passerait en déversoir sur les bords du réservoir et l'évacué- r a i t par une ou plusieurs conduites (fig. / ) . Au-dessous de l a plate-forme d'essais serait installé le bief d'aval : ce s e r a i t un canal assez long (10 ou i 5 mètres au m o i n s ) à l'extrémité duquel serait établi le déversoir de jaugeage.
L a présence de hauteurs relativement considérables et r e m a r q u a b l e m e n t escarpées dans le voisinage et sur le t e r r i t o i r e m ê m e de G r e n o b l e constituerait évidemment une solution e n c o r e préférable à c e l l e ' d o n n é e ci-dessus. E n p a r t i c u l i e r , il ne s e m b l e r a i t pas, a priori, extrêmement
"difficile de réaliser une chute artificielle de roo à 3oo mètres dans.l'enceinte m ê m e de la ville de G r e n o b l e .
C o n s e r v a n t provisoirement la p r e m i è r e solution, nous reviendrons plus loin sur les dimensions réelles à donner à c e t t e partie de la c o n s t r u c t i o n .
11 faut r e m a r q u e r qu'en intercalant un papillon sur la c o n d u i t e d'amenée d'eau du réservoir à la t u r b i n e , o n pour- r a i t , en é t r a n g l a n t plus ou moins la veine liquide, essayer s o u s la chute pour laquelle elle serait établie, une turbine d e v a n t fonctionner sous, une chute inférieure à la hauteur m a x i m a dont on disposerait (3o ou 40 mètres) si les condi- t i o n s de débits s'y prêtent, bien entendu.
2° Dans les turbines à basse chute, la plate-forme serait p l u s difficile à installer, car elle forme le plancher de la c h a m b r e d'eau, et doit pouvoir résister aux pressions de i'eau. L e bief d'aval serait toujours au-dessous de cette p l a t e - f o r m e .
S u p p o s o n s qu'on veuille mesurer les débits de 1 mètre c u b e au m a x i m u m . Il faut que le seuil du déversoir soit au m o i n s à bo centimètres du radier pour a v o i r un é c o u l e m e n t n o r m a l . S i le déversoir a 2 m è t r e s de l a r g e u r , l'épaisseur -de la lame d'eau est d'environ 3 5 c e n t i m è t r e s . H faut d o n c c o m p t e r au moins 1 mètre entre le dessous de la plate- f o r m e et le r a d i e r . E t a n t données les dimensions m i n î m a d ' u n e turbine à c h a m b r e ouverte (au moins 1 mètre de
hauteur) on voit qu'il serait impossible de faire cette instal- lation sur une chute de moins de 2 mètres p a r exemple c e l a est d'autant plus vrai qu'il est nécessaire d'avoir une c e r t a i n e charge d'eau au-dessus du distributeur pour éviter
les renvois d ' a i r . M a i s il y a moyen de t o u r n e r la difficulté
« t d'arriver à une installation très satisfaisante.
O n envisage, en'effet, l'installation de pompes de refoule- m e n t pour le réservoir à 3o m è t r e s ; on peut faire de m ê m e p o u r la h u c h e , et placer toute l'installation plus haut qu'un c a n a l d'alimentation de débit suffisant et supposé v o i s i n . I l y aurait à cela un: double avantage :
1° P o s s i b i l i t é d'opérer s u r des débits beaucoup plus forts
>que 1 mëtre c u b e , c a r on rendrait à Fa val de ce canal lui- m ê m e F eau qu'on aurait pompée à l ' a m o n t ; dans ces
^conditions, il n ' y aurait aucun inconvénient (sauf le prix de l ' i n s t a l l a t i o n ) à opérer sur 6 ou 8 mètres cubes ;
20 P o s s i b i l i t é de créer l'installation désirée.
E n c o n s é q u e n c e de tout ce qui précède, voici c o m m e n t o n pourrait c o n c e v o i r l'installation hydraulique projetée : r° Installer le radier du canal de fuite de l'installation à p e u près au niveau de Peau dans le canal d'alimentation.
C e canal de fuite pourrait avoir i 5 à 20 mètres de long et
$ m è t r e s de large, il serait terminé à l'aval par un déversoir.
20 A im5 o au-dessus de ce canal de f u i t e , établir le p l a n c h e r de la huche d'essais, p l a n c h e r qui servirait de
^plateforme p o u r essais de toutes les t u r b i n e s .
L a huche elle-même aurait des murs de 8 mètres environ de hauteur, et serait divisée en deux c o m p a r t i m e n t s . L e s p o m p e s refouleraient Peau dans le premier et l'eau irait au
deuxième compartiment en passant en déversoir par dessus une c l o i s o n ; pour éviter les r e m o u s , les t u r b i n e s à essayer seraient placées sous le d e u x i è m e c o m p a r t i m e n t ; enfin, un déversoir ou un canal ad hoc mènerait le trop plein au canal d'alimentation.
P o u r l'essai des turbines à hautes chutes, la conduite forcée déboucherait dans l'un des bajoyers de la huche, ce qui permettrait un raccordement facile aux tubulures des turbines. Au-dessus de la huche, s e t r o u v e r a t t le plancher de la salle des essais au frein. L e schéma ci-contre donne une idée de cette installation (fig. 2).
F I G . 2 . — Disposition générale de la station d'essais.
T e l l e s sont, s o m m a i r e m e n t esquissées, les premières et plus importantes conditions qui nous semblent devoir être réalisées dans la station d'essais projetée. E n c o r e une fois, nous ne les soumettons à l'examen judicieux, à la critique éclairée m ê m e , de nos collègues, que c o m m e une première base de travail, n'ayant aucune illusion sur l'imperfection très certaine de ces propositions. Nous ne saurions trop insister en t e r m i n a n t sur la nécessité d'un contrôle absolu d e l à méthode d'essais réduits, que nous avons proposée, par l'exécution d'essais rigoureux par la méthode directe, essais effectués sur les m ê m e s m a c h i n e s expérimentées pour divers débits et sous diverses chutes. Cette condition est indispensable, c o m m e en électricité, pour la réduction des résultats pour la première méthode à la valeur de ceux qu'on aurait pu rencontrer avec la seconde.
B A R B I L L O N , Docteur ès-Sciences,
Directeur de l'Institut Electrotechnique de Grenoble,
USINE HYDRO-ÉLECTRIQUE DE SAUVIAT
et Transport de l'Energie à Thiers et à Vichy
L o r s q u e Ton p a r c o u r t l e s r u e s tortueuses-, a u x pentes rapides, m a i s d'aspect pittoresque, de l a ville de T h i e r s , on entend à c h a q u e p a s le bruit des e s t a m p e u r s et des m a r t e a u x qui t r a n s f o r m e n t les b a r r e s d'acier en l a m e s de c o u t e a u x ; l o r s q u e Ton quitte T h i e r s , et que l'on r e m o n t e la ligne du chemin de fer qui va â Noirétable, ou a p e r ç o i t a u fond d'une g o r g e r e s s e r é e , où coule la Durolle, un g r a n d n o m b r e de petites u s i n e s é c h e l o n n é e s en chapelet, dont les r o u e s hydrauliques actionnent l e s m e u l e s c h a r g é e s d'aiguiser l e s l a m e s de c o u t e a u p r é p a r é e s d a n s l e s a t e l i e r s de l a ville. En dehors de quelques a u t r e s industries, l a coutellerie principalement fait vivre en effet à T h i e r s une multitude de m o d e s t e s a t e l i e r s . Cotte petite industrie, s i développée, devait c e r t a i n e m e n t pouvoir tirer un t r è s g r a n d profit d'une distribution de force m o t r i c e é l e c t r i q u e , si a v a n t a g e u s e en g é n é r a l p o u r l e s petites p u i s s a n c e s ; c ' e s t c e qui frappa un j e u n e ingénieur, - F r a n c i s q u e FAY, qui, à
Article published by SHF and available athttp://www.shf-lhb.orgorhttp://dx.doi.org/10.1051/lhb/1907055
p e i n e s o r t i d e l ' E c o l e C e n t r a l e , s e u l , a v e c b e a u c o u p d ' a u d a c e e t d ' é n e r g i e , e n t r e p r i t d e r é a l i s e r c e p r o j e t .
