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242. Vis d'Archimède. Dans les vis ordinaires employées aux épui

Fig. 86.

sements, on place trois hélices équidistantes sur le même noyau (Int. 1259). Le diamètre extérieur des hélices est égal à trois fois celui du noyau, et il varie entre 0,325 et 0,65. La longueur de la vis varie entre douze et dixhuit fois le diamètre extérieur des hélices, selon que ce diamètre est plus ou moins fort.

Les constructeurs de Paris font ordinairement égal à 60° l'angle de la tangente à l'hélice tracée sur le noyau avec la génératrice de ce noyau; les anciens Romains le faisaient de 45°; à Toulouse, on l'a pris de 54° environ, et Eytelwein l'a fait de 78° dans une petite vis de construction soignée, destinée à faire des expériences.

L'inclinaison de l'axe de la vis avec l'horizon peut varier de 30° à 45°, et la vis fonctionne le plus avantageusement lorsque le niveau de l'eau s'élève un peu au-dessus du centre de la base du noyau, sans immerger complétement cette base.

Résultats obtenus par Lamandé, avec une vis d'Archimède
établie dans les conditions suivantes :

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Comme la vis était manœuvré par deux compagnies de chacune neuf hommes, travaillant par relais de deux heures, l'effet produit était donc équivalent à 16,50 d'eau élevés à 1 mètre de hauteur par heure et par homme. Comme la durée du travail journalier n'était que de cinq heures, on voit que l'effet utile journalier était très-faible.

On peut admettre qu'un ouvrier manoeuvrant une vis d'Archimède bien disposée, peut produire un effet utile équivalant à 15 mètres cubes d'eau élevés à 1 mètre de hauteur par heure et travailler six heures par jour; il peut même travailler huit heures sur vingt-quatre si l'épuisement est continu et les relais bien disposés.

En Hollande et en Allemagne, on remplace souvent le canon, c'est-àdire l'enveloppe extérieure des hélices, par un coursier demi-circulaire fixe. Par cette disposition, le poids du canon et celui de l'eau qui se trouve dans la vis ne reposent plus sur les pivots, et ne tendent pas à produire directement la flexion du noyau; mais il faut marcher avec une grande vitesse, pour que la perte d'eau entre les hélices et le coursier ne soit pas considérable. Ces machines sont presque toujours mues Par des moulins à vent.

243. Résultats obtenus avec des machines d'épuisement, selon qu'elles sont mues à bras ou par des locomobiles. Les résultats suivants ont été obtenus en 1851 par MM. Morandière et Compaing, sur les chantiers du chemin de fer de Tours à Bordeaux (Annales des ponts et chaussées, 1857). La machine employée était d'une force nominale de 7 chevaux, à haute pression, sans condensation. Sa forme était celle d'une petite locomotive; la chaudière était à 24 tubes un peu plus gros que ceux des locomotives ordinaires; le cylindre était extérieur. Le volant que la bielle mettait en mouvement était disposé de manière à recevoir latéralement une poulie, d'un diamètre variable, pour l'application de la courroie qui doit transmettre les mouvements. Le poids de la machine était de 3500 kilog., y compris l'attelage et les 4 roues en fonte sur lesquelles la machine était montée.

Les pompes employées étaient à 2 corps, de 0,25 de diamètre; la course du piston était de 0,145, et pour chaque corps de pompe, un coup de piston correspondait à deux tours de volant de la machine.

Les vis d'Archimède avaient 0,54 de diamètre extérieur, et 6 mètres de longueur; elles faisaient également une révolution pour deux tours du volant.

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Ainsi, du 15 août au 15 décembre, la machine a travaillé 1080 heures; elle a consommé 10 620 kil. de coke, ce qui fait environ 10 kil. par heure, et les dépenses totales pour le coke, le service et la conduite de la machine ont été par heure 2′, 1′,735 et 1′,05, ce qui fait en moyenne 1',40. Les différences de ces dépenses paraissent tenir à ce que, dans les premiers temps, le mécanicien ne connaissait pas encore suffisamment sa machine, à ce que les frais généraux ont pu ne pas être exactement distribués, enfin à ce que les épuisements du 3o chantier ont duré plus longtemps et marché beaucoup plus régulièrement.

Tableau des résultats que l'on peut espérer des divers modes d'épuisement, d'après M. Morandière.

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Ce tableau montre que pour les épuisements qui doivent avoir une certaine durée, l'emploi d'une machine à vapeur procure une économie d'environ moitié sur l'emploi des manéges à chevaux, et une économie de près de 0,9 sur le simple travail à bras. De plus encore, par suite de l'insuffisance du travail, la petite machine qui a fourni les résultats de ce tableau ne marchant qu'à 2,5 atmosphères au lieu de 5 atm. environ, on conçoit qu'il devait encore y avoir perte de force, la machine fonctionnant sans condensation.

