PRBMiiRE PAETIfi

vivetnent; tandis qne Tantre portion du sphéroïde consehre sa forme, ne mouille pas la capsule et ne bout pas. En cet état, si

Ton chauftc fortement la capsulei toute la masse d eau repasse à 1 état sphéroïdal; et le contraire a lieu si l'on refroidit la capsule; c'est-k-dire que Teau s'étale, mouille la capsule et bout fortement.

Jusquiet nous ne voyons passer Teau à Vétat sphéroïdal qne dans des vases chauffés préalablement ; mais nous n'avons pas vu ce phénomène se produire dans des vases, dans des chaudières contenant de Teau avant d être soumis k Taction de ia chaleur. C'était là un des points importants de la question que nous étudions, et sur lecjuel il était utile, indispensable même d'être bien lixé. C'est dans ce but que les deux expériences suivantes ont été entreprises.

W Expérience, — On prend une auge de cuivre, comme celle qui a servi dans la 13' expérience, mais moitié moins longue; on y verse une certaine quantité d'eau distillée, et telle qu'étant in7 ciinée, une partie du fond de cette chaudière soit à découvert. On la place en cet état sur un bon éolipyle, cl voici ce qui se passe : L'eau entre raj)ideinenlenébullition, mais la partie de la chaudière qui n'est pas baignée parvient à une température beaucoup plus élevée que celle de la partie qui est baignée (contrairement à la théorie de l'équilibre du calorique); si alors on fait basculer la chaudière, l'eau, en arrivant sur la partie très chaude, [)asse à l'état sphéroïdal et reste indéfiniment sous cet état moléculaire, et • celle que Ton y verse ensuite participe aux propriétés de la pre- . mière. jusqu'à ce que de nouvelles conditions (le refroidissement, par exemple) fasseul repasser à l'état liquide toute l'eau coDleiiue dans la chaudière.

Il est facile de comprendre comment le résultat que nous venons d'obtenir pourrait se reproduire sur une grande échelle à bord d un bateau a vapeur, par l elVet du tangage, du roulis et de la bande, quand le navire reçoit le veut en travers; par le passage de tous les passagers, à bord des petits steamers, tantôt à Tavant» tantôt à l'arrière, soit à tribord, soit à bftbord.

Le docteur Normandy admet la possibilité décelait sur lapins grande échelle; il dit :

phtsiqui, 61

4 . That the hcnting of surfaces^ prcvions to the introduction of water is mt mcessary to produce the spheroidal state.

2. Thai many imler explosions may be referable to that condition,

3. That ail hoilers which offer an extensive surface to the heat^ that is io say, ail boilers ivith internai flues, are preeminently liable to explosions from tliis cause,

Earthy deposits in ail kinds of boilers are favourable io the production of this dangerous phamomenon (1).

L'expérience qui suit justifie pleinement la manière de voir du docteur Normandy ; elle a été publiée pour la première fois dans la deuxième édition de cet 09vrage (1847);

4S« Expérience. — L'expérience qui précède doit faire réfléchir les personnes qui s'occupent de la théorie des chaudières à vapeur ; celle-ci doit les effrayer.

On délaie dans de l'eau une petite quantité du résidu insoluble de la préparation du valérianatc de zinc (2) ; on verse le tout dans une capsule soit de cuivre, soit d argent, etc., et ou la place sur un bon feu de charbon. L'eau ne tarde pas à entrer en ébullition, et au fur et à mesure de son évaporation, il se dépose sur la paroi de la capsule une couche blanchâtre que l'eau n'a pas la propriété de mouiller, et il arrive un moment où le liquide s'isole entièrement du vase et cesse de bouillir. Les eaux Savonneuses mêlées aux eaux très calcaires produisent un effèt analogue.

L'observation des faits curieux qu'où vient de lire appartient à mon tils.

Ne peut-on pas se demander, à, propos de ces &its, si l'addition des pommes de terre, du carbonate de soude, de Targile plastique, etc., dans le but de s'opposer aux incrustations, est tout à fait sans danger? Quant à nous, nous- pensons que l'intro-

(1) Letter to Dœtor Tyodall, On the Spheroidal Stale of Water in Stiom Boilers, by doctor Normaocly (Philosophical Magazine^ for april 1854).

Il y a un mot ésm la lettre du docteur Normandy qai ferait supposer que j'ai ignoré les travaux de Ferkias. C'est une erreur ; car je me suis Tait UD devoir de citer plusieurs fois le nom de cet iDgéoieur, et j'ai indiqué le numéro des AnniUes de chimie où se trouve sou mémoire.

(2) Je dois cette matière à Tobligeance de M. Guillemette. C'est une sorte do safOD qui n'a |ioiat enoore été étudié» mais qui mérite de Tètre.

dacUon de ces substances dans les «chaudières peut avoir des inconvénients et même des dangers.

Zi^i* Expérience. — On verse 2 grammes d'eau distillée dans une chaudière d'essai sphérique, munie d'une soupape, et on la place sur la flamme d'une lampe \x alcool à double courant d'air ; on retire la lampe aussitôt que l*eau est en ébullition, et Ton bouche fortement la chaudière. Rien d'extraordinaire ne se manifeste : la vapeur d'eau se condense. Use fait du videdansl appareil, et le bouchon est attiré avec une certaine force vers Tintérieur de la chaudière. Tout cela pouvait être prévu d*avanee.

45* Expérience. — On fait chauffer le fond de la chaudière presque au rouge, et i on y projette 2 grammes d'eau distillée au moyen d*une pipette; on bouche fortement, puis on éteint la lampe. Quelques instants après, un léger bruissement se fait en-

tendre : c'est Teau qui passe de l'état spbérofdal h, l'état liquide.

L'instant qui suit ce bruit est signalé |)ar une violenle explosion, elle bouchon, s'il n'est pas attaché, est lancé en l'air avec beaucoup de force. Ce phénomène s'explique facilement : Feau» en

PflTSlOOl. 69

passant de l'élat sphôroïdal à l'état liquide, mouille le fond de la chaudière, et se réduit iDstantanéraeot en vapeur ; d'où l'explosion et la projection du bouchon. (Yoy. figure Id)

46* Expérience. — La même que la précédente; seulement on remplace le bouchon par un autre bouchon, au travers duquel passe un tube terminé à l'extérieur par une ouverture de i millimètre de diamètre, par laquelle sort un petit jet de vapeur qui ne paratt pas avoir de tension, tant elle est rare; mais aussitôt que l'eau passe à l'étal li(iuide, on aperçoit un jet de vapeur d'une grande vitesse qui sort par i extrémité du tube, et le bouchon est lancé en Tair presque aussitôt, et avec autant de violence que dans Texpérience précédente. (Voy. fig. 11.)

Fis.

Ici la petite ouverture du tube représente une sonpape, bonne pour les Cas ordinaires, mais qui ne peut pas suffire à récoulement d*nne grande masse de vapeurs, et rexplosion est la suite nécessaire de ce délaut d'écoulement. Mais si Ton remplace ce tube par

PBBmiU PAITIE.

un autre tube ayant l'ouverture extérieure de 3 ou h millimètr«i de diamètre, l'explosion n'a pas lieu, parce que la vapeur peut 8*écoa1er presque aussi rapidement qu'elle est formée. Il faut re* marquer dans cette circonstance qu'une ouverture de 8 ou 6 millimètres est une ouverture d'une très grande dimension, eu égard k la quantité d'eau (2 grammes) qui peut être réduite instantanément en vapeur.

47* £xpéneneê. ^ On a vu dans les eipériences qui précèdent l'eau pass^ de l'état sphéroîdal k l'état liquide par la soustraction du foyer de chaleur, ou, ce qui revient au même, par le refroidissement de la chaudière. On va voir le même phénoniène se reproduire dans cette expérience par l'addition de l'eau froide»

On fait chauffer le fond de l'instrument comme dans les autres expériences, on y projette 2 grammes d'eau distillée, on laisse la lampe sous 1 appareil, auquel on adapte un houchon percé de deux, trous donnant passage, Tun k un tube en S, dont la branche ascendante doit être longue de 0,40 environ, l'autre à un tube terminé par une ouverture capillaire. L'appareil étant ainsi disposé, on verse de l'eau froide par le tube en S, et Ton observe 1 extrémité du tube capillaire. Aussitôt qu'une certaine quantité d'eau a pénétré dans l'appareil, un jet rapide de vapeur s'élance par l'ouverture capillaire, le bouchon est projeté en l'air avec violence, et les tubes sont réduits en très petits fragments.

Celte expérience est dangereuse, niaiselle ces.se de Tèlre si l'on remplace le tube capillaire par un tube de 3 ou /i millimètres d'oor verture extérieure. Alors l'explosion est remplacée par un jet continu de vapeur.

Cette expérience peut être faite sans danger pour l'expérimentateur en adaptant une pompe foulante k la chaudière au moyen de laquelle oniujecte de l'eau froide. Une soupape se fermant de bas en haut empêche la vapeur de faire remonter le piston de la pompe.

48* Expérience. — On verse dans la chaudière 2 grammes d'eau distillée, et on la bouche avec un bouchon enchaîné. On place la chaudière sur la lampe, et Ton surveille les mouvements . du bouchon ; bientôt on le voit lancé avec force par réiasticité

PHTSIQPK. 7t

de la vapeur. On rciiloiu c de nouveau dans l'orifice de la chaudière, d'où il est repoussé pur la même iorce; on Teuioace uue seconde fois, puis une troisième et dernière, car il est rare d'obtenir plus de trois détonations avec cette quantité d*eau. Mais il est facile de comprendre que ce nombre de détonations pourrait être dépassé ou diminué, suivant le plus ou moins de capacité de la chaudière, le diamètre de son orifice, la justesse du ixm* cbon, etc*,etc.

Expérience, — On fait chauffer la chaudière, et lorsqu'elle' est au rouge sombre, on y projette 2 grammes d eau distillée, et on la bouche avec le même bouchon enchaîné que celui qui g été employé dans Texpérience précédente. Le bouchon saute; on la replace, et il saute encore, et cela jusqu'à douze, treize et quatorze fois. L'intervalle entre chaque détonation varie de 8 à 12 secondfis.

11 y a dans cette expérience tout un nouveau système de ehau*' dières à vapeur fondé sur le défaut d'équilibre de chaleur et d» lension ; mais de grandes difficultés devront être vaincues avant que ce système passi^ dans la praticiue.

C'est des expériences qui précèdent que j ai tiré ces conséquences audacieuses : L'équilibre du calorique et Véquilibre de tenstm n'existent pas pour les corps à l'état spkérmdal. Voici comment je crois avoir mis hors de doute la vérité de ces deux propositions.

50" Expérience. — On prend une capsule de fonte de 0»,i2 de . diamètre environ et on la fait rougir; on y projette iOO à

150 grammes d'eau distillée, qui passe immédiateinent k l etat sphéroïdal, ou plutôt k Tetat ellipsoïdal. On plonge au milieu de rellîpsoîde la boule d'un thermomètre, et Ton observe la marche de la colonne de mercure qui oscille entre + 96* et .+ 98**, mais qui reste stationnaire à + 96*,5 lorsque Tellipsoîde n*est point agité par un courant de vapeur ([ui le traverse. Ainsi on a, d'une part, la température de + 96%5, de 1 autre celle de 700 k 1^00 degrés : évidemment il n'y a point d'équilibre de chaleur.

Je sais bien qu'en opérant comme on vient de le faire, on n'est pas compiétemeat à 1 abri des chances d'erreur; mais la possibi-

72 PRBMlftEl PARTIE.

lilé d'une erreur de 1 de^ré et même de plusieurs degrés, en présence d*an fait aussi capitai, ne devait point m'arrêter. (Foy. la ÎT^ expérience.)

51 h\c})érience. — On fait roogir la chaudière et Tony verse 5 à 10 grammes d'eau distillée; puis on y plonge un thermomètre, de telle manière qu'il ne puisse pas toucher le sphéroïde, mais qu'il en apprôche le plus près possible.

On voit alors la colonne de mercure monter rapidement depuis la tcmperaliire ambiante jus([u'à je ne sais eombien de degrés, car un thermomètre qui était gradué jusqu'à -f 300° s'est brisé par suite de la dilatation du mercure au delà de ce terme.

On m'objectera que c'est au rayonnement du vase que cette température es: due; mais cela ne peut pas être, car rien ne s'oppose à ce que cette vapeur se mette en équilibre avec les parois du vase, et c'est en effet ce qui a lieu, ainsi que cela va être

démontré dans un instant.

Dans celle expérience, comme dans celles qui précèdent, point d équilibre de chaleur, point d.équilihre de tension. ( Voy, la 19* expérience^)

52* Expérience. — Reprenons Texpérience précédente au moment où le thermomètre marque 200 degrés ; versons assez d'eau froide dans le vase pour faire passer l'eau k l'état liquide, et observons la colonne de mercure. Aussitôt que l'eau a cessé d'être à l'état sphéroîdal, elle bout vivement : la capacité de la chaodiere se remplit de vapeur, et le thermomètre descend tout k coup à + ^OO*'. Pourquoi ce résultat? Parce que l'eau, en cessant d'être à l'état sphéroîdal, rentre et fait rentrer tout l'appareil sous les lois de l'équilibre de chaleur.

Il a été dit plus haut que la vapeur des corps à l'état sphéroîdal prenait la température du vase qui la contenait. Prouvons qu il en est ainsi.

On se rappelle l'expérience 49% dans laquelle on obtient douze ou quatorze détonations avec une quantité d'eau donnée, tandis

que la même ([uanlilé d'eau k l'état liquide n'en peut donner que trois ou quatre tout au plus ; ou se rappelle encore que l'eau à

PHT8IQD1. 78

l'état sphéroïdal ne donne que des vapeurs très rares (46* expérience), et enfin que ]*eau dans le même état moléculaire est constamment à la température de + 95<»,5. Or» si l'eau à Tétat

sphéroïdal ne donne que des vapeurs très rares, et que néanmoins onobtienueun eflel dynainique triple de celui qu elle donne k Tétat liquide, étant soumise à 1 action d une chaleur égale dans les deux cas, il faut admettre de toute nécessité que le défaut de Tapeur est compensé par la grande élévation de sa température. On sait, en eiïet, que la tension de la vapeur n'est point proportionnelle à la température, mais on sait aussi qu'elle est d'autant plus grande que la température est plus élevée. La tension de la vapeur, en négligeant les fractions, à :

-f 100'» = 1 atmosphère.

Voici une dernière expérience qui n'est pas moins concluante que celles qui viennent d'être décrites.

53* Expérience, — Même préparation que pour la /i9« expérience. Aussitôt que Ton a versé , l'eau on baisse la mèche delà lampe, ce qui occasionne un abaissement dans la température de la chaudière; on la ferme au moyea du bouchon enchaîné, et Ton note le temps qui s'écoule entre chaque détonation : il est de 1"* 10% 1"" 15* et jusqu'à 1" 40% et il est rare d'obtenir plus de trois ou quatre détonations. Et cela doit être : ici la température • en moins doit cire remplacée par de la vapeur e?/. plus. Ce qui est fort remarquable, c'est (pie I on obtient à peu près le même effet dynamique que dans la ^8* expérience. Je n'ai pas besoin d'ajouter, je pense, que dans cette expérience (la 53«) l'eau ne cesse pas d'être à l'état sphéroïdal. Cela prouve, en outre, qu'il peut arriver que l'eau soit à l'état sphéroïdal dans les cliaudières , à rinsu des chauffeurs; car les machines peuvent fonctionner comme avec de l'eau à l'état liquide ordinaire, et sans que rien puisse faire soupçonner cet état anormal, sauf pourtant le niveau de l'eau et deux thermomélres plongeant, l'un daus l eau, l'autre dans la vapeur. 11 va sans dire que des thermomètres de verre

ne sauraient être employés dans les chaudières à vapeur, exposées à Uttt de secousses; mais je pense que les appareils de MM* Clé^ rnepl» Gollardeaa, GaUy-4^lat, etc.. atteindraient parfaitement le bot, en indiquant constamment et la température de l'eau ei celle de la vapeur. Unejrrande différence entre les deux températures serait l'indice d uu péril imminent.

L'expérience qui vient d être décrite montre encore que la température indiquée dans la 51' expérience est bien celle de la vapeur, et que le rayonnement des parois de la chandière est à peu près sans action sur le llK^rmomètre. Il serait d'ailleurs très possible que la réûexion du calo^-ique que nous avons signalée dans le paragraphe lY de cet ouvrage se (it par Tatmosphère des sphéroïdes; et sMI en était ainsi, le rayonnement serait nul et sans influence possible sur la marche du thermomètre. Mais on conçoit aisément que la vapeur ne peut s échauffer que par les p»rois du vase, soit par contact, soit par vote de rayonnement.

Si la température indiquée par cet instrument était due au rayonnement et non à la vapeur, la tension de celle-ci serait en rapport avec la température de l'eau (|ue nous savons être à 4- 96%ô sous la pression normale de l'atmosphère, et cette tension gérait inférieure à 1 atmosphère. Les 49* et 5a« expériences, rapprochées et comparées entre elles, montrent clairement que la tension dans la ^9" est énorme, et faible daus la 53«. Dans la première, de vapeur, msàs beaucoup de chaleur ; dans la deuxième, beaucoup devapemr, mais peu de chaleur.

