DÉTENTE DE LA TAPEUR

a apporté de notables perfectionnements. Mais avant de nous occuper de cette description , il est indispensable d'expliquer ce que l'on entend par la détente de la vapeur,

§ 421 . Détente de la irapear. — Nous avons dit que, dans la machine de Watt, /!g. 486, la soupape d'admission G reste ouverte pendant tout le temps que le piston met à descendre. Pendant ce temps, la vapeur passe librement de la chaudière dans le cylindre ; d'ailleurs l'ébuUition de l'eau dans la chaudière fournit à chaque instant une quantité de vapeur capable de remplacer celte qui s'en va : il en résulte que la face supérieure du piston est toujours pressée de la même manière. Supposons maintenant que la soupape G ne reste ouverte que pendant une partie de la course descendante du piston. D^s le moment qu'elle sera fermée, la quantité de vapeur contenue dans la partie supérieure du cylindre ne pourra plus augmenter. Cependant celle qui s'y trouve continuera à presser le piston et à le faire descendre ; mais en même temps elle se dilatera, et sa force élastique diminuera en conséquence de plus en plus, ce qui n'empêchera pas qu'elle n'amende piston jusqu'au bas du cylindre, si la machine est convenablement disposée. Dans la première partie du mouvement descendant du piston , tant que la soupape d'admission G est ouverte, on dit que la vapeur agit à pleine pression ; à partir du moment où la soupape d'admission est fermée, on dit que la vapeur agit avec détente.

Voyons maintenant quel avantage il peut y avoir à faire agir la vapeur avec détente, dans une portion de la course du piston , au lieu de la faire agir constamment à pleine pression. Supposons, pour fixer les idées, que la soupape d'admission se ferme au moment où le piston est au milieu de sa course. Il est bien clair que, dans ce cas, la vapeur ne pourra pas produire autant d'effet que si elle agissait à pleine pression pendant toute la course du piston. Mais aussi la quantité de vapeur employée ne sera que la moitié de ce qu'elle aurait été dans ce cas ; la dépense en combustible devra donc être également réduite de moitié, puisque, toutes choses égales d'ailleurs, la quantité de combustible consommée est évidemment proportionnelle à la quantité de vapeur produite. Pour s'assurer s'il y a avantage à faire agir la vapeur avec détente, il suffit donc de s'assurer si, par ce moyen , on réduit la dépense dans un plus grand rapport que l'effet produit. Or c'est ce que nous reconnaîtrons sans peine. Car la quantité de travail (§ 76 ) effectuée par l'action de la vapeur sur le piston", pendant la première moitié de sa course, c'est-à-dire pendant que la soupape d'admission est ouverte, est précisément épjale à la moitié de celle qui aurait été effectuée par la vapeur agis-

fi28 EMPLOI DE LA VAPEUR COMME MOTEUR.

sant à pleine pression pendant la course entière du piston ; le travail total de la vapeur, pendant toute la coursedu piston, surpasse donc la moitio de celui qui aurait été produit si la vapeur agissait constamment à pleine pression, de toute la quantité de travail que développe la vapeur en se détendant. Or la quantité de vapeur employée est juste la moitié de ce qu'elle aurait été dans ce cas : donc en faisant agir la vapeur avec détente, on a diminué la dépense dans un plus grand rapport que le travail produit, ce qui est un avantage réel. Si l'on veut effectuer le même travail avec une machine à détente qu'avec une machine où la vapeur agit toujours à pleine pression, il suffira de faire le cylindre de la preniière plus grand que celui de la seconde, dans un rapport déterminé par le degré de détente que l'on veut produire ; et la première machine, tout en étant aussi puissante que l'autre, exigera moins de vapeur, ou, ce qui revient au même, il faudra moins de combustible pour lui fournir la vapeur nécessaire à sa marche.

Pour qu'on se fasse une idée nette de l'avantage qui résulte de l'emploi de la vapeur avec détente, nous allons donner les valeurs des quantités de travail qu'une môme masse de vapeur peut effectuer, suivant qu'on la fait agir en la détendant plus ou moins. Pour concevoir comment ces quantités de travail peuvent se calculer, il faut se représenter le piston soumis à des pressions de plus en plus faibles pendant que la vapeur se détend, et imaginer que la durée totale de la détente soit décomposée en un très grand nombre de petites portions, pendant chacune desquelles la pression pourra être regardée comme constante ; en multipliant la pression qui correspond à chacun de ces intervalles de temps par le chemin que parcourt le piston pendant ce temps (§ 76), et faisant la somme de tous les produits ainsi obtenus, on aura la quantité de travail effectuée pendant la détente. Il suffira d'ajouter à cette somme le travail effectué par la vapeur avant, que la détente commence, pour avoir le travail total qu'elle aura produit. C'est ainsi que l'on a obtenu les nombres du tableau suivant, qui fait connaître les diverses quantités de travail qu'une même masse de vapeur peut produire, suivant qu'elle agit à pleine pression , ou bien quelle commence à se détendre à partir du moment où le piston a déjà parcouru les 9 dixièmes, les 8 dixièmes, les 7 dixièmes. . . de sa course. On a pris pour unité le travail qui est produit dans le cas où il n'y a pas de détente.