COUP D'ŒIL

c Que de créations de fart, que de prodiges de l'activité humaine, quelle lumière dans tous les champs de la science, depuis que rbomme ne dépense plus inutilement ses forces dans la triste défense de lui-même ; depuis qu'il est en son pouvoir de transiger avec la nécessité à laquelle il ne pourra jamais entièrement se soustraire ; depuis qu'il a conquis le précieux privilège de disposer librement de ses capacités et de répondre à l'appel de son génie ! Quelle activité éveillée partout, depuis que les besoins, en se multipliant, ont donné de nouvelles ailes à l'esprit d'invention et ont ouvert de nouveaux champs à l'investigation! » Schuxer.

c Une fois en possession de l'idée du développement du monde, l'hbtoire ne nous apparaît plus comme un horizon limité dans lequel les mêmes choses se répètent, de siècle en siècle, avec une monotonie fatigante. Nous nous trouvons, au contraire, en présence d'une transformation incessante de l'existence, d'une série de merveilles que nous révèle la nature, et notre esprit, comme un génie céleste, s'élève d'un puissant coup d'aile à travers les espaces! » Geiobr.

Origines et déTeloppement progressif des machines.

Les recherches dont nous nous sommes occupés dans les deux derniers chapiti^s nous amènent involontairement sur un nouveau terrain, celui de Yhistoire du développement des machines dans l'humanité; bien que ce sujet ne paraisse pas tout d'aboi^d avoir une relation nécessaire avec une théorie déductive des machines, il est cependant de nature à exciter notre intérêt au plus haut degré, en

même temps qu'il est réellement d'une importance essentielle pour l'intelligence des matières qui font spécialement l'objet de notre étude. Nous n'avons pas, du reste, l'intention d'introduire le lecteur trop avant dans ce nouveau domaine, d'abord parce que, suivant notre propre remarque, il ne se trou ve pas précisément situé sur la route que nous avons à suivre, et, en second lieu, parce qu'il n'existe jusqu'ici qu'une trop faible quantité de recherches historiques, bien ordonnées, dont on puisse disposer pour dresser un tableau exact et complet dans toutes ses parties.

Il convient, d'ailleurs, de ne pas confondre ici l'histoire proprement dite des machines avec l'histoire de leur développement. La première, en effet, nous présente une série chronologique de productions isolées, qui ne constituent pas toutes nécessairement des progrès et dont quelques-unes peuvent même n'être que des pas en arrière ou des signes de décadence. La seconde, au contraire, se limite, pour chaque machine, à la recherche des divers états qui constituent les degrés successifs parcourus depuis l'origine jusqu'à l'état actuel ; on peut dtre qu'elle commence à nouveau avec chaque peuple qui entre dans sa période de développement et même qu'elle se reflète dans le développement de chaque individu isolé. — L'histoire des machines peut, à la rigueur, être exposée aujourd'hui d'une manière suffisamment complète, au moins pour quelques classes spéciales d'appareils, comme, par exemple, les moulins, les véhicules, les machines à vapeur, et, dans cette voie, on peut constater chaque jour de nouveaux progrès. L'histoire du développement progressif des machines ne peut, au contraire, être entreprise sans qu'on n'ait préalablement établi les notions fondamentales qui s'y rapportent, ce qui est précisément le but de notre travail; elle ne peut être que le résultat de recherches fondées sur ces notions elles-mêmes et qui, par cela même, n'ont pas encore été faites. Toutefois, en se basant sur les connaissances acquises et sur la situation actuelle, il est possible d'arriver, par la réflexion, à jeter quelque lumière sur le passé. C'est là précisément ce que nous allons tenter de faire, en nous appuyant sur les résultats auxquels nous ont conduits les considérations exposées précédemment.

Pour arriver à bien comprendre le développement progressif des machines, on doit, avant tout, chercher à se faire une idée claire de ce qu'il faut entendre par la perfection ou l'imperfection d'une machine. De la bonne qualité des produits on ne peut conclure rétrospectivement à la perfection de la machine d'où ils proviennent,

qu'autant qu'on a soin de séparer d'abord la part afférente à l'action de la main de l'homme. Certains tissus indiens, par exemple, sont d'une qualité et d'une finesse extrêmement remarquables, bien qu'ils soient préparés sur des métiers très-imparfaits ; avec ces métiers, depuis l'origine de la fabrication de ces tissus, l'habileté du tisserand a toujours joué le rôle de beaucoup le plus important. Nous n'avons, du reste, pas besoin de faire remarquer qu'aucune machine ne pouiTa jamais être complètement indépendante de l'action de l'homme, puisque cette action sera toujours nécessaire, ne fdt-ce que pour diriger le fonctionnement de la machine, la mettre en marche ou l'arrêter. On peut admettre, d'après cela, qu'une machine est d'autant plus parfaite qu'elle s'acquitte mieux de la partie du travail qui lui est assignée, et que cette partie est une fraction plus grande du travail total. En réalité, c'est dans ces deux directions, intensité et extension, que cherche aujourd'hui à progresser l'industrie des machines. 11 existe, d'ailleurs, entre elles une certaine dépendance, puisque, toutes les fois qu'on parvient à réaliser un perfectionnement dans la manière dont une machine i*cmplit son but, il se manifeste une tendance naturelle à étendre la part d'action de cette machine dans l'ensemble du travail à effectuer.

Le but que. nous devons nous proposer ici est bien moins de mettre en évidence le développement graduel de l'efficacité des machines et de signaler l'augmentation du nombre de leurs applications que de découvrir les moyens qui ont contribué à amener les machines au degré de perfection dont nous sommes aujourd'hui témoins, c'est-à-dire la conception générale qui a présidé à tous leurs perfectionnements. — Pour parler plus exactement, il s'agit pour nous d^ rechercher ici quel a été le caractère essentiel des perfectionnements successifs apportés aux procédés mécaniques. Nous avons d'autant plus d'intérêt à arriver sur ce point à la plus grande clarté et à déduire de notre étude une conception purement objective^ dégagée de toutes notions accessoires, que nous nous donnerons ainsi le moyen d'avancer plus facilement dans la voie du peifectionnement ultérieur des machines, et cela avec la pleine conscience du procédé suivi.

Pour atteindre le but que nous nous sommes proposé, il convient de remonter, autant que possible, à la première apparition de la machine.

Lorsqu'on cherche, dans l'histoire, les origines des machines,

i08 HISTOIRE DU DÉVELOPPE VB2«T DES MACHINES.

on se trouve toujours reporté à des époques de plus en plus éloignées. Tous les peuples, au moment où ils entrent dans la période historique, sont déjà plus ou moins pourvus de machines, d*unc nature d'ailleurs assez imparfaite. Ce n'est donc pas chez ces peuples que nous pourrons découvrir les véritables origines des machines, et leurs traditions ne peuvent nous fournir que des indications sur leur développement et leurs perfectionnements. Nous nous trouvons, par suite, conduits à abandonner le terrain de rhistoire et à remonter aux périodes préhistoriques. Mais il importe d'abord de remarquer que nous pouvons arriver indirectement au même but en entrant dans le domaine ethnographique, c'est-à-dire en nous livrant à l'étude des peuples qui se trouvent encore à l'état de nature, et qui, d'après une opinion très-plausible, sont maintenant à Fun de ces degrés de développement, pailequel ont passé successivement, une fois, tous les peuples civilisés du globe. En fait, les recherches de ce genre tendent, do plus en plus, à confirmer cette opinion que, pour le même degré d'avancement sur l'échelle du progrès, la nature humaine arrive partout à des productions analogues, et qu'elle suit toujours, dans son développement progressif, de grandes lois naturelles qui lui sont inhérentes (23). Si maintenant, en entrant plus avant dans le sujet, nous mettons, en regard de ce qui était antérieurement connu, les restes, récemment découverts, de cultures plus ou moins imparfaites, qui ont appartenu aux époques préhistoriques ou qui ont entièrement disparu, il devient pour nous d'autant plus évident que la constitution des machines ne doit pas être uniquement recherchée dans le passé et qu'elle se tix)uve intimement liée avec le dé* veloppement général de l'humanité. En d'autres termes, nous sommes ainsi conduits à remarquer qu'il est nécessaire de remonter aux époques les plus éloignées et les plus obscures de l'histoire du développement du genre humain, pour découvrir les premiers germes, les premières i*adicelles de ces notions, qui, après une période de formation lente, embrassant plusieurs milliers d'années, et au milieu de degrés de culture très-variables, sont parvenues aux époques de civilisation plus avancée, pour prendre enfin, en Occident, dans les deux derniers siècles, un développement dont la rapidité, jusqu'à ce jour, a été toujours en augmentant. Il résulte delà que la solution de la question qui nous occupe ne peut être utilement poursuivie qu'à la condition d'en chercher les éléments dans l'archéologie, la philologie, l'ethnographie et l'anthropologie.

