SIPIIO (ECymv). Siphon et tout appareil dans lequel l'eau s'élève contrairement, en apparence, aux lois de la
1. Siphon recourbé, è xx1J.7cdÀo, a(pov 2, circinus aegyptiacus 3. C'est le siphon à deux branches inégales décrit dans tous nos manuels' et inventé par les Égyptiens qui, dès le commencement de la )(Xe dynastie, l'employaient pour décanter les liquides et, probablement, pour rendre potable l'eau fortement limoneuse du Nil'. Dans une petite salle du tombeau de Ramsès Ill 5, on voit trois siphons transvasant une liqueur contenue dans trois
gargoulettes placées à hauteur d'homme sur un piédestal et la déversant dans un large récipient posé sur un petit escabeau'; le serviteur placé à gauche amorce le second siphon ; à droite, un autre serviteur fait effort pour remplir les gargoulettes (fig. 646) On ignore si les Grecs de l'Hellade employèrent ce siphon ; en tout cas, ce sont les Alexandrins qui le décrivirent, en étudièrent les diverses applications, et formulèrent les différentes théories de son fonctionnement. Mais, pour comprendre les différences essentielles qui séparent les explications de Philon de celles de Héron, il faut se souvenir des hypothèses fondamentales que l'on avait faites sur la constitution de la matière et le mouvement. Pour les anciens, qui raisonnent en physiciens et non en chimistes, tout corps est composé d'un ou de plusieurs des quatre éléments': feu, air, eau, terre; ces éléments peuvent s'unir, se combiner, se transmuer de l'un en l'autrei0. Mais n'ayant pas même nature, ces quatre éléments ne peuvent avoir même forme. Laissent-ils entre
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eux des vides dans les corps qu'ils composent ou se combinent-ils entre eux de façon à ne point laisser d'espaces vides entre leurs molécules? Question primordiale, non encore résolue, qui divisa les physiciens de l'antiquité et donna naissance aux différentes écoles.
Platon n'admettait ni le vide, ni même la possibilité d'un vide intermoléculaire'. De là, ses hypothèses sur une sorte de cristallisation géométrique des molécules élémentaires et sur l'attraction, cpta(x, qui détermine la cohésion des solides ou des liquides2 ainsi que l'adhésion des liquides aux solides : tous les éléments s'attirent entre eux, mais d'après certaines affinités. Philon de Byzance est platonicien; il ne croit pas que le vide soit possible 4 et il considère l'attraction comme cause du mouvement, comme seule raison de la montée des liquides dans le siphon : «Quand on a mis la bouche sur l'extrémité du tube et aspiré doucement, l'air qui était dedans est tiré et avec lui le corps liquide qui se trouve en bas, parce que ce liquide est adhérent à l'air; qu'il y soit adhérent à la façon de la glu ou par tout autre mode d'attache»'. Vitruve se servira de cette adhérence entre l'air et l'eau pour expliquer le jeu de la pompe de Ctésibios G. Mais déjà la théorie de Straton' l'emporte : Sénèque', Pline l'Ancien', Pline le Jeunef0 s'en servent couramment à propos du siphon : tous les corps sont pesants, les plus légers sont chassés en haut par les plus lourds comme le noyau que l'on presse entre les doigts"; ce que Cicéron formule : « a gravioribus leviora naturel repelluntur n 12. Ce n'est plus l'attraction hypothétique de Platon, mais la répulsion, la propulsion telle qu'on pouvait la voir se produire dans la pompe la plus simple. Connaissant la pression, pressura' 3, et ses effets, les Romains seraient peut-être parvenus, par le seul empirisme de leurs habiles fontainiers, à une meilleure notion de la pression atmosphérique, vis spiritus, si la décadence scientifique n'était rapidement survenue. Héron n'est plus qu'un compilateur éclectique"; il nie la possibilité d'un vide continu16, mais il admet le vide intermoléculaire 16 qui permet d'expliquer la compressibilité de l'air ", dont Ctésibios avait découvert les effets"; il professe également la théorie de Straton
