HALL

et

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T*ï^ YITHICK, . dite

haute pW M ion »

La-coDsommaiioa da rharbcndaBS las maBbince des ^paatre àanâètt cotonnes est garantie , savoir :

Pour une machine d'Aitken et Steel de la force de 2, 4, 6> 8 et ^ Aeroiix ; 6 , 10 , 15 , 20 et 25 kil. par heure.

Four une machine de Woolfe , force de 2 , 4 , 6 , 8 , 10 chevaux ; 1^ 16, 21 , 28 , 34 l^ilog- 9 même espace de temps.

Les machines de Watt et Treyithick, force de 2,4, 6, 8. lOcheraux 14,27,36,46,56kilog.

La proportion d'accroissement, pour les machines plus puisMAtes suit, a peu de chose près, la même loi.

•67. • peur dénuée à empêcher la vapeur de s'échapper Je long de la tige da piston, boîte dont Tap- ^tcatioB n'avait pas eiicore été faite, et de l'enve* loppe estérieare destinée à prétFenir la dissipation du calorique par |e rayonnement, l'invention était parfaite sons le rapport de l'économie de la vapeur et du combustible. Pour s'assurer des avan* tages qu'il s'était promis de cette nouvelle disposi» tion, M. Watt la fit exécuter en grand avec un cylindre revêtu d'une enveloppe de boiS| dont l'ef^ fet surpassa ses plus vives espérances.

Plus tard on changea cette forme du condenseur, parce qu'on trouva que, pour ramener, dans les grandes machines, la vapeur à l'état liquide par l'immersion du condenseur dans l'eau froide, il fallait^mph^^ des vaisseaux d'une vaste et incom» iix>de dimension. Un autre inconvénient fut aussi re^ connu ; il provenait de la nature des çaux dont s'alimentent fi^quemment les^machines ; c'est qu'ilseformait rapidement sur les parois extérieures du condenseur une croûte pierreuse qui affaiblissait singulièrement et détruisait même sa puissance conductrice.

£n 17649 à l'époque de son mariage avec ma*demoîselle Miller, M. Watt quitta l'appartement qu'il occupait au collège , et s'adonna , (Taprès l'avis d'un de ses oncles , qui quelquefois l'aidait dans ses travaux , à l'arpentage et à la levée des plans. Une tarda pas y acqoérit une certaine habileté , et plus d'une fois il lui arrivai d'être consulté §fi|:

i68 % constrdcCion et le meilleur plan de canant et de ports , dont qnelqnes ans ont été depuis exëcatës. £st-<de le pea de loisir que lui laissait sa nouvelle profession , on le mauvais état de sa santé , ou le manque de fonds, ou la crainte des difficultés (i) qu'il devait avoir à surmonter, qui l-em péchèrent de constater sa découverte , et de s^n assurer les avantages par un brevet? C'est ce que nous ignorons. Ce qu'il y a de certain, c'est que, bien qu'ii en sentît toute Timportaoce , *il ne la poussa pas plus loin à cette époque. Avec ce rare et profond génie qu'il avait reçu de la nature, M. Watt était •si peu communicatif , si réservé dans le<x>mmerce ordinaire dé la vie, que^son extrême défiance ne lui permit jamais de faire part de ses découvertes , <ài de s'en ouvrir même à ses amis. Il manqua toujours démette espèce de confiance qu'il lui aurait fallu pour se produire lui ou ses projets auprès des gens dont la protection aurait pu lui en faciliter l'exécution.

Smeaton (2) , e^ 1765, avait construit une naa- 4^ine atmosphérique portittive, qu'il avait employée à l'épuisement des. eaux. Plus tard , deux ans après , environ, MM« John $tewart (5) et DugaldClarke, firent diverses tentatives pour transformer en mouvement circulaire le moave.meut

{i) Revue d*Edimbourg,\9o^. ^

(2) Smeaton' 9 Reports, vol. i.

(3) Brevet à la date de 1769.

i69' de la machine de Newconien , letu* intention ëtnit d'employer cette machine dans les moolins à socre de la Jamaïqae ; mais la disposition en était si compliquée et si facile à se déranger, qu'on ne tarda pas à y renoncer. En 1 768, on avait employé , pour extraire le charbon des raines d'Hartley, une machine atmosphérique. A l'extrémité du balancier s'adap* tait un secteur denté , dont les dents engrenaient avec les fuseaux d'une lanterne ; celle-ci, an moyen de deux pignons et de roues àrochets, produisait un mouvement circulaire toujours le même , soit que le secteur descencHt ou montât: il suffisait de changer les rochets , pour pouvoir à volonté changer aussi le mouvement et lui donner une direction contraire. La machine était sans volant , et marchait irrégulièrement et avec lenteur (i).

M. Watt , dans l'exercice de son nouvel état , avait eu occasion de se lier avec le docteur Roebuck, riche gentilhomme anglais , doué d'un es-* prit entreprenant et alors lancé dans des spécula^ tions sur l'exploitation des mines de charbon et des salines de Borrowstoness , dans le comté de Linlithgow. L'intérêt que portait ce geutilhoinme i M. Watt mit enfin celui-ci à même de constanire une de ses nrachines , à Kinueil , à un mille environ de Borrowstoness } elle fut placée à Pouver-

(1) JUpue dlSêimhourgy 1609.

17^ . tore d'un puits de mine, dans les terres du due Ha* niilton. Le cylindre avait d'abord dix-huit ponces f mais comme cette machine était en quelque sorte un essai, elle fut successivemênt-fpodi&ée jusqu'à ce qu'elle eut été portée à un grand point de perfection (t). Ce fut pendant que cette machine secon-

(i) M. Farrey, art. Steam ertgine, Eocydopédie de Rees.