En dehors de Tétude des restes d'anciennes civilisations, retrouvés ou simplement conservés par la tradition, on doit encore recourir à Tétude beaucoup plus délicate et plus indirecte dés traces du développement progressif des facultés humaines, qu'on retrouve dans le langage lui-même ; c'est ainsi que cette branche spéciale de l'archéologie qu'on désigne sous le nom de linguistique a conduit sur ce point à des résultats d'une grande importance. C'est à un linguiste que nous sommes redevables de recherches approfondies et véritablement remarquables sur les origines des machines. Le philologue Geiger, malheureusement enlevé trop tôt à la science, a, dans deux mémoires sur l'origine de Voutil et sur la découverte du feu*, tracé quelques lignes générales, bien dignes d'attirer l'attention de tous ceux qui veulent étudier spécialement la marche progressive de l'humanité dans les temps préhistoriques et historiques jusqu'à nos jours. Dans son petit ouvrage, d'une grande richesse d'idées, Geiger, à la suite de considérations multiples et profondes, se trouve amené à cette conclusion que le mouvement de rotation est le premier que l'homme ait produit, au moyen de dispositions du genre de celles que nous avons appelées machinales. D'après lui, l'un des premiers dispositifs, sinon le premier, qui mérite le nom de machine^*, est l'appareil de production du feu par le frottement de deux morceaux de bois; cet appareil, qui joue un rôle important dans les cérémonies religieuses des peuples primitifs de la race indo-germanique, est aujourd'hui encore fréquemment en usage chez le^ peuplades sauvages ; son origine remonte à une époque tellement éloignée qu'il est probable qu'à cette époque le feu n'était pas encore utilisé pour les usages domestiques et ne servait que pour ceux du culte. Il existe, en effet, de sérieuses raisons de croire que la race humaine a parcouru une certaine période, sans faire usage du feu dans les habitations, tandis que, dans les lieux sacrés, elle adorait déjà cet élément comme une puissance supérieure.

Une tige de bois, grossièrement taillée en pointe à sa partie inférieure et introduite normalement dans une cavité correspondante, est maintenue entre les paumes des deux mains, qui lui communiquent un mouvement de rotation alternatif très-rapide, jusqu'à ce que, par le frottement, les petits éclats de bois détachés, les fibres cotonneuses ou les petits morceaux de moelle, dans le voisinage de

* Geiger. Zur Entwickelungê Geêchichie der Memcàheit, Stuttgard, 1871. ** Klemm eiprime incidemment la même opinion, K. W. m, g 592.

BSULBAUZ» CnrClUTlQlIB. 14

Fig. 160.

la cavité, arrivent à prendre feu* (fig. 160). Dans cet appareil, les

mains ne roulent pas simplement sur la tige de bois (à laquelle on a donné dans notre dessin une forme un peu trop européenne), mais elles la pressent également, de haut en bas, contre la pièce de bois horizontale, qui est maintenue solidement avec les pieds ou avec les genoux, de telle sorte qu'il se produit peu à peu un mouvement descendant des mains. Il résulte de là que, pour les bois s'enflammant difficilement , l'appareil exige le concours de deux hommes, dont l'un commence à agir à la partie supérieure de la tige, quand l'autre est arrivé à la partie inférieure (24). D'après les descriptions, il semble que les brahmanes utilisent aujourd'hui encore une disposition analogue, pour la production du feu, dans les cérémonies de leur culte; toutefois, leurs appareils présentent avec le précédent certaines difTérences, qui peuvent n'être pas tout à fait négligeables.

A une époque postérieui^, bien éloignée de celle à laquelle est dû ce premier produit de la conception machinale, on eut l'idée d'enrouler plusieurs fois, autour de la tige verticale, une corde, dont les extrémités saisies par les mains et tirées successivement, l'une après l'autre, permettaient de donner à cette tige un mouvement de rotation alternatif (fig. 161).

Dans ce cas, l'extrémité supérieure du bâton, également taillée en pointe, est maintenue dans sa position au moyen d'une troisième nièce de bois, analogue à celle du bas, et tenue fixe par un second ouvrier, qui exerce sur elle une pression de haut en bas, tandis que le premier agit sur la corde **.

Pour peu qu'on veuille pénétrer dans notre histoire primitive, on arrive à se rendre parfaitement compte que la cause déterminante

• V. Tylor. Early kUtory ofmankind, London, 18T0, g 241. V. aussi Klemm, Âllgemeine KuUurwUsensckaftt Leipzig, 1858, vol. II, g 66.

** Cette figure est empruntée à l'ouvrage précédemment cité de Tylor. Elle représente,

d'après un dessin du dernier siècle, deux Esquimaux occupés à produire du feu. Tylor

' reproduit encore une série d'autres dessins qui se rapportent à des époques plus ou

moins rapprochées de nous et qui représentent des foreun de feu ou des fire-^rilU,

comme il les nomme.

OBIGIRBS DES MACHINES. .fit

des modifications et des pcrrectionnements apportés successivement à ce curieux dispositif a été l'usage extrêmement étendu qu'on en faisait. Pour en donner une idée, il suffit de faire remarquer que, chez les Indiens, les ancêtres des habitants actuels de l'Eitropu, dans te dernier mois de la ^andc fôte des Sacrifices, le feu sacré doit être allumé 360 fois par jour, avec neuf espèces dilTérenles <le bois, qui sont prescrites par le rite.

Les découvertes faites dans certaines fouilles permettent de conclure, avec un grand degré de certitude, que les hommes primitifs ont fait usage d'appareils analogues à ceux que nous venons de décrire, et, ce qui est étonnant, c'est qu'avec de pareils moyens ils arrivaient à percer des trous, non-seulement dans le bois, les os el les cornes de cerf, mais encore dans \ea pierres les plus dures. Les sauvages de difrércntcs contrées du globe se servent encore aujourd'hui de ce môme dispositif pour le perçage des trous. 11 a été récemment établi que c'est avec le simple appareil de la fig. 160, ou, tout au plus, avec celui de la fig. 161, qu'avaient été préparés les émeraudes, les cristaux de roches et les néphrites qui ont été trouvés par HoiiBOLDT etBoNPLA«D, dans l'Amérique du Sud, et qui présentaient des figures d'animaux si profondément et si finement sculptées que ces illustres voyageurs avaient cru devoir les considérer comme les produits d'une civilisation très-avancée, qui avait disparu. Le secret qui permettait aux artisans primitifs d'obtenir de

pareils résultats consistait dans l'addition d'eau et de sable à aiguiser sur la pointe du foret. Il convient, d'ailleurs, d'ajouter que, par ce procédé, une seule pièce, pour être complètement terminée, exigeait plusieurs années et même une ou deux générations (25). Une autre circonstance qui tend encore à jeter de la lumière sur cette question, c'est que les mots actuellement employés pour exprimer Vaction de percer ne comportaient pas, à l'origine, l'idée d'une cavité ronde ou d'une pénétration pratiquée dans un objet, • idée que nous leur attachons aujourd'hui d'une manière si précise. Ils exprimaient tous, plus ou moins nettement, l'action de frotter, de creuser, de gratter, opération qui est dans une étroite relation avec celle de polir, d'affiler, de façonner par le frottement *.

Quant à la question de savoir quelle est la période de temps qui s est écoulée avant qu'on arrivât à passer du mouvement de rotation alternatif, précédemment décrit, au mouvement de rotation continu, elle n'est pas susceptible d'une réponse rigoureuse et on ne peut établir, à ce sujet, que de simples conjectures. Dans tous les cas, cette période doit avoir été d'une grandeur qui dépasse de beaucoup celle de nos périodes historiques. Il est certain que les roues hydrauliques en dessous, qui sont bien les premiers représentants des machines à mouvement de rotation continu, remontent à une trèshaute antiquité, tout en témoignant cependant d un degré de culture déjà très-considérable. Elles supposent, en effet, là au moins où elles sont employées pour l'irrigation, l'existence de populations sédentaires, adonnées à l'agriculture. Les traditions qui nous sont parvenues sur la forme des roues de ce genre, employées autrefois dans la Mésopotamie, montrent une concordance merveilleuse entre cette forme et celle des roues encore en usage aujourd'hui dans ce pays ; les anciennes roues étaient entièrement en bois et munies de pots en argile**. La fig. 162 représente une des plus anciennes formes des roues élévatoires qui sont encore aujourd'hui utilisées en Chine, A l'exception de l'axe, qui est en bois, ces roues se composent çntièrcment de bambous et de joncs tressés, sans emploi d'aucun métal; l'axe repose sur des supports en bois, disposés à la partie supérieure en forme de fourchette. Le diamètre de ces roues varie de 6 à 12 n;iètres; l'eau, puisée parles récipients en bambou, pendant leur immersion, vient se déverser dans un vaste réservoir, d'où elle est

' V. Geieer, Ursprung und ErUwickelung der memchlichen Sprache und Vernunft,

187 î ; II, P. 54.

