La turbine Francis représente une avancée capitale en génie hydraulique, dont l'efficacité a augmenté de quatre-vingt-dix pour cent par rapport aux conceptions précédentes. Développé en 1848 grâce à des expérimentations rigoureuses à Lowell, dans le Massachusetts, ce mécanisme a fondamentalement accru la capacité industrielle des complexes de moulins, cimentant le rôle de son créateur en tant que force dominante dans l'innovation mécanique et les systèmes de gestion de l'eau en Amérique au dix-neuvième siècle.
Début de carrière et déménagement en Amérique
Né en 1815 à South Leigh, dans l'Oxfordshire, James Bicheno Francis a commencé sa formation professionnelle comme apprenti auprès de son père aux travaux du chemin de fer et du port de Porth Cawl, dans le sud du pays de Galles. À l'âge de 18 ans, il s'installe aux États-Unis. Son premier emploi consistait à assister l'ingénieur ferroviaire George Washington Whistler Jr. sur le chemin de fer de New York et New Haven.
Direction de la Locks and Canal Company
Après le départ de Whistler en 1837, Francis a assumé le rôle d'ingénieur en chef. Ses responsabilités professionnelles se sont considérablement élargies, ce qui a conduit à sa nomination au poste de directeur des écluses et des canaux en 1845. Durant ce mandat, il a supervisé la construction du canal du Nord et de l'alimentation de Moody Street, achevant un réseau de canaux de 5.6 miles. En 1850, il a commandé la Grande Porte sur le canal Pawtucket, une structure de contrôle des crues qui a protégé avec succès les moulins du centre-ville contre les inondations de la rivière Merrimack en 1852.
Innovation hydraulique et normes d'essai
Au-delà de son rôle dans les canaux, Francis a été un pionnier des méthodes d'essai des machines hydrauliques. En 1848, il a collaboré avec Uriah A. Boyden pour affiner la technologie des turbines, ce qui a donné naissance à la turbine Francis. Il a documenté ses recherches dans sa publication de 1855 intitulée Lowell Hydraulic Experiments. Plus tard, en 1883, il a codifié les normes de calcul des débits d'eau, aujourd'hui reconnues sous le nom de formule de Francis, qui reste un incontournable de la dynamique des fluides pour le calcul du débit par déversoir.
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Passer le test de QI →Contributions professionnelles et dernières années
Francis a été membre de l'American Philosophical Society et de l'American Academy of Arts and Sciences. Il a exercé les fonctions de président de l'American Society of Civil Engineers en 1880 et a participé à des enquêtes très médiatisées, notamment la rupture du barrage de Mill River en 1874 et l'inondation de Johnstown en 1889. Après avoir pris sa retraite de son poste principal à la Locks and Canal Company en 1884, il a continué à travailler comme consultant jusqu'à sa mort en 1892 à Lowell.
En bref
- Naissance : 1815, Oxfordshire, Angleterre - Décès : 1892, Lowell, Massachusetts - Œuvre notable : Turbine Francis - Postes professionnels : Directeur des écluses et des canaux, président de l'American Society of Civil Engineers - Distinctions : Membre de l'American Academy of Arts and Sciences - Publication clé : Lowell Hydraulic Experiments (1855) - Service politique : Chambre des représentants du Massachusetts - Lieu de sépulture : Cimetière de Lowell
Questions fréquemment posées
### Quel était le but de la Grande Porte à Lowell ?
Elle a été conçue pour protéger les moulins du centre-ville d'inondations dévastatrices en empêchant la rivière Merrimack de pénétrer dans le réseau de canaux.
### À quoi sert la formule de Francis ?
Elle est utilisée en dynamique des fluides pour calculer les débits d'eau, en particulier l'écoulement par-dessus un déversoir.
