tableau des constantes du train-type.
- .D’après la figure 48, la distance de Gd à G est
- CGd = Xt 4- y — (3\
- Par conséquent, d’après une propriété bien connue des moments d’inertie,
- SPdfe2 = nd[r2d 4- (X, + y — PO2].
- Substituant dans .(at) (n° 109) et annulant ~, on obtient l’équa-
- CtÀ
- tion
- - n(X2, + r2 - t\) + nd[r2, + (À, + y - PO2] = 0,
- qui est la condition du maximum de v et ne contient, comme inconnue, que l’abscisse correspondante X, du centre de gravité G du train. !
- La résolution de cette équation donne
- / §0
- ^v-
- + (f,-TK->" + >'4ix7
- 1 n x i
- (1) Xt = — =fc en posant
- (6) 5,1 ^p'[â(?-ï)_<,+i,+4
- comme au n° 109, et, en outre,
- (o) *i = (P'-Y )'
- n x <?
- ! n-xP' 1 n x £
- Ainsi, pour déterminer la position exacte du train-type; Correspondant au maximum de la flèche au point G arbitrairement
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- choisi,. dans i le, .cas ,où la, têtej du train fait, face;.à droite,, ,on calculera d’abord fles, valeurs de et de S2!, .par. les formulesf(c) et (b) ; puis la formule (1).fera,connaître l’ahscisse^! du centre de gravité du train, rapportée au point J'fc comme origine. Cette dernière formule donnera deux valeurs de on verra immédiatement laquelle des deux convient à la question. ^ ,,,,..
- Dans le cas où la tête du train fait face à gauche (fig. 49) on
- H.t) XbmXïü1' «00 ; i ! > !,u • :
- XUi. i-, : ; !> Fig\4?9..;; f;i 'VFjjùh J*!
- X Ç,ï*
- J
- ^xxxù-io—(b-L -t—ôÔoqÙ—
- Gj ci
- V
- arrive, de la même manière que précédemment, mais en partant de l’expression (a\) (n° 109)’de à la formule suivante:
- f o% + (P — -T^a-— r* + *V ^ X |
- (10 *2 - + p
- 4 -ff^cf
- en posant
- {b"> v?,,= p[À(F-?)-_J + f+p]'
- comme au n° 109, et, en outre,
- V
- (cl
- <*2 — (P — ï)
- y
- n X £
- 4 n x £
- X2 est l’abscisse du centre de gravité G du train, correspondant à la position du maximum. Elle est rapportée au point Jft comme origine, de sorte qu’elle est toujours négative.
- * Ug est la somme des charges situées à gauche de G, c’est-à-dire de toutes les,charges de tête fdu.,train jusques et y compris celle Pi. ' -, « ; ,. \vV, ..
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- rg est le rayon de gyration de e.e système de charges par rapport à son centre de gravité (jg. i
- y représente la distance, en valeur absolue, de ce centre de gravité à celui G de l’ensemble du train (*).
- 111. —Remarque. —Voici, pour terminer, une remarque pratique. > •*•
- Nous pensons qu’on restera dans l’esprit du Règlement ministériel, en se bornant à déterminer la flèehe/naximum pour un seul point convenablement choisi dans chaque travée, — celui du milieu par exemple.
- Les résultats qu’on obtiendra ainsi seront en nombre sufïi-fisant, d’une part, pour donner une idée assez précise du degré de rigidité de la construction projetée, et, d’autre part, pour permettre des comparaisons intéressantes avec les flèches qui seront constatées ultérieurement dans les épreuves.
- On observera que si le point choisi pour la détermination de la flèche est le milieu de la travée, les formules (6) et (b') (nos 109 et 110) se simplifient, car on a alors
- a = i = r
- Une seconde simplification a lieu dans ce cas, pour la travée centrale, dans les ponts symétriques à un nombre impair de travées. Effectivement, en même temps que a = 6, on a alors
- [3 = ff.
- Il s’ensuit, d’abord, que les formules (b) et (br) (nos 109 et 110) se réduisent à
- 82x = 322 = J3'2 — S2.
- En outre, dans celles (1), (c), (U) et (c) du n° 110, on a simplement
- l _ r _ *
- £ £
- (*) Les méthodes que nous venons d’exposer, en ce qui concerne les poutres continues, pour la construction des lignes d’influence des flèches et la détermination des flèches maximums produites par le passage du train-type, s'appliquent immédiatement aux poutres à une seule travée, reposant librement sur deux appuis simples. Il suffit d’observer, dans ce cas :
- 1° Que les ordonnées du diagramme des z doivent alors être mesurées à partir de l’horizontale des appuis et non plus à partir de la droite A’/c-iA’/c (n° 98 et fig. 44).
- 2° Que les points Jr/c et J/c (fig. â8 et A9), origines des abcisses )4 et du centre de gravité du train, se confondent avec les appuis et que, par suite, il faut faire — a et $ — b dans les équations des nos 109 et 110, ce qui les simplifie d’ailleurs.
- Rien n’est changé quant au reste.
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- ainsi ^qu’il. résulte de l’expression. (1) de <f, donnée an nQ 98 (Remarque 2). . V ; ?
- Lignes d’influence des réactions des appuis.
- 112. — Définition. — Considérons un appui arbitrairement choisi Afc (fig. 50). Soient :
- P une charge' appliquée en un point quelconque E de l’une ou l’autre des deux travées 4 et 4+i contiguës à l’appui considéré ;
- — la réaction correspondante de cet appui.
- Tant que le point d’application E de la charge P ne sort pas des travées lk et 4+i, cette réaction est toujours ascendante, c’est-à-dire négative d’après nos conventions. Nk est donc positif; c’est la pressionexercée sur l’appui A,£. •
- Portons en ordonnée, au point E, au-dessous de l’axe des x, une longueur y = Ee représentant Yk à une échelle convenablement choisie.
- Le lieu du point e, quand la charge P parcourt les deux travées 4 et 4+i, est la ligne d’influence de la réaction de l’appui A*..
- Fi (j. 50.
- E
- 1,^--
- Remarquons qu’à l’instant où P pàsse à l’aplomb de l’appui Afc, la réaction de cet appui est, en valeur absolue, précisément égale à P. Par conséquent, l’ordonnée correspondante AfcB de la ligne d’influence, que nous désignerons par A, représente P à l’échelle adoptée. Il s’ensuit que
- Vk_y
- P a’ ou-
- (1) :v, l*p ; '
- quelle que soit d’ailleurs la position de la charge P dans l’une ou l’autre des travées 4 et '4+1.
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- — 1264
- On voit, dès lors, que le quotient ^ d’une ordonnée quelconque
- y de la ligne d’influence, par celle A correspondant à l’appui Aft, est le rapport purement numérique par lequel il faut multiplier le poids P, pour obtenir la valeur absolue de la réaction produite en Aft lorsque ce poids arrive à l’aplomb de l’ordonnée y.
- Il s’ensuit que, pour une position quelconque du train-type sur les travées 4 et 4+i, la réaction —V,£ en Afc est exprimée par la formule
- (2) V» = (P„Sy„ + P %, + P„Sy„),
- dans laquelle Pm, P£, Pw sont les poids respectifs des roues de machines, de tenders et de wagons, et ym, yt, yw les ordonnées de la ligne d’influence situées sur les verticales des centres de ces roues.
- 113. — Yoici une proposition très simple qui résout immédiatement la question de la détermination des lignes d’influence des réactions des appuis, ainsi que celle de la recherche des réactions maximums produites par le passage du train-type.
- Théorème. — La ligne d'influence de la réaction sur un appui quelconque Ak d’une poutre continue à n trames ... 4-i> 4> 4+i, 4+2 • • • (fîg. 50), se confond avec la ligne d’influence de la flèche au point Ak de la poutre continue à (n — 1) travées ... 4-i, (4+ 4+i)? 4+2••• (fîg. 51), obtenue en supprimant l’appui Ak de la poutre donnée.
- Considérons d’abord (fg. 34) la ligne d’influence de la flèche au point Ak de la poutre à (n — 1) travées ainsi définie, et soient :
- y l’ordonnée Ee de cette ligne, correspondant à un point E quelconque de la travée (4 + h+i),
- A l’ordonnée correspondant au point Ak de cette même travée.
- D’après la formule. (1) du n° 99, quand une charge P est appliquée au point E de la poutre à (n — 1) travées considérée, la flèche v produite en Ak est
- (3)
- v =
- P(4 + 4+i)2 6EI
- De même, quand P est appliquée au point Ak, la flèche v' produite en ce même point est
- __P(4 -f- 4+i)2
- v ~~ 6Er
- (4)
- A.
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- . __$265 — -
- Cela posé, revenons à la poutre donnée à n travées et suppo-sons-la chargée par le même poids P appliqué au/même point E que précédemment., On peut, sans changer l’état d’équilibre de cette poutre, supprimer l’appui Àfc à, condition, d’y appliquer une force — Yfc égale à la réaction dudit appui. ,i (, .
- La poutre ne comprend plus, dès lors, que (n — 1) travées ; et, sous l’action simultanée des . deux forces P appliquée en E et — Yfc appliquée en A*, le point Afc ne prend aucun déplacement élastique. Par suite, en vertu du principe de la superposition des
- H e
- effets élastiques des forces, la somme algébrique des flèches que. ces deux forces produiraient en Aft, si elles agissaient isolément, est nulle.
- Or, d’une part, d’après les notations adoptées précédemment, la flèche produite en Ak par la charge P appliquée en E est v.
- D’autre part, nous avons appelé v' la flèche que produit au point Afc un poids P appliqué en ce point; de sorte que la flèche produite par la force —Y&, également appliquée en ce même point, est
- On a donc
- v —
- D’où
- Y/c =
- ou enfin, à cause de (3) et (4),
- Bull.
- v, = p|.
- 84
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- — 1266 —
- Ce qui signifie que le quotient d’une ordonnée quelconque y
- de la ligne d’influence de la flèche au point A,c de la poutre continue à (n — 1) travées ... 4-u (4+ 4+i), 4+2 ••• > par l’ordonnée A de cette même ligne, correspondant au point Afc, est le rapport purement numérique par lequel il faut multiplier le poids P, pour obtenir la valeur de la réaction V,t produite sur l’appui Aft de la poutre donnée à n travées ... 4-i, 4, 4+i, 4+2 .. - , au moment où la charge P passe à l’aplomb de l’ordonnée y.
- La proposition se trouve par là démontrée.
- 114. — Cette proposition montre que les méthodes indiquées précédemment pour la construction de la ligne d’influence de la flèche et pour la détermination de la flèche maximum, s’appliquent immédiatement à la construction de la ligne d’influence de la réaction sur un appui quelconque, et à la détermination de la réaction maximum sur cet appui.
- Pour passer des diverses formules données pour la recherche de la flèche maximum, à celles relatives à la détermination de la réaction maximum, il suffit de remplacer v par Vfc, 4 par (4-j- 4+i) et, en outre, le terme
- ainsi qu’il résulte de la comparaison de la formule (1) du n° 105 et de la formule (2) du n° 112.
- 115. — Remarque. — On voit qu’ainsi que nous l’avions annoncé, la question de la détermination des réactions des appuis n’est qu’un corollaire de celle de la détermination des flèches.
- Nous devons ajouter, toutefois, qu’on pourrait également déduire les lignes d’influence des réactions des appuis, de celles des efforts tranchants. Voici comment :
- Soient, pour une position quelconque de la charge mobile P, — Vfc la réaction de l’appui Afe, T,c l’effort tranchant dans la section située immédiatement à gauche de Aft, et Tfi l’effort tranchant dans la section située immédiatement à droite. On a T4 = Tk —V*;
- d’où
- V* — T4 — T4;
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- — 1267
- et, par suite,
- Donc :
- Les ordonnées de la ligne d'influence ^ de la réaction sur un appui quelconque Afc, s’obtiennent par différence entre les ordonnées correspondantes des lignes d’influence des efforts tranchants T/c et T',c développés dans les sections situées respectivement à gauche et à droite de cet appui.
- Ce second procédé serait plus expéditif que la méthode directe, indiquée précédemment, si l’on avait dù préalablement construire chacune des deux lignes d’influence des efforts tranchants T,c et T'7c, dans toute l’étendue des deux travées 4 et 4+i- Or, il n’en est rien, puisque, pour déterminer les valeurs maximums prises par ces efforts tranchants au passage du train-type, il nous a suffi de construire la ligne d’influence de T*, dans la travée lk, et celle de TV, dans la travée lk+l (n° 96, Remarque 4°).
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- ANNEXE I
- LIGNES D’INFLUENCE DU MOMENT FLÉCHISSANT, RELATIVES AUX DIVERSES SECTIONS D’UNE MÊME TRAVÉE
- Nous allons montrer comment, après avoir construit les lignes-d’influence du moment fléchissant, relatives aux appuis A*_i et A*, d’une travée quelconque lk, on peut en déduire assez facilement la ligne d’influence relative à une section quelconque C de cette travée.
- Cette manière de procéder est plus expéditive que la construction directe du n° 30, dans le cas où l’on se propose de tracer les-lignes d’influence pour un grand nombre de sections de la travée 4, et, surtout, si ces sections sont équidistantes.
- Pour les parties de ligne d’influence situées en dehors de la travée lk, la question posée a déjà été résolue au n°’36. Nous n’y reviendrons pas.
- Occupons-nous donc seulement de la partie de ligne d’influence Aj^cAfc (fig. 52) située dans la travée lk; et considérons d’abord la courbe A.k_lcak à laquelle appartient le segment Ade cette ligne.
- Soient :
- y l’ordonnée DN d’un point quelconque d’abscisse x de la courbe Ak_iCak ;
- yk_i et yk les ordonnées correspondantes DNfc_t et DNfc des deux lignes d’influence A^N^A* et AfcN/cA;£-,,, respectivement relatives aux appuis Aft_i et A,..
- En vertu de l’équation (3) du n° 23, on a
- b .a .b
- y = Tyk-i-\-Tyk + Tx-,
- lk lk lk
- posons
- (I) Vk-i + æ = vi/c-i,
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- — 1269 — '
- puis chassons le dénominateur commun 4 et remplaçons-le par son égal a -f-b; il vient
- (a + b)y ~ + ayk,
- ou
- a('!/k — y) + bCnk-i — y) = 0 ;
- ou, enfin,
- (2) y>-y- = -b-.
- Tik-i — y a
- Cela posé, portons AA = 4 et menons la droite Afc_A inclinée, par suite, à 45° sur l’axe des x. Puis, traçons la courbe AwvM4 dont les ordonnées, mesurées à partir de Afe_A, sont égales aux
- Fig. 52.
- ordonnées correspondantes de la ligne d’influence A^N^A* relative à l’appui Aft_i ; cette courbe A.k_l%_lbk peut être considérée comme étant elle-même la ligne d’influence relative à l’appui A/C_i, à la condition de la rapporter à la droite inclinée Afe_ibk comme axe des x, l’axe des y restant d’ailleurs vertical.
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- — 1270 —
- On a ainsi, par construction,
- D8,c_i = x
- S*—iV/e—i = DN/;_) = yic_i
- et, par suite, en ajoutant terme à terme,
- — x -j- yk—i — 'Ofc-i ?
- en vertu de (1).
- Il en résulte, d’après la figure, que
- rlk-i — y = Dv7;_t — DN = Nv7c_,. D’autre part, la figure donne également
- yk — y = DN* — DN = DN* -f ND = NN*.
- La relation (2) peut donc s’écrire
- (3)
- NNfc __ b m Nvft_! a '
- ce qui exprime que tout segment de verticale Nfcvft_l5 compris entre les courbes A^N^A* et Afc_1vfc_1&*!, est divisé par la courbe Aen parties proportionnelles aux distances CA7c et GAfc_l0 Donc :
- I. — La courbe parabolique A^ca*, dont le segment A7c_tc appartient à la ligne d'influence relative à une section G arbitrairement choisie dans la travée lk, est le lieu des points dont les distances verticales à la ligne d'influence relative à l'appui kk et à la ligne d'influence relative à l'appui A^ (cette dernière étant rapportée à la droite kk_{bk inclinée à 45°), sont entre elles comme les distances respectives de la section G aux appuis Ak et A^.
- Une proposition semblable s’applique à la courbe Akcak_i dont le segment Akc appartient à la ligne d’influence. Portons A^A-i = 4 et menons la droite AA-i inclinée, par suite, à— 45° sur l’horizontale. Puis, rapportons à cette droite, comme nouvel axe des x, la ligne d’influence A^A^ relative à l’appui kk, ce qui donne la courbe AfevA-i- On établirait, comme précédemment, que tout segment de verticale N^v*, compris entre les deux courbes A,tNft_1A7c_1 et kkvkbk_u est divisé par la courbe kkcak__i en deux parties proportionnelles aux distances CA^ et CAfc ; c’est-à-dire que
- « Donc:
- Pv/c b
- II.
- La courbe parabolique kkcak_i, dont le segment kkc appar-
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- tient à la ligne™d’influence relative à la section G, est le lieu des points dont les distances verticales à la ligne d’influence relative à l’appui kk_{ et à la ligne d’influence relative à l’appui A/c (cette dernière étant rapportée à la droite AA-i inclinée à — 45°), sont entre elles comme les distances respectives de la section G aux appuis Ak_.{ et A,..
- Enfin, nous allons montrer que :
- III. — Les tangentes en trois points correspondants des trois courbes mentionnées dans l’une ou l’autre des propositions ci-dessus, se coupent en un même point.
- Ainsi, les tangentes-aux points Nfc, vft_! et N concourent en un même point (*). Pour l’établir, considérons les sécantes N*N'fc> v/^vV-i et NN' joignant trois couples de points correspondants.
- On a, en vertu de la relation générale (3),
- NN/ç _ N'N'fc. _ b ^
- Nv‘ft_i N'v'fc-i a
- L’égalité des deux premiers rapports prouve que les trois sécantes considérées sont concourantes. Il en est de même, par suite, des tangentes en Nfc, et N, qui sont les limites de ces sécantes.
- Ges trois théorèmes donnent immédiatement le moyen de construire, dans la travée lk, par points et tangentes, la ligne d’influence relative à une section G quelconque de cette travée, connaissant les lignes d’influence relatives aux appuis A,^ et A*. Nous n’y insisterons pas. •
- Voici toutefois une remarque utile. Supposons qu’on veuille tracer les lignes d’influence relatives à n sections équidistantes i, 2, 3..., divisant la travée 4, en n -f- 1 parties égales (fig. 53). Le théorème I montre que, dans ce cas, les courbes analogues à Aft-ica*, correspondant à ces sections, forment, avec les deux courbes AÈ_iNfcAfc et A un -faisceau de n-(-2 lignes équidistantes,
- l’équidistance étant mesurée verticalement. De même le théorème II montre que les courbes analogues à Afcca7c_i, correspondant à ces mêmes sections, forment aussi, avec les deux courbes A-kJ^k-i^k-i et AfcvA-u un faisceau de n -f- 2 lignes équidistantes.
- Gette remarque facilite singulièrement la construction des lignes; d’influence relatives auxn sections équidistantes considérées. G’est
- (*) Pour ne pas compliquer la figure 52, ces tangentes n’ont pas été tracées.
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- dans ce cas surtout que ce mode de détermination indirect des lignes d’influence est plus expéditif que la méthode directe du n° 30.
- Rg.53.