*• Plîne. XIX. 2?.

conduite, par un petit canal, sur les champs à irriguer. Geiger, qui ne parle pas de ces dernières roues, est d'avis qu'on doit considérer, comme étant les plus anciennes, les roues à prières, qui sont encore en usage dans les temples bouddhistes du Japon et du Thibet, et qui sont en partie des roues à vent, en partie des roues hydrauliques en dessous. Geiger observe avec finesse que leur emploi, dans les rites du culte, doit avoir eu précisément pour cause le respect qu'inspirait le mouvement de rotation continu. Les autres exemples que cite ensuite le savant philologue ne présentent plus d'intérêt pour le sujet qui nous occupe et nous les laisserons de côté.

La roue du potier, qui était encore inconnue auj constructeurs des habitations lacustres, n'est vraisemblablement pas antérieure aux roues hydrauliques dont il vient d'être question ; mais elle représente, en tous cas, une application, faite de bonne heure, d'un mouvement de rotation continu, d'une durée plus ou moins considérable. .

Peut-être devons-nous admettre qu'avant de savoir utiliser, pour la conservation du mouvement de rotation, la force vive acquise par la masse en mouvement, le potier avait recoui^s à un aide, qui communiquait au disque, avec les mains, un mouvement de rotation alternatif.

Une autre question extrêmement intéressante est celle qui se rapporte à l'origine des chars et des roues des chars^ car ces dernières, considérées comme dispositifs cinématiques, permettent de tirer d'importantes conclusions relativement à l'existence d'autres

Fig. 16Î.

81 f HISTOIRE DU DËYELOPPENEM DES HACHR^ES.

dispositions machinales. Chez les Grecs, les Égyptiens et les peuples de TAsie Majeure, nous rencontrons, de très-bonne heure, les chars en usage, et notamment ceux à deux roues (26). Après avoir pris naissance en Orient, ils se répandent progressivement dans les pays occidentaux. Pendant longtemps, chez les Grecs et les Égyptiens, les chars constituent le principal et, pour ainsi dire, Tunique moyen de transport, au moyen des chevaux, aussi bien pour la guerre que pour le commerce et les cortèges publics. Ce n'est que plus tard que ces peuples arrivèrent à utiliser le cheval, en le montant directement, à rimitation des peuples de l'Orient et du Nord. Les héros d'Homère combattent tous sur des chars : on peut même remarquer que les cavaliers, dans les temps homériques, sont considérés comme des sauvages, encore à l'état de nature, ainsi qu'en témoigne le mythe des centaures. Chez les Assyriens, au contraire, d'après les indications fourmes par les bas-reliefs qui nous sont parvenus, le cheval, depuis une époque assez reculée, était utilisé à la fois pour les deux usages. Dans ces temps-là, le char de combat était un appareil de guerre très-coûteux, et la possession d'appareils de ce genre en nombre plus considérable, comme aujourd'hui celle d'une artillerie plus puissante, suffisait pour donner à ime armée un grand avantage sur l'armée ennemie. Nous savons, par exemple, d'après la Bible (Juges, I, 19), que les Israélites, à leur entrée en Palestine, eurent beaucoup à soufTrir du manque de chars. Quoique Juda eût pris possession de la montagne, il ne pouvait pourtant pas expulser les habitants de la vallée, « parce qu'ils avaient des chars en fer » (Juges, IV, Victoire de Debora). C'est seulement deux cents ans plus tard que cette cause d'infériorité disparut, lorsque David eut enlevé 700 chars aux Syriens, à la suite d'une grande victoire (II Sam., x, 18) (27).

Les décorations et les dessins qui proviennent des Égyptiens, des Assyriens et des Grecs, ainsi que les quelques chars ou débris de chars qui ont été consei'vès, nous permettent de nous rendre parfaitement compte du mode de confection des anciens véhicules à roues. Les Assyriens et les Égyptiens faisaient, le plus souvent, usage de roues à six rais ; pour les roues d'un diamètre relativement considérable ou d'une exécution assez imparfaite, ce nombre s'élevait à huit, dix ou même douze ; les Grecs, au contraire, employaient, de préférence, des roues à quatre rais seulement . Les types . de roues qui renferment le plus petit nombre de rais sont d'une exécution plus parfaite et plus délicate que les autres ; construits à

Torigine entièrement en bois, ils furent ensuite remplacés par un système mixte en bois et métal, pour arriver finalement à l'emploi exclusif du métal (bronze) (28) . Des roues entièrement pleines et d'un travail plus grossier, représentées sur quelques-uns des dessins que nous avons précédemment mentionnés, sont attribuées aux peuples moins civilisés de l'Asie Mineure. Aujourd'hui encore, dans les chariots des Hindous, à côté des roues à plusieurs rais, on rencontre également des roues grossières, formées de disques pleins, qui sont montés sur des essieux en fer ou en bois. Le type le plus ancien des chariots de transport des Romains, le plaustrvm^ avait aussi des roues pleines et présentait cette particularité, digne d'être remarquée, que les deux roues, munies chacune d'une ouverture centrale, de forme carrée, étaient calées sur les essieux en boisy lesquels étaient pourvus de tourillons ronds, leur permettant de tourner dans le bâti du chariot. Ce mode de construction s'est maintenu jusqu'à ce jour en Portugal, et c'est encore sur ce type que les indigènes de l'île Formose construisent leurs chariots (29).

A une origine qu'on ne peut guère supposer antérieure à celle des antiques véhicules que nous venons de citer, et qui est même probablement plus récente, remontent ces chars de bronze en miniature que l'on a découverts dans les tombes (tumuli) des plaines de l'Allemagne du Nord, à Schonen, par exemple, et dont le musée romano-germanique de Mayence possède d'excellentes reproductions. On suppose que ce sont des modèles de chars qui servaient pour l'usage du culte*, et qui se trouvaient, dès lors, présenter une certaine analogie avec les chaudières à roues du temple de Salomon ; il convient, du reste, d'ajouter que des personnes autorisées ont exprimé, à ce sujet, une opinion complètement différente. Une particularité remarquable de ces chars, c'est que leurs petites roues sont à quatre rais, comme dans la plupart des chars grecs.

Il est, d'ailleurs, certain que le char était déjà connu à une époque plus ancienne que celle de l'origine de tous les véhicules dont il a été question jusqu'ici. Les plus anciens ouvrages de la littératui^ indienne en font plusieurs fois mention. C'est ainsi, par exemple, que, dans Riksanhita, on trouve les passages suivants :

(X, 89, 4] Indra, en séparant le ciel de la terre, les fixe, dans sa toute-puissance» comme dBux roues sur leur axe...

* T. Liscb, Ueber die chemen Wagenbechm der BromneU, Schwerin, 1860:

eiG HISTOIRE DU DÉVELOPPEMENT DES MACHINES.

à un autre endroit :

(VIII, 6, 38] De même que la roue roule den^ière le cheval, de même les deux mondes...

et enfin, dans la description du jour et de la nuit :

(I, 185, 2) Soutenant tout l'univers par leur propre force, le jour et la nuit tournent semblables à deux roues...

Tous les deux, bien que dépourvus de pieds et ne marchant pas, possèdent un grand nombre de rejetons qui ont des pieds et qui marchent...

Outre ces passages, on en pourrait citer d'autres, dans lesquels sont décrits les riches ornements des chars et les soins à apporter dans l'élevage des chevaux. De cette abondance d'images poétiques où figure le char à roues, on doit conclure que ce char était déjà en usage depuis longtemps à l'époque des poèmes védiques (1700 ans avant l'ère chrétienne).

