UTILISATION DES PUISSANCES NATURELLES

^7. On sait que chez les Romains, le travail le plus pénible imposé aux esclaves et aux criminels était celui de l'écrasement du blé : ces malheureux, usant leur force à tourner la meule, étaient de véritables bêtes de somme.

Comment se sont débarrassées nos sociétés modernes d'un fardeau si lourd et si écrasant pour une population considérable? Par l'invention des roues hydrauliques dont les palettes reçoivent le choc de l'eau en mouvement, des moulins à eau qui, dès le moyen âge, ont fait accompHr par les chutes d'eau des ruisseaux et rivières, cette énorme quantité de travail. Nous donnerons idée de ce qu'il serait en reproduisant le calcul ci-joint relativement à la mouture du blé en France ^ .

La consommation du blé en France est environ de 13,510,000 kilogrammes par jour ; en supposant que l'hectolitre de blé pèse en moyenne 80 kilogrammes,

I. H. Mangon. Dictionnaire des Arts et Manufactures^ article Moulin.

on trouve facilement qu'il faut au moins 3,08 L chevaux-vapeur travaillant jour et nuit pour sutBre à l'approvisionnement de nos marchés.

On sait d'ailleurs que six chevaux pourraient à peine produire le travail d'un cheval-vapeur, de sorte qu'il faudrait 18,486 chevaux pour faire marcher nos moulins à blé. Enfin, il faut environ trente hommes pour remplacer un cheval-vapeur travaillant constamment, ce qui nous forcerait à employer 92,430 hommes à moudre nos blés, si tout autre moteur venait à nous manquer.

18. Avec les chutes d'eau qui ne se rencontrent guère abondamment que dans les pays de montagnes, c'est-à-dife loin des grands centres de population où s'accompUssent naturellement la plupart des travaux industriels, il faut encore citer la puissance impulsive du vent qui, à cause de ses irrégularités et de la difficulté de recueillir ses effets sur de très grandes surfaces, n'a jamais été utiUsée dans les moulins à vent que pour des industries agricoles de faible importance. Ce n'est vraiment que dans la navigation, pour mouvoir les navires, que l'application de l'action du vent a été utiKsée mécaniquement sur une grande échelle.

19. C'est quand l'humanité ne disposait que de ces moyens d'utilisation des puissances naturelles, et seulement à la fin du siècle dernier, qu'a paru la machine à vapeur due au génie de Watt.

L'histoire de l'invention de la machine à vapeur est trop connue, surtout depuis la belle notice d'Arago,

22 PUISSANCES NATORELLES.

pour que nous devions en traiter en détail ; cependant, il nous faut en retracer les principaux traits, ne fût-ce que pour démontrer par son exemple, combien les progrès modernes de la science ont aidé à réaliser l'organisme vital, en quelque sorte, de la civilisation moderne.

On sait que les Grecs avaient déjà observé quelques effets de la puissance mécanique de la vapeur d'eau. Héron d'Alexandrie ( 120 ans av. J.-C.) décrit des petits appareils pour fedre danser une boule dans un tube, monté sur une marmite, et pour faire tourner un petit système, par réaction de sortie de la vapeur; plus tard, Vitruve décrit les éolipyles servant à souffler un vent impétueux; c'est même par ce genre d'effet que Sénèque cherche à expliquer les tremblements de terre.

Laissant de côté l'architonnerre de Léonard de Vinci, c'est-à-dire le canon à vapeur; les projets de Branca pour lancer le jet de vapeur de Téolipyle sur les palettes d'une roue ; nous arrivons à Salomon de Caus qui, en 1615, proposa d'élever de l'eau en la renfermant dans une sphère de métal ; en la chauffant on produisait de la vapeur qui repoussait l'eau dans im tube placé à la partie supérieure.

Machine de Papiîi. — Papin avait aidé le célèbre' Huyghens, l'héritier direct de Descartes dans la science mécanique, lorsque celui-ci tenta d'utiliser la grande découverte de Galilée et Toricelli de la pesanteur de l'atmosphère, en produisant le vide dans un corps de pompe au moyen de l'explosion de la poudre à canon ;

PUISSANCES NATORËLLKS. 23

rentraînement d'air qui résultait de cette explosioD ne produisant qu'un vide fort imparfait, Papin conçut l'heureuse idée de remplir de vapeur d'eau la capacité inférieure du piston. Voici ce qu'il dit dans son mémoire publié dans les actes de Leipzig en 1690 : « L'eau ayant la propriété, étant par le feu changée « en vapeur, de faire ressort comme l'air, et, ensuite, « de se recondenser si bien par le froid, qu'il ne lui « reste plus aucune apparence de cette force de res- « sort, j'ai cru qu'il ne serait pas difficile de faire € des machines dans lesquelles , par le moyen de la « chaleur, l'eau ferait ce vide parfait qu'on a si inutile- « ment cherché par le moyen de la poudre à canon. » Machinede Newcomen. — En 1703, Newcomen, forgeron de Darmouth en Devonshire, réunit ses efforts à ceux de Savery, qui avait tenté une machine d'épuisement à action directe de la vapeur, en utilisant les dispositions de Salomon de Caus pour élever l'eau, et la condensation de Papin pour l'aspirer, mais avec une dépense énorme de combustible, puisque toute l'eau à élever, pour ainsi dire, était nécessairement chauffée. Newcomen, Cawley et Savery construisirent une machine à piston exerçant une traction lors de sa condensation, sur un balancier conduisant de l'autre côté un équipage de pompe ; c'était dans l'intérieur du corps de pompe que se succédaient l'arrivée de la vapeur et la condensaticm de celle-ci par de l'eau froide, par suite avec des destructions de chaleur considérables. Cette machine fut toutefois employée avec grand avantage sur les mines de houille, là où

H PUISSANCES NAÏORELLES.

la houille est presque sans valeur, et permit d'effectuer des épuisements considérables , sans lesquels l'exploitation de bien des mines eût été impossible.

