RÉSUMÉ ET CONCLUSIONS SUR LES MACHINES A VAPEUR

par dos plaques de tôle de 8 ou 10 millimètres et plus d'épaisseur, mais par des tubes métalliques minces, trùs-perméables à la chaleur et subdivisant beaucoup le courant d'air, de manière à en mettre, pour ainsi dire, tous les filets en contact avec les parois des tubes ; quand, en même temps, ce qui a lieu le plus souvent, le tirage est produit par un moyen artificiel qui peut faire passer par une grille d'une section donnée, une quantité d'air qui est sans rapport avec celle qu'y ferait passer un simple tirage naturel, on est dans des conditions essentiellement différentes, qui demandent un examen spécial et de nouvelles indications numériques.

Dans ces chaudières tubulaires à tirage forcé, comme sont celles des locomotives, la surface de chauffe du foyer, ou la surface de chauffe directe, n'est guère que le dixième de la surface de chauffe tabulaire ou surface indirecte, ou le onzième de la surface do chauffe totale.

Beaucoup d'ingénieurs, se basant sur la facilité de la transmission de la chaleur à travers des tubes minces, sont disposés à attribuer à ce type de chaudières une supériorité marquée sur les deux premiers types; de nombreuses expériences de vaporisation effective ont môme donné une différence qui s'est élevée de 30 à 35 p. 100 et plus, en leur faveur, pour une même quantité de combustible brûlé. Cette opinion me paraît contraire aux principes; la différence constatée dans les expériences qui semblent la confirmer est certainement due, pour une partie, à la supériorité de qualité du combustible employé; et pour une plus forte partie peut-LMre, elle n'est qu'une apparence due à l'entraînement d'une forte quantité d'eau à l'état liquide avec la vapeur. Quoi qu'il en soit, on peut partir de ce point d'expérience que l'on consommera 2'',8 à S"* de charbon par décimètre carré de surface de grille, que la surface de chauffe pourra ôlre on moyenne égale à 75 fois la surface de la grille (entre 70 et 90 fois), et que chaque kilogramme de combustible produira une cvaporation, tant réelle qu'apparente, de 8" d'eau.

Cela revient à dire, en nombre rond, que dans une chaudière de locomotive, avec le tirage activé par l'échappement de la vapeur, la consommation d'une gi ille d'une surface donnée et le rapport de la surface totale de chauffe à cette surface de grille, sont triples

de ce qu'ils sont dans les chaudières ordinaires; ou, en daulres fermes, que le combustible brûlé par mètre carré de surface de chauffe est le même pour tous ces appareils.

Cet énoncé, auquel conduit la comparaison générale des résultais consacrés par la pratique, jusiifie entièrement la conclusion théo* rique indiquée au n"" 764.

(868) Lorsqu'on appliquant les règles indiquées ci-dessus (n*"' 855 et suivants), on étudie le projet d'un appareil à vapeur complet (machine et chaudière) fonctionnant dans des conditions déterminées d'emploi de la vapeur, et qu'on en vient aux applications numériques, on arrive à cette conclusion, entièrement confirmée par la pratique, que, pour la force d*un cheval disponible sur l'arbre du volant d'une machine à mouvement continu, la consommation de houille ordinaire peut varier entre la limite de 5 à 6 kil. au plus par heure et celle de 1 kilogramme au moins.

La limite supérieure ne doit généralement être dépassée que par suite de quelque défectuosité accidentelle à laquelle il y a lieu de parer. La limite inrérieure n^est pas obtenue couramment, même pour les meilleures machines; on n'y descend guère que dans les essais faits sur les machines pour lesquelles le constructeur a garanti une consommation donnée, et on la dépasse presque toujours, dés que la machine cesse d'être réglée et entretenue et le feu conduit avec les précautions et les soins qui ont naturellement présidé aux essais.

On peut dire qu'en pratique une machine qui ne consomme pas plus de 1 kil. 25 à 1 kil. 50 par heure et par cheval disponible sur l'arbre du volant, est une excellente machine ; que beaucoup de machines, môme à détente plus ou moins étendue et à condensation, dépassent 2 kilogrammes et vont jusqu'à 5 kilogrammes; et qu'enfin, lorsque cette consommation atteint ou dépasse 5 kil. Jet va jusqu'à 5 et parfois 6 kilogrammes, la machine étant convenablement réglée et dans un état normal d'entretien, c'est que celte machine, par un motif quelconque, motif souvent très-rationnel, ainsi que nous l'avons expliqué, fait un usage imparfait de la vapeur, c'est-à-dire qu'elle fonctionne ou à pression réduite, ou à

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sans détente, ou sans condensation, ou qu^eniin plusieurs de ces circonstances se trouvent réunies.