Si donc l'on tient compte des transitions indispensables, on se trouve conduit à admettre que l'origine du chariot va se perdre dans les ténèbres de ces époques qui sont de beaucoup antérieures aux périodes historiques, et sur lesquelles les recherches philologiques sont seules parvenues à jeter quelques faibles rayons de lumière. De ces dernières recherches il semble, d'ailleurs, résulter que le chariot ne dérive pas du traineau ou du véhicule en forme de caisse, mais qu'il doit bien plutôt être considéré comme une conséquence de l'emploi des corps roulants, c'est-à-dire de la roue elle-même *. Peut-être convient-il de chercher l'origine de la roue dans le tronc d'arbre roulant, lequel a évidemment donné l'idée des rouleaux à placer sous les charges à déplacer ; le rouleau se rapproche beaucoup de la roue pleine, et spécialement du couple de roues tel que celui qui est encore en usage aujourd'hui à Formose (30) . On serait amené par là à reporter la découverte du chariot à l'origine du développement de la culture humaine, à l'époque correspondant à la construction de la première habitation artificielle, et à la classer, par conséquent, parmi les plus anciennes inventions de l'esprit humain.

Dans l'antiquité historique, on retrouve encore en usage le mécanisme à percer dont il a été précédemment question. Homère en a donné une description très-claire dans TOdyssée (ix, 384) :

... De même qu'avec le foret un homme perce la poutre du navire, que d'autre? , en agissant sur les deux extrémités de la corde qui entoure l'outil, lui conununiquent constamment un mouvement de rotation... de même nous tournions...

* En sanscrit, le nom du chariot est ratha

ORIGINES DES H&CHINES. -in

Ce mode de travail, évidemment très-employé par les charpen- Uers, dans les temps homériques, exigeait trois ouvriers ; nous pouvons admettre, avec assez de vraisemblance, que le même procédé était appliqué, d'une manière analogue, dans les temps préhistoriques, pour percer les grandes haches de pierre.

Un fait qui mérite ici d'être mis en relief, c'est que l'art de pratiquer des trous cylindriques et, par suite, de préparer des cylindres creux, doit être de beaucoup antérieur à celui qui a permis d'obtenir des cylindres pleins, ou, d'une manière générale, des corps limités extérieurement par une surface de rotation. On réussit, en effet, toujours à pratiquer un trou, même avec un outil d'une nature très-imparfaite, puisque la surface de rotation limitant la cavité s'obtient k peu près avec la même facilité, que la génératrice (l'arête coupante de l'outil) ait une forme régulière ou non. Un éclat de silex quelconque pouvait, dès lors, être utilisé pour percer des trous dans le bois, les os et la corne de cerf, à la seule condition d'être aiguisé et d'être à peu prés convenablement fixé (51). Au contraire, pour tourner un corps extérieurement, il est nécessaire, ne fût-ce que pour pouvoir appliquer le ciseau avec succès, qu'il existe un dispositif spécial permettant de fixer ce corps avec assez de précision pour qu'il puisse recevoir un mouvement de rotation autour d'un axe géométrique fixe. Il parait assez vraisemblable que c'est la roue du potier qui a dû donner la première idée du tour. Dans tous les cas, il est incontestable que le foret est beaucoup plus ancien que la roue du potier, laquelle est elle-même antérieure au tour.

Une des formes les plus anciennes de cette dernière machine se rencontre dans le tour qui est encore aujourd'hui en usage cbex les

Kalmouks et que représente la fig. 163*. Il se compose, comme on le voit, d'un axe en bois, disposé horizontalement sur deux supports, entre lesquels se trouve enroulée une corde qui permet à un aide du tourneur de communiquer à cet axe un mouvement de rotation, tout à fait identique à celui de l'appareil de la fig. 161 ; à l'extrémité libre de l'axe est fixé l'objet à tourner. Le tourneur, après avoir fixé son appareil sur le sol, au moyen de simples chevilles, place en avant un petit banc, disposé comme l'indique la figure, et commence son travail. Avec cette machine d'une grande simplicité, il parvient à obtenir des objets d'une perfection relativement très-grande**.

Il convient de remarquer que le tourneur kalmouk fabrique, de préférence, des plateaux ou des tasses de bois, d'os, de métal, etc. Ce genre de fabrication se trouve en connexion étroite avec le mode de construction de son tour ; l'absence d'un second appui pour la pièce à tourner, ou de ce qu'on appelle la contre-pointe dans les tours ordinaires, l'oblige, en effet, naturellement, à ne préparer que des objets d'une faible longueur, et spécialement des pièces planes et creuses. Ces deux choses, le mode de construction du tour et la nature des produits, semblent prouver, d'une manière à peu près incontestable, que l'appareil dérive de la roue du potier. Cette conclusion se trouve, d'ailleurs, confirmée par cette circonstance que, chez les Romains, l'ouvrier faisant usage du tour était désigné, non-seulement sous le nom de tornator^ mais encore sous celui de vascularius*** ^ c'est-à-dire fabricant de vases (32). Lors môme que les deux expressions n'auraient pas été, à proprement parler, tout à fait équivalentes , il n'en est pas moins acquis que le vascularius se servait fréquemment du tour et avec une grande habileté, comme le prouvent les vases et les fragments de vases qui sont parvenus jusqu'à nous. Le tour que nous venons de décrire peut donc être considéré comme constituant un appareil intermédiaire entre la roue du potier et le tour proprement dit, disposé pour tra- 'vailler des objets d'une forme allongée et d'une matière quelconque. Dans ces derniers temps, le tourneur kalmouk est parvenu à supprimer l'aide, au moins pour l'exécution des travaux les plus légers, en manœuvrant lui-même les deux extrémités de la corde,

* D*après Klemm, KuUurwUseruckaft, I, p. 387.

" V. Bergmann, Nomad, Slreifereien, u. d. Kalmûcken, Riga, 1804, H, 17i.

••* Ci«îeron,f Vrrm,, IV, 24.

ORIGINES DES NiCIIUJES. S19

l'une avec la maÏR gauche, l'autre avec un doigt du pied gauche, pendant qu'il conduit le ciseau avec la main droite.

Les tourneurs romains étaient arrivés à un très-grand degré d'habileté; non-seulement ils savaient fabriquer des tasses de pierre d'une épaisseur extrêmement mince, mais ils parvenaient encore à tourner des vases de verre, comme le prouvent les fragments de vases antiques de la collection Mikotou. — Toutefois, leur métier ne consistait pas uniquement dans la production d'objets de ce genre et il est certain qu'ils utilisaient également leur appareil pour tourner de grandes colonnes de pierre ou des fûts de colonnes *.

Il est incontestable que les anciens Égyptiens connaissaient l'art du tourneur et faisaient usage d'objets tournés; mais on est moins fixé sur leur manière de travailler (53). Peutrêlre convient-il de considérer le tour qui est encore aujourd'hui employé en Egypte, tel que le représente la fig. 164, comme une dérivation directe de

celui qui était en usage du temps des Pharaons. Ce singulier appareil est d'une simplicité tout à fait primitive.

La pièce a (en bois) à préparer est prise entre deux pointes de fer 6 et c et reçoit un mouvement de rotation alternatif, qui lui est communiqué par l'intermédiaire de l'archet d. La traverse [en bois qui porte la pointe b est fixée sur la table e, qui fait l'office de banc de tour, tandis que la seconde traverse c peut, au contraire, se déplacer et ne fait que reposer sur la table e. Elle est maintenue, dans la position qu'on lui donne à chaque opération, par le poids de la barre de fer f, qui, à l'une de ses extrémités, est munie d'un contre-poids en pierre g, tandis qu'à l'autre, près de la traverse b, elle est reliée à la table par un pivot vertical A. Les deux pointes en

' T. Ouft-. HOller's Arehàologie der Kuait nach Klenie in BSItiger's AmaUhaa, III,

ooo HISTOIRE DU DÉVELOPPEMENT DES MACHINES.

fer 6 et c sont fixées directement sur les traverses, comme des clous. Pour se servir de cet appareil, le tourneur se tient accroupi sur le sol et met en mouvement, avec la main gauche, l'archet d, tandis qu'avec la main droite il tient le manche de l'outil ; il se sert du gros doigt du pied droit pour appuyer cet outil, en /:, sur la barre de fer f. L'habileté du tourneur égyptien est très-estimée *.

Cet étrange appareil, dans lequel la clôture de force se trouve réalisée d'une manière beaucoup plus complète que dans les appareils précédents, ne peut certainement pas être considéré comme une transition directe entre la roue du potier et le tour proprement dit. Il est, du reste, également assez invraisemblable que l'Europe méridionale ait pu prendre, comme modèle, le tour égyptien, dont Je mode de construction rend précisément indispensable, pour l'ouvrier, la position accroupie, position qui ne s'accorde guère avec les habitudes des peuples d'Occident.