F a y p e n s a d ' a b o r d é t a b l i r l ' u s i n e s u r l a D u r o l l e , m a i s , a p r è s é t u d e d u r é g i m e d e c e t t e r i v i è r e , il r e c o n n u t v i t e q u e l e d é b i t é t a i t t r o p faible p e n d a n t l a p é r i o d e d e l ' é l i a g e , e t q u e c e l u i - c i p o u v a i t d u r e r t r o p l o n g t e m p s p o u r q u ' u n e u s i n e h y d r o - é l e c t r i q u e p u i s s e ê t r e é t a b l i e a i n s i , d a n s d e b o n n e s c o n d i t i o n s . Il r e p o r t a a l o r s s e s r e c h e r c h e s s u r l a D o r e , d o n t l e r é g i m e u n p e u p l u s c o n s t a n t , e t s u r t o u t l e d é b i t p l u s i m p o r t a n t , p o u v a i e n t j u s t i f i e r l ' a m é n a g e m e n t d ' u n e c h u t e c a p a b l e d ' a l i m e n t e r T h i e r s , m a l g r é u n a s s e z g r a n d é l o i g n e - m e n t .
Il i m a g i n a d e p r o f i t e r d ' u n e c i r c o n s t a n c e p a r t i c u l i è r e , l e r é t r é c i s s e m e n t d e l a v a l l é e d u M i o d e x , à l ' e n d r o i t o ù c e r u i s s e a u s e j e t t e d a n s l a D o r e , p o u r , c r é e r f a c i l e m e n t u n v a s t e r é s e r v o i r , e n b a r r a n t l a v a l l é e d e c e r u i s s e a u , e t e n d é r i v a n t d a n s c e t t e v a l l é e l e s e a u x d e l a D o r e . Celte d i s p o s i t i o n e s t a s s e z r e m a r q u a b l e . E n f o r m a n t a i n s i u n r é s e r v o i r l a t é r a l e n d e h o r s d e l a r i v i è r e , il n ' a fallu t o u t d ' a b o r d , a v a n t d e c o n s t r u i r e l e b a r r a g e , q u e d é r i v e r p a r u n t u n n e l l e M i o d e x , m o d e s t e r i v i è r e d o n t l e d é b i t m o y e n e s t d e u n m è t r e c u b e ; e n s u i t e , p e n d a n t l a c o n s t r u c t i o n d u b a r r a g e , o n a p a s e u à r e d o u t e r q u e l e s c r u e s s u b i t e s e t c o n s i d é r a b l e s d e l a D o r e n e v i e n n e n t e n l e v e r t o u s l e s t r a v a u x , c o m m e c e l a e s t a r r i v é d a n s p l u s i e u r s e n t r e p r i s e s
t r è s v a r i a b l e q u i , m a l h e u r e u s e m e n t , p e u t d e v e n i r t r è s faible p e n d a n t l ' é t é , s i l a p l u i e r e s t e q u e l q u e t e m p s s a n s t o m b e r . E n h i v e r , l e d é b i t e s t en g é n é r a l s u f f i s a n t . D a n s l e s A l p e s , a u c o n t r a i r e , l e s r i v i è r e s t r o u v e n t d a n s l e s g l a c i e r s u n e r é s e r v e q u i a t t é n u e d a n s u n e f o r t e p r o p o r t i o n l'es effets d e l a s é c h e r e s s e p e n d a n t l ' é t é , m a i s , p a r c o n t r e , a v e c l e s g r a n d s f r o i d s d ' h i v e r , c e r t a i n e s u s i n e s p e u v e n t s e t r o u v e r c o m p l è t e m e n t a r r ê t é e s .
L a D o r e a, e n g é n é r a l , p e n d a n t 10 m o i s d e l ' a n n é e , u n d é b i t d e 20 m3 e n v i r o n . P e n d a n t l ' é t i a g e , q u i a l i e u s u r t o u t d u 25 a o û t a u 15 s e p t e m b r e , l e d é b i t p e u t d e s c e n d r e a u t o u r d e 5 m3, e t m ê m e à 1 m3 p e n d a n t l e s a n n é e s d ' e x c e p t i o n - n e l l e s é c h e r e s s e , c o m m e e n 1906. L e s c r u e s , f a v o r i s é e s p a r le d é b o i s e m e n t d u b a s s i n d e l a D o r e , d o n t l a s u p e r f i c i e e n a m o n t d e l ' u s i n e e s t d e 15.000 h e c t a r e s e n v i r o n , s o n t a s s e z b r u s q u e s e t p a r f o i s c o n s i d é r a b l e s , e l l e s p e u v e n t a t t e i n d r e 800 m è t r e s . c u b e s .
L e M i o d e x , q u i s e j e t t e m a i n t e n a n t d a n s l e r é s e r v o i r , , d o n n e e n m o y e n n e 1500 à 2000 l i t r e s , s a u f p e n d a n t l ' é t é o ù s o n d é b i t p e u t d e v e n i r p r e s q u e n u l .
Puissance utile de l'usine.— L a p u i s s a n c e h y d r a u l i q u e u t i l e d e l ' u s i n e p o u v a n t . d e v e n i r t r è s faible p e n d a n t l e s p é r i o d e s d e t r è s g r a n d e s é c h e r e s s e , c o m m e c e l a e s t a r r i v é e n 1905 e t e n 1906, o n a d û i n s t a l l e r u n e m a c h i n e à v a p e u r
s e m b l a b l e s , p o u r l e s q u e l l e s l e b a r r a g e é t a i t é t a b l i d a n s lit m ê m e d e l a r i v i è r e . Enfin, u n e fois l e b a r r a g e t e r m i n é , l e s a f f o u i l l e m e n t s d e c e l u i - c i , e t l ' e n s a b l e m e n t d u r é s e r v o i r , s o n t b i e n m o i n s à c r a i n d r e . S a n s d o u t e , o n a p r o f i t é ici d ' u n e c i r c o n s t a n c e t o u t e p a r t i c u l i è r e e t a s s e z r a r e , m a i s c e t t e s o l u t i o n , t r è s i n g é n i e u s e , p o u r r a i t c e r t a i n e m e n t ê t r e [ a d o p t é e d a n s b i e n d e c a s .
L e b a r r a g e d e l a v a l l é e d u M i o d e x d e v a i t p e r m e t t r e d ' a m é n a g e r u n e c h u t e d e t r e n t e m è t r e s d e h a u t e u r p o u v a n t , g r â c e a u r é s e r v o i r , d é v e l o p p e r e n v i r o n 3000 c h e v a u x .
U n e fois s o n p r o j e t é t a b l i , F a y r é u s s i t , a p r è s q u e l q u e s difficultés, à t r o u v e r l e s c a p i t a u x n é c e s s a i r e p o u r le r é a l i s e r . E n n o v e m b r e 1902 fut f o n d é e , a u c a p i t a l d e 1.500.000 f r a n c s , p o r t é q u e l q u e s m o i s a p r è s à 2 . 0 0 0 . 0 0 0 , l a Société des Forces Motrices d'Auvergne, d o n t F a y f u t n o m m é d i r e c t e u r .
P o u r r é a l i s e r l e p r o j e t d e F a y , c e t t e s o c i é t é a e n t r e p r i s l e s t r a v a u x q u e n o u s a l l o n s d é c r i r e d o n t e l l e a c o n f i é l ' e x é - c u t i o n à l a S O C I É T É D ' A P P L I C A T I O N S I N D U S T R I E L L E S c o m m e e n t r e p r e n e u r g é n é r a l .
Cette S o c i é t é d i s t r i b u e a c t u e l l e m e n t d a n s d e b o n n e s c o n - d i t i o n s l e c o u r a n t é l e c t r i q u e à t o u t e l a r é g i o n d e T h i e r s a i n s i q u ' à l a C o m p a g n i e d u G a z q u i é c l a i r e V i c h y .
Régime de la Dore et du Miodex. — L a D o r e , q u i s e j e t t e d a n s l'Allier, à q u e l q u e s k i l o m è t r e s e n a m o n t d e V i c h y , a , c o m m e t o u s l e s c o u r s d ' e a u d u m a s s i f c e n t r a l , u n d é b i t
d e s e c o u r s , p o u r q u e l ' u s i n e p u i s s e f o u r n i r e n t o u t t e m p s l a p u i s s a n c e d e m a n d é e .
Afin q u e l ' o n p u i s s e s e r e n d r e c o m p t e d e l a p u i s s a n c e q u e p e u t f o u r n i r l ' u s i n e p a r la c h u t e s e u l e , e t p e n d a n t u n e a n n é e d e s é c h e r e s s e o r d i n a i r e , c o m m e "en 1903, n o u s c r o y o n s i n t é r e s s a n t d e r e p r o d u i r e l ' é t u d e s u i v a n t , d u e à M. G i r a r d e t (1).
« L e r é s e r v o i r à p o u r d i m e n s i o n s : 15 h e c t a r e s à p l e i n , 7 h e c t a r e s à v i d e e t 10 m è t r e s d e l a m e d ' e a u u t i l i s a b l e . Si l ' o n s u p p o s e l e profil d e s o n fond r é g u l i è r e m e n t d é c r o i s s a n t , s a c a p a c i t é u t i l e e s t d ' e n v i r o n 1.100.000 m è t r e s c u b e s (2).