« Le docteur Robison (dit Watt dans une lettre à «m ic ami le docteur Brewster), dans V article Steam enginef « après m'avoir accordé quelques éloges dictés par Taioitié, « me représente comme Téléve et Fami du docteur Black. « Cette dernière assertion , dont il ne déduisait alors aucc cune conséquence , ne me frappa pas d'abord à l'époque « où il l'émit. Mais plus tard , dans la dédicace qu'il me fit « du cours de chimie de Black, il va jusqu'à me faire dire « que je dois aux Conseils et aux instructions de ce profesc seur les perfectionnements que j'ai apportés dans la maie chine à vapeur. Cette assertion ne saurait être que l'fffet «r d'une méprise de sa part : car ^ bien que je sois pént'tré €( de la reconnaissance que je dois au docteur pour le profit « que j'ai pu tirer de ses conversations , et surtout de la « connaissance de sa théorie du calorique latent , je n'ai a jamais regardé ni pu regarder mes perfectionnements a comme les fruits de mes rapports avec lui. Robison ne « se montre pas plus exact ailleurs, qdand, dans la préfa<t! « dont il fit précéder l'ouvrage ci-dessus mentionné, i4 fi avance que j'avais suivi deux cours du docteur: car, « malheureusement pour moi , absorbé par les occupations <c de mon état , je ne pus jamais trouver le loisir d'assister «c à ses cours, non plus qu'à aucun de ceux du collée. Que c si de là je passe à l'opinion du docteur Black lui-même, a ainsi exprimée: « L'heureuse observation que je fis de ce

Slruisait ^ dans l'hiver de 1769, qu'afiii de recueiU lir paisiblement le fruit de son industrie, M. Watt s'occupa d'obtenir un brevet, qui lui fut accordé au mois d'avril suivant. Dans une circonstance aussi ini* portante, il ne peut pas être inutile de rapporter les paroles de l'inventeur , que ses admirables appli-

et qui se passe dans la formation et ia condensation de la (c vapear n'a pas laissé que de contribuer singulièrement a au tnen public , en suggérant à mon ami M. Watt, alors « à Glasgow , l'idëe de ses perfectiounements de la macbioe a à vapeur» , j'avoue que, quelle que soit ma répugnance à « démentir une assertion de mon estimable ami, je ne puis « m'empécher ici de dire que je le crois dans l'errenn Ces ce perfectionnements en effet reposent sur ce premier fait dece puis long-temps établi, que la vapeur se condense par le « contact des corps froids -, et sur cet autre moins ancienne- R ment connu , que Teau émet encore dés vapeurs aii'^esa sous de 100° Fah., 4o? centig. : d'où il résulte que, pour ob- « tenir le vide, il faut à chaque coup de piston refroidir «c le cylindre et son contenu au moins au-dessous de 100 <x degrés. »

Thomson, dans ses mémoires du docteur Black, a copié Robiaon. a La découverte qu'il fit, dit-il, du calorique « latent, est la plus importante peut-être du diz-hnitième a siècle, non seulement parce qu'elle constitue toute ia c< théorie de la chaleur telle que l'ont adoptée les chimistes , « mais encore parce qu'elle fournit à M. Watt l'occasion de « perfectionner la machine à vapeur, appareil dont les «c avantages ont opéré une révolution complète dans nos « manufactures. » Dans un autre paragraphe on ajoute : « La théorie du calorique latent a conduit M. Watt au perce fectionnement de la machine à vapeur, qui a apporté de « si grands changements dans nos manufactures , dans nM

17a cations placent si jastement parmi tes ovécanibiens les plos illustres et à côtédeCtesibiofret d'Hûoke.(i) "" « Ma méthode pour diminner la dépensé de « la vapenr , et par conséquent celle du combos^ « tible employé pour alimenter les foyers des tna* « chines , est basée sur les principes suivants : Pre* a mièrement, il faut que la capacité dans laquelle a doit agir Ift vapeur pour i^^tre en mouvement la « machine, capacité qu'on appelle cylindre dans les et machines à feu ordinaires, et à laquelle je donne c le nom de vase à vapeur ; il faut , dis^ je » que cette « capacité , pendant tout le temps que la^machine « est en jeu , soit entretenue au même degré de cha* a leur que la vapeur qui y est introduite. Or il est « facile d'obtenir ce résultat , soit en couvrant le cy- « lindre d'une enveloppe de bois ou de toute autre ' <c matière qui laisse diffidilement échapper la cha* « leur, soit en l'entourant de vapeur ou autres corps « échauffés, ou enfin en n'y laissant pénétrer ni eau, 4i ni aucune autre substance plus froide que la va- « peur, dont le simple contact pourrait avoir des in- « convénients. Sec^ndôwnent, il faut que la machine 9. fonctionne en totaKté ou en partie par l'effet de « la condensation de la vapeur, et cette condensa-

s procédés d'exploitation des mines j et dont rappUcaliun « offre de si prodigieuses ressources à l'industrie huniaiDe. » ( Encyclopédie d^ Edimbourg , vie de Black. ) (i) fhiL nat, dit YauTtg, toi. 1, pag. 566.

«t tîoD doit tOQJOûrs s'opérer hors da cylindre et dans

« fm vaissean séparé^ bien qne communiquant rao-

« raentanëment avec lai. Ces vaisseaux, qne j'ap-

« pelle condenseurs, doivent, pendant tout fte temps

« que marche la machine , être entreténus au degré

« de température de Pair extérieur, par l'application

« d'eau ou autres corps refroidissants. Troisième^

« ment, tout air ou tout fluide élastique qui, s'étant .

ft dégagé pendant la condensation produite par le

« froid du condenseur, pourrait entraver le jeu de la

« machine, doit en étr'e extrait au moyen d'une pom-

« pé manœuvrée par fa machine même,. ou autre-"

« ment. Quatrièmement, je me propose dans plu-

« sieurs circonstances , pour agir sur les pistons ^

« ou toute autre pièce qui pourrait les remplacer ,

« de substituer l'emploi de la force expansive de ki

« vapeurà celui de lapression atmosphérique, mai n- «i tenant en usage dans les machines à feu ordinai-