Au moyen âge, on rencontre un tour, dérivé sans aucun doute de ceux de l'antiquité, dans lequel le mécanisme moteur repose encore sur le même principe que celui du foret, précédemment décrit, mais présente cependant de notables perfectionnements. Ce tour est reslé en usage jusqu'à ce jour en Italie et, en général, dans les pays de l'Europe méridionale. La principale particularité de ce tour consiste en ce qu'il n'exige plus, pour son fonctionnement, qu'un seul homme, au lieu de deux. Pour se servir de cet appareil, le tourneur enroule autour de la fusée, ou même souvent autour de la pièce à tourner elle-même (ce dernier procédé est certainement le plus ancien), une corde ou une courroie, qui, à la partie supérieure, vient se fixer à une lame de bois flexible, formant ressort, et, à la partie inférieure, aune simple pédale (fig, 165). Cette pédale, qui s'abaisse sous la pression du pied du tourneur, se relève ensuite sous l'action de la tension que communique à la corde la lame flexible ; la pièce à tourner reçoit ainsi un mouvement de rotation alternatif, en avant et en arrière ; c'est seulement pendant le mouvement en avant, qui correspond à l'abaissement de la pédale, que le tourneur fait mordre son crochet**. Un atelier de tourneurs, en Italie, avec son plafond dont se détachent en foule les cordes et les lames flexibles, produit une étrange impression sur l'ingénieur moderne; on retrouve là vraisemblablement une copie assez fidèle d'un atelier de tourneurs de l'ancienne Rome.

* V. Description de VÉgypie, «• édition, 4823, vol. XH, p. 452, PI. iv. ** Laboulaye désigne ce tour sôus le nom de Tour en Voir, Gin., p. 463.

OKlGBïES DES HACHINES. 8!l

Pour les petits travaux de tournage et de perçage, on utilise aujourd'hui encore le mouvement de rotation alternatif. Dans ce cas, la corde destinée à donner le mouvement à l'outil s'enroule autour d'un < petit cylindre ou fuseau , et ses deux extrémités viennent s'attacher à un archet en acier. Le mouvement de rotation alternatif du fuseau s'obtient alors en faisant mouvoir, en avant et en arrière, cet ' archet, dont la tension, contrairement à ce qui a lieu pour le ressort du tour de la fig. 165, conserve toujours une valeur constante. Dans le petit tour d'horloger, le fuseau est maintenu entre

deux pointes ou porté par y. ^^^

deux supports. Lorsqu'il

s'agit simplement de percer un trou, on a généralement recours à une disposition assez primitive qui consiste à appuyer l'axe du foret, d'un côté contre la pièce à percer, de l'autre contre la poitrine, par l'intermédiaire d'un bouclier. Le foret à archet remonte à une asseï haute antiquité, puisque, sous une forme assez simple, il était Irès-répandu chez les Chinois*; on le rencontre également chez les Kalmouks sous deux formes différentes**; enfin il est aujourd'hui démontré que les Égyptiens en faisaient déjà usage 1500 ans avant l'ère chrétienne *".

Des découvertes récentes tendent même à établir, avec un trèsgrand degré de probabilité, que cet appareil était connu et utilisé par des races, depuis longtemps éteintes, qui habitaient l'Amérique, avant les Indiens que nous y trouvons actuellement'*'*. Dans les

• V. Klemra. K. W..I,,p. 585.

" T. Bei^mann, îiomad Stniferâai, II, p. 93.

'" T. Weûs, £o((ânuUe,[,lS60,p. M, et W'ilkinMn, Ancîcnl £9^1ùni,lS71,I,p.56. "" V. Rau, Drilting ttoiit icit/uiut Mêlai, Smilhêonian Aeporf, 1808. p. 398, où sont inmtigiiiiés des foseaui de pierre et d'os de forets appirteiiuil 1 l'ige de pierre

i32 HISTOIRE DU DËVELOPPBVEEIT DBS UACHINES.

tours aujoui'd'hui en usage pour l'horlogerie et la mécanique de précision, l'archet tend à disparaître peu à peu pour faire place à une transmission par courroie, présentant une disposition analogue à celle de la fig. 142 (p. 186). On doit comprendre, d'après tout cela, avec quelle lenteur et quelles difficultés a dû s'effectuer le passage du mouvement de l'otation alternatif au mouvement continu, au moyen d'une transmission par corde ou par courroie.

n ne semble pas qu'on puisse établir, avec eiactîtude, à quelle époque a commencé à s'introduire ce second mode de transmission. Mais, en tous cas, l'emploi de cette transmission, pour le mouvement du rouet, chez presque tous les peuples de l'Asie, est une preuve de son ancienneté. Suivant toute probabilité, la disposition de ta courroie à brins croisés {fig. 166) doit avoir été utilisée avant celle de

la courroie à brins non croisés, et elle doit elle-même avoir été précédée par la disposition de la fig. 167, dans laquelle la courroie ou la corde, croisée ou non, était enroulée plusieurs fois autour de

doux rouleaux, aHn qu'il ne pût se produire aucun glissement (34). Dans cette dernière disposition, un bâti môme assez informe et d'une construction imparfaite sufGsait pour rendre possible la transmission du mouvement, car, en raison du grand nombre d'eni-oulements, il existait évidemment une irès-grande adhérence entre la corde et la surface des rouleaux.

On peut trouver là l'origine da la courroie sans fin moderne, en

ORIGINES DES KAGHIKES. 223

la considérant comme une transformation de la corde enroulée plusieurs fois, pour produire un mouvement de rotation alternatif; dans cet ordre d'idées, les deux poulies de la figure 167 doivent être assimilées à deux tiges d'appareils à forer dont les cordes sont réunies. Le nombre de tours sur le même rouleau, en diminuant peu à peu, a fini par se trouver réduit à un seul, comme dans la figure 166. En même temps que se produisait cette réduction du nombre de tours, s'est introduit l'emploi d'une courroie large et plate, au lieu de la lanière étroite ou de la corde ronde en usage antérieurement. Ce n'est que plus tard qu'on arriva à essayer d'enrouler la courroie sur les poulies, sans la croiser. Nous ne devons pas oublier de mentionner, à ce sujet, l'importance qui s'est attachée, jusqu'à nos jours, au rouleau tendeur, lequel figure encore maintenant, dans tous les traités de mécanique appliquée, comme un exemple particulièrement remarquable. Toutes ces transformations successives se sont accomplies avec une extrême lenteur, qu'il est, d'ailleurs, possible de s'expliquer, si l'on veut bien se rappeler les difficultés qu'éprouvent aujourd'hui encore un grand nombre de personnes à comprendre comment, dans les transmissions télodynamiques, le mouvement de la poulie conduite peut être déterminé par un câble qui reste lâche; dans ce cas, le principe appliqué dans la corde enroulée plusieurs fois apparaît poussé jusqu'à son extrême limite.

Une application très-importante du mouvement de rotation et qui doit être considérée, à juste titre, comme un premier pas vers l'adoption du mouvement circulaire continu, est celle qui se rapporte au filage. A l'origine, l'opération qui a pour but de tordre et de réunir en un fil les fibres textiles doit vraisemblablement avoir exigé deux personnes ; plus tard, elle s'exécuta avec une seule, qui, avec la paume de la main, roulait le fil sur sa cuisse, comme on le fait encore aujourd'hui dans quelques contrées de l'Inde. Il semble, d'après cela, que l'introduction de la quenouille ou du fuseau à main devrait remonter à une époque postérieure et peut-être à une époque historique. Mais les découvertes faites récemment dans des habitations lacustres sont venues modifier cette opinion; on a, en effet, trouvé, dans ces habitations, des fuseaux à main complets, originaii^s de l'âge de pierre. L'un de ces fuseaux, représenté par le n* 1 de la figure 168, est muni d'un peson en terre cuite, d'une forme assez élégante et d'une ornementation varice ; si donc on doit conclure de là que l'usage du fuseau était entré dans les habitudes de ce

n\ KTSTOmE DU DEVELOPPEHENT DES H.^CUINES.

temps, il en résulte également que son origine ne remonte pas à une époque antérieure à la dernière période de l'âge de pierre.

Dans le fuseau à main on rencontre la première application de cette importante découverte, que le mouvement de rotation, une fois produit, peut èlre entretenu, pendant un certain temps, par une masse pesante, faisant office de volant.

