LE MARQUIS DE WORCESTER

« The Scanlling of one hundred Inventions, par le marquis de Worcester, parut en 1663, pendant le règne de Charles II. Ce livre est plus généralement connu sous le titre de Century of Inventions. L'appareil que les auteurs anglais regardent comme la première machine à feu est décrit dans ces termes (c'est la 68e invention ) :

« J'ai inventé un moyen admirable et très-puissant d'élever l'eau « à l'aide du feu, non par aspiration, car alors on serait renfermé, « comme disent les philosophes, inlra sphœram acliviiatis, l'aspira- « tion nes'opérant que pour certaines distances; mais mon moyen « n'a pas de limite, si le vase a une force suffisante. Je pris en effet « un canon entier dont la bouche avait éclaté, et l'ayant rempli d'eau « aux trois quarts, je fermai par des vis l'extrémité rompue et la lur mière ; j'entretins ensuite dessous un feu constant et au bout de « vingt-quatre heures, le canon se brisa en faisant un grand bruit. « Ayant alors trouvé le moyen de former des vases qui se fortifient «par le développement de la force intérieure (2), et qui se remplis-

({) Edward Sommerset, marquis de Worcester, que les Anglais regardent comme le premier et le véritable inventeur de la machine à feu, vivait sous le règne des derniers Stuarts. Jeté dans toutes lès intrigues de cette époque, il éprouva bien des traverses. Worcester perdit d'abord son immense fortune ; ne passa en Irlande que pour y être emprisonné ; s'évada et atteignit la France ; retourna à Londres par les ordres de Charles II ; fut découvert et enferme dans la tour d'où il ne sortit qu'à la restauration. La tradition rapporte que les idées de Worcester, sur l'emploi qu'il serait possible de faire de la force dont la vapeur aqueuse est douée, furent éveillées pendant sa dernière détention, par le soulèvement subit du couvercle de marmite dans laquelle ses aliments cuisaient. Si l'anecdote était vraie, elle ferait beaucoup d'honneur à l'esprit inventif du prisonnier; mais elle montrerait en même temps son peu d'érudition : on devrait admettre, en effet, qu'il ne connaissait pas l'ouvrage de Salomon de Gaus, dont une seconde édition avait paru en France pendant qu'il l'habitait.

(S) Ce passage a été traduit presque toujours d'une autre manière : « Ayant

«sent l'un après l'autre, j'ai va l'eau couler d'une manière continue « comme celle d'une fontaine, à la hauteur de quarante pieds. Un vase « d'eau raréfiée par l'action du feu élevait quarante vases d'eau « froide. L'ouvrier qui surveille la manœuvre n'a que deux robinets « à ouvrir, de telle sorte qu'au moment où l'un des deux vases est « épuisé, il se remplit d'eau froide pendant que l'autre commence à « agir, et ainsi successivement. Le feu est entretenu dans un degré * constant d'activité par les soins du même ouvrier; il a pour cela « tout le temps nécessaire durant les intervalles que lui laisse la « manœuvre des robinets. »

« Le lecteur connaît maintenant tout ce que le marquis de Worcester a jamais écrit sur la machine à feu. C'est Tunique titre sur lequel se fonde M. Partington de l'Institution de Londres, dans sa nouvelle édition (1825) de la Century of Inventions, pour décider, avec tous ses compatriotes, que « Worcesler est le premier homme qui ait « découvert un moyen d'appliquer la vapeur comme agent mécani- « que ; invention qui seule, ajoute-t-il, suffirait pour immortaliser «r Tàge dans lequel cet homme vivait. »

« Examinons à notre tour ce paragraphe tant de fois cité, et voyons, sans partialité, ce qu'on y trouve au fond.

«J'y vois d'abord une expérience propre à montrer que l'eau réduite en vapeur peut, à la longue, rompre les parois des vases qui la renferment; or, cette expérience était déjà connue en 1605, car Flurence Kivault dit expressément que les éolipyles crèvent avec fracas quand on empêche la vapeur de s'échapper. Il ajoute même : L'effet de ta raréfaction de l'eau a de quoi épouvanter les plvs assurés des hommes (1). (Eléments d'artillerie, p. 128. Paris, 1605.)

« découvert, fait-on dire à Worcester, le moyen de fortifier les vaisseaux inlé- « rieurement, etc., etc. » La phrase, je m'empresse de Pavouer, est beaucoup plus raisonnable que celle de ma version ; mais c'est presque un argument contre sa fidélité, tant, en général, les projets de Worcesler sont chimériques et extravagants. Au reste, voici le texte original : « Having a way to make my « vessels so ibat they are strengthened by the force within them, etc., etc. » Si j'ai bien co.npris ces paroles, pour répondre à une objection qu'il prévoyait, Worcester a jugé convenable d'assurer que ses nouvelles chaudières n'éclateraient jamais, et en effet, il aurait atteint ce but, si, comme il le dit, elles devenaient d'autant plus fortes que la vapeur les presserait avec plus d'intensité dedans en dehors. Cette circonstance donnera, je crois, un nouveau poids à l'opinion de ceux qui pensent que Worcesler n'a jamais fait l'essai de sa machine* (l) J'emprunte cette citation a l'un des curieux articles historiques, si riches

« J'y vois encore l'idée d'élever de l'eau à l'aide de la force élastique de la vapeur. Celte idée appartient à Salomon de Caus, qui l'avait publiée quarante-huit ans avant l'auteur anglais.

