Quelques modèles de mécanismes amusants tirés du traité des Banû Mûssa "Kitab al-Hiyal" nous donnent une idée assez importante du talent que possédaient ces grands techniciens dans le domaine de la mécanique appliquée.
Modèle 14 du traité
I - Une aiguière dans laquelle on verse par une même ouverture de l’eau chaude et de l’eau froide sans qu’elles se mélangent. Si une personne veut s’en servir pour l’ablution, elle peut avoir à sa guise de l’eau chaude, froide ou tiède”.
Fig - 1 - Figure tiré du traité (Kita al-Hiyal )
Le petit tube (b) et le siphon double (j) permettent à l’eau chaude et à l’eau froide de s’accumuler séparément dans les deux compartiments de la jarre. La gargouille de la jarre permet l’écoulement simultané de l’eau chaude et de l’eau froide par l’intermédiaire des deux petits tuyaux (S) et (H), ce qui donne de l’eau tiède. Si on veut obtenir de l’eau froide ou chaude, il suffit de boucher avec le doigt l’orifice correspondant (F ou Q) perforé dans l’anse de la jarre.
Modèle 19 du traité
2 - Construction d'une cruche qu'on alimente par trois liquides différents et que l'on peut les recueillir séparément.
Fig - 2 - figure tirée du traité (Kitab al-Hiyal)
À l'intérieure de cette cruche, on a juxtaposé trois récipients identiques (j,b et a) mais de capacité différente tel que celle de j soit inférieure à celle de b et cette dernière inférieure à celle de a . Un siphon concentrique simple est fixé au fond de chacun des deux vases (j et b) . Un robinet à trois voies est adapté à cette cruche .
En haut et à gauche de la figure 2 est représenté le petit récipient jaugé (récipient de mesure = Mikyal). On distingue trois niveaux a, b, et J
Pour le bon fonctionnement de la cruche les Banû Mûssa ont signalé ce qui suit:
- Le tube (e) du récipient (b) doit être plus long que (d) qui appartient au récipient (j).
- Chaque canal du robinet doit être perforé suivant un des diamètre de la section horizontal choisi dans la pièce mâle du robinet
- Les canaux appartenant à trois sections horizontales ne doivent pas être parallèles entre eux .
Mode de fonctionnement
On remplit le petit vase du jus coloré jusqu'au niveau (j) et on le verse dans le récipient (j) . Ce jus est transvasé du récipient (j) au récipient (b) et de là au récipient (a) pour se stabiliser et ceci par l'intermédiaire des siphons . On répète l'opération avec un autre jus jusqu'au niveau (b) . Dans ce cas le jus se stabilise dans le récipient (b). Enfin, un troisième jus qui remplit le récipient jaugé jusqu'au niveau (a) se stabilise dans le récipient j.
Pour recueillir le jus désiré il suffit de tourner le robinet selon le canal qui lui est accordé.
Modèle 75 du traité
3 - Un grand vase monté au bord d'une rivière qui, une fois plein ne se vide jamais même si tout le bétail s'y abreuve.
Fig - 3 - Figure tirée du traité (Kitab al-Hiyal)
La figure 3 montre les élément de ce mécanisme
Mode de fonctionnement
l'appareil est construite de sorte que lorsque le flotteur (F) se place au fond du récipient (R), le robinet (H) s'ouvre.Ainsi l'eau s'écoule du réservoir (AB) à travers le tuyau (ab) pour remplir le récipient (R). À son tour le vase (V) se remplit par l'intermédiaire du tuyau (Jd), selon le principe des vases communiquants. La poussée de l'eau dans le récipient (R) fait monter le flotteur(F) entraînant la rotation de l'obturateur du robinet . Ceci est dû au fait que le mouvement de translation du flotteur(F) se transforme en un mouvement de rotation par l'intermédiaire du système d'engrenage formé par l'anneau (C), fixé à l'extrémité de la tige du flotteur, et le crochet de l'obturateur (H) (un genre de système bielle -manivelle .
Dès qu'un animal s'abreuve du vase (V) , le niveau de l'eau dans (V) et (R) baisse , le flotteur redescend et ouvre le robinet pour remplir de nouveau le récipient (R) et le vase (V). Le mouvement de va et vient du flotteur se poursuit tant que le réservoir (AB) est plein . À ce but les Banu Mussa ont bien précisé que l'appareil doit être monté au bord d'une rivière .
Modèle 77 du traité
4 - Construction d'un vase monté sur un socle, de capacité deux ou trois ratls1. Une fois plein d'eau on peut retirer un volume d'eau nettement supérieure à sa capacité.