« res. Dans le cas où il serait difficile de se procurer

4 de l'eau froide eu quantité suffisante pour la con^

« densation , la machine pourrait encore marcher

« par la force de la sapeur j avec cette seule modi-

«k fication qu'on laisserait la vapeur s'échapper dans

« Vair dès qu'elle aurait-achevé ses fonctions. Cin-

« quièmement ( i ) , lorsque j 'ai besoin d'un mouve - ^

(i) Une roue de six pieds de diamètre, mue par la force de la vapeur, agissaot, dans un canal circulaire, d'un côté sui' une soupape, et de l'autre sur une colonne de mercure, /uC

a ment circulaire, je donne aux vases à vitpeur la « forme <r anneaux creux, avec des passages con"

« venablement ménagés pour rentrée et la sortie « de la vapeur^ chaque cercle ou anneau est monté « sur un axe ou arbre horizontal, comme la roue « d*un moulin à eau. Ces anneaux , dans leur ca» «. vite, sont garnis d'un certain nombre de soupapes « qui ne laissent circuler l'air ou la vapeur que dans

* a un sens. Dans l'intérieur de leur circonférence « sont des poids disposés de manière à fermer exacte tement le passage, sans cependant qu'ils. cessent « de pouvoir se mouvoir avec facilité. 1 a vapeur, «c dans ces machines, dès qu'elle est introduite en- « tre les poids et les soupapes , agissant également « sur fts deux pièces , fait lever le poids' d'un côté eu de la roue , et par sa réaction successive sur les « soupapes donne à la roue un mouvement de ro- « tation ; les soupapes ne s'ouvrent que dans le sens Cl de la pression du poids. La roue, tout en tource nant , reçoit de la chaudière la vapeur uéces- « saire, qui, après avoir fait ses fonctions , ou se « condense dans un condenseur, ou bien s'échappe a dans Tair. Sixièmement, je me propose dans cer- « taines*occasions d'employer un degré de froid qui.

e3bëcutée à Soho; plusieurs essais furent faits avec cet appa»reil, qui fut en définitive abandonné, en raison des inconvénients qu'il présentait. (M. Watt, dans Robison, vol. a, pag. i33.)

I7S «t sahs êire tel qu'il ramène la vapeur à l'état liqia* m gie ,la contractera assez pour que le jeu de la « machine ne soit produit que par la dilatation et la a contraction alternative de là vapeur. Septième-^ « mentj et enfin, au lien d'eau pour empêcher le « piston et aptres parties de la machine de livrer pas- « sage à Pair ou à là vapeur, j'emploie de l' huile j de « la cire, du suif, dés matières résineuses , du < mercure et autres métaux à F état liquide (i). »

Ces divers perfectionnements furent combinés avec un art admirable dans une de ses machines. Le balancier, la chaudière, la tige de pompe garnie de chevilles , servant à nisuœuvrer le régulateur, tout cela fut conservé, sauf quelques légers changements dans la disposition du mécanistne. Les soupapes furent aussi d'une Cous traction diffé'* rente , qui en rendait l'usage préférable.

Dans la figure XIX, le tuyau d amène la vapeur d'une chaudière que l'on n'a pas représentée ici , afin de pouvoir donner plus en grand les principales parties de l'appareil. Cest un boîte carrée, renfermant une soupape c, qui , selon qu'elle s'élève ou s'abaisse , ouvre ou ferme la communication entre la chaudière à vapeur et le tuyau o. Celui-ci conduit la vapeur dans le cylindre, au-dessus du piston, en i,'ou clans la boîte carrée z. Celte boite contient

(i) Spécification of patent , 1796.

deax soupapes , e,f, qui s'élèvent ou s'abaissent alternativement. Quand la soupape e est levée , la vapeur peut se précipiter du tuyau o dans le cylindre , au-dessous du piston , par le tuyau u. Quand c'est la soupapey qui est levée , la vapeur contenne dans la partie inférieure du cylindre peut s'échapper dans le tuyau g^ qui aboutit au condenseur A. Le mécanisme qui fait mouvoir les trois soupapes c, e, f, est combiné de telle manière que c et y* sont ouvertes en même temps ; quand elles se ferment, e s^ouvre, et ainsi çie suite alternativement. Y Y est Tintervalle qui sépare le cylindre de son enveloppe , appelée sa chemise. Cet espace était autrefois rempli avec du charbon pilé ou un autre coips mauvais conducteur; plus tard on eut l'idée d'y faire arriver la-vapeur. On atteignit ainsi parfai • tement le but que l'on Vêtait proposé, qui était d'empêcher que la chaleur idp cylindre à vapeur ne se communiquât par le rayonnement à l'air extérieur et ne se dissipât sans utilité, h, piston à vapeur suspendu à l'extrémité du balancier y, au moyen de la tige a: y n n, chevilles fixées sur la poutrelle ou verge l, qui remplit en même temps les fonctions de tige du piston de la pompe à air, communiquant avec le condenseur. Lorsque cette poutrelle CQonte ou descend y les chevilles n n frappent .sur les extrémités des bras de levieVs m m m ^ qui , au moyen d'un ressort , font mouvoir les soupapes c, e , f. Le condenseur h communique au cylin-

ï77 dre par les toyanx u et g, et au corps de la pompe à aîr par le tayaa s, muni d'une soupape qui s'oavre en dehors. Le piston de la pompe à air était semblable à ceux que Pon emploie ordinairement dans les- pompes à eau , avec cette différence toutefois qu'au lieu d'être en cuir, les char* nières étaient en métal. La pompe à air est garnie près de son sommet d'un bout de tuyau k, portante son extrémité une soupape qui ouvre en dehors dans la bâche r. Le condenseur et s^ pompe baignent dans une cuve dont on entretient l'eau aussi froide que possible par l'extraction de l'eau échaui^ fée par la condensation. L'eau est renouvelée dans la cuve R par le jeu constant d'une pompe q, paisant dans la mine , ou tout autre réservoir; Le piston de cette pompe est mis en mouvement par une tige attachée au balancier. Le tuyau k verse l'eau t\rée du condenseur dans une bâche r, qu'on appelle réservoir à eau chaude , séparée du réservoir à eau froide R, dans lequel est placé le con^^ denseur, ainsi que le représente la figure. De cette citerne r, l'eau chaude est élevée par la pompe A, donlla tige e^t mue par le balancier; elle est conduite dans la chaudière , où elle remplace celle qui en es% sortie à l'état de vapeur, p, tuyau d'aspiration qui plonge dans le réservoir à eau chaude et qui abcwitit au corps de pompe ^y J^^ soupape ou robinet d'injee* tioB mue pmr une tigey, portant à son extrémité supé* rieure un bras de levier m^ sur lequel frappe une die-