«. L e s v a l e u r s d e d é b i t d e la p é r i o d e d ' e x t r ê m e s b a s s e s e a u x v a r i e n t e n t r e 3,5 m3 e t 7,6 m3; c e d o n t il f a u t t e n i r c o m p t e , c ' e s t d e l a v a l e u r m o y e n n e d e s d é b i t s j o u r n a l i e r s d e l a D o r e p e n d a n t c e t t e p é r i o d e , l e r é s e r v o i r a y a n t p o u r p r e m i e r r ô l e d e r é g u l a r i s e r c e d é b i t .
« Cette v a l e u r m o y e n n e e s t 5 . 1 5 0 m3 p o u r l a D o r e , e t 400 l i t r e s p o u r l e M i o d e x .
« L a p u i s s a n c e u t i l i s é e p a r l ' u s i n e p r o v i e n t : 1° D e l ' u t i l i -
(1) Cette Etude a paru dans le Bulletin de 1904 de VAssociation des Anciens Elèves de l'Institut Electrotechnique de Grenoble.
(.2) En réalité, l'a capacité utile est un peu inférieure, car, pour éviter, des rentrées d'air dans les conduites, l'on ne peut utiliser qu'une tran- che d'eau de 8 m. au plus.
FIG. 1. — Plan général do la dérival ion T, Tunnel de fiO mètres.
T» Tiiniiol de 220 mètres.
s a t i o n d i r e c t e d e s e a u x d e l a D o r e ; 2° De l ' u t i l i s a t i o n d e s e a u x d u r é s e r v o i r q u i e s t a l i m e n t é d ' a b o r d p a r l e s u r p l u s d e s e a u x d e l a D o r e , e t e n s u i t e p a r l e s e a u x d u M i o d e x .
« N o u s a l l o n s s u p p o s e r , p o u r s i m p l i f i e r le p r o b l è m e , q u e l a S o c i é t é é t a n t o b l i g é e d e l a i s s e r e n a v a l u n d é b i t d e 2 m3 d a n s l a D o r e , o n e m p l o i e c e s 2 m3 e n c h e v a u x d e 24 h e u r e s , c e s 2 m3 s e r o n t p r i s , n a t u r e l l e m e n t ; s u r l e c a n a l q u i p o u r r a t o u j o u r s l e s d o n n e r . L e r e s t a n t s e r a e n c h e v a u x d e 10 o u 12 h e u r e s .
« L e d é b i t d e 2 m3 d o n n e , s o u s 29 m è t r e s d e c h u t e : 29 x 2 x 10 = 580 c h e v a u x d e 24 h e u r e s .
« Il r e s t e e n m o y e n n e 3,150 m3 p a r s e c o n d e , s o i t : 3,15 x 86 400 = 272160 m3
a u n e p l u s g r a n d e é n e r g i e q u e l a s e c o n d e , p u i s q u ' e l l e e s t p l u s é l e v é e . U n c a l c u l , q u i n e s a u r a i t t r o u v e r p l a c e i c i , n o u s a c o n d u i t à a d o p t e r 2 5m7 0 , p o u r h a u t e u r m o y e n n e .
« On d i s p o s e d o n c d e 327 720 m3 p a r j o u r , s o u s 25 m . 70 d e c h u t e . S u p p o s o n s c e v o l u m e d ' e a u e m p l o y é e n c h e v a u x d e 10 h e u r e s . Ce v o l u m e d o n n e r a u n e p u i s s a n c e moyenne, d é c o m p t é e s u r 10 h e u r e s , d e :
327,720
10 x 3600 X 25,70 X 10 = 2400 H P
« C ' e s t - à - d i r e q u ' e n b a s s e s e a u x , p o u r d e s a n n é e s d e s é c h e r e s s e o r d i n a i r e , l ' u s i n e s e r a i t c a p a b l e d e d o n n e r , s u r l ' a r b r e d e s e s t u r b i n e s :
1° U n e p u i s s a n c e d e 580 c h e v a u x d e 24 h e u r e s ;
2° U n e p u i s s a n c e m o y e n n e d e 2400 c h e v a u x p e n d a n t 10 h e u r e s . »
WÊÊ&WËtmà
FIG. 2. — Vue d'ensemble du barrage et de l'usine génératrice.
q u i s e d é v e r s e n t j o u r n e l l e m e n t d a n s l e r é s e r v o i r . De p l u s , l e r é s e r v o i r r e ç o i t e n c o r e l ' a p p o r t d u M i o d e x , s o i t :
0,4 x 86 400 = 33 560 m3 p a r j o u r .
« L e r é s e r v o i r a y a n t u n e c a p a c i t é d e 1 100000 m3, et p o u - v a n t ê t r e é p u i s é e n 50 j o u r s , m e t à l a d i s p o s i t i o n d e l ' u s i n e :
1 1 0 0 0 0 0
50 = 22000 m3 p a r j o u r s o r t • a u t o t a l , p a r j o u r :
272 170 + 33 560 + 22 000 = 327 720 m3
« L a h a u t e u r d e c h u t e m o y e n n e d u r é s e r v o i r n ' e s t p a s r e p r é s e n t é e , c o m m e o n p o u r r a i t l e c r o i r e , p a r l a d é n i v e l l a - t i o n d e l a c o n d u i t e (19 m è t r e s ) , p l u s l a m o i t i é d e l a l a m e d ' e a u u t i l i s a b l e (5 m è t r e s ) , e l l e e s t . u n p e u p l u s é l e v é e , et p o u r d e u x r a i s o n s : d ' a b o r d , p a r c e q u e l e r é s e r v o i r , à l a c o t e 5, a d é j à p e r d u p l u s d e l a m o i t i é d e s o n v o l u m e d ' e a u e t q u e , d ' a i l l e u r s , l a p r e m i è r e m o i t i é d u v o l u m e d ' e a u
TRAVAUX HYDRAULIQUES
Prise d'eau. — L a p r i s e d ' e a u e s t s i t u é e à l ' e m b o u c h u r e d u p e t i t r u i s s e a u d e M e n d e . Elle e s t c o m p o s é e d ' u n b a r r a g e f o r m a n t d é v e r s o i r , c o n s t r u i t e n m a ç o n n e r i e o r d i n a i r e d e c i m e n t , e t a r m é p a r d e s f e r s I, p l a c é s t o u s l e s 2 m è t r e s , e t e n t r e t o i s é s c o m m e le m o n t r e l a f i g u r e 3. C e s f e r s o n t é t é e n f o n c é s j u s q u ' à r e f u s . L e b a r r a g e e s t d i s p o s é e n p l a n s u i - v a n t u n a r c d e c e r c l e d e 500 m è t r e s d e r a y o n .
O n a p r o f i t é d e l a p é r i o d e d e s b a s s e s e a u x p o u r e x é c u t e r c e b a r r a g e , d o n t la m a ç o n n e r i e , q u i r e p r é s e n t e l e p o i n t d é l i c a t d ' u n s e m b l a b l e o u v r a g e , a é t é faite e n u n e s e m a i n e , p a r u n t r a v a i l d e j o u r e t d e n u i t .
U n e g r i l l e o r d i n a i r e p r o t è g e l ' e n t r é e d u c a n a l c o n t r é l e s f e u i l l e s et l e s d é b r i s d e t o u t e n a t u r e .
E n a v a n t d e c e t t e g r i l l e , o n a c r e u s é , e n p a r t i e d a n s l e r u i s s e a u d e M e n d e , u n e c e r t a i n e e x c a v a t i o n , d e s t i n é e à f a i r e c h a m b r e d e d é c a n t a t i o n p o u r a r r ê t e r l e s s a b l e s c h a r r i é s p a r l a r i v i è r e . On n ' a p a s c r u n é c e s s a i r e d ' a m é n a g e r u n e c h a m b r e d e d é c a n t a t i o n t r è s v a s t e , c a r l a D o r e c h a r t e r e l à -
t i v e m e n t p e u , e t l e g r a n d r é s e r v o i r f o r m e p a r l u i - m ê m e u n e e x c e l l e n t e c h a m b r e d e d é c a n t a t i o n . P o u r p o u v o i r n e t - t o y e r , a u m o y e n d ' u n v i o l e n t c o u r a n t d ' e a u , l a g r i l l e e t l a p e t i t e c h a m b r e d e d é c a n t a t i o n , o n a d i s p o s é , t o u t p r è s d e l a g r i l l e , et n o r m a l e m e n t a u r u i s s e a u d e M e n d e , d e u x v a n - n e s d e c h a s s e .