mais voici comment il s'en sert pour expliquer l'ascension d'un liquide dans un siphon dont on aspire l'air avec la bouche: « Quand nous avons reçu dans notre corps l'air qui se trouvait dans le siphon, nous sommes devenus plus pleins qu'auparavant et nous pressons l'air qui nous touche; cet air presse lui-même de proche en proche jusqu'à ce que la pression arrive à la surface du vin; alors le vin comprimé s'élève dans la partie du siphon qui a été vidée, car il n'y a pas d'autre lieu où il puisse se porter sous l'influence de la pression" u. Loin de s'en tenir à cette influence de la pression, pour expliquer, dans ses II'E'ua-rlni, tous les phénomènes du siphon, il fait appel à la géométrie ou à la mécanique : si le liquide reste en repos dans une pipette ou dans les branches d'un siphon suspendu en l'air, c'est à cause de la réciproque d'une proposition d'Archimède20; si le liquide s'écoule par la grande branche du siphon, c'est parce que le liquide contenu dans celle-ci est plus lourd que celui qui est dans la petite branche, il l'emporte donc et l'entraîne2' ; cependant quelques lignes plus loin, Héron réfute par une expérience facile les savants qui ont soutenu que la branche la plus longue attirait la plus courte parce qu'elle contenait plus d'eau 22. Mais de toutes les affirmations de ce compilateur relatives au siphon, la plus funeste fut son induction imaginaire de l'impossibilité d'un vide continu, xevôv «Apouv 23, d'un vide parfait, ti'a axcâaxv xEVriv 34 d'où provient le sophisme d'analogie sur l'horreur du vide qu'éprouverait la nature,
II. Siphon à écoulement uniforme. L'effort que fait dans la fig. 6462, le serviteur qui lève le bras pour remplir les gargoulettes montre qu'on savait déjà que la vitesse d'écoulement dans un siphon est d'autant plus rapide que la différence de longueur est plus considérable entre la grande branche et la partie émergente de la petite branche 2'. Pour conserver cette différence, on ajustait, comme on le fait encore, un flotteur, aEàsyvàptov, à la petite branche26. On trouva même le moyen de rendre à la fois l'écoulement variable, mais uniforme et constant pour chaque variation par l'immersion du flotteur à une profondeur donnée où on le maintenait à l'aide d'une vis27.
III. Siphon intermittent. C'est le vase de Tantale
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de nos cabinets de physique. M. A. de Rochas en cite un spécimen découvert dans les murs du Vieil-Evreux Par un ingénieux dispositif, les Alexandrins obtenaient ou faisaient cesser à volonté l'intermittence2. C'est ce qui permit de construire avec ce siphon des pièces automatiques dont s'amusèrent les Romains et les Byzantins'.
IV. Siphon étouffe', Adj, ii -rç rl ai?wv r. 7CVtXTGÇ
Dans les pièces automatiques il importe surtout de diminuer le volume des organes secrets. On simplifia le siphon intermittent en invaginant l'une dans l'autre les deux branches inégales. La petite branche est remplacée par une éprouvette renversée sur la grande branche dont elle coiffe la moitié supérieure ; l'autre moitié inférieure sortant par le fond du vase comme dans notre siphon intermittente.
V. Chalumeau. On vient de voir que ôt ebtç et et fors sont synonymes 7. Le diabetes a, ou •tube droit percé à ses deux bouts, parait même avoir été le seul aipa v que connurent les Grecs d'Europe avant la période hellénistique, et c'est la seule acception que les Alexandrins ont en vue quand ils écrivent le mot sis uv sans épithète. On peut employer le diabetes comme chalumeau ou comme pipette selon que le tube est plus ou moins gros et selon que l'on fait ou non le vide dans la partie supérieure. Le chalumeau peut n'être qu'un simple tuyau de paille°, mais d'ordinaire c'est une tige de métal fine et creuse, tenais fistula 1°. On s'en sert pour aspirer un liquide avec la bouche comme le font avec leur trompe, Q( osv 11, les puces, les cigales, les abeilles l2, les moustiques 13. On employait le chalumeau pour déguster " ou boire le vin 15; de là, le verbe atrcwviety 1" avec le sens de boire du vin. Aristophane" l'emploie en parlant d'Athéniennes qui, pour se livrer à la boisson, remplaçaient le siphon usuel par la cuillère de
leur strigile [sT1uGiLls 18.