« J'y trouve enfin la description d'une machine propre a opérer cet effet; mais qui ne voit que la machine de Salomon de Caus élèverait aussi de l'eau à une hauteur quelconque, ai Ton supposait le vase suffisamment fort et la chaleur a<*ez intense ? Peut-être dira-t-on que la machine du marquis de Worcester est préférable ? Je pourrais Tac* corder sans que cela tirât à conséquence; car il n'est pas question ici de rechercher qui a imaginé la meilleure machine à feu, mais seulement qui a pensé le premier à tirer parti de la force élastique de la vapeur pour soulever un poids ou pour produire du mouvement. Au reste, avant de comparer le projet du marquis de Worcester à tout autre projet, il faudrait savoir bien exactement en quoi le premier consistait $ or, ce problème n'a pas encore été résolu, tant est vague la description de la soixante-huitième invention du lord anglais. Tout le monde imaginerait aujourd'hui aisément une machine propre à soulever de l'eau par l'action de la vapeur ; mais s'il est question de reproduire celle du marquis de Worcester, il faut s'astreindre à faire ce que dit l'auteur, et pas davantage.

« En s'imposant ces deux conditions, M.'Stuart a trouvé, qu'on approcherait autaut que possible de la description de son compatriote, si l'on groupait deux appareils de Salomon de Caus de manière à produire par leur jeu alternatif un écoulement continu. Les autres solutions qu'on a données jusqu'ici de la même question, celle de Millington, par exemple, sont évidemment inadmissibles.

«Lorsque .MM. Thomas Young, Ko bison, Fartingloo, Tredgold, Millingion, Nichoison, Lardner, etc., présentaient le marquis de Worcester comme l'inventeur de la machine à feu, l'ouvrage de Sa-

d'érudition, que M. de Montgéry a publiés sur les machines dans lesquelles le feu est employé d'une manière quelconque, et je la substitue au passage suivant de Salooioa de Caus que j'avais d'abord inséré dans le texte. Ce passage n'a paru que dix ans plus tard, c'est-à-dire en 1615, mais près de cinquante ans, toutefois, avant la Century Qf inventions : « La violence sera grande « quand l'eau s'exbale en air par le moyeu du feu et que ledit air est enclos ; a comme par exemple, soit uue balle de cuivre d'uu pied ou deux, en diamètre « et épaisse d'un pouce, laquelle sera remplie d'eau par un petit trou lequel « sera bouché bien fort avec un clou, en sorte que l'eau n'en puisse sortir ; * il est certain que si Ton met ladite balle sur un grand feu, eu sorte qu'elle a devienne fort chaude, qu'il se fera une compression si violente que la balle « crèvera en pièces, avec bruit semblable à un pétard. » {Les Raisons dis Forces mouvantes, livre premier, feuille première, versa.)

lomon de Caus leur était saus doute inconnu j mais ce qui précède . établissant, sans réplique, que la première idée de soulever des poids à l'aide de la force élastique de la vapeur appartient à l'auteur français ; que même si la machiue de son compétiteur a jamais existé, elle était, suivant toute apparence, la machine décrite près d'un demisiècle auparavant dans l'ouvrage intitulé : Raison des forces mouvantes, on s'empressera, sans doute, à l'avenir, d'inscrire le nom modeste de Salomoo de Caus partout où, jusqu'ici, avait figuré en première ligne celui du marquis de Worcester.

1683. SIR SAMUEL MORELAND (1).

« Si je ne voulais parler dans cette notice que des ingénieurs dont les travaux ont réellement contribué, soit à créer, soit à améliorer les machines à vapeur, le nom du chevalier Moreland n'y figurerait pas ; mais ce nom étant cité en Angleterre par la presque totalité des auteurs qui se sont occupés des machines à feu Je n'ai pas pu me dispenser d'en faire moi-même mention, ne fût-ce qu'afin de justifier l'opinion que je viens d'émettre.

« Il y a au Musée britannique un très- beau manuscrit du chevalier Aforeland, intitulé : Élévation des eaux par toutes sortes de machines réduites à la mesure, au poids et à la balance, présentée à Sa Majesté Très-Chrétienne par le chevalier Moreland, gentilhomme ordinaire de la chambre privée et maître des mécaniques du roi de la Grande-Bretagne (2). Dans ce manuscrit de 38 pages, l'article relatif à la machine à vapeur occupe 4 pages seulement, et se trouve distin-

(i) Sir Samuel Moreland prit, comme Worcester, une part active aux événements de la guerre civile. Cromwell l'employa dans plusieurs missions diplomatiques. Ses compatriotes assurent qu'il fut simultanément secrétaire de Thurloë et espion en titre de Charles II qui, à la restauration, le nomma baronnet. Moreland s'était occupé de diverses questions d'acoustique, entre autres, de la meilleure forme à donner au* porte-voix. Il mourut à Uammersmith dans le mois de janvier 1696, après avoir eu l'idée bizarre de faire enterrer à la profondeur de six pieds, en signe de repentir pour sa vie passée, une grande collection d'ouvrages de musique qu'il possédait.

(g) U existe un ouvrage de Moreland, imprime' à Paris, en 1685, et qui a fresque exactement le même titre que le manuscrit du Britùh Muséum; mais le chapitre relatif à la vapeur ne s'y trouve pas. L'auteur seulement, dans sa préface, en énumérant toutes les espèces de moteurs que le mécanicien met en jeu, cite la force de la poudre et celle de la vapeur d'eau, sans faire à ce sujet aucune remarque d'où l'on puisse induire s'il se donne pour inventeur ou s'il parle d'une cbose déjà proposée par d'autres.

gué du reste par un titre particulier. Voici le paragraphe sur lequel on se fonde en Angleterre pour attribuera Moreland une certaine part dans la création du Sieam Engine.