L ' e n t r é e d u c a n a l e s t p r o t é g é e p a r c i n q v a n n e s d e g a r d e . D e s r a m u r e s p r a t i q u é e s d a n s l a m a ç o n n e r i e à l ' a m o n t e t à l ' a v a l d e c e s v a n n e s , p e r m e t t e n t , p o u r l e s r é p a r e r , d e l e s i s o l e r p a r d e s b a t a r d e a u x p r o v i s o i r e s .
Canal. — L e c a n a l q u i a m è n e l e s e a u x d e l a D o r e d a n s l e r é s e r v o i r a u n e l o n g u e u r d e 2 k i l o m . 500 e n v i r o n . Il e s t é t a b l i p o u r p o u v o i r d é b i t e r 14 à 15 m3, a v e c u n e s e c t i o n d e 2r a4 5 x 3m2 0 , q u i e s t u n i f o r m e s u r t o u t e l a l o n g u e u r , et u n e p e n t e a s s e z l é g è r e d e 0,5 m i l l i m è t r e p a r m è t r e .
d i r e c t e m e n t d a n s u n e c h a m b r e d e m i s e e n c h a r g e , d ' o ù p a r t l ' u n e d e c e s d e u x c o n d u i t e s f o r c é e s q u i a l i m e n t e n t l ' u s i n e . O n p e u t d o n c u t i l i s e r l ' e a u d i r e c t e m e n t s a n s l a f a i r e p a s s e r p a r l e r é s e r v o i r , e t c ' e s t l à u n a v a n t a g e a s s e z s e n s i b l e . L e s b a r r a g e s p r é s e n t e n t , e n effet, le g r a v e i n c o n v é - n i e n t d ' o c c a s i o n n e r u n e p e r t e d e c h u t e s o u v e n t t r è s i m p o r t a n t e l o r s q u e l e n i - v e a u d u r é s e r v o i r v i e n t à b a i s s e r b e a u ; c o u p p a r s u i t e d ' u n e g r a n d e s é c h e r e s s e ; cet effet e s t d ' a u t a n t p l u s n u i s i b l e q u ' i l o b l i g e d ' a u g m e n t e r l e d é b i t d a n s l e s t u r - b i n e s , p o u r o b t e n i r l a m ê m e p u i s s a n c e à l ' u s i n e a u m o m e n t o ù l ' o n d e v r a i t m e s u r e r l ' e a u a v e c l e p l u s d e p a r c i m o n i e .
E n t e m p s n o r m a l , l a D o r e s e d é v e r s e d a n s l e r é s e r v o i r ,
FIG. A.
Canal d'amenée en tunnel.
Ce c a n a l , d o n t l a s e c t i o n e s t r e p r é s e n t é e figure 5, e s t fait e n t i è r e m e n t e n m a ç o n n e r i e . L a s u r f a c e i n t é r i e u r e a é t é r e v ê t u e d ' u n e n d u i t d e c i m e n t j u s q u ' à lm3 0 d e h a u t e u r .
D e u x t u n n e l s , l ' u n d e 60 m . , l ' a u t r e d e 220 m . , e t u n a q u e - d u c e n m a ç o n n e r i e p o u r l a t r a v e r s é e d u r u i s s e a u d e s P r è s , c o n s t i t u e n t l e s s e u l s t r a v a u x d ' a r t q u e l ' o n r e n c o n t r e d a n s l e p a r c o u r s d u c a n a l . L e s t u n n e l s , d o n t l a figure 4 c i - j o i n t e r e p r é s e n t e l a s e c t i o n t r a n s v e r s a l e , n e s o n t p a s c i m e n t é s d u t o u t , v u l e u r faible l o n g u e u r e t l a n a t u r e d u r o c h e r q u i e s t f o r m é d ' u n e x c e l l e n t g r a n i t .
U n l a r g e d é v e r s o i r a é t é a m é n a g é i m m é d i a t e m e n t a v a n t l e d e r n i e r t u n n e l q u i d é b o u c h e à q u e l q u e s m è t r e s d u r é - s e r v o i r .
L e c a n a l a b o u t i t à l ' u n e d e s e x t r é m i t é s d u b a r r a g e . L ' e a u d e l a D o r e p e u t ê t r e e n v o y é e s o i t d a n s l e r é s e r v o i r , s o i t
m a i s , s i l e n i v e a u d u l a c a r t i f i c i e l f o r m é p a r l e b a r r a g e t o m b e t r o p b a s , e t s i l ' e a u n ' e s t p a s t r o p l i m i t é e , o n a b a i s s e l e s t r o i s v a n n e s q u i f e r m e n t l ' e n t r é e d u r é s e r v o i r à l ' e x t r é - m i t é d u c a n a l , et l ' o n e n v o i e d i r e c t e m e n t l ' e a u d a n s l e s t u r b i n e s , o ù e l l e a g i t a v e c l a h a u t e u r d e c h u t e m a x i m a . L e t r o p p l e i n d u c a n a l s ' é c o u l e d a n s l e l a c p a r u n d é v e r s o i r l a t é r a l et l ' a l i m e n t e p o u r l e s h e u r e s d e forte c h a r g e . L a p o r t i o n d u c a n a l q u i a m è n e a i n s i l ' e a u d i r e c t e m e n t a u x t u r b i n e s e s t l o g é e d a n s l a c r ê t e m ê m e d u b a r r a g e .
Barrage — L e b a r r a g e a u n e h a u t e u r m a x i m a d e 25 m . . S a l o n g u e u r e s t d e 87 m . a u s o m m e t e t 25 m . à l a b a s e . Son- é p a i s s e u r e s t d e 21 m . à l a b a s e e t d e 5m3 0 a u c o u r o n n e m e n t .
I l e s t c o n s t r u i t e n m a ç o n n e r i e d e c h a u x d u T e i l , r e v e - n a n t à 15 fr. l e m3. L e v o l u m e d e s m a ç o n n e r i e s e s t de- FIG. 3. — Prise d'eau sur la Dore
15000 m3 e n v i r o n , et le p r i x d e r e v i e n t d u b a r r a g e s ' e s t é l e v é à 270.000 fr. L ' a n c r a g e d u b a r r a g e a é t é f a c i l e c a r o n a t r o u v é , p r e s q u e à fleur d e t e r r e , u n e c o u c h e d e g r a n i t b l e u d e g r a n d e d u r e t é . C ' e s t , d ' a i l l e u r s , d e c e t t e m ê m e c o u c h e q u e l ' o n a t i r é l a p i e r r e n é c e s s a i r e à l a c o n s t r u c - t i o n d u b a r r a g e . C e l u i - c i a é t é c o n s t r u i t p a r M . C H A G N A U D .
Fig. 5. — Coupes transversales du canal à ciel ouvert.
L e s c a l c u l s d e s t a b i l i t é d u b a r r a g e , t e l s q u ' i l s s o n t e x i g é s p a r l a c i r c u l a i r e m i n i s t é r i e l l e d u 15 j u i n 1897, o n t d o n n é l e s r é s u l t a t s s u i v a n t s à l a b a s e , l a d e n s i t é iîT d e s m a ç o n n e r i e s é t a n t p r i s e é g a l e à 2,2 à v i d e , e t à 2,1 e n c h a r g e (1).
m a x i m o r u m c a l c u l é e p a r l a m é t h o d e d e M . M a u r i c e L é v y é t a n t i n f é r i e u r e à 6 k g s p a r c m2, l e s c o n d i t i o n s d e s é c u r i t é à l a b a s e s o n t d o n c e x c e l l e n t e s .
Chambres de mise en charge. — D e u x c h a m b r e s d e m i s e e n c h a r g e s e r v e n t p o u r le d é p a r t d e l ' e a u d a n s l e s c o n d u i t e s f o r c é e s . T o u t e s l e s d e u x p e u v e n t c o m m u n i q u e r a v e c l e r é s e r v o i r , m a i s u n e s e u l e p e u t ê t r e a l i m e n t é e d i r e c t e m e n t p a r le c a n a l a u
m o y e n d u by pass, a i n s i q u e n o u s l ' a v o n s d i t . C e s c h a m b r e s s o n t f a i t e s e n m a ç o n n e r i e . E l l e s s o n t m u n i e s d e s v a n n e s q u i p e r m e t t e n t d e l e s i s o l e r d u r é s e r v o i r o u d u by pass;
d e s g r i l l e s e t d e s v a n n e s c i r c u l a i r e s , f o r m a n t b o u - c h o n , s o n t p l a c é e s a u fond d e s d e u x c h a m b r e s a u -
S u r f a c e S d u profil
P o i d s Pi à v i d e ( c a n a l v i d e )
» P. e n c h a r g e ( c a n a l p l e i n )
» P ' » ( c a n a l p l e i n et s u - r é l é v a t i o n d e 1 m
D i s t a n c e d{ d u c e n t r e d e g r a v i t é d e l à s e c t i o n a u p a r e m e n t a m o n t
D i s t a n c e d e n c h a r g e ( c a n a l p l e i n ) . . D i s t a n c e e n c h a r g e ( c a n a l p l e i n e t
s u r é l é v a t i o n d e 1 m . ) . . , 1 a m o n t
P r e s s i o n a v i d e
j ayal
P r e s s i o n e n c h a r g e ) a m o n t ( c a n a l p l e i n ) \ a v a l P r e s s i o n e n c h a r g e a m Q n t
262,380 m2 577,126 t . 554,900 » 556,900»
( c a n a l p l e i n et s u r - , av a l é l é v a t i o n d e 1 m . ) )
P r e s s i o n m a x i m a à l ' a v a l ( L é v y ) —
» » ( s u r é l é v a t i o n 1 m . )
L a p r e s s i o n à l ' a m o n t e n c h a r g e é t a n t s e n s i b l e m e n t é g a l e à l a p r e s s i o n m a x i m a d e l ' e a u , l a p r e s s i o n m a x i m a
7,90 m . 7,60 m . 7,58 m . 4,76 k g s 0,708
»
2,55
»
2,95 2,290
»
3,215
»
4,97 »
5,31
»
(1) Voir cette circulaire dans La Houille Blanche de janvier et février 1903. Voir également l'ouvrage très complet de M. B I Î L L E T sur les Barrages en Maçonnerie.