- Cas d’une travée de rive. — Considérons, par exemple, la travée de rive gauche lt (fi g 54-). La ligne d’influence du moment fléchissant, relative à l’appui A0, se confond avec la droite des appuis, puisqu’en cet appui le moment fléchissant est toujours nul. Il en résulte que les propositions précédentes se simplifient comme suit :
- I. — La courbe parabolique À0ca±, dont le segment A0c appartient à la ligne d'influence relative à une section C arbitrairement choisie dans la travée de rive lt, est le lieu des points dont les distances verticales à la ligne d'influence A0N1AI, relative a l'appui A15 et à la droite A(jb1 inclinée à -|- 45°, sont entre elles comme les distances respectives de la section C aux appuis At et A0 (*). De plus, les tangentes en deux
- (*) En d’autres termes, les courbes A0ca{ et A^A, sont deux courbes homologiques. L’axe commun d’homologie est la droite A0bt ; le centre d’homologie est à l’infini dans
- la direction de l’axe des y; enfin, le rapport d'homologie est égal à
- h
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- points correspondants N et N{ des courbes kQcaL et AqN^^, se coupent sur la droite A0&x ou sur son prolongement.
- Fig. 54.
- IL — La courbe parabolique Apa0, dont le segment kp appartient à la ligne d'influence relative à la section G, est le, lieu des points dont les distances verticales à la droite des appuis A0At et à la ligne d'influence A^&q relative à l'appui A1 (cette dernière étant l'apportée à la droite A^ inclinée à — 4-5°), sont entre elles comme les distances respectives de la section C aux appuis A0 et A* (*). De plus, les tangentes en deux points correspondants P et vt des deux courbes kpaQ et kp^ se coupent sur la droite des appuis.
- Remarque. — Si l’on veut que les ordonnées des lignes d’influence relatives aux diverses sections d’une travée quelconque 4,
- (*) Autrement dit, les courbes A,ôa0 et A1vlb0 sont deux courbes homologiques. Leur axe commun d’homologie est la droite A^; leur centre d’homologie est à l’infini sur
- l’axe des y; enfin, leur rapport d’homologie est aussi égal à
- h
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- — 1274 —
- soient amplifiées dans un certain rapport q, il suffit évidemment d’amplifier, dans le même rapport, les ordonnées des lignes d’influence relatives aux appuis A/C_t et kk (fig. 52), ainsi que celles des droites A,C_A et AA-i ; au lieu de porter AA = A,c_A-i = lk, on portera donc AA = Aft_A-i = ? X 4- Rien né sera changé quant au reste.
- ANNEXE II
- PONTS EN POUTRES DROITES A UNE SEULE TRAVÉE
- Emploi du Tableau des constantes du train-type, pour la détermination des moments fléchissants et des efforts tranchants maximums.
- Moments fléchissants maximums. — Le train-type franchissant le pont, machines en tête, dans le sens de gauche à droite (fig. 55),
- 55.
- £XXX>
- proposons-nous de déterminer la position de ce train qui correspond au moment fléchissant maximum dans une section G arbitrairement choisie, ainsi que la valeur de ce maximum.
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- Soient :
- l la portée du pont,
- a et b les distances, en valeur absolue, de la section G aux appuis A et B.
- De plus, pour une position quelconque du train, désignons par P l’une quelconque des charges qui le composent; h son abscisse rapportée à l’appui de gauche A comme origine ; et par Pd l’une quelconque des charges situées à droite de la section C.
- A cette position du train, correspond, au point G, un moment fléchissant M exprimé par la formule connue
- (1) M = * SP h — SP d(h — a).
- Gela posé, si on représente par 7 l’abscisse d’un point quelconque invariablement lié au train — son centre de gravité G par exemple — on a évidemment, pour un déplacement infiniment petit du train
- cil = dh.
- Par conséquent, en différentiant (1) par rapport à 7, il vient
- dM
- cil
- = j sp-sp4.
- Cette formule montre :
- dM - SP
- 1° Que la dérivée est positive ou négative suivant que est
- plus petit ou plus grand que j ; et que, hormis le cas fortuit où
- —d J.
- sp " ï
- elle n’est jamais nulle.
- 2° Que, tant qu’aucune charge ne franchit la section G, cette dérivée reste constante et que si, au contraire, une charge quelconque passe de la gauche à la droite de cette section, cette même dérivée diminue brusquement d’une quantité précisément égale à cette charge.
- En se reportant à la discussion générale du numéro 63, on voit, dès lors, que :
- (A). — Si, pour une position arbitrairement attribuée au train, on a
- (2)
- 2Pd ,b SP <l *
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- il faut déplacer le train vers la droite, pour le rapprocher de la position du maximum. Si au contraire on a
- SP, b
- il faut le déplacer vers la gauche.
- (B). — Le moment fléchissant maximum dans la section C a lieu à l’instant où une certaine charge P* franchit cette section. De plus, à cet instant, suivant que Pi est immédiatement à gauche ou immédiatement à
- droite de C, le rapport
- SP,
- 2P
- de la somme des charges situées à droite
- de C, au poids total du train, est plus petit ou plus grand que le rapport ~ des distances de l'appui de droite B à la section C et à Vappui de
- gauche A ; c’est-à-dire qu’on a la double inégalité.
- SP, < b quand Pi est à gauche de G, SP > J quand Pi est à droite de G.
- Ges deux propositions fournissent immédiatement le moyen de déterminer la position du train-type, correspondant au moment fléchissant maximum dans une section arbitrairement choisie. On opérera comme il a été dit au numéro 77 pour le moment fléchissant maximum au centre fixe d’une travée quelconque d’une poutre continue (*).
- Les valeurs numériques de SP, et de SP, répondant aux diverses positions successives que l’on sera conduit à attribuer au train, s’obtiendront par une simple lecture dans le Tableau des constantes du train-type (n° 61 et PI. 82).
- La position du maximum une fois trouvée, la valeur de ce maximum se calculera par la formule (1). On remarquera que, dans cette formule, les termes SP h et SP d(h — a) représentent respectivement : la somme des moments de toutes les charges du train, par rapport à l’appui A, et la somme des moments, par rapport à la section C, des charges situées à droite de cette section ; les valeurs numériques de ces deux termes seront donc encore données par le Tableau des constantes du train-type (nos 61 et 62, exemple A).
- (*) On pourrait aussi employer le remarquable procédé graphique déduit par Wey-rauch, du théorème B ci-dessus (Maurice Lévy, Statique graphique, Ire partie). Mais il nous parait plus simple d’opérer par le calcul, en se servant du Tableau des constantes du train-type.
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- — 1277 — '
- ' * i :
- Il n’y a pas lieu de s’arrêter au cas où la tête du train fait face à gauche. En effet, par raison de symétrie, le moment maximum produit dans une section quelconque G, par le train faisant face à gauche, est égal au moment maximum produit dans la section G' symétrique de C, par le train faisant face à droite.
- Il s’ensuit que les deux courbes enveloppes des moments maximums produits successivement par le passage du train, sur le pont, dans le sens de gauche à droite, puis dans le sens de droite à gauche, sont symétriques l’une de l’autre par rapport à l’axe de la travée. On déduira donc aisément la seconde de la première.
- Efforts tranchants maximums. — Les positions du train-type, correspondant aux maximums positif et négatif de l’effort tranchant en une section Ct arbitrairement choisie, sont connues a priori.
- Le maximum positif a lieu lorsque, la tête du train faisant face à droite, l’essieu de tête va arriver à l’aplomb de G^fig. 55).
- Le maximum, en valeur absolue, de l’effort tranchant négatif a lieu lorsque, la tête du train faisant face à gauche, l’essieu de tête va arriver à l’aplomb de C;( .
- Ceci résulte, d’une part, de ce que toute charge appliquée sur la zone ACi produit, en C15 un effort tranchant positif, tandis que toute charge appliquée sur G4B produit, en C1? un effort tranchant négatif ; et, d’autre part, de ce que les plus lourdes charges sont groupées en tête du train (*).
- Il suffît de rechercher les maximums positifs. En effet, par raison de symétrie, l’effort tranchant négatif, maximum en valeur absolue, produit en une section quelconque, est égal, au signe près, à l’effort tranchant maximum positif produit dans la section G'i symétrique de Cj. Il s’ensuit que la courbe enveloppe des efforts tranchants négatifs est symétrique de celle des efforts tranchants positifs, par rapport au point milieu de la travée. Cette seconde courbe se déduit donc facilement de la première.
- Les notations restant les mêmes que précédemment, l’effort tranchant maximum positif dans la section Gt (fig. 55) a, pour expression connue
- (*) Pour plus de détails à ce sujet, voir notre Note sur les efforts tranchants maximums 'produits par le passage du train-type, insérée au Bulletin de la Société des Ingénieurs civils de février 1892.
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- Le numérateur de cette formule est encore donné par le Tableau des constantes du train-type.
- On voit, en résumé, combien ce Tableau facilite la détermination des moments fléchissants et efforts tranchants maximums, produits dans une travée indépendante, par le passage du train-type.
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- TABLE DES MATIERES
- INTRODUCTION
- N03 Pages.
- 1 Le nouveau Règlement ministériel du 29 août 1891 suï le Calcul des ponts
- métalliques substitue aux charges uniformément réparties, fixées par la Circulaire du 9 juillet 1877, un train mobile, de composition déterminée, dit train-type. .................................. .........................1105
- 2 L’objet de ce Mémoire est la recherche d’une solution complète et aussi simple
- que possible du « problème des charges mobiles », dans le cas des poutres continues...............................................................1107
- 3 Indications générales sur les diverses questions traitées et les méthodes em-
- ployées : Lignes d’influence ; leur utilisation, par deux méthodes, pour la détermination des maximums des moments fléchissants, efforts tranchants, réactions des appuis et flèches élastiques, produits par le passage du train-type. — Conditions analytiques des maximums ; leur extrême simplicité pour certaines sections particulières. — Lignes enveloppes des moments fléchissants et des efforts tranchants........................................... 1107
- 4 Tracés et propriétés concernant les 'courbes funiculaires de forces parallèles
- continues dont les intensités sont fonction linéaire de l’abscisse de leurs points d’application. — Convention préliminaire sur les signes.....1111
- 5 Diagramme représentatif de ces forces. — Intensité de leur résultante. . . . 1111
- 6 Détermination graphique de la position de cette résultante. — Cette construc-
- tion donne aussi la parallèle aux bases d’un trapèze, menée par centre
- O----- ’ ’ ’ ’ ’ .......................... ••••
- 7 Construction d’une courbe funiculaire de ces forces, passant par <eux points
- donnés B0 et B, : 1° détermination des tangentes en ces deux points; théorème y relatif; 2° détermination d’un point quelconque de la courbe et de la tangente en ce point . -..............................1114
- 8 Point d’inflexion; il se trouve sur l’ordonnée du point où le diagramme repré-
- sentatif coupe l’axe des x...........................................1117
- 9 Cas particulier où le diagramme représentatif est parallèle à l’axe des x. . . 1117
- 10 Cas où les deux points donnés B0 et B, sont sur l’axe des x. — Théorème. . 1118
- ' CHAPITRE PREMIER
- Notions fondamentales sur les poutres continues.
- 11 Notations. — Conventions sur les signes....................................1120
- 12 Foyers ou points fixes. — Leur détermination analytique....................1120
- 13 Détermination graphique des foyers. — Verticales trisectrices. — Contre-ver-
- ticale d’un appui. ..................................................1122
- 14 Centre fixe et pôle d’une travée. — Leur construction......................1123
- 15 Centre correspondant à une section. — Propriétés de la droite joignant ce
- centre au pôle de la travée..........................................1125
- 16 Règle simple pour construire, à la fois, le centre fixe et le pôle d’une travée,
- ainsi que le centre correspondant à une section arbitrairement choisie . . 1127
- 17 Cas d’une travée de rive. — La règle précédente devient encore plus simple. 1127
- 18 Positions corrélatives d’une section et du centre correspondant............1128
- CHAPITRE II
- Lignes d’influence des moments fléchissants.
- 19 Définition de la ligne d’influence du moment fléchissant en une section
- donnée .................................................................1130
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- 20
- 21
- 22
- 23
- 24
- 25
- 26
- '27
- 28
- 29 et
- 30
- 31
- 32
- 33
- 34
- 35
- 36
- Définition du diagramme des z correspondant à une section quelconque C appartenant à une travée quelconque h d’une poutre continue A0An. — Théorème fondamental : La ligne d’influence du moment fléchissant dans la section C, se compose de deux branches d’une courbe funiculaire de
- distance polaire correspondant à des forces fictives verticales zdx :
- o 2i
- appliquées à chaque élément dx de la poutre. L’une des branches correspond au segment de poutre A0C et passe par les points d’appui de ce segment; l’autre correspond au segment CAn et passe par les points d’appui de
- ce second segment. Elles ont un point commun sur la verticale delà section C. 1131
- Remarque sur l’amplification des ordonnées de la ligne d’influence.............1133
- Propriétés relatives aux deux branches de courbe funiculaire constituant la ligne d’influence: — Dans chaque travée, c’est un arc de parabole cubique.
- Les arcs correspondant à deux travées consécutives se raccordent tangen-tiellement sur l’appui commun à ces deux travées . . ........................1133
- Autre propriété importante : — Si, dans la travée h, on prolonge respective-vement à droite et à gauche de C, les deux branches de courbe funiculaire afférentes aux segments de poutre A0C et CAn, ces courbes rencontrent respectivement les verticales des appuis A/c et A/£_i en des points dont les ordonnées sont égales aux distances de la section C à ces mêmes appuis. 1134 Si on représente par y = fg (x) et y — fd (x) les équations respectives de ces deux branches ainsi prolongées, on a, en tout point d’abscisse xl de la
- travée h, la relation fg [xt) — fd (œ,j = l.............................1135
- Polygone des tangentes sur appuis correspondant à chacune des deux branches de courbe funiculaire ci-dessus. — Par définition, c’est la ligne polygonale dont les sommets sont situés sur les verticales trisectrices, dont les côtés de rang pair sont compris entre les verticales trisectrices d’une même travée, et dont les côtés de rang Impair sont les tangentes aux points
- de la courbe situés sur les verticales des appuis........................1137
- Propriétés du polygone des tangentes sur appuis : — 1° Dans la travée h les ordonnées des sommets de ce polygone, mesurées à partir de sa corde, sont égales aux ordonnées correspondantes du diagramme des z; — 2° Dans toute travée h précédant celle h, le prolongement du côté de rang pair correspondant passe par le foyer de gauche de cette même travée h . . . . 1137
- Règle pour construire le polygone des tangentes sur appuis, correspondant à
- l’une des deux branches de courbe funiculaire............................1138
- Cette règle s’applique, par analogie, au polygone des tangentes sur appuis
- correspondant à l’autre tranche.........................................1139
- Construction de la ligne d’influence. — Elle comprend seulement trois opérations : 1° construction du diagramme des z; 2° construction des deux polygones des tangentes sur appuis; 3° détermination, dans chaque travée, d’autant de points et de tangentes qu’il est nécessaire pour pouvoir tracer
- la ligne d’influence avec l’exactitude voulue............................1139
- Remarques. — Points d’inflexion................................................1140
- Échelle de l’épure. — Amplification des ordonnées dans un rapport q. . . . 1141
- Propriétés spéciales aux lignes d’influence relatives à certaines sections remarquables : (1°1 Sections d’appui.............................................1141
- (2°) Sections des foyers.......................................................1143
- (3°) Section du centre fixe....................................................1145
- En dehors de la travée h, les lignes d’influence relatives aux diverses sections de cette travée sont des courbes homologiques.—Construction qui en résulte 1145
- CHAPITRE III
- Emploi des lignes d’influence : Première méthode pour la détermination des moments fléchissants maximums produits
- par le passage du train-type.
- 37 Observations préliminaires...............................................1149
- 38 Le moment fléchissant, en une section donnée, dépend de deux éléments:
- 1° la longueur du train ; 2° sa position sur le pont ..................1149
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- 39 Premier cas. — La section est située entre les foyers. — Caractères de la ligne
- d’influence................................................................1150
- 40 Mouvement fléchissant maximum positif.........................................1150
- 41 Moment fléchissant négatif, maximum en valeur absolue.........................1152
- 42 Droites-limités de première espèce. — Elles fournissent le diagramme repré-
- 1 sentatif des moments fléchissants maximums négatifs dans toutes les sections comprises entre les foyers ......................................... 1152
- 43 Deuxième cas. — La section est située en dehors des foyers. — Caractères de
- la ligne d’influence, suivant que la section est à gauche ou à droite du segment focal . ...................................................'... 1156
- 44 Moment fléchissant maximum positif...............................................1157
- -45 Moment fléchissant négatif, maximum en valeur absolue.....................1157
- 46 Droites-limites de seconde espèce.— Elles fournissent, avec celles de première
- espèce, les moments maximums positifs sur les appuis et dans les sections voisines. .......................................................t.....1158
- 47 Les droites-limites de première espèce constituent le diagramme des moments
- maximums négatifs non seulement entre les foyers, mais encore sur une certaine zone de part et d’autre desdits-foyers....................... 1161
- 48 Résumé et observations pratiques. — Lignes enveloppes des moments fléchis-
- sants ....................................................................... 1161
- 49 Méthode abrégée pour la construction des lignes enveloppes...................1163
- 50 Remarque relative aux travées de rives...........................................1164
- -51 Dans la méthode abrégée, il suffit de construire les . lignes d’influence pour
- un petit nombre de sections seulement et sur des régions peu étendues de la
- poutre....................................................................... 1165
- 52 Indications sur la construction çles polygones des moments fléchissants considérés dans la méthode abrégée .............................................'.. 1165
- CHAPITRE IY
- Seconde méthode pour la détermination des moments fléchissants maximums.
- 53 Cette seconde méthode n’exige plus, comme la première, que l’on trace la
- ligne d’influence; il suffit, pour une position donnée du train, d’en construire un seul point et la tangente.......................................
- 54 Formules nouvelles exprimant, dans quatre cas généraux, le’ moment
- fléchissant M en une section donnée d’une travée ^quelconque h, et sa
- ” dM ‘
- dérivée —— par rapport à l’abscisse variable X du centre de gravité du train :
- ClA
- Premier cas. — Le train charge simultanément les travées h—i et h tions préliminaires.........................................
- • Rela-
- (/M
- 55 Expressions finales de M et de —. — Il faut deux expressions de chacune
- . de ces quantités, l’une pour le cas où la tête du train fait face à gauche, l’autrej, pour le cas où elle fait face à droite.......................
- 56 Deuxième cas. — Le train charge simultanément les deux travées h et lk-j-i
- 57 Troisième cas. — Le train ne. charge que la travée h . • . . .-.........
- 58 Quatrième cas. — Le train charge une seule travée autre que h...........
- 59 Calcul des valeurs numériques des diverses expressions de M et de —. —
- Les quantités entrant dans ces expressions sont immédiatement fournies : les unes, par un seul point d’une des courbes constitutives de la ligne d’influence; les autres, par le « Tableau et la Table complémentaire des constantes du train-type». — Cas où la tête du train fait face à gauche. .
- 60 Cas où la tête du tiain fait face à droite.............................
- 61 Description et emploi du Tableau des constantes du train-type. ......