« L'eau étant évaporée par la force du feu, ses vapeurs demandent « incontinent un plus grand espace (environ 2000 fois) que Peau « nVcupait auparavant, et plutôt que d'être toujours emprisonnées, « feraient crever une pièce de canon. Mais étant bien gouvernées « félon les règles de la statique, et par science réduites à la mesure, « au poids et à la balance, alors elles portent paisiblement leurs farte deaux (comme de bons chevaux) ; et ainsi seraient- elles d'un grand « usage au genre humain, particulièrement pour Pélévation des eaux, « selon la table suivante, qui marque le nombre de livres qui pour- « ront êlçe levées 1800 fois par heure, à 6 pouces de levée, par des « cylindres à moitié remplis d'eau, aussi bien que les divers diamè- « très et profondeurs desdits cylindres. »

« Si l'ouvrage de Moreland avait précédé ceux de Salomon de Caus ou de Worcester, le passage qu'on vient de lire serait un litre réel. En 1683, c'est à- dire 68 ans après la publication des Raisons des Forces mouvantes, et 20 ans après la date de la patente de Worcester, le projet de Moreland ne pouvait plus être considéré que comme un plagiat. Disons toutefois, a la gloire de ce mécanicien, que les nombres qu'il donne pour exprimer les volumes relatifs de Peau et d'un poids égal de vapeur, sont moins éloignés de la vérité qu'on n'aurait dû l'attendre d'expériences faites en 1682.

1690 et 1695. DENIS PAPIN. (1) « Concevons un large cylindre vertical ABCD, fig. 1 , entièrement

(f ) Denis Papin était né à Biois. Il s'adonna dans sa jeunesse à la médecine et prit ses grades à Paris. La révocation de Pédit de Nantes Payant forcé de s'expatrier, il passa d'abord en Angleterre, ou Boy le, qui Pavait associé à quelques-unes de ses expériences, le fit nommer membre de la Société royale en 1681. Appelé ensuite en Allemagne par le landgrave de Hesse, il remplit avec distinction pendant plusieurs années, les fonctions de professeur de mahématiques à l'université de Marbourg. Papin mourut en 1710. On peut regarder comme une singularité que l'Académie des sciences de Paris ne Pait point nommé Pun de ses associés, quand on songe que dès I690.il avait publié un mémoire dans lequel se trouve, comme on le verra tout à l'heure, la description la plus méthodique et la plus claire de la machine à feu connue aujourd'hui sous le nom de machine atmosphérique , et même celle des bateaux à vapeur. L'homme de génie est toujours méconnu quand il devance trop son siècle, dans quelque genre que ce soit.

ouvert à la partie supérieure, et reposant sur une base métallique armée d'une soupape S susceptible de s'ouvrir de bas en haut à vo-

Fig. 4.

Fig. 2.

lonté. Plaçons dans le milieu de ce cylindre un piston mobile P ou plaque de fer circulaire qui se promène de haut en bas dans le cylindre et en ferme bien exactement l'ouverture. L'atmosphère pèsera de tout son poids sur la face supérieure de ce piston; elle le poussera de haut en bas. Si la soupape S est ouverte, la portion d'atmosphère dont la capacité DCEF se remplira, tendra, au contraire, par sa réaction, à faire remonter le piston. Cette seconde force sera égale à la première, parce que, dans un gaz comme dans un fluide, la pression en chaque point est la même dans tous les sens. Le piston, sollicité ainsi par deux forces opposées qui se font équilibre, descendra toutefois, mais seulement en vertu de- son propre poids. Il suffira donc d'un effort un tant peu supérieur à ce même poids pour faire monter le piston jusqu'au haut du cylindre et pour l'y maintenir.

« Supposons qu'en effet le piston soit amené ainsi à l'extrémité supérieure de sa course, comme la fig. 2 le représente, et cherchons à le faire descendre avec force. Un moyen bien efficace consisterait à fermer la soupape S, et ensuite, si cela était possible, à anéantir tout à coup et complètement dans le corps de pompe la portion d'atmosphère qui remplit la cavité ABCD. Alors le piston ne recevrait plus d'action que de l'atmosphère extérieure dont il est chargé. Celte action s'exercerait sur sa surface supérieure, de haut en bas, et aurait pour mesure le poids d'un cylindre dVau de 10 mètres (32 pieds) de hauteur, et dont la base serait égale à celle du corps de pompe, ou, ce qui revient au même, le poids d'un cylindre de mercure d'une base pareille et de 76 centimètres (28 pouc. 1 lig.) de hauteur seulement; car tel est le poids de l'aimosphèe. Le piston descendrait alors nécessairement, et pourrait même entraîner dans sa

course on poids égal à celui du cylindre d'eau ou dfe mercure dont je viens de parler.

« En suivant toujours la même hypothèse, admettons qu'à l'instant où le mouvement descendant s'est complètement opéré, on ouvre la soupape S, l'atmosphère viendra agir par-dessous et contre- balancer l'action de l'atmosphère supérieure. II. suffira dès lors d'un petit effort pour faire rétrograder le piston jusqu'au sommet du corps de pompe et ramener toutes les parties de l'appareil à leur position initiale. Un second anéantissement de l'atmosphère intérieure fera descendre de nouveau le piston, et ainsi de suite.