d e s s u s d e s o r i f i c e s d e d é p a r t d e s c o n d u i t e s s o u s p r e s - s i o n . D a n s l a c h a m b r e q u i n e c o m m u n i q u e q u ' a v e c l e r é s e r v o i r , l ' o r i f i c e e s t p l a c é à 12 m . a u - d e s s o u s d u n i v e a u n o r m a l d u l a c e t , d a n s c e l l e q u i c o m m u n i q u e a u s s i a v e c le by pass e t q u e l a figure 6 r e p r é s e n t e e n c o u p e , l'orifice n ' e s t q u ' à 6 m . C e s p r o f o n d e u r s n e s o n t p a s s u f f i s a n t e s , c a r e l l e s n e p e r m e t t e n t p a s d ' u t i l i s e r u n e c o u c h e d ' e a u a s s e z g r a n d e . Il f a u t , e n effet, l a i s s e r a u - d e s s u s d e c e s o r i f i c e s a u m o i n s d e u x à t r o i s m è t r e s d ' e a u p o u r é v i t e r l a f o r m a t i o n d ' u n e n t o n n o i r , et l ' e n t r a î n e m e n t d e l ' a i r d a n s l e s c o n d u i t e s .
Tunnels d'amenée. — P o u r s e r e n d r e a u x t u r b i n e s , l ' e a u q u i s ' é c h a p p e d e s c h a m b r e s d e m i s e e n c h a r g e t r a v e r s e d ' a b o r d d e u x t u n n e l s d ' a m e n é e c r e u s é s e n p l e i n r o c h e r . Ces t u n n e l s o n t 110 m . d e l o n g u e u r e t 2™20 d e d i a m è t r e . I l s s o n t m a ç o n n é s s u r t o u t e l e u r l o n g u e u r , c e q u i a p e r m i s d e d o n n e r à l e u r s e c t i o n u n e f o r m e b i e n c y l i n d r i q u e . S u r l a m a ç o n n e r i e , o n a d i s p o s é u n e n d u i t a u c i m e n t d e 2 c m . d ' é p a i s s e u r . P o u r b i e n b o u c h e r l e s v i d e s , e t a f i n q u e l a m a ç o n n e r i e f a s s e b i e n c o r p s a v e c l e r o c h e r , l e s t u n n e l s d e v a n t s u p p o r t e r u n e p r e s s i o n d e 14 m . d ' e a u , o n a d û i n j e c t e r , e n t r e l a m a ç o n n e r i e e t l e r o c h e r , d u c i m e n t pur- s o u s u n e p r e s s i o n d e 8 k i l o g r a m m e s .
C e t t e i n j e c t i o n a é t é f a i t e à l a m a n i è r e h a b i t u e l l e . D a n s l a m a ç o n n e r i e d u t u n n e l , e t s u r u n m ê m e d i a m è t r e , o n a d ' a b o r d p e r c é 5 à 6 t r o u s d a n s c h a c u n d e s q u e l s o n a i n t r o - FIG. 6. — Plan du barrage du Miodeix, et départ des conduites forcées
duit et scellé un tube en fer. On a ensuite, par un tuyau en c a o u t c h o u c , relié s u c c e s s i v e m e n t c h a c u n des t u b e s à un r é s e r v o i r c o n t e n a n t du c i m e n t continuellement b r a s s é par des ailettes, et d a n s lequel oh c o m p r i m e de l'air. L'injection doit s e faire de préférence a u x endroits où la m a ç o n n e r i e a été, difficile à e x é c u t e r , a u c o u r o n n e m e n t des tunnels en particulier. 11 faut a v o i r soin que le c i m e n t ne soit p a s trop c l a i r . On n'a a i n s i a u c u n e fuite à redouter.
4 S?30 t
j "5 0* -z1 „. 1'>8-0.-,
F i e . 7. — Coupe s u i v a n t CD du b a r r a g e du M i o d e i x .
Conduites forcées. — L e s conduites f o r c é e s , qui font s u i t e a u x tunnels, ont été r a c c o r d é e s a v e c c e u x - c i au m o - y e n d'un m a s q u e en tôle d'acier, a n c r é tout autour d a n s le r o c h e r j u s q u ' à 0M 5 0 , et m a i n t e n u p a r devant p a r une é p a i s s e u r de m a ç o n n e r i e de 5 m è t r e s .
Ces c o n d u i t e s / q u i ont été c o n s t r u i t e s par MM. B R O Y E T - C H A P P A R T et P O M M I E R , de St-Etienne, s o n t en tôle d'acier de 1 0 m m . d'épaisseur ; leur diamètre est de 2M2 0 . Ce grand d i a m è t r e justifie l ' é p a i s s e u r a s s e z grande de 4 0 m m . né- c e s s a i r e pour permettre a u x tuyaux d e ' r é s i s t e r à Fapplatis- s e m e n t l o r s q u ' i l s sont v i d e s . Chaque tube est c o m p o s é de v i r o l e s de 6 m. de l o n g . On a compté s u r l e s coudes pour la dilatation, toujours faible d'ailleurs, à c a u s e de la petite longueur des conduites, 2 1 m è t r e s s e u l e m e n t environ.
L a v i t e s s e de l'eau dans c e s t u y a u x n'étant g u è r e supé- r i e u r e à 2 m, p a r s e c o n d e , l a perte de c h a r g e totale est a s - sez faible, et inférieure à 1 pour 1 0 0 .
P o u r faciliter l'évacuation de Fair a u m o m e n t du remplis- s a g e , éviter l a formation du vide à l'intérieur des conduites, et a m o r t i r l e s c o u p s de bélier, des reniflards, de 4 m. de dia- m è t r e , sont p l a c é s s u r c h a q u e conduite, i m m é d i a t e m e n t a p r è s l a sortie des t u n n e l s .
Chacune des conduites aboutit à un collecteur, et de c h a - que collecteur, partent 2 tubulures destinées c h a c u n e à a l i m e n t e r une t u r b i n e .
USINE GÉNÉRATRICE
Bâtiment de l'Usine. — L'usine, que Ton aperçoit du c h e - m i n de fer qui va de Vichy à D a r s a c , est située s u r la rive g a u c h e de l a Dore, d a n s u n e vallée a s s e z e n c a i s s é e ot s a u -
v a g e . Elle est au pied d'une petite colline qui l a s é p a r e du r é s e r v o i r , et qui a v a n c e fort h e u r e u s e m e n t en forme d'épe- ron pour r é t r é c i r c o n s i d é r a b l e m e n t la vallée du Miodex et c o n t i n u e r le b a r r a g e . Le petit village de S a u v i a t , p e r c h é s u r les h a u t e u r s de la rive droite, d o m i n e l'usine et lui a donné son n o m . C'est à 5 k m s plus en a v a l , à Courpière, que s e trouve l a p r e m i è r e a g g l o m é r a t i o n u n peu i m p o r - tante des environs.
Aucune route ne conduit j u s q u ' à l'usine. On y a c c è d e en v e n a n t de Courpière par u n petit s e n t i e r de m o n t a g n e . Au m o m e n t d'entreprendre les t r a v a u x , on avait p e n s é faire une route, m a i s on dût y r e n o n c e r devant l e s e x i g e n c e s d e s propriétaires des t e r r a i n s . T o u s l e s m a t é r i a u x , t o u t e s ' l e s m a c h i n e s , ont dû être a m e n é s s u r p l a c e p a r le c h e m i n de fer, et au m o y e n d'un pont provisoire en b o i s j e t é s u r le Dore.
