Des machines à vapeur. Leçons faites en 1869-1870 à l'École impériale des ponts et chaussées

que nous avions eu l'honneur de faire à l'École impériale des ponts et chaussées sur l'exploitation des chemins de fer. L'accueil que ce travail a trouvé dans le public nous décide à imprimer aujourd'hui la partie principale du cours qui nous est confié, les machinet à vapeur^ et, en particulier, les locomotives,

0 existe déjà un nombre considérable de traités sur les machines à vapeur, et les ingénieurs ont à leur disposition plusieurs ouvrages excellents, dans lesquels la plupart des questions relatives à la construction des machines sont résolues. Conçu au même point de vue, un nouvel ouvrage sur les machines à vapeur ne présenterait qu'un Ircs-mcdiocre intérêt, et nous n'aurions jamais songé à donner à nos leçons la moindre publicité, si nous n'avions cru pouvoir envisager les machines à vapeur à un

u OfiSERVATlOiNS PHÉLlNiMAlHËS ET DIVISION DU COURS.

point de vue plus spécial, celui de leur emploi, soildans rindustrîe, soit dans les travaux publics, soit surtout dans la grande industrie des transports : ehemins de fer et voies navigables.

Appelé àrhonneurbien imprévu dereniplacer Glapeyron à l'École des ponts et chaussées, nous ne pouvions songer à conserver à son cours le caractère scientifique si élevé qu'il lui avait imprimé. Nous avons entrevu un but plus modeste : nous avons considéré la macbine comme un outil et nous avons cherché à en enseigner l'usage. Soumis à Glapeyron, quelques jours avant sa mort, cet ordre d'idées pratiques reçut sa complète approbation^ et cet ingénieur éminent, cet homme de bien toujours préoccupé du désir d'être utile au plus grand nombre, voulut bien nous dire que le moment d'étudier la machine à vapeur au point de vue purement scientifique était passé, qu'il fallait désormais s'attacher à en vulgariser l'emploi et à montrer le rôle qu'elle remplissait comme instrument de transformation et de progrès.

La tâche que nous avons entreprise a donc été celle-ci : montrer que, dans le travail incessant imposé à l'homme pour vivre en société, la machine à vapeur s'oCfre à lui comme un auxiliaire puissant, capable d'accomplir tout ce qui exige remploi de la force brutale, en lui laissant ce qui exige l'intelligence.

Les leçons qui vont suivre, faites devant un auditoire presque exclusivement composé d'élèves sortis de l'École

OBSËKVATIONS PRÉLUUiNAlRES £T DIVISION DU GÛIRS. tu

polytechnique, devaient évidemment admettre comme acquises des notions déjà très-étendues sur les machines et sur la mécanique ; mais ces notions ne sont que des notions théoriques, et nous avons cherché à les compléter par les enseignements de Texpérience.

I^s divisions que nous avons adoptées sont les suivantes :

Première partie. — Cotuidérations générales sur le Iravait effectué par let machines thermiquei.

Cette première partie lorme en quelque sorte le lieu entre la théorie et la pratique : elle indique comment les idées théoriques reçoivent de l'étude des faits une éclatante consécration ou un utile redressement, ^ious ne pouvions, dans cette comparaison, oublier la théorie mécanique de la chaleur, et nous avons dù signaler les perles de force que comportent, dans l'état actuel de nos connaissances, les machines thermiques les plus perfectionnées.

Deuxième p^tie. — Detcèiplion dei machinet à vapeur d'eau.

La vapeur d'eau étant le corps intermédiaire le plus universellement employé pour convertir la chaleur en force, nous n'avons abordé avec détails que Tétude des

IV OBSBRUTIONS M(fiLUIUIAlIt£S ET UVJSlÛiN DU COURS.

machines à vapeur d'eau, el nous avons rattaché cette étude à un but, ou, comme on dit aujourd'hui, à un objectif déterminé : la relation entre le mode de cunslruclion et le travail à effectuer. Dans les deux chapitres consacrés aux machines locomotives, nous avons munlré comment la macliine s'était successivement et admirablement transformée de manière à donner satisfaction aux besoins de Texploitation des chemins de fer. Nous pensons toutefois 'qu'on est arrivé à une limite que la machine locomotive ue saurait dépasser : nous voulons parler des chemins de fer à fortes déclivités pour l'exploitation desquels la locomotive actuelle cesse d'élre une solution satisfaisante du problème de la traction. Au lieu d'avoir un moteur dont le poids mort égale et bientôt dépassera la charge utile remorquée, il faudra revenir aux machines fixes dont l'action se transmettra soit à l'air libre par des câbles, soit dans des espaces fermés par des fluides comprimés ou raréfiés.

