DES MACHINES A VAPEUR

SECTION PREMIÈRE

Considérations générales.

Pendant long-tems , les machines à vapeur n'ont été soumises à aucun règlement , et le décret de 1810 est le premier acte qui leur ait été applicable , en les rangeant indistinctement, sous le nom de pompes à feu , dans la deuxième classe ; l'ordonnance de 181 5 fit une distinction en mettant dans la première classe les pompes à feu qui ne brûlaient pas leur fuméev et dans la troisième celles qui brûlaient leur fumée.

Mais les dangers imminens que présentait l'exploitation des machines a vapeur , firent sentir la nécessité de les soumettre à une surveillance spéciale , et on reconnût bientôt que les formalités voulues pour les établissemens classés , ne garantissaient pas suffisamment la sûreté publique. Le Comité des arts et manufactures et le Conseil de Salubrité de Paris , furent consultés, et le 29 novembre 1822, une instruction ministérielle fit connaître les mesures dont les machines à haute pression devaient être l'objet ; toutefois, ces conditions, imposées par une décision ministérielle, ne pouvaient être que provisoires; elles étaient en outre trop sévères, souvent même inutiles ou inexécutables pour un grand nombre de localités, et il devint urgent d'adopter un règlement définitif plus en harmonie avec les exigences de Fin-

•dustrie ^ et avec celles de la sûreté' publique. L'acadëmie des sciences fut alors consultée ; le Comitë des arts et manufactures et le Conseil de Salubrité furent appelés à donner de nouveaux avis , et ce fut après s'être entouré de tous les renseignemens recueillis soit en France, soit à l'étranger, que le Gouvernement adopta , pour les machines à haute pression , un règlement général sanctionné par l'ordonnance royale du 29 octobre i823.

Des instructions spéciales publiées les tg mars 1824 et 7 mai 1825, donnèrent sur l'exécution de celte ordonnance tous les éclaircissemens propres à lever les difficultés qu'elle pouvait présenter dans aon application.

Le 7 mai 1828 , une seconde ordonnance royale ajouta pour le service des machines à haute près-* sion , de nouvelles dispositions réglementaires , relatives aux pressions d'épreuve que devaient subir ' les chaudières , et à la manière dont les tubes bouilleurs, ainsi que les cylindres et leurs enveloppes devaient être essayés. Cette ordonnance fut suivie d'une troisième instruction en date du 12 juillet de la même année.

Mais , ces réglemens si sages , si complets pour ce qui concernait les maîchines à haute pression , n'atteignaient point celles a basse pression , qui restaient toujours soumises aux simples formalités voulues par le décret de 18 10 et l'ordonnance de i8i5 ; aucune mesure particulière de précaution n'était prescrite à leur égard : on ne peut nier cependant , que les dangers inhérens à l'exploitation des premiers appareils ne soient attachés en partie aux seconds , et qu'il ne doive y avoir que peu de différence dans les conditions à leur imposer.

« Qui ne voit, dit M. Arago , dans sont ictères**

«ant écrit sur les machines à vapeur, qu'au moment où l'accident arrive , toutes les chaudières sont à haute pression. J'ajouterai , qu'il ne paraît nullement établi que les chaudières à pression élevée aient éclaté plus fréquemment que les autres ; le contraire a même été soutenu par divers ingé-* nieurs, au nombre desquels je puis citer MM.

Perkîns, Olivier Evans, elc. » (Voir Annuaire du Bureau des Longitudes de 1829, pag, 201}.

Dans ces ordonnances , ne se trouvaient point encore comprises les simples chaudières à vapeur, qui servent au chauffage à la vapeur ou à d'autres services analogues. Ces chaudières n'étaient même pas classées , n'étaient soumises à aucune espèce de surveillance , et il est pourtant certain que les chaudières seules renferment le danger, et qu'il importe peu sous ce rapport qu'elles fassent mouvoir une mécanique , ou qu'elles soient employées à d'autres usages.

Ces lacunes ne pouvaient manquer d'éveiller la sollicitude du gouvernement , et les ordonnances royales des 28 septembre 1829 et 25 mars i83o, décidèrent que les chaudières étaient en tout point assimilées aux machines à vapeur à haute ou à basse pression;- elles indiquèrent , en outre , les disposi-r tions réglementaires qu'il était utile d'adopter pour les chaudières ou les machines à basse pression. Il résulte enfin des termes de l'article i*"^; de l'ordonnance de i83o , que les machines à basse pression , brûlant ou ne brûlant pas leur fumée , appartiennent maintenant indistinctement à la troisième classe.