VI. Pipette, tdte-vin. Le tube en est plus gros que celui du chalumeau ; il peut être en métal ou fait d'une tige de roseau 19. Pour s'en servir, on le plonge dans un récipient plein de liquide et, sans qu'il soit besoin d'aspirer, le liquide monte naturellement dans le tube au même niveau que le liquide extérieur. Si alors on applique le doigt sur l'ouverture supérieure de la pipette, le liquide ne s'écoulera pas et on pourra le transvaser. Les marchands des agoras grecques détaillaient avec cet instrument si simple de petites quantités de vin 20 ou d'huile (fig. 6463)'-1, sans qu'ils eussent besoin d'entonnoir22 ni de faire basculer ces grandes jarres que leur poids et leur volume rendaient d'un maniement si difficile. Une amphore à figures rouges" montre un de ces
forains qui semble appeler les chalands; devant lui, une amphore du goulot de laquelle sort une tige mince, droite, dont la longueur émergente paraît être moitié de la hauteur extérieure du vase où elle est plongée. Si les
proportions sont bien observées, on aurait ici une amphore haute d'une coudée dans laquelle plonge un siphon long de deux pieds. Il se peut que ces pipettes fussent graduées comme les nôtres" ; en tout cas, elles ont pu servir d'unité de mesure courante, car sur une amphore à figures noires'', on voit le marchand supputer son compte avec les doigts de la main gauche et tenir dans sa droite un de ses siphons qu'il montre au client.
VII. Crible sphérique. Dans nos cabinets de physique, on donne le nom de crible d'tt rislote à un instrument que Philon de Byzance`d1 décrit longuement et que Héron qualifie « d'utile pour puiser le vin »
pipette ayant la forme d'une « petite sphère dont la partie inférieure est percée d'un grand nombre de petits trous comme un crible. La partie supérieure est traversée par un tube creux soudé à la sphère et dont l'orifice du haut débouche en dehors » 29. Cet instrument ne servait pas qu'à puiser du vin. Le P. Schott. a vu les Siciliens en employer de semblables pour rafraichir les boissons ; on entourait la sphère de neige, probablement dans un manchon et on pouvait verser à boire sans qu'il fût besoin d'incliner le vase rune periculo efundendi nivena'0. Puisqu'on aurait pu obtenir le même résultat avec une seule ouverture à la base." il faut admettre qu'on se servait de ce crible comme d'un cutluu nieariuua3", d'un 'eéb),tov pour arroser de la neige avec dn
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nante » «fig. 6464). Il suffi
VIII. Siphon renversé.
1° Le siphon renversé à branches égales a été très em
columnaria ° sont facienda per quae vis spirites
aux fontaines 1fi. 2° Si le siphon renversé est à bran
IX. Vases à niveau constant. Ce sont des siphons
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réservoir alimentant la grande branche du siphon renversé est « un cantiare dont la bouche est fermée par un diaphragmer n. On peut se rendre compte de ce qu'était
terre-cuite du Louvre 2; les trois zones concentriques de figures noires qui en décorent le diaphragme nous montrent que cet appareil est antérieur aux Alexandrins '. Une autre terre-cuite, placée dans la même vitrine (fig. 6165) offre un spécimen complet de vase à
niveau constant, puisqu'on y retrouve les trois éléments nécessaires : le siphon renversé est dissimulé dans le socle ; la petite branche se termine par une coupe évasée haute de t) centimètres ; la grande branche s'adapte au réservoir qui a 1`l centimètres de hauteur 5 et dont les parois, sur les faces externes, ont la forme d'un satyre ventru; le diaphragme n'est autre que la tète du satyre; sur le sommet du cràne se trouve un évent vertical dans lequel on n'a qu'à enfoncer un tube de bois ou de métal dont l'extrémité inférieure doit arriver au niveau horizontal où l'on désire que le liquide reste constamment dans la coupe'. Ce système souvent employé dans les lampes' produit un éclairage d'autant plus brillant que l'huile s'échauffe peu et s'altère moins par l'ardeur de la flamme.