En d'autres termes, dans la 48* et la 53* expérience, on opère avec de la vapeur à basse température et à basse pression, et dans la avec de la nopeur surcliau/fée.

Je m'explique.

Dans la 49* expérience, il y a peu de vapeur et beaucoup de

chaleur, c'est-à-dire peu de chaleur latente ou «/a//^^/^, et beau- 4:oup de chaleur sensible ou dynaj/iique ; q[ dans les ^18" et 53" expériences, beaucoup de vapeur ou de chaleur statique^ et peu de çhaleur dynamique.

Ces résultats sont la confirmation des vues du célèbre Montgûliier, conlirmées également par les savantes recherches des

PH?SIÛU£, K

fiégain, dâs Joute, dei Hira, desMayer, des Regnaolt, des Thomson, etc., etc.

Qu'il soii peniiis (l'ajouter que les expériences qui précèdent ne datent pas d'un jour, car elles ont été publiées en 1846 (1).

Aujourd'hui qu'il est hien établi • par ces expérienmss et beaucoup d*autre6, que la chaleur n*est que du mouvement, je pense

que Ton adoptera sans difliculté les mots chaleur statique au lieu de chaleur Latente^ et chaleur dynamique au lieu de chaleur iensible.

Loin de moi la pensée de méconnaître Timportance des travaux

que beaucoup de physiciens oui entrepris sur la chaleur, mais combieu de ces travaux ont été inspirés par mes recherches! Dieu me garde toutefois d'élever ici une misérable question de priorité I mais travaillant pour l'avenir, je puis me permettre de léguer à Tavenir le soin de mettre en lumière tontes les vues contenues dans ce modeste ouvrage. . . , vues (jui se développeront, je l'espère, avec le temps, vues qui grandiront surtout, qvmdo io taré pauato tra t più.

On sait que depuis quelques années l'emploi de la vapeur surchauffée est très répandu, soit comme source de calories, soit . . comme source de dynamies; et j'ajoute (ju il se répandra de plus en plus, car si la vapeur ài+ lUO** coûte cher, la vapeur surchauffée et à haute tension est comparativement à très bas prix, et c'est à peine si l'on doit noter la dépense de charbon pour élever la vapeur de ww à cinq atmosphères.

Les expériences qui précèdent ont été répétées presque toutes en présence du congrès scientifique de Milan, et sur une grande échelle. Je dirai bientAt Topinioh du professeur Belli sur ma théorie des explosions de chaudières k vapeur (2).

(1} Nouvelle branche de physique, €U Êîude» tur tês corps à Véiat sphércUdal, p. 50 et suivantes.

(2) rai d^à dit raceoeil plein de btenveilluice et de cordiaUté qui iii*a été fait à Milao. Je me fais un devoir d*oll^ir ici mes sincères remerdmeots an comte L. Berlozzî, un des élèves les pins distingués de Bl. de Kramer. Pendant plos de quinze Jours il n'a été occupé, pour ainsi dire, que de mes expériences , et j*ai trouvé réunis chez ce jeune chimbte une obligeance inaltérable, une grande habileté et un profMMl savoir. Je fUs des

76 PRBMliRE PART».

Ëxaminons maiDtenaptdans quels cas Veau peut passer à Tétai sphéroîdal dans les chaudières à vapeur, et comment elle peal

être la cause de leur explosion.

Lorsque les issuos de la vapeur sont fermées, ce qui arrive dans un grand nombre de circooslances» la température ne cesse point pour cela de s'élever; et s'il est vrai de dire que Teau est toujours soumise à l'empire des lois de la chaleur, il est vrai de dire aussi qu elle est sur la limite de cet empire, el que la plus petite cause peut i eu faire sortir, ainsi qu'on va le voir. Lorsqu'une chaudière se trouve dans les conditions que je viens de dire, Teau qu'elle contient est soumise à l'action de deux forces qui se neutralisent réciproquement : la pression exercée par la vapeur à la surl'ace de Teau, et la force répulsive de la chaudière qui agit en dessous. Vient-on à ouvrir un robinet en plein et tout d'un coup (1), la vapeur s'élance rapidement par cette ouverture;

vœux bien sincères pour qu'il obtieime les succès auxquels son mérite lai

permet de prétendre.

(1) Rien n*est plus dangereux que d*ouvrir brutalement un robinet d'émission de vapeur, sarUmt quand la pression est très élevée. Les-auteurs qoiont écrit sur cette matière n'ont pas suftisamment insisté sur ce point.

Il faut en eicepter touterois M. R. Armstrong, qui s'exprime ainsi: « Bearing in inind what is said ou tho snbjcct or surcharged stcani, and the j» peculiar liabiiitv there is of boilors exploding exactiy at the moment or » soon aftor tlu» valve is opened for startiug an engine, there is reason to » believe that inany ex[>losions may ht* accounted for by a coincidrnre of two » or more distinct causes. — One of tbeui always beinf( the sudden opening » of the sdfety ur o'Jicr valve (al. »

Il sufUt de se rappeler, pour comprendre le danger d'ouvrir brusquement, en entier, un rubiuct d émission, que le plus grand nombre d'explosions des chaudières fixes a lieu après déjeuner, c'est-à-dire au moment de la mise en marche, ou le soir, à la fin de la journée, quand on (X'rd la vapeur; et, à bord des steamers, au moment du départ, ou, après un temps d'arriH , au * moment de la mise en roule, au connnandemcnt de C,o a head, ou En avant. C'est pourquoi le levier des clefs des robinets ne peut jamais être trop long, et il serait préférable do les remplacer par des disques ou des valves soulevées au moyen de vis d'appel.

On se demande comment les explosions ne sont pas aussi fréquentes au début de la journée qa*anx antres temps? C'est que le maliu il n y a pas, il ne peut guère y avoir de surchauffe.

(a) A Rudimeniai) Treaiise on S team Boilert} their Construction and Practic»l Ma' na^mtnlt by Hubert Armiitroog, 18uU, p. |38.

il se fait dtt vide, et l'eau, reponssée par ie fond de la chaudière, et attirée en quelque sorte ])ar le vide qui s*e8t formé presqne

instantanément, se trouve projetée à la partie supérieure de la chaudière. Mais toutcela ne dure qu un instant; l'eau, obéissant aox lois de la pesanteur, retombe sur le fond de la chaudière et passe à Tétat sphérofdal (expérience 39*). Alors elle fournit peu de vapeur, l'équilibre de chaleur n'existe phis, l'explosion est imminente, et elle peut se faire de deux manières : 1° par l'addition d'une certaine quantité d'eau froide (expériences 40*^ et kV) ; 2* par Textinction des feux (expériences ki*, k^* et ft6*).

53* Expérience (bis), — Voici une expérience qui doit trouver sa place ici ; elle est de M. Melsens, qui m'a faitThonneur de me la communiquer.

On prend une marmite de fonte bien propre et graissée dans tout son pourtour avec de la cire ou du suif, puis on y met une couche de mercure assi z épaisse ponr couvrir la boule d'un petit thermomètre ; enfin l'on y verse de l'eau distillée et ou chauffé. Le tbermomètre s'élève graduellement jusqu'à + 1 00*^, puis il continue de s'élever jusqu'à 130» et même plus, celle de Veau restant toujours à + 100'.

On voit dans celte expérience que l'équilibre de température fait défaut, et l'on en peut conclure que la température d'une chaudière pourrait s'élever suffisamment dans certaines cir^ constances pour que Tead s'en isolât et passât à l'état sphéroldal. Telle est l'opinion de M. Melsens, (jui est aussi la luieiine.

L'eau peut encore passer à l'état sphéroïdal dans les chaudèires à vapeur lorsqu'elles viennent à manquer d'eau, ce qui peut avoir lieu par la négligence du mécanicien, ou par un accident survenu k la pompe alimenlaire, etc.; alors l'eau qui arrive dans la chaudière passe à l'étal sphéroïdal, et l'explosion se fait ensuite, comme cela a été décrit rapidement plus haut.

La théorie des explosions que je viens d'esquisser rapidement sera sans doute admise parles personnes qui se rappelleront les Ii2«, 43" et 53* {ùis) expériences, car elles sont 1res concluantes. Ici l'eau peut passer à l'état sphéroïdal avec d'autant plus de facilité, que l'eau versée dans la chaudière par la pompe alimentaire

Ib FEiHitei pmis.

est presque toujours k unetonipéralurc voisine de -|- 100°. En effet, cette eau, u ayant point k empruuler de calorique k la chaudière, se trouve dans les meilleures conditions pour passer à l'état sphéroldal sans la refroidir. Il est vrai que la vitesse avec laquelle elle est projetée pourrait déterminer le contact, cl il en serait probablement ainsi avec une colonne d eau iVoide qui viendrait, sans se diviser, frapper le fond de la chaudière, mais non avec une colonne d'eau chaude divisée par ks plus petites résistances, soit de Torifice du tuyau de la pompe alimentaire, Soit de Tatmosphère de la chaudière.

Dans la 40" expérience nous voyons ime colonne d eau froide versée à dessein mouiller la capsule, maison obtient difficilement ce résultat. Dans la 57" expérience, au contraire, nous voyone de Teau tombée du haut du Panthéon ou des hauteurs de Tatiuosphère passeï: àTétat .sphéroïdal avec la plus grande facilité.

Mais pour bien concevoir Texplosion des chaudières à vapeur par suite de l'état sphéroîdal de l'eau, il faut se bien pénétrer de ces deux vérités capitales, savoir: que l'équilibre de chaleur n existe pas entre le sphéroïde et la chaudière, tandis que cet équilibre existe entre la vapeur et cette inéme chaudière. Ceci posé,* il devient très facile d'expliquer ces épouvantables explo* sîons auxquelles rien ne résiste, et auxquelles, il faut le dire, rien ne saurait résister.

Supposons une chaudière de la capacité de 100 litres ; admet* tons qu'il n*y ait dans cette chaudière que 10 litres d'eau à l'étal sphéroîdal ; admettons encore que la température de la chaudi^e soit k 600 ou 700 degrés, et celle de l'eau à -\- 96",5 (expériences 40« et 50"). Maintenant, que Ion fasse arriver dans cette chaudière une masse d'eau assez considérable pour détruire Tétai 8phétY>îdaI de celle qui s*y trouve (expériences AO*, U\* et ft7*)» et il se formera immédiatement au moins 17,000 litres de vapeur qui se metlronl en étpiilihre de chaleur avec la chaudière, ce qui pourra porter sa tension à un degré vraimwt effrayant Est- il besoin de répéter que rien ne saurait résister à une pareille force ? je ne le pense pas. La rupture de la chaudière aurait également lieu si l'eau changeait d'étal par suite d un lé-

raT8IQ(JI« 79

ger refroidissement de la chaudière (expériences 45° et 46*). Si roD ajoute à cette eaused'explosion la décomposition de la Tapeur d*eaii qui se fait toujours dans les chaudières de fer qui contiennent de l'eau à l'état sphéroïdal, et seulement dans ce cas là, on pourra se faire une juste idée de ces épouvantables explosions qui sèment partout le deuil et la ruine.

Je n^admets pas toutefois que la recomposition de Teau puisse avoir lieu dans l'intérieur de la chaudière, ainsi que le suppose M. Jobard; mais j aditiels, et tout le monde [admettra avec moi, que la résistance de la chaudière diminue par suite de son oxydation aux dépens de l'oxygène de Teau.

Le savant directeur du Musée de Vindustrie belge n'a pas abanduimé sa théorie, mais il Ta moditiée, et, cette fois, elle a de grandeschances d'être adoptée.

Laissons parler M. Jobard :

« Les explosions foudroyantes sont assez fréquentes en Belgique

et 1res rares en Prusse ; nous dirons à quoi cela tient. Quand le suçoir de la pompe alimentaire cesse d'amener de l'eau, par un accident quelconque, elle donne de l'air ; l'eau baisse, les flânes dfe la chaudière rougissent, et sur ces flancs vient se coller, cofnmé un emplâtre, l'espèce de crème formée des détritus végétaux et animaux qui surnagent toujours sur 1 eau des chaudières après un certain temps de service.

i> On comprend que ces substances, en contact avec les surfaces brûlantes de la chaudière, se décomposent comme du charbon dans une cnrinu", et (ju il se produit du gaz hydrogène, tandis que la pompe injecte de 1 oxygène et prépare le mélange détonant connu sous le nom de girisou. La décomposition achevée, le charbon qui reste devient incandescent, pyrophorique et scintillant, ce qui met le leu a ce grisou comprimé cl chauffé, qui constituecerlainement le plus violent des pyroxyles détonants; ses effets doivent donc être bien supérieurs à ceux que produit l'explosion déjà si terrible du grisou à Fair libre. La chaudière, remplie de poudre, n'approcherait pas de la puissance développée dans l'explosion du Vieux- Valeffe, dont nous avons décrit les ravages (1). »

(i) Yojei la SdûHC» da 28 mai «856.

Il faat tenir compte aussi, dans ces explosions, du choc qui se produit quelquefois lorsque Teau cbange d*état moléculaire. On

sait qu'une bouteille (lui résiste kune pression jrraduée de 10 atmosphères et plus, ne résiste pas à une larme i)atavique qui éclate dans son intérieur, étant pleine d'eau. (Bellani etSéguier.)

Du reste, la théorie des explosions fulminantes des chaudières à vapeur par suite de l'état spiiéroïdal de Teau est maintenant généralement admise; quelques iniicnieurs uièmc peust'iit ([ue c est la seule cause des explosions dites fulminantes des chaudières à vapeur (1).

Abordons maintenant un autre côté de la question, ceint d'em* pêcher Tétai s[)héroïdal de naître.

Letat sphéroïdalde Teau étant une des causes d'explosion des . chaudières, comment Fempécher de naître? Ici, je Tavoue, je n'ai que des conjectures à présenter. Il est certain qu*avec une surveillance active, incessante, de bons flotteurs, des soupapes

(i) La Commission de surveillance des chaudières à vapeur de Diemie, composée de MM. Aribnut , Mercadier, Leclerc , Lerebvre et Légal , a pro* posé à M. le ministre de la marine de faire faire une série d'expérienoea destinées à résoudre cet important problème.

Yoici un extrait du rapport de cette Commisaion, en date du 22 aeptembre 1853 :

(t La Commission s'est donc detnainlf^ à quelle cause il conv(Miait de rap- » porter la plupart des explosions des chaudières ù vapeur, ('elle cause est un » phénomène dont répomaiitalde puissance e^ale riiistantauéité, et, suivant » la Commissior», elle ne doit être cherchée que dans l'état sphcroidal de l'eau » contenue dans la chaudière. L'eau parvenue à cet état, si par une circou- » staiice (pielconcpie elle est ramenée instantanément à l'état liquide, il se » détermine alors une prodnction de vapeur tellement inuuense , et à un î) degré de tension si élevé, que l'explosion s'ensuit nécessairement. Dans j» cette conviction , la Commission a cru de son devoir de signaler à rattontion » du gouvernement l'hypothèse qui précède, et elle émet le vœu (juc le gouï> vernement veuille bien ordonner une série d'expériences ayant pour but de » rechercher si, en elTet , telle n'est pas la cause unique, en général , des M explosions, et quels seraient les moyens réellement elUcaces pour en pré- » venir la production.

» Toutes les résolutions et opinions qui précèdent ont été prises à Ponaji nimité des membres présents, etc. >'

(Suiveol les signatures.)

sifflantes, etc., éi sartoat des pompes alim^taires fonçtioDnant toujours bien, on parviendrait, dans la plupart des cas, à prévenir toute espèce d'cx[)losions. Miilhciireusement il ne saurait en être ainsi. Il faut donc chercher un moyeu d'empêcher l'état sphéroïdai de Teau; mais, ainsi que je l'ai dit, je n'ai que des oonjeetures à présenter sur ce point.

lui remanjué des l'origine (1836) de mes recherches sur l'état splieroïdal des corps, (juele poli des surfaces exerçait une grande influence sur ce phénomène, et l'idée m'est venûe tout naturellement de hérisser de. pointes le fond des chaudières.- J'ai • marqué aussi que les eaux contenant des sels en dissolution passaient moins facilement à 1 étal spheroïdal (jue celles qui n'en t:ontenaient pas, et l'idée m'est venue tout naturellement encore de faire dissoudre un sel quelconque dans l^u, et de. préférence un sel déliquescent, comme le chlorure- de calcium; mais les pointes et les sels n empêchent pas absolument i eau de passer à l'état sphéroïdal.

