Mém. del’Acad., année 1699, p

lui qu’à l’aide d’un tube étroit. Ce vase séparé dans lequel la vapeur vient par intervalles se précipiter, c’est le condensateur de la machine à double effet, où l’atmosphère n’a plus d’action. Dans la machine de Newcomen, dite machine atmosphérique, la vapeur venait se condenser dans le corps de pompe même par l’injection d’eau froide, de manière à former un vide au-dessous du piston, qui s’abaissait dès lors par la seule force de pression atmosphérique. Dans la machine de Watt, le corps de pompe est fermé dans le haut par un couvercle métallique, percé seulement à son centre d’une ouverture garnie d’étoupe grasse et bien serrée, à travers laquelle la tige cylindrique du pistou se meut librement, sans pourtant donner passage à l’air ou à la vapeur. Le piston partage ainsi le corps de pompe en deux capacités fermées et distinctes : quand il doit descendre, la vapeur de la chaudière arrive librement dans la capacité supérieure par un tube disposé à cet effet, et pousse le piston de haut en bas, comme le fait l’atmosphère dans la machine de Newcomen. Ce mouvement n’éprouve aucun obstacle, attendu que, pendant qu’il s’effectue, le dessous du corps de pompe est en communication avec le condensateur. Dès que le piston est entièrement descendu, les choses se trouvent complètement renversées par le jeu de deux robinets : la vapeur, fournie par la chaudière, ne peut se rendre qu’au-dessous du piston qu’elle soulève ;et la vapeur supérieure qui, l’instant d’avant, déterminait le mouvement descendant, va se résoudre en eau dans le condensateur, avec lequel elle se trouve à son tour en libre communication. Le jeu contraire des mêmes robinets replace toutes les pièces dans l’état primitif, dès que le piston est arrivé au haut de sa course. La machine marche ainsi indéfiniment avec une puissance à peu près égale, — les anciens l’auraient nommée le mouvement perpétuel, — soit que le piston monte, soit qu’il descende ; mais la dépense de vapeur est exactement le double de celle qu’une machine atmosphérique ou à simple effet aurait occasionnée. Si la chaudière est en libre communication avec le corps de pompe pendant tout le temps du mouvement alternatif du piston, il se produira une vitesse nuisible aux limites des excursions du piston. Pour obvier à cet inconvénient, Watt imagina de fermer le robinet par lequel arrive la vapeur quand le piston est aux deux tiers de sa course, et de lui faire parcourir le tiers restant par la vitesse acquise. Les effets d’une vitesse nuisible sont ainsi prévenus ou affaiblis, et en même temps il y a économie de combustible. L’invention capitale de Watt, qui eut pour point de départ

la possibilité de condenser la vapeur dans un vase entièrement s. séparé du cylindre où s’exerce l’action mécanique, date de 1765 U Les machines de Wall furent employées à Solio, dans la manufacture de Boullon, où se fabriquaient des ouvrages d’acier, de plaqué, d’argenterie , d’or moulu, etc. De là elles se répandirent bientôt dans les principaux établissements industriels de l’Angleterre. L’emploi de la vapeur comme moteur ne tarda pas à être ? suivi de l’invention des pyroscaphes. Le premier bateau à vapeur fut construit, en 1775, par Perrier : on en fit l’essai sur la Seine; i mais la force obtenue était si faible que , pour faire marcher le bateau en amont, il fallait le concours d’un cheval1 2. L’abbé [Daniel, le marquis de Jouflïoy, Filch et d’autres s’occupèrent depuis lors de la même invention; mais ce fut Fullon qui, par une ; patience à toute épreuve, parvint à la mettre au jour. Pendant son .'Séjour à Paris (de 1796 à 1802), ce mécanicien américain inventa d’abord plusieurs engins maritimes. Puis il construisit un bateau à \ vapeur qui fut essayé (en août 1803) avec succès sur la Seine. Non encouragé par le gouvernement français, il revint en Amérique, où •son application de la vapeur à la navigation reçut, en 1807,1a

• sanction définitive de l’expérience.

L’application de la vapeur aux transports sur terre ( chemins de fer) paraît remonter à 1755. Mais les premiers essais de Gautier en France et d’Evans en Amérique ne furent ni encourageants ni

• encouragés. Ce n’est qu’en 1802 que Vivian et Trevithick parvinrent à appliquer avec succès la vapeur au mouvement des roues, à la

: traction des véhicules servant au transport de la houille en Angleterre. Quelques années plus tard (la date précise est inconnue) on

• songea à faire rouler les véhicules sur des barres de fer (rails) et à les employer au transport non-seulement des marchandises, mais des voyageurs.