A cette ordonnance se trouve jointe une quatrième instruction qui, par ses dévelôppèmens, par les conseils qu'elle donne aux autorités chargées

de rexécutîon des réglemens , complète tout ce que nous possédons d'instructions sur cette matière. Ces documens sont tous d'un haut intérêt, et nous les publions en entier , dans Tappendice. -

Quant aux machines à vapeur employe'es sur bateaux , elles sont, inde'pendamment des re'glemens indiques ci-dessus , soumises à des règles particulièreis eu égard à leur destination. Ces règles se trouvent écrites dans les ordonnances du 2 avril 1828 et 25 mai 1828 , et dans les instructions ministérielles du l*^ août 1828, 27 mai et i". juin i83o.

SECTION II

De l* effet rétroactif donné aux réglemens sur les

machines à çapeur.

L'exécution des réglemens concernant les machines à vapeur , rencontre souvent des obstacles de la paît des fabricans. Nous avons vu, qu'avant le décret de 1810, ces appareils n'étaient soumis à aucun règlement, et que depuis ce' décret jusqu'au 29 octobre 1823, ils n'étaient assujettis qu'aux formalités voulues pour les établissefnens de deuxième ou de troisième classe. Il en est résulté qu'à l'époque de la promulgation de cette ordonnance , quelques un^ des fabricans qui faisaient usage de machines à vapeur sans autorisation , si leur établissement existait avant 1810, ou bien en vertu d'une autorisation s'il avait été formé depuis, refusèrent de remplir les mesures de sûreté prescrites par ce règlement ; prétendant qu'il ne pouvait avoir un effet rétroactif; qu'ils avaient déjà fait ce que l'autoritc leur.avait précédemment ordonné, et que, d'ailleurs, il leur était impossible de se conformer aux nouvelles conditions qu'on exigeait d'eux.

Ces observations étaient de nature à fixer l'attention de l'autorité ; elles furent l'objet d'un examen approfondi , et il fut reconnu , qu'à l'égard des machines à vapeur formées postérieurement au décret de 1810, et autorisées, celte question ne devait soulever aucune difficulté ; car, les permissions portaient toutes que les fabricans seraient tenifs de prendre toutes les précautions qu'exigerait la sûretë^ publique ; or , les précautions prescrites par l'ordonnance royale étaient toutes de sûreté publique, par conséquent l'administration avait le droit de \e& imposer. Mais ce raisonnement , dont nous n'admettons pas au surplus toutes les conséquences, ne pouvait s'appliquer aux établissemens existant avant 1810, et qui avaient adopté d'ailleurs les mesures de sûreté en usage à l'époque de leur création.

D'après les renseignemens recueillis sur les explosions de machines à vapeur, nous voyons qu'elles doivent être presque toutes attribuées à un défiiut de précaution , et que les mesures de sûreté adoptées actuellement ont été le résultat d'fxpériences souvent cruellement acquises. Ces mesures ont donc uniquement eu pour but de prévenir le retour de ces malheurs , et leur exécution a dû être l'objet de toute la sollicitude de l'autorité. ■ Son devoir a été en conséquence d'en ordonner l'emploi , sans s'inquiéter de l'époque à laquelle remontait l'existence de l'appareil; il s'agissait de prévenir un danger dont on ne pouvait nier l'imminence , et il était impossible que l'administration, chargée avant toute chose de veiller à la sûreté publique, n'ordonnât pas les mesures reconnues nécessaires, sans prendre nne responsabilité que personne n'eut certes osé encourir. L'action des Préfets

est imprescriptible, toutes les fois qu'il s'agit de sûreté publique, et nous dirons qu'ils ont le droit, non seulement d*exigçr l'accomplissement des conditions prescrites par les ordonnances précitées , mais encore toutes celles dont la nécessité serait bien el duemeut reconnue.

Ce principe, en faveur duquel il ne nous serait pas difficile de trouver de nombreux exemples, n'est point cependant rigoureusement applique , et l'administration s'est bornée jusqu'ici à n'exiger pour les anciennes machines à vapeur, que les mesures qu'il était possible d'exécuter, toutes les fois que ces mesures-paraissaient suffisantes.