Le fuseau à main, qui est encore en usage dans certaines parties de la Bohême et de la Silésie, a, comme on le voit, une origine préhistorique. 11 est muni d'un pcson de bois, d'élain ou d'argile (2, fig. 168), et se termine en pointe à ses deux cslrémités. La fileusc, en saisissant la partie supérieure du fuseau entre deux doigts, lui imprime un mouvement circulaire, qu'elle maintient au

Fig. 168.

moyen d'impulsions répétées, données avec ces mêmes doigts, jusqu'à ce qu'il arrive à loucher le sol ; c'est là un mode d'impulsion qui, suivant la légende populaire allemande, fut fatal à la princesse Dornrôschen. Ce fuseau à main, qui se retrouve dans les usages et dans les légendes de certaines régions de l'Allemagne, n'est pas le seul dont l'emploi se soit conservé jusqu'ici en Europe. Dans l'Itulic méridionale et dans la Grèce, on rencontre encore en usage d'autres formes, également Irès-ancicnnes. En premier lieu, nous citerons le fuseau toscan (5, fig. 168), dans lequel le peson se trouve remplacé par un renflement très-prononcé ; la manière d'opérer avec ce fuseau est, d'ailleurs, la même qu'avec le précédent. Parmi les autres variétés, nous nous bornerons à mentionner le fuseau des paysannes napolitaines et siciliennes, auxquelles le rouet

à filer est complètement inconnu. Abstraction faite de petites difTé renées locales, ce fuseau, qui est entièrement en bois, se compose d'une tige cylindrique, munie de deux disques, disposés, Tun à la partie supérieure, l'autre au milieu, et entre lesquels se trouve compris le filè terminé (4, fig. 168). La filcuse effectue ordinairement son travail en se tenant^assise ; elle commence par placer le fuseau sur le genou et lui imprime un mouvement rapide de giration avec la paume de la main droite; pendant que dure ce mouvement de rotation, elle tire de la quenouille une nouvelle portion de la matière à filer, qui se trouve recevoir du fuseau la torsion nécessaire, par l'intermédiaire d'un petit crochet métallique, fixé audessus de la rondelle supérieure. Le mouvement de rotation diminue peu à peu, à mesure que le fuseau s'abaisse. Lorsqu'il est arrivé près du sol, la partie de la matière amenée à Tétat de fil est enroulée sur le fuseau, la partie libre est engagée dans le crochet et la même opération se répète ainsi indéfiniment.

Le fuseau à main se retrouve également employé aujourd'hui en Egypte, sous la forme que représente le n* 5 de la figure 168 et qui est presque identique à une de celles qui étaient usitées dans l'Egypte de l'antiquité (35). En raison de la position accroupie qu'affecte le fileur (qui peut être un homme aussi bien qu'une femme), le mouvement de rotation est donné au fuseau au moyen des doigts de la main droite, pendant que la main gauche tient la quenouille suspendue en l'air.

Le procédé qu'on met en œuvre, dans ces différents cas, pour engendrer un mouvement de rotation toujours dirigé dans le même sens et, dans une certaine mesure, continu, présente encore, comme on le voit, beaucoup d'analogie avec celui qu'on utilisait à l'origine pour produire un mouvement de rotation alternatif.

Prise dans son acception la plus large, l'opération du filage comprend également la fabrication des cordages. La disposition, qui est employée en Egypte pour cette fabrication et qui est indiquée dans la figure 169, présente pour nous un intérêt spécial, en ce qu'elle peut être considérée comme constituant une transition remarquable entre notre transmission actuelle par courroie et Tancienne transmission par corde pour le mouvement alternatif. Cet appareil, qui est vraisemblablement très-ancien, est utilisé par les Égyptiens pour l'opération du commettage^ laquelle a pour but, comme on le sait, de réunir et de tordre les torons, préalablement préparés (ici au nombre de quatre), pour en ormer une corde. Les torons partent

BIULIADX, COliMATIQIII. 15

«6 HISTOIRE DU d6TBL0FPEVENT DES MACHINES,

du chevalet h deux pieds a, qui est retenu à l'arrière par un fort câble, et viennent se rejoindre vers le point où doit s'opérer le comroeltage. Là le cordier européen se sert ordinairement d'une pièce spéciale, le touptn, qui est un tronc de cdne en bois, muni d'un certain nombre de cannelures, dans lesquelles s'engagent les torons ; en arrière de cette pièce, qu'il fait avancer progressivement

vers le chevalet, se produit la torsion résultant du mouvement continu de rotation que la portion de corde, déjà préparée, eiécute autour de son axe. Le cordier égyptien guide, au contraire, les quatre torons avec les mains, en les laissant glisser très-adroitement entre les doigts, en même temps qu'il s'avance lentement vers le chevalet a. Les quatre fuseaux, auxquels les torons sont fixés, doivent, d'ailleurs, comme la corde, tourner d'une manière continue autour

OiaGINES DES MACHINES. SS7

de leurs axes respectifs, de telle sorte que le degré de torsion de ces torons ne change pas. Ce résultat s'obtient au moyen d'une corde sans fin c, qui passe deux fois sur j les fuseaux et qui est con* stamment tirée par deux hommes. En d, cette corde se trouve engagée dans un anneau, qui, par suite de la résistance qu'il^oppose au brin ascendant, a pour effet de la maintenir toujours suffisamment tendue.

Le rouet à filer à main est tellement répandu chez les Indiens, les Chinois, les Japonais et les peuples de l'Archipel Malais, qu'il doit nécessairement remonter à une haute antiquité ; il était également connu des Romains. En Germanie, au contraire, le filage au rouet ne semble pas s'être introduit avant le moyen âge, et c'est seulement au seizième siècle qu'on voit apparaître le rouet à pédale; mais, malgré les modifications qu'il apporte, la main de l'homme a encore à efTectuer une grande partie du travail.

n est aujourd'hui démontré que les habitants des cités lacustres possédaient déjà un métier pour la transformation des fils en tissus. Ce métier ne mérite pas, à la vérité, le nom de machine, dans le sens que nous attribuons à ce mot. Ainsi qu'il est facile de s'en assurer par l'intelligente reconstruction, due à un industriel de Zurich, M. Paur, ce métier offre quelque analogie avec le dispositif employé pour faire les dentelles à la main, dans lequel le mouvement machinal, proprement dit, n'existe encore qu'en germe.

Une machine très-ancienne, bien qu'il soit difficile de la faire remonter à une époque préhistorique, est celle que représente la figure 1 70 et que les Indiens désignent sous le nom de Picota ou Kuppilai. Dans cet appareil, nous rencontrons Tutilisation du mouvement du levier. A l'une des extrémités d'une espèce de balancier en bois, qui repose sur des appuis, disposés en forme de fourche et reliés par des cordes, est attachée une perche qui po^^e un seau, tandis que l'autre extrémité est chargée d'un contre-poids. Deux hommes, en se déplaçant sur cette bascule, dans un sens ou dans l'autre, lui communiquent un mouvement d'oscillation vertical, pendant qu'un troisième, placé à la partie inférieure, dirige le seau dans le puits, pour le remplir et le vider ensuite, à un niveau supérieur, dans une rigole, destinée à conduire l'eau sur les champs à arroser. Jusqu'à ce jour, cet appareil primitif est resté en usage, non-seulement dans les Indes, mais encore dans le nord de TA* frique, en Espagne, en Belgique (dans les briqueteries), et enfin dans quelques parties de l'Allemagne. Une disposition, qui présente

338 HISTOIRE DU DÉTELOPPEMENT DES HACHIKES.

la plus grande analogie avec la précédente, est celle du Irépan à corde dont se servent les Chinois, pour forer leurs mer\'eilleui puits artésiens. L'appareil que les Égyptiens utilisent, depuis tes temps les plus anciens, sous le nom de Chadouff (36), ressemble beaucoup à la Picota, telle qu'on l'emploie en Europe. La seule difTérence essentielle consiste en ce que le premier de ces appareils est manœuvré par un seul homme et que la bascule produit l'effet utile

d'élévation de l'eau, sous l'action du contre-poids. L'homme qui se tient prés du seau (couffin) sert à mettre la machine en action. La figure 171 représente une installation impoi'tante d'un chadouff à trois paliers.

Une application, incontestablement très-ancienne, du mouvement reclUigne, se rencontre dans la flèche et dans l'arc, qui offrent, en outre, un exemple de l'emploi d'un corps élastique (l'arc) comme collecteur de force. Il est certain que l'utilisation de l'élasticité de

ORIGINES DES UACHINES.

