La machine de Sagebien
Les chiffres
Les dimensions de la roue à aubes sont importantes et peu courantes :
Diamètre de la roue : 11 m.
Largeur de la roue : 6 m.
Nombre d'aubes : 70
Largeur d'une aube : 5,96 m.
Profondeur d'une aube : 2,50 m.
Surface d'aubage : 1020 m²
Volume de bois : 28 m3 (sapin de Lorraine)
Poids de l'ensemble : 83 tonnes
Puissance : 150 chevaux (environ 110 kW)
L'arbre moteur a une longueur de 11,50 m. Son diamètre est de 0,49 m. Son poids, de 17 tonnes, est réparti sur 3 paliers à vérins lubrifiés par du suif.
source : Archives des Canaux de Paris
La roue de SAGEBIEN est une disposition spéciale de la roue de côté dont le but est d'admettre de l'eau avec une faible vitesse ; cette eau travaille donc presque exclusivement par son poids. Elle est distribuée à la roue au moyen d'une vanne plongeante courbe, placée aussi près que possible de la roue. A l'amont de la vanne plongeante, une seconde vanne, appelée vanne de garde permet d'isoler la machine pour son entretien.
La particularité des roues de SAGEBIEN est de posséder des aubes non radiales : comme on le voit sur le dessin ci-dessus, elles sont inclinées de quelques degrés par rapport aux rayons. lorsqu'elles entrent dans l'eau, elles forment un angle de 45° avec l'horizontale. La roue ayant sensiblement la même vitesse que l'eau, cette dernière entre sans choc dans les aubages. Les pertes d'énergie sont supprimées et l'eau agit par son poids seul. Cette disposition permet d'obtenir un rendement très élevé, de l'ordre de 85 à 90%.
La première de ces roues a été établie chez M. QUESTE, meunier à Ronquerolles, près de Clermont (Oise) vers 1860.
Alphonse SAGEBIEN en expose le principe dans son ouvrage paru en 1866, dans lequel il décrit aussi les expériences réalisées en 1861 chez M. Sement, filateur à Serquigny (Eure). Il y détaille notamment le calcul du rendement, et on y trouve en fin un dessin de cette roue.
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http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k62272693
La roue de Trilbardou a été reconstruite en 1897 et en 1929 et réparée plusieurs fois en respectant avec fidélité la structure du modèle de 1867. La dernière rénovation a eu lieu en 2014-2015.
Les travaux de rénovation ont permis de reconstituer la vanne courbe, une des principales innovations de Sagebien, qui permettait à ses roues d'obtenir un si bon rendement. Le platelage de la roue a été entièrement refait et la roue peut désormais tourner comme à l'origine. Les travaux ont aussi permis une reprise de la maçonnerie. Enfin, le platelage en bois de la roue a été entièrement refait. voir notre article sur l'inauguration...
Un pignon d'un diamètre de 5 m et portant 100 dents est solidaire de l'axe de la roue à aubes. Il entraine deux pignons, plus petits dans un rapport de 1 à 3, tournant donc trois fois plus vite que la roue, soit environ 5 tours par minute. Ils entrainent eux-mêmes, par l'intermédiare de manivelles et de bielles, les pistons des quatre pompes à double effet.
Ces quatre pompes permettent d'aspirer l'eau de la Marne et de la refouler, environ 12 mètres plus haut, dans le canal de l'Ourcq. Un système de clapets permet d'orienter les flux. L'eau pompée est déversée dans deux cylindres anti-bélier, dont le but est d'amortir les variations brutales de pression, dûes au pompage.
Dans de bonnes conditions de pompage, avec une hauteur de chute de 1,20 m, le débit des pompes est de 320 litres d'eau par seconde.
Eugène BELGRAND, alors directeur des Eaux et des égouts de Paris, à qui Paris doit son réseau
d'égouts et ses acqueducs d'adduction en eau potable, estime dans son ouvrage "Les eaux nouvelles" : "[...] son rendement en eau montée, lorsque la chute est bonne, est égal au 70/100 de la puissance théorique de cette chute. C'est certainement le meilleur moteur que la ville possède." (cité par Claude GAUDIN dans sa conférence lors du colloque "Le canal de l'Ourcq hier, aujourd'hui, demain", organisé par AFLO en 2002.)
source : Archives des Canaux de Paris
La machine en action
Sur cette vidéo, on voit successivement la roue, de côté puis de face, et les pompes.
vidéo : François POURNIN ©2015
Voir aussi
Histoire de l'usine de Trilbardou
Un projet (non réalisé) pour une nouvelle usine de pompage à Trilbardou
Biographie de Alphonse Eléonor SAGEBIEN
Actualités : L'usine de Trilbardou se refait une beauté - Mai 2014
Actualités : A l'usine de Trilbardou, les travaux extérieurs sont terminés - Septembre 2014
Bibliographie
Claude GAUDIN, Le Canal de l'Ourcq, Réseau fluvial de la ville de Paris, in Actes du colloque "le canal de l'Ourcq hier, aujourd'hui, demain, organisé par Au fil de l'Ourcq, 2002, éditions AMARCO
Eugène BELGRAND, Les eaux nouvelles (cité par Claude GAUDIN dans les actes du colloque de AFLO, op. cité).
Alphonse SAGEBIEN, Expériences sur la roue hydraulique Sagebien, Paris, librairie scientifique, industrielle et agricole Eugène Lacroix, 1866