ville /2. Cette soupape permet à un instant détermina l'introdoction dans le condenseur d'amjet d'eaufroi* de destine à accélérer la condensation de la vapeur. B est un ouvrage de maçonnerie ou de charpente , sur lequel repose le cylindre; 1;, poteau servant de point d'appui aux bras de leviers 77? m m. Il est remplacé dans quelques machines par des tasseaux fixés au cylindre, w, collet ou boite à étoupeis , . dpnt M. Watt fit usage le premier : elle sert à empêcher la vapeur de s'échapper par l'ouverture dans laquelle gHsse la tige du piston. La tige de la .pompe qui pui&e Feau dans la mine est attachée à l'extrémité du balancier opposée à celle qui fait manœuvrer le piston du cylindre, de la même ma^ nière que dans la machine atmosphérique. ( Le défaut d'espace ne nous a pas permis de représenter cette pompe dans la figure. ) Le bras du balancier du côté de la mine et les tiges qu'il porte doivent être d'une pesanteur plus grande que celle de l'aur tre bras du balancier, de manière que , lorsque lé piston b du cylindre a n'est pas pressé en dessus par la vapeur, l'extrémité j»' du balancier retombe d'ellemême et force le piston à remonter depuis le fond jusqu'au sommet du cylindre. Celui-ci est surmonte d'un couvercle, portant la boite remplie d*étoupe$ imbibées de suif, dans laquelle glissé la tige du piston : par ce moyen toute communication se trouve interrompue entre l'air extérieur et l'intéricui* du cylindre et le condenseur.

«79 ~Si iioas supposons maintenaiit l'appareil dans la positiou où la figure nous le représente ', et ta chaudière suffisamment remplie de vapeur, on ouvrira simiittauément les soupapes c > e » f. La sonpape d'injection N étant fermée; la vapeur a Pinstaut se précipitera, par le tuyau o, au-dessus et au-dessous du pistou, et jusque dans le condenseur A. Dès que le cylindre aura acquis une chaleur suffisante, la vapeur descendra dans le condenseur; eu raison de sa moindre pesanteur, elle occupera la partie la plus élevée , et chassera au tra-> vers de là soupape F tout l'air qui remplissait l'in-^ térienr de l'appareil et celui qui se sera dégagé pendant la condensation de la vapeur dépensée pour chauffer les parois du cylindre et \e% divers tuyaux. Alors la soupape e se ferme; et si l'on ouvre le robinet d'injection iV^ un jet d'eau froide ramène à l'état liquide la vapeur qui remplissait le conden^ seur, et celle qui se trouvait dans le cylindre , qui , par suite de la tendance des fluides à se mettre de~ niveau, se précipitera par les tuyaux u et ^^n h, à mesure que la condensation s'y effectuera. Il y a dès lors vide dans 1^ cylindre et dans le côn«>* denseaf . Dans les grandes machines, cette condensation s'opère avec une si prodigieuse rapidité, qu'en pràlique on la peut considérer comme instantanée. La communication entre la chaudière et le àR^%m du piston étant alors ouverte; la force élastique de la vapeur qui agit sur celait ,

ne trouvant aacane résistance ft vaincre de ratttre côté, chassera le pistoii dans Tespace vide {as • qu'à ce qu'il atteigne le fond du cylindre. Sa descente détermine celle de la poutrelle l, et des chevil«* les n n^ qui, frappant sur rextréoiité des bras de leviers m m^ correspondapfe aux soupapes c> y, font baisser celles-ci , et non seulemeat eippécheat l'introdnction de \s^ vapeur dans le tuyau o* mais encore toute coiomuiiûçatioji entre le oondeuseur et le bas du cylindre.

. Le piston de la pompe, à air étant suspendu nu mçme bras du balancier que celui du cylindre ai^-' rive également au foud de son corps diQ pompe , et force l'air et l'eau qui étaient au-dessous de Ini. à passer sur sa tête , à travers les soupapes on cia^ pets dont il est garni et qui ne s'ouvrent que de ha$ en hant. La soupape s , qui s'ouvre eh dehors dn condenseur, ne permet pas à l'air oaà l'eau de rm-trerdanaceiui-ici. . ,:

Il s*agit alors de f^ire remonter le pistou à va* peur au sommet du cylindre.

Le bras du balancier auquel s'adapte le pistou de la pompe de mine doit être, avous-noos dit, plui^ lourd que celui auquel sont suspendus leapistOQs dq. cylindre et de la pompe à air, et cela pour qu'il agisse comme contre-poids et fasse monter le pistou à vapeur,

Maisavcmtquece contre-poids puisseagir,ilfaat savoir chassé la vapeur et l'air qui ont fait descen-

i8i dre le piston et pressent encore sar sa tête. M* Watt y parvint à l'aide d*aue disfiositiou fort simple , et cepeudant si ingénieuse qa'elle ne jtnontre pas moins la supériorité de sou esprit que Finveniion même du condenseur. Il établit une communication «ntre le bas et le haut du cylindre au moyen 4'nn tuyau dans le haut duquel se trouve la soupape e, qui s'ouvrait lorsque les soupapes c f se fermaient. Ainsi l'ouverture de la soupape permettait à la vapeur qui se trouvait sur la tête du piston de passer dessous > et celui-ci > entraîné parle poids de l'autre ei^trémité dubalanciçr, niontait dans un milieu où il n'éprouvait point de résistance*

L'oovertnre de ces diverses soupapes se fait très vivement et le mouvement ascensionnel du pis* ton est presque aussi rapide que celui qui le ramène au bas de sa course. Lorsqu'il est arrivé à une ce^rtaine hauteur, une cheville agit sur l'ei^trémité du levier qui correspond à la soupape é , çt la krmey tandis qae , au même instant, d'autres chevilles 1 agissam respectivement sur leurs leviers, déterminent de nouveau l'ouverture des soupapes c et y^ qui s'y rattachent.

