LA MACHINE A AIR CHAUD
Le dessin ci-dessus (fig. 1), empruuté à la traduction de Greenwood, indique clairement la disposition.
Sous les portes du temple, dans la chambre ABCD, se trouve un vase sphérique H contenant de Peau, dont la partie supérieure communique par un tube F6 avec la caisse DE, imperméable à Fair, qui constitue Tautel placé au-dessus.
Un autre tube KLM part du fond du vase H, et, remontant en forme de siphon, conduit au fond de la cuve NX. Celle-ci est suspendue à une corde passant sur une poulie, puis s^enroulant autour de deux cylindres verticaux OP qui tournent sur, des pivots et entraînent dans leur mouvement les portes du temple. D'autres cordes passent sur une poulie R et supportent un contrepoids W.
Lorsqu'on allume du feu sur l'autel, l'air qu'il contient s'échauffe et se dilate ; il sort par le tube FG et force l'eau du vase H à se rendre dans la cuve NX, en passant par le siphon KLM. Le poids de la cuve, qui descend alors, fait tourner les cylindres OP, soulève le contrepoids et ouvre ainsi les portes du temple. Dès que le feu s'éteint, au contraire, l'air se contracte, l'eau revient, par le siphon, de la cuve dans la sphère, le contrepoids retombe et les portes se ferment.
Héron décrit ensuite un autre appareil, dans lequel la cuve est remplacée par un sac imperméable à l'air. Ce sac, se dilatant quand l'air échauffé y pénètre, se contracte dans le sens vertical et fait ainsi fonctionner le mécanisme, qui, pour tout le reste, est semblable à celui que nous venons de décrire.
Dans ces appareils, le vase sphérique est le type exact de ceux qu'employèrent, des siècles plus tard, plusieurs soidisant inventeurs de la machine à vapeur.
La proposition 45 décrit l'expérience bien connue d'une balle soutenue en l'air par un jet de fluide. Dans l'exemple cité, la vapeur est produite dans une chaudière fermée, et sort d'un tuyau fixé au sommet ; la balle danse à l'extrémité du jet.
Le n® 47 indique une disposition reproduite plus tard, —
réinventée peut-être, — par le second marquis de Worcester.
Une caisse fermée très solide, ABCD (flg. 2), forme un piédestal sur lequel sont disposés un vase sphérique EF et un bassin. Un tube HK part du fond delà caisse et débouche à la partie supérieure de la sphère; tandis qu'un autre, en forme de siphon, va du fond de cette dernière au bas^ sin M. Un tuyau de décharge partant du fond de ce bassin se
Fig. 2. — Fontaine à vapeur (200 ans avant J.-C).
rend au réservoir AD. Tout cet ensemble s'appelle : « une fontaine qui coule sous Paction des rayons du soleil. »
Elle fonctionne comme il suit. Le vase EF étant rempli presque entièrement d'eau ou d'un autre liquide, et exposé aux rayons du soleil, l'air qui se trouve au-dessus de l'eau se dilate et la fait monter par le siphon G jusque dans le bassin M, d'où elle retombe dans le piédestal creux ABGD.
Héron ajoute qu'en faisant cesser l'action des rayons solaires, l'air de la sphère se contractera, et l'eau du piédestal remontera dans celle-ci. Or ce dernier phénomène ne peut évidemment se produire que si l'on a fermé le tube G avant de laisser commencer ce refroidissement. Il faudrait pour cela un robinet, dont il n'est pas question, et il est très probable que tout cet appareil n'a jamais existé que sur le papier.
Le manuscrit décrit encore plusieurs chaudières à vapeur, qui ne sont d'ordinaire que de simples tubes ou
LȃOLIPYLE.
vases cylindriques. La vapeur qu'en dégage Taction du feu allumé sur Tautel produit un jet dont le souffle est, soit dirigé sur le feu lui-même, soit employé à « faire siffler un merle» ou à sonner la trompe d'un triton, ou à toute autre besogne également inutile. Dans Pappareil n« 70, la vapeur s'échappe d'une roue à réaction tournant dans un plan horizontal, et fait ainsi danser des figurines en cercle autour de Tautel. Une disposition mieux comprise et plus connue de cette dernière machine est celle qu'on a souvent décrite et présentée comme la « première machine
Fig. 3. — Machii.c de Héroa (200 ans avant J.-C.).
à vapeur ». Le dessin qu'en donne Stuart ressemble d'une façon générale, sauf plus de soin dans les détails, à celui copié par Greenwood et que nous reproduisons ici, comme représentant mieux la forme simple que le mécanisme de r «éolipyle », ou boule d'Éole, devait affecter dans ces temps primitifs (fig. 3).
La chaudière AB contient de l'eau et se ferme hermétiquement au moyen du couvercle CD. Un globe est supporté au-dessus par deux tuyaux dont l'un CM se termine par un pivot L, tandis que l'autre EP s'ouvre directement dans la sphère en 6. Deux tubes courts H et K, repliés à angle droit et ouverts, sont fixés aux extrémités d'un même diamètre.
Quand on allume du feu sous la chaudière, la vapeur produite se rend par le tube EFG dans le globe, d'où elle
ressort avec violence par les tubes HK, de sorte que la réaction fait tourner la sphère autour de son axe 6L.
Le dessin plus soigné (pi. I), qui forme le frontispice de ce volume représente un appareil du même genre. Son agencement et son ornementation caractérisent bien l'art ancien et Tidée qu'avaient les Grecs de la machine à vapeur.
Cet « éolipyle » consistait en un globe X, suspendu entre deux tourillons GO, par l'un desquels la vapeur vient de la chaudière P située au-dessous. Les tubes recourbés WetZ font sortir cette vapeur dans des directions telles, que la réaction produit un mouvement rotatoire du globe, absolument comme celui des roues hydrauliques à réaction est causé par Fécoulement de Teau.
