M]£CANIQUE

28. Toutes les fois que l'exécution d'une opération quelconque exige plus de travail qu'on n'en peut produire pendant le temps nécessaire à son accomplissement, il faut recourir à quelque procédé mécanique pour amasser, pour condenser en quelque sorte une portion de travail produit avant le commencement de l'opération. Cet effet est généralement rempli par l'emploi d'un volant, c'est-à-dire d'une roue dont la jante est très pesante ; de sorte que la plus grande partie de son poids se trouve à la circonférence. Il faut une application de force énergique et assez prolongée, pour imprimer à cette roue un mouvement rapide; mais une fois cette vitesse obtenue, ses effets deviennent extraordinaires, si sa puissance est concentrée sur un petit objet. Dans quelques-unes de nos forges, où la machine à vapeur est un peu trop faible pour le train de laminoirs qu'elle doit faire tour- Qer, on met la machine en mouvement un peu avant que le fer qu'on travaille dans le four ne soit prêt à passer au laminoir, et on la laisse ainsi marcher avec

une grande vitesse, jusqu'à ce que le volant ait acquis une vitesse presque effrayante pour les personnes étrangères à ces sortes d'établissements. Quand la masse de fer rouge passe dans la première cannelure du laminoir, la machine éprouve un ralentissement bien sensible ; à chaque passage aux cannelures suivantes, sa vitesse diminue jusqu'à ce que la barre de fer soit réduite aux dimensions voulues.

29. Voici un exemple curieux de la puissance d'un volant considérable, quand sa force est concentrée sur un seul point. Le fait a été observé dans un de nos plus grands établissements. Le propriétaire de cette usine montrait à un ami l'appareil qui sert à percer des trous dans des plaques de fer, pour les chaudières à vapeur. Il tenait dans sa main un morceau de tôle de deux centimètres d'épaisseur , et le présentait sous Y emporte-pièce. Après avoir percé quelques trous, il remarqua que le mouvement de l'emporte-pièce se ralentissait de plus en plus : il appela aussitôt le machiniste pour savoir la cause de ce retard si sensible dans la marche de la machine à vapeur, moteur général de l'usine. Il se trouva que cette machine à vapeur avait été séparée du volant et de la machine à percer, au moment même où l'expérience avait été commencée. Ainsi le volant seul avait effectué l'opération, par l'impulsion antérieure qu'il avait reçue.

30. Un autre moyen d'accumuler de la force consiste à élever un poids, qu'on laisse ensuite retomber. Un homme, armé d'une pesante masse, frapperait

longtemps et à coups répétés sur la tète d'un pieu, sans produire le moindre effet. Mais s'il élève une masse plus pesante, im mouton , à une plus grande hauteur, la chute de cette masse, quoique répétée moins souvent, produira l'effet voulu, et le pieu s'enfoncera sans difficulté.

Quand le coup donné à une masse considérable de matière, comme un pieu, n'est pas un choc très fort, l'élasticité imparfaite de la matière absorbe une partie du travail qui se trouve perdue dans la transmission du mouvement dans la masse, d'une particule à la suivante : il peut donc arriver que tout le travail communiqué à une extrémité du pieu soit anéanti entièrement avant d'atteindre l'autre extrémité.

31. L'air comprimé dont nous avons parlé coname moyen de transmission de travail, fournit aussi le moyen d'en accumuler certaines quantités : un réservoir à parois épaisses dans lequel il a été refoulé à une pression élevée, renferme une quantité notable de travail mécanique, comme un bassin rempli d'eau et placé à une grande hauteur, comme une masse de houille pouvant par sa combustion réduire à l'état de vapeur à haute pression l'eau renfermée dans une chaudière. L'air comprimé dans un réservoir à tôle d'acier est le moteur qui alimente les petites machines faisant tourner l'héhce des torpilles Whitbread, un de ces engins dont la puissance change la face des guerres maritimes.

32. La puissance de l'air comprimé qui exige une dépense préalable de travail au moins équivalente à

son effet, est singulièrement dépassée par celle qui peut être obtenue au moyen de nombre de réactions chimiques et surtout par celle des matières explosives, qui ne demandent qu'une étincelle pour développer un travail mécanique dont lapuissance est souvent presque incalculable. C'est de composés ni très (on sait que le salpêtre est l'élément principal de la poudre à canon) que sont formés les corps explosifs dont la puissance est la plus grande ; parce que, ainsi que nous l'avons déjà fait pressentir en parlant de l'utilisation des puissances naturelles, les atomes de ces corps doivent être considérés comme possédant une vitesse vibratoire interne très grande, qui se traduit par des effets mécaniques considérables, lorsque vient à se rompre l'adhérence qui les maintenait sous la forme solide ou liquide.

33. On connaît généralement les effets delà poudre qui permet de développer une pression immense sur ime petite surface; on peut la prendre comme l'exemple le plus saillant du travail si fréquemment engendré par des réactions chimiques. Je parlerai d'abord de l'emploi de la poudre pour faire sauter les rochers. Avec le prix de quelques jours de travail, l'ouvrier peut acheter quelques livres de cette substance, et en les employant à l'objet que nous venons d'indiquer, souvent il obtient en un instant des résultats que, même avec les meilleurs outils, il ne pourrait obtenir qu'au bout de plusieurs mois.