La )urisprudence qiie nous venons d'exposer a constamment reçu la sanction du Conseil d'Ëtat et se trouve de nouveau confirmée par une instruction ministérielle en date du 3 juin i83o, oii il est dit : tf Les appareils existant antérieurement aux ordonnances , sont maintenus et n'ont pas besoin d'une nouvelle permission. Mais la maintenue de ces établissemens ne dispense pas les propriétaires de satisfaire aux mesures de sûreté prescrites par les ordonnances qui leur sont applicables ; c'est-à-dire de faire désormais usage des doubles soupapes de sûreté , des rondelles de métal fusîWe et des manomètres. Les mesures relatives aux murs de défense et k 4a disposition des locaux , sont en outre applicables aux chaudières à haute pression. Cependant on pourra user de tolérance , et ne pas exiger l'exécution de ces dernières mesures , dans le cas où la disposition des ateliers existans s'y refuserait absolument, et si, en même temps, l'application des mesures n'était pas rigoureusement indispensable pour la sûreté publique ».

Nous conclurons :

Que les machines et chaudières à vapeur à haute ou à basse pression, existant antérieurement aux or-* donnancés spéciales qui les concernent , sont sou*mises aux dispositions prescrites par ces ordonnances dans rintérét ,de la sûreté publique.

SECTION III

Du local destiné aux chaudières et des murs

de séparation.

L'article 6 de Tordonnance du 29 octobre 1828, relative aux machines à vapeur à haute pression , exige que le local dans lequel est montée la chaudière né soit point contigu aux murs mitoyens avec les maisons voisines, et qu'il en soit séparé à la distance de deux mètres , par un mur d'un mètre d'épaisseur au moins.

Cet article soulève la question de savoir si l'on doit en appliquer les dispositions aux murs contigusà la voie publique, ou à des terrains quelconques non bâtis 'i

Cette question a toujours été résolue affirmativement ; on a considéré que les précautions jugées nécessaires pour la sûreté des habitans des maisons voisines , ne Tétaient pas moins poiir la sûreté des personnes qui circulent dans la rue , et le mur dans ce cas a été constamment exigé. On en peut dire autant des terrains, jardins, cours et autres emplacemens qui entourent le local des machines à vapeur , même quand ils appartiennent au propriétaire de la machine. £n effet, ces terrains sont sou-^ vent livrés à la circulation, et ils peuvent d'ailleurs, être couverts de maisons d'un instant à l'autre.

Ainsi donc ,^ quel que soit le voisinage d'un établissement dans lequel fonctionne une machine à

Tapeur, lelocal renfermant la chaudière doit toujours être isolé du mur extérieur par un mur d'un mètre d'épaisseur.

Mais la distance .qui doit exister entre ce mur et ceux mitoyens avec les maisons voisines , ne serait peut-être pas nécessaire pour un mur de clôture sur la rue, et en général pour tout mur sur lequel ne s'appuie pas et ne devra jamais s'appuyer de constructions. Dans cette circonstance, le mur qui entoure la chaudière pourrait êlre construit à une distance moindre , pourvu qu'il ne touchât pas le mur de clôture. En cas d'explosion , l'ébranlement qui en résulterait pourrait occasionner dans le mur de clôture des crevasses plus ou moins grandes, mais sans avoir d'autres suites bien fâcheuses.

U en est différemment pour un mur de clôture sur lequel s'appuie actuellement, ou pourrra plus tard s'appuyer une construction ; alors tout ébranlement serait dangereux, et l'ordonnance doit être exécutée à la lettre. Il est bien entendu que la distance de deux mètres se compte à partir des parois extérieures du mur qui entoure la chaudière , et de la paroi intérieure du mur mitoyen.

- La hauteur des murs de séparation n'est pas fixée, mais elle résulte implicitement des termes de l'article 6, de l'ordonnance de i823. En effet, lelocal devant avoir au moins vingt-sept fois le cube de la chaudière, il est facile, dès qu'on a arrêté la largeur et la longueur de ce local , de déterminer la hauteur qu'il faudra lui donner pour qu'il ait la capacité requise; et il est évident que les murs de séparation doivent s'étendre sur toute cette hauteur.

Lorsqu'une chaudière est enterrée , il y a moins à craindre. En effet, si^elle venait à faire explosion , tout l'effort au niveau de la chaudière , dirigé dans

le sens liomontal , serait détruit par la résistance indéfinie du terrain environnant ; ensuite , il est à présumer que la vapeur qui se développerait subitement et qui serait poussée violemment de bas en hautt ne pourrait , dans cette circonstance, agir latéralement , avec une force assez grande pour renverser les murs de séparation.

Dans ce même état de choses , les éclats de la chaudière étant lancés en haut , il n'y aurait pas autant à craindre h Textérieur du local , vers les côtés où sont les larges baies de croisées.