J'estime que dans l'état acluel de l'art des constructions, Vensemble des machines en service dans Tindustrie dépense au moins 3 kilogrammes de houille par force de cheval et par heure, soit 50 kilogrammes pour une journée de 12 heures correspondant à une marche de iO heures de service effectif.

Si Ton suppose que ce combustible coûte moyennement, rendu aux usines, 25 francs la tonne, la dépense journalière sera de 0 fr. 75 par cheval, ou pour obtenir un travail de 75 x 5600 x 10 = 2700,000 kilogrammètres.

Ce travail correspond à peu près à deux fois et demi le travail d'un bon cheval attelé à un manège, et 5 plus de dix fois le travail d'un homme de peine fonctionnant dans les meilleures conditions, c'est-à-dire agissant par son poids sur une roue à chevilles.

On a donc, pour une dépense de 0 fr. 75, un travail qui coûterait 7 fr. 50, en employant des chevaux supposés coûter 3 francs par jour« et 20 francs à l'aide de manœuvres à 2 francs.

Ces derniers chiffres, assurément très-modérés, montrent que le travail obtenu à Taide de la vapeur dans une machine assez ordinaire, ne coûte que le dixième de celui qu'on obtiendrait avec des chevaux, et moins des 4 centièmes de celui qu'on obtiendrait à bras d'homme.

C'est là assurément une différence bien importante, et qui suffirait pour faire comprendre que, dès qu'une industrie a besoin d'une force équivalente à celle d*un petit nombre d'hommes ou dequelques chevaux, on ait le plus grand intérêt à demander cette force à remploi de la vapeur.

(869) L'économie, ainsi obtenue, qui se traduit par un très-gros chiffre de bénélice au bout de Tannée, lorsqu'il s'agit de machines puissantes de 20, 40, 100 chevaux et au delà, comme on en emploie dans beaucoup d'établissements industriels, est un caractère fort important des moteurs à vapeur, caractère qui a essentiellement contribué à donner à l'emploi de ces moteurs l'immensedéveloppement qu'on lui a vu prendre depuis moins d'un siècle.

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Toutefois celle économie n'est peut-élre pas encore le trait le plus spécial à considérer dans cet emploi ; car on le trouve également dans remploi des moteurs hydrauliques, quelquefois même à m plus haut degré ^ en ce sens que dans les contrées où le mouvement industriel ne s'est pas encore étendu, il peut arriver que des chules d'eau ne soient pas encore appropriées, et qu'ainsi le travail à obtenir d'une telle chute puisse être considéré comme fourni, en quelque sorte, gratuitement, réserve faite de l'intérêt et amortissement des travaux de premier établissement à faire pour l'utibser. Il n'en sera pas de même ordinairement dans un pays industriel, où les chutes seront créées depuis longtemps et auront une valeur vénale, qui dépendra, comme pour toute autre chose, du rapport entre l'offre et la demande, ainsi que du prix auquel on pourra se procurer dans le pays le combustible à l'aide duquel on pourrait employer les machines à vapeur en concurrence avec les chutes d'eau.

(870) Mais si, à ce point de vue de l'économie, les machines à vapeur ne présentent pas, en principe, d'avantage sur les chutes d'eau, et peuvent, dans certains cas, leur être inférieures dans une mesure plus ou moins importante, quelle immense supériorité n'onl-elles pas, au contraire, sous tant d'autres rapports !

Bornons-nous à indiquer:

1** La faculté d'être établies par^oM^ àla seulecondilion d'y trouver la faible quantité d'eau nécessaire à leur alimentation, par conséquent sur les points où la population agglomérée fournil la maind'œuvre nécessaire, ou bien sur ceux qui présentent des faciUtés convenables pour l'arrivée des matières premières ou l'expédition des produits fabriqués.

2** La régularité de la force produite, qui contraste avec Tirrégularité qui est le caractère de la plupart des chutes d'eau, dont le débit et la hauteur sont ordinairement très-variables d'une saison à l'autre. Il en résulte que si l'usine est établie sur la base des eaux moyennes j elle perd de la force dans les bonnes eaux^ et que dans tous les cas celte force devient insuffisante en basses eaux; de là l'emploi fort répandu dans les districts industriels avancés, où l'on emploie des chutes d'eau, comme dans les Vosges, par exemple, de récepteurs

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hydrauliques établis en vue des bonnes eaux, auxquels on adjoint une machine à vapeur de renfort, que Ton peut faire marcher pendant une plus ou moins grande partie de l'année.

Une autre irrégularité des moteurs hydrauliques, qui peut se présenter avec une certaine importance dans les pays froids, et ù laquelle les moteurs à vapeur échappent entièrement, est celle qu'amènent des gelées très-intenses et persistantes.