Les avantages présentés par l'emploi d'une petite machine à vapeur locomobile sont de procurer d'abord une grande économie, puis de débarrasser les chantiers des nombreux ateliers d'épuiseurs, qui y apportent souvent le trouble, de mettre une force considérable à la disposition des travaux, de diminuer le nombre des machines à épuiser, et de permettre de les resserrer dans un très-petit espace.

Au pont de Croix-Daurade, près de Toulouse (Art. 170), pour implanter les culées sur le roc, on a exécuté un déblai ayant près de 3TM,50 d'épaisseur en contre-bas de l'étiage, dans un sol formé de sable argileux et de tuf mollasse que la drague ne pouvait attaquer. Les fouilles ont été faites dans l'enceinte d'un batardeau qu'on tenait asséché au moyen de deux pompes Letestu de 0,40 de diamètre, élevant moyennement

chacune 530 mètres cubes d'eau par 24 heures. Chaque pompe était manœuvrée par 12 hommes relayés toutes les heures par 12 autres, de sorte que pour les deux pompes il y avait constamment 48 hommes sur le chantier, non compris 2 hommes pour soigner les pompes.

A la reconstruction du pont Louis-Philippe, à Paris, on a fait usage d'un système de pompes d'épuisement de MM. Farcot. Cette pompe, qui est à double effet et a donné les meilleurs résultats, est essentiellement composée de deux pistons, qui montent et descendent en même temps. Chaque piston a 0,45 de diamètre et 0",15 de course. Le volume engendré par tour est de 48 litres, soit 3360 litres pour les 70 tours par minute. Le mouvement est donné par une locomobile, à l'aide d'une courroie.

MOULINS A VENT. MOULINS A BLÉ.

244. Moulins à vent. La pression exercée par le vent contre une surface plane normale à la direction de son mouvement est, pour des vitesses inférieures à 10 mètres par seconde,

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d poids d'un mètre cube de l'air en mouvement;

Ꭶ surface de la plaque en mètres carrés;

(a)

V vitesse du vent en mètres par seconde, ou vitesse relative de choc de l'air contre

h

2g

le disque si l'un et l'autre sont en mouvement (Int. 1510);

- hauteur génératrice de la vitesse v (19).

La première valeur de P fait voir que la pression croît dans un rapport plus grand que la surface choquée. D'après Borda, trois plaques, dont les surfaces étaient entre elles comme les nombres 1, 2,25 et 5,06, ont donné des expressions qui étaient entre elles comme les nombres 1, 2,44, et 5,97; valeurs qui croissent peu à peu comme les puissances 1,1 des surfaces (Int., 520 et 521).

Lorsque le vent frappe une surface suivant un certain angle, la pres sion qu'il exercé sur cette surface, dans la direction de son mouvement, est, d'après Hutton,

0,11ds, (sin )1,84 cosi

iangle que fait la direction du vent avec la surface.

Les autres lettres ont les mêmes significations que dans le cas précédent.

(b)

=

1,

Si l'angle i est droit, on a cos i = 0, sini = 1, d'où (sin i)1,84 cos i et la formule (b) n'est plus autre chose que la formule (a); ce qui devait

être.

Tableau des pressions exercées par le vent à différentes vitesses contre une surface d'un mètre carré, choquée directement, d'après la formule (a).

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Les résultats de ce tableau supposent la pression barométrique égale à 0,755 de mercure, et la température égale à 12°; ce qui donne d=1*,231. Quand s = 1, on a aussi s1‚1 = 1.

Un vent dont la vitesse est inférieure à 4 mètres par seconde n'est pas suffisant pour qu'un moulin à vent puisse moudre le blé, et si la vitesse dépasse 8 mètres, on est obligé de commencer à serrer les voiles.

D'après Smeaton, un moulin à vent donne le maximum d'effet quand ses ailes sont des surfaces gauches dont les génératrices, situées aux points obtenus en divisant la longueur de l'aile en 6 parties égales, font avec l'axe de la roue ou la direction du vent les angles désignés dans le tableau suivant. (La génératrice no 1 est celle qui se trouve au point de division le plus rapproché de l'axe; c'est en ce point que commence la voilure.)

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Une différence de quelques degrés avec les valeurs du tableau est sans influence sur l'effet produit.

La largeur de l'aile est ordinairement comprise entre le 1/5 et le 1/6 de la longueur, et elle n'en doit jamais dépasser le 1/4.

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