Fig - 4 - Figure tirée du traité (Kitabal-Hiyal)
La figure 4 montre les éléments du modèle . On distingue :
- Un réservoir d'eau (abcd) muni de la soupape conique double
- un flotteur (F) relié par une tige à la soupape et plonge dans le récipient (P)
- Un vase (V) relié au récipient (p) par le tuyau (hb)
L'importance de ce dispositif c'est la soupape conique double qui est accordée au réservoir (abcd) . Cette soupape est ouverte pour une position intermédiaire du flotteur (F) dans le récipient (p) , par contre elle estfermée pour les deux positions extrêmes c'est-à-dire lorsque le récipient est vide donc le flotteur est au fond du récipient , et lorsque le récipient est plein donc le flotteur flotte à la surface de l'eau.
Ainsi lorsque le flotteur occupe n'importe quelle position intermédiaire , la soupape est ouverte et l'eau du réservoir (abcd) coule dans le récipient (p) et de là dans le vase (V) à travers le tuyau (hb) . C'est de cette façon que toute quantité d'eau prélevée du vase (v) est remplacée directement à cause du principe des vases communicants.
Modèle 85 du traité
5 - Construction de deux bassins montés sur une même base. Chacun d'eux est surmonté d'une statuette d'animal capable d'éjecter une certaine quantité d'eau . L'opération s’effectue alternativement par les deux statuettes.
Fig - 5 - Figure tirée du traité (Kitab al-Hiyal) section du robinet
La figure 5 montre les éléments du dispositif on distingue de haut en bas : (d'après Usher)
- (xf) : Entonnoir
- (th)et (t) : deux récipients identiques qui une fois pleins d'eau alimente alternativement les deux statuettes
- (ed) et (aj): deux robinets identiques dont chacun possède deux voies d'entrée et une seule voie de sortie
Les robinets sont montés de sorte que les deux tuyaux (zs) et (hq) s'alimentent du liquide simultanément
De même pour la seconde voie d'entrée qui donne accès aux deux tuyaux (bd) et (wj). De cette façon si l'une des statuette crache de l'eau l'autre crache du jus .
- (I) : un bassin qui doit contenir le petit récipient (m)
- (m): petit récipient qui joue le rôle du flotteur s'il est vide
- (k,w,t): système qui transforme le mouvement de translation du petit récipient (m) en un mouvement de rotation , pour ouvrir et fermer les robinets.
- (sh) et (s): deux bassins prêts à recevoir le liquide craché par les statuettes.
Mode de fonctionnement
Si l'on verse très lentement une certaine quantité d'eau dans le bassin (sh) par exemple; l'eau s'accumule dans le bassin (I) ainsi le récipient vide (m) monte. Son mouvement de translation est transformé en un mouvement de rotation par l'intermédiaire du système (k,w,t) et les deux robinets s'ouvrent permettant à l'eau et au jus d'être crachés par les tuyaux (zs) et (h q) , qui aboutissent aux statuettes .
Par contre, si l'on verse cette même quantité plus rapidement , le jet du liquide atteint le récipient (m) et le remplit. Ce dernier s'alourdit et descend au fond du bassin (I). De nouveau les robinets s'ouvrent pour permettent à l'eau et au jus de s'écouler par les tuyaux (bd) et (aj).
Ainsi à chaque fois de l'eau et du jus sont éjectés simultanément dans les deux bassins extérieures.
Modèle 87 du traité
6- Construction d'un bassin surmonté d'une figurine penchée au-dessus d'un récipient . Dès qu'on remplit ce dernier la figure boit la quantité du liquide pour cracher une quantité double .
Fig - 6 - Figure tiré du traité (Kitab al-Hiyal)
La figure 6 montre les éléments du dispositif on distingue du haut en bas :
- un réservoir (an) muni d'une ouverture (e) qui donne accès à un petit récipient (w) muni d'un siphon (z h). À l'intérieur de ce même réservoir on a fixé un tuyau d'échappement d'air (f s).
- Un tuyau (ty) muni d'un robinet relie le réservoir (an) à un récipient (y).
- un tuyau horizontal (x d) est accordé au récipient (y) , son extrémité libre s'arrête au-dessus d'un petit récipient (t) suspendu par des ficelles métalliques, à l'extrémité d'un crochet dont l'autre extrémité porte le contrepoids (en forme de flèche). Cet ensemble forme le système d'ouverture et de fermeture du robinet (d)
Mode de fonctionnement
Dès qu'on verse l'eau dans le récipient (Y) , cette eau se déverse dans le récipient suspendu (t), à travers le tuyau (x d). (en apparence l'animal semble avoir bu toute la quantité; le récipient s'alourdit , tire sur le crochet pour ouvrir le robinet. L'eau du réservoir(an) se déverse à travers le tuyau (ty) , qui traverse le corps de la figurine d'animal, dans le récipient (y).