X. Pompes foulantes. Ce sont les seules que les anciens semblent avoir connues ; comme elles n'utilisent point la pression atmosphérique', mais agissent par la compression que l'on exerce directement sur le liquide, l'eau peut être élevée à une hauteur qui n'a de limite que la puissance développée et la résistance de l'appareil'. Primitivement, on se servait « d'outres pleines d'eau qui, étant pressées, élevaient l'eau par des boyaux de boeuf formant tuyaux n10 ou par des roseaux creux ajustés les uns aux autres' 1. C'est d'après ce système que l'on faisait les pompes à incendie t2 et les clystères". Plus tard, on remplaça l'outre par un cylindre à paroi verticale en cuir formant soufflet analogue aux lanternes vénitiennes de papier; la pression s'exerçait avec le couvercle en bois
que l'on abaissait à l'aide d'un levier ; l'eau s'échappait par un tuyau de cuir adapté à un orifice percé dans ce couvercle ; l'appareil ne fonctionnait que s'il était en partie immergé dans l'eau; d'ordinaire, on le plaçait dans un puits i1. Il en était de même d'une autre pompe « très ancienne » qui semble n'être qu'un perfectionnement de la précédente: la paroi verticale du cylindre est rigide, en métal ; il y a deux soupapes; l'eau, refoulée par un piston mobile, pouvait s'élever à 10 coudées de hauteur 1°. C'est ce type que l'on emploie encore de nos jours et qu'utilisa Ctésibios pour la machine connue sous son nom. La etesibica ntachina est analogue à l'ilvDRAuLOs, les organes sont les mêmes bien que leur fonctionnement produise un effet inverse. Elle se compose, telle que Vitruve la décrit'', de deux corps de pompe séparés et placés à peu de distance l'un de l'autre ; chacun d'eux est formé d'un cylindre en bronze, ntodiolus ex acre, zci), ti au;h ", dont le fond est percé en son milieu d'un trou circulaire que peut obturer un disque métal
lique, aaxTUVµzTtov f' TOUT«vtov 19, plat, mobile sur quatre
petites tiges fixées au fond du corps de pompe et munies d'un arrêt à leur extrémité supérieure pour empêcher ce disque de s'en aller 29 ; une seconde ouverture, percée à la partie inférieure de la paroi verticale du cylindre, met en communication l'intérieur de celui-ci avec le tuyau de refoulement par où l'eau sort de la pompe. Un piston, embolusmasculus, y.éio),aéç 21, également en bronze, poli au tour et bien huilé, porte sursaface supérieure une tige, regela, xxvwv 22 à laquelle on imprime un mouvement de va et vient à l'aide d'une brimbale, vectis. Ces deux pompes foulantes ne peuvent fonctionner que si elles sont à demi plongées dans une caisse pleine d'eau, üôxTOç âvyaïov 23, qui les alimente ; mais, au lieu de refouler cette eau dans un réservoir àair libre, elle l'envoie dans un réservoir d'air comprimé qui est l'organe essentiel et constituant tout le mérite de la ctesibica machina. Ce réservoir est fait de deux pièces: 1° une cuve, catinus, percée à sa base de deux trous, munis chacun d'une soupape, et par lesquels arrive l'eau que les deux pompes envoient alternativement dans leur tuyau de refoulement; 2° une chape, paenula, couvercle bombé ou conique, analogue au pnigeus2,1 de 1'uvDRA13LUS sous lequel s'emmagasine l'air comprimé. Chape et cuve sont réunies l'une à l'autre par un fermoir et des boulons pour qu'elles ne soient pas disjointes par la force de l'eau ; bien que Vitruve ne parle point de la force de l'air comprimé, c'est elle qui est ici la plus forte puisqu'elle refoule l'eau dans une trompe, tuba, qui pénétrant par le sommet de la chape, descend jusqu'au niveau de la cuve25. Par suite d'une idée préconçue ou d'un défaut de construction, chaque
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Fig. 6467. Coupe de la même pompe.
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coup de piston envoyait de l'air et de l'eau dans ce réservoir. Vitruve ne dit nullement que cette machine fut employée dans les incendies ; telle qu'il la décrit, elle n'est point mobile avec ses trois organes réunis par deux tuyaux, aussi ne l'indique-t-il que pour remplir des réservoirs alimentant un jet d'eau'. Cependant, de bonne heure, on chercha à rendre cet instrument plus maniable. De toutes les anciennes pompes retrouvées jusqu'ici, celle qui se rapproche le plus de la clesibica machina, la pompe découverte à Silchester 2, est faite d'un seul bloc de bois haut de 57 centimètres sur une section de '23 y, 33 centimètres. Deux conduits (le 76 millimètres de diamètre traversent, ce morceau de bois dans toute sa hauteur; ils sont doublés