« En résumé, dans cet appareil, il suffit d'une petite dépense de force pour soulever le piston, tandis que son mouvement descendant peut produire les plus grands effets. Si une corde est attachée par un bout au centre du piston, et s'enroule par son autre extrémité sur la gorge d'une poulie, on pourra, à chaque mouvement descendant, soulever un très-grand poids d'une quantité égale à la hauteur du corps de pompe. Avec un cylindre de 2 mètres de diamètre, le poids soulevé à chaque oscillation descendante du piston serait de 31000 kilogrammes.

« L'idée de la machine dont je viens de parler appartient à Papin. Elle est appliquée fort nettement dans les Actes de Leipzig pour l'année 1688, p. 654, et ensuite avec quelques nouveaux développements dans une lettre au comte Guillaume Maurice. (Voyez l'ouvrage imprimé à Cassel, en 1695, et intitulé : Recueil de diverses pièces touchant quelques nouvelles machines, pag. 38 et suiv.) Il nous reste maintenant à faire connaître les moyens que Papin avait proposés pour anéantir, aux moments convenables, la couche d'air atmosphérique, qui, placée sous le piston, aurait empêché son mouvement descendant, ou, ce qui revient au même, comment il faisait à volonté le vide dans la partie inférieure du corps de pompe.

« Ce physicien eut quelque temps la pensée de se servir pour cela d'une roue hydraulique qui aurait fait mouvoir les pistons d'une pompe aspirante ordinaire. Lorsque le cours d'eau chargé de mettre celte roue en mouvement se serait trouvé très-éloigné de la machine, il aurait lié celle-ci à la pompe par l'intermédiaire d'un tuyau métallique continu semblable à ceux des usines à gaz de nos jours: c'était, disait-il, un moyen de transporter fort loin la force des rivières,

« Dans cet état, en 1687, la machine fut présenté à la Société royale de Londres, où elle donna lieu à des difficultés dont Papin fait mention, sans dire cependant en quoi elles consistaient (Recueil, p. 41). Auparavant il avait essayé de faire le vide sous le pisto* au moyen de ta poudre; mais «nonobstant toutes les précautions qu'on y a ob-

« servéee* dtt-îl, il est toujours demeuré éûhs le tuyau environ la « cinquième partie de Pair qu'il contient d'ordinaire, ee qui cause « deux différents inconvénients : l'un est que l'on perd environ la « moitié de la force qu'on devrait avoir, en sorte que Ton ne pou- « vait élever que 150 livres à un pied de haut, au lieu de 300 livres « qu'on aurait dû élever si le tuyau avait été parfaitement vide t « l'autre inconvénient est qu'à mesure que le piston descend, là force « qui le pousse en bas diminue de plus en plus, etc. (Recueil, etc., « p. 52).

« J'ai donc tâché, ajoute- 1 -il, d'en venir à bout d'une autre ma* « nière : et comme Veau a la propriété, étant par le feu changée « en vapeurs, de faire ressort comme l'air, et ensuite de se recon- « denser si bien par le froid, qu'il ne lui reste plus aucune « apparence de cette force de ressort, j'ai ctu qu'il ne serait pas « difficile de faire des machines dans lesquelles, par le moyen o d'une chaleur médiocre et à peu de frais, Veau ferait ce vide « parfait qu'on a inutilement cherché par le moyen de la poudré « à canont, *

« Cet important paragraphe se trouve à la page 53 du Recueil imprimé à Cassel, en 1695, comme extrait des Actes de Leipzig du mois d'août 1690. 11 est suivi de la description du petit appareil dont Papin se servit pour essayer son invention. Le corps de pompe n'avait que 2 pouces et demi de diamètre et ne pesait pas 5 onces. A chaque oscillation, il élevait cependant 60 livres d'une quantité égale à celle qui mesurait l'étendue de la course descendante du piston. La vapeur disparaissait si complètement quand on ôlait le feu, que le piston dont cette vapeur avait amené le mouvement ascensionnel « redescendait jusque tout au fond, en sorte qu'on ne « saurait soupçonner qu'il y eût aucun air pour le presser au-dessous « et résister à sa descente. » (Recueil, p. 55.) L'eau qui fournissait la vapeur, dans ces premiers essais, n'était pas contenue dans une chaudière séparée : elle avaft été déposée dans le corps de pompe même, sur la plaque métallique qui le bouchait par le bas. C'était cette plaque que Papin échauffait directement pour transformer leau en vapeur^ c'était la même plaque qu'il refroidissait en éloignant le feu, quand il voulait opérer condensation. Il rapporte qu'avec un feu médiocre, une minute lui suffisait, dans les expériences de 1690, ~ pour « chasser ainsi le piston jusqu'au haut de soti tuyau. » (Rtcutif, p. 55.) Mais dans des essais postérieurs, il « vidait les tuyaux en un « quart de minute. » (Recueil, p. 61.)

«Au reste, il déclare lui-même qu'en partant toujours du principe de la condensation de la vapeur par le froid, on peut arriver au but

qu'il se propose « par différentes constructions faciles à imaginer. » (Recueil, p. 53.)