- 62 Description et emploi de la Table complémentaire. — Exemples : 1° Cas dans
- . lequel le tableau- suffit- à donner les- quantités cherchées. — 2° Cas . dans lequel il faut -recourir- à- la Table complémentaire. — Interpola-
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- 63
- tion. — Remarque I : Motif pour lequel il faut deux séries de formules
- exprimant M et —. — Remarque II : Motif pour lequel la Table complé-(XK
- mentaire se rapporte seulement aux machines et aux tenders....... .
- Recherche des positions les plus défavorables du train-type et conditions du maximum du moment fléchissant, positif ou négatif, en une section donnée.
- Une position étant arbitrairement attribuée au train, le signe de la dérivée^—
- indique le sens dans lequel .il faut déplacer le train pour le rapprocher de la position du maximum. — Dans la position du maximum, la dérivée s’annule ou bien elle change brusquement désigné au moment où une roué passe à l’aplomb de la section considérée. — Valeur du maximum ....
- 1181
- 1190'
- CHAPITRE V
- Théorèmes particuliers facilitant la détermination des moments fléchissants maximums dans certaines sections
- remarquables.
- 64 Les théorèmes établis dans ce chapitre sont fondés sur les principes posés
- au chapitre IV.........................................................1195
- 65' Théorème. — En toute section arbitrairement choisie entre les foyers, le moment fléchissant maximum positif a toujours lieu lorsqu’une roue passe à l’aplomb de cette section..................................................1195
- 66 Condition analytique du maximum des moments négatifs dans toutes les sec-
- tions comprises entre les foyers. — Elle ne contient que quatre termes. . 1197
- 67 ’ Théorème traduisant cette condition. — Dans toutes les sections comprises
- entre les foyers d’une travée h quelconque, le moment maximum négatif a lieu lorsque le train charge, soit la travée h—i, soit celle fa+i, la tête du train faisant face, dans l’un et l’autre cas, à la travée Z*. Dans le premier cas, le carré du rayon de gyration du train, autour du foyer de gauche de la travée Z/c—i, est égal à l’excès du tiers du carré de la longueur de cette travée sur le produit des distances de ce foyer aux appuis de cette même travée. Dans le second cas, la même relation a lieu relativement au foyer de droite de la travée 1/c+i ............................................ 1200
- 68 Remarques sur l’emploi de ce théorème. — Droites-limites de première espèce. 1201
- 69 Cas particulier de ce même théorème. — Travées de rives.......................1203
- 70 Condition analytique du maximum des moments positifs sur les appuis et
- clans les sections avoisinantes. — Elle est analogue à celle du n° 66 et elle se traduit par un théorème semblable à celui du n° 67............... 1204
- 71 Condition analytique du maximum des moments négatifs sur les appuis et
- dans les sections avoisinantes, dans les ponts où les portées des travées sont supérieures à 27,97 m. —Indication préliminaire.................1204
- 72 Cette condition est encore analogue à celle du n° 66......................... 1205
- 73 Elle se traduit par un théorème semblable à celui du n° 67 .................. 1203
- 74 Condition du maximum du moment positif en un foyer quelconque. — Elle ne
- contient que quatre termes...............................................1209
- 75 Théorème traduisant cette condition.— Le moment fléchissant maximum
- positif au foyer de droite Fk d’une travée quelconque Z/c se produit lorsque le train charge exclusivement cette travée, la tête dudit train faisant face à droite, et à l’instant où une certaine roue Pj franchit ce foyer. De plus, à cet instant, suivant que P/ est immédiatement à gauche ou immédiatement à droite de F k, lé rapport de la somme des charges situées à droite de F/,-., au poids total du train, est plus petit ou plus grand que le rapport du carré du rayon de gyration du train autour de l’appui de gauche A/c—i,
- au carré d’une certaine longueur constante 5...............................1213
- 76 Condition du maximum du moment positif au centre fixe. — Indication pré-
- liminaire ...........................................;.....................1214
- 77 Cas où la tête du train fait face à droite....................................1214
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- Cas où la tête du train fait face à gauche............................ . 1218 •
- Cette condition ne contient que quatre termes. — Elle se traduit par le théorème que voici : — Le moment maximum positif au centre fixe Ok d’une travée quelconque fa se produit lorsque le train charge exclusivement cette travée, et à l’instant où une certaine roue Py franchit Ofc. De plus, à cet instant, suivant que Py est immédiatement à gauche ou immédiatement adroite SPd
- de O/c, le rapport -j|- de la somme des charges situées à droite de O/c, au
- poids total du train, est plus petit ou plus grand que le rapport
- fa’
- | dési-
- gnant l’ordonnée correspondant au centre de gravité du train, d’une droite
- fixe facile à tracer.....................................................
- Condition du maximum du moment positif, en une section quelconque située dans une travée de rive, entre l’appui extrême et lë loyer opposé .... Théorème traduisant cette condition. — Le moment fléchissant maximum positif, en une section C arbitrairement choisie dans une travée de rive lu entre l’appui extrême A0 et le foyer opposé F, se produit lorsque le train charge exclusivement cette travée , et à l’instant où une certaine roue Py franchit cette section. De plus, à cet instant, suivant que Py est immédia-
- tement à gauche ou immédiatement à droite de C, le rapport
- de la
- somme des charges situées à gauche de C au poids total du train, est plus grand ou plus petit que la différence entre le rapport — des dis-
- ^2 1
- tances de l’appui A0 à la section C et au foyer Fl5 et le rapport —
- s2
- du carré du rayon de gyration du train autour de A0 au carré de la
- longueur constant s- — /u /-
- 1 ut a
- 3 vt üj
- Lignes enveloppes des moments fléchissants.
- Méthode abrégée.
- 1219'
- 1219-
- 1223-
- 1224
- CHAPITRE VI
- Lignes d’influence des efforts tranchants. — Efforts tranchants maximums produits par le passage du train-type.
- 83 Définition des lignes d’influence. — Constante arbitraire A......' . . . 1226-
- 84 Définition et construction du diagramme des z correspondant à une travée
- quelconque fa.
- Théorème fondamental analogue à celui concernant le moment fléchissant. —
- La ligne d’influence de l’effort tranchant, relative à une section quelconque C de la travée fa, se compose de deux branches d’une courbe funiculaire de
- distance polaire — et correspondant à des forces fictives verticales
- O
- zdx : appliquées à chaque élément dx de la poutre. — L’une des bran-
- ches correspond au segment A0C, l’autre correspond à l’autre segment CAn
- et passe par les points d’appui de ce second segment.....................1227
- ' 85 Pour une travée de rive, la construction du diagramme des z se simplifie . . 1228'
- 86 Propriétés relatives aux lignes d’influence des efforts tranchants. — Elles sont
- analogues à celles relatives aux lignes d’influence des moments fléchissants. 1229j
- 87 Dans la travée fa, les prolongements des deux branches de courbe funiculaire
- afférentes aux segments de poutre A0C et CAn (n° 84) rencontrent respec-
- tivement les verticales des appuis A/s et Ak—i, en des points dont les ordon-
- nées sont égales à + A et à — A (n° 83)...................................... . 1229'
- 88 Ces deux courbes sont parallèles entre elles dans la travée fa et elles constituent toutes les lignes d’influence de l’effort tranchant, relatives aux diverses sections de cette travée............................................................. 1230-
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- 89 Polygones des tangentes sur appuis. — Leur définition et leur construction
- sont les mêmes que celles des polygones de même nom relatifs aux lignes d’influence des moments fléchissants (n° 25). ............ . 1231
- 90 Construction des lignes d’influence des efforts tranchants. — La règle est
- la même que pour les moments fléchissants (n° 30)..................... 1232
- 91 Points d’inflexion * .... ................................................ 1233
- 92 Observation sur la valeur à attribuer à la constante arbitraire A ..... . 1233
- 93 Efforts tranchants maximums positifs ou négatifs en une section donnée, pro-. duits par le passage du train-type. — Il y a quatre cas de surcharge à
- considérer.— Dans les deux premiers, la position du train-type est connue a priori; dans les deux autres, elle ne l’est pas......................1233
- 94 Calçul des, valeurs des efforts tranchants correspondant aux deux premiers
- cas : — Deux méthodes, dont l’une exige seulement la connaissance d’un point unique de la ligne d'influence...................................1234
- 95 Dans les deux cas de surcharge où la position du train n’est pas connue a
- priori, le diagramme des efforts tranchants se déduit immédiatement des droites-limites relatives aux moments fléchissants (n° 46)............ 1235
- 96 Lignes enveloppes des efforts tranchants. — Leur construction...............1237
- CHAPITRE VII
- Lignes d’influence des flèches et des réactions des appuis. Flèches et réactions maximums produites par le passage du train-type.
- 97 Observations- préliminaires. — La question de la détermination des lignes
- d’influence des réactions des appuis est un simple corollaire de celle de la recherche des lignes d’influence des flèches................................
- 98 4 Rappel pi’éalable de deux constructions connues : — À. Diagramme des mo-
- ments de flexion produits par un poids unique, dans une poulre à deux appuis simples. — B. Même diagramme dans le cas de la poutre continue. Valeur de l’ordonnée c de ce diagramme, au point d’application de la charge.
- 99XLignes d’influence des flèches. — Leur définition.............................
- 100][Théorème fondamental : — s désignant les ordonnées du diagramme représentatif des moments fléchissants produits dans une travée quelconque h d’une poutre continue, par un poids égal à l’unité, appliqué en un point C arbitrairement choisi (n° 98 — B), la ligne d’influence de la flèche au point C
- h
- est une courbe funiculaire de distance polaire — passant par les appuis de
- 101
- la travée h et correspondant à des forces fictives verticales sdx :
- lk
- T?
- appli-
- quées à chaque élément dx de ladite travée..............................
- Propriétés des lignes d’influence des flèches : (1°) la ligne d’influence relative à un point C arbitrairement choisi dans une travée h, se compose de deux arcs de paraboles cubiques, situés de part et d’autre de ce point; 12°) ces deux paraboles se raccordent tangeutiellement sur la verticale de ce même point.............................................................
- 102 , (3°) La parabole cubique à laquelle appartient l’arc de gauche, rencontre l’appui de droite Ak de la travée lk , en un point o/c dont l’ordonnée est égale
- CA?
- à------— ; l’autre parabole rencontre l’appui de gauche en un point
- lk
- o/£_i dont l’ordonnée est égale à
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- Construction des lignes d'influence des flèches. — Comme pour les lignes d’influence des moments fléchissants et des efforts tranchants, cette
- construction se ramène finalement à celle du n° 7........................
- En résumé, elle ne comprend, en tout, que quatre opérations, savoir : 1° tracé du diagramme des z relatif au point considéré; 2° construction.des deux points de rencontre au et au—t (n° 102) des deux paraboles cubiques, avec les verticales des appuis ; 3° détermination des tangentes à ces deux paraboles, aux points correspondant aux appuis; 4° construction d’autant de points de ces parqboles et d’autant de tangentes qu’il est nécessaire pour pouvoir
- les tracer correctement . , . . .........................................
- Flèche maximum produite en un point donné, par le passage du train-type. — Première méthode.........................................................
- Seconde méthode. — Elle n’exige plus, comme la première, que Ton trace, la ligne d’influence, dont il suffit alors de construire quelques points seulement. — Elle est fondée sur des expressions nouvelles de la flèche f et de
- sa dérivée — par rapport à l'abscisse variable X du centre de gravité du
- Clh
- train..............................................:.......................
- Calcul des valeurs numériques de ces expressions. — Le Tableau et la Table complémentaire des constantes du train-type, ainsi que le point d’abscisse X de la ligne d’influence, fournissent immédiatement toutes les quantités entrant dans lesdites expressions.............................................
- Condition analytique du maximum de la flèche. — Pour une position quelle
- conque attribuée au train, le signe de la dérivée y-indique le sens dans
- Clh
- lequel il faut déplacer le train, pour le rapprocher de la position du maxi-
- df
- mum. — Pour cette dernière position, s’annule..............................
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- Autres expressions de la dérivéi
- permettant de trouver la position du
- maximum sans même construire aucun point de la ligne d’influence . . . Expression analytique de l’abscisse du centre de gravité du train, répondant à la position du maximum. — (Toutes les indications données au présent chapitre, sur les lignes d’influence des flèches et sur les flèches maximums, dans le cas des poutres continues, s’appliquent également aux poutres à
- deux appuis simples)..............7.....................................
- Remarque pratique............... ..............................
- Lignes d’influence des réactions des appuis. — Leur définition............
- Théorème fondamental montrant que les méthodes données précédemment pour la détermination des lignes d’influence des flèches élastiques et pour la recherche des flèches maximums, s’appliquent immédiatement aux recherches similaires relatives aux réactions des appuis..................;
- Légères modifications à apporter aux formules concernant les flèches élastiques, pour passer à celles relatives aux réactions des appuis.............
- Remarque. — On pourrait déduire les lignes d’influence des réactions des appuis, de celles des efforts tranchants; mais ce procédé est moins expéditif que la méthode directe..........................................
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- ANNEXE I
- Lignes d’influence du moment fléchissant relatives aux diverses sections d’une même travée.
- Étant données les lignes d’influence des moments fléchissants sur appuis, construire les lignes d’influence relatives aux diverses sections d’une travée quelconque 4. Cette construction ne doit être préférée à celle du
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- n° 29, qu’autant que l’on considère un assez grand nombre de sections dans la travée lu........................./..................1268
- ANNEXE II
- Ponts en poutres droites à une seule travée.
- Emploi du Tableau des constantes du train-type pour la détermination des moments fléchissants et des efforts tranchants maximums.........1274
- TABLES NUMÉRIQUES
- 1° Tableau des constantes du train-type................Planche 82
- 2° Table complémentaire des constantes du train-type. ..... — 83
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- CHRONIQUE
- N° 156.
- Sommaire. — Nouvelles installations de l’Institut électroteelmique Montefiore, à Liège.— La circulation sur le pont de Brooklyn. — Tunnel de Saint-Clair. — Les grands paquebots transatlantiques. — Rupture d’un volant. — Une vitesse de 156 km à l’heure en chemin de fër.
- Nouvelles installations (le l’Institut électrofeelmîqiie Montefiore, à liicge. ' -
- Ceux de nos collègues qui ont pris part à l’excursion en Belgique en 1885 se souviennent d’avoir visité les laboratoires de l’Institut électrotechnique de l’Université de Liège, dû à la munificence deM. Montefiore et nouvellement ouvert. Nous croyons donc intéressant de reproduire la partie la plus essentielle d’une communication faite à l’Association des Ingénieurs sortis de l’Écoie de Liège, par M. E. Gérard, sur les nouvelles installations de cet Institut.
- Le local dans lequel il avait été installé il y a neuf ans était modeste; mais l’œuvre devait d’abord donner des preuves de vitalité avant d’être placée dans le cadre qui lui convenait. L’organisation du début s’est montrée satisfaisante et elle a été fidèlement conservée dans la suite. Les étudiants sont arrivés plus nombreux d’année en année. En huit ans, deux cents élèves électriciens ont passé sur les bancs de la nouvelle École, parmi lesquels quatre-vingt-dix venus des pays étrangers. L’Institut a non seulement formé des Ingénieurs électriciens qui ont contribué à établir sur des bases solides une industrie trop souvent abandonnée en des mains inhabiles, mais il a produit des professeurs qui ont été appelés à répandre la science électrique à l’étranger.
- M. Montefiore peut donc être fier d’une œuvre dont il a non seulement assuré l’existence matérielle, mais sur laquelle il a veillé avec une sollicitude paternelle. Il reçoit aujourd’hui la récompense de ses efforts. Le gouvernement a mis à la disposition de l’Institut un véritable monument, construit en 1880 par M. l’architecte E. Demany et auparavant consacré à l’École normale des Humanités.
- Lorsque la suppression de l’École normale fut décidée, l’auteur vint un jour visiter cet établissement, si bien dissimulé au fond d’une cour de la rue Saint-Gilles que fort peu de Liégeois en soupçonnent l’existence. Il fut frappé de voir combien cet ex-internat se prêtait aisément à l’installation d’un Institut électrotechnique. En effet, l’ancien dortoir, constitué par une nombreuse série de petites chambres au premier étage, convient parfaitement pour l’installation de petits laboratoires où les élèves peuvent travailler par groupes de trois à quatre en toute tranquillité, système bien préférable aux salles communes où les groupes d’élèves se gênent mutuellement.
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- Les bâtiments annexes, primitivement. affectés an gymnase et an réfectoire, sont fort bien disposés pour , recevoir les machines motrices-et éloigner celles-ci du bâtiment principal, de manière' à assurer à ce dernier la stabilité nécessaire pour les expériences de précision. Il n’est pas jusqu’aux parquets en mosaïque, dont l’emploi est général dans les-locaux et qui constituent un sol d’une fermeté et d’une propreté précieuses pour des salles de recherches: Bref, il a suffi, d’abattre quelques cloisons pour obtenir un local parfaitement approprié à sa nouvelle destination.
- Dans une partie de l’annexe qui sert de logement au concierge, on a installé une chaudière tubulaire de 70 m2 de surface de chauffe, offerte-gracieusement à l’Institut par M. Pierre Brouhon. Ce générateur, dont le fini est digne de.la réputation de l’excellent constructeur liégeois, sert à'chauffer 1’établissement et à produire la vapeur nécessaire à deux machines motrices.
- Un ascenseur monte le charbon de la cour sous-jacente, tandis que les cendres tombent de la grille dans un bac monté sur chariot qu’on mène à l’extérieur par une conduite souterraine. Ces dispositifs permettent d’entretenir la chambre de chauffe en parfait état.
- Les machines motrices sont divisées en deux groupes : le premier fait le service de l'établissement ; le second est destiné aux essais des élèves.
- Le groupe des machines de service comprend une machine à vapeur Robey, produisant 15 chx à la vitesse de 150 tours et attaquant une dynamo Lahmeyer. A côté se trouve une machine à. gaz Otto, à deux cylindres, d’une puissance de 8 chx à 175 tours et conduisant une dynamo Pieper. Le côté nouveau de cette installation réside dans l’emploi d’une transmission par friction du système Evans entre chaque moteur et la dynamo correspondante. La transmission par courroie était impossible par suite de l’exiguïté du local; la transmission Evans a fourni une solution excellente au point de vue du rendement et tout à fait recommandable, au moins lorsque l’éclairage se fait par l’intermédiaire-d’accumulateurs, ce qui est ici le cas.
- Yu l’irrégularité de la demande d’énergie électrique pour les besoins des élèves, la distribution de l’électricité exige l’emploi d’une puissante batterie d’accumulateurs qu’on charge, soit par l’une des machines de-service, soit par les deux à la fois. Gette batterie, dii système Tudor, comprend 64 éléments d’une capacité de 600 ampères-heures. Elle est logée sous le bâtiment principal, dans un long couloir souterrain, aéré-par des soupiraux ouvrant sur une ruelle. Les éléments sont disposés sur un châssis isolé reposant sur un sol asphalté, en une seule rangée sur toute la longueur du couloir, ce qui rend chaque couple facilement accessible pour la visite et les réparations.
- Indépendamment de cette batterie, l’Institut possède des éléments secondaires Julien, mobiles sur chariots, pour le service des laboratoires,, ainsi qu’une batterie de 150 petits couples secondaires pour la vérification des voltmètres.