La vapeur qui « au travers du tuyau et de e , avait passé du sommet du cylindre dans sa partie inférieure sous le piston, s'écoule alors au travers de l'ouverture que laisse la soupape f, par les tuyamt u, g { comme à la première descente du

pistou ) , et à l'instant se forme dans le ëylindre un vide qui permet à la force expansive de la vapeur qni est arrivée par la soupape e sur la tète du pistou de chasser celui-ci, jusqu'à ce qu'une seconde fois il arrive au bas de sa course. Les chevilles alors et les leviers ouvrent e, ferment c tif, et le contre-^poids de nouveau &it monter le piston. Nous avons dit que te contre-poids devait être calculé de manière à faire remonter le pistou , mais il a aussi à élever l'eau qui se trouve sur te piston de la pompe à air.

Le jeu de cette pompe est fort simple. L'eau qui afflue dans le condenseur par le robiiiet dUnjection N, légèrement augmentée du petit volume de celle que produit la condensation , tombe au fond du condenseur h. Le mouvement ascensionnel de la tige l formant le vide dans le corps de pompe i, la soupape s s'ouvre alors et livre passage à l'eau du condenseur h, pendant que celle que portait la tête du piston dégorge par k dans le réservoir à eau chaude. Ce même piston eu redescendant agit sur l'eau contenue dans le fond du corps de pompe; mais cette eau ne peut retourner dans lé cylindre , dont le passage lui est fermé par là soupape du conduit s : il faut donc qu'elle soulève les clapets ^dn pistou, qui , se refermant à Tinstantoù celui-ci commence à monter, élèvent tout à la fois l'air et Peau qui sontan-dessus du piston , jusqu'au moment où ils se déchargent par A. L'eau chaude qui sort de

cette pompe est reportée de uouveaa dans la chau-* dière par la pompe A*

Dans \^ premiers essais que fit M. Watt du condensear» i^ produisait ]e vide par le refroidisse^ ment extérieur du cylindre , comme dans les ma-^ chines atmosphériques. Mais y il reconnut aussi le même inconvénient , celui d'une condensation très lente et très imparfaite. Ce fut alors qu'il essaya d'introduire un jet dans le tuyau de cornmunicaiion du cjUndre et du condenseur, jet qui , à l'aide des perfectionnements dont il devint l'objet , finit par s'effectuer de la manière que nous représente la figure. Le robinet d'injection est armé d-nn levier m^-k l'effjBt d'augmenter on de diminuer l'ouverture qui donne passage au jet, selon qu'il est à propos d'en augmenter ou diminuer le volume pour opérer la condensation. Or il est évident que ce volume doit varier, soit eu raison de la température de l'eau injectée , soit en raison dû degré de tension de la vapeur à condenser. Ce levier et son manche se voient entre e etf, et la boîte eu saillie iVest celle qui contient le robinet.

L'usage, avant M. Watt, avait toujours été de former le balancier de plusieurs poutres qu'on attachait et reliait fortement ensemble , pour lui ôter toute espèce de flexibilité.- Snieatou en avait construit quelques uns sur un plan habilement calculé. Mais les frais énormes qu'ils entraînaient ^ puisqu'il y en eut qui ne coûtèrent pas moins de

huit cents et de neuf cçnts livres sterUsg présentaient un inconvénient qiû , joint à celai de Ténormité de leurs poids et de leur masse , fît qu'on les abandonna, pour leur en substituer d'antres , que l'on fit moins massifs : on parvint , en les soutenant avec des verges de fer, à leur donner toate la solidité nécessaire. Pour reconnaître l'avantage de ce dernier perfectionnement , il suffit de comparer au balancier de la figure que nous avons sous les yeux celui que construisit Smeaton pour la machine qu'il établit aux mines de Chacewater. (i)

Pendant le cours de ses expériences, avant même qu'il eûtd[>tenn son brevet , M. Watt avait observé ce phénomène aujourd'hui connu sous le nom d'expansion de la vapeur dans le vide; et, -dans une lettre qu'il écrivait alors au dpetear Small , de Birmingham , datée de Glasgow , mai 1 769 , il lui parlait de l'intention où il était de foire servir cette découverte à ses projets, comme on moyen , disait-il , d'augmenter l'effet de la vapeur et d'en diminuer la dépense, a Je vous ai , dit* <K il, parlé d'un moyen de doid:>ler Peflet de la va-

(x) «ç Un des premiers ingéaieors que nous i^onsjamaig eus, djj; Hornblower, construisit U9e de ces machiaçsdont le poids et le Tohime étaient tels que, pour la mettr» en mouvement , il faudrait un cylindre d'une puissance ^ale à celle de quarante cheyauz. 9

« peur. Rien n'est plus facile; il n'y a qu'à utiliser « Ja force de la vapeur giù s'élance dans le vide, t force qui jiÂsqu* ici a été entièrement perdue. Ce « moyen eu effet ferait plus que doubler la puis- « sancede la machine; mais l'emploi de cette pro- « priétë de, la vapeur nécessiterait de trop gran- « des capacilës pour qu'on pût l'utiliser tout « entière. Ce procédé est plus particulièrement a applicable aux machines à roue , car elle peut « suppléer à Pabsence d'un condenseur là où la force « de la vapeur agit seule : en eflet , si vous ouvrez « l'une des soupapes, que vous laissiez arriver la « vapeur jusqu'à ce qu'elle ait rempli le quart de la « distance qui sépare la soupape ouverte de la c soupape suivante, et que vous la refermiez, là « vapeur continuera à se dilater, en pressant con- « tre les parois de la roue avec une force toujours « décroissante, jusqu'à ce qu'elle soit réduite au « quart de ce qu'elle était d'abord. Si vous comp- « tezies tours, vous trouverez que leur nombre a « fait plus que doubler , bien qu'il n'y ait eu dedé- « pensé qu'un quart de la vapeur. » La phrase suivante n'est pas moins remarquable : « Cette puissa;ice, il est vrai, agira inégalement; mais 41 il sera facile de remédier à cet inconvénient « par l'emploi d'un volant ou de quelque autre c moyeu. » (r)

(i) Revue d* Edimbourg , année 1609.