La machine de Salomon de Caus, celle du marqu s de Worcester, étaient de simples appareils d'épuisement. Leurs auteurs ne les avaient présentées que comme des moyens d'élever de l'eau. Tel était aussi le parti principal que Papin voulait tirer de sa machine à pression atmosphérique; mais en môme temps il avait parfaitement bien vu que le mouvement de va et vient du piston dan» le corps de pompe pouvait rerevoir d'autres applications et devenir un moteur universel. On trouvera en effet aux pages 58 et 59 du Rcueil, et même déjà dans les Actes de Leipzig de 1690, une méthode propre à transformer ce mouvement alternatif en mouvement de rotation. Je n'insisterai pas ici davantage sur cet objet, parce que nous aurons a nous en occuper plus Ion, à l'occasion des bateaux à vapeur, et je terminerai l'article de Papin en présentant au lecteur les conséquences diverses qui me paraissent découler des extraits qu'il vient de lire.

« Papin a imaginé la première machine à vapeur à piston ;

« Papin a vu le premier que la vapeur aqueuse fournit un moyen simple de faire le vide dans une .grande capacité;

« Papin est le premier qui ait songé à combiner dans une même machine à feu l'action de la force élastique de la vapeur avec la propriété dont cette vapeur jouit et qu'il a signalée, de se condenser par refroidissement (1).

(i) Les personnes qui liront Y Histoire ries Machines à vapeur du docteur Robison {voyez la dernière édition commentée par Watt), y trouveront, p 49, que le premier mémoire de Papin {First publication), sur les Machines à feu est de 1707 ; que ce mécanicien n'a point proposé d'employer un véritable piston, mais un simple flotteur; que jamais au surplus, il n'avait songé, et que c'était h l'important, à produire le mouvement descendant d'un piston par la condensation de la vape««r. Ces anéls sont consignés aussi dans Y Encyclopédie du docteur Rees, feuille Fi. article Steam engine. L'auteur de cet article a lu, dans les Actes <le Leipzig \ la description des machines dans lesquelles Papin essayait de faire le vide à l'aide de la poudre, car il les cite-, mais, par une fatalité inexplicable, le mémoire inséré dans les mêmes Actes où Papin substitue la vapeur d'eau à la pondre n'a pas attiré ses regards, puisqu'il déclare que jamais les appareils de ce mécanicien ne furent intended to be worked by stearn. M. Milliugton n'est guère plus favorable à notre compatriote, dont les idées, dit-il, sur les moyens de produire une puissance motrice à l'aide de la vapeur, sont toutes postérieures à la patente de Savery (p. 55fi); (la patente de Savery est de 1698). M. Lard ne r assure également, dans les leçons qu'il a publiées récemment, que les Français appuient leurs

1698. Le capitaine SAVERY.

« Noos n'avons aucune preuve que Salomon de Caus ait jamais fait construire sa machine à feu. J'en pourrais dire autant du marquis de Worcesler (1). Celle des machines de Papin dans laquelle l'action de

prétentions à l'invention de la machine à vapeur sur un ouvrage de Papin qui n'a paru qu'en 1707, neuf ans après la date du brevet de Savery. Celte remarque, ajoute-t il, tranche tout à fait la question : Papin n'a droit à aucun partage dans l'invention de la machine à vapeur. {Voyez Leçons sur la Machine à vapeur, p. 96, 97 et 101 de l'édition française.)

N'est-il pas vraiment bizarre que la plupart des auteurs anglais s'obstinent ainsi à ne citer qu'un seul ouvrage de Papin, celui de 1707 ; qu'ils ne veuillent tenir aucun compte de l'ouvrage beaucoup plus volumineux auquel j'ai emprunté textuellement divers passages et dont il a paru deux éditions dans la même année 1695, Tune à Gassel en français, l'autre à Ma r bourg en latin ; que tous les mémoires de cet auteur insérés dans les Actes de Leipzig leur paraissent comme non avenus ! J'accorderai, si Ton veut, qu'il n'existe pas de piston proprement dit, dans la machine d'épuisement de 1707 ; que la condensation de la vapeur n'y joue absolument aucun rôle ; qu'en tout cas, cette machine est postérieure à la patente du capitaine Savery. Mais que conclure de tout cela, puisque ce n'est pas l'ouvrage de 1707 que nous citons, mais bien un recueil de 1695, mais bien les Actes de Leipzig de Tannée 1690? Bossut s'autorise, dans son Hydrodynamique, de l'ouvrage de 1695, pour attribuera Papin une part importante dans l'invention de la machine à vapeur; Robison répond que cet ouvrage n'existe pas ! [The fact is that Papin' s first publia cation wat in 1707.) Je concevrais qu'il eût déclaré ne l'avoir point vu; mais opposer une dénégation aussi tranchante à l'assertion positive de Bossut» était un manque d'égards d'autant moins excusable, que l'ouvrage de Papin n'est pas très-rare en Angleterre ; qu'en tout cas, les Actes de Leipzig, qui en renferment la substance, se trouvent dans Us principales bibliothèques, et qu'enfin cet ouvrage, dont le célèbre professeur d'Edimbourg nie l'existence, a été annoncé et analysé en mars 1697, dans les Philosophical transactions, un an avant qu'il fût question de la machine de Savery. L'analyse des Transactions philosophiques f et celte remarque ne doit pas être oubliée, donne d'ailleurs textuellement le passage de l'ouvrage de Papin qui est relatif à l'emploi de la vapeur comme moyen de pousser le piston et de faire ensuite le vide sous sa surface. ( Voyez Trans., t. XIX, p. 483.)