- La machine à vapeur destinée aux essais des élèves est située dans la halle des machines. L’obligation de la relier à la chaudière par une longue conduite souterraine peu. d’inconvénients dans une machine-
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- — 4289 —
- qui ne fait pas un service continu. C’est un. moteur Bollinckx à détente Rider, produisant 25 chx à 425 tours et dont la vitesse peut être variée de 20 0/0 en cours de marche, grâce à des plateaux servant à la transmission du mouvement au régulateur. Comme le local était un peu
- roit pour permettre l’installation des transmissions sur le sol, il a été fait usage d’un arhre de couche sur chaises élevées à 3,50 m. Cet arbre attaque une dynamo à disque de 20 chx, qui peut servir de génératrice ou recevoir elle-même le courant des accumulateurs ‘pour devenir motrice et fournir avec la machine à vapeur 40 à 50 dix sur l’arbre do transmission. 1
- Cette combinaison permet l’essai de machines puissantes qui sont prêtées par les industriels et qui sont renouvelées d’année en année, de manière à tenir les élèves au courant des progrès réalisés dans la construction des dynamos. Un jeu de poulies, combiné avec la variation de-vitesse du moteur Bollinckx, permet d’essayer des dynamos de toutes vitesses.
- Ces diverses machines, ainsi que les moteurs de service, ont des fondations indépendantes du sol et reposant sur un lit épais de bourre de vache, de manière à éviter la propagation des vibrations dans les habitations voisines et dans le bâtiment principal.
- Au rez-de-chaussée de ce bâtiment se trouve l’auditoire, qui peut contenir cent personnes. Ce nombre est à peu près atteint lorsqu’aux élèves électriciens se joignent les élèves des autres sections de l’École des Mines. Suivant l’exemple des grandes Ecoles techniques de l’étranger, le Conseil de l’École de Liège s’est décidé à faire suivre par les élèves de toutes les sections un cours théorique sur l’électricité.
- Cette science a, en effet, acquis une telle importance dans les arts techniques qu’un Ingénieur sortant de l’École doit la posséder au même-titre que la théorie de la chaleur, quelle que soit la spécialité à laquelle il se destine.
- A côté de l’auditoire et en communication avec celui-ci par une large baie se trouve la salle contenant les collections d’appareils spécialement destinés aux démonstrations du cours. Ceux de ces appareils qui exigent une grande stabilité sont placés sur des masses de pierre reposant sur un lit épais de laine, qui les isole du sol au point de vue des trépidations. Les appareils spéciaux de mesure sont disséminés dans les laboratoires.
- Le cours de l’Institut étant publié, les élèves ont sous les yeux la plupart des figures servant à l’enseignement. Afin de ne pas être obligé de reproduire ces figures au tableau, ce qui constituerait une perte de temps, l’auteur se sert depuis quatre ans d’un procédé de projection très commode. Les figures photographiées sont projetées à l’aide d’une lampe à arc et d’une lanterne Duboscq, non sur un écran éloigné, ce qui exigu la chambre noire, mais sur un petit écran transparent rapproché à un mètre de la lanterne et suspendu au-dessus de la table de l’auditoire.. Par ce moyen on obtient un agrandissement suffisant et, grâce à la vive lumière utilisée, les projections peuvent être faites en plein jour.
- La partie postérieure du rez-de-chaussée est occupée par un atelier de
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- mécanique contenant une forge à gaz et des machines-outils, telles que tours, fraiseuse, perceuse, mues par un électromoteur.
- On sait que les élèves Ingénieurs électriciens débutent dans leurs exercices pratiques par un travail d’atelier qui les prépare aux manipulations du laboratoire, les met directement aux prises avec les matériaux qu’ils devront utiliser dans leurs projets et leur apprend les différents tours de mains, si utiles à l’Ingénieur-électricien, qui est chaque jour en présence de difficultés mécaniques, soit dans les machines, soit dans les appareils de mesure. Le témoignage des anciens élèves de l’Institut est unanime au sujet de l’utilité de ces travaux manuels qui durent deux mois environ.
- Chaque élève possède dans l’atelier son armoire à outils et son étau. Il y confectionne, sous la direction d’un mécanicien habile, un appareil de mesure qu’il emploie ensuite concurremment avec les instruments des collections dans les recherches de laboratoire. Les appareils actuellement construits par les élèves sont des galvanomètres à réflexion, genre d’Arsonval, et des galvanomètres à lecture directe, genre Weston. Malgré leur construction rudimentaire, ils ont toute l’exactitude nécessaire pour les mesures de précision.
- L’atelier renferme le tableau général des communications électriques de l’Institut ; comme détail caractéristique, ce tableau présente des commutateurs qui permettent de relier les principales salles avec les diverses sources d’électricité, dynamos et accumulateurs, et, en outre, d’établir une communication entre deux salles quelconques. Cette combinaison est très utile pour effectuer des expériences à l’aide d’appareils placés dans des salles différentes.
- C’est au tableau que convergent les divers faisceaux de câbles électriques. Les circuits servant à l’éclairage sont branchés sur une boucle fermée et alimentée par des feeders. Les coupe-circuits de chaque étage sont groupés sur des tableaux secondaires. Tous les câbles principaux sont tordus deux à deux afin d’éviter la production de champs magnétiques perturbateurs ; les gros câbles conduisant aux électromotèurs font seuls exception, parce que ceux-ci sont arrêtés lors des expériences qui exigent l’absence complète de champs parasites.
- Lorsque les élèves ont terminé leur travail d’atelier, ils passent dans les petits laboratoires du premier étage où, par groupe de trois ou quatre, ils effectuent les mesures de résistance, de forcé électromotrice, de capacité, de self-induction, de perméabilité, etc.
- Ils ont à monter complètement les circuits et à installer tous les appareils de mesure nécessités par les essais.
- C’est, en effet, cette mise en station qui constitue le plus souvent la principale difficulté d’une expérience ; la méthode consistant à mettre à la disposition des élèves des installations toutes montées paraît moins recommandable, bien quelle fasse gagner du temps.
- Pendant le cours des essais, l’attention des élèves est particulièrement attirée sur la discussion des résultats et sur la détermination des limites d’erreurs d’expériences. C’est là le meilleur moyen de faire acquérir aux étudiants le coup d’œil pratique qui permet de dégager rapidement les précautions importantes des conditions accessoires d’un essai et de
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- déterminer l’approximation à atteindre dans le calcul des résultats. Ils voient ainsi que la règle à calcul, donnant l’approximation voisine d’un cinq centième, est suffisante pour un grand nombre d’essais ordinaires, circonstance qui permet aux élèves de dresser rapidement les tableaux des résultats et leur évite des calculs fastidieux.
- Initiés par cette première préparation aux précautions à prendre dans la manipulation et l’emploi des appareils de mesure, les élèves peuvent aborder l’étude des générateurs de courants internes, dynamos et accumulateurs, sans s’exposer à détériorer des appareils coûteux.
- L’étude pratique des dynamos se fait d’abord dans deux salles du rez-de-chaussée, munies chacune d’un électromoteur de S dix et d’un certain nombre de dynamos à courant continu, d’alternateurs et de transformateurs. '
- L’étude détaillée de ces appareils leur sert de guide pour l’exécution des projets de machines qu’ils doivent présenter à l’examen.
- Les essais des lampes électriques s’exécutent dans une salle photométrique placée au premier étage.
- Les élèves terminent leurs travaux par l’essai des dynamos plus fortes, installées dans la halle des machines, où ils s’habituent à relever les diagrammes sur la machine à vapeur. Ces divers exercices pratiques occupent les élèves six heures par jour pendant une année entière.
- Outre les salles consacrées à ces exercices, l’Institut contient un certain nombre de laboratoires spéciaux. C’est ainsi qu’au premier étage il y a des salles de chimie, de préparation des piles, de recherches électro-chimiques, de photographie, une bibliothèque ouverte aux étudiants, enfin quelques salles de recherches pour le personnel de l’Institut et pour les Ingénieurs qui désirent faire des recherches approfondies, ainsi que des chambres destinées à l’étalonnage des résistances, des ampèremètres, des voltmètres et autres instruments ou matériaux employés dans l’élec-tro-technique. Ces salies, répondant à un objectif déterminé, renferment des installations de mesure toujours prêtes pour l’emploi.
- Grâce aux nouveaux dons de M. Montefiore, l’Institut a non seulement pu acquérir le matériel nécessaire à l’installation des locaux actuels, mais ses collections se sont enrichies d’un grand nombre de machines et d’appareils parmi lesquels on peut citer des dynamos des systèmes Pieper, Dulait, Lahmeyer, OErlikon, Rechnewski, Ganz, Westinghouse ; une collection de résistances étalons et de boîtes de mesure vérifiées au Reichanstalt, des appareils de démonstration pour les expériences d’Elihu Thomson, de Tesla, deFrôlich, une balance de Ruprecht à clavier, modifiée par M. Montefiore, etc.
- Le Président a complété la communication de M. Gérard en ajoutant que, si l’honneur de la création d’un Institut modèle en tous points revient à M. Montefiore qui, depuis longtemps, avait prévu l’avenir réservé aux applications de l’électricité. M. Gérard, qui a fondé l’enseignement de cette science en Belgique, a puissamment contribué à donner à l’Institut Montefiore sa renommée universelle.
- lia circulation sur le pont de Brooklyn. — Dans l’exer-
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- cice qui a fini le 30 novembre 1892, le pont de Brooklyn a livré passage à 41 672 898 passagers empruntant les divers moyens de transport.
- Les recettes se sont élevées à 5 725 000 /“pour les droits payés par les-chemins de fer qui traversent le pont, à 419 000 /“pour les droits payés par les voitures, 439 000 /“pour les loyers des boutiques, magasins et entrepôts, et 88 500 /“pour les redevances payées pour le passage sur le pont des fils télégraphiques et téléphoniques. La recette totale s’est élevée à 10 775 000 f, en y comprenant les subventions payées par les villes de New-York et de Brooklyn. Les dépenses ont été de 8 577 600 f, laissant ainsi un excédent égal à 2 187 400 f.
- Depuis l’ouverture, le 24 septembre 1883, le pont a livré passage à 262 260 000 personnes.
- Pendant la semaine des fêtes de Colomb, du 8 au 15 octobre dernier, 4 033 920 personnes ont traversé sur le pont, ce qui fait en moyenne 130 126 par jour ; le 12 octobre il en a passé 223 625, ce qui est le nombre le plus élevé constaté jusqu’ici. Les 12 et 13 octobre, les câbles qui desservent le chemin de fer ont fonctionné sans arrêt pendant 44 heures consécutives avec des trains de 2 à 4 voitures, soit 37/8 en moyenne se succédant à des intervalles de 2 1/15 minutes; le 12 octobre, pendant les 24 heures, l’intervalle des trains a été réduit à 1 5/6 minutes.
- Dans la Chronique de juin 1884, p. 737, nous indiquions que, dans le premier exercice, du 25 mai 1883 à la même date de 1884, le pont de Brooklyn avait donné passage à 11 234 000 personnes et que les recettes s’étaient élevées à 1 958 000 f.
- /Tunnel «le Saint-Clair. — Nous avons eu occasion de parler à plusieurs'reprises du tunnel de Saint-Clair, qui relie par une voie ferrée Port-Hudson, dans le Michigan, et Sarnia, dans l’Ontario, tunnel ou vert au service des marchandises en octobre 1891 et à celui des voyageurs le 7 décembre de la même année, ainsi que des locomotives de-capod qui en font le servicet (Chronique d’avril 1892, p. 547.)
- A l’origine, ces machines n’avaient pas de tender et portaient leur approvisionnement d’eau et de combustible, mais la quantité d’eau, 7 0001 environ, s’étant trouvée insuffisante, môme pour le trajet peu considérable que cés locomotives avaient à faire, on a dû adjoindre un tender séparé à trois des quatre machines en service. Elles avaient des voûtes en briques dans le foyer et consommaient du coke pour ne pas donner de fumée ; ce combustible ne donnant pas assez de vapeur, on a substitué l’anthracite au coke et on a supprimé les voûtes. Trois machines sont simultanément en service et la quatrième est en réserve ou en réparation.
- La charge maxima remorquée est de 27 wagons chargés.
- Le tunnel est à simple voie, mais les approches sont à double. Il y a un service de pilotage basé sur l’adjonction au train d’un fourgon spécial. Le tunnel se vide de fumée assez rapidement après le passage du train et, avec la précaution de marcher le tender en avant, on voit facilement à une distance raisonnable tandis que, si on marche cheminée en avant, la vapeur et la fumée empêchent de rien distinguer et, de plus, pénètrent dans l’abri malgré la fermeture de celui-ci, de manière à gêner sérieusement les agents qui se trouvent sur la machine. Le
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- tunnel est muni de lumières dans la partie centrale, mais on ne peut pas dire qu’il est éclairé; En résumé, on peut dire que, grâce aux signaux •et au mode d’exploitation, tout danger de collision dans le tunnel se trouve écarté. La durée du trajet, 2 minutes 1 /2, est d’ailleurs trop courte pour que les voyageurs soient gênés d’une manière sérieuse par la fumée.
- Les renseignements ci-dessus sont moins pessimistes que ceux que nous avions donnés dans la Chronique de mai 1892, page 682, où il était indiqué qu’il fallait 45 minutes pour vider le tunnel de fumée et que la Compagnie avait de la peine à trouver le personnel nécessaire pour le •service. Il est possible que la , puissance des ventilateurs ait été augmentée depuis.
- lies geaaiels paquebots transatlantiques.'— Nous croyons devôîrLqp^od'uîrTen Te "complétant un ’taïileau‘ÏÏOïïné récemment par le journal Industries pour faire voir le développement considérable qui s’est produit depuis dix ans dans la navigation transatlantique par l’accroissement des dimensions, de la puissance et de la vitesse des grands paquebots, développement qui a été déjà si bien mis en évidence par la magistrale communication de notre distingué collègue, M. Jules Gau-dry (1), faite dans la séance du 22 avril 1892.
- Si on se rappelle que le Great Eastern construit de 1853 à 1859 et qui devança de beaucoup son époque, avait 207 m de longueur, 25,30 m de largeur et déplaçait 27 000 tx à 9 m de tirant d’eau et était mû à la vitesse maxima de 15 1/2 nœuds par des machines développant 10.000 chx indiqués avec de la vapeur à 1,75 kg de pression effective, on voit que -ce géant des mers serait encore, s’il n’eût pas disparu, sans rival pour les dimensions et le tonnage, mais qu’il était déjà largement dépassé, il y a dix ans, sous le rapport de la puissance et de la vitesse. Nous renvoyons au sujet de ce navire qui fut, tout compte fait, une œuvre remarquable, à ce que nous en avons dit dans la chronique de janvier 1892, page 109.
- (1) Nous saisissons avec empressement cette occasion de rappeler un fait unique dans les annales de notre Société, celui d’un collègue ayant fait à quarante années de distance deux communications de premier ordre sur des sujets à peu près semblables. M. Jules Gaudry publiait, en effet, dans nos bulletins, en 1852, une étude très remarquable sur la navigation fluviale par. la vapeur et les enrichissait, en 1892, de son mémoire sur la •navigation à grande vitesse.
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- Rupture d’un volant. — On trouve dans le bulletin de lhlsso-ciation aes Ingénieurs sortis de l Ecole de Liege, des renseignements intéressants donnés par MM. Dechamps et Béduwé sur la manière dont ils ont pu déterminer les circonstances dans lesquelles s’était produite la rupture d’un volant.
- Ce volant avait un diamètre extérieur de 7 m. Il pesait 27 000 kg environ et était en deux parties. Les deux moitiés du moyeu étaient assemblées au moyen de quatre boulons et de deux frettes en fer posées à chaud.
- .L’assemblage de la jante comprenait : 1° deux clames en fer à queue d’bironde, engagées dans les faces latérales et maintenues au moyen de quatre rivets ; 2° deux fortes brides en fonte coulées avec les demi-j antes et réunies par quatre boulons.
- Ce volant s’est partagé en quinze“pièces. Les unes ont été projetées à l’avant de la machine ; la plus éloignée se trouvait à 28 m de la position primitive de l’arbre. D’autres avaient été lancées à l’arrière, l’une de celle-ci à une distance de 86 m environ. Enün quelques-unes s’étaient éparpillées autour de la machine.
- L’arbre, avec le moyeu du volant, la manivelle motrice et la tête de la bielle qui avait été arrachée du corps, se trouvait un peu en arrière et à la droite du cylindre à vapeur.
- La reconstitution approximative de la trajectoire parcourue par l’arbre a permis aux auteurs tout d’abord de déterminer la position qu’occupait, au moment de l’accident, celui des fragments qui s’était détaché le premier.
- Pour savoir quel était ce fragment, on commença, après avoir levé un plan des lieux et numéroté tous les débris, par reconstituer le volant sur le sol de l’usine ; puis on en lit un dessin avec l’indication des cassures et la reproduction des numéros. La comparaison de ce dessin et du plan des lieux après l’accident conduisit à attribuer ce dernier à la rupture d’un des assemblages de la jante. L’examen attentif de la cassure montre que ce sont les parties de fonte recevant la pression des-bords inclinés des clames qui ont cédé. L’effort de traction que la force centrifuge développe suivant l’axe des clames donne lieu, en effet, à deux composantes dirigées normalement à ces bords et dont chacune a une intensité de beaucoup supérieure à celle de la résultante. La résistance des brides, unies par les boulons, a été impuissante à empêcher seule la séparation des deux parties voisines de la jante. Le joint rompu, les différentes parties du volant, soumises à des forces qui ne s’équilibraient plus, se sont détachées les unes des autres et ont été lancées dans diverses directions.
- Les auteurs se sont proposé ensuite de chercher à déterminer la vitesse à laquelle le volant tournait au moment de l’accident. Cette recherche devait nécessairement avoir pour point de départ la reconstitution de la trajectoire de celui des fragments qui s’était détaché le premier du volant. Ce fragment gisait à 42 m de la machine. Dans son parcours, il avait frôlé la cheminée de l’usine à 17,95 m du sol en y laissant une trace visible. Or, cette cheminée se trouvait à peu près à égale distance de la machine et du débris en question.
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- On pouvait donc considérer cette cote comme représentant l’ordonnée du sommet de la trajectoire, laquelle est, comme on sait, une parabole quand la résistance de l’air est négligeable.
- Les relations que l’on déduit de la théorie du mouvement parabolique des corps pesants permettent de calculer, quand on aurait l’ordonnée h du sommet et la portée l du jet, l’angle a. de la vitesse initiale
- 4 h
- avec l’horizon. On a, en effet, la formule tang a = — •
- i
- On trouve ainsi a = 69° 40’.
- On a obtenu ensuite pour la vitesse initiale v0
- v0 = 1 = 21,70 m par seconde,
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- C’est la vitesse du centre de gravité du fragment considéré. Il est facile de passer de cette valeur à celle de la vitesse de la jante. Celle-ci a été trouvée égale à 24,66 m, ce qui correspond à une allure de 72,2 révolutions par minute.
- Une yttcsge .de ISO kilomètres en eheyiii fle .fer..—
- Dans un article inséréi^anssîa't4fl^Ü^[Wt[e'‘n^:em0bre 1892,page 1014, sous le titre « De plus grandes vitesses sur les chemins de fer », il était indiqué que cette question n’était point une question de moteur et que la locomotive à vapeur se prêterait sans difficulté aux accroissements même considérables de vitesse qui pourraient être exigés d’elle.
- Le Railroad Gazette donne comme confirmation matérielle de cette assertion un essai fait le 18 novembre dernier avec une locomotive com-pound à 4 cylindres type Vauclain construite aux ateliers de Baldwin.