Tare, qui n'est venu sans doute que longtemps après la fronde, instrument beaucoup plus primitif, indique un certain degré de sagacité et doit, dès lors, être considérée comme le produit d'une civilisation déjà avancée. D'une origine postérieure à celle de l'arc, bien que, d'ailleurs, assez ancienne, est le tube à vent, qui, chez les sauvages de l'Amérique du Sud, est en usage sous la forme de sarbacanes, dont la longueur atteint jusqu'à trois mètres. Cet appareil permet de lancer, avec une grande précision, des balles d'argile ou des flèches, et, d'après la manière dont se fait le lancement du projectile, il peut être considéré comme un premier pas vers l'invention du fusil à poudre.

Ces deux applications du mouvement rectiligne ont pour résultat le lancement de projectiles, qui abandonnent aussitôt la machine, pour continuer leur mouvement en dehors d'elle, sous l'action des forces cosmiques, de telle sorte que la partie de leur trajectoire qu'ils décrivent, pendant qu'ils sont guidés par la mswhine, est de beaucoup la plus faible. En général, dans les premières périodes de la culture humaine, on n'éprouve que très-rafement le besoin d'obtenir le mouvement rectiligne, qui parait aujourd'hui si naturel à notre esprit habitué aux principes géométriques. Plus l'homme est rapproché de l'état de nature, moins l'utilité de la ligné droite se fait sentir; il convient, dès lors, de nous efforcer, autant que possible, de faire abstraction de nos idées modernes, lorsque nous voulons porter un jugement sur des faits remontant à une époque plus ou moins éloignée.

Dans les appareils de guerre des Grecs et des Romains, qui, comme il convient de le constater, ont été empruntés par ces peuples à l'Orient, le côté machinal se montre déjà développé d'une manière tout à fait remarquable ; l'accumulation de la force, pour le lancement des projectiles, s'y trouve surtout portée à un haut degré de perfection. Dans les balisles et dans les catapultes, on retrouve généralement, comme forme fondamentale, celle de l'arbalète, une transformation de l'arc primitif ; seulement, au lieu d'une matière élastique, comme dans ce dernier appareil, on fait usage de bras rigides, dont le mouvement de détente est produit par un ressort à torsion, tel que celui dont il a été question au g 42, et qui est formé de tendons ou de poils d'animaux (fig. 1 72) *. Les parties accessoires, telles que guides, appareils d'enroulement, de torsion,

* Voy. Yi, ROstows et H. Kdchly, GuchkhU der griech, Eriegiwe$eni.

ORIGIHES DBS MACHINES. ni

etc., présentent des dispositions très-ingénieuses et qui accusent un très-grand degré d'habileté.

Il nous reste maintenant à essayer de déterminer k quelle époque remonte l'origine Ju couple d'éléments constitué par « la vis et t'écrou ». Il est certain qu'il était parfaitement connu des Grecs et des Romains, qui l'appliquaient, par exemple, dans la construction des chariots; toutefois, il n'était pas encore très-répandu. Dans les collections allemandes d'antiquités, c'est pj ,„ parmi les raretés les plus précieuses

que figure la vis, lorsqu'elle est munie d'un écrou. Un fait assez étonnant, et qui mériterait d'être approfondi, c'est que, depuis l'origine, la vis à droite a toujours été employée de préférence i la vis à gauche. En l'absence d'éléments suffisants, nous n'essayerons pas de donner une explication d'un pareil fait, et nous nous bornerons à faire remarquer que cette préférence n'a pas dû vraisemblablement se produire toujours avec un caractère aussi exclusif qu'à notre époque, oîi les profanes ont à peine une notion de l'existence de la vis sinistrorsum. On trouve, en effet, des vis de cette espèce ^présentées dans des dessins de l'antiquité ; d'un autre cété, dans plusieurs dessins du moyen âge, de même que dans ceux de la presse à foulon de la Fullonica de Pompéi, sont figurés les deux genres de vis.

Quoi qu'il en soit, il est difficile de déterminer par quelle voie on est arrivé à ce merveilleux couple d'éléments. Tout d'abord nous regardons comme inadmissible l'opinion d'après laquelle la vis aurait pour origine une imitation directe de la nature et serait, par exemple, la reproduction de la forme de la coquille d'escargot. Nous devons reconnaître, toutefois, qu'il existe un certain nombre d'arguments favorables à cette hypothèse: ainsi, en premier lieu, les spires des coquilles d'escargots, à très-peu d'exceptions, sont dextrorsum; en second lieu, en grec, les mots qiii servent à désigner la vis et le limaçon {kockUas, kochlion, kochlos) sont identiques ou presque identiques ; mais aucun de ces deux arguments n'est décisif. Rien n'empêche, en effet, que la vis, découverte d'une manière quelconque, ait reçu plus tard un nom faisant allusion à sa ressemblance avec l'escargot; d'un autrecAté, le mot grec qui signifie cuiUer {kochliarùm) est également un dérivé du nom

de Tescai^ot; or, l'analogie, dans ce cas, se limite uniquement à la forme creuse, sans que la figure spirale y entre pour rien.

De plus, en acceptant comme vraie Thypothëse que la vis dérive de rimitation d'une forme naturelle, on serait conduit à admettre une inten^uption dans le développement progressif des machines, laquelle serait complètement en contradiction avec le mode de stratification des idées, que nous observons dans d'autres cas. En outre, la coquille d'escargot ne fournit que le modèle d'une vis conique, et, dès lors, cette dernière aurait dû forcément subir une transformation pour arriver à la forme cylindrique. Enfin, ce qui constitue pour nous un argument encore plus décisif, la coquille d'escargot ne nous offre en rien l'exemple d'un accouplement d'éléments du genre de celui qui nous occupe ; elle ne peut donner aucune idée du mouvement relatif qui caractérise le couple « vis et écrou » et de la faculté d'engendrer une pression qui en est la conséquence.

Il semble beaucoup plus probable que l'invention de la vis et de l'écrou a eu pour point de départ l'observation du mouvement hélicoïdal engendré accidentellement dans certains appareils. Sans vouloir faire autre chose qu'une simple hypothèse, nous pouvons supposer que le foret à mouvement alternatif de la fig. 161 a ouvert indirectement la voie qui devait aboutir à ce couple d'éléments. A la suite d'un usage longtemps prolongé, la corde enroulée autour de la tige mobile peut, grâce à la pression et au frottement, avoir déterminé sur cette tige des saillies hélicoïdales, qui, dans le mouvement de rotation du bois résultant de l'enroulement, faisaient l'office de filets de vis, tandis que la corde, avec ses différents tours, jouait le rôle d'écrou. Cette observation s'étant répétée un grand nombre de fois peut très-bien avoir conduit, peu à peu, à d'utiles applications de la combinaison machinale obtenue ainsi, en quelque sorte, par hasard. Cette opinion se trouve fortement corroborée par la forme du mot schraube, qui, dans la* langue allemande, sert à désigner la vis. Dans les langues latines et dans la langue anglaise, le filet de vis se trouve encore aujourd'hui désigné par des expressions qui rappellent le fil ou la corde (filetto, filet ^ thread). Toutefois, il convient de ne pas trop insister sur ce point, car rien ne prouve que ces dénominations ne soient pas postérieures à l'invention de la vis. 11 est difficile d'arriver à établir quel a été le but qu'on s'est proposé dans les premières applications de la vis et de déterminer, par suite, si elle a été employée d'abord pour produii^

un mouvement progressif, ou pour exercer une pression, ou enfin pour servir comme .moyen d'assemblage de pièces ; il n'est pas moins difficile d'éclaircir de quelle manière se construisait à l'origine l'écrou ou la vis creuse. Nous ne pouvons que recommander instamment l'étude de ces questions d'origine aux linguistes et à tous ceux qui s'occupent de recherches relatives à l'antiquité.

A côté de la variété des mouvements qui se multipliaient avec rapidité dans les machines, le développement des forces motrices ne s'opérait, au contraire, qu'avec une certaine lenteur. L'opinion, exposée précédemment, que la première machine a été l'appareil à mouvement alternatif pour la production du feu, dans lequel l'emploi de la force joue un rôle peu important, se trouve en contradiction avec l'idée, universellement acceptée, que c'est au levier qu'appartient cette priorité.