On ne sait si cette machine fut jamais autre chose qu'un simple objet d'amusement, quoique certaines personnes autorisées aient supposé qu'elle était réellement employée par les prêtres grecs, pour mettre en mouvement divers appareils dans leurs temples.
Il est déjà bien digne de remarque que, pendant tant de siècles, la puissance de la vapeur ait pu se manifester partout dans les phénomènes naturels, et que l'humanité ait vécu presque jusqu'à l'ère chrétienne sans utiliser cette force, même pour faire mouvoir un jouet d'enfant; mais ce qui surprend plus encore, c'est que depuis Héron nous ne trouvions aucune preuve sérieuse de son application à des usages pratiques, avant plusieurs centaines d'années.
Dans les pages de l'histoire et dans les traités spéciaux» nous rencontrons bien çà et là une indication montrant que la connaissance de la force de la vapeur ne s'était pas perdue. Mais il est regrettable de voir les biographes et les historiens si peu préoccupés de chercher et de nous transmettre des renseignements sur les progrès de cette invention et de tant d'autres non moins importantes, aussi bien que sur les perfectionnements apportés dans les arts mécaniques.
Malmesbury raconte (inecc^o^es de Stuart) qu'en Tan 1125 il existait dans l'église de Reims une horloge imaginée ou construite par Gerbert, professeur aux écoles de cette ville.
CARDAN, MATHÉSIUS. H
et un orgue que faisait marcher Tair sortant d'un vase dans lequel il était comprimé « par de Teau chauffée ».
Vers le milieu du xvi« siècle, Jérôme Cardan, génie mathématique extraordinaire, philosophe fort excentrique et médecin distingué, appela dans ses écrits Tattention sur la puissance de la vapeur et sur la facilité avec laquelle un vide peut être obtenu par sa condensation. Ce Cardan est l'auteur de la ciformule de Cardan », ou règle pour résoudre les équations cubiques, et il inventa le « tournebroche à courant d'air » ou « à fumée » [smoke-jack). On l'a traité de «philosophe, de jongleur et de fou» : c'était certainement un mathématicien savant, un médecin habile et un bon mécanicien.
On trouve, dans l'histoire du xvi« siècle, des preuves nombreuses qu'il existait alors certaines connaissances sur les propriétés de la vapeur, et comme le pressentiment des avantages qu'on devait plus tard en retirer. En 1571, Mathésius décrit, dans un de ses sermons, un appareil qu'on peut qualifier de machine à vapeur ; il insiste sur les « formidables effets que peut produire l'action volcanique d'une petite quantité de vapeur confinée* » ; et un autre auteur employait l'éolipyle à vapeur de Héron pour faire tourner la broche, faisant ainsi, et avec avantage, concurrence au tournebroche à fumée de Cardan.
Cet inventeur, comme le dit Stuart, énumérait très minutieusement les qualités de son appareil. Il revendiquait pour celui-ci l'avantage « de ne rien manger, tout en constituant en outre une garantie pour les convives dont le caractère soupçonneux rend l'appétit délicat, et qui, de cette façon, seront certains que le marmiton n'a pas mis la patte au rôti en l'absence de la ménagère, pour se donner le plaisir de lécher ses doigts malpropres ». {History ofthe Steam-Engine, 1825.)
Jacob Besson, professeur de mathématiques et de philosophie naturelle à Orléans, fut, en son temps, célèbre
1. Berg Postilla, oder Sarepta von Bergwerk und Metallen, Nuremberg, 1571.
comme mécanicien et renommé pour son habileté à inventer des modèles de démonstration pour ses cours. De ses travaux, réunis et publiés par Beroaldus en 1578 S il résulte quil trouvait ses contemporains assez éclairés pour les engager à Tétude sérieuse de la mécanique appliquée et des machines. Il y eut vers ce temps un réveil marqué dans Pesprit des hommes les plus intelligents du siècle, qui commencèrent à comprendre Tutilité de la mécanique pratique. Un opuscule scientifique, publié à Orléans en 1569, et probablement dû à Besson, décrit avec beaucoup d'intelligence la production de la vapeur par TéchaufiFement de Peau, et ses propriétés particulières.
Les Français commençaient alors à s'intéresser à la mécanique et aux sciences qui s'y rattachent; les philosophes et les lettrés nés dans le pays, ou que les souverains faisaient venir de l'étranger, comprenaient mieux la nature et l'importance des études qui ont trait au travail de l'ingénieur et du mécanicien.
Agostino Ramelli, Italien de bonne famille, soldat et ingénieur de profession, étudiant et artiste à ses heures de loisir, naquit à Rome où il fit son éducation. Plus tard il vint à Paris, et en 1588 il écrivit un livre* dans lequel il décrit beaucoup de machines adaptées à différents usages, avec un talent qui n'est égalé que par l'exactitude et la perfection générale de ses dessins. Ce travail fut publié pendant que son auteur résidait dans la capitale de la France, où il vivait d'une pension que Henri III lui avait accordée pour ses longs et fidèles services.
Les ouvrages de Besson et de Ramelli sont les premiers traités de quelque importance sur la mécanique générale. Ils furent tout à la fois des stimulants utiles à l'étude de cette science, et la source où, pendant bien des années, les écrivains postérieurs puisèrent la plupart des renseigne-
1. Theatrum instrumentorum et machinarum Jacohi Bessoni, cum Franc Beroaldus figurarum declaratione demonstrativa. Lugduni, 1578.
2. Le diverse e artiflciose Machine dei capitano Agostino Ramelli, del Ponte délia Prefia, Paris, 1588.