Le c h a r b o n , destiné à l a m a c h i n e à. v a p e u r de s e c o u r s , est a m e n é par un a s s e z m a u v a i s c h e m i n a u s o m m e t de l a petite colline qui s u r p l o m b e rusine„ et de l à on le fait d e s - cendre p a r un couloir v e r s l a chaufferie.
L'usine n e c o m p r e n a i t au début qu'une g r a n d e s a l l e des- m a c h i n e s , de 3 2 m. de l o n g u e u r s u r 1 2 m . de l a r g e u r e t ' 9 m. de hauteur, a v e c quelques petites p i è c e s a n n e x e s desti- n é e s n o t a m m e n t a u x t r a n s f o r m a t e u r s é l é v a t e u r s et à l'ate- lier de réparation. E n 1 9 0 5 , on dut, p o u r l o g e r l a m a c h i n e à vapeur de s e c o u r s , démolir le l o c a l des transformateurs»
et édifier, à côté de la s a l l e des m a c h i n e s , une s a l l e de chauffe et une nouvelle salle de t r a n s f o r m a t e u r s .
Fi G. 8. — Coupe l o n g i t u d i n a l e d'une t u r b i n e .
Dans le s o u s - s o l voûté du b â t i m e n t c e n t r a l s e trouvent les conduites forcées des turbines, ainsi que l e s1 s e r v o - ' m o t e u r s des régulateurs. Au rez-de-chaussée, sont i n s t a l l é s
actuellement trois g r o u p e s t u r b i n e s - a l t e r n a t e u r s . Un e m p l a c e m e n t est r é s e r v é p o u r un q u a t r i è m e groupe. Au milieu, s e trouvent l e s d e u x e x c i t a t r i c e s , c o m m a n d é e s c h a c u n e p a r une turbine s p é c i a l e . L a m a c h i n e à vapeur*
p l a c é e à une e x t r é m i t é de l a s a l l e , a s o n a r b r e d a n s l e prolongement de celui du dernier a l t e r n a t e u r qu'elle p e u t actionner directement par un m a n c h o n d'accouplement, a p r è s d é b r a y a g e de la turbine.
En élévation, a u c e n t r e de la s a l l e , est p l a c é le t a b l e a u de distribution des a l t e r n a t e u r s et des e x c i t a t r i c e s . Du t a b l e a u , on domine toutes l e s m a c h i n e s , ce qui p e r m e t à l'électricien de s e r v i c e de l e s surveiller et de faire a u x a i d e s l e s s i g n a u x n é c e s s a i r e s p o u r l ' a c c o m p l i s s e m e n t des d i v e r s e s m a n œ u - v r e s . Enfin, un pont roulant de 1 5 t o n n e s a été installé d a n s la salle des m a c h i n e s p o u r le m o n t a g e et l e s r é p a r a t i o n s .
Turbines. — T o u t e s l e s t u r b i n e s , a u s s i bien c e l l e s deé alternateurs que celles des e x c i t a t r i c e s , s o n t à a x e h o r i - J zonial, à aspiration et du type F r a n c i s , c'est-à-dire à r é a c -
tion, a v e c Teau e n t r a n t s u i v a n t le rayon, en allant v e r s le c e n t r e , et s o r t a n t p a r a l l è l e m e n t à l'arbre. E l l e s sont m u n i e s d'un volant qui sert en m ê m e temps de m a n c h o n d'accou- p l e m e n t . L e v a n n a g e s e fait au m o y e n d'aubes d i r e c t r i c e s pivotantes réparties s u r toute la c i r c o n f é r e n c e . Afin de réduire l a réaction s u r l'arbre, des ouvertures ont été m é n a g é e s dans l a partie m o b i l e près de l'arbre, pour que l é s p r e s s i o n s s u r l e s deux faces de la c o u r o n n e m o b i l e puissent s ' é g a l e r s e n s i b l e m e n t . Ces turbines ont été c o n s -
t r u i t e s p a r l e s A T E L I E R S D E C O N S T R U C T I O N S MÉCANIQUES D E V E V E Y .
L e s turbines des a l t e r n a t e u r s tournent à 215 tours par minute et peuvent a b s o r b e r 4 m3 p a r s e c o n d e .
L a h a u t e u r de chute étant variable, suivant le n i v e a u de l'eau d a n s le r é s e r v o i r , voici, théoriquement, l e s p u i s s a n c e s et- les r e n d e m e n t s s u r l e s q u e l s on peut c o m p t e r .
Hauteur de chute
30 m.
24 m . 20 m.
Puissance
4250 HP 1000 HP 700 HP
Rendement
77 % 78 o/
73 o/
Régulateurs. — Chaque turbine des a l t e r n a t e u r s est m u n i e d'un r é g u l a t e u r à servo-moteur hydraulique, qu'il n o u s a s e m b l é i n t é r e s s a n t de décrire a v e c quelques détails.
F I G 9. — S c h é m a s du d i s p o s i t i f de c o m m a n d e du v a n n a g e des t u r b i n e s .
L a c o m m a n d e des a u b e s directrices est faite extérieu- r e m e n t p a r l e s l e v i e r s MXN et X ' N \ r e l i é s entre e u x par la bielle NN\ L e levier MXN, en forme d'équerre, est relié d i r e c t e m e n t au piston différenttel P du s e r v o - m o t e u r .
S u r l a face inférieure de ce piston différentiel, de l'eau s o u s pression, prise à l a conduite forcée, agit d'une façon p e r m a n e n t e , c e qui tend à faire m o n t e r le piston, et par s u i t e à o u v r i r la distribution de l a turbine. L a grande -surface du piston différentiel r e ç o i t é g a l e m e n t de l'eau s o u s p r e s s i o n , tendant à faire d e s c e n d r e le piston ; m a i s , pour
•cette f a c e / F a c t i o n d e T e a u n'est p a s p e r m a n e n t e , l'admis- s i o n et l ' é c h a p p e m e n t étant r é g l é s a u moyen d'une soupape S ï , véritable tiroir de distribution.
• Cette soupape de distribution est solidaire d'un régula- t e u r o r d i n a i r e à b o u l e s , m a i s l'effort n é c e s s a i r e pour l a m a n œ u v r e é t a n t trop c o n s i d é r a b l e , s a c o m m a n d e se fait par l'intermédiaire d'un petit s e r v o - m o t e u r S2, placé s u r le
"bâti de l a turbine, et relié à la soupape S{ p a r la bielle 6. L a l o n g u e u r de cette bielle doit être réglée p a r u n é c r o u a v e c aine g r a n d e p r é c i s i o n , de telle s o r t e que l è s positions
e x t r ê m e s des o r g a n e s de St et Ss s e correspondent e x a c t e - m e n t . L e pointeau de r é g l a g e p du petit servo-moteur S2 est a l o r s relié directement au levier du régulateur, a u m o y e n de la tringle t. Une v i s de r é g l a g e sert à régler la rapidité d'ouverture et de fermeture du s e r v o - m o t e u r ; ce réglage s e fait facilement par t â t o n n e m e n t j u s q u ' à c e que les m o u v e - m e n t s d'ouverture et de fermeture s e produisent a v e c la m ê m e rapidité. L ' e a u s o u s p r e s s i o n qui a l i m e n t e le petit servo-moteur S2 passe a u p a r a v a n t dans un filtre à nettoyage automatique continu.
L e l e v i e r R B du r é g u l a t e u r oscille autour d'un point A qui est relié au piston P par l ' e n t r e m i s e d'une tige A C , fixée à l'extrémité C d'un s e c o n d levier CD, dont Taxe de rotation F est fixe, et dont l'autre e x t r é m i t é D est a t t a c h é e à l a tige d é c o m m a n d e du piston. 11 résulte de là que le point A s'élève ou s ' a b a i s s e à peu p r è s portionnellement a u x dépla- c e m e n t s du piston P. P a r suite, quand le piston e s t au repos, et quand, par c o n s é q u e n t , la soupape S2 occupe s a position m o y e n n e , l'index R du r é g u l a t e u r est obligé de s e fixer à l a position qui c o r r e s p o n d à celle du point A , et, r é c i p r o q u e m e n t , le point A et le piston P sont o b l i g é s de suivre le m o u v e m e n t de l'index R du r é g u l a t e u r , pendant le r é g i m e p e r m a n e n t . Il est à r e m a r q u e r que l'index R du r é g u l a t e u r agit l i b r e m e n t s u r l'articulation B pendant ce r é g i m e troublé, indépendamment de ce qui s e p a s s e au point A ( 1 ) .
L e levier R B du régulateur est m u n i d'un a m o r t i s s e u r à huile a, réglable à volonté.