D'un antre côté, les pointes fixées sur le fond d'une chaudière avaient des inconvénients et en rendaient le nettoyage difflcile et presque périlleux. Alors j'ai imaginé de mettre dans les chaudières des spirales de iér mobiles ou des prismes k quatre faces, disposés de telle sorte qu'un sommet des angles fût toujours perpendiculaire h la surface sqr laquelle ils se seraient trouvés. , Celle dernière disposition me paraît bonne; elle mérite, je crois, d'être essayée. Il devient indispensable aussi d'essayer d'un autre mode de chauffage des chaudières ; le chauffage en dessous pourrait être remplacé par un chauffage latéral. Si je suis bien informé , il a été déjà constiraît plusieurs chaudières d'après ce dernier système, et elles ont parlaitement fonctionné jusqu'à ce jour.

L'eau étant à l'éut ^phéroïdal, comment empêcher l'expiosion de la chaudière?

Si ce cas-là se présente en pleine mer, et qu'il faille lutter contre les vents et les courants, ou contre un h^timent ennemi, il faut continuer à marcher comme dans rexpérience h9% en ayant le plus grand soin de faire grand fe^, et de n'introduire

92 PRKMIÈBI PARTfK.

dans la chaudière qu'une petite quantité d'eau à Ja fois. Si, au contraire, ce phénomène se manifeste à terre ou sur un fleuve, on arrête la machine, on continue de faire grand feu, et Ton

s'empresse de vider la chaudii're [)ar tous les moyens dont on peut disposer; ensuite on la laisse relroidir; après quoi, on établit un courant d'aîr dans la chaudière pour en chasser le gaz hydrogène ifu'elle contient presque toujours.

Lorsque des faits nouveaux nous forcent ii expliijuer certains phénomènes auLreiiieut qu ou ne l'a fait jusqu au moment de leur apparition, on ne doit pas craindre de répéter plusieurs lois la même chose, en d'autres termes et sous d'autres formes. Ce qui u'a pas ele compris tout d'abord, peut l'être plus lard lorsque l'esprit y est déjà dispose par une lecture antérieure, et c'est ce qui me détermine à reproduire ici presque en entier ladiscussion qui se trouvait dans la première édition de cet ouvrage.

Si Ton recherchait avec soin quel est le nombre des personnes mutilées ou tuées par suite de l'explosion des machines à vapeur, tant sur terre qu'à bord des paquebots, on obtiendrait un muUat bien fait assurément pour jeter la terreur dans les âmes, même les plus fortement trempées (1).

Cependant, cela esl inconleslable, les injienieurs de tous les pays du monde consliluent les classes les plus et les mieux éclairées de 4a société; et jamais, cela est incontestable aussi, Tart du constructeur ne fut porté plus loin qu'il ne Test aujourd liui. Personne assurément n'ignore la rare perfection et le lini des machines admirables qui sortent des ateliers des mécaniciens de notre époque. Personne, non plus, n'ignore avec quel soin et quelle habileté le fer est travaillé et corroyé, et coinhien de précautions sont prises- pour éviter, dans la construction des chaudières, l'emploi des fers et des fontes de mauvaise qualité.

IjUis, malgré toutes ces attentions, les explosions sont aussi fréquentes aujourd'hui, proportion gardée, qu'elles l'étaient il y a cin(| ans, il y a dix ans. A quoi donc cela tient-il ? Gomment se fait-il qu'avec les ingénieurs les plus instruits, et les construc-

(I) kWL |SUis4iBM on a roai»té l,Oia victime» pour une «eole année.

PHTsioin. 81

leurs les plus habiles, on ne produise que des chaudières imparfaites, en ce sens que Ton n'est jamais en sûreté dans ks lieux oii elles se trouvent?

Gomment se fait-il, par exemple, quun pyroscaphe, marchant pour la première fois, ait fait explosion? Gomment? le Toici; <

Dans tous les temps, nous avons toujours eu la prétenUon ridiculc de dire à la science: Tu n'iras pas plus loin. Dans tous les temps aussi, une découverte inattendue est venue détruire en un seul jour tout l'échafaudage de nos théories, et nous montrer le vide de nos coneqitions. £t c'est à oette orgueilleuse fatinlé que Ton doit surtout attribuer le peu de progrès ({ue nous avons faits dans les sciences, bien plus encore qu au\ diliiculies réelles que Ton rencontre dans la recherche des lois de la nature, dont ^un très petit nombre est connu, quoi qu'ion en dise.

Or, voici ce qui est arrivé pour les chaudières à vapeur. Noas avons dit : La théorie de la chaleur est actuelleuient parfaitement établie ; elle a m^iuteuaut la certitude d'un fait mathématique f elle repose sur une base inébranlable, Téquilibre du calorique* De Téquilibre du calorique à l'équilibre de tension, il n'y avait qu'un pas, aussi ce court espace fut-il franchi sans la moindre hésitation, et nous ajoutâmes : Adaptez un flotteur, un manomètre et des rondelles fusibles à vos chaudières, et vous pourrez dormir tranquilles dans leur voisinage. Mais combien de réveils terribles» combien d'hommes sont passés des bras de ce sommeil dans ceii de la mort, victimes d une théorie trompeuse 1

Dès le 25 octobre 1^38, j'avais aungucé à M. le président do l'Académie des sciences, que Tétat sphéroîda,l de l'eau devait joner un rôle fort important dans certaines explosions des chaudières à vapeur, et que c'était à ce phénomène que Ton devait principalement attribuer les explosions formidables qui jettent, de temps à autre, répouvante dans la société.

Le Jmumd de Pari$^ du k septembre 1819» annopçait dm» las termes suivants Feiplosion du Butterfly :

«D'après une correspondance des États-Unis, un nouveau si nis- » tre, causé par 1 explosion d un bateau ii vapeur qui descendait n la DeUmare^ vient Uwt récemment de fournir matièr» k m p»- .

» cès, dont rissoe ne tardera pas sans doote à nous être connue. Le » Butterfly of Salem (le Papillon de Salem), orgueil des riverains

» américains de la Delawarc, ne s'attendait pas, lui, sylphe des » eaux, aux ailes de feu, de figurer uu jour daus les archives » judiciaires de la Pensylvanie. Il est vrai que la navigation par » la vapeur n*a encore rien fait pour corriger les vices malheu- B reusement trop éprouvés du système primitif de locomotion. » Le Butterfly était destiné à grossir le chiffre des effets de cette M redoutable négligence, aux dépens de la vie de vingt-trois pas- % sagers, partis de Woodbury, de Chester, de Swederboroug, de » Wilnington, pour Newcastle et Salem, terme du voyage, f! » paraît, car on ne peut avoir que des doutes sur l'endroit où le » terrible accident a eu lieu, que l'explosion s'est faite entre Pbi- » ladelpbie et Darby, vers le coucber du soleil ; des rapports re- B cueillis depuis aflinnent cette supposition. La seule certitude » qu'on puisse avoir, et elle est bien triste, c'est que, équipage » et passagers, tous ont péri. On n'a trouvé que quelques lam- » beaux de cadavres à demi brûlés, épars dans l'intérieur des » terres arrosées par la Delaware. Chose étrange, et qui fait la » base du procès auquel a donné lieu l'explosion du Butterfly, » c'est qu'on n'a pas pu découvrir, tant la rupture a ete puissante, » un seul fragment de la chaudière, ni des pièces mécaniques de » l'appareil, en sorte que les assureurs se disent en droit de n'avoir » rienà i)ayer ; puisque rien ne prouve qu'il y a eu réellement » sinistre par le fait du déchirement de la chaudière, et, k plus » forte raison, par l'excès de vapeur. Comment démontrer, disent-. » ils, que l'appareil a éclaté, puisqu'il n'y avait plus d'appareil? » En attendant que les tribunaux d'Amérique décident cette » question judiciaire, dont la sobltlité n'aurait pas grand poids » en France, plus de vingt familles de l'Étal de Pensylvanie sont » dans le deuil et le désespoir. Quand de semblables malheurs » auront-ils un terme? Il y a deux mois qu'un steamer épouvan- » tait les habitants des rives du Danube, eu rejetant sur ses bords » des membres déchires ; l'autre semaine, la Seine a failli être » troublée par une explosion heureusement arrêtée, aujourd'hui « nous avons à raconter l'histoire du Butterfly. La science, qui

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i> a découvert l'emploi de la vapeur, devrait s'occuper, il en est » temps, des inoyeus de la modérer. Une découverte vaudrait » lautre. »

N*e8t-il pas évident qu(\ l'explosion du Butterfly est due à la naissance soudaine d'une force d*une incommensurable puissaoce ?

Il ne peut pas rester rombre du doute ;i cet égard.

J'en écrivis au Journal de I^firis^ et j émis, sous la forme dubitative, Topinion que cette explosion pouvait être raisonnablement attribuée à Téta^ sphéroîdal de Teau .

Depuis cette époque, M. Andraud a annoncé que ces eiïrayanlcs explosions étaient dues à l'électricité. Nous verrons bientôt si l'opinion de ce physicien, que ne rejette pas absolument, est plus ou moins fondée.

La destruction du Butterfly s'étant en quelque sorte accomplie dans le désert, loin de tous les yeux, et tous les homiues qui se trouvaient à son bord ayant été victimes de ce terrible événement, un vaste champ est ouvert à tontes les opinions sur la cause prb-* bable ou possible de cette catastrophe ; aussi ne m'y arrêterai-je • point. Je dirai seulement, et cela ne saurait être contesté, que la cause ({ui a pulvérise ce paquebot a dù être engendrée instanta* nément, et avoir une force incalculable.

Noos allons maintenant assister à un événement du même genre, arrivé en France au commencement de cette année. Il s^'agit du Citis, construit d'après les plans d un ingénieur de Paris, et sous la direction d-on officier d'artillerie.

La Presse du 21 janvier raconte en ces termes Texplofiion de ce paquebot :

« Retenu d abord par les débordements de la Saône, puis par )9 les glaces, on attendait la débâcle pour procéder à 1 essai déti* x> nitif. Depuis le mois de décembre ses machines avaient plusieurs » fois fonctionné sur place, et l'on avait constamment entretenu » un petit feu sous les chaudières pendant ces grands froids. Di- » manche, à deux heures de l'après-midi, diverses personnes, » intéressées à Tessai de ce bateau, et des curieux s'étaient ren- » dus à bord pour descendre la Sa6ne. La marche était très lente, » faute de vapeur \ ou Tattribuait à la mauvaise qualité du char-

86 PBIMIÈMI PART».

» bon ; cependant à 4 kilomètres de Ghàlon, on lit arrêter pour » rétablir les feux. Le bateau était encore à Tamarre; lesing^ n nieurs allèrent eux-mêmes Yérifier le niveau d*eau, et les trois » robinets de jauge : tout était en parfait état; on remarquait seu- » lemenl (jue la vapeur (ienicurail faible, cl sortait à très basse » pression par une soupape. M. Bourdon cl M. Schneider venaient » de remonter sur le pont, lorsque Texplosion eut lieu. Toutes » II» personnes qui s*y trouvaient furent lancées à Teau, ou y sau- » tèrent spontanémént, à Texceplionde M. Schneider, qui, appelé » par les cris, se porta immédiatement à remplacement de sa » machine, et n'y pénétra qu*en surmontant tous les obstacles » que lui opposaient la vapeur et la fumée. Secondé alors par des » ouvriers, il parvint k enlever deux blessés, et il allait remonter » u^c troisième victime, M. Germain, contlucteur des travaux du » Citis^ lorsqu'une forte voie d'eau à l'arrière couvrit le corps, » qu'il ne put arracher, et le força d abandonner le bateau, qui » disparaissait sous ses pieds, engloutissant les corps mutilés » qu'on n'avait pu retirer. Un radeau improvisé permit de sauver ê ceux que leurs blessures empêchaient de regagner la rive à la » nage ou au moyen des amarres. Dans ce terrible accident, » on aura à déplorer la mort de neuf personnes; six autrès sont » blessées plus ou moins crièvemenl.

» Il paraît constant que l'explosion doit cire uniquement attri- » buée à un vice de disposition dans la chaudière construite avec » le bateau, comme nous Pavons dit, dans les usines de Pont n (Haute-SaAne). »

Les renseignements qui précèdent sont précieux, mais insuffisants pour que l'on puisse reconnaître et déterminer positivement la cause de l'explosion du Citis. Néanmoins il me sera facile d'établir que la cause (nt>bab1e de cette explosion peut être attribuée à un changement d'étal de l'eau, à son passage subit de i'étal sphéroïdal à l'état liquide, et rapidement à l'état de vapeur ; mais, avant que d'exposer mes vues sur cet événement, je ferai connaître celles de M. Ândraud.

• M. Andraud, dit M. P.-H. Blanchard, connu par d'ingénieuses tentatives dans le but de faire de l'air comprimé un moteur uni-

vmel, estdaBomtireëes physiciens qui, frappés deeesexplotimif soudaines, qui brisent tout comme la foudre, estiment qu'elles ne sauraicul être produites que par la puissance électrique. H cite divers accidents de ce genre, dont la tension seule de la ?apear ne paraît pas pouvoir rendre compte ; il rappelle Je fait Inen eonstaté de la production d'étincelles électriques dans la vapeur d'eau; les secousses de cette nature accusées par un ouvrier mécanicien, au moment où il avait le bras plongé dans on génér»teor, etc.; il invoque enfin, à Tappni de sa thèse, un fait nouvem qui n'est pas sans valeur.

« Ayant eu l'occasion de comprimer l'air jusqu'à la pression » énorme de 75 atmosphères et au delà, dans des réservoirs de » la capacité de 100 litres et de L'épaisseur seulement de 3 milli<- » mètres , il a vu consUunment, on le conçoit, ces réciptents » céder ; mais ils l'ont fait sans explosion, sans éclat ; Tairs'en est » échappé avec un sililemeut très aigu, par une fissure impercep- » tîble. Si donc, dit-il, il n'y a pas explosion, mais simple déeU- » rure, à 75 atmosphères^ dans des récipients à parois si minces, » comment pourrait-i! y avoir explosion fulminante dans des » vases de 5 millimètres, sous une pression de quelques atmos- » phères seulement ? »

L'auteur conclut de ses observatioBS qu'on s'est mépris juaqu'h ce jour sur la véritable cause des explosions des machines è vapeur, que tous les systèmes des soupapes de sûreté, étant imaginés en vue de limiter la force expansive de la vapeur, sont impuijH sauts eontre les explosions.

« Dans son hypothèse, l'auteur pense que le prebtènlè essen- » tiel à résoudre aujourd'hui est celui-ci : Empêcher l'étincellé o électrique de se dégager dans la vapeur, étincelle tout à fait » assimilable, à ses yeux, à l'étinceUe électrique qui déteriÉine » l'explosion dans le pistolet de Volta. »

D'après les expériences consignées dans cet opusctale et les propriétés que j'ai découvertes dans les corps, je pense que le problème à résoudre serait celui-ci : Empêcher l'eau de passer à i'état tphéroidal m medmmmi contêamment dmis h chÊÊtiière iik . deux einquièmei du team quelle peut eontetnr; empjkker é§e^

88 PREUIÈBE PARTIE.

lement cette eau de dépauer jamais la température de + 250*. Mais je suis entièrement d'accord avec M. Andraud sur un

point, c'est que l'on s'est mépris jusqu'à ce jour sur la véritable cause de Texplosion des chaudières à vapeur: doit-on l'attribuer à Télectricité, ou à on changement d'état de l'eau, à son passage de Tétat spbéroîdal à Fétat liquide^ C'est ce que je vais examiner.

Et d'abord, est-il constant (ju il y ait eu production d'étincelles électriques dans les chaudières à vapeur? Ëst-il constant qu'un ouvrier ayant un bras plongé dans une chaudière ait éprouvé des secousses de la nature de celles cfue produit Félectricité? Rien n'est moins certain, il faut en convenir, et jusqu'à ce que des expériences positives aient mis ce fait hors de doute, il sera permis d'en révoquer l'exactitude. On sait avec quelle facilité on s'abuse et combien l'art de bien observer est difficile, même pour les hommes les plus habiles et les plus consciencieux; or, s'il est difficile à des hommes expérimentés de se mettre à l'abri des illusions, à plus forte raison doit-il en être ainsi pour des ouvriers qui manquent de guides sûrs et relativement infaillibles pourparcourir avec fruit le champ des observations scientifiques, quoique beaucoup d'entre eux soient des hommes d'une haute intelligence et auxquels des circonstances favorables ont seules fait défaut : ce serait donc à tort que Von admettrait actuellement, comme parfaitement prouvée, la production de l'étincelle électrique dans les chaudières à vapeur; il faut attendre pour cela que des observations bien faites mettent ce lait important dans tout son jour, et certes M. Andraud peut, mieux que personne, établir d'une manière positive que son opinion repose à cet égard sur des bases inébranlables.

Mais la production de l'étincelle électrique une fois admise, il faudra encore prouver qu'elle est tout à fait assimilable à celle qui prodoit l'explosion dans le pistolet de Volta; or, rien ne parait plus difficile: en effet, l'explosion qui se fait dans le pistolet de Volta résulte de l'inflammation, par l'étincelle électi i(iuc, d un mélange, soit d'hydrogène et d'air, soit d'hydrogène et d oxygène. Ici, comme on voit, l'étincelle électrique n'est point la cause première de rexp1osion« mais seurement la cause occasionnelle*

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Ponrqve TopinioïKle M. Andrand fût entièrement fondée, il faudrait admettre que l'eau est décomposée dans la chaudière et recomposée par l étincelle électrique, et, il faut le dire, l'expérience justifie nue semblable supposition. On sait, en effet, que le fer rouge de feu décompose Feau et que Thydrogène réduit l'oxyde de fer précisément à la même température. (Voy. p. 61.)