Un des blocs tirés des carrières de pierre calcaire qui ont fourni les matériaux du môle de Plymouth avait 26 pieds 1/2 de longueur, 13 pieds de largeur,

et 16 pieds de hauteur. Pour extraire cette masse qui cubait 4,800 pieds, et qui pesait 400 tonnes environ, il ne fallut que trois coups de mine. On fit partir d'abord Tune après l'autre deux charges de poudre de 50 livres chacune, placées dans des trous de treize pieds, dont le diamètre était de 3 pouces à l'entrée, et de 2 pouces 4/2 au fond. Le troisième coup fut formé de 400 livres de poudre placées dans la fente qu'avaient produite les deux premiers coups. Ainsi chaque livre de poudre détacha du banc de carrière un poids de deux tonnes, ou à peu près 4,S00 fois son propre poids. La totalité de la poudre coûta 6 livres sterhng (150 fr.), à 7 pence 4/2 environ (75 c.) la livre. Le perçage des trous occupa deux hommes pendant un jour et demi, et coûta environ 9 shellings (11 fr.). Le produit ainsi obtenu valait alors près de 45 livres sterling (1,150 fr.).

34. Je parlerai maintenant de quelques effets surprenants que je chercherai à expHquer. Un fusil chargé à balle ne repousse pas autant que le même fusil chargé avec du plomb de chasse ; et parmi les diverses sortes de plomb , c'est le numéro le plus fin qui repousse le plus à l'épaule. Un fusil chargé d'un poids de sable égal à celui d'une charge de plomb à bécassine, repousse encore plus. Si, en chargeant le fusil, on laisse un peu de vide entre sa charge et la bourre, le fusil repousse très violemment ou crève souvent même. Enfin si l'ouverture du canon a touché la terre par hasard, de manière à être bouchée avec de la terre grasse, ou même simplement avec de la neige, ou si

38 ACCOMDLATION DU TRAVAIL.

Ton tire avec le bout du fusil plongé dans Teau, il arrive toujours que le canon éclate.

La cause unique de ces effets contradictoires en apparence, c'est que toute force a besoin d'un certain temps pour produire son effet, pour communiquer de proche en proche l'impulsion aux molécules dont l'ensemble forme le corps mis en mouvement ; et s'il faut au gaz élastique subitement créé, moins de temps pour briser les parois du canon, que pour comprimer l'air qui est près de la bourre, et pour chasser par le ressort de cet air comprimé l'obstacle hors de la bouche du fusil, le canon devra éclater. Quelquefois ces deux forces se balancent presque également, de sorte que le canon s'enfle seulement, l'obstacle cédant avant que le fusil ne crève.

On comprendra facilement l'exactitude de notre explication, en suivant pas à pas les divers effets qui se produisent quand on tire avec un fusil chargé de poudre pressée par une bourre cylindrique, et dont l'ouverture est bouchée avec de la terre grasse ou toute autre matière susceptible d'offrir une certaine résistance. Dans ce cas, le premier effet de l'explosion est de produire une énorme pression sur tout ce qui l'environne, et de faire avancer la bourre de quelques millimètres. Supposons que tout reste en repos à ce moment, et examinons la situation des choses. Une partie de l'air, en contact inmiédiat avec la bourre, se trouve comprimée; et, si la bourre restait en repos, bientôt tout l'air contenu dans le tube acquerrait une densité uniforme. Mais pour cela il faudrait nécessairement

ACCUMULATION DU TIIAVAIL. 39

un petit intervalle de temps, caria condensation imprimée à l'air qui touche la bourre devrait se transmettre, avec la vitesse du son, jusqu'à l'autre bout de la colonne d'air, d'où elle se réfléchirait en arrière, et il se formerait une suite d'ondes qui, aidées par le frottement des parois, détruiraient à la fin le mouvement imprimé.

Mais tant que la première onde n'a pas touché l'obstacle placé à la bouche du canon, l'air ne peut exercer sur lui aucune pression. Si donc la vitesse communiquée à la bourre est beaucoup plus grande que celle du son, l'air placé immédiatement devant elle pourra éprouver une très forte condensation pour une résistance très faible transmise à la bouche du canon; et dans ce cas, la répulsion mutuelle des molécules d'air ainsi comprimées opposera une véritable barrière au mouvement progressif de la bourre.

Si cette explication est exacte, l'augmentation du recul, dans un fusil chargé de plomb de chasse ou de sable, tient à ce que l'explosion imprime un mouvement aux matières en contact immédiat avec la poudre, de plus en plus difficilement, en raison de leur division. iCeci expliquerait la réussite d'une méthode qui consiste à remplir de sable la partie du coup de mine au-dessus de la poudre, au lieu de la bourrer de terre grasse.

35. Le même raisonnement explique un phénomène curieux que présente l'explosion bien plus énergique d'une autre matière. Quand on pose sur une enclume une petite quantité de poudre fulminante.

40 ACCOMULATION DU TRAVAIL.

et qu'on donne un petit coup sec avec un marteau, la poudre fait explosion : mais au lieu de briser le marteau ou l'enclume, elle ne fait qu'attaquer la surface de ces deux objets, qui est en contact înmiédiat avec elle. Dans ce cas, la vitesse imprimée par le gaz élastique qui se dégage est si grande, que les molécules de la surface sont poussées violemment par l'explosion contre les molécules intérieures adjacentes, et quand la force primitive a cessé d'agir, celles-ci repoussent les premières avec tant de force, qu'elles les chassent hors des limites de l'attraction moléculaire, ce qui les fait tomber en poudre extrêmement ténue. L'usage du pyroxyle et de la dynamite nous a famiharisé avec ces effets, que l'on utilise aujourd'hui pour produire des destructions utiles, comme la pulvérisation, sous Feau, des rochers qui gênent l'entrée des ports.

36. Une autre expérience qui réussit facilement, consiste à percer une planche de sapin, en mettant dans un fusil, au lieu de balle, un bout de chandelle de suif. Cette expérience s'explique de même, en concevant que la vitesse du transport de la chandelle est si grande, que les molécules rencontrées par elle sont arrachées du bois dont elles font partie.