Machine de Watt. — James Watt travailla dans sa jeunesse à l'Université de Glascow, où il était chargé de l'entretien des instruments de mathématiques. Il suivait avec un grand intérêt les cours de physique, et surtout celui très justement célèbre, à cette époque, du docteur Black, qui détermina le premier la chaleur latente de la vapeur, et discutait dans son cours les questions de vaporisation et de condensation. Chargé de réparer un modèle d'une machine de Newcomen, l'esprit ingénieux de Watt fut immédiatement frappé de l'imperfection qui existait dans cette machine, par suite des réchauffements et refroidissements successifs du cylindre à vapeur, et fit la belle invention du condenseur séparé qui assurait à ses machines une supériorité considérable.

Il dit dans sa première patente de 1769 que sa méthode consiste : 1® dans un cylindre enveloppé pour rester toujours à une température élevée ; 2® dans des vases condenseurs séparés des cylindres à vapeur; 3° dans des pompes à air destinées à enlever l'air amené dans le condenseur avec la vapeur. Grâce à ces principes, à l'habileté supérieure avec laquelle il perfectionna l'art de la construction des machines bien imparfait avant lui, Watt construisit avec succès un certain nombre de machines d'épuisement. Mais, c'est seulement dans sa patente de 1782 que Watt fit breveter sa machine à double effet, dans laquelle la vapeur agit

PUISSANCBS NATURELLES. ^5

alternativement des deux côtés du piston, ne sert plus seulement à préparer l'action du poids de l'atmosphère , mais agit par sa propre pression ; et en y ajoutant le parallélogramme, pour mouvoir le balancier à l'aide de la tige du piston, la bielle et la manivelle pour faire tourner le volant à l'aide de l'autre extrémité du balancier, il créa le moteur par excellence, non plus pour mouvoir seulement des pompes, mais pour faire marcher tous les mécanismes des manufactures de tous genres. La manufacture de Soho, près Birmingham, devenue le plus bel atelier du monde, fournit des machines qui mirent en mouvement les grandes filatures de coton et les manufactures de tous genres qui se multipliaient en Angleterre, et, lorsqu'en 1802, à l'expiration de ses brevets, dont la durée avait été justement prolongée par le Parlement , et dont l'exploitation l'avait enrichi , le grand inventeur prit un repos bien mérité, ses machines étaient répandues dans toute l'Angleterre et donnaient la vie au travail d'une population considérable. Il avait mis à la disposition de l'industrie les immenses richesses des mines de houille, devenues des réservoirs inépuisables de travail moteur, et fourni ainsi une base d'une soUdité très grande au système manufacturier dont notre siècle voit l'épanouissement.

20. D'où vient tout ce travail moteur qu'il n'est pas donné à l'homme de créer en si petite quantité que ce soit, et dont il dispose cependant sur une si grande échelle? La réponse à cette question a été donnée déjà, en 1829, par Stephenson qui, voyant courir sur les rails

du chemin de fer de Manchester son œuvre immortelle, la locomotive à grande vitesse, disait : « Ce qui fait marcher cette locomotive, c'est la chaleur solaire des âges géologiques. » Et, en effet, c'est par cette chaleur que s'est produite cette végétation, cette décomposition de l'acide carbonique de l'air qui a causé le développement des grands végétaux, qui, enfouis dans la terre par des cataclysmes, ont formé ces puissants gisements houillers que l'on rencontre heureusement dans tant de pays.

21. C'est la chaleur solaire actuelle, dont le travail agricole s'efforce de rendre l'action le plus profitable possible pour la végétation, qui engendre les mouvements de l'atmosphère qui constituent la force des vents, qui pompe les vapeurs de l'Océan et fait naître les nuages qui vont se condenser sur les sommets des montagnes pour former ces cours d'eau qui en descendent pour s'écouler jusque vers l'Océan, en fournissant des puissances hydrauUques; c'est grâce à la chaleur solaire d'autrefois que s'est formée la houille qui alimente nos machines à vapeur.

22. La production du travail mécanique , par la vapeur ou l'air chaud, résulte de l'accroissement de volume et de pression qu'engendre leur échauffement.

Comment cette pression s'accroît-elle de la sor.te ? C'est parce que les mouvements internes des atomes gazeux croissent d'intensité avec l'augmentation de la température ; de telle sorte que les chocs d'atomes infiniment petits, mais infiniment nombreux, viennent pousser le piston mobile dans le cyhndre de la ma-

chine à vapeur et produire des mouvements de masses pesantes.

Ceci est le résultat certain de la théorie mécanique de la chaleur (et ce progrès de la théorie conduira sans doute à de nouveaux genres de machines à feu), qui elle-même n'est qu'un chapitre de la théorie de la transformation les unes dans les autres des manifestations que nous percevons par les divers sens : mouvement, chaleur, électricité, lumière ; magnifique résultat du progrès des sciences, métamorphoses qui font l'objet des plus belles découvertes.

Nous devons considérer comme solidement établi, que nous disposons par l'emploi des puissances naturelles, c'est-à-dire des effets de la chaleur solaire ancienne et nouvelle, de sources du pouvoir moteur d'un ordre infiniment supérieur à celui de nos consommations, dans des intervalles de temps limités.