D'après toutes ces considérations, il me parait plus rationnel d'assimiler Tétincelle électrique des chaudières à vapeur (si étincelle il y a) à celle qui lance un pj*ojectile, parla dilatation subite de Fair, dans le mortier de Rinnerslev : mais ici encore rélectricité ne serait que la cause occasionnelle de l'explosion.

Admettons, pour un instant, qu'il soit parfaitement prouvé qu'il y a production de l'étincelle électrique dans le sein dlune chaudière à vapeur, il restera encore h déterminer si cette étincelle est cause ou effet : s'il est reconnu qu'elle est la seule cause des explosions, tout sera dit sur ce point* et il ne s'agira plus que de chercher fNir quels moyens on pourrait l'empêcher de naître; mais si, au contraire, ce n'est qu'un effets si l'étincelle suit l'explosion au lieu de la précéder, la question reste indécise, et il faut chercher ailleurs la cause de ces foudroyantes explosions.

On sait du reste qu'il serait fort difficile dei dire dans quelles circonstances l'électricité n'est pas mise en jeu, dans quelles autres circonstances elle se développe, car on ne peut pas loucher deux corps hétérogènes, changer la température de l'un de deux corps homogènes, les faire passer d*ttn des quatre états physiques de la matière à un autre, on les frotter, ou les percuter, etc., sans que de l'électricité soit mise en liberté; mais ce dégagement d'électricité est inappréciable dans une foule de cas et ne saurait être prouvé. 11 en est de même du dégagement du calorique dans l'oxydation du fer : on l'admet par analogie, mais on ne le prouve pas ; on l admet de l'énorme quantité de chaleur qui se dégage lors de l'oxydation rapide du fer dans le gaz oxygène.

H me reste maintenant à examiner la belle expérience dans laquelle M. Andraud a comprimé l'air jusqu'à la pression énorme de 75 atmosphères, et la valeur des conclusions qu'il en tire.

dO PREMUSaS PARTIE,

Si M. Andiund eftt sonmis tout à coup ses réservoirs de tôle à

Faction d'une force éj^ale à la press^ion de 75 atmosphères, il est très probable qu ils se seraient déchirés avec explosion ; mais ce ne pe«it être ainsi que les réservoirs ont été soumis à cette épreuve, l'air a dû y être introduit et comprimé lentement, au moyen d'une pompe foulante. On conçoit dès lors que la tôle soumise i\ nue pareille force ail résisté louirlemps à son action et se soit déchirée sans explosion; la pression croissant graduellement, les molécules du fer ont pu, ont dû se grouper de telle sorte que la capacité du vase en a été augmentée d*nne manière sensible: ensuite, lorsque le maximum de résistance a été atteint, le déchirement s est opéré dans les parties qui avaient le moins de cohésion.

En définitive, Texpérience de M. Andraud ne me parait être qu'une expérience sur la ténacité de la tAIe de 2 millimètres

d'épaisseur, et je pense ({u'un corps (jui résisterait à l'action graduelle d'une force quelconque, n'y résisterait pas si la même force lui était appliquée tout à coup, de même qu'un aimant qui supporterait un poids de 10 kilogrammes, étant charg:é gramme à gramme, n'en supporterait pas le (juarl, si i on tentait de Ten charger brusquement et en une seule l'ois.

le passe maintenant à l'examen d'une autre cause d'explosion des chaudières à Tapeur, et qui nattde Vétat sphéraidal de teau.

Ainsi qu'on l a vu, tout le monde est d'accord sur une chose, c est qu il existe une cause encore inconnue de l'explosion des chaudières à vapeur et contre laquelle tous les moyens employés jusqu'à ce jour ont échoué. Je crois avoir montré qu'il n'est point établi (] lie cette cause soit due à l'électricité, et j'espère que je serai assez heureux pour prouver qu'elle peut être attribuée k un changement d'état de l'eau, à son passage subit de 1 état sphéroïdal à l'état de vapeur en passant préalablement à l'état liquide.

On a vu précédemment que l'équilibre de chaleur et l'équilibre de tension n'exislaienl pas pour les corps à l'état sphéroïdal. Ce sont lià des faits de la plus bauie importance (|ui vont jeter un jour tout nouveau sur la grande question de l'explosion des chaudières à vapeur.

a Bans un espace inégalement chaud, dit M. Pouillet, quand » i'éqmliàre ut établi^ la tetuim de la vapeur est la même dan» » ton» te» points t et partout elle est égale à la tension maximum des » parties de cet espexe gui sont à la température la plus basse. »

Si l'on remplace le dernier mot de cette loi par le mot haute, on aura, sinon ia loi de la tension de la vapeur des corps à Tétai sphéroîdal, au moins la marche des phénomènes; c'est-à-dire que pour les c<Ap8 à Tétai sphéroîdal, c'est lé contre-pied de la loi admise jusqu'ici comme vraie, qui représente les faits. Gela résulte évidemment de la plupart des expériences consignées dans la première partie de cette brochorei

Je prie le leciear de vouloir bien se rappeler que la première partie de mon Mémoire a été adressée à l'Académie à la fin de novembre 18^0; car, s'il ne s en souvenait pas, il pourrait croire que les expériences dont il s'agit auraient été faites après i'ex» plosion duOVtV, qui n*a cependant eu lieu que dans le courait do mois de janvier suivant.

Que par né^iiligence, ou par toute autre cause, l'alimentation d une chaudière à vapeur soit imparfaite, qu elle ne contienne plus d'eau ou n'en contienne qu'un dixième de ia quantité qu'elle peut contenir, il arrivera, dans le premier cas, que les parois rougiront au moins par leur surface inférieure, cl que l'eau qu'on y fera arriver ensuite passera à Tétai sphéroîdal, pour repassera J état liquide et ensuite de vapeur, soit par Taddition d'une grande masse d'eau, soit par la diminution de l'intensité du feu, d'où l'explosion de la chaudière ; et il arrivera dans le second cas que les [)arlies latérales et les parties supérieures de la chaudière pourront rougir, et la vapeur aura dans cette circonstance une force élastique considérable. Les choses étant dans cet état* il sera permis de craindre que les soupapes de sàreté et les rondelles fusibles ik^ soient insultisaiites pour l écoulemenl de la vapeur, et la chaudière sera exposée à céder à la pression intérieure à laquelle elle sera soumise. Les personnes qui se irouveiront dans le voisinage de l'endroit oh l'explosioà se fera pourront être blessées, brûlées profondément et même tuées.

Mais ces sortes d explosions peuvent être prévenues par les

02 PREMIKRK PARTIE.

soupapes, et elles le sont ordtnairemeiit; néanmoins elles sont encore assez fréquentes, mais ce sont les moins dangereuses. Ici * iexpiosiou se fait probablement par déchirures comme dans les réservoirs de t61e. ^

Mais il pourra arriver aussi que Texplosion n*ait pas lieu im^ médiatement, mais plus tard cl d'une manière terrible ; voici comment les choses se passeront dans cette seconde hypothèse :

S'il est ^rai de dire que Teau, dans la supposition qui vient d'être faite, soit encore soumise à Teropire des lois de l'équilibre de chaleur et de tension, il est vrai de direnussi qu'elle est sur la limite de cet empire, et que la plus petite cause peut l'en faire sortir ; et cette cause, on la trouve dans I ouverture volontaire ou involontaire d'une soupape et dans rétablissement de lacommunieation entre la chaudière et les corps de pompe, ou la mise en rouie.

l^^n elVet, l'eau ([ui se trouve dans un espace fermé et chauffé à une très haute température, est soumise à l'action de deux forces qui se neutralisent : la pression énorme exercée par sa vapeur et la répulsion de la surface métallique (1). Mais vientH>n à ouvrir des soupapes ou des robinets, la première force est en partie détruite, ot l eau, repoussée par la surface presque rouge, s élance par tous les orifices qu'elle rencontre et qu'elle peut obstruer momentanément, et une explosion peut être la conséquence immédiate de cette obstruction (2) ; mais si l'explosion n'a pas lieu comme je

(1) 11. Bregson, ingéaiear d? U et ^rofeiMar de méetDiqne à Rouen , avait foapcooné rexisteooe de cette force répulsive des surfaces iocandeflcentes, et U attribuait certainei eiplosions des cbaadièrea à vapeiir au développement de cette force.

M. Bresson faisait figurer aussi au nombre des causes de Teiplosion des chaudières, la décomposition de l'eau par leurs parois incandescentes. Ces conjectures -hardies ont été consignées dans des mémoires adressés , dès Tannée 1830, à TAcadémic des sciences et à la Société d'encouragement; mais elles ne sont parvcnurs à ma connaissance qne dans les premiers jours de l'année 1842, c'ost-à-dire longtemps après la n'-dartinn do col opuscule. Je suis heureux de ni'('^tro trouvé d'arrord, sur des questions de cette nature, avec un hommo du mérite de M. Bressou , et d'avoir conUrmé par des expériences ses vues théoriques sur deux causes d*explosion des chaudières à vapeur.

(2) J'ai d^à dit précédenuneut qu'il était très imprudeai de donner issue

viens de le dire, Teaa passe à Tétat sphéroïdal efk retombant sur le fond|de la chandière et sa température descend à +96\5 ; elle

ne fournit qitun petit Jet de vapeur, qui ne parait pas avoir de tension, tant elle est rare (1), et alors la marche est très lente, faute de vapeur; on remarque seulement que la vapeur demeure faible et sert à très basse pression par une soupape (2).

Tant que les choses resteront dans cet état, aucun danp;er ne sera à craindre; mais si 1 on éteint ou si l'on diminue Tintensilé des feux. Feaa repassera de Télat sphéroïdal à l'étal liquide, d'où

iNrofqiieiueDt à !& vapeur. Je me feii vu deroir d'entrer dam quelque! détail! à cet ^rd.

SnpposoD! une chaudière fonctionDaut sous ia preiaion de 5 atmoiplière! efllwtive!; l*ean qu*elie contiendra aera à la température de 152 degré! , c*e!t4-dire que di^aque kilogramme de cette eau aura 52 calorie! de plo! qu'n n*en faut pour la maintenir à l'état d*ean bouUlante, et cet eicédantde chaleur sera toi^onra disponible. Supposons encore que cette chaudière contienne dix tonnes d'eau, et nous aurons tons les éléments nécesraires pour calculer combien il peut se former de vapeur instantanément par suite de rouvertare brusque d*un grand robinet ou de la rupture du levier d*une soupape à large section, etc.

Appelons V la quantité de vapeur actuellement contenue dans Teau , k la quantité d*eau en kilogrammes, / sa température, (' la température de l'eau bouillante , G la chaleur totale contenue dans la vapeur, et v le volume de la vapeur, et nous aurons la formule :

En effectuant le calcul, on trouve que l'eau contient, en chifTrps ronds, toute la chaleur nécessaire pour former iuslautanément 816 kilogrammes ou 1,387,200 litres de vapeur 1

La coiJstHiuence à tirer de ceci c'est qu'il est toujours prudent de se tenir à distance d'une grande cliaudicre à vapeur, et aussi que les systèmes de chaudières à vapeur qui contiennent le moins d'ei^u sont les moins dangereux.

(1) Voy. la 46* expérience, 22 novembre 1840.

(2) Voy. la Presse du 21 janvier 184i. H'âvais-je pas raison de prier le lecteur de se- souvenir de la date de mon mémoire.

dans laquelle :

k ss 10,000 kilogrammes.

9& PREMIÈBB PARTIE.

des tonrente de vapeur an maximuin de tension, d-ou aussi me explosion terrible; on bien, si, nedîmîanant pas les feox, on fait

arriver dans la chaiidiere une jrrande masM' d eau froide, une masse sullisaule pour refroidir au-dessous de + 500" les parois inférieures de ia chaudière, on verra toute cette eau se réduire en | vapeur ayant une tension énorme. Ceci une fois admis, on conçoil sans peine que le Butterfly ait entièrement disparu, eiquele Cilia, bateau tout mut, ait été détruit à son premier voyage; on m'a assuré qu'une partie de i appareil de ce dernier paquebot avait été lancée en amont, et ma Veau^ à 20 mètres de l'endroit oii Teiplosion s'est faitel NVtril pas fallu, je le demande, qu'wie force soudaine et d'une puissance iucak ulable, irrésistible, s'engcudràl au seiu des cbaudieies de ces navires pour (Qu'ils fussent ainsi détruits en un instant? Ët cette force peut-elle être attribuée à une autre cause qu'à un changement d'état de Têtu, è son passage deTétat sphéroîdal à Tétat liquide et de vapeur, eofio à la destruction de l'équilibre de chaleur et de l equilibre de tension '/ Quant à moi, cela ne me parait nullement douteux.

Si Ton ajoute à ces causes d'explosion la décomposition de la vapeur par le fer rouge, on comprendra sans peine la violence de ces soudaines explosions.

On a cru jus({ne dans ces derniers temps que l'eau ne pouvait passer à Tétat sphéroîdal qu'en très petites masses (un gramme tout au plus), et qu'il fallait que la surface métallique fût chauffée à blanc ; mais c'étaient là deux erreurs, de ces erreurs qui s'accréditcnl et se perpétuent trop faciU'mcnt.

En eûet, j ai prouve que 1 eau pouvait passer à l'état sphéroîdal à la température de 200 degrés et au-dessous, et cela en très grandes masses. Ces deux expériences, rapprochées l'une de l'autre, doivent faire ouvrir les yeux aux plus incrédules, et leur montrer que la théorie de la chaleur et des chaudières à vapeur, que l'on croyait si avancée, n'est encore que dans l'enlance et qu'il lui reste beaucoup de chemin à faire pour qu'elle soit assise sur des bases inébranlables. ,

Si les chaudières, au lieu de recevoir directement 1 action du foyer, étaient armées de bouilleurs, ceux-ci pourraient rougir

PHTSIQOB. 95

sans que la diaudièrc pût acquérir la même température; abrs

des phcaomèncs mixlos auraient lieu : une partie de Teau pourrait être à Tétat sphéroïdal, l autre à l elat liquide, comme dans les eipériences 39*, 40*" et 41% sauf le cas où la tolaiilé de l'eau pourrait (Être contenue dans les bouilleurs; dans ce cas-là, le danger serait très grand et il suffirait de rabaissement de la température des bouilleurs, ou de 1 addition d'une certaine quantité d eau froide, pour déterminer leur explosion.

Dans le cas où une partie de l'eau seulement serait à Tétat sphéroïdal, le danger serait moins grand, peut-être ; néanmoins ou ne sera point eu sûreté lorsque de pareils phéiiouiénes se uiajaifesleront.

Une chose fort importante à noter (je l'avais déjà dit dans la lettre que j'ai en Thonneur d'adresser à l'Académie le 27 janvier 18Zil), c'est que, lorsque Teau passe de l'clal liquide à l'état sphéroïdal, le niauoiiiètre descend tout ii cou|), (juoiqu'il indiquât d'abord le maximum de tension : alors il ne reste qu une voie, nne seule voie de salut, c'est d'empêcher qu'il n'arrive une seule goutte d*eau froide dans la chaudière et de faire un très grand feu dans les foui ueaux; cosuile on enlrelienlle jeu de la machine, si cela est indispensable, au moyen de la petite ({ nanti té de vapeur qui se forme et qui a une tension énorme ; ou bien on arrête le jeu de la machine et Ton ouvre'toutes les soupapes, en emplo v anttous les moyens qui sont à la disposition du mécanicien pour vider rapidement la chaudière; lorsquelie est vide, on éteint les leux et on laisse refroidir l'appareil.

Si, au lieu d'éteindre les feux du Citis, comme on l'a fait, on les eût, aa contraire, entretenus et même augmentés, il est [)rohable que le Cilis naviguerait encore aujoiird hui, et que ses passagers seraient tous existants. On se rappelle qu'on le Ht arrêter à U kilomètres au-dessus de Ghâlon, pour rétablir les feux. C'est cette manœuvre qui m'a fait dire qu'ils avaient été éteints.

Mais il serait bien plus a dé>irer (ju'on empêchât Teau de passer à l'état sphéroïdal dans la chaudière, et 1 on y parviendrait facilement, si Ton avait un moyen sûr d'y maintenir constamment an moins les deux cinquièmes de la quantité d*ean qu'elle peut

96 PREMIKBB PARTIE.

contenir, et d'empCcher que la température ne dépasse un certain

degré.

On obtiendrait probablement encore ce résultat si désirable en hérissant de pointes rintérieur des bouilleurs et des chaudières; mais alors leur nettoyage serait impossible, ou tout au moins fort difficile. Peut-être parviendrait-on également à prévenir l explosion des chaiulières par suiUî de l étal sj)lH'r()ïdal de Teau, en plaçant, dans toute la longueur des bouilleurs el des chaudières, des spires mobiles de gros til de fer, ou bien une grande quantité ^e petites pyramides de fer triangulaires. Lors du nettoyage, on enlèverait ces spirales ou ces pyramides, el ou les . replacerait ensuite.