- Cette -machine a quatre roues accouplées de 6 pieds, 7 pouces de diamètre (2 m environ) et pèse 62 t. Elle était attelée à un train composé d’un wagon-vestibule, d’un wagon-salon Pullmann et de deux voitures .à grande vitesse. Entre les stations de Farnwod et de Westfield, sur le chemin de fer central de New-Jersey, la vitesse maxima sur une pente de 20 0/00 aurait été observée à raison de 76 secondes pour franchir 2 milles anglais, ce qui donnerait une vitesse à l’heure de 164,37 km, et un mille aurait été franchi en 37 secondes, ce qui porterait la vitesse à 166,46 km à l’heure.
- Les journaux anglais paraissent accepter difficilement ces chiffres et certains les contestent avec une vivacité qui paraît inutile. L’Engineer déclare carrément que les nouvelles de ce genre peuvent aller avec celles du grand serpent de mer et autres canards pour lesquelles, dit-il, le cousin Jonathan a toujours un appétit insatiable. Il est probable qu’on ne tardera pas à savoir à quoi s’en tenir à cet égard.
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- COMPTES RENDUS
- SOCIETE D’ENCOURAGEMENT POUR L’INDUSTRIE NATIONALE
- Octobre 1892
- Rapport de M. de Luynes sur le procédé de. blanchiment électro-chimique de M. Hermite,
- Le procédé appliqué dans l’usine de MM. de Montgolfier et Cie, à la Haye-Descartes, est basé sur la composition électrolytique d’un sel, le chlorure de magnésium, qui, à l’état libre, n’exerce sur les libres végétales aucune action fâcheuse. De plus, ce composé est neutre ; il n’offre qu’une faible résistance au passage du courant, sa chaleur de combinaison est faible et, par suite, sa décomposition électro-chimique facile. On trouve avantage à se munir d’une dissolution de. chlorure de magnésium diluée dans une autre solution saline qui est du sel marin ; on évite ainsi la formation d’un oxychlorure de magnésium qui encrasse les électrodes et entrave le passage du courant.
- Il s’agit du blanchiment des pâtes à papier. Le liquide agit par circulation continue, et la quantité de pâte mise dans la pile blanchisseuse est calculée de façon à n’absorber dans un temps donné que la quantité de composé chloré que peut produire l’électrolyseur. Le titre du bain reste à peu près constant et on obtient ainsi un blanchiment très rapide et très complet. '
- L’économie qui résulte de l’emploi de ce procédé varie suivant les localités et le coût de la force motrice. Un électrolyseur du système Hërmite produit en vingt-quatre heures l’équivalent de 100 kg'de chlorure de chaux sec en employant au maximum 10 ch de force effective.
- Le chlorure de chaux vaut actuellement 20 à 22 f les 100 kg, rendu à l’usine. Avec la force hydraulique, l’équivalent, amortissement compris du matériel électrique, coûterait S,20 f, ce qui donnerait une économie de 80 0/0. Avec une machine à vapeur, ce serait 10/, soit 50 0/0 d’économie. Môme dans le cas où le charbon serait très cher, on aurait encore 40 0/0 d’économie.
- Les appareils de la papeterie de la Haye-Descartes comprennent deux groupes de cinq électrolyseurs chacun qui produisent par an l’équivalent de 300 t de chlorure de chaux valant au moins 60 000 /'. Il est facile d’apprécier l’importance de l’économie obtenue.
- Rapport de M. Brüll sur le foyer Cohen, présenté par MM. Herr-man, Cohen et Cie.
- L’appareil, dans lequel la combustion est divisée en deux périodes : la distillation avec combustion des gaz formés et la combustion du coke Bull. 86
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- produit, comprend trois grilles, dont la première, verticale, est suivie d’une voûte réfractaire ; elle reçoit le combustible; amené par une trémie. La seconde, inclinée à 45°, sert à la combustion du coke ; la dernière reçoit les cendres et mâchefers.
- Ce foyer donne de très bons résultats. Il est employé par MM. Geneste et Herscher pour les chauffages dont ils ont la charge, par la Compagnie Edison, etc. Nous renverrons, pour plus amples détails sur ce foyer, à la communication de notre collègue, M. Leroux, insérée dans le Bulletin de septembre 1890, page 462, de notre Société.
- Les moteurs à pétrole depuis 1880, conférence faite par M. G. Richard, à la Société d’Encouragement, le 24 juin 1892.
- L’auteur décrit les principaux progrès réalisés dans la construction et l’exploitation des moteurs à pétrole à Fétranger, depuis l’Exposition de 1889. Ce genre de moteurs, inoffensif, simple, sûr, régulier, durable et d’une mise en train presque instantanée, se compte déjà par milliers en Allemagne et en Angleterre, tandis que son développement est paralysé en France par le prix élevé du pétrole.
- Tous ces moteurs, qui emploient des huiles minérales lampantes, se divisent en trois classes, selon que la carbonisation par volatilisation du pétrole s’y effectue des trois manières suivantes :
- A) Après pulvérisation et en présence du complément d’air nécessaire à sa combustion, dans un vaporisateur séparé, chauffé à une température relativement basse (2o0°) par les gaz de l’échappement (moteurs Etève, Humes, Priestman) ;
- B) Dans un appareil distinct de la chambre de compression du cylindre et porté constamment à une température élevée par une lampe, avec addition de l’air complémentaire après admission au cylindre moteur (Crossley) ;
- C) Dans un prolongement de la chambre de combustion, isolé du cylindre et chauffé par les explosions seules, avec ou sans pulvérisation, pendant l’aspiration du complément d’air ou à la fin de sa compression (Akroyd, Capitaine, Otto).
- L’auteur décrit, avec l’aide de figures, ces divers appareils en indiquant leurs détails les plus caractéristiques et les résultats économiques réalisés.
- La production de la gutta-percha, par M. E. Jüngfleisch.
- La Malaisie produit une grande partie de la gutta-percha consommée dans le monde; elle est obtenue dans cette contrée par abattage de l’arbre et incision du tronc. Comme on n’opère que sur de gros arbres d’une trentaine d’années d’âge, on arrive à une consommation énorme de nature à tarir rapidement la source même de ce produit, si on réfléchit qu’un arbre de cette nature ne fournit au plus que 260 g de gutta-percha.
- M. Serullas, envoyé en mission en Malaisie en 1888 par l’administration des Télégraphes, avait pensé qu’on pourrait peut-être opérer, sans destruction de l’arbre, par une méthode analogue à celle qui est employée pour extraire la résine des conifères.
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- L’expérience a indiqué que ce n’était pas possible ; il semble que les propriétés plastiques de la gutta-percha contribuent à rendre ce procédé inefficace. Les renseignements recueillis par M. Serullas et l’examen des échantillons rapportés par lui ont fait entrevoir à l’auteur la solution du problème dans une tout autre direction. Il a pensé qu’il serait possible de trouver des dissolvants permettant de retirer la matière des organes qui la contiennent et de la retirer seule. Après beaucoup de tâtonnements, les essais ont conduit à la méthode pratique suivante :
- On pulvérise assez finement les débris végétaux, branches déjà anciennes, feuilles et jeunes pousses; on les met en suspension dans le toluène et on fait digérer la bouillie au bain-marie. On filtre sur du coton et on épuise les débris végétaux par du toluène tiède. Le toluène bouillant à 110°, on ne peut l’éliminer par la distillation. On l’entraîne par la vapeur d’eau; celle-ci, à 100°, entraîne par volume trois à quatre volumes de toluène. Il reste dans l’appareil de la gutta-percha avec de l’eau condensée.
- La matière obtenue n’offre pas le même aspect que la gutta-percha ordinaire ; elle est plus homogène et plus compacte et d’une teinte verte marquée, due à une petite quantité de chlorophylle, mais les personnes compétentes la considèrent comme égale en qualité aux meilleures gut-tas importées autrefois en Europe.
- Ce procédé, en assurant la production de la gutta, très compromise par les méthodes barbares actuelles, développera une culture immédiate, puisque les feuilles et menues branches donnent autant et plus de gutta que les vieux arbres. On pourra, d’ailleurs, expédier celles-ci en Europe et y faire l’extraction de la gutta, ce qui mettra à l’abri des sophistications pratiquées actuellement.
- Communication de M. Solignàc, Ingénieur de la maison Popp, sur l’Industrie de l’air comprimé.
- Il s’agit de l’installation de la Compagnie Parisienne de l’Air comprimé et de l’outillage dont elle dispose dans Paris. L’air comprimé est fourni par deux usines, celle de Saint-Fargeau et celle du quai de la Gare, qui l’envoient dans un réseau de 80 354 m de développement, formé de deux artères principales de 0,300 m de diamètre pour une des usines et de 0,300 m pour la seconde, et d’une infinité de conduites secondaires.
- L’usine de Saint-Fargeau comprend 5 000 cA# actionnant des compresseurs de divers modèles, et l’usine''de la Gare 8 000 dix actionnan des compresseurs à cascade du type Riedler,
- Les applications sont les horloges, les moteurs, les ascenseurs et le refroidissement. Rauteur fait remarquer que, pour les ascenseurs, l’air comprimé présenté de sérieux avantages au point de vue économique. En effet, l’air étant distribué à la même pression, 5 atm, que l’eau, 1 m3 d’air à 5 kg représente S m3 d’air, que la Compagnie vend 0,015 f le mètre cube, soit 0,075 /*, tandis que le mètre cube d’eau faisant le même travail coûte 0,30 f.
- On a, de plus, l’avantage de pouvoir, l’air étant élastique, varier sa pression selon la charge à élever, ce qu’on ne peut faire avec l’eau, dont
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- la dépense est constante, quelle que soit la charge. Les installations de la Compagnie Parisienne occupent quatre cents ouvriers et consomment 200 t de combustible par jour.
- La i'îîBiriîation «les tubes flexibles et leur application à l’industrie, par .Gilbert R". Redgrave. (Traduit du Journal of tlie Society of Arts.)
- Depuis quelques années, on a cherché à substituer aux tubes en caoutchouc, facilement altérables, des tubes formés de bandes de métal roulées en spirale et agrafées ensemble, système Levavasseur. Le joint était formé par un fil de caoutchouc plus ou moins placé à l’abri des actions extérieures. Ces tuyaux résistaient très bien à de faibles pressions ; mais ils ne pouvaient servir à la vapeur. Après des essais très prolongés, on est parvenu à supprimer entièrement la garniture en caoutchouc et à obtenir l’étanchéité par le contact direct des deux parties métalliques.
- Ces tubes peuvent supporter des pressions intérieures de 10 et 15 kg par centimètre carré. On s’en sert pour un grand nombre d’applications industrielles.
- ANNALES DES PONTS ET CHAUSSEES
- OCTOBRE 1892
- Notice sur la eonstructmn «lu pont Boueicant, par M. Tour-taï, Ingénieur des ponts et chaussées.
- Mme Boucicaut, propriétaire des Magasins du Bon Marché, a donné les fonds nécessaires pour la construction d’un pont sur la Saône entre Gergy et Verjax, à 16 km environ en amont de 'Chaloir.
- Ce pont, en maçonnerie, a cinq arches de 40 m chacune. Les piles sont fondées sur pilotis battus au moyen de sonnettes à vapeur. Les culées ont été également établies sur pilotis. Les dépenses se sont élevées à 486 000 f, ce qui fait pour 233,94 m de longueur 2077 f. par mètre courant, 234 f par mètre superficiel en plan et 171 f par mètre superficiel en élévation. Ces prix sont relativement peu élevés, ce qui doit être attribué, pour la plus grande partie, à la légèreté des voûtes et à l’économie qui en est résultée, non seulement pour^ces voûtes elles-mêmes, mais aussi pour leurs appuis et pour les fondations. On a adopté pour les arches la forme en arc de chaînette pour l’intrados et l’extrados.
- Note sur la mesure «les gmlygones plas&s fermés et en particulier des profils en travers, par M. L. Piton-Bressant, conducteur des ponts, et chaussées.
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- Il s’agit d’une méthode très élémentaire, basée simplement sur la mesure de la surface des triangles et sur la formation de triangles équivalents. .
- Note sur un procédé de représentation graphique des enclenchements, par M. P. Théry, Ingénieur des ponts et chaussées.
- Cette méthode graphique simplifie considérablement le travail de là détermination et de l’installation d’un poste d’enclenchement et le rend, pour ainsi dire, purement mécanique; mais il n’est pas possible de la faire comprendre sans l’aide des figures et des tableaux joints à la note.
- Abaque de la vitesse d’un train sur un profil donné,
- par M. Beghin, ancien élève de l’École polytechnique.
- Les relations entre la rampe, la vitesse et l’effort de traction d’une locomotive donnée peuvent se représenter par une certaine formule dont la représentation graphique sous forme d’abaque se fait très simplement si on applique la méthode des points isoplèthes due à M. d’Ocagne. L’abaque se compose de deux, droites parallèles graduées, l’une proportionnellement aux rampes, l’autre aux inverses des tonnages des trains. L’équation donne généralement une courbe; mais, si les vitesses extrêmes entre lesquelles on applique la formule ne sont pas très éloignées, l’équation représentera sensiblement une ligne droite. Or, toute ligne tirée d’un point d’une des lignes parallèles représentant un tonnage à un point de l’autre ligne parallèle représentant une rampe coupera la ligne de l’équation à un point représentant la vitesse correspondante.
- ANNALES DES MINES \
- 9e livraison de 1892.
- lie grisou aux mines «l’Asazin, par M. A. François, Ingénieur en chef des mines d’Anzin.
- Cette étude, dont il n’est donné ici que la première partie, comprend l’examen de tous les accidents de grisou qui se sont produits à Anzin depuis le commencement du siècle et permet de mettre en lumière les divers perfectionnements introduits successivement dans l’exploitation, et les transformations par lesquelles l’art des mines a passé pour arriver à son état actuel. Il est à remarquer que la première explosion de grisou à Anzin ne remonte qu’à 1811; bien que le grisou y fût déjà bien connu; une note de M.’Boissan, vérificateur, datée du Th février 1811, donne des détails intéressants sur ce fléau, déjà qualifié de terrible.
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- Notes sur la métallurgie alu enivre en Russie, parM. Weiss, Ingénieur des mines.
- On comptait en 1888, en Russie, vingt et une usines à cuivre, dont huit dans l’Oural et dix dans le Caucase, les trois autres dans diverses provinces. La production totale de ces usines était 5 000 t en nombres ronds .Dans l’Oural, il n’y a que deux usines importantes sur les huit : celles de Bogoslowok et celle de Nijne-Taguil; dans le .Caucase, , il n’y a que celles de Kedabek et de Kalakent. Cette dernière a été créée pour la fabrication du cuivre par l’électrolyse à l’aide d’une force motrice hydraulique; la production y a été en 1890 de 81 t seulement. Les résultats très médiocres donnés jusqu’ici dans les usines à cuivre du Caucase, malgré la richesse des gîtes s’explique par la nécessité d’entreprendre la fabrication avec des capitaux considérables dont une partie doit être employée à créer des voies de communication suffisantes.
- lia- France et l’Algérie sismiques, par M. de Montessus de Ballore, capitaine d’artillerie, inspecteur des études à l’École polytechnique.
- L’auteur combat la concordance souvent invoquée entre les seismes (tremblements de terre) et les autres phénomènes naturels avec lesquels on a voulu les mettre en relation. On ne doit en chercher la cause que là où ils se produisent, c’est-à-dire dans le sol même. La note contient deux cartes, l’une pour la France, l’autre pour l’Algérie, dans lesquelle la sismicité des régions est représentée par des teintes plus ou moins foncées obtenues au moyen d’une définition basée sur la fréquence des tremblements de terre.
- Si S est la superficie de la région et qu’on y ait observé n jours de
- seisme pendant p année, l’aire ^ représente celle pour laquelle il y
- aura moyennement un jour de tremblement de terre par an et son inverse sera l’expression de la,sismicité. Il n’est pas possible de faire intervenir l’intensité; elle n’a d’ailleurs pas grand intérêt, parce qu’elle agit le plus souvent dans le même sens que la fréquence.
- Note sur deux procédés directs pour la fabrication de l’acier sur sole aux États-Unis, par M. S. de Billy, Ingénieur des mines.
- Ces procédés sont le procédé Eames et le procédé Adams-Blair. Dans le premier on n’emploie que du minerai de fer et du charbon sous forme de graphite et de coke. On mélange ces matières et on les traite dans un four de réduction à sole en graphite» On obtient de l’acier très suffisamment déphosphoré, mais il faut employer des minerais d’une teneur élevée.
- Dans le procédé Adams on emploie du minerai réduit sous forme d’éponge ferreuse et de la fonte; celle-ci dans la proportion d’un tiers. On opère dans un appareil de réduction spécial d’où la charge passe dans le four de fusion. On se sert comme agent réducteur du gaz -naturel qui rend de si grands services à Pittsburg. On opère sur sole basique. Ce
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- procédé encore en expérimentation paraît devoir triompher des difficultés qu’il a rencontrées à son début. Il est supérieur au précédent par la meilleure utilisation du combustible.
- 10e livraison de 4892.
- Des transformations apportées aux caisses «le secoues pour les .ouvriers mineurs en Allemagne par les lois d’empire sur les assurances ouvrières* par M. M. Bellom, Ingénieur des mines.
- L’objet de cette note est de montrer les transformations qu’ont imposées aux caisses minières la loi d’assurance contre la maladie, du 13 juin 1883, la loi d’assurance contre les accidents, du 6 juillet 1884, et la loi d’assurance contre l’invalidité et la vieillesse, du 22 juin 1889.
- Sur le dosage «lu grisou, par M. H. Le Ch atelier, Ingénieur en chef des usines, Professeur à l’École^ nationale supérieure des mines.
- L’auteur a indiqué précédemment un système de dosage basé sur une méthode d’analyse qui utilise la mesure des limites d’inflammabilité dans les mélanges explosifs. Des appareils fondés sur ce principe sont aujourd’hui en service courant.
- On peut employer un second procédé qui a l’avantage de n’utiliser que des phénomènes d’un emploi usuel dans l’analyse chimique des gaz, tel que le changement de volume qui est la conséquence de la combustion en présence de l’oxygène.
- M. Coquillion employait une spirale métallique incandescente, mais le grisoumètre construit sur ce principe ne permettait pas d’obtenir d’une façon certaine des dosages du grisou exacts à 1 0/0 du volume du mélange.
- M. Le Ghâtelier a modifié l’appareil précédent de manière à atténuer dans la mesure du possible toutes les causes d’erreurs inhérentes au plus ou moins d’inexpérience des opérateurs. La proportion de grisou se conclut de la diminution de pression de la masse gazeuse à volume constant corrigée de la variation de température. On l’obtient par la lecture du thermomètre et d’un manomètre à air libre avant et après la combustion.
- SOCIÉTÉ INDUSTRIELLE DE MULHOUSE
- Bulletin de novembre 1892.
- lies Sociétés à responsabilité limitée, conférence faite en séance le 26 octobre 4892 par M. Constant Bodenheimer.
