Cahier des charges pour la construction d'une chaudière neuve

Le présent document s'applique à donner au constructeur les éléments nécessaires et suffisants à la réalisation d'une chaudière neuve en vue d'équiper le remorqueur à vapeur " Le Jacques". Inspiré du "Mémoire sur les chaudières inexplosibles" de Monsieur Paul Oriolle, ingénieur, constructeur ancien élève de l'École Centrale, ce cahier des charges est rédigé avec le souci de respecter au maximum les données historiques recueillies et connues du groupe de pilotage dont l'objectif à ce sujet est de "retrouver les caractéristiques précises (le plan) de la chaudière Oriolle qui fournissait la vapeur nécessaire à la machine".

Le principe du générateur Oriolle construit à plus de xx exemplaires et qui a équipé des installations à terre, en mer et en rivières semble, à en croire les témoignages d'utilisateurs, avoir donné entière satisfaction.

A partir des différents éléments que nous avons consultés au cours de notre recherche en vue de la re-motorisation du Jacques, il nous semble possible d'extrapoler une chaudière de type "Oriolle" dont les caractéristiques techniques et historiques pourraient être cohérents avec la chaudière d'origine, bien que les plans de celle-ci ne furent jamais retrouvés. 
En revanche nous connaissons avec certitude les données consignées au cours des "Essais au point fixe et en route à St Denis en avril 1906" document d'Eugène Avril, dont les principales caractéristiques sont :

Chaudière type Oriolle avec réservoir.

Calcul de la surface de chauffe Outil de calcul

La chaudière se compose d'un corps à peu près cubique formé principalement d'un faisceau de tubes longitudinaux, disposés en quinconce, contenant l'eau ou la vapeur à l'intérieur et mettant en communication deux lames d'eau parallèles formant façade, dont l'épaisseur est de 120 mm. Les tôle opposées de ces lames d'eau ayant 12 à 13 mm d'épaisseur, sont parfaitement reliées entre elles  par des entretoises en fer de 25 mm de diamètres, taraudées dans les tôles puis soudées. L'écartement de ces entretoises est de 120 mm d'axe en axe sur l'ensemble des plaques tubulaire avant et arrière. Les tubes au nombre de 287 (dont 5 serviront au ramonage à vapeur), ont une longueur de 1,44 m et diamètre extérieur de 70 pour les gros des xx rangées du bas et de un diamètre de 55 mm pour les petits des xx rangées du haut.
Ces tubes sont mandrinés sur les plaques tubulaires, formant joint sans rivetage, ni matage.
Les deux lames d'eau, antérieure et postérieure, sont ainsi reliées entre elles par les extrémités des tubes. Rien n'interdit d'adjoindre des tirants à l'intérieur de certains tubes afin de renforcer l'assemblage des plaques tubulaires si les calculs le justifiait.
Les tubes laissent entre eux des intervalles de 50 mm qui servent au passage des gaz du foyer et qu'on utilise pour le raclage oblique de l'extérieur des tubes : les tangentes horizontales aux rangs des tubes voisins laissent entre elles un petit écartement qui permet aussi le raclage horizontal de l'extérieur des tubes (côté foyer).
Les rangées de tubes inférieures contiennent de l'eau, celles situées au dessus du niveau contiennent la vapeur qui est, plus on s'élève, séchée et surchauffée. La prise de vapeur se faisant en haut de la lame d'eau antérieure.
Les tubes sont tous parallèles entre eux et présentent un angle de 8° qui a pour but de donner une direction à la circulation d'eau et de vapeur qui s'établit.
Au dessous des tubes se trouve le foyer, dont l'entourage est formé simplement par de la maçonnerie en brique réfractaires maintenues par de la tôle. Les faces latérales de la chaudière sont formées de cloisons en tôle de 5 mm d'épaisseur, disposées en portes à charnières permettant l'examen et le nettoyage des tubes par le raclage et par jet de vapeur. Pour obtenir un nettoyage complet à la vapeur, on condamne 5 tubes convenablement espacés (voir plan) et on les remplace  par des tubes dont l'extrémité forme entretoise creuse à travers la lame d'eau antérieure. Ces ouvertures fermées par une vanne et un bouchon permettent de prélever de la vapeur et/ou de l'eau chaude selon leur position verticale pour leur nettoyage extérieur des tubes (côté foyer).
Les faces extérieures des lames d'eau, antérieure et postérieure, présente vis à vis de chaque tube, une ouverture circulaire fermée par un bouchon intérieur autoclave et maintenu par une tige avec un écrou s'engageant dans une traverse en fer plat. Le joint est fait d'une rondelle en klingérite. Ces ouvertures sont assez grandes pour permettre de poser ou déposer un tube, de les visiter intérieurement, de les tamponner (quand ils viennent à crever) et de les mandriner.
Des bandes de tôles horizontales dite chicanes éloignent la flamme des plaques à tubes et des portes de côté, et l'empêche de se rendre trop directement à la cheminée. Elles font office de registre. des portes pratiquées à la partie supérieure de la chaudière laissent accéder aux tubes de vapeur.
Le tuyau d'alimentation en eau -préalablement réchauffée- de la chaudière débouche vers le milieu de la partie supérieure de la lame d'eau antérieure et cette eau a ainsi le temps de se réchauffer avant de pénétrer dans les tubes.
L'extraction se fait par un robinet placé à la partie inférieure de la lame d'eau postérieure au point le plus bas.
Les gaz chauds du foyer, en s'élevant verticalement, atteignent d'abord les tubes à eau de gros diamètres de la première rangée, passent entre leurs intervalles, vis à vis desquels se présentent les tubes de la deuxième rangées. Après avoir ainsi circulé entre tous les tubes à eau, puis les tubes à vapeur, les gaz s'échappent par la cheminée. Par l'effet d'inclinaison des tubes -8°- et de la différence de densité, le mélange de l'eau et de la vapeur qui se forme en plus grande quantité dans les tubes des rangées inférieures, s'élève dans la lame d'eau postérieure, et la vapeur se dégage à la partie supérieure de celle-ci et va sécher et réchauffer les rangées supérieures avant d'arriver à la prise de vapeur située dans la lame d'eau la plus basse.
L'eau séparée de la majeure partie de la vapeur qu'elle contenait, revient  vers la lame d'eau antérieure, c'est à dire la plus basse, par les rangées de tubes à eau supérieurs et redescend dans cette lame d'eau pour entrer de nouveau dans les tubes. Une circulation rapide de l'eau se trouve ainsi obtenue, grâce à laquelle les tubes inférieurs sont constamment rafraîchis par de l'eau bien dense et de trouvent ainsi dans d'excellentes conditions pour un épuisement rapide de la chaleur contenus dans les gaz.

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