Sans même soulever cette objection préjudicielle que les notions relatives à ce qu'on appelle le levier auraient encore grand besoin d'être éclaircies et approfondies, nous devons faire remarquer qu'en adoptant cette dernière opinion, on parait ne se rendre nullement compte du chemin que suivent ordinairement les facultés humaines, dans leur développement, et qu'elles doivent avoir suivi de tout temps. L'hypothèse d'après laquelle le levier serait la machine la plus ancienne se rattache évidemment à l'idée des tentatives que l'homme doit avoir faites pour arriver à vaincre de grandes résistances. Or, ce ne sont pas les forces qui se sont tout d'abord manifestées à l'intelligence humaine, à ses débuts, mais bien plutôt les mouvements qu'elles produisent. L'enfant est vivement frappé par la vue des moulins à vent» des roues hydrauliques, des marteaux pilons et, en général, de toutes les machines qui exécutent des mouvements réguliers, faciles à saisir au premier coup d'oeil ; mais il n'a pas la moindre idée des forces utilisées pour obtenir de tels mouvements. L'abstraction, indispensable pour concevoir la force séparée du mouvement, constitue une opération de l'esprit assez compliquée, qui a exigé une longue période pour arriver à son complet développement. C'est pour cette raison que, dans les premières machines sorties des mains de l'homme, encore peu exercées, la force ne jouait qu'un rôle assez secondaire, en rapport avec celui que permettaient les efforts des membres, agissant d'une manière en quelque sorte inconsciente.

C'est pour la même raison que les esprits non cultivés s'acharnent aujourd'hui encore à la recherche du mouvement perpétuel. Comme

254 HISTOIRE DU DÉYELOPPEÏENT DES MÂGHINES.

c'est précisément le sens de la vue qui transmet à notre esprit les premières impressions, la contemplation du mouvement exerce toujours sur les natures incultes une attraction irrésistible, une espèce de fascination, à laquelle, d'ailleurs, les intelligences les plus développées ne peuvent pas se vanter de pouvoir toujours se soustraire. Les tentatives faites pour produire le mouvement ont eu, du reste, pour résultat de développer lentement et graduellement les modes de production des forces motrices qui ne se trouvaient pas immédiatement à la disposition de Thomme. L'opinion populaire, qui admet l'hypothèse contraire, commet la grave erreur de nous mettre, comme autant de Robinsons, nourris des idées modernes, dans la position des inventeurs primitifs, lesquels, au contraire, devaient tout d'abord sentir le besoin et se faire une idée de la possibilité d'un 'perfectionnement quelconque, avant de chercher à le réaliser.

Il s'est certainement écoulé une très-longue période avant que l'homme fût arrivé, pour Vêlement moteur^ à un degré de développement tel qu'il lui devint possible de remplacer, dans les machines primitives, l'action de ses forces musculaires par celle d'autres forces naturelles. Il est probable qu'il dut commencer par recourir, dans ce but, aux forces des êtres animés qui vivaient à côté de lui, c'est-à-dire aux forces animales ; mais il lui fallut d'abord, pour cela, arriver à assujettir les animaux domestiques, résultat qui ne fut réalisé qu'au bout d'une période de temps trèsconsidérable. Pendant toute cette période, il cherchait sans cesse à perfectionner les dispositions de ses machines, de manière à permettre à une seule personne d'exécuter le travail qui primitivement en exigeait plusieurs, et il réussit ainsi à augmenter la quantité de travail susceptible d'être fournie par chaque individu isolé (37). Les forces qui se rencontrent dans la nature inanimée, et qu'il était impuissant à comprendre, ne lui inspiraient, au commencement, qu'un sentiment de terreur; ce n'est que peu à peu qu'il apprit à triompher de ce sentiment, pour arriver dëfinitiv&ment àtenter d'en tirer parti. Ainsi que Cunnus l'a démontré, à la suite de recherches de linguistique très-ingénieuses, l'homme se contenta longtemps de la navigation à rames, avant d'utiliser, au moyen de voiles, la force du vent, qui s'offrait pourtant à lui si spontanément.

Ce qui dut lui sembler se rapprocher le plus de la nature animée fut évidemment le cours d'eau, dont le mouvement seul attira

orighœs des machines. sss

tout d*abord son attention ; plein de respect pour ce mouvement continu et en apparence éternel, il fut amené à en faire l'objet d'un culte spécial, aujourd'hui éteint et auquel se rapportaient les roues sacrées du Thibet. Ce n'est que plus tard que se développa peu à peu, dans son esprit, l'idée de tirer parti d'un mouvement obtenu ainsi sans fatigue et d'en faire une première application, en l'utilisant pour donner le mouvement à une roue élévatoire.

En attendant, l'expérience lui avait fait connaître ce principe si important et si riche en conséquences, que nous avons déjà précédemment signalé, au sujet de l'arc, et qui consiste dans l'accumulation de la force successivement développée par les muscles, pour l'utiliser ensuite, en totalité, à un moment donné.

Dans l'appareil primitif destiné à lancer des flèches, c'est la pièce flexible ou l'arc qui est l'organe machinal de l'accumulation de la force ; c'est lui qui accumule, à l'état de force latente, la force sensible des muscles; c'est cette force latente qui, dans Tare primitif, comme dans l'arbalète, agit pour lancer la flèche. Dans les balistcs et les catapultes, le principe de l'accumulation se trouve déjà amené à un bien plus grand degré de développement, puisque, dans ces appareils, la force de plusieurs hommes se trouve concentrée et rendue latente, au moyen de procédés cinématiques, et est ensuite utilisée d'un seul coup pour produire un effet considérable. Plus tard, ce même principe s'est étendu sans distinction à toutes les forces motrices et on en trouve aujourd'hui un très-grand nombre d'applications, qui, depuis les petits ressorts de montres et ceux de fusils, s'étendent, à travers une série de mécanismes de tension, jusqu'aux accumulateurs de pression des grues hydrauliques d'Armstrong et aux réservoirs d*air comprimé des perforateurs du Mont-Cenis.

Ce n'est qu'assez tard que fut découverte la force motrice de la vapeur d'eau, alors qu'on connaissait, depuis longtemps déjà, celle des matières facilement inflammables ou explosives, ou, pour parler plus exactement, cette force latente que la nature a accumulée en énorme quantité, sur le globe terrestre, dans les matières décomposables. En d'autres termes, l'homme connaissait une source de force, dont il ne pressentait pas d'abord l'importance, mais qui, grâce à son emploi dans la machine, lui a conféré sur la nature une puissance telle qu'on doit considérer ce fait comme la plus grande révolution qui se soit accomplie, jusqu'ici, dans l'existence du genre humain.

Principe cinématique dn perfectionnement des machines.

Quel est, peut-on se demander, le caractère cinématique, proprement dit, qui peut être considéré comme le signe distinctif du perfectionnement, dans les développements successifs des machines, aussi bien pour les cas précédemment cités que pour tous les autres? Quels sont les points qui ont présenté le plus de facilité ou de difficulté à l'esprit d^invention, en supposant qu'on désigne ainsi, dans la machine, cette notion de l'élément mécanique qui, depuis Torigine, tend constamment à devenir plus claire et plus profonde. A une semblable question on ne peut faire, à mon avis, d'autre réponse que celle-ci : Le progrès doit être cherché dans le mode d'application de la clôture de force, et, en particulier, dans la limitation successive de la clôture de force, proprement dite^ avec substitution, dans une mesure toujours croissante, de la clôture par couples et de la clôture par chaînes cinématiques, qu'on peut former avec ces couples.

Ce que Tintelligence humaine, à son premier réveil, cherchait, dans la création de la machine, d'une manière d'ailleurs assez confuse, c'était d'obliger certains corps inanimés à prendre des mouvements déterminés, susceptibles d'être utilisés pour les résultats qu'elle avait en vue. Tout d'abord c'est à lui-même et à ses semblables que l'homme demande les forces nécessaires pour produire de tels mouvements. L'idée d'asservir à cet usage les forces naturelles est encore loin de son esprit. Il se trouve heureux, satisfait de voir ses projets réussir par ses propres efforts, malgré la fatigue qui en résulte pour lui. La clôture de force est alors le moyen le plus ordinaire auquel il a recours, pour combiner ensemble une série de corps et les faire coopérer à la production de l'effet qu'il désire.

Dans l'allume-feu par frottement du bois {fig. 160), le plus ancien type de ce couple d'éléments que nous avons désigné sous le nom de couple de rotoïdes, nous voyons la clôture de force produire la pression dans le sens longitudinal, aussi bien que le maintien de la tige dans toutes les directions transversales ; c'est encore la clô-