L'invention GENIALE de Léonard de Vinci - Les écluses à porte busquée

Quel est le lien entre Léonard de Vinci, génie aux multiples facettes, et le Grand Canal de Panama ? Il est intéressant de noter que son invention, vieille de plusieurs siècles, l'écluse à porte busquée, est toujours utilisée dans la plupart des écluses du canal. Sa conception est simple, mais les écluses à porte busquée forment un sas parfaitement étanche. Avant da Vinci, personne n'avait pensé à un mécanisme aussi simple. Au lieu de cela, ils utilisaient des écluses lourdes et inefficaces qui fonctionnaient contre la gravité. Supposons maintenant que vous êtes da Vinci et que vous avez installé deux barrières en bois en forme de V dans une rivière qui coule. Notez que le portail est articulé et qu'il est en position ouverte. Que pensez-vous qu'il va se passer ? Vous avez raison. L'eau qui coule va forcer le portail à se fermer automatiquement. Regardons à nouveau cette animation. Nous remarquons que les bords obliques de la porte garantissent que le joint formé après la fermeture sera bien net. La forme en V a encore une autre utilité. Après la fermeture de la vanne, pouvez-vous deviner ce qu'il adviendra du niveau de l'eau ? Le niveau d'eau montera du côté droit et il y aura une petite fuite d'eau de l'autre côté. Cependant, à mesure que le niveau d'eau augmente, la pression sur la vanne s'accroît. Les vannes se pressent l'une contre l'autre et scellent fermement le raccord. Désormais, il n'y aura plus de fuite d'eau par ce raccord. C'est un mécanisme parfait et facile pour obtenir un joint étanche. Les portes busquées forment automatiquement un joint étanche parfait. Mais comment les ouvrir ? Introduisons des poutres de compensation des deux côtés. Même si 3 à 4 personnes poussent des deux côtés, la pression de l'eau est si forte que la porte ne s'ouvrira pas. Avant de l'ouvrir manuellement, il faut s'assurer que le niveau d'eau soit identique des deux côtés. Il suffit d'ouvrir les vannes de l'écluse à sas. Maintenant que le niveau d'eau est devenu égal des deux côtés, une seule personne de chaque côté peut facilement ouvrir les vannes. Avez-vous remarqué quelque chose d'étrange dans cette explication ? Comment l'opérateur peut-il ouvrir la vanne de l'écluse ? Cette méthode d'ouverture est manifestement dangereuse. Voici le dessin original de la conception de l'écluse à portes busquées de Léonard de Vinci. Si vous étudiez attentivement ce schéma, vous comprendrez mieux le processus de pensée de ce génie. Après avoir donné vie au schéma à l'aide d'un logiciel 3D moderne, le mécanisme ressemble à ceci. Voici comment je comprends le mieux le fonctionnement de ce mécanisme. Voici comment vous verrouillez la vanne. Le rembourrage en caoutchouc de chaque côté garantit qu'il n'y ait pas de fuite d'eau par les joints. L'eau exerce une pression énorme de l'autre côté, de sorte que si le verrou n'est pas présent ici, la vanne s'ouvrirait automatiquement. Attachons une corde à ce levier, ce qui permettra à une personne éloignée de tirer et d'ouvrir l'écluse. Cependant, si vous tirez sur la corde, la serrure ne bouge pas. Les pièces métalliques sont serrées les unes contre les autres en raison de la pression de l'eau. C'est là qu'intervient la lance. La lance aide à séparer les pièces métalliques qui sont collées les unes aux autres. L'extrémité de la lance est reliée à une poulie. Lorsqu'une deuxième personne tire sur la corde de la poulie, la lance tourne et pousse légèrement la vanne vers l'intérieur, créant ainsi un petit espace entre les pièces métalliques. Maintenant, la serrure peut être facilement retirée en tirant sur la corde du levier. Telles sont les conclusions que j'ai tirées après avoir étudié le diagramme de De Vinci pendant plusieurs heures. Si vous avez d'autres explications, n'hésitez pas à les partager dans les commentaires. Voici un petit défi. Lorsque l'angle de la porte est parfaitement à 90 degrés, la fermeture des portes ne se fait pas automatiquement. C'est pourquoi l'opérateur doit tirer sur le bras de compensation. Au-delà d'un petit angle, la force de l'eau contribuera à former automatiquement une écluse étanche. Il est intéressant de noter qu'un modèle très similaire de cette écluse de canal est toujours présent via San Marco, en Italie, mais qu'il n'est manifestement pas en état de fonctionner. Compte tenu de la similitude avec le dessin de De Vinci, on peut supposer que cette écluse a été conçue par le grand Léonard de Vinci. Si vous avez déjà été témoin de la merveille d'ingénierie qui est le canal de Panama, vous avez peut-être vu cette ingénieuse invention de De Vinci en action. Les écluses à porte busquées de Panama sont une version perfectionnée du modèle original de De Vinci. Le ventail le plus lourd pèse jusqu'à 730 tonnes. Pour faire fonctionner un portail aussi gigantesque, un puissant mécanisme motorisé a été installé. Un bras en acier relie le portail à une roue motrice géante. Le moteur entraîne cette roue par l'intermédiaire d'un ensemble d'engrenages et de pignons afin de multiplier le couple. Le mouvement de rotation de cette roue ouvre et ferme parfaitement les venteaux de la vanne. En fait, ce système d'engrenage a assuré le fonctionnement des écluses de Panama pendant 84 ans. Il a ensuite été remplacé par des cylindres hydrauliques, ce qui a rendu les écluses plus simples et plus efficaces. Les ingénieurs américains ont dû relever un autre défi de taille, le poids considérable de ces venteaux en acier. Regardez ces pauvres charnières. Elles doivent supporter le poids des portes busquées. La solution la plus efficace a été de concevoir des venteaux à structure creuse. Les venteaux sont toujours immergés dans l'eau. La conception creuse des venteaux génère une force de flottaison et réduit la force exercée sur les charnières, évitant ainsi leur rupture prématurée. Cette conception des portes busquées permet d'éviter les fuites d'eau entre les venteaux. Mais qu'en est-il des fuites entre le sol et la vanne ? De Vinci avait même une solution à ce problème. Placez une marche dans la zone non ouvrable du portail. Observez maintenant le mouvement de la section transversale de la vanne. Sous l'effet de la force de l'eau, les vannes pourront presque toucher la marche et la fuite par le bas de la vanne sera négligeable. Avez-vous déjà remarqué pourquoi les portes des écluses du canal de Panama ont des bords étroits ? La raison est similaire à cet exemple. Pour une même force appliquée, la pression est multipliée sur les bords étroits. Cela assure une meilleure compression du matériau et un joint étanche plus solide.