(l) Le privilégesollicité par le marquis de Worcester lui fut accordé, au dire de Walpole, d'après la simple assurance qu'il donna aux commissaires nommés à cet effet, qu'il avait inventé une machine marchant par l'action de la vapeur. Si la machine avait été réellement construite, la remarque relative à la déclaration, comme l'observe M. Stu3rt, n'eût pas été nécessaire. Je n'ignore pas qu'en dernier lieu, on a prétendu, au contraire, que le bill sollicité par Worcesler fut l'objet d'un examen long et minutieux ; mais pour annuler le témoignage

la vapeur et sa condensation sont successivement en jeu, n'a été exécutée qu'en petit, et seulement dans la vue de constater expérimentalement l'exactitude du principe sur lequel elle se fonde (1). Aussi, quoique, à proprement parler, il n'y ait rien de bien neuf dans les machines a feu de Savery, on ne pourrait, sans une grande injustice, se dispenser de les citer, puisqu'elles sont véritablement les premières qu'on ait appliquées. Je ne pense pas, au reste, devoir en donner ici le dessin: le lecteur pourra, sans ce. secours, s'en faire une idée exacte, s'il veut bien se rappeler celle de Salomon de Caus et prêter quelque attention aux considérations suivantes :

« D'après le projet de Caus, la vapeur motrice serait engendrée dans le vase même où se trouve l'eau à élever et aux dépens de celte eau. Dans la machine de Savery, il y a deux vases séparés : l'un renferme l'eau j Pau Ire, qu'on peut appeler la chaudière, contient la vapeur. Celle-ci, quand on la juge assez abondante, se rend à la partie supérieure du vase d'eau par un tube de communication qui s'ouvre à volonté avec un robinet. Elle agit de haut en bas sur la surface du liquide et le refoule dans un tube d'ascension vertical dont l'ouverture inférieure doit toujours être située au dessous de cette surface, car, sans cela, la vapeur s'échapperait elle-même. Jusqu'ici, la différence entre les deux machines est insignifiante; mais continuons la comparaison.

« Dans ta machine de Salomon de Caus, dès que ta pression de la vapeur a produit son effet, un ouvrier remplace I eau expulsée par un orifice situé à la partie supérieure de la sphère métallique, et qui s'ouvre ou se ferme à volonté. Il ne reste plus alors qu'à aviver le feu. Dans la machine de Savery, ce n'est pas un ouw-ier, c'est la pression atmosphérique qui amène l'eau dans le vase à liquide. La vapeur, en poussant devant elle, dans la première période de son ac-

de Walpole, il aurait fallu prouver que les commissaires du Parlement avaient vu une machine fonctionnant ou du moins un modèle, et personne jusqu'ici ne l'a prétendu.

(1) Le comte de Siulzendorff, propriétaire, en Bohême, de plusieurs mines inoudées, avait invilé Papin à aller les dessécher avec sa machine ; mais les circonstances malheureuses dans lesquelles se trouvait alors l'Allemagne ne lui permirent pas de se déplacer. « Je souhaiterais extrêmement, disait-il, de « rendre à Yolre Excellence mes très-humbles services, n'estait que les pays « que nous voyons ruinés dans notre voisinage et l'incertitude des événeo nients de la guerre m'avertissent que je ne doibs pas abandonner ma famille « de si loing, dans un temps comme celui-cy. » {Recueil de diverses pièces, etc., p. 49.)

lion, l'eau que ce vase contenait, l'a remplacée : or, cette vapeur, quelle que soit sa force élastique primitive, se précipitera en grande partie si Ton' abaisse beaucoup sa température. II suffira pour cela, et tel est eu effet le procédé adopté par Savery, de jeter de l'eau froide sur les parois du vase dont elle remplit la capacité. Ensuite la pression atmosphérique pourra surmonter aisément le ressort à peine sensible de la vapeur que le refroidissement n'aura pas anéantie, et si le vase est en communication par un tube avec une nappe d'eau dont le niveau ne soit pas de plus de 25 à 30 pieds au-dessous, il *se remplira par aspiration. En ajoutant que, pour éviter les intermittences d'écoulement, Savery avait employé un troisième vase qui se remplissait de liquide quand le second se vidait, et réciproquement; que le second et le troisième vase étaient Vun après Vautre en communication avec la chaudière à l'aide d'un système convenable de tubes et de robinets, j'aurai signalé tout ce qu'il y avait d'essentiel dans la machine de cet ingénieur.

« On a reproché à l'appareil de Salooion de Gaus de n'élever l'eau que chaude. Ce reproche, il faut l'avouer, a quelque gravité sous les rapports économiques, mais il s'applique aussi, jusqu'à un certain point, à la machine de Savery. Dans cette machine en effet, la vapeur provenant de la chaudière devant agir sur la surface de l'eau du second ou du troisième vase sans intermédiaire, s'y condense en grande quantité. Son ressort ne devient efficace qu'après que l'eau a déjà acquis une température élevée : quand l'eau commence à monter, elle est donc chaude. Robison dit avoir reconnu expérimentalement qu'en employant la vapeur comme le faisait Savery, il y en au au moins les onze douzièmes de condensés, soit par les parois du deuxième ou du troisième vase, soit par l'eau qu'ils renferment, lors même que cette eau cède à la plus petite pression. Dans une machine analogue, pour éviter l'énorme déperdition de vapeur dont je viens de parler, Papin imagina, en 1707, de recouvrir l'eau d'un flotteur (1). Cet artifice ne fut pas adopté, moins encore, je pense, à cause

(1) M. Robert Stuart croit qu'en introduisant un flotteur dans le corps de pompe, Papin n'avait pas pour objet d'erapêcheT la condensation delà vapeur. (Voyez a Descriptive history, V édit, p. 52.) Papin s'explique cependant à ce sujet très-clairement, et l'on verra même par le passage que je trouve à la page 26 de l'ouvrage de 1707, combien ce défaut l'avait frappé : >