Ce régulateur permet de m a i n t e n i r la vitesse entre des limites a s s e z r e s t r e i n t e s , m a l g r é de b r u s q u e s et considé- r a b l e s v a r i a t i o n s de p u i s s a n c e . On a d'ailleurs obtenu les résultats s u i v a n t s :
Variations de p u i s s a n c e en % : 100 75 50 25 V a r i a t i o n s de vitesse en % : 12 6,5 3 1 La fermeture c o m p l è t e de l a turbine par le r é g u l a t e u r s e fait en cinq s e c o n d e s ; l a s u r p r e s s i o n due à celte fermeture rapide ne dépasse pas, parait-il, 8 m è t r e s d'eau.
Un dispositif s p é c i a l permet aussi de r é g l e r à la main l a v i t e s s e de la turbine. P o u r cela, on agit s u r un volant de m a n œ u v r e qui c o m m a n d e le levier X ' N1 Y .
Alternateurs. —* L e s a l t e r n a t e u r s sont du type à induit fixe et inducteur tournant et peuvent a b s o r b e r 1 000 IIP et donner 900 K V A , a v e c c o s ? = 0,75, en produisant du c o u - rant triphasé d i r e c t e m e n t à 11000 volts. L'intensité n o r m a l e est par s u i t e de 4 7 , 5 a m p è r e s . L a fréquence du courant e s t de 50 périodes, le n o m b r e des pôles inducteurs étant de 2 8 . Ces a l t e r n a t e u r s sortent des a t e l i e r s A L I O T H .
L'induit a un a l é s a g e de 2, n5 a v e c 168 r a i n u r e s , s o i t 2 trous par pôle et par phase, et 28 bobines par p h a s e . Chaque bobine est formée de 17 s p i r e s d'un fil de 4,8 m m . de d i a m è t r e . Ce fil a été enroulé à l a main, dans des c a n i v a u x de m é c a n i t e de 4 m m , d'épaisseur, p l a c é s d a n s des e n c o c h e s , à d e m i - f e r m é e s .
L a Société Alioth, en e m p l o y a n t pour tous s e s alterna- teurs des e n c o c h e s à demi-fermées e s t i m e , et n o n s a n s r a i s o n , s u i v a n t n o u s , obtenir a i n s i un m e i l l e u r i s o l e m e n t , et surtout u n e force é l e c t r o m o t r i c e plus s i n u s o ï d a l e q u ' a - v e c des r a i n u r e s c o m p l è t e m e n t o u v e r t e s . L e s c o u r b e s r e l e v é e s s u r l e s a l t e r n a t e u r s de T h i e r s , et s u r d'autres s e m b l a b l e s , ont, en effet, toujours été t r è s régulières, et t r è s v o i s i n e s de la sinusoïde, a v a n t a g e important d a n s le
(1) L a l i a i s o n e n t r e le r é g u l a t e u r e t le m o t e u r a u x i l i a i r e é t a i t a u t r e f o i s un s i m p l e d i s p o s i t i f d ' e m b r a y a g e e t de d é b r a y a g e . Ce n ' e s t q u ' a s s e z r é c e m m e n t q u e Ton s ' e s t a p e r ç u de l ' a v a n t a g e c o n s i d é r a b l e q u ' i l y avait p o u r le r é g l a g e en r é g i m e t r o u b l é à r é a l i s e r l ' a s s e r v i s s e m e n t du s e c o n d d e c e s a p p a r e i l s au p r e m i e r , s u i v a n t l e s p r i n c i p e s p o s é s p a r J . F a r e o t . C o n s u l t e r à ce s u j e t l e s a r t i c l e s q u e M . RÂTEAU a p u b l i é s d a n s La Revue de Mécanique de 1900.
cas, c o m m e celui de T h i e r s , d'un long r é s e a u a é r i e n , terminé p a r une distribution en c â b l e s s o u t e r r a i n s ( 1 ) .
Avec des e n c o c h e s â demi-fermées, l'inducteur est en outre plus r o b u s t e , c a r il est inutile d'y e m p l o y e r des pôles feuilletés. P a r c o n t r e , le c h a n g e m e n t des b o b i n e s de l'induit d e m a n d e b e a u c o u p plus de t e m p s , m a i s c ' e s t l à un i n c o n v é n i e n t peu g r a v e , c a r s i l ' i s o l e m e n t des b o b i n e s a été bien soigné, et si l e s m a c h i n e s sont suffisamment p r é s e r v é e s contre l e s s u r t e n s i o n s , le c h a n g e m e n t d'une bobine n'a lieu que t r è s r a r e m e n t . A T h i e r s , depuis l a m i s e en m a r c h e , et m a l g r é l ' a c c r o i s s e m e n t de r i s q u e s dû à la production directe d'une haute tension p a r l e s m a c h i n e s , a u c u n e bobine n'a dû être e n c o r e c h a n g é e .
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Milliers d ampères-lours
C a r a c t é r i s t i q u e s des a l t e r n a t e u r s .
.Les t r o i s p h a s e s , pour c h a q u e alternateur, sont c o n n e c - tées en étoile. L ' e n r o u l e m e n t est du type à trois é t a g e s ûe b o b i n e s a v e c coupure, ce qui p e r m e t de d é m o n t e r facile- m e n t l'induit en d e u x p a r t i e s . T o u t e s l e s b o b i n e s de l'in- ducteur sont m o n t é e s en s é r i e , et chaque bobine est formée de 116 s p i r e s constituées par u n ruban de cuivre de 18 x 2,5 mm., enroulé s u r c h a m p , et i s o l é a u c a r t o n . L a v i t e s s e périphérique est de 28 m è t r e s p a r s e c o n d e .
E t a n t donnée la l a r g e u r a s s e z g r a n d e de l'induit ( tm2 0 ) , n é c e s s i t é e par l a p u i s s a n c e et l a v i t e s s e de l a m a c h i n e , on aurait eu un e n c o m b r e m e n t trop c o n s i d é r a b l e si Ton avait voulu, c o m m e on le fait s o u v e n t , pouvoir déplacer l a t é r a - lement l'induit afin de l e dégager de l'inducteur et rendre a i n s i facile la visite et l e s r é p a r a t i o n s des b o b i n e s . On a obtenu un résultat équivalent en disposant l a plaque de fondation de façon à pouvoir faire tourner tout l'induit
(i), V o i r à ce s u j e t n o t r e a r t i c l e p a r u d a n s l a Houille Blanche: de s e p t e m b r e 1905 s u r l'étude c o m p a r a t i v e des a l t e r n a t e u r s à r a i n u r e s o u v e r t e s e t des a l t e r n a t e u r s à r a i n u r e s f e r m é e s .
a u t o u r de l ' a x e , en le faisant r e p o s e r s u r l'inducteur, c e qui permet d'amener v e r s le haut l a partie inférieure de l'induit qui est ainsi rendu a c c e s s i b l e .
Les a l t e r n a t e u r s ont un d i a m è t r e e x t é r i e u r de 3m4 5 0 , et pèsent 25 t o n n e s .
Nous donnons c i - c o n t r e l e s c a r a c t é r i s t i q u e s à vide et en court-circuit des a l t e r n a t e u r s (fig. 10), a i n s i que l e s c o u r b e s de r e n d e m e n t qui ont été r e l e v é e s l o r s des e s s a i s de c e s m a c h i n e s à l'usine Alioth (fig. 11). A u x c o u r b e s de r e n d e m e n t sont é g a l e m e n t j o i n t e s l e s c o u r b e s don- n a n t les différentes pertes de p u i s s a n c e d a n s l e s m a c h i n e s , et l e s v a l e u r s de l ' e x c i t a t i o n pour c o s y = 0 , 7 5 et c o s ? = 1.
P o u r une p u i s s a n c e de 900 K . V . A., on a t r o u v é une chute de tension de 4 % p o u r c o s ? = 1 et de 16,5 ° /0 pour cos f = 0,75
P o u r le rendement, on a obtenu l e s v a l e u r s s u i v a n t e s e x p r i m é e s en %•
Charge Cos <?= ! . . . Cos f = 0,75
1/4 86,5 82,5
1/2 92,5 89,5
3/4 94 92
4/4 95 93
5/4 95,5 93,5
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L'échauffement a été d é t e r m i n é , l o r s des e s s a i s à l'usine, en faisant m a r c h e r l e s a l t e r n a t e u r s à vide, m a i s en a u g m e n t a n t l'excitation de façon à produire d a n s le fer seul l e s pertes c o r r e s p o n d a n t a u x p e r t e s totales d a n s l e fer et d a n s le cuivre afférents à l a pleine c h a r g e . On a t r o u v é ainsi, après 5 h e u r e s de m a r c h e continue, u n échauffement m a x i m u m de 40° a u - d e s s u s de l a t e m p é r a - ture a m b i a n t e .