Après la coustmction de sa machine à Kinneil , M. Watt commeuçaît à faire ses dispositions poar former nn établissement où l'on constrairait ses machines sur un vaste plan ; mais par suite des pertes qu'éprouva sou associé, le docteur Roebuck, dans l'exploitation des mines , pertes qni mirent ce dernier dans l'impossibilité de faire les versements qu'il avait {>romis , les fonds manquèrent à Watt, et il se vit à la veille de renoncer à l'exécution de ses projets. Toutefois, avec le consentement du docteur, des négociations furent entamées avec M. Matthieu Bolton, gentilhomme de Birmingham, qui , quelques années auparavant, y avait fondé un établissement , et s'était fait la réputation de l'un des manufacturiers les plus habiles et les plus en* trçprenants du royaume. Ces pourparlers se terminèrent par une transaction passée eu 1773, époque à laquelle M. Roebtfck, aux conditions les plus avantageuses pour lui-même, fit abandon de ses droits à M. Bolton.

Un aventr.plus brillant s'oSiit alors à M. Watt. Son nouvel associé était un homme recommandable par son mérite , et jouissant d'une grande fortune et d'un grand crédit. « Au cœur le plus généreux « et le plus chaud il unissait un esprit singnliè- « rement entreprenant , qui lai faisait -aimer tout « ce qui était grand et difficile. M. Watt était ré- « serve, studieux , et fuyait le monde; au" lieu que a M. Bolton était un homme remuant, actif, in-

i87 it telligent) très répanda dans la haute société ^ « et cependant ennemi des cérémouietf et sachant « se mettre à Taise avec les hommes de toutes les a classes. Quand M^ Watt auraitcherché par toute « FEurope , il n'aurait pu trouver personne aussi a propre à produire ses inventions d'une manière «« surtout aussi digue de leur mérite et de leur im« « por tance. Quoique tous deux fussent de mœurs « tout- à- fait différentes , il semblait que le Ciel les « eût faits l'un pour l'autre , car on ne vit jamais « dans le commerce ordinaire de la vie plus d'har- « monie qu'il n'en régnait entt*e ces deux hom- « mes(]). » «

A cette époque , M. Walt s'étant retiré à Bir* mingham ^ sea premiers soins furent consacrés à la construction d'une machine qu'il établit à Soho, où elle pourrait être examinée par les propriétaires de mines. Mais il réfléchit que le terme de son brevet expirerait avant qu'il eût seulement pu recouvrer les frais que devaient entraîner l'établissement de sa febrique et l'adfhisition des mécaniques nécessaires pour construire sur une grande échelle et avec le soin qu'il voulait y apporter. Vers la fin de 1774 ) il s'adressa donc au gouvernement pour obtenir une prolongation de délai. M. Bolton l'aida de son crédit et de ses conseils j le docteur Roebuck,

(1) Memoir by Playfoir, Monthly magazine, iÇi^.

de son zè|e. et de ses démarches ^ quelques amîs , connus dans les sciences , afFermirent par leur opinion haatement proclamée l'idée que l'on javait du mérite de ses inventions, et appuyèrent sa demande. Le parlement, en 1775, y fit droit, et lui accorda le privilège exclusif de construire ses machines perfectionnées pendant la durée de vingt-cinq ans , à partir du jour de la. demande.

M. Bolton (j) devint alors son associé dans la fabrication de ses machines , et une partie de son établissement de Soho fut convertie en ateliers des-tinés à cet usage. Ifrégukirisa la fabrication des dif-

' (i) Quand le fametix Bolton eut terminé sa longue et active carrière I M. Watt, plein du souyenir de ses vertoa/ voulant payer à sa mémoire le tribut de sa rçcoonaissaBce, s^eJLprime ainsi : c< Je formai avec M. Bolton une association a dont le terme expira en 1800 , avec le privilège exclusif ce que m^avait accordé le parlement. Alors je me retirai des o affaires. Mais notre intimité survécut à la dissolution de « cette société, et se maintint sans altération jusqu'à la fin « de sa vie. Je dois même , pour remplir les obligatioas ce qu'elle m'impose, profiter de cette circonstance, la der- « nière peut-être qui me<soit accofdëe de le faire avec toute « la publicité que je désire , et dëdarer que c'est à ses bien^ oc veillants encouragements, à son amour des sdences, èson « habileté à en faire l'application aux arts , à sa profonde (c connaissance du commerce et des manufactures, à sonesc< prit entreprenant, enfin à la graudeur de ses vues, qu'il a faut en grande partie attribuer les succès qui ont pu coûte ronner jnes efforts. »

férenles pièces dont se composaient les machines , et le système qa'il introduisit dans lenr exëcatton mit bientôt M. Watt en état de terminer plusieurs machines de grande dimension qui furent ëtabUes dans le St^ordshire y le Shropshire , le Warwiclu-^ faire , et une petite fut envoyée jusqu'à Stratford près de Londres. ( i) . .

Nous avons I jusqu'à présent, vu dans M. Watt un homme de génie, s'occupant du perfectionnement d'une machine de la plus grande importance pour k: bien de la société. Quand il y eut mis la dernière piain , et qu'il ne lui resta plus qu'à 'prendre les mesures nécessaires pour s'assurer le fruit de ses travau3^ , nous trouverons un homme délicat , dont la conduite à fégard de ceux qui désiraient tirer parti de ses découvertes fut aussi noble et gé« néreuse que les moyens qu'il employait pour prévenir toute difficulté étaient ingénieux et accommodants.