Mais, soit qu'on emploie des pointes fixées dans les chaudières, des spirales ou des pyramides mobiles, le résultat très probable de l'emploi de ce moyen sera d'établir continuellement le contact d la chaudière et de l'eau, et, consequemment, d empêcher Tetal sphéroldal de naître. Du reste, c'est à Texpérience, seul guide à suivre dans ces sortes de choses, à prononcer ^ur le plus oo moins d'avantages de <îes moyens préservatifs.

Mais je m'empresse de le déclarer ici, les expériences que j'ai faites en vue d'éclairer cette importante question, quelque concluantes qu'elles soient, sont encore à Tétat embryonnaire et demandent de nouvelles études.

Voici une des premières expériences que je me propose de faire lorsque je serai en position de 1 exécuter.

Une chaudière d'essai, de fer (1), de forme à peu près sphérique, pouvant résister à une tension énorme, et munie de cinq tubulures, sera fixée convenablement dans un fourneau; on en fera rougir le tond, puis on y introduira une certaine quantité d'eau àraide d une pompe foulante, adaptée à Tune des tubulures, lies autres tubulures donneront passage à deux thermomètres dont l'un plongera dans l'eau k l'état spbéroîdal» l'autre sera suspendu dans Vespace plein de vapeur. Un manomètre à air gradué jusqu'à

(1) Je donne la pn foreuce au fer sur le cuivre, parce que ce deraier méut ne décompo&e pas Teau comme le premier.

PHYSICHTK. 97

50 atmosphèrcf» sera coavcnableiueat tixé sur la quatrième tubu* lure ; enfin la cinquième tubulure servira de soupape. Un levier, placé sur cette soupape, pourra être chargé k volonté, et donner ainsi, en même lemps que le nianomètre, la tension de la vapeur.

Quatre observateurs (1] placés devant la chaudière noteraient, tontes les demi-minutes : 1*" la température de l'eau ; T celle de sa vapeur; 3* Fétat du manomètre; &*et Tétai de la soupape. Celte expérience serait répétée plusieurs fois, et la moyenne des observations serait considérée comme représentant exactement la marche des phénomènes.

Ensuite la même série d'expériences serait faite à des températures différentes. Puis, on ferait passerTeau de Fétat sphéroîdal à l'état liquide, tantôt en refroid issantla chaudière, tantôt en y faisant airiver un courant d'eau froide.

On se placerait, enfin, di^ns les mêmes conditions qne celles des chaudières vapeur, en mettant de Fean dans îa chaudière d'es» sai avant que de chauffer, etc., etc. (2). Je n'indique ici qu*une partie des recherches que je me propose d'entreprendre, car il en est que je ne puis pas même prévoir. On sait qu'il en est des expériences comme des idées : une expérience appelle uneautre expérience, conome une idée appelle une autre idée.

Encore un mot sur l'explosion du Citis.

Une enquête judiciaire ou administrative a été faite sur l'explosion de ce paquebot, et j'avais le désir de la lire afin de bien . connaître toutes les circonstances de cet événement ; je désirais surtout savoir quelle était la forme de la chaudière. J'ai donc dù demander que^ cette enquête me fût communiquée, mais je n*ai

(1) Deux observatean poorraieut rofBra en se lervint du ihermomètre

à maxima.

(8) Quelques essaif ntfe font croire que, dans certaines circonstances, une petite qaantîlé d'eaQiwot se réduire entièrement en vapeur et se résoudre ensuite en eaa par un abaissement de température de quelques degrés. Il Ta sans dire qu'en retombant sur le fond de l<i chaudière, l'eau passe à Tétat sphéroîdal. (Voy. l'expc^rience de M.Ca^rniard de la Tour, à l'art. Cojîmologie. Voy. aussi le Mémoire de Perkins, Annales de chimie, décembre 1 827, et une Note de M. Lecbevallier, JourneU de chimie médicale ^ t. YI, p. 539.)

mmÈu PAftTiB.

pas pu I obtenir. Qu'on séU>nue après cela de la lenteur avec iaquelie se dissipent les erreurs I

Mais des renseignements, non officiels, que je ne garantis pas, m'ont appris que la chaudière du 6Y//s était formée de trois cylindres concentriques : le cylindre extérieur constituait la chaudière proprement dite» venait ensuite le foyer, |>uis au milieu de celuici, le bouilleur, communiquant à la chaudière par des armatures.

S'il est vrai que la chaudière de ce paquebot fftt réellement construite comme je viens de Icdire, il est très facile de se rendre compte de son explosion.

Les hommes chargés de la surveillance et de ralimentation de la machine, mus par le désir, fort louable assurément, de montrer la marche supérieure de ce nouveau pyroscaphe, durent nécessairement faire arriver peu d'eau dans la chaudière, aân qu'elle s*^aufllt plus vite et que sa vapeur acquit rapidement son maximum de tension. Mais, qu*arriva-trîl? Le bouilleur, enveloppé de combustible et de flamme, dut rougir, et acquérir cette force répulsive qui empêche le contact des corps, et qui leur fait cou tracter de nouvelles propriétés, aiusiqueje l'ai fait voir précédemment, ëq un mot, l'eaufut soumise, au moinsen partie, à Tempire des lois de l'état sphéroîdal, et la marche du navire devint très lente, faute de vapeur. On attribua, mais k tort, selon moi, la lenteur de la marche à la mauvaise qualité du charbon. Au-dessus de Châlons, on fit arrêter pour rétablir les feux ; mais il est vraisemblable qu'ils ne furenl point rétablis assez lèt, et que le refroidissement du bouilleur lui fit perdre la force répulsive qu'il possédait ; l'eau le mouilla et se réduisit instantanément en vapeur, d'où ce choc terrible qui coûta la vie à plusieurs personnes, en blessa un plus grand nombre, et projeta une partie de l'appareil à 20 mètres de l'endroit où la destruction du Citii fut consommée.

Celle formidable explosion aurait pu être également occasionnée, les feux étant rallumés, par l'introduction d'une grande masse d'eau dans la chaudière, car la masse exerce aussi une action sur le changement d'état de Teau, sur son passage de l'état sphéroîdal à Tétai liquide.

Il ne faut pas oublier que ce navire était entièrement neuf et

I»HTSIQDE. 99

^esa constniction avait été dirigée par des hommes d'unégrande habileté.

On a vu que les eaux salées passaient phis difieilemeiit k Tétat

sphéroïdal (voy. § I, et p. 81), et (ju elles demandaient une température plus élevée i|ue les eaux douces ou piires; d'où ii suit que la navigation à la vapeur eçt moins ((Angereuse à la mer que snir les fleuves et les rivières, le pense que )a statistique confirmerait pleinement ma manière de voir sur ce point, car je ne sache [)as que l'on ait eu à enregistrer beaucoup d'explosions en pleine mer, où le vent pi ies courants forcent trop souvent à faise usa^ de tonte la puissance des machines. Tout cela doit eonMrîbaer puissamment b rassurer les personnes qui eonsidéraienl Texplosion des machines à vapeur, en pleine mer, comme le plus grand et le plus redoutable des périls (1).

Le professeur Belli, membre de l'Institut de Milan, a étudié la cause d'explosion que nous venons de faire çc^nàùre, et il a confirmé notre théorie, et de ce côté, nous croyons qu'il n'y a plus rien à faire au point de vue lhéori(jue. Nous reproduisons plus bas le texte même des calculs de M. Belli (2).

{!) La perte très probable du Président ne change rien à mon opinion sur ce point, par la raison que l'on ignore encore et que l'on ignorera peut-être toujours comment ce magnifique steamer a péri. Il peut avoir été ou incendié ou déroncé par un coup de mer, comme il peut aussi avoir été coulé bas par l*explosioD de sa chaudière.

(2) Per avvalorare le couclusioni del signor Boutigny mediante un calcolo più speciQcato , suppoogo che la caldaja di cui egli parla, e a cui dà una capacité di 100 litri, sia dî ferro e di figura sferica, colle pareii grosse un centimetro. lo trovo che il peso di essa sarebbe di 84 chilogrammi. Terô , attesa una maggiore grossexza che possono avère atconesue parti, io porto un taie peso a chilogrammi 91 , i qQatt afeodomia eapaeità apeeifica pel calurico di 0,1098, veogono a equivalere, in rigoardo aile qaaoUlà di calorico di che abbisogoauo pe' cangiaaieBtl di tampentm, a ebHogramml fO dj qcqua. Chiaoïo :

T, la temperatura che ha ona laie ealdi4a qaaudo l*acqua cooteoutavi si iMia iiBfoM«le, espreisa qoeata temperatm in gradi cent^radi ;

g, la qnaniità, in chilogrammi, deir acqna che yi si contiene, parte ifi liUCo già di Tapore e parte in iitato liquide dl forma sferoidale : delle qaali dm parti foella in^iitab di vapore non ha che la temione corrispoui^ente «Ua taiiiperalmM*»B che è di eirca? di nn* atnoifere, o al pià, té II vaio ha

PRBMliftB PARTIR.

Ce savanl suppose, comme nous, qu'il s'agii d uue chaudière de la capacité de iOO litres, qu'elle est de fer et de forme sphériqoe; que ses parois ont un centimètre d'épaisseur et que son poids est de 91 kilos, enfin qu'elle contient lOkilogrammes d'eau. Ces données établies, M. Belli les soumet au calcul, et il conclut cornue il suit.... . « U sera impossible que la chaudière, à laquelle il res* » tera encore une température de 3S&<*, résiste à une telle force. »

Mais quels sont les moyens à employer pour prévenir ces dangereuses explosions ?Nous en avons déjà fait connaître ciuelquesmis; nous allons les rappeler, et y ajouter ceux que de nouvelles études nous ont suggérés. Voici quels ils sont :

l^* Deux thermomètres métalliques de Clément: l'un serait plongé dans l'eau, l'autre dans la vapeur;

2» Des soupapes sifflantes;

hâ una bocca poco larga e Tacqua vi è « 100* C, ba la teotione di un* îDtera atmosfera ; al che corriiponde mn deniiti di ttV. o di ~ di quella deU* acqua, e aoelie aaui meno , te il vam è già molto ealdo : teoiA oecopanai gran che di queite miniitezze, suppongo cbe la denaità dim taie vapore ait di ,ir.i di quella deir acqaa, e che perè In noa capadti di 100 litri quai è «Iiiella délia caldi^a yI eorrispouda una mana di n di diilogrammo;

t, la lemperatnra deir appaieoebio depo che i'aoqoa ha cessato d*eitere aferoidale : la (piale temperatnni auppooge posiedott al dalla eaM^a che dal vapore coBtcnatoTi. Di acqna allo atalo Uqaido ammetto che alloft noo ve ne rimaoga piè • aTendoii avnto cura d'iolrodomne a principio iinella tda quantité che col calore cedntole dal vaso potera efiporare; di più non ne nqiipongo, perché non avrebhe fatto cheriacaldani a speie dd calore del vaio steaao , lenia eontribnire aU* anmento deUa Icnaione. .

Qè conTenntn, cerchérè qoaU valori conTenà aaaegiiaie alla temperatnia primitiTa délia cald^a perché ai abbiaoo difefii vilori dati di ( dopo oesaata Taequa dair essere iferofdale; e nello stesso tempo cerchérè leoorriipoiidenti grandene deUa teniione dei Tapore riaaitante e le eorriapondenti quantité deir acqna eraporata.

Osservo a qneat' uopo che mentre l'acqoa cooteoata nel vaio è anoora aferoidale, la quantité del calorico deir appareechio al di aopia di 0* C. consiste :

i' Nella quantiià del calorico appartenenle alla caldaja,la qnale, pveia ad uDità la quanlilà occorreate a tcaldare di 1" C. nn litro d*aeqna» iarà 10. T.

2" In quella delT acqua contcnutavi in islalo già di vaporc, laquale acqaa ho detto potersi considerare circa di chîlogramino. Perciù ie potreuM

PHY61QUK. iOl'

3" Le chlorure (le calcium ajouté dans les chaudières aliinculecs par de l'eau douce: à la mer cette addition serait inutile;

4« L'abandonile la forme actuelle des boailleurs, qu'on remplacerait par une autre, et qui serait telle qu'une certaine quantité d'eau y conleiiuc dût toujours ctrc au-dessous du niveau de la grille du foyer;

Les pointes dont on armerait Tintérieur des bouilleurs et qui tamiseraient la chaleur dims Teau ;

6* Un ou plusieurs flotteurs d'alarme et un flotteur indicateur de M. Chaussenot;

Le manomètre de M. GoUardeau ;

8* Ënfin, et par-dessus tout, des pompes alimentaires, se réglant d'elles-mêmes et fonctionnant avec ou.sans Taide du mécaiiicien et malgré le mécanicien.

ais^giure, al di sopra di quaatô lia imIIo stato tlqiiido a 0*, nua quantité di ealorico esprena da n • 637,5.

3* lu quclladeir acqna aDCora Uquida, la quale sarà miiurtta da

le «loaH tre fiaaotità danoa par somma

iO . T + 4 . 06,5 h (637,5 — 96,5)

omia

Dopo che Tacqua avrà ccssato d'essere sferoidalc e si sarà tulta ridotla aeriforme, la quautità di ealorico contenuta nell' apparecchio sarà

(B) 10^4-9.637,5; dove.la parte

apetterà al vaâo, e la parle

al vapore, stantechè, secondo le sperienze di Dcsorraes et Clément ('I hcnard, Chimiêf U IV, p. 263, ediz. 1821), ia unadala quaDtità di vaporc che satari lo apaiip ore è contemita, si trova semprc la luedesima quanlità di ealorico, sk essendo qaei&lo vapore poco caido o molto cspanso, e si ossendo esso molto caldo ma assai condensato ; coalionc cioè seiiipre la stcssa quatitità di ealorico corne quando pgli si forma dalla cboHiziono dt'ir acqua solto la pressioDC di una sola atmusrera; che è, al di sopra dcll' acqua a 0°, drca 637 1/2 volte quella quanlità ebe puô scaldare la slcssa acqua di l'C. Siccomc ora la quautità di ealorico eouleuuta ncir apparecchio è la stessa

PEBmlM PAiTII.

Nouvettu êyitème de chaudièreê à

On se rappelle Texpérienee décrite sons le n° A8, dans laquelle j'obtiens trois détonations avec une certaine quantité d'eau à l'étal liquide; tandis qu avec la même quantité d'eau à l'état sphéiroidal (expérience ft9*} j'obtiens douze et quelquefois quatorze détonations^ c'est-à»dire que l'effet dynatniqtie produil est

û prima ebe doiia, cort ngoaglittido le due etpranioiii (À) e (B), si avii TequaiioDe

délia qaale eqnaiioneCC) b| nol^ immedlaUiDente la legittimia , se il riliettii clie la quaDtitè di calorico perdota dal recipiente oel diioeDdare dalla temparatura T alla ( , é eguale a quella aequistata da chilogrammi (9 — ^) di acqua aUorqoaodo dallo stato liquido a 96", 5 C. alla passa a qoello di vapore.

Dando orà ht diversi valori di 50" io 50*, e cercando le corrispoodenti fone espansive del vapore del quale viene A riempierai il recipiente dopo cessato il liquido dair essere sreroidale ; corne pure le corriapoûdeoti deosità e masse , e le température T che doveva avère il recipiente per la vaporizzazione di qœste rnasM, io ho oltemito i risulUmeati esposti oella tavola segue&te :

Valor»

dil.

TentioB»

in

atiiMwfisre.

. DuMità vapor*.

Cbilogrammi

di vapor« eoaittiolo In IQO litri.

Twnparatnra

necessat'iu al vaM par la totale

ddl* «cqoia fai vaporé.

Per 0tteiiere in qaesta tavola le teoiioai del Tapore io mt sono servito ân» al 250* C. délie tavole délie teotioni ioscritleDel comnnl corsi di ûsica; e per le température rinanenU ho fatto Aso delta legneiite nola Cnniiola trovau da Arago e Dulong :

e«[i +0,007153(«— 100)]*, dove eon e sMûdica la tensione del vapôre etpressa in atmosrere. Per ealeolame la deoiità i6 ho suppoétô : 1* Che f Alg* 4nehe del npere

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rarsiQoi. lOS

quatre fois plus grand dans le second que dans le premier cas.

Il y a là» on ne saurait en douter, tout un nouveau système de machines à Tapeun et les expériences que je viens de citer, qut sont d'une simplicité extrême, sont pleines d'avenir.