« Je remarque que les vapeurs chaudes qui passent dans la pompe pour en « chasser l'eau, rencontrent dans la machine (celte de Savery) de l'eau froide

« qui les condense et leur fait perdre la plus grande partie de leur force

« Ce n'est qu'après que l'eau est échauffée qu'on la peut pousser ; pour

de quelques difficultés d'exécution, qu'à raison de défauts très-graves qui sont inséparables de ce genre de machines. Pour élever l'eau à la petite hauteur de 65 mètres (200 pieds), par exemple, Savery était forcé de porter la vapeur de sa chaudière à six atmosphères ; de là des dérangements continuels dans les joints ; de là aussi la fonte des mastics et même de dangereuses explosions. Aussi, malgré le titre de son ouvrage, les machines de cet ingénieur ne servirent point utilement dans les mines. Elles ne furent employées que pour distribuer l'eau dans les diverses parties des palais ou des maisons de plaisance, dans des parcs ou dans des jardins, partout, en un mot, où la différence de niveau à franchir ne surpassait pas une quarantaine de pieds* Dans la machine proposée par Papin, il n'est pas de hauteur, au contraire, où l'eau ne puisse élre portée, même en n'employant que de la vapeur à une très-faible tension : tout se réduit pour cela à donner au corps de pompe un assez grand diamètre.

« En résumé, Savery a essayé de se servir de la force élastique de la vapeur pour pousser l'eau dans un tube vertical ; mais Salomoa de Caus l'avait fait précisément de la même manière 83 ans auparavant. Savery remplissait par aspiration les vases dans lesquels la vapeur devait agir ensuite; mais en 1698, l'aspiration n'était pas un principe nouveau, puisqu'on avait très-anciennement ii venté Chorreur du vide pour l'expliquer, et qu'on en trouve d'ailleurs des applications toutes pareilles à celles du mécanicien anglais dans les Raisons des forces mouvantes, feuille 19, verso. L'aspiration, au surplus, ajoutait très-peu à la valeur de la machine, car elle accroissait d'une trentaine de pieds seulement la hauteur à laquelle le liquide aurait été soulevé sans cela. Savery, enûn, opérait le vide qui déterminait l'aspiration, par le refroidissement de la vapeur. Ici, la méthode est importante, mais Papin l'avait dès longtemps publiée. La patente concédée à Savery est du 25 juillet 1198 ; les essais de sa machine devant la Société royale sont du mois de juin 1699 ; la première édition de l'Ami du Mineur ( Miner's Friend) porte la date de 1702; ainsi, l'antériorité des litres de Papin serait de 3 ans, alors même que, mettant de côté les Actts de Leipzig, on ne vou-

« chauffer ainsi Veau, il faut consumer beaucoup de vapeur, il faut donc « remettre souvent de nouvelle eau dans la cornue (la chaudière), et il faut « bien du temps et du bois pour la réchauffer. Mais par le moyen de notre « piston (un flotteur à deux fonds), les vapeurs ne rencontrent toujours que la « même surface de ce métal qui acquiert bientôt une si grande chaleur que « les vapeurs ne perdent rien ou très-ptu de leur force en s'appliquant « dessus. »

«irait remontée qu'an Recueil, dans lequel se trouvent réunis divers mémoires de ce mécanicien, car cet ouvrage a été publié en 1695. Que reste- t-il donc à Savery L'honneur d'avoir, le premier, exécuté un peu en grand une machine d'épuisement à feu, et, si l'on veut, celui d'avoir opéré la condensation de la vapeur par le refroidissement que des aspersions l'eau froide occasionnaient dans les parois extérieures du vase métallique qui la renfermait. En décrivant pour la première fois cet ingénieux moyen de faire le vide, Papin, en effet, ne s'était pas expliqué sur les différentes constructions faciles à imaginer (ce sont ses expressions) qu'on peut employer pour atteindre ce but. Dans ses expériences avec un petit cylindre, il se contentait, comme on l'a vu, d'enlever le feu.

1705. NEWCOMEN, CAWLEY ET SAVERY (1).

« La machine d'épuisement connue des artistes sousle nom de machine de Newcomen ou de machine atmosphérique, est la première qui ait rendu de véritables services à l'industrie. Je dois même ajouter que dans un grand nombre de lieux où le charbon ne coûte pas cher, elle est encore en usage, et qu'on n'a point trouvé de profit, à la remplacer par des machines plus modernes. Celte machine, au reste, sauf quelques détails de construction fort essentiels et que je signalerai plus loin, n'est autre chose que la machine proposée en 1690 et 1695 par Papin, et qu'il avait essayée en petit. {Voyez plus haut.) Dans l'unejcomme dans l'autre, on remarque , en effet, un corps de pompe métallique formé dans le bois, ouvert par le haut, et un piston bien ajusté destiné à le parcourir dans toute sa longueur. Dans l'une comme dans l'autre, le mouvement ascensionnel du piston s'opère quand la vapeur d'eau remplit librement la capacité située au-dessous du corps de pompe. Dans la machine anglaise comme dans celle de Papin, dès que le piston est arrivé à

