No. 2116
HYDRAULIC RAMby John H. Lienhard
Aujourd’hui, la gravité contre l’incroyable légèreté de l’être. Le College of Engineering de l’Université de Houston présente cette série sur les machines qui font fonctionner notre civilisation, et les personnes dont l’ingéniosité les a créées.
Je viens d’apprendre la chose la plus surprenante : l’inventeur de la montgolfière a également inventé le bélier hydraulique à action automatique, et je ne peux pas imaginer deux choses plus opposées. Laissez-moi vous expliquer le bélier hydraulique : Supposons que nous ayons un réservoir d’eau et que nous voulions pomper l’eau vers un endroit situé au-dessus. L’eau ne s’écoule pas en amont, mais elle peut produire de l’énergie lorsqu’elle s’écoule en aval. Nous pourrions la faire couler vers le bas à travers une turbine pour générer de l’énergie pour une pompe.
Le bélier hydraulique est un remplacement du pauvre pour une turbine coûteuse. L’eau s’écoule en descendant dans un tuyau. Lorsqu’elle s’échappe par une valve à l’extrémité inférieure, elle prend suffisamment de vitesse pour déclencher soudainement la fermeture de la valve. Lorsque cela se produit, la pression dans le tuyau subit une très forte augmentation. Une deuxième valve s’ouvre alors, et l’eau s’échappe par cette dernière. Le processus se répète, de façon rythmique et automatique, en produisant un fort son de clic-clac. C’est une pompe merveilleusement pratique qui fonctionne grâce à l’énergie potentielle de l’eau dans le réservoir. Aucun moteur n’est nécessaire.
C’est très loin des montgolfières, mais le tissu de liaison est en papier. Joseph Montgolfier et son jeune frère Étienne étaient les fils du fabricant de papier Pierre Montgolfier. Joseph était un mécanicien autodidacte de premier ordre, et il a lui aussi créé une usine de papier. Étienne étudie les mathématiques et l’architecture. En 1782, tous deux commencent à expérimenter des ballons en papier et en soie. Ils font un vol de démonstration devant Louis XVI un an plus tard, puis font voler des humains dans leurs ballons. Puis, alors que la montgolfière devient le nouveau sport de spectateur de Paris, les frères s’en retirent.
Le suave Étienne retourna travailler avec son père. Il essaya également de développer la théorie de la montgolfière. Le timide mécanicien Joseph se lance dans d’autres inventions — mais aucune aussi précieuse que le bélier hydraulique. Et il l’a initialement créé pour servir son usine de papier.
Un inventeur britannique avait fabriqué un bélier hydraulique primitif en 1772, mais ses valves devaient être manipulées à la main. Montgolfier a apporté une immense amélioration lorsqu’il a créé une pompe qui pouvait être laissée fonctionner toute seule dans, par exemple, des projets de drainage et de mise en valeur des terres.
C’était en 1796. Un an plus tard, Matthew Boulton, fabricant des moteurs à vapeur Boulton-Watt, a pris un brevet britannique au nom de Montgolfier. De nombreux autres brevets ont suivi et les béliers hydrauliques ont été largement utilisés au cours du XIXe siècle. Les moteurs électriques ont finalement commencé à les remplacer. Mais, alors que nous cherchons des technologies appropriées pour les pays en développement, ils font un retour en force.
Les frères Montgolfier étaient donc une étude de contrastes. Le jeune Étienne, intellectuel avec de forts instincts sociaux – il a même fait de la politique. Et Joseph, le génie pratique, qui était à cheval sur deux mondes : il a très publiquement utilisé du papier éphémère et de l’air chaud pour réaliser un rêve ancien. Puis il s’est retourné pour utiliser la solidité corporelle des tuyaux de fer, et l’eau dure comme le fer, pour faire notre travail pratique – loin des yeux et de l’esprit.
Je suis John Lienhard, à l’Université de Houston, où nous nous intéressons à la façon dont les esprits inventifs fonctionnent.
(Thème musical)
W. A. Smeaton, Montgolfier, Étienne Jacques de & Montgolfier, Michel Joseph de, C. C. Gillispie, ed., Dictionary of Scientific Biography, Vol. IX (New York : Charles Scribner’s Sons, 1974). (L’image de Joseph Montgolfier ci-dessus est une courtoisie du National Air and Space Museum.)Pour un traitement merveilleusement clair du 20ème siècle du bélier hydraulique, écrit pour être utilisé dans les pays en développement, voir S. B. Watt, A Manual on the Hydraulic Ram for Pumping Water. (Silsoe, Bedford, UK : Intermediate Technology Development Group, 1975) Je suis très reconnaissant à cette source pour le diagramme schématique ci-dessous.
Voir aussi : http://en.wikipedia.org/wiki/Hydraulic_ram
Un vérin hydraulique à faible coût qui peut être fabriqué à partir de pièces courantes sur étagère.Les moteurs de notre ingéniosité est Copyright © 1988-2006 par John H. Lienhard.
