Inventaire des instruments scientifiques anciens
dans les établissements publics

Statique des fluides - Hydrostatique


Fontaine de Héron d'Alexandrie

Pas d'inscription; verre soufflé, laiton verni, gomme-gutte, hauteur 1m20, diamètre de chaque globe 35 cm. C'est le seul exemple rencontré à ce jour dans un lycée, avec celui de Bar-le-Duc (source ministère de la Culture).

En vertu des lois d'équilibre des liquides, lorsqu'un tube d'écoulement est relevé de manière à produire un jet vertical, et que l'eau y arrive directement d'un réservoir supérieur, le jet ne peut jamais s'élever jusqu'à la hauteur du niveau du liquide dans le réservoir. Mais il en est autrement si l'on dispose un appareil de telle sorte que le liquide soit divisé en deux parties séparées l'une de l'autre par une masse gazeuse. Car alors cette masse gazeuse transmet à chaque partie du liquide la pression qu'elle reçoit de l'autre; dans ce cas, la plus petite des deux colones liquides supporte une pression égale à celle que produirait l'autre colonne agissant directement sur elle, et elle peut ainsi être projetée à une hauteur bien supérieure à celle de la surface libre dans le réservoir.

C'est le résultat qu'on obtient dans l'appareil imaginé par Héron, né à Alexandrie vers 120 avant JC

Exemplaire du lycée Carnot, Paris

Cette fontaine, qui permet d'obtenir artificiellement un jet d'eau pendant plusieurs heures, se compose de deux globes de verre réunis verticalement par deux tubes de laiton, et surmontées d'une cuvette de même métal. Au fond de celle-ci se trouve un trou dans lequel passe un tube métallique court et de petit diamètre, qui ne traverse que le globe supérieur. Ce tube, placé entre les deux premiers, est destiné à donner écoulement au jet. On commence par retirer ce petit tube, puis par l'orifice qu'il laisse ouvert, on remplit d'eau le globe supérieur. Cela fait, on remet le petit tube en place et on verse de l'eau dans la cuvette. Or, par le tube figuré sur la gauche de la photographie, allant de la cuvette jusqu'au bas du globe inférieur, le liquide descend dans ce dernier, et en chasse l'air qui s'y trouve, en le refoulant, par le tube de droite, dans le globe supérieur.

La tension de l'air, dans celui-ci, se trouvant alors augmentée de tout le poids de la colonne d'eau qui descend de la cuvette au globe inférieur, le liquide jaillit avec force par le tube du milieu. L'eau qui jaillit ainsi retombant dans la cuvette, celle-ci se remplit d'une manière continue à mesure que l'eau qu'elle contient se rend dans le globe inférieur; d'où il résulte que le jet persiste jusqu'à ce que le globe supérieur soit vide, ce qui peut prendre un temps assez considérable.