Ainsi f on ne saurait trop conseiller d*enterrer les chaudières , surtout lorsque le local est pris , comme cela se pratique souvent , dans une cour destinée au service d'un établissement industriel, ou dans laquelle le public est admis.

Nous devons rappeler ici que , conformément à l'article 6 de l'ordonnance du 29 octobre 1828 , il ne peut exister d'habitation , ni d'atelier au-dessus du local occupé par les chaudières.

Les dispositions de l'article 6 s'appliquent seulement aux chaudières à haute pression ; toute liberté pour le local est laissée relativement aux chaudières à basse pression. hxris\ , on a pensé que les chaudières n'étaient nullement dangereuses • tant qu'elles restaient à basse pression , et, pour empêcher de les faire fonctionner h haute pression, l'ordonnance royale du 25 mars i83o, article 4» soumet seulement ces mêmes chaudières à certaines conditions de sûreté.

Mais , si l'on admet qu'en remplissant les condi* tions prescrites à cet égard , on prévienne les explosions occasionnées par l'accroissement graduel de la force de la vapeur , on a toujours à craindre les effets àes autres explosions qui sont produites par

une augmentation subite de la tension de la vapeur. Quelques praticiens éclaires regardent même ces dernières explosions comme plus dangereuses que les autres : elles peuvent avoir lieu , comme on sait , lorsque, laissant la chaudière manquer d'eau, ses parois viennent à rougir ; ces mêmes explosions , contre lesquelles les soupapes de sûreté et les rondelles métalliques fusibles sont des moyens impuissans, sont tout aussi redoutables, soit qu*on employé des chaudières à basse pression , soit qu'on fasse usage de chaudières h haute pression.

Si les causés des explosions des chaudières à vapeur avaient été aussi bien connues qu'aujourd'hui, lorsque l'ordonnance du 2g octobre i823 a été rendue, on n*auraitpas laissé tout-à^fait en dehors de cette ordonnance le^ chaudières à basse pression.

Maintenant qu'on a été amené à reconnaître qu'il n'y avait pas réellement Heu d'établir une différence entre les chaudières à basse pression et celles à haute pression , faudrait-il , pour être conséquent ; étendre auxpremières chaudières toutes les dispositions de l'article 6 de l'ordonnance du 29 octobre 1828 ? Non sans doute , ce serait aussi par trop gêner l'industrie; au contraire , pour lui donner toute la liberté qu'elle réclame, et que comporte l'état actuel des connaissances , il conviendrait de modifier cet article 6 , et de le rendre applicable à toute espèce de chaudière à vapeur..

En agissant ainsi , on mettrait fin à une foule de réclamations , sans néanmoins compromettre la sûreté publique et celle des personnes qui font usage de chaudières à vapeur , si , en même tems , on exigeait la stricte exécution de toutes les mesures de sûreté' qui concernent spécialement les chau-

dières à vapeur , et si même on en prescrivait de nouvelles , relativement à leur alimentation.

SECTION IV

Des changemens apportés dans le degré de pression

et dans la force des machines.

L'article 2 de l'ordonnance royale du 25 mars i83o y porte que les chefs d'e'tablissemens déclareront à quel degré' de pression habituelle leurs machines à vapeur devront fonctionner, et qu'ils ne pourront dans aucun tems, dépasser le degré de pression déclaré par eux et constaté par l'acte d'autorisation.

Par cette disposition l'ordonnance a voulu interdire aux chefs d'établissemens , la faculté de surcharger les soupapes de sûreté » et d'empêcher les rondelles métalliques de se fondre , pour parvenir à un degré de pression plus élevé , et augmenter ainsi la force de leurs machines. Un pareil état de choses pourrait devenir très dangereux , en ce que la vapeur acquerrait une tension plus grande quecelle pour laquelle les machines auraient été éprouvées par la presse hydraulique.

Si donc ♦ les chefs d'établissemens trouvent insuffisante la pression pour laquelle leurs machines sont autorisées , ils ne pourront la changer sans que leurs appareils aient été au préalable visités et éprouvés par les soins de l'autorité.

Il est bien entendu que nous ne parlons ici que des machines à haute pression , dont on augmente la pression , car, si l'on substituait à une chaudière fonctionnant à deux atmosphères, c'est-a-dire , à basse pression, une chaudière fonctionnant à trois ou plus d'atmosphères, c'est-à-dire à haute pression.

il faudrait non seulement une visite de Tadministra* tion , maîà une autorisation toute nouvelle , attendu que rétablissement passerait alors de la troisième dans la deuxième classe.