J'ai déjà dit la cause de cette différence de la force élastique de l'eau à l'état liquide et à Tétat sphéroïdai. Je vais la reproduire ici sans craindre de fatiguer le lecteur, car tout ce qui se rattache à la vapeur est d'un immense intérêt.

aoqueo il GoefBdeiite trorato da nndberg per la dUataijoiie de* floldl aeriformi; e perciè ho ammeno clie sotto costants iireuione II vapore il dllatt di del volama a 0% ottia di ^ del volome à 100*. r Cbe a |»arità di tettiperatura valga anche per qùeiti vapori la lesge dl Ifariotte, eioè chs la densiià sia proporztooale alla tenibne. Cod qaeste nornie , volendo, per es., calcolare la densiià del Tafiore a 1 50*" C, io rifletto che esso vaporf , passando da 100° a f 50O, ma rimaneodo sotto la pressione di an' atmosfera , si dilata inragioni di 373 a 433, ossia che eno Mema di densità in ragione di 7'- a ,4-. S e che oel passare , senza variar temperatara, dalla teosione di un' atmosferi a quella di 4,6 atmosfere, cresce la sua densité :: 1 : 4,6.TaIchè le sue densità a 100** sotto un' atmosfera, e a iriC* sotto 4,6 atmo8fere,8ono 7^. £ ficoome qaeUa a 100* è 0,005856, cotl qnelia è data da

dacui -

X 4,6 —^o.mzi.

Il numéro de' chilograrami di vapore venne subito ottenuto col moittplicare per 100 il numéro esprimente la densità. E il valore di T Io si ebbe flnalniente col porre ii numéro di cbilogramnû del qnale cpii parliamo neUa equazione [C] al luogo délia q.

E facile Io scorgere che con una lemperatura di 600" C. non puô il vaso da noi immaginato far vaporizzare tutli i dieci lilri d'acqua supposti da Boutigny, ma che per avère con esso una totale vaporizzazione non convlene porveue che cinque. Si verrà nulladimeno ad avère la énorme tensione di circa 140 almosferc. E risultando da un mio calcolo che il vano di un taie vaso ha uu diametro di centimetri 57 1/2, e una sczione di 2597 centimelri qnadrali, ne verrebbe una forza divellentedi chilogrammi 2597x140x1,033, Oiaia 374000 air iucirca si verso una banda che verso la contraria. Alla qaaie la caldi^a, cui rimarrà una temperatura di 334* C, sarà impossibile che résista.

(Voy. Giomale deW I, R. Islituto Lombardo di scienze^ lettwe ed arli, e Biblioieca Ualianaf anu. 1844, pa|f. 248 e segaeali.)

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104 PHBMliM PARTIS.

On sait que la force élastique de la vapeur d'eau, sans être proportionnelle à sa température, augmente néanmoins avec son élévation; on sait encore que la loi de l'équilibre de tension n'est point applicable aux corps à l'état spbéroldal, et que c'est précisément le contre-pied de cette loi qu'il faut prendre pour les corps àcietélat. Ceci admis, on se rend aisément compte de la grande différence des résultats des expériences ^8^ et U9\ Dans la première, tout Tapparei} est soumis à Tempire des lois de tléquilibre de chaleur et de tension, et Teau, ne pouvant guère s'échauffer au delà de 100 degrés, doit fournir beaucoup de vapeur, pour acquérir assez de force élastique pour chasser le Jjouclion de l'orifice de la chaudière.

Dans l'expérience il n'en est pas ainsi. L'eau est à l'état spbéroîdal et sa température ne saurait s'élever au dtlà de + 98*.

On a vu précédemment que Tcau sous cet état fournissait peu de vapeur; mais cette vapeur, au lieu d'être en équilibre avec l'eau k 9%% est en équilibre avee le vase qui la coerce. Si l'on suppose que le vase soit chauffé à 500*, la force élastique de la vapeur sera égale à peu près à 1,000 atmosphères, d'après Dulong et Arago. Dans la première expérience il y a beaucoup de vapeur, mais à une basse température, et conséquemment ayant une force élastique très faible; dans la deuxième c'est tont le contraire : il y a peu de vapeur, mais à une haute température, et conséquemment ayant une force élastique trèsgrande. Enliu, dans T expérience 68% . la température en moins doit être remplacée par de la vapeur en plus ; et dans l'expélrienee 49*, la vapeur en moins est remplacée par la température en plus.

Mais la distance qui se trouve entre ces expériences et leur application à l'industrie est immense; des difficultés de toute nature devront être surmontées, et peut-être s'écoulera-t-il un grand nombre d'années, peut-être sera-t-il dépensé beaucoup d'argent avant qu'une machine construite d'après ce principe ait donné des résultats satisfaisants et immédiatement applicables à l'industrie (IJ.

(1) Mais je pense que l'eau à l'état sphéroïdai peut être employée dès à pré- •eoi comme ua auxiliaire précieux à bord des bateaux à vapeur. Dans certaioet

On concevra facilement nos craintes à cet ^rd, si l'on se rap- ' pelleqne le premier essai des machines à vapeur (que l'on croit gé* néralement dlnvention toute moderne) remonte à deux mille ans. Une machine dans laquelle l'eau serait employée à l'état sphéroidal conviendrait particulièrement auK voitures destinées à marcher sur les routes ordinaires. On sait, en effet, qu'une des .difficultés que présentent ces sortes de voitures, c'est la nécessité embarquer uuQ grande quantité d'eau, ou celle de la renouveler fréquemment. Or, une machine dans laquelle l'eau serait employée à l'état sphéroïdal pourrait faire, avec une quantité d'eau donnée, trois fois plus de chemin qu'avec la même quantité d'eau à l'état liquide.

Mais il ne faut pas se faire illusion, il y a de grandes difficultés à vaincre avant que d'obtenir un résultat pratique. Le danger des explosions, par suite du développement de cette incommensurable puissance, qui na!t du changement d'état de l'eau, la dilatation et Taltération des métaux soumis à l'action d'une haute température , l'action désorganisatrice de la vapeur d'eau surchauffée (1) sur les corps lubrifiants, les garnitures d'étoupes, de cuir, etc., sont des obstacles qui ne seront sans doute pas vaincus de prime abord, et qui s'opposeront longtemps encore à l'emploi de l'eau à l'état sphéroïdal, comme force motrice. Du reste, le principe est là, c'est un germe que l avenir peut féconder, et que le temps développera comme il a développé tant de

dreoBslaueei de tcmpi ou de guerre, il peut être néeenaire il'éiever momenUiiénieiit la puissance des machiiies^ et 6*eat ce à qaoi Ton parviendra facilement au moyen de la vapear d'eau à Tétat sfiliéroldal, sans qii*il loU nécessaire de rien changer à la forme actnelle des machines. En 4844, je proposai à l'on de nos brave! amirani remploi simultané desdeni vapeurs, comme cela vient d'ètie indiqué, et , le 18 mai d$ ta même année , nne lettre de Taide de camp de service près de cet amiral me remerciait de cette communication, en me promettant de Peiaminer.

Or, on a vn à l*eiposition dernière nne machine k vapeur venant d*Amé< riqne, dans laquelle la vapear saturée et la vapear snrchaullée étaient employées simultanément, et cette machloe donnait, dit-on, de très bons résaltats : mes vues sur ce point étaient donc fondées.

(1} La vapenr d*eauà l*état sphéroïdal peot et doit être considérée oemne de la vapear sorcbaollSée.

106 PRBMiiRE PARTIS.

décoayertes desquelles les hommes saperficiels disaient à leur

apparition : A quoi cela scrl-il?

Si cet ouvrage arrive dans les mains de quelques ingénieurs' mécaniciens, je recommande k toute leur attention ce qui précède. Il ne s'agit point ici de machines nouvelles, de machinés qui, quelque savamment combinées qu'elles soient, ne créent pas de force, mais bien d'un nouveau moteur. Tout le monde sait les elTorls de Brunei et de Thilorier pour faire servir Tacide carbonique liquéfié comme moteur. Eh bien ! de Teau à Tétat sphérofdal est de Tacide carbonique liquéfié (mécaniquement parlant), mais se vaporisant à une autre lempéralure, h une tempéralure beaucoup plus élevée. Quant aux avantages économiques, il est facile de les comprendre : Tacide carbonique liquéfié sera toujours très cher, et Teau ne coûte rien; celle-ci peut agir sur des pistons comme ceux qu*on emploie aujourd'hui, et il faudra toujours pour l'acide carj)onique des corps de pompe ayant la précision de ceux des machines pneumatiques.

Tous les avantages sont donc du c6té de Teau.

Encore une fois, il n'est pas question d*une nouvelle machine, mais bien d'un nouveau moteur et ci'une révolution dans la vapeur, si je ne me trompe; que les ingénieurs ne s'y méprennent pas, il y a là quelque chose à faire et quelque chose de fort important peut-être (1).

Cet appel a été entendu, et plusieurs ingénieurs sont entrés résolùment dans cette vole, entre autres M. Testod de Beaaref^rd. I*ai été témofn de ses premiers essais, mais j'ignon» si le

succès a couronné ses efforts.

Plus tard, en 1869, j'entrai moi-même en lice sur la proposi- . tion qui m'en fut faite par M. Moinier de la maison Jaillon, Ifoinfer et compagnie. Je fis à M. flfoiiiier toutes les observations que je

devais lui faire, l'assurant que le Succès était au moins douteux.

Tout ce qui fut dit, dans cette circonstance, pour ou contre mon système de générateur, fut soumis à l'appréciation de

(1) Va|«li7i««pMMM;ilMtpoiiiMe^*dleailiinepinievate point <to vu» pnt^iw.

M. G. Tirarneyffien, principal comiDanditaîre de la maison dont il 8*est agi, et H. Thorneyssen se rangea entièrement à l'avis

de M. Moi nier, et ces messieurs persistèrent dans la bonne opinion qu'ils avaient conçue du nouveau générateur. Ou va voir que mes craintes étaient chimériques et nullement fondées.

Générateur de vapeur à diaphragmes.

La matière, qu'elle soit à l'état solide, à Tétat liquide, ou à rétatsphéroîdal, ne s*évapore que par ses snrfaces. Ce fait étant

admis, il était naturel de penser qu'en multipliant considérablement ces surfaces on activerait proporliouuellement i évaporation, et en faisant l'application do principe général à Teao on pouvait légitimement espérer d'obtenir de la vapeur dans de meilleures conditions qu'aujourd'hui, ou tout au moins dans des conditions nouvollos dont riiidiislrio pourrail tirer parti, soit comme source de calories, soit comme source de dvnamies.

Des expériences ont été faites dans ce but avec quelque succès, et je viens aujourd'hui les soumettre au jugement du public ; je le prie de vouloir bien accueillir ces expériences avec indulgence, car c'est surtout quand on s'engage dans des voies nouvelles que l'erreur est possible et toujours à craindre.

On n'a peut-être pas oublié les expériences qui avaient pour but de démontrer expérimentalement l'une des causes des explosions fulminantes des chaudières à vapeur. Une étude plus attentive, plus complète de ce phénomène, m*a servi dé point de départ dans la construction du nouveau générateur dont il s'agit, et dont voici la description :

Cet appareil consiste en un cylindre terminé à sa base par une calotte sphérique; il est fermé à la partie supérieure par un couvercle boulonné, sur lequel se trouvent tous les organes ordinaires des chaudières à vapeur : tuyau d'alimentation, prise de vapeur, reniflardou purgeur, manomètre, soupape, tuyau d'épreuve, tropplein de vapeur, etc.

Ce cylindre contient dans son intérieur depuis cinqjusiiu àdix diaphragmes de t^e dont les bords sont relevés; ils sont alterna*

108 PHKMIBEK PARTIK.

livement légèrement coavexes et concaves et percés de petits trous de bas eu haut.

Au moyen de cette disposition, d'ailleurs fort simple, l'eau parcourt une grande surface avant que d'arriver au fond du cylindre»

et tombe en pluie du premier diaphragme sur le second, du se- • cond sur le troisième, et ainsi de suite. En outre, sur le premier diaphragme, qui est convexe, Teaa va du centre à la circon* férence; sur le second, qui est concave, de la circonférence au centre, etc. Ces diaphragmes sont maintenus à la distance voulue entre eux au moyeu de trois tringles de fer.

La forme alternativemeut convexe et concave des diaphragmes a pour but, comme je l'ai dit, de faire parcourir k l'eau le plus d'espace possible, et les petits trous au travers desquels elle passe augmentent considérablement sa surface, d'où résulte uneévaporation rapide.

La prise de vapeur s'ouvre entre le dernier et l'avant-dernier diaphragme, le premier étant au haut du cylindre. Cette disposition tend à établir l'équilibre de température entre toutes les par-

ties du cylindre, cl à donner con>;tamment de la vapeur à la leasion que l'on désire. On marche ordinairement sous une pression de 5 à 10 atmosphères.

Et ici le hasard a servi merveilleusement cette invention, la température sous la pression de 10 atmosphères étant, en chiffres ronds, égale à -|- 181» centig. ; or c'est à 200" cenlig., d'après Baudrimont et autres expérimentateurs, que le fer possède sa plus grande ténacité (1).

Rien de plus simple que de faire fonctionner ce générateur. On introduits à U litres d'eau au moyen d'une pompe à main et Ton chauffe(2). La pression monte en moins de trois quarts d'heure àOou 7 atmosphères; alors on met la machine en route, et celle-ci actionne une pompe alimentaire dont la course est réglée pour la quantité d eau que la chaudière peut évaporer.

(1 } V07. DkiUmMiire dét arts HmamêfacturWt etc., S* édit., par M. C. LaiKNilire, arU CHAumiBB a vapeur, par P. Debette.

(S) Dani rorigine. Je cbanlbb à lee pour faire paner l'eanii l'éUI ipliér^l; maioteniiit J'alimesle avant que de chanllér pour obtCDir le rénillat contra&w, et Je fobtieDS.

Ce qui précède étant bien compris, on se fera facilement nne idée juste de la puissance évaporatoire de ce nouveau générateur.

Voici SCS dimeusions et le résultat de quelques expérieoces que j'ai faites : . '

Haateor totale an centre • o*,S4

— de la partie eyliDdriqoe 0",54

Ce cylindre est en saillie, au-dessus du fourneau, de 0^,05, et Tépaisseor de la muraille dudit fourneau, à la partie supérieure, est de 0">,10, ensemble 0",15 à déduire de la hauteur totale. Cette déduction faite, il sera très facile de calculer la surface de chauffe qui est approxiniativLMncnt deO"»i,55 (1).

Le géoérateur dont la description précède est établi rue de Flandres, 41, à la Viilette-Paris.

Voici maintenant la description derexpérience dont il s'est agi :

Durée de Pexpérience ••••••• « 10 heures.

Quantité de houille brûlée = 61 kilogram.

QuaDtil(^ d'eau évaporée ••• = 483 litres.

Température iuitiaie de l'eaa = -|~ ^0°

Pression • • • • = .8 atmosphères.

La houille employée dans cette expérience était de médiocre qualité et donnait à peine 6000 calories par kilogramme. Néanmoins j'adopterai ce chiiïre pour discuter cctto expérience.

D'après Morin, ou ne doit compter que 0,60 d'eifet utile, même dans les meilleurs fourneaux; mais la phipart des antres ingénieurs n'admettent que 0,50, et j'adopte ce dernier chiffire parce que je le crois plus près de la vérité. Ainsi,

61 kllogr. X 6000 X 0,50 «=3 183000 calories.

Voyons maintenant combien de calories sont contenues dans /i8â kilogr. d'eau évaporée sous une pression de 8 atmosphères*

403 (560 ^t^e)=s 888583 calories.

(I) On^ n-jSS de surface de chauffe dans les chaudières de l'ancien système doivent évaporer, en moyenne, 12 litres d'eau par heure sous la pression de 8 atmosphères. La chaudière dont il s'agit ici réduit en vapeur aussi ea moyenne 48 litres dans le même temps et sous la même pression.

Le rapport de Tancien système au nouveau est donc :: 1 : 4.

440 ntiiliii PAftTti.

DanftceUe formule

I XB + 171* C.

et

donc :

CMattlMOfMet S38589-

produilei. ...... 183000

— - eo phn... 155583

On voit d*iin coq» d*œil, par ce qui précède, que les donpées admises jusqu'ici nesoni plusapplicablesà cette chaudière, car elle

donnerait de la chaleur au lieu d en perdre, ce qui serait absurde.

Raisonnons donc sans tenir compte de la perte par le rayonnement et par la cheminée :

61 kUogram. de houille =s 366000 caloriet.

483 kilogram. de vipeur. . • • • • a 338583 —

Perle abiolae = 27417 caloriei.

qui correspondent à k^*\^ de houille en dix heures et 0^^,45 par heure : moins d'un demi-kilogramme I

Il est douteux ([u'on puisse obtenir jamais un résultat de beau* coup supérieur à celui-ci (1).

Si, au lieu de l'ancienne formule» on se sert de celle de M. Regnault,

les résaitats ci-dessos sont un peu diffièrents et quelque peu moins favorables à mon système de générateur, comme ils le seraient d'ailleurs à tous les autres générateurs. En effet, d'après l'ancienne formule pratique, 1 kilogramme de vapeur contiendrait 650 calories, et d'après la nouvelle, seulement 637, ce qui contîtue une différence de 13 calories.