(l) Thomas Newcomen et JobnCawley vivaient l'un et l'autre dans la ville de Darnioulh en Devonshire. Le premier était quincaillier ou forgeron, car il est désigné, dans les biographies anglaises, tantôt comme ironmonger, et tantôt comme blanksmith; l'autre exerçait l'état de vitrier (a glazier). Newcomen possédait quelqu'instruction et était en commerce de lettres avec Hooke, secrétaire de la Société royale, l'un des savants les plus ingénieux dont l'Angleterre puisse se glorifier. Rien, au reste, ne nous a appris si lui et son associé Cawley ont pris une part égale aux essais de divers genres qui amenèrent la construction de la première grande machine à vapeur atmosphérique.

l'extrémité de sa course ascendante, on condense la vapeur qui l'y avait poussé ; on fait ainsi le vide dans toute la capacité qu'il vient de parcourir, et l'atmosphère le force alors à descendre. Papin avait annoncé qu'il fallait opérer la condensation par le froid; c'est par le froid que Newcomen, Cawley et Savery se débarrassent aussi de la vapeur qui contre- balancerait la pression atmosphérique. Enire plusieurs différentes constructions qu'on peut imaginer pour cela (ce sont les expressions contenues dans le Recueil de pièces p. 53), les mécaniciens anglais en adoptèrent une, préférable de beaucoup, dans une machine en grand, à celle que Papin avait luimême employée dans les expériences faites avec son petit modèle. Au lieu d'enlever le feu, comme le pratiquait celui-ci, Newcomen, Cawley et Savery faisaient couler une abondante quantité d'eau froide dans l'espace annulaire compris entre les parois extérieures du corps de pompe et un second cylindre un peu plus grand qui lui servait d'enveloppe. Le refroidissement se communiquait ainsi peu à peu à toute l'épaisseur du métal, et atteignait bientôt la vapeur ellemême.

« La machine de Papin, ainsi modifiée quant à la manière de refroidir la vapeur aqueuse, excita au plus haut point l'attention des propriétaires de mines, et sembla, dès le début, fournir une solution inespérée d'un problème dont les tentatives infructueuses de Savery avaient particulièrement montré la difficulté. Newcomen et Cawley avaient demandé une patente. Savery objecta qu'il était déjà en possession d'un privilège exclusif concernant le moyen de produire le vide par le refroidissement de la vapeur. {Voy. plus haut.) Pour éviter toute contestation, la patente fut prise au nom et au profit des trois compétiteurs, qui s'attribuèrent ainsi, dans le projet emprunté à Papin, les deux premiers, l'idée de la machine à vapeur à piston, le troisième, celle de la condensation (1).

(l) Dans les arts comme dans les sciences, le dernier venu est censé avoir eu connaissance des travaux de ses devanciers. Toute déclaration négative à cet égard est sans valeur. Les publications de Papin sur la machine atmosphérique étant de beaucoup antérieures aux patentes de Savery et de Newcomen, je n'aurais donc aucun motif de rechercher si la machine anglaise est ou n'est pas une copie. Dans la règle, elle est une copie, puisqu'elle ressemble à l'autre et qu'elle est venue après. Mais on sait de plus, dans ce cas particulier, que Newcomen avait connaissance des projets de Papin. Des notes trouvées dans les papiers de Hooke ont prouvé, eu effet, que l'artiste de Darmouth avait consulté ee savant eélèbre avant de se livrer à ses essais, et alors, dans les confidences de l'intimité, c'était la machine française qu'il voulait exécuter. [Voyez Robison, a System, etc., tome 2, p. 58.)

« Dans le commencement du dix-huilième siècle, Part de construire de grands corps de pompe parfaitement cylindriques, celui d'ajuster dans leur intérieur des pistons mobiles qui les fermassent hermétiquement, étaient très-peu avancés. Aussi, pour empêcher la vapeur de s'échapper par les interstices compris entre la surface du cylindre et les bords du piston, celui-ci, dans la machine de 1705, était-il constamment couvert à sa surface supérieure d'une couche d'eau qui pénétrait dans tous les vides et les remplissait. Un jour qu'une machine de cette espèce marchait sous les yeux des constructeurs, ils virent, avec une extrême surprise, le piston descendre plusieurs fois de suite beaucoup plus rapidement que de coutume. Celte vitesse leur parut d'autant plus étrange, que le refroidissement du corps de pompe produit par le courant d'eau froide qui descendait extérieurement le long de sa surface n'avait amené jusque-là la condensation de la vapeur intérieure qu'assez lentement. Aussi, vérification faite, fut-il constaté que, ce jour-là, c'était d'une toute autre manière que la condensation de la vapeur s'opérait : le piston se trouvant accidentellement percé é'un petit trou, l'eau froide qui le recouvrait tombait par gouttelettes dans V intérieur même du cylindre, à travers la vapeur, la refroidissait et la condensait plus rapidement.

« Depuis cette époque, on a muni les machines atmosphériques d'une ouverture eu pomme d'arrosoir; c'est de là que part la pluie d'eau froide qui se répand dans la capacité du cylindre et y condense La vapeur au moment où le piston doit descendre. Le refroidissement extérieur se trouve ainsi supprimé, et les va-et-vient sont beaucoup plus prompts. Cette importante amélioration, comme tant d'autres qu'on pourrait citer, fut l'effet d'un heureux hasard. Je ne prétends pas, du reste, par là, atténuer son mérite : je regrette même beaucoup de ne pouvoir point désigner ici celui des trois associés dont l'esprit inventif vit sur-le-champ, dans l'événement imprévu dont j'ai rendu compte, le principe d'un perfectionnement qu'on trouve encore dans les machines d'aujourd'hui j mais la tradition ne a nous rien appris à cet égard.