Les pompes

Les pompes

Al-Jazari et Taqi al-Din ont décrit des machines élévatoires d'eau plus particulièrement des pompes.

Les machines élévatrices d'eau d'Al-jazari

C'est dans la cinquième partie de son traité qu'Al-Jazari décrit cinq machines différentes pour élever l'eau d'un puits

Premier modèle du cinquième genre  

C'est une machine qui peut élever l'eau d'un puits peu , d'un courant d'eau ou d'une rivière.

Description

 La figure (A) tirée du traité d'Al-jazari , à laquelle on a ajouté les lettres de l'alphabet français pour faciliter l'explication. On distingue :

- Le puits duquel il faut puiser l'eau

- une écope (t) à cuiller dont la manche est (mh) est creusé en dégorgeoir, plonge dans l'eau. Cette écope est mobile autour d'un axe horizontal passant par l'extrémité de sa manche . Cet axe est monté sur deux étançons (k)et (L) fixés sur les berges du point d'eau .  Cet axe porte une roue à lanternes (I).

- Un autre axe parallèle au premier (n) porte un disque denté vertical (e) et un disque segmentaire (s) qui porte des dents sur le quart de son périmètre. Les dents de la roue segmentaire s'engrènent avec la roue à lanternes , tandis que les dents de  la roue dentée verticale s'engrènent avec une autre roue dentée (z) à axe vertical donc tournant dans un plan horizontal. On a ainsi un système d'engrenage droit.

- Sur l'axe vertical de l« roue (z) est fixé une barre d'attelage (hw)à laquelle l'animal est attelé.

                            

               Fig - A -                                                                      Fig - B -

Mode de fonctionnement

Lorsque l'animal tourne , il entraîne avec lui la rotation de tout le système à cause des engrenages. L'écope plongée dans l'eau se remplit et se relève laissant passer l'eau dans sa manche à dégorgeoir. L'eau est ainsi déversée dans un canal approprié. L'écope retombe ensuite et plonge dans l'eau car les dents de la roue segmentaire  ne s'engrènent plus avec la roue à lanternes . L'opération se poursuit tant que l'animal tourne.                     

Deuxième modèle du cinquième genre

 Dans ce modèle représenté par la figure (B) Al-Jazari à quadrupler le rendement de la première machine en accordant à la première machine quatre roue segmentaire donc quatre écope . Nécessairement chacune des  roues segmentaires porte des dents sur 1/4 de sa périphérie . Le premier sur le premier quart , le second sur le second quart   et ainsi de suite . Dans ce cas pour un tour de l'animal on a 4 écopes qui vident respectivement leur contenue dans le canal.

Troisième modèle du cinquième genre 

C'est une machine qui peut élever l'eau d'une hauteur de dix empans sans l'aide d'animal.

Description

La figure ci-contre montre les éléments de la machine

- le bassin d'eau (p e) alimenté par deux courants d'eau situés de part et d'autre du bassin.

- Une petite chambre monté en-dessous du bassin et qui reçoit l'eau de ce dernier par une petite ouverture (h) pratiqué dans son fond.

- un axe horizontal fixé dans cette chambre porte une roue à écope (R) et un disque denté(t) qui s'engrènent avec un autre disque horizontal(a) dont l'axe vertical traverse le fond du bassin et monte verticalement pour aboutir à un creux pratiqué dans  un planchette horizontal.  Cet axe porte un plateau (n) surmonté par la figurine d'une vache dont les pieds affleurent la surface du plateau. cette vache est attelé à une tige (k) fixée sur l'axe. Ce même axe porte un disque denté(b) qui s'engrène avec un autre disque vertical (q).

- Un axe horizontal porte la disque (q) et une roue à lanterne (d) dont une chaîne à godet s'enroule sur sa gorge.

Mode de fonctionnement

L'eau qui sort du troue (h) fait tourner la roue à écopes (R) qui entraîne avec lui tous les système d'engrenage . Ainsi le plateau tourne avec la figurine de la vache et la roue à lanternes (d) tourne à son tour et fait tourner la chaîne à godets . Ainsi les godets qui plongent dans l'eau se remplissent et montent pour se vider au sommet dans le canal (s) laissant la place à d'autre godets qui se remplissent à leur tour et le mouvement continu tant que le bassin principal est alimenté par l'eau.

Notons que la force motrice est l'eau et non pas l'animal . Ce dernier est un décor.

Quatrième modèle du cinquième genre

C'est une machine qui sert à élever l'eau d'un puits

Description

La figure ci-contre tiré du traité d'Al-Jazari montre les élément de la machine . On distingue:

- un système d'engrenage droit formé par les deux roues (t) et (p)

- l'axe vertical de la roue horizontal (P) porte une barre d’attelage (L) à laquelle est attelé l'animal(h).

- l'écope à cuiller (k d) avec un nouveau mécanisme 

Ce mécanisme est le suivant :

- L'écope (k) est mobile autour d'un axe qui passe par l'extrémité supérieur de son bras (d). De plus ce bras est muni d'une petite manche (n) qui limitera le glissement de la petite tige (b) sous ce bras - L'une des extrémités de  l'axe (aj) de la roue verticale(t) est mobile dans un trou (a) pratiqué dans une traverse tandis que l'autre extrémité (b) recourbée à angle droit passe au-dessous du bras de l'écope. 

Signalons que (s) représente le puits et (e) la surface libre de l'eau

Mode de fonctionnement

L'écope étant plongée dans l'eau du puits on entraîne l'animal à tourner , le système d'engrenage tourne et l'extrémité (b) de la tige glisse au-dessous du bras de l'écope pour la soulever  (c'est un genre de manivelle ). l'eau de l'écope coule dans le bras et se déverse dans le  canal qui lui est approprié; l'animal aura effectué un demi tour. Au second demi tour la tige relâche l'écope qui retombe dans l'eau sous l'action de son poids. L'opération se répète tant que l'animal tourne.