Ce nouvel appareil offre donc de véritables avantages : peu de masse, peu de volume, peu de combustible et beaucoup de vapeur,

(1) Un jeune ingénieiur, M. A. Jametel , a proposé de chaufTer un appareil •Dalogiie à celuîHïi au moyen de rh^Urugèoe carboné, mais la pratique a*a pii enoore aaneCioiiiié lit voef insénieuiei de l^enteur.

msiQi». 111

el pardessus tout, la sûreté de la cbandièie, qui est inexplosible (1), ainsi que cela sera démontré plus loin.

Quant aux applications possibles de ce nouveau générateur,

elles sont sans nombre: c'est une force domestique, el l'on peut dire que, du moment qu'elle sera adoptée, elle exercera une infloence réelle sur la richesse du pays et sur le bien-être des classes laborieuses ; car ce sera, dans beaucoup de eas, une force gratuite quant aux générateurs qui ne dépasseront pas deux cbe* vaux de torce. -

En effet, le foyer qui imprimera le mouvement aux outils de Tatelier donnera en même tenkps la chaleur nécessaire, dans tous les climats, à l'existence de l'ouvrier et de sa famille ; ce sera donc à la fois une source de dynamies et de calories avec un seul et même foyer.

£nfin, cette chaudière avec son fènmean peut être considérée comme nn meuble facilement transportable, car le tout ensemble

cube moins d'un mètre. C'est là un genre de mérite qui sera surtout apprécié par tous ceux qui manquent d'espace.

J'estime que cette chaudière peut rendre un cheval de force Qtile, soit 75 kilogrammètres par cheval ; mais je ne donne cette mesure qu'en faisant toutes mes réserves, voulant toujours rester dans les limites du vrai.

Voici quelques-unes des applications qui pourront être faites de ce nouveau générateur.

Dans les ateliers : mouvement des meules, des tours, des scies circulaires ou autres, des marteaux, des machines à polir, des soufUeries, des ventilateurs, etc.

Dans les usines : pilons, tamis, blutoirs, métiers à tisser et autres.

Dans les rades, sur les fleuves et les canaux : propulsion des petits bateaux à vapeur, des embarcations non pontées, traction des chalands, etc.

(1) Aatani dn moini iio*iiiw chtodièie à vapeur peut rètre. On ceupceBi IrleB «M riseiploiibmté d*iuie cbaadièie à vapeur ne etintit être abiolne, mie Msleneat lelttive , cer m iMsteace eel limitée, et ta force que le fejer coseadre' illimitée. Oo poami dooe tooloon, ^lend oo le voudra, UAn wfHotkmMT une chaudière à vapeur.

112 PBIlIlÉftB FARTIB.

Vcntilatioa des bâtiments de guerre, dos grands navires inarchands; chargement et déchargement des marchandises à hord des navires ; manœavres de bord. *

Ventilation des hôpitaux et des grands édifices.

Dans les fermes : pompes, machines à battrei à vanner, à cribler, à hacher, à concasser, à moudre, etc.

L'application de ce système aux grandes chaudières est à l'étude ; si elle réussit, comme je l'espère, ne pourrai-je pas dire alors que la vapeur entrera dans une phase toute nouvelle (1) ?

Légende êODplieative de la figure 13.

La Ûgm IS d-eontre lepréMole une coupe verticale de notre chaudière et de toQi ses organes. An-deiioiis , on voit nn dea diapliiagiBes en plan.

ce, chaudière fermée par un couvj^rcle boulonné; A , tuyau d'allmentolion de Peau;

VV, luyau de prise do vapeur; T, luyau de trop-plein de vapeur; PPP, purgeur ou reniflard;

DDDDDDB , diaphragmes «Iternatl vement convexes et coneavea percés de trou»i comme on le remarque sur le diaphragme mis en plan ;

E, luyau d'épreuve; SS, soupape; M , manomèlrc.

Cette légende descriptive est celle du générateur qui a servi à toutes les expériences préliminaires. Quelques changements suggérés par Texpérience ont été ap|)ortés à ce générateur, quoique

toujours le même au fond. Ainsi, le trop-plein de vapeur T doit être sur le couvercle de la chaudière, et non sur le tuyau de prise

(1) Un premier Mémoire sur cette diaadière a été imprimé dans le Bnltefi» de la Soeiéié d'eneowragenmi, n* DLXXX , p. 787, et dans les Jftnufes of Preeeedkegt ofthe InxfUuiion of CM Bngiiteen, London , vol. ZI , part. 1, p. 392. L*année mivante, cette institation cél^re Semait à l*aateiir la médaille de Tbliobii, et InscriTait son nom sur la liste de ses associés.

Les résultats que l*on obtient aqlonrd'hni avec la même chaodière sont de beaucoup supérieurs à ceux que Ton obtenait alors y et qui ponrtaat avaient été jugés dignes d\m grand intérêt.

La Société d'cDcenrasement, dans sa séance du 9 Janvier 1856, a entendu et adopté les conclusions d'un rspport favorable sur celte chaudière , par M. Oallon , au nom du comité des arts mécaniques. On trouvera plus loin le rapport de ce savant.

114 PBUiMi MUE.

de vapear; le niveau de Teaa peut être beaucoup plas élevé, ce

qui pcrmctlrail d'établir au centre de la chaudière un flotteur avec UQ sifilet d alarme. Les diaphragmes sont au nombre de dix: ce sont des diaques à bords rele\és percés altemalivemeni d'un ou de deux trous, comme on le verra plus loin. Ces diaphragmes peuvent contenir 2 litres d'eau, ce qui augmente encore la sûreté de cet appareil : car, à supposer que le foud de la chaudière vienne à rougir* l'eau ne pourra le mouiller que lorsqu'il sera refroidi, au moins en partie, la vapeur ne pouvant se former qu'aux dépens de la chaleur delà chaudière. (Yoiyez plus loin la discussion de ce fait au moyen de la formule met.) Des expériences en cours dexécuUon au toriseut à penser que l'ouverture du tuyau de prise de vapeur V aux deux tiers de la chaudière a été un pas en arrière, et qu'il est préférable de prendre la vapeur au sommet de la chaudière, ainsi que cela se pratiquait dans l'origine.

Ënfin, dans l'origine, nous chauffions la chaudière à sec; maintenant nous alimentons avant la mise en feu, en sorte qu'il de-

vient impossible que Feau passe k l'état spheroïdal. Tels sont les changements de détail que cette chaudière a subis; elle en subira peut-être encore, les instruments nouveaux ne se perfectionnant que par Tusage.

La gravure ci-contre (figure 13) représente une vue perspective de la chaudière dans son fourneau et de la machine à vapeur qu'elle met en mouvement.

Du deffré de sûreté de la e/ioudière àdie^»kragnie$.

Quand un moteur se présente à Tindustrie avec des formes entièrement nouvelles, et que ce moteur s'appelle vapeur, on lui adresse beaucoup de questions avant <[ne de lui accorder droit de cité, et l'on a raison On lui demande : De pensez- vous moins de charbon ? Produisez-vous plus de vapeur ?est-eUe sèche et saturéet Le prix du nouvel appareil, toutes proportions gardées, est-il moins élevé que celui des appareils qui ront pi ecéde? et enliu ses chances d explosion sont-elles plus grandes, sonl-eiies égales ou

116 mmtEB PAini.

moins nombreuses que celles des antres générateurs ? Tels sont lespoints principaux sur lesquels roule la discussion.

Disons-le tout de suite: toutes ces questions ont été agitées en Amérique, à Londres» et à Paris, et le résultat final a toujours été ikvorable au générateur dont il s'agit.

A Londres, il eut de rudes adversaires et aussi de chaleureux défenseurs i j'en citerai un, Faraday, qui n'hésita pas à abandonner ses savantes recherches pour venir le protéger desa parole puissante et de son vaste savoir au seia de Vln^itvHan of Ciml Engineerê. le prie Tillustre physicien de me permettre de le remercier ici, publiquement el^u fonddu cœur, de son bienveillant et puissant patronage.

Maintenant j'entre en matière* ie serai bref, et d'ailleurs il ne sera question dans cette discussion que des chances d'explosion de mon générateur, qui seraient nulles, k mes yeux, s'il n'y avait pas encore beaucoup d'inconnues à dégager des chaudières à vapeur.

Moi aussi, j'ai questionné le générateur dont il s'agit» et chaque question était suivie des épreuves les plus risquées, et jamais je

n'ai eu k signaler le moindre accident. Voici une des épreuves auxquelles il a été soumis, et bien maigre moi, je dois le dire.

A mon retour d'Angleterre, voulant recommencer, en vue de rexpositlon universelle, toute la série d'expériences que j'avais faites antérieurement, je fis installer ma chaudière près d'une machine à vapeur, et, sachant que les diaphragmes avaient été nettoyés à fond avant mon départ, je négligeai de l'examiner. J'y introduisis de l'eaii et je chauffai comme à l'ordinaire. tJne demiheure , une heure et plus s'écoula sans que la pression pùt dépasser une almosplière : il n'y avait pas de fuites, le tirage se faisait bien, la grille était dégagée de scories, ie charbon était blanc, tout allait au mieux ; mais de pression, point, ie ne savais à quoi attribuer ce résultat aussi étrange que nouveau pour moi, et plus j'en cherchais Texplication, moins je la trouvais, lorsque mon attention fut. attirée par une matière jaune, transparente, qui suintait à travers les joints des robinets. Je recueillis cette matière qui se solidifia presque aussitôt; elle avait extérieurement tous les

. FflTSIQUI. 117

earaotères da soufre, le fis ouvrir la porte da (bomeau et jeter le

feu par terre: la chaudière était ronge de feu par le fond.

Le lendemain, je démontai cette chaudière, et, k noire grand étoonement k tous (ce fait a eu beaucoup de témoins), nous tron- Tàmes les diaphragmes et la chaudière corrodés et recouverts de la matière que f aî déjà signalée ; nous en retirâmes plus d'un kilogramme. J'analysai immédiatement cette matière : c'était du clilorure de calcium mêlé à du bichiorure de fer.

Il étaii évident, polir moi, que j'avais affaire au résidu de l'eitractîon de l'acide carbonique au moyen do carbonate de chani et de l'acide chlorhydrique; mais comment ce résidu était-il entré dans la chaudière ? Je n'ai pu le savoir, et probablement que je ne le saurai jamais.

Essayons maintenant de^ prouver que ce générateur n'offre pas plus de chances d'explosion que les autres ; je dirais dès à présent qu'il en a moins, si un juste sentiment de défiance de moi-même ne m'imposait la plus grande réserve à cet égard.

Il existe un grand nombre de causes d'explosion des chaudières à vapeur ; quelques-unes sont bien connues, d'autres offrent msofe quelques points ohscurs que le temps et l'étude dissiperont (1).

Dans la chaudière dont il s'agit, deux de ces causes seulemeat sont à examiner:

1* Le défaut et l'excès d'alimentation ;

2"* La décomposition de 1 eau contre les parois rouges de la chaudière.

Le défaut d'alimentation peut avoir des inconvénients, mais il n'a pas de danger. En effet, si l'alimentation vient à étresospeft-

due, la vapeur fournie parla chaudière décroîtra très vite; elle se videra entièrement en peu de temps, et la machine s'arrêtera. On sera donc averti presque immédiatement de cet acident, et l'on y remédiera au moyen d*nne pompe alimentaire, etc. Si tout moyen d'alimentation est devenu impossible, on éteint le feu, el l'oft procède aux réparations.

(1) J*ai dUcaté précédemment la CMMê de cet e ipieeieni ftdnianlel ém chtudières à vapeur (voy. peges 55 d eUivtiitei).

Digiiized by

ii8 PBEliliâl iARTII.

Mute on poom objecter que k chandière, éluH eilMpeMil

vide, rougira rapidemeDi, an moias par le fond, et que l^btre»

duction de l eau, dans cet étal, pourrait être fort daogereuse; heureusement, il n eu estpoiul ainsi.

La ebaadièrB peut rougir par te fond, eela est viai, «aie lai diafriiraginea ue rougiront pas» et c'est sur les diapluragiiiei que Veau tombe et s'évapore principalement; Téquilibre se rétablira donc rapidement, el il n'y aura aucun danger pour l expérimentaleur. On comprendra cela d ailleurs facilement en se rappelant Vémmtd quantité île ebaleur latoile contenue dans la vapeur el le peu de capacité du fer pour le calorique.

Examinons ce point |)lus particulièrement et montrons par des chiffres que les choses se passent comme cela vient d'être exponé

In capacité ealoriSque du fer » 0,11» colla da l'ann étant I.

Le nom bre de calories coQienoea dans la vapeur d'apiès la fu«n|a

de M. Regnaull est de

Le pouvoir calorifique de la houille 7000, mais oonm il iaut déduire de 10 à 20 pour ICO de matières étrangères, en moyenne 15, ce pouvoir calorifique doit être abaiiaé k 6000 enlories.

La fomeau brAle, en moyenne, 6 kilogramncs do bouille par

heure, soit 36,000 calories produites, dont le J environ est perdu par la cheminée et le rayoauement du fourneau ; it ne leste donc 4^ S0,000 calories utiles par benre ou 500 par minnlfr Ln nhaudière étant à sec et cbanfiee pendant cinq «inolen ne pourra donc absorber que 2500 calories. Admettons, et c'est le fas le plu s défavorable pour la chaudière, admettons, dis-je que lis 2500 calories soient absorbées par 50 kile^rummas de Cir à fta fiortin^ iniiritBcn du générateur^ et a*eal à peint si en Èm peuiin être porté à la température de + 500<* G. -fin effet, pour ékieer ip kilogramme de fer à + 500 " C, il faudrait un nombre de calories

HTsiQin. lit

|A cn^iséquQmmeat, pour 50 kilogrammes :

55 X 50 ^ 2750 calories.

11 y a dans la chaudière dix diaphragmes de tôle de 1 à 2 milli^ nètres d'épaisseur qui peuvent retenir t kilogpnmmes d*eau ; e*est-it-4tre cpie Teau ne peut être mise en eontaet a^ee la

chaudière avant qu'on n'y en ait introduit plus de 2 kilogrammes.

Maintenant nous pouvotts calculer, avec ces données, les ehanoes d'explosiôn que préséntera ce générateur.

Nous supposons la machine marchant régulièrement, donnant 60 coups doubles de piston par minute; puis il arrive, sans qu'on s'en aperçoive, que la bâche est vide d'eau ou que lés clapets sont dérangés et ne fonctionnent plus, ou que la pompe est déclancbée, etc Bref, ralimentalion ne se fait plus. Âu bout d'un certain temps le mouvemenl de la machine se ralentit sans que sa charge ait été augmentée ; ilsa ralaatii de plus en plus, et la machine finit enfin par li'arréter, le manomètre étant descendu à 0*. Le ralentissement du mouvement 4c la machine n*ayant pas été remanjué, on doil supposer que son état de repos j^lu le sera, et que Ton s'empreâ;sora d'envoyer de Teau dans la chaudière au moyen de la pampa à mêitk, Qna sa passer4M4l alors? Le voîai. Admettons SO kilagrawiaa de fiir (et c'est beaucoup) à la température de + 500° C. ; ces 50 liilegiMMDes de fer contiendront met calories, soit

50 X 0,11 X 500= 27 50 caiories

qui pourront réduire en vapeur Akn. 310 d'eau, un peu moins <to 4 litres et demi. Or imus ayons va que La sovma 4^ la capacité des diaphrag«ies était de 2 litres, et no«s devons admettre queFévaporalion de i'eau doit coDiwMiGar sur la premier diaphragme, aux dépens de la chaleur contenue dans les parois de la chaudière, et se continuer jusqu'au dernier. Si donc il en asi ainsiw et U en est ainsi» il («Mt admettre encore qu'il n'arrivi^n pa» OM smiW gaoMftd'aafa an faad d» la ohaiidMceattlAtqiif^d'fli

126 PASMliBl PA&TIB.

avoir introduit U litres qui absorberont 25^i8 calories. Où serait le danger alors? Nulle part, car ii ne resterail à absorber que 20i calories (i), qui réduiraient tout au plus un tiers de litre d'eau en irapeur.

Je prie le lecteur de vouloir bien le remarquer, je me suis placé dans des conditions impossibles, pour ainsi dire. Car il n'y a pas un cbauffeur, à moins que d'être trois fois stupide, qui, voyant sa machine s'arrêter et le manomètre à 0% ne s'empresse d'ouvrir la porte du fourneau et de jeler le feu par terre, [)our chercher la cause du temps d'arrêt et y remédier immjédiatement, si c'est possible.

Je ferai remarquer d^ailleors que ce générateur sera muni de tops les appareils de sûreté ou avertisseurs actuellement en usage,

(I) L^ipérifloce a été Mie plmieiiri fait. Voici les déUils de la dernière :

** Pression 8 atmosph.

Déclanché la pompe à 2 b. 25

Ouvert le lube d'évacuation à. . . . 2 h. 35

La chaudière est vide à 2 h. 38

La machine s'arréted'ellemême à. 2 h. 39

••ression 1/2 atmosph.

La porte du fourneau reste fermée , et tous les robineU retient OUTerfs, comme s'il n*y avait personne dans Tatelier.