Troisièmb partie. — Généralités iur la construdim et l'emploi des madtines. — AcddenU,

Mous n'avous pas voulu faire un cours de construction de machines ; un ingénieur des ponts et chaussées, pas plus qu'un industriel, n'est appelé à coiistruire une machine, mais tous deux sont appelés fréquemment à en commander et à eu acheter.

OBSËaVATlOMS i'HÉLIMINAIRES £T DIVISION DU COUHS. v

Alors nous avons cherché ù réunir les notions les plus utiles sur les métaux qui entrent dans la construction des machines, en insistant sur la grave transformation que la vulgarisation de l'acier va imposer à l'industrie métallurgique.

Nous avons décrit sommairement les ateliers dans lesquels ces métaux sont mis en œuvre, et nous avons analysé les prescriptions légales auxquelles les machines doivent satisfaire.

Enfin, nous avons cherché, dans l'étude des accidents causés par les machines à vapeur, les moyens de prévenir

le retour de catastrophes souvent bien douloureuses.

Quatrième partir. — CoMomnuUioni des mackine$.

Nous n'avons pas besoin de faire ressortir l'importance des questions que soulève l'étude des consommations des machines, eau et combustible; l'identilé de la chaleuret de la force étant aujourd'hui hors de toute contestation, la possession du combustible est le premier élément de la puissance industrielle d'une nation.

CiNQOiftifB PARTIE. — Travail et dépeme de la machine

locomolive.

La relation entre le travail moteur et le travail produit est, dans toute l'industrie, l'appréciation souveraine et

n OBSBnTATHNIS PHfiLDON&IllES ET DIVISION DU COURS.

définitive d'une machine ; mais nulle part cette relation

n'apparaît à tous les yeux comme dans l'industrie des chemins de fer. On peut, sans aucun doute, évaluer la quantité de travail qu'exige la transformation du coton brut en fils ou en tissus, le sciage d'un arbre eu planches, le laminage d'un rail ou d'une feuille de tôle, mais on ne mesure pas ce travail d'un coup d'œil comme on peut le faire pour un train à remorquer sur une voie de fer. L'appréciation des résistances à vaincre pour la traction des trains était donc un problème qui ne pouvait être passé sous silence, et nous avons cherché à en faire connaître les solutions.

SniàMc PARTIE. — Emploi des machines dans l'exécution el ia eon^tian des travaux publia.

La machine à vapeur devant désormais accomplir les manœuvres de force, aucune industrie ne devait plus recourir à ses services que celle des travaux publics: draguages, épuisements, battages des pieux ne tarderont pas à être des opérations incompréhensibles sans le secours de la vapeur, et l'ingénieur doit aujourd'hui orga* niser ses chantiers avec des machines, comme on le faisait il v a trente ans avec des honinies ou des chevaux.

Mais il y a plus : si, dans l'exécution des travaux publics, la machine à vapeur remplit un rôle dans lequel die ne sera pas remplacée, elle est appelée à en remplir

OBSERVATIONS PRÉLIMINAIRES ET DIVISION OU COURS. m

un non moins grand dans la concepliou dos travaux publics, l/emploi permanent des machines dispensera souvent les ingénieurs de rexécution d'ouvrages dilliciles et dispendieux, et, à ce point de vue, l'élude des machines se rattache à des questions économiques de premier ordre.

SapTiftiiB PARTIE. — Problème général de la iranmmiùn

des forces,

Danscelte seplièine et dernière partie, nous avons voulu indiquer, plutôt que résoudre, une série de problèmes qui touchent à In question du travail fourni par des moiteurs inconscients : nous voulons parler de l'utilisation des forces naturelles dont l'homme n'a pas encore su ou voulu tirer parti, des dillicultés que présente la transmission de ces forces, et nous ayons mentionné les admirables solutions que donnent soit les câbles télodv uamiques de M. F. Uirn, soit l'emploi de fluides compressibles. Comme application du problème de la transmission des forces, nous avons cru pouvoir citer avec quelques détails ce qui a été fait à l'Exposition universelle de 1867 pour donner la vie et le mouvement aux appareils disséminés dans un parc de 40 hectares.

Dans ces leçons, comme dans celles relatives a l'exploitation des chemins de fer, nous avons eu à citer de

VIII OBSERVATIONS PKÊLIULNAIRES £T DIVISION Dl œURS.

nombreux chiffres. Nous les avons empruntés aux documents publics soit par l'administration des travaux publics, soit par les compn punies des chemins de fer, ou nous les devons à robligeaiico de uds i'ollè<,nios cl de nos camarades, et nous pouvons affirmer l'authenticité de toutes les sources auxquelles ils ont été puisés.

Paris, afril 181U.

TABLE DES MATIÈRES