AVANT-PROPOS

Les motâurs thermiques et les appareils frigoriâques comprennent, outre les mécanismes qui composent toute machine, des corps spéciaux soumis à certaines opérations physiques ayant pour objet la conversion de la chaleur en traTail, ou vice versa. Née du besoin d'étudier ces transformations au point de vue d'uns meilleure utîlîBation du combustible dans les machines h vapeur, la Thermodynamique n'a pu que lentement dissiper certaines erreurs autrefois accréditées, et dans lesquelles il était fecile de verser.

C'est en portant leur attention sur les manifestations si évidentes de la pression, que les ingénieurs ont d'abord étudié les machines à vapeur; les vues élevées de Sadi Carnet n'ont pas été comprises de ses contemporains; il en avait été ainsi des spéculations de Montgolfier, dont le Pj/to- Bélier, ou machine à air dilaté, devança d'un demi-siècle le moteur i air chaud de Stirling. Seguin atné, le célèbre inventeur de la chaudière tubulaire, à laquelle la locomotive de Stephenson dut son succès, émît vers 1830, dans un ouvrage presque oublié aujourd'hui ('), quelques principes très remarquables sur le rôle de la chaleur dans les moteurs ; les idées de Seguin étaient déjà basées sur le principe de l'équivalence, qui ne devait être formulé explicitement que plus tan).

Mais, malgré ces traits de clarté, jetés par quelques hommes de génie sur la nature de l'agent dynamique employé dans les machines à vapeur, on a continué à voir dans ces engins des moteurs à pression, que l'on s'est attaché à perfectionner, avant tout, au point de vue organique.

Dans cet ordre d'idées, bien des questions se posaient qui devaient

I . De l'Influnee dn Chemint de fer et de l'Art de let tracer et de la conttruire.

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rester sans répunse; la nature du âuide, son mode d'action même, pouvaient donner lieu aux plus grandes méprises; on devait considérer comme désirable la substitution, à la vapeur d'eau, de celle d'un liquide plus volatil possédant une tension élevée ; la machine h piston était sans doute regardée, après Watt, comme la seule à laquelle il convint de s'arrêter, et on aurait envisagé comme un appareil tout spécial, ne présentant pas la moindre analogie avec le moteur à vapeur, la turbine que M. Parson est parvenu récemment à rendre pratique.

La Thermodynamique donne la solution des problèmes qui se rapportent à l'emploi de la chaleur, sinon d'une manière complète, à cause de leur complication accidentelle, au moins avec l'approximation que comportent les hypothèses admises, soit pour faciliter les calculs, soit pour suppléer au manque de données de la Physique expérimentale. On conçoit, du reste, qu'il serait impossible de faire la moindre recherche ayant pour objet l'utilisation de la chaleur, au moyen des aperçus dans lesquels on se borne, par exemple, à analyser la marche des pressions du fluide qui évolue dans la machine, puisque la pression est un élément intermédiaire, dont l'influence sur le rendement,itoujours accessoire et indirecte, peut même disparaître.

Aussi, ne faut-il accepter qu'après mûr examen, les raisonnements élémentaires au moyen desquels on prétend parfois démontrer certains principes fondamentaux de la machine à vapeur, tels que les avantages des pressions élevées, des grandes expansions, etc. Mais il faut éviter aussi les conclusions hâtives que l'on a trop souvent formulées en appliquant, d'une manière superficielle, les théorèmes généraux de la Thermodynamique. Les problèmes qui se posent journellement dans la pratique sont compliqués par des phénomènes accessoires dus à la conductibihté ou à d'autres causes, découvertes ou pressenties par Hirn, Reech. Isherwood, mais encore imparfaitement connues, et touchant aux questions les plus difficiles du mouvement de la chaleur dans les milieux.

On comprend donc qu'il soit eicore impossible de trouvera priori, dans l'état actuel de la science, les résultats quantitatifs nécessaires à l'établissement de toute machine thermique; le volume et les proportions des cyhndres, le choix de la pression initiale et du degré d'introduction, le volume d'eau froide à injecter au condenseur, le taux

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de la compression dans l'espace nuiaible, la vitesse de rotation, sont déterminés au fond par l'expérience des résultats acquis, plus ou moins codifiés sous une apparence de théorie ; la Thermodynamique ne permet pas davantage de déterminer d'avance avec précision quelle sera la consommation d'une machine à vapeur fonctionnant dans des conditions données. Au premier abord, il semble qu'il y ait, entre les questions posées et l'insufïîs .nce des réponses, bien de la place pour les perfectionnements de la théorie; mais, dans toutes les sciences appliquées, les solutions quantitatives sont avant tout expérimentales.

n ne pouvait entrer dans notre intention d'écrire un traité complet de Thermodynamique; il s'en trouve en effet d'excellents, qui s'adressent même spécialement aux techuiciens ; tels sont ceux de Zeuner ('), Madamet (*), Maton de la Goupillière (') ; d'autres, moins développés au point de vue des applications industrielles, sont tout àfmt remarquables par la rigueur mathématique et la généralité de leurs démonstrations (*}; mais ces ouvrages sont, ou trop étendus, ou trop spéciaux pour s'adapter au programme de ce cours. Nous nous sommes donc proposé d'abord d'établir, aussi rapidement que possible, les théories fondamentales rigoureusement nécessaires en vue des applications, et en second lieu, d'étudier tes principaux moteurs thermiques et les appareils frigorifiques, en profitant, autant que possible, des mûthodes graphiques, avec lesquelles l'ingénieur se familiarise facilement.

C'est dans cet ordre d'idées que nous avons développé le mode de représentation imaginé par M. Th. Belpaire (■), mode qui consiste à choisir l'entropie et la température comme variables définissant l'état du corps.

1. G. Zeaitar. — Grundtûge dar Mêchanùchen Wœrmetheorit, 3< édition, tndaetiaa lÏBQïaiM psr Aruthït et Cuin. — Ganthier-Villars, 1869.

G. Z*aner. — Technifche Thermodynamik, 3* Milion, Bngmsnlfe, de i'omnigB pMeédanl.— Leipzig, niix, 1867-1890.

3. Hadamet. ~ La lliermodynamigut et te» appiieaHunt aux marines à vapeur. — Parii. E. Berntrd et C'°. 1889.

AIdsî que l'indiqua son titre, cet onTrage mI tfècial i Ii machine à vapeur; les questions d'éMDleœaBt n'y sont pas traitées, non plus que la théorie ues machines à air chaud, dei moteurs L gM et dos appareils frigorifiques.

3. H. Haton do la Goupillière.— Cours de MacMnei. t. 1. — Paris, Duuod, 1889.