Enfin, l'isolement de l'enroulement induit, p a r rapport à la m a s s e , a été e s s a y é pendant 10 m i n u t e s , à une t e n s i o n double de l a t e n s i o n de f o n c t i o n n e m e n t , soit 22 000 volts efficaces.
Excitatrices. — L e s e x c i t a t r i c e s , qui sont a u n o m b r e de d e u x , peuvent donner c h a c u n e 40 k w . , s o u s 150 v olts, en- tournant à 600 tours. E l l e s s o n t à 4 pôles. Une s e u l e e x c i t a - tion peut suffire pour e x c i t e r 3 a l t e r n a t e u r s . L e c o u r a n t de c e s e x c i t a t r i c e s s e r t a u s s i à l ' é c l a i r a g e de l ' u s i n e .
Machine à vapeur de secours. — L a m a c h i n e à v a p e u r de s e c o u r s est une m a c h i n e c o m p o u n d v e r t i c a l e B O U L T E - L A B O R D I È R E , pouvant développer 1 200 HP à la v i t e s s e de 215 t o u r s , v i t e s s e n é c e s s a i r e pour l'attaque d i r e c t e de, l'alternateur, a v e c lequel elle est relié par l ' i n t e r m é d i a i r e d'un m a n c h o n d'accouplement du g e n r e Zodel. .
La m a c h i n e reçoit de l a vapeur à 12 k g s de p r e s s i o n . Elle est m u n i e d'un é j e c t o - c o n d e n s e u r du; type K Œ R T I N G ,
a l i m e n t é par l'eau s o u s pression, p r i s e à l'une des conduites f o r c é e s . L a vapeur est fournie par une batterie de 2 chau- d i è r e s B A B C O C K et W I L C O X , à tirage artificiel par ventilation forcée. L a pompe a l i m e n t a i r e est a c t i o n n é e par un m o t e u r s é r i e qui reçoit son c o u r a n t des e x c i t a t r i c e s . L ' a l i m e n t a - tion des c h a u d i è r e s peut être r é g l é s t r è s e x a c t e m e n t et t r è s facilement, c a r , a u m o y e n d'un rhéostat m i s en s é r i e s u r le m o t e u r , on peut faire v a r i e r s a v i t e s s e d a n s de très
g r a n d e s p r o p o r t i o n s .
Tableau de distribution. —- Le. s c h é m a des c o n n e x i o n s du t a b l e a u que n o u s donnons fi g. 12 n o u s dispense de décrire c e l u i - c i en détail. Ce tableau est, d'ailleurs, d'une
•grande simplicité, qualité indispensable pour un tableau à haute tension, et l e s appareils qui le c o m p o s e n t ne présôn- t e n t p a s de p a r t i c u l a r i t é s i n t é r e s s a n t e s à citer. Ce sont, en effet, p o u r l a plupart, l e s m o d è l e s c o u r a n t s et b i e n c o n n u s
de l a S O C I É T É I N D U S T R I E L L E D E S T É L É P H O N E S qui a v a i t été
c h a r g é e de la c o n s t r u c t i o n complète de ce t a b l e a u .
n'avoir p o u r r é s e r v e qu'un seul t r a n s f o r m a t e u r m o n o p h a s é et, q u ' e n outre, m ê m e s'il ne r e s t e que deux t r a n s f o r m a t e u r s en état de fonctionner, ceux-ci peuvent, au b e s o i n c o n t i n u e r à a s s u r e r le s e r v i c e , l a p u i s s a n c e pouvant être t r a n s f o r m é e étant s e u l e m e n t réduite a u x deux tiers. Il est plus facile, d'autre part, en e m p l o y a n t des t r a n s f o r m a t e u r s m o n o p h a s é s , de diviser les e n r o u l e m e n t s en un plus grand n o m b r e de bobines, c a r l'on peut répartir c e l l e s - c i s u r deux n o y a u x pour c h a q u e phase. C'est là un avantage a s s e z appréciable dans le c a s de l a haute tension.
Ces t r a n s f o r m a t e u r s c o m p r e n n e n t d e u x n o y a u x verti- c a u x , formés de paquets de tôles s é p a r é s par des c a n a u x de ventilation. Ces n o y a u x sont r é u n i s , en h a u t et en b a s . par des c u l a s s e s s e m b l a b l e s , et l ' e n s e m b l e est fixé s u r un s o c l e en fonte, ouvert par le b a s , et disposé de façon que l'air envoyé par le ventilateur pénètre s a n s perte j u s q u ' a u x n o y a u x . L e s e n r o u l e m e n t s sont disposés c o n c e n t r i q u e m e n t s u r c h a q u e n o y a u , l ' e n r o u l e m e n t haute tension, c'est-à- dire l'enroulement p o u r 12700 volts, étant à l'extérieur.
A i A2A3 A l t e r n a t e u r s . FH E2 E x c i t a t r i c e s . A A m p è r e m è t r e s . Dt D i r e c t i o n des t r a n s
f o r m . 1 1 0 0 0 / 2 2 0 0 0 v
V V o l t m è t r e s . L L a m p e s de p h a s e . C C o u p u r e s .
DT L i g n e de T h i e r s à i l 0 0 0 v o l t s ,
ce C o u p e s - c i r c u i t s ,
pl G i -i2. _ S c h é m a g é n é r a l de l ' i n s t a l l a t i o n é l e c t r i q u e de l ' u s i n e de S a u v i a t .
Au s o r t i r du tableau, une partie du c o u r a n t e s t envoyée directement d a n s l a ligne qui a l i m e n t e T h i e r s , tandis que l'autre partie p a s s e d a n s des t r a n s f o r m a t e u r s qui élèvent la tension à 22000 volts, puis est e n v o y é e dans deux lignes qui, autrefois, d e s s e r v a i e n t principalement Clermont, m a i s qui, actuellement, sont destinées surtout à Vichy.
Transformateurs. — Dans une s a l l e s p é c i a l e ' s o n t p l a c é s 9 t r a n s f o r m a t e u r s m o n o p h a s é s , à n o y a u x v e r t i c a u x , a v e c refroidissement p a r ventilation forcée. Ils sont prévus pour u n e p u i s s a n c e d ë 4 0 0 KVA, en m a r c h e c o n s t a n t e .
Ces t r a n s f o r m a t e u r s sont b o b i n é s pour une tension pri- m a i r e de 6 350 v o l t s et une tension s e c o n d a i r e de 12 700 volts. I l s s o n t r e l i é s en étoile, par s é r i e de trois, f o r m a n t u n groupe triphasé de 1 200 KVA, pour lequel le rapport de t r a n s f o r m a t i o n des t e n s i o n s c o m p o s é e s "est 11 000/22 000 volts. L a p u i s s a n c e totale est d o n c de 3 6 0 0 K V A .
" D a n s le c a s de g r a n d e s p u i s s a n c e s , r e m p l o i de transfor- m a t e u r s monophasés," à l a p l a c e d'un t r a n s f o r m a t e u r triphasé, .est* a s s e z a v a n t a g e u x , p a r c e qu'il p e r m e t de
L ' e n r o u l e m e n t à 6 350 volts c o m p r e n d 8 x 4 1 s p i r e s par n o y a u , formées de 2 fils en parallèle. Le diamètre de c h a - cun de c e s fils est, pour le c o n d u c t e u r nu, de 5,6 m m . et, a v e c l'isolement, de 6,1 m m . L ' e n r o u l e m e n t à 12 700 volts c o m p r e n d 24 bobines par noyau, c h a q u e bobine e s t formée de 28 s p i r e s , et le fil e m p l o y é est le m ê m e que pour l e p r e m i e r e n r o u l e m e n t . E n t r e c h a c u n de c e s e n r o u l e m e n t s , et entre l'enroulement à 6 350 volts et l a m a s s e , s e trouve, un c y l i n d r e de rnicanite.
Ces cylindres s o n t s o i g n e u s e m e n t e s s a y é s avant l e u r m i s e en place a u double de la tension n o r m a l e de fonction- n e m e n t du t r a n s f o r m a t e u r , l i s reposent directement sur le socle du t r a n s f o r m a t e u r et forment c h e m i n é e , o b l i g e a n t l'air e n v o y é d a n s le s o c l e à s'échapper v e r s le haut, en traversant l e s c a n a u x de ventilation des n o y a u x et l'espace c o m p r i s entre les deux cylindres où s e trouve l ' e n r o u l e m e n t à 6 350 volts. L e refroidissement est d o n c t r è s é n e r g i q u e . On a veillé tout particulièrement à rendre facile et très, rapide le d é m o n t a g e et le r e m o n t a g e des t r a n s f o r m a t e u r s pour le c h a n g e m e n t des b o b i n e s . C'est l à un a v a n t a g e t r è s