J'envoie S UIres d'eau dana la eiiaudière au moieD de

la pompe à main , À « a h. 44

Trois miouiei après la pression est de 4 almeepli«

La machine se met d'elle-même en route à S b. 46

J*iBtroduis encore 2 litcea d'ean dana la cbavdière;

Heil..... ail. 51

Pression 4 1/i«ft,

J'enclanche la pompe, et à ..... . 2 h. 53

la preasion est remontée à son point de départ 8 atmeaph.

Fuit la macbiue a conliooé à marcber comme devant.

Ce qo*il faut remaniiier dan» celle apérience , c*eit goe la cbaadièie e»* tièrement vide a été e^^oiée à Faction du foyer peodaiit cfaM| ninnlea, tt cinq minalei §aai bien longnei daua cet torlei d'espérleoces.

Âu reste, s'il n'y a personne dans râtelier pour surveiller la macbioe et Talimentation de la cbaodlère, il aura personne non plus pour cbarger le foyer, et son intentllé Ira lonjenn dindaaant; d*où II anil qve le est véritablemenl nal.

PHYSIQUB. 121

ce qui lai donnera on degré de sûreté, à mon avis» tout à fiait satisfaisant (1). .

Quelques mots suffiront pourniontrer que Texcès d*aUmentation est tout à l'ait insigniiiaDt.

Pour comprendre qu'il en est ainsi, il faut se rappeler que la {Nrise de vapeur ser trouve au fond de la chaudière entre le dernier et Tavant-deroier diaphragme. Si donc Talimentation dépasse nne certaine limite, la chaudière enverra de 1 eau dans le récepteur, et la machine s'arrêtera. Pour remédier à cet accident, il suffira de suspendre Talimentation pendant quelques minutes, ou bien on ouvrira le robinet du purgeur, et Téquilibre se rétablira tout aussitôt. Dans Tun et l'autre cas, on diminuera TalimentatioD soit en raccourcissant la course du pistou de la pompe alimentairCi aoit en déclanchant la pompe, etc. «etc.

Examinons maintenant la deuxième cause d'explosion, la dé-* composition de Tenu contre les parois rouges de la diaudière.

Cette cause d'explosion est la seule ({ui m'ait donné quelques inquiétudes; mais elles se sont bien vite dissipées.

On sait que 2 volumes de vapeur d'eau résultent de la combinaison de 2 volumes d*hydrogëne et de 1 volume d'oxygène. Si donc Teau vient à être décomposée, l'oxygène se fixe sur le fer, et l'hydrogène mis en liberté remplace la vapeur, et la tension reste à peu près la même; il n'y a donc pas d'explosion possible par saite de la décomposition de l'eau.

L'égalité suivante résume clairement ce qui précède :

6 TOI. de vapeur + Fé> = 6 vol. H + Fe^O^.

Fe^^ est, comme on sait, le peroxyde de fer; inutile d'ajouter qu'il est solide et indécomposable par la chaleur^mais réductible par rbydrogène. Ën éliminant Fe^O^ il reste

6 vul. vap. as 6 vol. hydr.

(1) Dans UD Mémoire que j*ai eu Thonnear d*adre88er au jury de TEipo* aîtioQ uoiverselle , en 1 855, je disais que celle eliaiidière « offrmt «m Kkivftf » reUUioe si grande, qu'on pomaU la considérer comme absolue, »

Des eipéripoces oombreiiMi, ftiitea depuii cette époque, iii*aiiloriient a persister dana eette opiniOB.

lit pRimlai lAaTn.

Je crois devoir dire ici que la théorie qui précède a été confirmée par Texpérience et soo exactitude nettement établie : dettï iIttiidièrM «te broBze ont été koAm et une cbaudi^ 43 fer a été portée k une température telle, qu'un robinet de cniv* \eeliii de la prise de vapeur), place sur le couvercle de la ch; udière, f «Il recouvert de éioxyde, mais pa& le moic^re ac^ideat n'iit aiirvm«

Ahan^Bfl mainteiianl na aatpe pmnl de la quMttan, taujow

au point de vue des daiifiers de Tappareil.

ËQ admettaat qaa naUre g;euerateur puisse faire exploaUA (ee fû, aail dit en passant, le placerait anr U mène ligna «fie . ions ka gén^ateors cennus), on eomprendra sans peina

serait dix fois moins dangereux q»*«ne autre chaaéière, par la raison toute simple qu'il conlieudrail dix fois moins d eau : c'est fnclqnn ehosa coipme le rappart d*uue grenade à. un obua; et pois» k&diapluragnieadevîaiidraieot, dans le cas d'explosion, ^nvM-

lables appareils de sûreté faisant l'oftice d'écrans ob d'estacades qui se briseraient successivement jusiju à ce que la quantité de •nouvoinent contenue dans l eau fût é(|uilibrée ou absorbée. Mais tel cela se paaaarait dans rintériecur df ki cbaudière, sans dingsr paop leaperaonnes qui seraient daas soa voisinage -

On trouve une autre cause de sûreté et aussi d'économie de topibustible dans le depùt des sels calcaires, qui se fait toujiMMS sur les diaphragmes. Ce dépôt eal très abondant sor lediapbrng«e

supérîeiir, «a peo naoîas sur le second et il n*y en a presque

pas sur le dernier. Ce fait est conforme aux belles observations de M. Couslé qui le confirment de tout point (IJ.

Ce phénomène peut être mis en relief par une expérience très simple. On prend lin tube de verre de quelques millimètres de diamètre, 10 à 15 centimètres de longueur, et pouvant résister à la pression de 10 à 12 atmosphères; on le remplit aux trois quarts d'eau de puits, ou 1 étire à la lampe et on le scelle. Cela {^t^ ^1^ i& saisit uyeç une petite pince 4e hoi^ ^ <mi^ Ul ohviffe

(i) Recherches sur l'incrutUUiûn des chaudières à vapeur, par M. E. Cagglé, e Rapport par M. Calkn tnr ce Alénoire {Annakk ^ mâlIV t» V,

%vec pFéeamioii dans la flanme d'une lampe à aleeol, el Teaii se IrooMe pmqiie aussitôt (1 ).

Leprécipité qui se forme, sous l'influence de la chaleur el de la pression, est dans un état moléculaire particulier, car il oesedi^ soat pas de nouveau, même après six mois de contact.

Il y a m antre fait qui ne doit pas toe passé sens silenot, c*est Il staèililé d« maaonètre.

On se rappelle que la prise de vapeur a lieu aux deux tiers de li| chaudière, c'est-à dire plus près du foiul que du couvercle et que ralinentation se fiait par la partie supérieure, dans le vqîm* éu robinet du manomètre.

Comment expliquer la slahilité presque complète du manomètre lk¥ec la \oi de tension de la vapeur que je transcris de nouveau : fkfu m tf^pMMif wêgakmeui choMl, f ifond Véfmlièr$ m éktbli^ h tension delà mpeur est ia même dam ttm les pomt$^ $ê partout elh §êt égaie è U tension maximum des parties de est espace gui sont à Is température la plus basse?

D'après cela, chaque coup de piston de la pompe alimentaiie énmii foiie du .?ide en condensant la vapeur à la partie sapàffienredela ekaudiëre, el l'amplitude desescillalionade laeelonne

raanométrique devrait être très grande ; mais, comme je l'ai dit, il n'en est rien. La loi n'est donc pas enlièrenienl applicable à notre système dç générateur.

Somme toute, si le générateur de vapeur à diaphragmes ne vaut pas mieux que les autres sous le rapport de la sûreté, qu'il me soit permis de dire qu'il ne vaut pas moins, et, comme il comble une bcunequi existait dans l'industrie, j'ai l espoir qu il linira, comme (putciii les çhoses utiles, par prendre sa modeste place vi seteil. Poissé- je vivre assez pour voir mes espérances se réatiserl Je terminerai ce chapitre eu jetant un coup d'œil en arrière et ^suil^d^vs^al oipjMâ,pourmoJulrcr(iu ile^t presque V)UjOurs iÀmirairede vouloir fixer des limites à la science pure» ^u^i bien q^*à ajipKcationj^

(1) Cette expérience constitue un procédé rapide et approximatif d'amlyte jBM^Uua^ MUX qui coatiiiiMnt det aeft caleairet m d bio l li on , par-

itk ntlUlÈBB PARTIE.

Il y aquelques années, il était expressément ordonné d -adapter à toutes les chaudières des rondelles métalliques, fusibles à une température voisine de celle correspondant à la pression ; eh biea ! aujourd'hui on ne s en sert plus, et je crois qu ou a graudemeat raison.

11 est expressément défendu, à l'heure où j'écris, de laisser tomber le niveau de Teau dans les chaudières, au-dessous de la liniite

supérieure dts canieaux, et c'est une prescription que tout le monde trouve fort sage en ce moment, mais l'expérience et le temps ne feront-ils pas changer d*avis à cet égard ? Quant à moi, je le crois et je l'espère, car ce serait un bienfait pour lindustrie ' qui y trouverait une certaine économie de combustible en produisant de la vapeur plus sèche et en [)lus grande abondance par suite d'une absorption plus complète de la chaleur contenue dans ks gaz chauds provenant du foyer.

L'usage, en perfectionnant la chandière à diaphragmes et en établissant sa sûreté, contribuera peut-être à hàler l'époque où il sera permis d'abaisser le niveau de l'eau dans les chaudières horizontales pourvues de diaphragmes, sans danger pour quoi ou pour qui que ce soit; et je serais heureux, je Tavone, d'avoir pu contribuer, pour ma faible part, à un tel résultat.

Théorie du générateur de tfqaeur â diaphragmes.

On se rappelle que cette chaudière est cylindrique et terminée par une calotte sphérique, qu'elle ne contient de l'eau que jusqu'au tiers environ de sa hauteur, conséquemment que la plus grande partie de sa surface intérieure est â sec d'eau, et que le pouvoir évaporatoire des chaudières k bouilleurs comparé au sien est : : 1 : 4. Abaissons le second terme de la proportion, et disons qu*il est : : 1 : 3, car il est toujours préférable de donner plus qu'on ne promet

Cela posé, examinons comment les choses se passent dans l'intérieur de la chaudière.

La vapeur qui se forme au fond de la chaudière par Taction directe du loyer fait l'office d*un courant d'air : elle se suiichaoKe

PAYSIQCX. 135

contre la paroi cylindrique, et tout aussitôt se sature sur le pre^

mier diaphragme: revient plus abondante contre la paroi, où elle se surchaulTe de nouveau pour se saturer une seconde fois sur le second diaphragme ; et ainsi de suite, josqu au sommet de la chaudière où elle arrive en grande abondance dans un état desé* cheresse et de saturation complètes. Il est certain que les choses se passent ainsi, comme il est certain que les parois de la chaudière ne sauraient rougir; pour s'en convaincre, il suffit de se rappeler la capacité calorifique du fer et celle de Teau, et Ténorme quantité de calorique statique (latent) contenu dans la vapeur. (Voyez plus haut : Du degré de sûreté delà citaudière àdiaphragmes .)

Celte théorie, fort simple, n'est pas contestable, pas plus que la grande quantité de vapeur que donne ce générateur. Maisconn ment se fait-il que dans un temps donné , il passe dans cette

diaodière trois fois plus de chaleur que dans les autres ; car pour produire trois fois plus de vapeur, il faut nécessairemeut trois fois plus de chaleur ? Là est la difficulté, et elle est grande. A cet égard, on ne peut formuler en ce moment que des hypothèses

fondées :

1* Sur la capillarité, qui est une force ; 2«Sttr Tenu considérée comme mauvais conducteur de la dialeur ;

3* Sur le fer considéré i:elativement comme un excellent conducteur de la chaleur;

&*Sur la propriété adialhermane de Teau ;

5* Enfin, sur la propriété diathermane des gaz et des vapeurs» etsur leur grande mobilité.

Considérons maintenant la chaudière dépouillée de ses diaphragmes, pleine d'eau aux trois quarts, et soumise par le fond à Taction directe du foyer, et par la partie supérieure à Taction de la flamme ou des gaz chauds.

On verra tout d'abord des courants ascendants parlant principalement de la base et se dirigeant vers la pc^rtie supérieure de la chaudière, en se croisant dans tous les sens avec les courants, moins nombreux et moins rapides, qui partiront de la partie cy* lindrique de la chaudière. Bientôt après, des bulles de vaj)eur se

détacberoBt ém fend de Ia chaudière et ? ieMdrM crevtr illil^

face de l'eau qni sera alors en pleiue ébullilion.

Mais pour détacher celte eau de la paroi de la chaudière, il faut dépenser umt quantité de force préGisément égale à éelle M retient eentre cette paroi, et c*est cette «dhémce t|ui coneiiliM II f^rts capillaire ou simplement \a cnpil'arité. Dans le cas particulier qui nous occupe, ii serait préférable de 1 appelet* forée ë'tuikéêion, Moue manqnone d'aillears ebsolement de tnoyens ponr mesnrer cette force, ao moins dans le cas qui noM Menpe. Nous ne la mentionnons donc que pour mémoire et pour appelai l'atlenliou des savaols sur ce point.

Si les choses se passent dans cette chaudière comme nous le terrons dans la 65* eipérienee , eiiemrmit fMde pat U fénd^ et II foedrait admettre que la chaleur passe à trams la paref , dans celte partie, avec une vitesse inlinie, ou tout au inoins assez grande, pour n avoir pas le temps de se combiner avec le fer ei passer lent entière dans Teau qu'elle transforme en tapenr»

Ponr bien comprendre ce fait, il fout se rappeler que les partln où se forme la vapeur en abondance sont à sec, ce qui permet à lA chaleur d entrer librement dans la chaudière; il faut se rappeler encore que les parties d'nne chaudière soumisse an rayonnement du foyer produisent trois fois plus de vapeur que les nnnei parties.

Néanmoins, d'a[)rès les données géiioralenient admises, notre générateur, privé de ses diaphragmes, ne devrait évaporet que là à 15 litres dean par beure^ et Texpérienee nous n appris qo'ayec ses diaphragmes il en évaporait trois fois plus ; et ce* pendant le fer conserve sa propriété conduclrice dans l un et 1 autre cas : c'est donc à une action particulière de l'eau qu ii fatit attribuer le retard dans la production de la tapeur.

On sait que Feau est un très mauvais conducteur de In cbalenr, et aussi qu'elle est adiathermane, c'est-à-dire qu'elle se laisse traverser imparfailemenl par la chaleur rayonnante, et point du tout quand elle est à 1 état sphéroïdal ;on sait encore que leagas et les vapeurs sont an contraire diathermanes ou se Inieeenlini^ verser foeilemeat par la cbalenr rayennanle.

Doue, en consMémt l« chaudière comme nOof TeooM dd la

voir, dépourvue de ses diafilira^nies, on pourrait dire que la chaleur, rencoalranl une lame d'eau coolre la paroi intérieure de la thwidièrtf seréfléciiirait et retournerait à l'extérieur oli elle se perdrait par ra^ronnement oa par la cheminée* Ce mouvement va-et-vient des ondes caloriliques se produirait un grand nombre de fois, mais a chaque retour il y aurait perte de chaleur par le rayonnement et par la chemiaée.

C'est ainsi qu'une vague qui vient se briser contre une jetée de (lierre est réfléi hie et retourne au large, pour revenir et retourner encore en perdant chaque fois une certaine quantité de mouvement. On peut veritier ce dernier fait expérimentalement. On remplit d'eau un vase cylindrique peu profond; etony laissetonl^ ber One goutte d*eau, qui fait onduler totite la surface du centre à la circonférence, et de ia circoiilcreiice an centre. Quand on n'aper* çoil pas les o .des à ia surface, on les voit se dessiner nettement au fond du vase, par suite de leur action sur la lumiUt qo*elle8 réfractent et réfiéchissent

-Gonsidérons maintenant la chaudière pourvne de ses diaphragmes et nous verrous tout autre chose. La chaudière étant vide d'eau, les ondes caloriliques traverseront sa paroi sans obstacle, et tme fois entrées dans la chaudière, elles n*en sortiront pliisquV près8*ètrecombinéesavecreau,c*est-à-direaoos forme de vafteoi^

Si notre manière de voir est erronée, elle a du moins le mérite d'une grande simplicité. Ou peut la résumer ainsi ;

Dans une chaudière pleine d'eau , réflexion des ondes cidori^ Iqoes;

DAus une chaudière vide d'eau, mais pleine de vapeur, passage sans obstacle des ondes caloriliques a travers les parois de ia ebaudiére, par suite du transport rapide de la chaleur de la ehaudière à Teau des diaphragmes au moyen de la vapeur (1).

(I ; I.es ou(ie> caloriliques ne sont pas visibles; il en est aiosi pour bèan* coup (J'auli cs jjlu'uomeurs il laut voir avec les yeui de l'esprit et non atec ceui du < orps. Ce que uuus disuns là est applicable à des faits mime trôi matériels l.vemple : le fouet ou volaul (|u rouage d ttne montre à secondes iodépeiidautes accomplit sa ré^oluiiou dans un temps si court» qn^oii ne SâU-