5* L'importance de la force qui peut être réglée exactement sur les besoins de l'établissement, sans crainte d'en perdre à certaines saisons, ou, ce qui est plus fâcheux, d'en manquer dans d'autres, peut-être au moment où la fabrication aurait le plus besoin d'être activée.

A cet égard, les machines & vapeur offrent aux industriels toute la marge désirable. On a des machines qui n'ont q'une petite fraction de cheval ; on en a dont la force se compte par plusieurs centaines de chevaux; entre ces limites qui sont, en quelque sorte^ indéfiniment extensibles, on peut avoir, partout où l'on veut, aussi bien la force nécessaire pour faire marcher une machine à coudre, quecelleque pourra exiger une grande machine de mine ou d'établissement métallurgique, force qu'il seraitleplus souvent impossible de demander à une chute d'eau donnée, et plus impossible encore, au point de vue pratique, d'obtenir d'une accumulation de moteurs animés.

Cette triple propriété de pouvoir être créés en tout lieu , d'une manière aussi continue et aussi régulière qiion le veut, et dans la juste proportion des besoins des opérations industrielles auxquelles on veut les appliquer^ est évidemment, beaucoup plus que l'économie dans la production du travail, le trait saillant et caractéristique des moteurs à vapeur, celui qui les rend le plus souvent indispensables, et auquel ils doivent la prodigieuse force d'expansion dont ils font preuve depuis le commencement de ce siècle.

C'est ainsi qu'en France, par exemple, on compte aujourd'hui* sans parler des chemins de fer et des bateaux à vapeur, environ 25,000 machines fixes d'une force collective de 500,000 chevaux*

En supposant, comme nous l'avons dit, qu'elles fassent, par jour, 10 heures de travail effectif pour la durée d'un poste de 12 heures

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(ctil y ena beaucoup qui marchent jour et nuit), c'est un travail jour* nalierde2,700,000kilogrammè(res par cheval, ou le IruvaildeômiU lions d'hommrs valides exclusivement employés comme moteurs. A 5 kilogrammètres par cheval et par heure, et pour 300 jours de travail par an, c'est une consommation annuelle de 2,700,000 tonnes de houille, et Ton voit, en passant, que si Ton rannenait seulement h consommation au chirfre trcs-admissible et très-réalisable de 2 k. 1/2 par cheval et par heure, le pays ferait, de ce seul chef, une économie annuelle de 450,000 tonnes.

Que sera-ce, si Ton ajoute aux machines fixes, ,qui marchent en France, les 5,000 locomolives environ que possèdent les chemins de fer, dont la force, qui va toujours en croissant, atteint aujourd'hui au moins 200 chevaux en moyenne, et les 500 bateaux à vapeur d'une force collective de 40 à 45,000 chevaux qui composent la llollc commerciale, sans y comprendre la marine de guerre, beaucoup plus puissante encore?

On devra en conclure que les machines à vapeur de toute nature qui fonctionnent aujourd'hui en France, représentent une force collective au moins égale à celle de tous les hommes valides qui s'y Irouvent ; de sorte qu'il est vrai de dire qu'au point de vue industriel l'effet est le môme que si chaque homme était, en quelque sorte, doublé d'un serviteur laborieux, soumis, assidu, ne consommant que quelques kilogrammes de charbon par jour, et seulement quand il travaille^ exécutant tout le travail mécanique qui peut être nécessaire, et laissant à l'homme les opérations où il n'a à mettre en jeu que son intelligence et son adresse ; avec cette considérati^p majeure qu'il exécute souvent ce travail dans des conditions de forcf ou de vitesse que ni l'homme ni les autres moteurs animés ne pourraient atteindre.

On peut donc prévoir pour la France le moment, déjà arrivé pour d'autres pays, comme TAnglelcrre et la Belgique et même pour quelques-unes de nos provinces, où le travail demandé à la vapeur soit dans l'induslrie agricole manufacturière, soit dans la grande industrie des transports, ne pourrait pas être créé parla population mâle tout entière, aidée de toutes les bêtes de trait qui peuvent exister dans le pays.

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Si Ton ajoute que dans la plupart des industries, Toutillagea été perfectionné, [quelquefois à un degré extraordinaire', en même temps que la machine à vapeur multipliait, autant qu'on le voulait, les moyens de mettre en jeu cet outillage, on comprendra toute rimporlance de la révolution économique à laquelle nous assistons de nos jours, et qui est sans précédent dans l'histoire du monde.

A aucune époque, la force productive de l'homme n'a été ni si considérable, ni si rapidement croissante que de nos jours ; et par une conséquence heureuse, qui semble nécessaire, à aucune époque la situation matérielle des masses, favorisée par une telle abondance des produits de toute nature, et par d'aussi grandes facilités d'échanges, n'a été en s'améliorant d'une manière aussi prononcée.