- La loi du 20 août 1892 a introduit une nouvelle forme de société, la société à responsabilité limitée qui tient le milieu, entre la société en
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- nom collectif, la société anonyme et la société coopérative à responsabilité limitée. Ce genre de société .n’existait encore nulle part; il ouvre le champ à une participation plus personnelle que dans la-société anonyme, combinée avec la responsalité limitée. Il s’applique à des sociétés dont le but est commercial et industriel et dont le capital social est d’au moins 20 000 marks, les parts ne pouvant être de moins de 500. Sans entrer dans le détail des conditions imposées, il suffit, pour faire comprendre, par voie de comparaison, l’essence de la nouvelle forme de société, de. dire que : ’
- La société en nom collectif est une association dé personnes solidairement responsables avec tout leur avoir ;
- La société anonyme est une association de capitaux ;
- L’association coopérarative est une association de personnes,.à capital variable, avec responsabité solidaire, soit illimitée, soit limitée ;
- La société à responsabilité limitée est une association, à responsabilité, limitée, de personnes ayant créé entre elles un capital social fixe.
- Cette nouvelle forme parait appelée à rendre des services réels et à contribuer à relever l”esprit d’entreprise par les conditions favorables qu’elle offre pour certaines situations. •
- Sur la tliéorïe des phénomènes de teinture, par M. Léo
- Yignon.
- Les recherches de l’auteur sur cette question lui permettent d’émettre .les conclusions suivantes :
- 1° Les fibres animales se teignant facilement possèdent des fonctions basiques ou acides, tandis que les fibres végétales, ayant peu d’aptitude pour les colorants ordinaires, manifestent des fonctions chimiques très faibles et notamment pas de fonctions basiques ;
- 2° Le coton, soumis à l’action de l’ammoniaque fixe de l’azote, acquiert des fonctions basiques et devient apte à absorber en bain acide des matières colorantes acides ;
- 3° Le coton transformé en oxycellulose se comporte comme un véritable acide, d’après les observations de Witz et Osmond, et devient capable de fixer les bases et les matières colorantes basiques ;
- 4° L’acide stannique absorbe les matières colorantes basiques, telles que la safranine, tandis que l’acide méta-stannique, qui n’est autre chose que de l’acide stannique polymérisé ayant subi une grande atténuation de ses fonctions acides, n’exerce aucun pouvoir absorbant sur la safranine ;
- 5° Toutes les matières colorantes sans exception possèdent les fonctions acides ou basiques, ou les deux fonctions réunies.
- On peut dire que tous les phénomènes de teinture, qu’ils se manifestent avec les textiles ou avec les oxydes métalliques, nécessitent deux conditions essentielles :
- 1° La présence de fonctions acides ou basiques dans, les absorbants ;
- 2° L’existence de ces mômes fonctions dans les matières colorantes absorbées.
- La seule exception qui existe à cette règle est celle des matières colorantes tétrazôïques, à la vérité basiques ou acidès, mais que le coton
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- absorbe sans mordant en bain alcalin. Si on laisse ce cas de côté, on peut conclure que les phénomènes de teinture sont de l’ordre purement chimique et que la force chimique qui y préside est de même nature que celle qui fait réagir les bases et les acides pour la formation des sels.
- SOCIÉTÉ DES INGÉNIEURS ALLEMANDS
- N° 49. — 3 décembre 1892.
- Nouvelles expériences sur la stabilité des navires, par Middendorf.
- Détermination de la puissance calorifique du coke.
- Développement technique des Compagnies de navigation « Lloyd de l’Allemagne du Nord» et a Hambourgeoise-Américaine », par R. Haack et C. Busley, deuxième partie (suite).
- Explosion sur le bateau à vapeur le Mont-Blanc.
- Groupe de Bavière. — Expériences avec la vapeur surchauffée. — Nouveau pyromètre.
- Groupe de Hanovre. — Objets fabriqués en papier.,— Moteurs à gaz.
- Variétés.—Développement de l’électro-technique.
- Correspondance. — Chaudières à eau dans les tubes.
- N° 50. — 10 décembre 1892.
- Installation d’air comprimé à Offenbach, parM. F. Gutermuth.
- Nouveautés dans les machines-outils pour le travail des métaux, par H. Fischer (fin).
- Groupe de Berlin. — Agrandissement des établissements municipaux de Berlin au Muggelsee et à Lichtenberg.
- Bibliographie. — La circulation à Londres, par G. Kemmann. — L’Elbe à Hambourg, par Nèble et Bubendey.
- Correspondance. — Appareils de chargement automatique, — Germanisation des mots étrangers.
- N°51. — 17 décembre 1892.
- Nouveaux progrès dans les machines dynamos, par Kohlrausch.
- Machines à vapeur pour la commande des dynamos, par L. Grabau.
- Constructions navales. — Nouvelle disposition des propulseurs dans les navires à hélice, par Riess.
- Développement technique des Compagnies de navigation « Lloyd de l’Allemagne du Nord » et «Hambourgeoise-Américaine », par R. Haack et C. Busley, deuxième partie (suite).
- Nouveau procédé de jaugeage, par E. Brauer.
- Groupe de Bavière. — Chauffage des brasseries.
- Bibliographie. — Méthode de recherches de chimie industrielle, par
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- F. Bockmann. :— Analyses chimiques quantitatives de l’électrolyse, par A. Classen. — Calcul et rendement des machines dynamos à courants continus, par J. Fischer.
- Variétés. —• Monument de Gaiser et Weber. -— École industrielle de la Ruhr et de la Westphalie, à Duishurg.
- Correspondance. — Machines à vapeurs combinées. — Expériences sur la vapeur surchauffée.
- > N° 52. — 24 décembre 4892.
- Théorie dynamique de la machine à vapeur, par W. Hartmann (suite).
- Dynamomètre de rotation avec enregistrement par H. Maikak.
- Développement technique des Compagnies de navigation « Lloyd de l’Allemagne du Nord » et « Hambourgeoise-Américains »,parR. Haack et C. Busley, deuxième partie (fin).
- Nouvelle machine à calculer, par F. Trinks.
- Groupe de Bavière. — Locomotives avec déplacement radial des essieux accouplés, système Klose.
- Bibliographie. — L’eau, son emploi, son épuration et son analyse, par F. Fischer..
- Variétés. — Exactitude de la formule de Stockalper pour la perte de charge dans les longues conduites d’air comprimé. — Exposition à Batavia.
- Correspondance. — Coût du travail par les moteurs hydrauliques et à vapeur. — Achèvement des voies de navigation intérieure en Allemagne et utilisation des forces hydrauliques de la Moselle.
- N° 53.—31 décembre 4892.
- Nouvelle théorie dynamique de la machine à vapeur, par H. Hartmann (fin).
- Nouvelles machines élévatoires de la distribution d’eau d’Aixda-Cha-pelle, par M. F. Gutermuth.
- Développement technique des Compagnies de navigation « Lloyd de l’Allemagne du Nord » et « Hambourgeoise-Américaine », par R. Haak et C. Busley. — Addition.
- Machines-outils pour le travail du bois, par H. Fischer.
- Groupe d’Aix-la-Chapelle.. — Machines élévatoires des eaux d’Aix-la-Chapelle.
- Bibliographie. — Souvenirs de la vie de l’auteur, par Werner von Siemens. — Conduite des chaudières, par E. Schlippe.
- Correspondance., — Variation des pressions dans les machines à* vapeur. — La roue Pelton.
- Pour la Chronique et les Comptes rendus : A. Mallet. .
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- TABLE DES MATIÈRES
- DE LA CHRONIQUE ET DES COMPTES RENDUS
- 1093
- Acide carbonique (Moteur à) pour tramways. Novembre, II, 1020.
- Acier (Production du fer et de P) en Amérique, Avril, I, 554.
- Allemagne (Explosion de chaudières en). Mai. I, 685.
- Amérique (Production du fer et de l’acier en), Avril, I. 554 (voir aussi États-Unis).
- Appareil de désinfection. Novembre, il, 1020.
- Atelier (Essais de locomotives dans un) spécial. Octobre, II, 818.
- Câbles (Tramways à). Mai, I, 683.
- Calorifuge (Un,nouveau). Mars, I, 390.
- Cas (Un singulier) d’explosion. Avril, I, 550.
- Cbaleur (Utilisation de la) des laitiers. Juin, I, 842.
- Charbon (Transport du) par tuyaux. Avril, I, 549.
- Chaudières (Explosions de) en Allemagne. Mai, I, 685; — (Expériences relatives à l’épaisseur des plaques tubulaires de). Août, II, 330.
- Chauffage (Cinquantenaire d’un) à vapeur. Novembre, II, 1022.
- Chemins de fer du Cervin. Février, I, 233 ; — électriques, mars, I, 386 ; — (Éclairage électrique des trains de). Avril, I, 551 ; — dans l’Inde. Juillet, II, 175; — (Intercommunication entre les voyageurs et les agents des trains de). Août, II, 332 : — (De plus grandes vitesses sur les). Novembre, II, 1014 ; — (Une vitesse de 156 kilomètres à l’heure en). Décembre, II, 1296.
- Chute (Turbines à haute). Septembre, II, 619; octobre, II, 825.
- Cinquantenaire d’un chauffage à vapeur. Novembre, II, 1022.
- Circulation dans la Cité à Londres. Janvier, 1, 107 ;,— Sur le pont de Brooklyn. Décembre, II, 1291.
- Cité (Circulation dans la) à Londres, Janvier, 1, 107.
- Concours pour ur. projet de station centrale de force motrice* Février 1, 237.
- Condensation (Recherches sur la) de la vapeur dans les cylindres des machines. Février, I, 228.
- Conduite de pétrole en tubes Mannesmann. Mai, I, 683.
- Constructions urbaines aux États-Unis. Juin, I, 837 ; juillet, II, 168,
- Cylindres (Recherches sur la condensation de la vapeur dans les) des machines. Février, I, 228 ; — (Influence de l’eau dans les) des maehines à vapeur. Avril, I, 344.
- Désinfection (Appareil de). Novembre, II, 1020.
- Eau (Influence de F) dans les cylindres des machines à vapeur. Avril, I, 344.
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- éclairage électrique des voitures de chemins de fer. Avril, I, 551.
- Électricité (Ventilation d’un tunnel par F). Octobre, II, 827.
- Électrique (Transmission) de force. Février, ï, 238 ; — (Chemin de fer). Mars, 1, 386 ; — (Éclairage) des voitures de chemins de fer. Avril, 1, 551 ;— (Grosses locomotives). Octobre, II, 826.
- Électro-teclmique (Nouvelles installations de l’Institut) Montefiore, à Liège. Décembre, II, 1287.
- Emploi de la vapeur surchauffée dans la marine. Mai, I, 672.
- Équilibre des machines verticales. Février, I, 235.
- Essai d’une machine à triple expansion. Mars, I, 383 ; — de locomotives dans un atelier spécial. Octobre, II, 818. (Voir aussi Expériences.)
- Établissements Krupp, à Essen. Février, I, 238.
- Etats-Unis (Constructions urbaines aux). Juin, I, 837 ; Juillet, II, 168. (Voir aussi Amérique.)
- Expansion (Essai d’une machine à triple). Mars, I, 383; — multiple dans les machines à vapeur. Octobre, II, 822.
- Expériences sur les machines du paquebot Ville de Douvres. Juillet, II, 163 ; août, II, 322 ; — relatives à l’influence de l’épaisseur des plaques tubulaires des chaudières. Août, II, 330. (Voir aussi Essais.)
- Explosion (Un singulier cas d’). Avril, I, 550 ; — de chaudières en Allemagne. Mai, I, 685.
- Exposition internationale sud-africaine à Kimberley. Mars, I, 388.
- Fer (Production du) et de l’acier en Amérique. Avril, I, 554.
- Fin du Great Eastern. Janvier, I, 109.
- Fontaines lumineuses de Genève. Septembre, II, 613.
- Force (Concours pour un projet de station centrale de) motrice. Février, I, 237 ; — (Transmission électrique de). Février, I, 238.
- Forger (Presse hydraulique à) de 4 000 t. Septembre, II. 619.
- Fumée (Prévention de la) dans les tunnels. Janvier, I, 111.
- Gares (Raccordement des) de Rouen. Mars, I, 391.
- Gaæ (Un nouveau moteur à). Septembre, II, 618.
- Genève (Fontaines lumineuses de). Septembre, II, 613.
- Great Eastern (Fin du). Janvier, I, 109.
- Great Western (Suppression de la voie large au). Juin, I, 834.
- Hélices (Paquebots à deux). Septembre, II, 617.
- Hydraulique (Une grande roue). Août, II, 333 ; — (Presse) à forger de 4 000 t. Septembre, II, 619.
- Inde (Chemins de fer dans F). Juillet, II, 175.
- Influence de l’eau dans les cjlindres des machines à vapeur. Avril, I, 344.
- Installations (Nouvelles) îlé l’Institut électrotechnique Montefiore, à Liège. Décembre, II, 1287.
- Institut (Nouvelles installations de l’éleetrotechnique Montefiore, à Liège). Décembre, II, 1287. .
- Intercommunication entre les voyageurs et les agents des «trains de chemins de fer. Août, II, 332. ,
- Uaitiers (Utilisation de la chaleur des). Juin, II, 842.
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- Locomotives (Essais de) dans un atelier spécial. Octobre, II, 818 ; — (Grosses) électriques. Octobre, II, 826.
- Londres (La circulation dans la cité à). Janvier, 1,107.
- Machines auxiliaires des navires de guerre. Janvier, I, 112 ; — (Recherches sur la condensation dans les cylindres des) à vapeur. Février, I, 228 ; — (équilibre des) verticales. Février, I, 235;.— (Essai d’une) à triple expansion. Mars, 1, 383 ; — (Influence de l’eau dans les cylindres des). Avril, I, 544 ; — (Expériences sur les) du paquebot Ville de Douvres. Juillet, II, 163 ; août, II, 322.
- Marine (Emploi de la vapeur surchauffée dans la). Mai, I, 672.
- Mécanique (Peinture). Novembre, II, 1021.
- Moteur Connelly pour tramways. Août, II, 329 ; — (Un nouveau) à gaz.
- „ Septembre, II, 618 ; — à acide carbonique pour tramways. Novembre, II,
- 1020.
- Moyens de transport (Vitesse réalisée dans les divers). Juin, I, 843.
- Navires (Machines auxiliaires des) de guerre. Janvier, I, 112 ; — (Le plus grand) à voiles. Juillet, II, 173.
- Paquebot (Expériences sur les machines du) Ville de Douvres. Juillet, II, 163; août, II, 322; — à deux hélices. Septembre, II, 617; — (Les grands) transatlantiques. Décembre, II, 1293.
- Peinture mécanique. Novembre, II, 1021.
- Pétrole (Conduite de) en tubes Mannesmann. Mai, I, 683.
- Plaques tubulaires (Expériences relatives à l’influence de l’épaisseur des) de chaudières. Août, II, 330. ’
- Pont de Memphis. Juin, I, 845 ; — (Circulation sur le) de Brooklyn. Décembre, II, 1291.
- Presse hydraulique à forger de 4 000 t. Septembre, II, 619.
- Prévention delà fumée dans les tunnels. Janvier, I, 111.
- Production du fer et de l’acier en Amérique. Avril, I, 554.
- Projet (Concours pour un) de station centrale de force motrice. Février, I, 237.
- Raccordement des gares de Rouen. Mars, I, 391.
- Recherches sur la condensation de la vapeur dans les cylindres des machines. Février, I, 228.
- Roue (Une grande) hydraulique. Août, II, 333 (Voir aussi Turbines).
- Rupture d’un volant. Décembre, II, 1295.
- Station centrale (Concours pour un projet de) de force motrice. Février, I, 237.
- Suppression de la voie large au Great Western. Juin, I, 834.
- Surchauffe (Emploi de la) de la vapeur dans la marine. Mai, I, 672; — de la vapeur. Juillet, II, 173.
- Trains (Intercommunication entre les voyageurs et les agents des) de chemins de fer. Août, II, 332.
- Tramways à câble. Mai, I, 683; — (Moteur Connelly pour). Août, II, 329 ; — (Moteur à acide carbonique pour). Novembre, II, 1020.
- Transatlantiques (Les grands paquebots). Décembre, II, 1293.
- Transmission électrique de force. Février I, 238.
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- . — 1310 —
- Transport du charbon par tuyaux. Avril, I, 549 ; — (Vitesses réalisées dans les divers moyens de). Juin, I, 843.
- Tubes (Conduite de pétrole en) Mannesmann. Mai, I, 683.
- Tunnels (Prévention de la fumée dans les). Janvier, I, 111 ; —* (Ventilation du) de Saint-Clair..Mai, I, 682; — (Ventilation d’un) par l’électricité. Octobre,. II, 827; — de Saint-Clair. Décembre, II, 1292.
- Turbines à haute chute. Septembre, II, 619 ; Octobre, II, 825. (Voir aussi Roms.)
- Tuyaux (Transport du charbon par). Avril, 1,549.
- Utilisation de la chaleur des laitiers. Juin, I, 842.
- Vapeur (Recherches sur la condensation de la) dans les cylindres des machines. Février, I, 228 ; — (Influence de l’eau dans les cylindres des machines). Avril, I, 544 ; — (Emploi de la surchauffe de la) dans la marine. Mai, I, 672. — (Surchauffe de la). Juillet, II, 173 ; — (Expériences sur les machines à) du paquebot Ville de Douvres. Juillet, II, 163; août, II, 322; (Cinquantenaire d’un chauffage à). Novembre, II, 1022. (Voir aussi Chaudières et Machines.)
- Ventilation du tunnel de Saint-Clair. Mai, I, 682; — d’un tunnel par l’électricité. Octobre, II, 827.
- Viaduc de Pecos. Octobre, II, 826.
- Vitesses réalisées dans les divers modes de transport. Juin, I, 843 ; — (De plus grandes) sur les chemins de fer. Novembre, II, 1014 ; — (Une) de 156 kilomètres à l’heure en chemin dè fer. Décembre, II, 1296.
- Voie (Suppression de la) large au Great Western. Juin, I, 834.
- Voitures (Eclairage électrique des) de chemins de fer. Avril, I, 551.
- Volant (Rupture d’un). Décembre, 11,-1295.
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- TABLE DES MATIÈRES
- TRAITÉES DANS LE 2^ SEMESTRE, ANNÉE 1892
- (Bulletins )
- Pages.
- Assemblée générale (Modifications aux statuts) (séance extraordinaire
- du 2 décembre)....................., . . . .................... . 1049
- Banquet offert aux Ingénieurs étrangers présents à Paris
- (séance du 22 juillet) ...................................... 14
- Bibliographie, par M. A. Mallet;........................... 839
- Câbles sous-marins français (Le premier réseau cle), par M. E. Vlasto. Mémoire........................................................... 22
- Canalisations électriques dans les villes éclairées au gaz (Dangers des), par M. P. Jousselin (séance du 21 octobre). Mémoire. 653 et 674 Carbone (Les nouveaux gaz des gazogènes, le gaz à Veau et la régénération du), par M. A. Lencauchez (séance du 7 octobre). Mémoire . . 643 et 698
- Céréales (L'outillage des ports pour la manutention des) en France et à l’étranger, de M. M. Delmas; observations de M. L. Rey (séance du
- 4 novembre)................................................., . 847
- Chaudière à vapeur et qui n’a jamais été comptée (Une quantité de chaleur qui traverse toute), par M. D.-A. Casalonga et observations de MM. G. Richard et E. Badois (séances des 1er et 22 juillet). ... 9 et 12 Chemins de fer (Éclairage électrique des trains de), par MM. G. Dumont et G. Baignères (séance du 2 décembre). ...........1041 et 1070
- Chili minier, métallurgique et industriel (Le), par M. Ch. Yattier.