La règle qu'il avait établie à cet égard était d'exiger de celui à qui il avait fourni une de" ses machines le tiers du charbon économisé eu employant son appareil, comparativement à la dépense qu'exigeait une madiine atmosphérique faisant la même quan^^^ tité d'ouvrage et chauffée avec la même qvalité de

(i) M. Farrey, dans VBncydopèdie de B^esj art. Sieam

charbon. Afiii d'obtenir des données positives pouf l'évaluation de cette espèce de tribut, une série d'expériences fut entreprise par des hommes d'une habileté et d'une probité reconnues. Etant donnés la profondeur de la mine, le diamètre des corps de pompe, et le nombre des coups de piston avec une machine quelconque , ordinaire ou perfectionnée , il ne leur restait plus qu'à apprécier l'écono* mie du combustible pendant un ^certain nombre de coups de piston , et ce prii devenait la base sur laquelle ils établissaient leurs calculs. Pour compter ie nombre des coups de piston, on adapta au balancier un petit appareil, consistant en un système de ro^MiS renfermées dans une boîte , disposé de fa- .fOQ'^ue chacun des mouvements ascendants ou £;^ descendants du balancier faisait avancer d'un pas r^^rie^sp^tites rones, ainsi qu'un petit index qui indi> {!: ' ^^quait cette progression. Ce petit appareil s'appelait ^^4econ^teur. Deux clefs seulement pouvaient l'ouirrir, dont l'une restait entre les mains des propriétaires de la machine , l'autre dans celle de MM. Watt et Bolton, qui avaient un commis voyagear chargé de reconnaître de temps à autre la situation des choses. On ouvrait en présence des deux parties les compteurs , et le tribut à prélever se trouvait déterminé par le nombre des coups de piston qui avaient été donnés. Ce prélèvement annuel , toutefois , pouvait être racheté par le paiement d'une somme une fois, donnée, égale an pro-

duit de dix années. H y avait différentes manièrei de disposer le compteur et de le faire marcher.

Pônr engager les propriélaires qni n'avaient pas les moyens ou le désir de faire la dépense de nonvelles machines, MiVI. Bolton et Watt reprirent leurs anciennes machines . atmosphériques à un prix beaucoup au-dessus de leur valeur; ils accordèrent en outre de grandes facilités pour le reste du paiement , qui ne devait s'effectuer que lorsque les éco* noraies prooiises auraient été faites. ^Ils allèrent même jusqu'à fournir plusieurs mines de machines établies à leurs propres frais , n'en exigeant le paiement qu'autant qu'elles produiraient l'effet qu'ils prétendaient devoir être le résultat de leur adoption. Enfin il fut prouvé plus tard que , dans leur spéculation , ils n'avaient pas déboursé moins de quarante-sept mille livres sterling (1,175,000 francs) avant d'en pouvoir retirer aucun profit.

Les mines de Chacewater furent , dans le Cornounille, les premières où leurs appareils furent introduits. Playfair rapporte que l'on construisit pour cette exploitation trois machines des iplus grandes que l'on eût encore vues , et il nous donne une effrayante idée de la dépense qu'occasionaient les machines ordinaires, quand il ajoute que les propriétaires des mines payaient annuellement la somme de 800 livres sterling ( 20,000 francs ) pour prix du tiers du *charbon économisé par la substi-

talion de chaque machine de Watt à celle de Newcomen.

La force expansive de la vapeur , découverte par M. Watt en 1769, et ensuite en partie adoptée pour régulariser le mouvement du piston , fut employée, en 1776 et 1778, comme un moyen d'économiser la vapeur dans des machines construites à la manufacture de Soho. Plus tard ce procédé fut décrit avec soin dans l'exposé de son brevet, en 1782. Les diverses parties dont se compose la ma'» chine eocpcuiswe sont, sous tous les rapports les mêmes que celles que nous avons déjà décrites,* avec cette seule différence que les cylindres doivent être d'une plus grande dimension.

Si nous supposons maintenant le piston b dans la position où nous le représenta la fig. XX, et le vide formé dans le cylindre {mr le moyen ordinaire d'une communication ouverte avec le condenseur , ouvrez la soupape i , et laissez arriver la vapeur de la chaudière sur le piston , jusqu'à ce qu^elle l'ait fait descendre vers le milieu du cylindre, en a, je suppose ; alors refermez la soupape I , de manière à ce qu'elle ne donne plus passage à la vapeur: la quantité admise suffira pour chasser le piston jusqu'au fond du cylindre ; et il est très remarquable que cette quantité de vapeur produira plus d'effet que si on eût laissé entrer la yapeur jusqu'à ce que le piston Ait parvenu au bus de sa course. Supposons , par exemple , que la

«95 chaudière contienne loo pieds cubes de vapeur, œtte quantité devra être employée à élever une certaine quantité d'eau, lOo pieds cubes, par exsmple, lorsque la (Communication de là chaudière au cylindre restera ouverte depuis le commencement jusqu'à la fin de la course du pistoa: si cette communication se ferme au moment où la vapeur n'aura encore rempli que la moitié du cy«liuAre, cette même quantité de vapeur, savoir, too pieds cubes , élèverait 170 pieds cubes d'eau. Si vous ne ,rem plissez le cylindre qu'au tiers , '. vous obtiendrez encore plus ~d'efifet que lorsqu'il était à moitié plein : car vous élèverez alors, toujours avec la fnéme quantité de vapeur, 210 pieds cubes d'eau; ou, ce qui est la mémechose, quand Je cylindre est rempli

en entier, l'e&t est comme . . i à .1/2 ........ 1,7

au 1/3 ...',..... 2,1

au 1/4 ........ a,4

au 1/5 '. . 2,6

aui/6 . . 2^

aui/7 ....... . .5,0

aui/8 • . 3,2

. ceci^ d'après la supposition que Ic^ vapeur se contracte et se dilate, par la différence de pression, dans, les mêmes proportions que l'air. Il n'est pas

ig4

besoin de dire qae ce principe s'applkfae également aux machines à double et à simple effet , et qa'on peut à volonté faire oa ne pas faire agir les oMchioes ordinaires par la force eipanstve t il soffit pour cela de changer sinspienent ia place des cheviUes fixées sar la poatrelle verticale.