d'une feuille de plomb épaisse d'un demi-centimètre et communiquent chacun, à leur base, par un conduit montant jusqu'à la chambre à air qui occupe le tiers moyen. La »annula est représentée par une sorte de coupole percée en son centre pour laisser pénétrer la trompe jusqu'au niveau de l'eau 3. La fameuse pompe de Castronovo t est également d'une seule pièce, mais en bronze. Sur un cylindre horizonlal (fig. 666) s'élèvent perpendiculairement et sur un mémo plan vertical, trois tubes parallèles: les deux extrêmes, symétriques, cylindriques, et de 85 millimètres de diamètre, servaient de corps de pompe; le tube médian, fortement renflé, semblerait contenir le réservoir d'air, mais la coupe fig. 6167) montre qu'il ne renferme qu'une chambre cylindrique fermée par 3 soupapes à clapet' : deux verticales et symétriques pouvant alternativement interrompre la communication avec chacun des corps de pompe ; la troisième soupape horizontale ferme le haut de cette chambre et prouve assez que le jet d'eau lancé par cet instrument n'était pas continu comme dans la ctesibica machina. D'après W. Schmidt°, la pompe de Castronovo daterait d'Antonin le Pieux (138-161) ; en tout cas, elle semble d'un type plus ancien que la pompe de Bolsena', qui de toutes est celle dont la construction se rapproche le plus de la
in Wh (Aeehaeologia, V, 1896, p. 232 sq.). -3 16. fig 1, p. 232 et fig. 2, p. 234. 4 E. Q. Visconti, Giorn. della tetterat. italien V. Mantova, 1795, 303-307; Opere var, II, p. 28 sq. ti Toutes les soupapes sont rcpréseutées par Visconti (fig. 6467,, telles qu'on pouvait les voir sur cet appareil hors d'usage. Pro brick Davis, Note on a roman force-pownp fono-d at Bolsena IA,'chaeol. V. 18)16, p. 276), trouve qu'on aurait dû dessiner la soupape d'aspiration de gauche ouverte et celle de refoulement fermée, alors qu'a droite la soupape de refoulouent serait ourcr te et celle d'aspiration fermée. Cette exaetiiude 5n'est qu'apparente puisque les pistons ne sont pas a leur place et que leau n'est pas figurée dans l'appareil ainsi qu'on le fait dans les viguelles des manuels élémmvlaires. 6 Her. Al. O. c. p. xxsn,, 7 ('r. Davis, O. c. p. 234 sq. Cet appareil uest qu'un objet de v Orme ou de adsine incapable de déhlter un r d'eau a chaque coup rte piston. Les corps de pompe ont 18 cent imidres de bahut. totale avec un diamètre de 3 centra). 8 O. c. I, 28 ; ef. Théveuot, O. c. fig. de la p. 181; Al. de Rochas, Les origines de la science, p. 303, fig. 80. -3 11. nit, VII, 38, fo Ep. X, 42, 2. I.a traduction de cette lettre se trouve à
pompe à incendie décrite par HIéron a. Dans les appareils de Bolsena et de Héron, il y a, entre les deux corps de pompe, un
tube droit, c«,n7w épàrsç, parfaitement cylindrique. très court et n'ayant pas de soupape à sa partie supérieure commedansl'appareil de Castronovo. Il est dif' ficile d'indiquer à quelle époque la machine de Ctésibios a pu être transformée
en pompe à incendie. Cette modification, dont ne parlent ni Vitruve, ni Pline l'Ancien °, n'a pu se produire qu'à la fin du 1"° siècle. Pline le Jeune écrit à Trajan pour se plaindre qu'il n'y eut encore à Nicomédie, aucune pompe à incendie, nulles sipo'° ; sous Hadrien, Apollodore reconnaît que les armées assiégeantes n'ont pas toujours de siphons à leur disposition" ; dans un incendie qui dévasta Smyrne peu avant l'année 155, on voit les a.fenseç" figurer parmi les ( yovx que fait apporter le stratège 13. Cependant, comme le remarque 0. Hirschfeld'4, les siponarii'', ou pompiers, ne jouèrent jamais qu'un rôle très secondaire dans l'extinction des incendies à cause du peu de puissance de leurs pompes et de la difficulté qu'ils éprouvaient à les manier. Pour en faire une machine transportable, on avait cru devoir supprimer le réservoir d'air de Ctésibios, laissant toutefois subsister le catinus, transformé en tube droit ; ce désavantage ' ne fut nullement compensé par les trois grands perfectionnements qu'indique Héron: l° l'emploi d'un seul balancier, é -.xvuiv, manoeuvrant à la fois les deux pistons ; l'usage de la petite soupape, r.),etôiov, étanche que les Romains nommaient assarium, âcootov"; 3° un système de double rotation placé sur le c s, v pAlof et « permettant de lancer le jet vers un point voulu sans être forcé de déplacer la machine en entier, ce qui causait des retards fâcheux » 13.
Les Byzantins employèrent cette pompe pour lancer du pétrole sur les navires ennemis; le marin qui en était chargé se nommait clpo3vxTo3p J. Sortait,' Doxtctir.