Mais , il peut arriver que la pression de la nouvelle machine , substituée à celle autorise'e , soit la même , et que la force seulement de l'appareil soit plus considérable , par suite de l'emploi d'un cylindre d'un plus grand diamètre, et de l'usage d'une chaudière d'une plus grande capacité. Dans cette circonstance, faudra-t-il demander une nouvelle autorisation ? Cette formalité ne parait pas nécessaire, à prendre l'ordonnance à la lettre : cependant, dans l'intérêt du voisinage, il est utile quel'administration soit prévenue par les chefs d'établissemens et qu'il soit fait une nouvelle visite des localités.

En effet, le degré de pression restant le même, on conçoit aisément , que si à une machine de la force de quelques chevaux seulement, on venait à en substituer une de la force de vingt chevaux , par exemple, il pourrait se faire que le local ne fut plus convenable , et que la machine , par la destination qu'on lui donnerait, incommodât le voisinage beaucoup plus que la première.

Il est donc nécessaire que les demandeurs en autorisation déclarent, indépendamment du degré de pression , la force des machines qu'ils ont l'intention d'établir.

On voit, par ce qui précède, qu'il est bien essentiel de ne pas confondre la force d'une machine avec le degré de pression auquel elle doit agir; ce sont deux choses très-différentes. Beaucoup de personnes pensent qu'un appareil est d'autant plus fort , qu'il agit à un plus haut degré de pression , et le contraire peut avoir lieu ; en effet , la force d'une ma-

chine dépend du degré de pi*ess!on et du diamètre du cylindre , ou autrement de la surface du piston sur. laquelle la vapeur exerce sou action; cette surface restant la même , il est évident que la force de la machine sera plus grande ou plus petite , suivant que le degré de pression augmentera ou diminuera; mais, le degré de pression étant trèspetit y on pourra néanmoins avoir un appareil aussi fort , et même plus fort , que dans le cas d*\m haut degré de pression , si Ton employé un piston d'un très-grand diamètre ^ sur lequel la vapeur agira»

Ainsi , quand on dit , d'une manière générale , qu'une machine est à basse pression , on ne doit pas en conclure qu'elle est moins forte que celle à haute pression. La belle machine de S.-Ouen, par exemple , est à basse pression , et cependcint delà force de quarante chevaux , tandis que beaucoup d'autres à haute pression sont beaucoup moins fortes ; mais , dans les deux cas , celui de la basse et celui de la haute pression , pour avoir une même force , la machine à haute pression sera moins grande, tiendra moins de place , et emploiera moins de combustible , que celle à basse pression. Ce son.t ces avantages qui font rechercher les appareils à haute pression, partout où le combustible est cher, et où il faut économiser la place.

Pour mesurer la force d'une machine on prend « pour unité , la force du cheval ? D'après M. Navier, on pourrait représenter la puissance mécanique d'un cheval , attelé à un manège , marchant au pas , et travaillant huit heures par jour, par l'élévation , dans une seconde de temps , d'un poids de .qua-* rante kilogrammes et demi à un mètre de hauteur ; ou, pendant huit heures (Journée du cheval), d'un poids de un million cent soixante*-six mfille qualre

cents kilogrammes , élevé à un mè Ire de hauteur. Mais ,- comme les mécaniciens n'évaluent pas tous de la même manière la force du cheval j et que, du peu d'accord qu'il y a entre eux, à cet égard , il résulte des contestations entre les fabricans et les acquéreurs de machines à vapeur, M. de Prony, dans le but de faire cesser toute difficulté , a proposé V pour mesurer les effets des machines à vapeur t d'adopter une unité dynamique , indépendante de la force du cheval. Ce savant , définit cette unité ^ qu'il nomme unité dynamique française^ en disant, qu'elle représente l'élévation de cent mètres cubes d'eau ^ à un mètre de hauteur y pendant une heure; ou, ce qui revient au même, Télévation d'un poids de cent mille kilogrammes^ à une même hauteur, de un mètre , et aussi pendant une heure. Les machines à vapeur ayant été , dans l'origiile , substttuiées à des manèges mus par dès chevaux ^ l'usage s'est conservé d'exprimer leur force par le nombre de chevaux attelés, au travail desquels l'action de ces machines est équivalente. Ainsi , par exemple i une machine dite de dix chevaux est celle qui fait le service de ce nombre de chevaux attelés à un manège , et ainsi de suite.

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