- Mémoire........................................................ 37
- Chroniques des mois de juillet, août, septembre, octobre, novembre et décembre, nos 151 à 156 . ...... 163, 322, 613, 818, 1014 et 1283
- Commission supérieure du travail (Rapport de la), par M. L. Appert (séance du 7 octobre)..................................... 640
- Comptes rendus des mois de juillet, août, septembre, octobre, novembre et décembre. . ............... 176, 334, 621, 828, 1023 et 1293
- Concours ouvert à Or an pour deux emplois communaux (séance
- du 22 juillet).................................................. 13
- Congélation des viandes (Les machines frigorifiques à air et leur application à la), par M. de Marchena (séance du 5 août) ......... 188
- Congrès international sur la législation douanière et la réglementation du travail, à Anvers le 8 août 1892 (séance du 22 juillet) 13 Congrès de navigation intérieure de i892 (Résumé des séances et travaux du), par M. J. Fleury (séance du 11 novembre). Mémoire. 859 et 956 Décès de MM. j.-A. Courtines, L. Morel, G.-J. Leconte, A. Lavalley,
- À.-C. Schæck, A. Souchet, L.-D.-S. Lalo, H. Péligot, E. JBouchotte
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- J.-A. Damey, A. Masselin, J. Yvernès, A. Brisse, C. Jouffray, H. Dumont, G. Gérard.
- (Séances des 1er et 22 juillet, 5 août, 7 et 21 octobre, 4 et 18 novembre) ............................ 6, 12, 188, 039, 644, 846 et 862
- Décorations françaises :
- Chevaliers de la Légion d’honneur : MM. A. Broca, J.-L. Bur-guion,N. Flaman, R. Ilenry-Couannier, A. Pluvier, E. Dupuis.
- Officier de l’Instruction publique : M. P. Darnay.
- Officiers d’Académie: MM. R. Berge, A. Brancher, J.-B. Derennes. Chevaliers du Mérite agricole : MM. E. Baudet, E. Cabasse.
- Décorations étrangères :
- Commandeurs de Saint-Stanislas de Russie : MM. P. Berthot et A. Hallier.
- Chevalier de Sainte-Anne de Russie, lre classe : M. A, Vernes.
- Chevalier de François-Joseph d’Autriche : M. R. Abt.
- Chevalier de Léopold de Belgique : M. F. Loisel.
- (Séances des 1er et 22 juillet, 5 août, 7 et 21 octobre, 4 et 18 novembre) . ................... 6, 13, 188, 639, 644, 847 et 862
- Déversoirs à contraction complète (Débits des) de M. C. Canovetti. Analyse présentée par M. N., de Tedesco (séance du 18 novembre). Mémoire.................................................... 866 et 888
- Discours prononcé aux obsèques de M. A. Lavalley, par
- M. J. Fleury......................................... 320
- Discours prononcé aux obsèques de M. Henri Péligot, par
- M. F. Reymond. . .............................................815
- Distribution de vêtements aux ouvriers. Note de M. E. Level
- (séance du 18 novembre).......................... . . ........867
- Dons de Bons de l’emprunt de 75 OOO francs (séances des lUi et 22 juillet, 7 et 21 octobre, 4 et 18 novernbre). 6, 13, 639, 644, 847 et 862
- Éclairage électrique des voitures de chemin de fer, par M. G.
- Dumont (séance du 2 décembre). Mémoire. . . . . . . . ._. 1041 et 1070 Emprunt (Dons de Bons de F) (séances des 1er et 22 juillet, 7 et 21 octobre, 4 et 18 novembre).................. 6, 13, 639, 644, 847 et 862
- Enclenchements électriques (Les) des chemins de fer de l’Etat, par /
- M. Loppé (séance du 7 octobre). Mémoire............... 643 et 654
- Épidémies (Mesures à prendre en vue des}, par M. Ch. Tellier (séance /
- __ du 22 juillet).............................................. . 14
- Épuration des eaux au moyen des appareils Anderson. Lettre
- de M. Bouniol (séance du 4 novembre)..........................847
- Éruptions volcaniques et leurs causes, par M. Benoit Duportail
- (séance du 5 août)............................................188
- Exposition de Chicago (Nomination de membres des Comités d’admission à V) (séance du 22 juillet)................. ............... 14
- Exposition de Chicago (Compte rendu de la visite à V), par M. le marquis de Chasseloup-Laubat, délégué de la Société (séance du 21 octobre). Mémoire............................ ............* 648 et 723
- Exposition de Chicago (Renseignements sur V), par M. Corthell. Analyse par M. de Dax et lettre de M. Collingwood (séances des 22 juillet
- et 5 août)............... . . . . . ..... 6, 12 et 207
- Exposition de 1889 (Monographie de F) (séance du 21, octobre) . . . . 647
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- 1343 —
- Force motrice à domicile (Emploi de l’âir comprimé dans Paris pour y
- distribuer la), par M. Ch. Tellier fséance du 5 août). . .........188
- Frigorifiques à air et leur application à la congélation des viandes (Les machines), par M. de Marchena (séance du 5 coût) . . 188
- Gaz à l’eau, par M. A. Lavezzaxi et observations de M. P. Regnard
- (séance du 22 juillet). Mémoire............................19 et 141
- Gaz des gazogènes, le gaz à l’eau et la régénération du carbone (Les nouveaux), par M. A. Lencauchez (séance du 7 octobre).
- Mémoire................................................... 643 et 698
- Gaz (Danger des canalisations électriques dans les villes éclairées au), par M. P. Jousseliu (séance du 21 octobre). Mémoire............. 653 et 674
- Locomotives à l’Exposition de 1889 (Rapportsur les). Mémoire. . 209 Locomotives électriques (Les), par M. J.-J. Heilmann (séance du 2 décembre)........................................................104
- Machines frigorifiques à air et leur application à la congélation des viandes (Les), par M. de Marchena (séance du 5 août). . 188
- Machine à vapeur (Théorie générale de la). — Théorie de l’enveloppe et de la machine à vapeur surchauffée, par M. G. Leloutre. Mémoire. 343 Membres nouvellement admis........................... 5, 187, 638 et 845
- Métropolitain (Suite et fin de la discussion sur les divers projets de), par MM. Guerbigny, Bourdon, Robineau, Villain, P. Jousselin, P. Regnard
- (séance du 5 août) . ............................................194
- Modifications aux statuts (séances des 4 novembre et 2 décembre)
- 855 et 1049
- Monographie de l’Exposition de 1889 (séancedu 21 octobre). . . 647
- Niagara (Projet d’utilisation des chutes du), par M. Ch. Vigreux et observations de M. A. Hiilairet (séance du 4 novembre)..................851
- Nomination des Membres de :
- Comité d’admission a l’Exposition de Chicago (séances des 1er et
- 22 juillet)............................................... 6 et 13
- Comité du commerce, a la Société d’encouragement (séance du
- 22 juillet).................................................. 13
- Président de la deuxième section du Congrès de navigation intérieure
- (séance du 22 juillet). ........................................ 14
- Conseil supérieur de l’Enseignement industriel et commercial (séance du 2 décembre) .................................................. 104 j
- Notes techniques de nos Correspondants de province et de y l’étranger :
- Explosion d’une chaudière a Thuan-An (Annam), par M. Lotz-Bris-
- sonneau.........................................................158
- Les eaux de Newton, par M. H. Woods............................. 312
- Le Nouveau Projet de dessèchement du Zuyderzée, par M. J. de Ko-
- ning........................................................... 610
- Rapport de la Commission d’essai de la Locomotive compound-tandem des chemins de eer sud-ouest russes, par M. de Borodine .... 808
- Le canal d’Amsterdam a la mer, par M. J. de Koning............. . 1001
- Notice sur M. François! Jacqmin, par M. E. Polonceau (séance du 21 octobre)................................................ 648
- Bull.
- 87
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- — 1314 —
- Notice nécrologique sur M. A. Brisse. Notes fournies, par»
- MM. Edmond Roy, E. Gruner, P. Buquet (séances des‘4 et 11 novembre) . . ................................ ....... 846 et 855
- Notice nécrologique sur M. A. Lavalley.................... 1002
- Office du travail (Sixième rapport annuel de l’), par M. Pollock. Lettre de M. À. Hallopeau (séance du 21 octobre)...................... 645
- Ouvrages, Mémoires et Manuscrits reçus. 2, 186; 633, 842 et 1040
- Participation des ouvriers aux bénéfices et les difficultés présentes (La) (séance du 22 juillet)........................14
- Planches nos 66 à 84 :
- Pont droit reposant librement sur deux appuis (Méthode graphique pour la délimitation des moments-limites d’un), par M. M.-L. Langlois. Mémoire. ...................................................1060
- Poutres continues (Calcul des). Méthode satisfaisant aux prescriptions du règlement ministériel du 29 août 1891, par M. Bertrand de Font-violant (séance du 2 décembre). Mémoire ......... 1042 et 1105
- Prix décernés par la Société d’encouragement à des membres de la Société:
- MM. Berthelot, 12 000 f;
- A. Hillairet, 3 000 f;
- Courtier, Durenne et Gruner, une médaille d’or;
- Brancher et Burot, une médaille d’argent;
- H. Fontaine, une médaille commémorative.
- (Séance du 22 juillet). . . .................?................ 13
- Procès-verbal (Supplément au) de la séance extraordinaire du 2 décembre. '(Assemblée générale)......................................1049
- Réception des Ingénieurs étrangers de passage à Paris
- (séance du 22 juillet)........................................... . 14
- Résistance des terrains sablonneux aux charges verticales,
- par M. P. Yankowski. Résumé présenté par M. H. Yallot (séance du 4 novembre). Mémoire. . . ............................. 848 et 937
- Résistance des matériaux (Histoire de l’élasticité des corps solides et de la), par M. de Longraire (séance du 11 novembre). Mémoire. . 857 et 897
- Scrutateur électrique de M. Le Gpaziou, par M. G. Richard (séance du 18 novembre). Mémoire. .............. 868 et 869
- Situation financière de la Société (Compte rendu de la), par M. le Trésorier (séance du 2 décembre)........................... 1051
- Statue à Eugène Flachat (Exposé du projet d’ériger une), par M. L.
- Malo (séance du 18 novembre;.....................................863
- Statuts (Modifications aux) (séances des 4 novembre et 2 décembre) 855 et 1049
- Touage électrique, par M. de Bovet . (séance du 18 novembre). Mémoire . ................................................... 868 et 909
- Vapeur à la raffinerie Say (Production de la), par M. S. Périssé, et observation de MM. Fichet et P. Buquet (séance du 1er juillet) (voir le Mémoire dans le Bulletin de juin 1892, page 786) ...... 6 et 8
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- — J 315 —
- Vapeur (Nouvelle unité d’activité proposée pour remplacer le cheval), par
- M. L. Méhay. Mémoire.................................................803
- Voies de chemin de fer (Traité théorique et pratique des), de M. A.
- Stane. Lettre de M. J. Morandière (séance du 18 novembre)............863
- Voyage en Amérique et principalement à Chicago (séance du
- 21 octobre). Mémoire......................................... 648 et 723
- Voyage de la Société en Amérique (Lettres d’invitation des Ingénieurs américains en vue du) (séance du 21 octobre)................ 648
- IMPRIMERIE CHAIX, RUE BERGÈRE, 20, PARIS.
- 732-2-93 — (Encre Lorilleux).
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- Bulletin de Juillet 1892
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- Bulletin de Juillet 1892
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- Ouest
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- ^ / pAmnrmnn )
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- Fig.11. Orléans
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- Société des Ingénieurs Civils,
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- Machines â voie delmètre.
- Fig. !. . Chemin de fer du Sud de la France
- Pi g: 2. Chemin de fer du Puy-de-Dôme
- Fig. 5. Société générale des Chemins de fer économiques
- Ficf.3. Chemin de fer de la Meuse
- Fij.5. Chemins de fer Argentins
- Fig.8bls Chemins de fer de la Mure
- Fier.6. Chemin de fer deBône-Guelma, (Algérie )
- Kcr.i. . Société des Chemins de fer vicinaux Belges. Fig.8
- Machines à voie étroite et systèmes spéciaux. (12.13. lk. Chemin de fer Decanville')
- Fi g. 10. Coip et constructeur Fig. 11.Porter et (Etats-Unis) Fig. 12. Système usine Douillet - Fig.13. Système Mallet (Gompound)
- Fig.9.Cail(Voie de 0,80) 5*5àvide.
- Fig.lk. Système Pëchot-Bourdou.
- Ob s ervati on -Yig. 8^s Ccltfj inacJiLtic- ayant son avant- dit côté dits foyer et son arriéra d-u/cMé- de la.- ckerninee devrait cira représentée- retournée.
- Fin. 18. Chemin de fer du Mont Pilate
- Fig.ll Chemin de fer duBrünig
- Fig. 16. Chemin de fer Nogentais. Mekarski
- Fig .15.Tramway. Word Roubaix Lamm et Franck
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- Fig.3. Coupe longitudinale CD ^
- .Echelle-, de 0^02j>.m
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- Sfrt i . , . 1000.
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- Fig-. 5. Coupe verticale EF
- 1 WMMMÊÊÊËMÊÊMMMB^mMM&^WÊÊÊÿm^ÊÊMÊÉMSM
- chaud-,
- un q^e K< n~0 Eü?
- Fig. 6. Détail d'un tube
- 1 ....... '?] - .. . U&p.
- Société des Ingénieurs Givils.
- Bulletin d ' Octobre 1892
- Auto-lmp. L. COURTIER, 43, rue de Dunkerque, Paris.
- pl.73 - vue 1327/1338
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-
-
- 5me Série 4e Volume
- 1 New-York ! 16 Texas
- 2 Pennsylvenia • j 17 Kansas
- 3 Delaware
- 4 Maryland
- 5 N.-Caroline
- 6 Virginia
- 7 W. -Virginia 8'Missouri 9 Missouri
- 10 Louisiane.
- 11 Kentucky.
- 12 Arkansas
- 13 Georgia Tennesse
- 14 Arkansas
- 15 Minnesota
- VOYAGE EN AMÉRIQUE ET A CHICAGO
- PI. 74
- Société des Ingénieurs Civils.
- Bulletin d;00101)16 1892
- Auto-lmp. L. COURTIER,. 43, rue de Dunkerque, Paris.
- pl.74 - vue 1328/1338
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-
-
- 5me Série £e Volume.
- VOYAGE EN AMÉRIQUE ET A CHICAGO
- Société des Ingénieurs Civils.
- Bulletin d'Octobre 1892
- • Auto-lmp. L. COURTIER, 43, rue ce
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-
- 5me Série zt-e Volume.
- VOYAGE EN AMÉRIQUE ET A CHICAGO
- PL 7G.
- :____Oja____
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- Behon |
- Chemin de fer surélevé de l’Exposition
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- Echelle
- Ilr!
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- 13.JL ffl
- 5x1*3
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- EB
- En courbe
- .UU... 1»—.|jܱjjjb.
- En. partie droite
- En cou-rbe
- Types des Fondations des Bâtiments do l’Exposition
- Echelle 7<
- Société des Ingénieurs Civils.
- Bulletin ch Octobre 1892
- Auto-lmp. L, COURTIER, 43, rue de Dunkerque, Pfeis.
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-
-
- 5““ Série - 4èI“ Volume
- LOCOMOTIVE COMPOUND TANDEM DES CHEMINS DE FER SUD-OUEST RUS8E
- PI. 77
- Cylindre ÏÏ.T. (.droite)
- jrfhcU.r teln/m- * iVg/cm,
- Pression. dans la. chaudière............ao, 8 atm,.
- Cran...................................... 6
- Régulateur............................... rfj,
- Nombre de tant s par minute.............. gg
- Cylindre U P (^g anche)
- Echelle emlnv = 7 ~k<j . !cm.. *-
- Pressions dans la. cmaudterc.............io. 8 atm..
- Cran...................................... 6
- Régulateur ...... .............-...........%
- Nombre détours par minute..................yy
- Echelle de Ûm(J2 par mètre
- Echelle' h-m/m, = ite/c.m.
- Pressions dans la, .chaudie.re>...........yo.fdatm,.
- Crans......................................S
- Régulateur................................. îg
- Nombre de tours par minute...............
- (N? 2\
- Echelle 6' ,TI''n; = 7 fCct. ! cm
- Pressions dans la chaudière..............no jSatm.
- Cran.....................- -.............S
- Régulateur...............................7^
- Nombre de lours par minute...............iZo
- . SdO.i______________^____
- .2T'ooo.
- j/PlldM_______l?20
- ”2iSD----___________- - ~ JZNSoo----------i-------
- -2Pjog________
- Echelles kmlm. - 1 hc . /c m.
- Pression, dans la chaudière.............. 71 o atm.
- Cran..................................... 6
- Régulateur...............................Pz
- Nombre détours par minute...............-%oi.
- Echelle B.m/m - 7 kg. tcm.
- Pression, dans la chaudière.....................71.0 atm..
- Cran....................................... S
- Régulateur ................................ Pz
- Nombre de tours pat-minute,.................toi
- Légende
- -Dimensions -principales
- Demi - coupe horizontale par T axe des cylindres .
- . Echelle de 0^0$ par mètre.
- Echelle IP” U - 1 Tcg. / cm,.
- Pression dans la chaudière..............7i.oatni.
- Clan,...................................6
- Régulateur...........................'--Yz
- Nombre de tours par minute........:......iS8
- Echelle-: P rn-/m. ---- 1 k,p. c ne Pression dans la chaudière, — Cran
- Rtcjiüaleurs.,................
- Wombre de tours par minute.
- 1 H
- 4
- i vr
- u i
- j I
- Poids dc- lastrcuchlne à viste-------------------
- Eccus dans la, chaudière et combustible sur la grillc-
- Poids die la machine, en service-----------------
- Charge sur les essieux couplés.-----------------
- Charge sur Vavant,- train
- -n- a... , ,__,
- Diamètre moyen de, la. chaudière, _
- Timbre do la chaudière;----------
- Nombre, des tubes ------------—
- Longueur des tubes---------------
- 'Diamètre intérieurs des tubes__
- Surface de chauffe, des tubes _
- Surface etc chcueffe dit foyer. -
- Surface, do chauffé totale,_____
- Surface de la grille,
- Diamètre des cylindres décultrtùssion. Diamètre des cylindres de détente — Course des pistons
- Diamètre des roues Couplées.-----
- Diamètre des roues porteuses.----
- Ecartement des essieux- extrêmes..
- Longueur totale de, lamachine/---
- Largeur lalalc cLe, la machiruî -
- Entre les menloruicts des rails--
- Poids du tender à vide-. :-------
- Eau. dans les soutes-------------
- Combustible-
- Poids du tender en, servisse,. Diamètre des roues.
- Ecartement des essieux extren >rs
- Longueur totale; du. tender-
- Largeur totale du tender.--
- S S, r o oty ; 3.ÿ a o u3, o o o 2 6.0 o o
- 7 rj. o o a 7.2 5-1
- -7 / atm, 20 8 3.ê où o, o U-O
- 1 1 2,0 BV
- i o,,h o a > 22, ho o 7. g oo 0.330 o. do c o.C o o 2ooo o g do e. e o o g. u o o 2- 6 3 o
- 7 d 2 £
- 7 bo o O Y1! 7 d o O O
- 3 d O 0 33 d o o
- 7,1 d 0
- 3 d 0 o g 7 o o 3. o d o.