La question mécanique marcha concurremment avec l’étude physique de l'élasticité de la vapeur. B. de Saussure fut le premier à examiner les effets de la vapeur qui se dégage de l’eau, dans le vide, à des degrés de chaleur inférieurs à celui de l’eau bouillante. Mais 1 ce n’est que depuis le travail de Bétancourt ( Mémoire sur la force

• expansive de la vapeur d eau) que l’on a commencé à étudier la pro-

1. Voy. Arago, Notice sur Watt, et notre article Watt , clans la Biographie générale.

2. Marestier, Mémoire sur les bateaux à vapeur, Paris, 1824, in-4°.

gression de la force expansive de la vapeur en rapport avec la température. Dans son mémoire présenté à l'Académie de sciences, en 1790, Bétancourt a exposé les résultats de ses expériences en quatre colonnes, dont chacune est relative à un certain volume d’eau introduit dans une chaudière. « On voit, dit le Rapport académique, que tes accroissements de la force expansive sont d’abord très-lents, qu’ils augmentent ensuite graduellement, et qu’ils finissent par devenir très-rapides. Par exemple, la force de la vapeur à 80 degrés est, comme on sait , de 23 pouces, et pour une augmentation de 30 degrés seulement de température, elle devient de 98 pouces, c’est-à-dire trois fois et demie plus grande. Pour exprimer analytiquement la relation qui existe entre les degrés de température de la vapeur et sa force expansive, l’auteur emploie un procédé de M. de Prony. Ce procédé consiste à regarder les hauteurs des colonnes soulevées comme les ordonnées d’une courbe, dont les degrés de température sont les abscisses, et à faire les ordonnées égales à la somme de plusieurs logarithmiques, qui contiennent deux indéterminées et en déterminent ensuite ces quantités, de maniéré que la courbe satisfasse à un nombre suffisant d’observations prises dans toute l’éteqdue des expériences

Les anomalies très-petites que l’on y observe sont infailliblement l’effet des erreurs inévitables dans les observations et dans les graduations des échelles de l’appareil, en sorte que l’on peut regarder les phénomènes comme très-bien représentés par la formule1 2. » Avant Bétancourt, un physicien de Bâle, nommé Zeidler, avait essayé de déterminer la force variable de la vapeur suivant les degrés du thermomètre et du baromètre. Il s’était servi pour cela de la marmite de Papin. Mais la méthode employée par lui, différente de celle de Bétancourt, donna des résultats peu certains. Schmidt, Biker et Rouppe continuèrent l’œuvre de Bétancourt. Ce fut Dalton qui y contribua plus puissamment qu’aucun de ses prédécesseurs. Il remarqua le premier que, pour trouver la loi de progression que suivent les tensions de la vapeur, il faut les étudier, non-seulement aux températures élevées, mais aux températures basses -. Il trouva que pour la vapeur d’eau la force d’expansion suit une progression

1. Rapport fait au Louvre le 4 sept. 1790, et signé de Borda, Brisson, Monge.

2. Mémoires of the literary and philosoph. Society of Manchester ; vol. II, P. II, p. 550.

MOUVEMENT

. géométrique dont l’exposant, au lieu de demeurer constant, diminue insensiblement. En multipliant et généralisant ses expériences, il découvrit que tout fluide élastique, soluble ou non dans beau, se , dilate d’une quantité égale pendant qu’il monte de la température de la glace à celle de l’eau bouillante, et que son volume primitif

■ s’augmente d’un peu plus d’un tiers; en d’autres termes, les gaz permanents se dilatent de 0“ à 100° dans le rapport de 100 à 137,5.

La mesure des tensions de la vapeur d’eau à des températures supérieures à 100° acquit bientôt un intérêt pratique de premier ordre. En 1828, le gouvernement français nomma une commission spé-

■ ciale, dont Arago et Dulong faisaient partie, pour étudier cette - question. Ces deux physiciens firent trente observations, également

espacées entre 100° et 224°, et qui correspondaient à des pressions comprises entre 1 et 24 atmosphères '. Il resta quelque doute sur l’exactitude des dernières mesures; car la chaudière, assez mal construite, fuyait tellement aux pressions élevées, qu’elle conservait peu d’eau dans l’intérieur. En 1830, le gouvernement des États-Unis fit reprendre le travail de la commission française. Les physiciens américains, sans se mettre en frais d’invention, copièrent servilement les appareils des physiciens français ou y apportèrent des modifications insignifiantes; ils suivirent en tous points la même méthode. Cependant les résultats ainsi obtenus étaient loin d’être concordants avec les premiers : ils en différaient de plus en plus avec l’élévation de la température, et à 16 atmosphères ou à 175" environ, la différence était devenue égale à 0,65 atmosphère. Ce désaccord nécessita de nouvelles recherches. Elles furent faites en 1843 presque simultanément par M. Magnus à Berlin et par M. Régnault à Paris. Ces deux physiciens arrivèrent, chacun de son côté., à des résultats presque identiques. M. Régnault se servit de la méthode indiquée par Bétancourt et perfectionnée par Dulong. Celte méthode repose sur ce fait général qu'à la température de l’ébullition d’un liquide la force élastique de sa vapeur est égale à la pression qu’il supporte, et que, par conséquent, si l’on fait bouillir l’eau dans une enceinte fermée sous des pressions progressivement croissantes, le liquide atteindra des températures d’ébullition qui croîtront en même temps. A ces températures qu’on n’a ensuite qu’à mesurer, la force élastique de la vapeur est égale à la pression exercée. La marche des expériences est représentée par une courbe, comme