- Société des Ingénieurs civils
- Bulletin d'Oetobre 189S
- Auto-lmp. G Dervalet Braun, 58, rue Rochechouart, Paris.
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-
-
- 5me Série £e Volume.
- LE TOUAGE PAR ADHÉRENCE MAGNÉTIQUE
- [rÎ0.5. Coupe transversale en avant, delà poulie loueuse '
- TOUEUR-REMORQUEUR A HELICE DE 150 CHEVAUX de la G'e Anonyme de Touage de la Basse-Seine et de TOise
- 11 JJ Fiçj. 1. Coupe long i tu dm a.l e
- PL 78
- Ficj.2. Pian.
- Longueur sur le. pont......... ...... . .
- Larpeur hors membrures........ . .
- Creuses..... _____ __________ _____
- DicunèlJ-e- du cfnauul afUnA.ee
- _____dé_____pe.Ul_____d°_____
- Course d*es pistons___________
- Piussaji.ee développée* sur i'h.eUre.-----
- Nombre* de, I*ours________________________
- Piussa.nre, dAoidvppér, sur le fouotpr.*,...
- Nombre* de* tours_______________________
- ^ P - [ Surface de chauffe, Totale,
- Trmhrc .
- Il :: pl§ 1 t EiBEP,
- ; -it . . ut T ' ; \ rt
- il i » j 0 0
- Fig.b .Poulie ayant servi aux essais
- Fi(j. 4*.
- Sais de mardiepdçfa^clrauie
- Fia. 6. Poulie construite pour un petit loueur du'canal Latéral à l’Oise,
- l6Moulons en- broute-
- A Flateau, a. doujlle,
- B____dé— sans douALe-
- C Cercle. démontable,
- D d°_________dé____•
- JE _ dd— de fermetu re,
- F Rondelles eiucaoutc/voue,
- G Boulons et écrous enfer H Vis à. fêle*fraisée,
- I Clavette
- K Bobine, nuujiietJsœrUe,
- L Passage des fils dans la poulie, M d"_________d ”___d."__V arbre
- Société des Ingénieurs Civils.
- Bulletin de Novembre 1892
- Auto-lmp. L. Courtier, 43, rue de Dunkerque, Paris.
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-
-
- hauteur de la charge limite,imaginée en sable
- 5me Série 4 e Volume.
- RÉSISTANCE DES TERRAINS SABLONNEUX AUX CHARGES VERTICALES
- PI.I9
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-
-
- 5me Série Æ™-® Volume.
- COMPTE RENDU DES TRAVAUX DU 5™E CONGRÈS INTERNATIONAL rOE NAVIGATION INTÉRIEURE
- PI. 80.
- Société des Ingénieurs' Civils.
- Bulletin de Novembre 1892
- Auto-lmp. L. Courtier, 43, rue de Dunkerque, Paris.
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-
-
- 5me Série 4™cVolume.
- ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE DES TRAINS
- Fig\l.
- Batterie de. 9 éléments.
- (Bancouvercle et éléments enlevés),
- Tlaques de* contactpou/'
- Kg. 3.
- Plan d’un élément.
- Hg.2
- Ensemble d’nne batterie.
- Coupe de la gouttière inférieure. Cadre enbois de prise d:e eonrant.
- Commutateur et prise de courant.
- iïcr.8.
- Prise de courant.
- Vue de côté.
- Rgt9.
- Schéma dumontage surla voiture.
- I'ig'. 10.
- Fig.ll.
- Fig.12.
- Fig.13.
- Fig.llt. Fig. 15.
- Fig. 16. Fig.11.
- • Bulletin de Décembre 1892
- Société des Ingénieurs Civils.
- PI. 81.
- Fig . 18 â 20_.Wagon, distributeur
- Fig. 18. Coupe longitudinale.
- Fig. 19. Coupe transversale
- I’ig. 20. Coupe horizontale
- Fig. 2M26 —Disposition des fils dans le wagon des accumulateurs
- 'Echelle de 0,0S;p.m.
- Fig. 2 5. Elévation.
- Aulo-Imp..!, Courtiei, 43, ms de Dunkoniue, l’ans.
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-
-
- 5me Série 4me Volume,
- CALCUL DES PONTS MÉTALLIQUES A TRIÉES CONTINUES
- Pl. 82.
- distance de chaque essieu â celui de tête
- '.Ecartements des essieux.
- Numéros des mies.
- CXXlXT)
- O—Q
- <D—cx-xb—(JN-Hl)—dxab—d>
- N°.sdès verticales des centres de gravité de chai Distœsdes centres de gravité i 1 essieu de tête...
- îfe 2(S 2G XL zk.
- Tableau
- constantes du train-typ
- 3.u dernier essieu dugroupe-
- 11=21 P (Somme des poids du groupe)—.
- adoptées
- sont le mètre et la tonne.
- les quantités Z1P=II3ÇP1l2 et I sont toujours positives,quelque soit le sens dans lequel le tram est placé sur le pont. A il con traire P K » P h’ et K sont susceptibles du double signe indiqué en tête des lignes du tableau.
- Le signe supérieur s’applique au cas ou la tête du train fait face â gauche ___d°—.inférieur_____:_________d?_______________d° ________________droite
- Echelle
- ar mètre
- 2138 -52
- Société des Ingénieurs Civils,
- Bulletin de Décembre 1892
- . Auto-lmp. L. COURTIER, 43, rue de Dunkerque, Paris.
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-
-
-
- o™1® Série 4ème Volume.
- CALCUL DES PONTS MÉTALLIQUES A TRAVEES CONTINUES
- TABLE COMPLÉMENTAIRE
- DES CONSTANTES DU TRAIN-TYPE
- donnant les valeurs de SP/&, HP A2 et SPA8, de 0m,20 en 0m,20
- i i i
- sur la longueur occupée par les machines et les ten-ders.
- Les unités adoptées sont le mètre et la tonne.
- La quantité SPA2 et ses différences sont toujours positives, quel que soit le sens dans
- i
- lequel le train est placé sur le pont.
- Au contraire, les quantités SPA, S PA3 et leurs différences sont :
- i i
- négatives, lorsque la tête du train fait face à gauche........................... .
- et, positives, lorsque la tête du train fait face à droite...................... .
- __n
- Les chiffres soulignés se rapportent aux points d’application des charges et figurent déjà dans le tableau des constantes du train-type.
- Distances à l'essieu de tête des points pris successivement pour origine des abscisses h H) SP A i Hh (2) DIFFÉRENCES At (3) . SPA2 i + (4) DIFFÉRENCES Ai + (S) SPA3 i -4- (6) DIFFÉR PREMIÈRES A, (7) ENCES SECONDES A2 -+- (8)
- 0,00 0,0 1,4 0,00 0,00 0,000 0,000 0,000
- 0,20 1,4 0,28 0,84 0,056 0,392 0,672
- 0,40 2,8 1,12 1,40 0,448 1,064 1,008
- 0,60 4,2 2,52 1,96 1,512 2,072 1,344
- 0,80 5,6 4,48 2,52 3,584 3,416 1,680
- 1,00 T,8 7,00 3,08 7,000 5,096 2,016
- 1.20 8,4 2,8 10,08 3,92 12,096 7,168 2,688
- 1,40 11,2 14,00 5,04 19,264 9,856 3,360
- 1,60 14,0 19,04 6,16 29,120 13,216 4,032
- 1,80 16,8 25,20 7,28 42,336 17,248 4,704
- 2,00 19,6 32,48 8,40 59,584 21,952 5,376
- 2,20 22,4 40,88 9,52 81,536 27,328 6,048
- 2,40 25,2 4,2 50,40 10,92 108,864 33,432 7,056
- 2,60 29,4 61,32 12,60 142,296 40,488 8,064
- 2,80 33,6 73,92 14,28 182,784 48,552 9,072
- 3,00 37,8 88,20 15,96 231,336 57,624 10,080
- 3,20 42,0 104,16 17,64 288,960 67,704 11,088
- 3,40 46,2 121,80 19,32 356,664 78,792 12,096
- 3,60 50,4 5,6 141,12 21,28 435,456 90,944 13,440
- 3,80 56,0 162,40 23,52 526,400 104,384 14,784
- 4,00 61,6 185,92 25,76 630,784 119,168 16,128
- 4,20 67,2 211,68 28,00 749,952 135,296 17,472
- 4,40 72,8 239,68 30,24 885,248 152,768 18,816
- 4,60 78,4 269,92 32,48 1 038,016 171,584 20,160
- Distances i
- àl’essicu de tête des pojnts SPA DIFFÉRENCES SPA2 DIFFÉRENCES SPA3 DIFFERENCES
- pris successive- A, Ai i PREMIÈRES
- ment SECONDES
- pour origine des + + A, 4
- -h -f-
- Di (2) . (31 (4) (5) (6) (7) (8)
- 4,80 84,0 5,6 302,40 34,72 1 209,600 191,744 21,504
- 5,00 89,6 337,12 36,96 1 401,344 213,248 22,848
- 5,20 95,2 374,08 39,20 1 614,592 236,096 24,192
- 5,40 101,8 413,28 4*1,44 1 850,688 260,288 25,536
- 5,60 107,4 454,72 43,68 2 110,976 285,824 26,880
- 5,80 113,0 498,40 45,92 2 396,800 312,704 28,224
- 6,00 118,6 544,32 48,16 2 709,504 340,928 29,568
- 6,20 124,2 592,48 50,40 3 050,432 370,496 30,912
- 6,40 129,8 642,88 52,64 3 420,928 401,408 32,256
- 6,60 135,4 695,52 54,88 3 822,336 433,664 33,600
- 6,80 141,0 750,40 57,12 4 256,000 467,264 34,944
- 7,00 146,6 807,52 59,36 4 723,264 502,208 36,288
- 7,20 152,2 866,88 61,60 5 225,472 538,496 37,632
- 7,40 157,8 928,48 63,84 5 763,968 576,128 38,976
- 7,60 163,4 992,32 66,08 6 340,096 615,104 40,320
- 7,80 169,0 1 058,40 68,32 6 955,200 655,424 41,664
- 8,00 174,6 1 126,72 70,56 7 610,624 697,088 43,008
- 8,20 179,2 6,8 1 197,28 73,04 8 307,712 740,144 44,640
- 8,40 186,0 1 270,32 75,76 9 047,856 784,784 46,272
- 8,60 192,8 1 346,08 78,48 9 832,640 831,056 47,904
- 8,80 199,6 1 424,56 81,20 10 663,696 878,960 49,536
- 9,00 206,4 1 505,76 83,92 11 542,656 928,496 51,168
- 9,20 213,2 1 589,68 86,64 12 471,152 979,664 52,800
- 9,40 220,0 1 676,32 89,36 13 450,816 1 032,464 54,432
- 9,60 226,8 1 765,68 92,08 14 483,280 1 086,896 56,064
- 9,80 233,6 1 857,76 94,80. 15 570,176 1 142,960 57,696
- 10,00 240,4 1 952,56 97,52 16 713,136 1 200,656 59,328
- 10,20 247,2 2 050,08 100,24 17 913,792 1 259,984 60,960
- 10,40 254,0 2 150,32 102,96 19 173,776 1 320,944 62,592
- 10,60 260,8 2 253,28 52,50 20 494,720 683,842
- 10,70 264,2 8,0 2 305,78 107,28 21 178,562 1 415,492 65,328
- 10,90 272,2 2 413,06 110,48 22 594,054 1 480,820 67,248
- 11,10 280,2 2 523,54 113,68 24 074,874 1 548,068 69,168
- 11,30 288,2 2 637,22 116,88 25 622,942 1 617,236 71,088
- 11,50 296,2 2 754,10 120,08 27,240,178 1 688,324 73,008
- 11,70 304,2 '2 874,18 123,28 28 928,502 1 761,332 74,928
- 11,90 312,2 2 997,46 126,48 30 689,834 1 836,260 76,848
- 12,10 320,2 3 123,94 129,68 32 526,094 1 913,108 78j768
- 12,30 328,2 3 253,62 132,88 34 439,202 1 991,876 80,688
- 12,50 336,2 3 386,50 136,08 36 431,078 2 072,564 82,608
- 12,70 344,2 3 522,58 139,28 38 503,642 2 155,172 84,528
- 12,90 352,2 3 661,86 142,48 40 658,814 2 239,700 86,448
- 13,10 360,2 3 804,34 145,68 42 898,514 2 326,148 88,368
- 13,30 368,2 3 950,02 148,88 45 224,662 2 414,516 90,288
- 13,50 376,2 4 098,90 152,08 47 639,178 2 504,804 92,208
- 13,70 384,2 4 250,98 155,28 50 143,982 2 597,012 94,128
- 13,90 392,2 4 406,26 158,48 52 740,994 2 691,140 96,048
- 14,10 400,2 4 564,74 161,68 55 432,134 2 787,188 97,968
- 14,30 408,2 4 726,42 164,88 58 219,322 2 885,156 99,888
- 14,50 416,2 4 891,30 168,08 61 104,478 2 985,044 101,808
- 14,70 424,2 5 059,38 171,28 64 089,522 3 086,852 103,728-
- 14,90 432,2 5 230,66 174,48 67 176,374 3 190,580 105,648
- 15,10 440,2 5 405,14 177,68 70 366,954 3 296,228 107,568
- 15,30 448,2 9,4 5 582,82 181,16 73 663,182 3 403,852 109,824
- Distances à Cession do tête des points pris successivement pour origine des abscisses h M) SPA i (2) DIFFÉRENCES . A, (« SPA2 i + (4) DIFFÉRENCES A, + (5) SPA3 i (6) DIFFÉR] PREMIÈRES Ai ~ H (7) :nces SECONDES A2 (8)
- 15,50 457,6 9,4 5 763,98 184,92 77 067,034 3 513,676 112,080
- 15,70 407,0 5 948,90 188,68 80 580,710 3 625,756 114,336
- 15,90 416,4 6 137,58 192,44 84 206,406 3 740,092 116,592
- 16,10 4-8l) ,<$ 6 330,02 190,20 87 946,558 3 856,684 118,848
- 16,30 495,2 6 526,22 199,96 91 803,242 3 975,532 121,104
- 16,50 504,6 10,8 6 726,18 204,00 95 778,774 4 096,692 123,696
- 16,70 515,4 6 930,18 208,32 90 875,466 4 220,388 126,288
- 16,90 526,2 7 138,50 212,64 104 095,854 4 346.676 "128,880
- 17,10 537,0 7 351,14 216,98 108 442,530 4 475,556 131,472
- 17,30 547,8 7 568,10 221,28 112 918,086 4 607,028 134,064
- 17,50 558,6 7 789,38 225,60 117 525,114 4 741,092 136,656
- 17,70 509,4 12,2 8 014,98 230,20 122 266,206 4 877,804 139,584
- 17,90 581,6 8 245,18 235,08 127 144,010 5 017,388 142,512
- 18,10 593,8 8 480,26 239,96 132 161,398 5 159,900 145,440
- 18,30 606,0 8 720,22 244,84 137 321,298 5 305,340 148,368
- 18,50 618,2 8 965,06 249,72 142 626,638 5 453,708 151,296
- 18,70 630,4 9 214,78 254,60 148 080,346 5 605,004 154,224
- 18,90 642,6 13,6 9 469,38 259,76 153 685,350 5 759,284 157,488
- 19,10 656,2 9 729,14 265,20 159 444,634 5 916,772 160,752
- 19,30 669,8 9 994,34 270,64 165 361,406 6 077,524 164,016
- 19,50 683,4 10 264,98 276,08 171 438,930 6 241,540 167,280
- 19,70 697,0 10 541,06 281,52 177 680,470 6 408,820 170,544
- 19,90 710,6 10 822,58 286,96 184 089,290 6 579,364 173,808
- 20,10 724,2 11 109,54 292,40 190,668,654 6 753,172 177,072
- 20,30 737,8 11 401,94 297,84 197 421,826 6 930,244 180,336
- 20,50 751,4 11 699,78 303,28 204 352,070 7 110,580' 183,600
- 20,70 785,0 12 003,06 308,72 211 462,650 7 294,180 186,864
- 20,90 778,6 12 311,78 314,16 218 756,830 7 481,044 190,128
- 21,10 792,2 12 625,94 319,60 226 237,874 7 671,172 193,392
- 21,30 805,8 12 945,54 325,04 233 909,046 7 864,564 196,656
- 21,50 819,4 13 270,58 330,48 241 773,610 8 061,220 199,920
- 21,70 833,0 13 601,06 335,92 249 834,830 8 261,140 203,184
- 21,90 846,6 13 936,98 341,36 258 095,970 8 464,324 206,448
- 22,10 880,2 14 278,34 346,80 266 560,294 8 670,772 209,712
- 22,30 873,8 14 625,14 352,24 275 231,066 8 880,484 212,976
- 22,50 887,4 14 977,38 357,68 284 111,550 9 093,460 216,240
- 22,70 901,0 15 335,06 363,12 293 205,010 9 309,700 219,504
- 22,90 914,6 15 698,18 368,56 302 514,710 9 529,204 222,768
- 23,10 928,2 16 066,74 374,00 312 043,914 9 751,972 226,032
- 23,30 941,8 16 440,74 379,44 321 795,886 9 978,004 229,296
- 23,50 955,4 14,8 16 820,18 385,12 331 773,890 10 207,348 232,848
- 23,70 970,2 17 205,30 391,04 341 981,238 10 440,196 236,400
- 23,90 985,0 17 596,34 396,96 352 421,434 10 676,596 239,952
- 24,10 999,8 17 993,30 402,88 363 098,030 10 916,548 243,504
- 24,30 1 014,6 18 396,18 408,80 374 014,578 11 160.052 247,056
- 24,50 1 029,4 18 804,98 414,72 385 174,630 11 407,108 250,608
- 24,70 1 044,2 19 219,70 420,64 396 581,738 Il 657,716 254,160
- 24,90 1 059,0 19 640,34 426,56 408 239,454 11 911,876 257,712
- 25,10 1 073,8 20 066,90 432,48 420 151,330 12 169,588 261,264
- 25,30 1 088,6 20 499,38 438,40 432 320,918 12 430,852 264,816
- 25,50 1 103,4 20 937,78 444,32 444 751,770 12 695,668 268,368
- 25,70 1 118,2 21 382,10 450,24 457 447,438 12 964,036 271,950
- 25,90 1 133,0 21 832,34 227,34 470 411,474 6 583,766 275,502
- 26,00 1 140,4 22 059,68 476 995,240
- Société des Ingénieurs Civils.
- Bulletin de Décembre 1892.
- imprimerie chaixs rue bergère, 20, paris. — 3700-2*93. — (Encre Iiorilleuï).
- pl.83 - vue 1337/1338
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- CALCUL DES PONTS MÉTALLIQUES A TRAVEES CONTINUES
- 5me Série 4meVolurne.
- I '!l '•
- (Les ordonnées' sont amplifiées/ dans le rapport 3,ponrlestpavèesl-^,lket L d°.................................... . d.°.1Z,pour les autres travées.).
- Pig.3.
- (les ordonnées sont amplifiées dans le rapports.)
- Fig.2.
- (les ordonnées sont amplifiées/ danslerapport 3;poiir les travées
- l ci0. ... d°.12;ponrles antres travées.)
- Auto-lmp. L. COURTIER, 43, rue de Dunkerque, Paris.
- Bulletin de Décembre 1892
- Société des Ingénieurs Civils.
- pl.84 - vue 1338/1338
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