«Dans la machine atmosphéncpe^ rintrodoetion de la vapeur. sons le pston s'avait d'aotre bot qae xie faire équilibre à la pression de Patmotiilière qai s'exer^it sm: ce piston } tellement qae celuici fût relevé par (es contre-poids placés à l'aa-* tre beat dn balancier. La vapew n'avait donc pas besoin d'av^^ «ne force supérieure à i^eUe de la pression atmosphérique. Ainsi, dans cette machine, le vide étant formé sons le piston, la pression de l'air déterminait la descente; l'équilibre étant rétabli par l'arrivée de la vapeur , et le piston également pressé des deux côtés^ les contrepoids le disaient remonter.

Dans la machine à simple effet de Walt, soit que l'on laissât pénétrer la vapeur dans le qrlindre pendant toute la course du piston , on qu'on l'-arrétât lorsque le cylindre était à. moitié ou au tiers plein , l'effet général était le même. Ce n'était plus la pression atmosphérique, mais bien la vapeur agissant sur la tête du piston , qai le faisait despendre : la. vapeur n'était donc plus introduite jlahs le cylindre seulement , pour produire enmite

le vide.par sa condensation , mais ans^i pour agir par sa propre force. Cette action cessait d'avoir lied tant qae durait celle des contré-poids , qni (àï* saient' remonter le piston, et la vapeur iutrodaite sons le piston ne prodaisait alors d'autre effet que de rétablir l'équilibre. Cette interruption de Tac» tion de la vapeur, la lenteur qui en résultait dans les mouvements de la machine , ne forent pas considérés comme un grand inconvénient, tant qu'on n'employa la machine à vapeur qu'à faire mouvoir des pompes, d'autant que ce défont lai était commun avec la machine atmosphériqae.

Mais lorsque l'on voulut faire servir la machine de Watt à imprimer le mouvement à \m mécanisme quelconque , lui donner enfin une application gêné* raie, les résultats de cette irrégularité dans la vitesse de la machine devinrent plus sensibles ^ et il fellnt avant tout cherdier les moyens , sinon de fiiire cesser entièrement ces intervalles, du moins de les abréger beaucoup.

C'était à M. Watt qu'il éUit réservé d'ajouter ce nouveau perfectionnement à la madûne, et de la modifier de manière à ce que l'élévation et l'abaissement du {Wton s'eiécntassent par des moyens pa-» rmls et avec wie égale quantité. de Forœ. Il ne lui en coûta peur effectuer ce changement qu'une lé"^ gère extension de sa première idée. Il «vait intro- «hiît la vapeur pour agir sur la tète du piston et le

faire descendre. Il établît alors une communication er^r^ les dens cétés do piston, la chaudière et le condenseur^ il dirigea la vapeur de manière qu'elle pressait alternativement en dessus et en dessous du piston ^ ta^idis qu'elle exerçait cette pression sur une des £iccs , le côté opposé était en communication avec le condenseur, et par conséquent le vide s'y formait : la pression de la vapeur n'était donc contre*balancée par aucune résistance-; elle faisait mo/i/&r aussi bien que desjcendrele piston, t Le mécanisme alors était aussi parfait que le comportait le principe , et pour la première fois ôii le dégagea de ces énormes masses, formant contrepoids, qu'on avait jusque là suspendues au balancier, depuis, les premiers essais de Newcomen ; ces énormes (Quantités de bois ou de fer nécessairement employées dans la consti^uction de certaines pièces pour égaliser le mouvement disparurent égaler ment..

Le cylindre a, dans la figure XX, est revêtu d'une chemise ou euVelôppe comme dans les ma- ' chines à simple effet, labsant également entre elle et lui un intervalle qui peut être rempli de vapeur ou d'air. Le pistou b est suspendu au balancier par la^tigÀ X. I, II , III , IV, sont des soupapes qui permettent l'introduction de la vapeur dans le cylindi-e, et établissent une communication entre les fkux extrémités du cylindre en dessus et en dessous

flu piston f et le condeuseur. g, tuyau de conduite ries boites renfermant les soupapes au condenseur ; o, tuyau (k»nt l'office est le même que dans la fig. XIX^ mm, bras de leviers sur lesquels agissent les chevilles un, fixées sur la tige de ponipe l, et qui fout •ouvrir ou fermer l^s «soupapes auxquelles ils correspondent, h e^t le condeuseur ^ L^ un tuyau qui établît la communication avec le corps de pompe à air /, et un autre de même nature E ; c , tige du pistou de la seconde pompe à air, attachée au même bras du balancier que celle de la première l; /T," tuyau de conduite , portant l'eau de la pompe alimentaire q dan.< le réservoir où sont placés le condenseiu* et sa pompe ; k , bâche ou réservoir à eau chaude où dégorge l'eau élevée par la pompe à air , et qui sort du condenseur pour être , de là , reportée par. la pompe M et le tuyau iV^dans la chaudière; G , poulie; H , chaîne sans fin qui joue dans sa gorge, et entre dans celle d'une autre poulie fixée sur l'axe vertical du modérateur ou pendule conique Z, Une troisième poulie , qui est fixée sur l'axe du volant, n'est pas indiquée dans la figure; mais il est Facile, en examinant celle-ci , de voir la place qu'elle doit occuper, r est le manche du levier qui règle la quantité d*eau d'injection à admettre dans le condenseur ; K, boite renfermant la soupape d'injection; P P, ouvrage de maçon* nerie où massif sur lequel reposent le cylindre et

Jes autres parties de lamuchiiie^ D, tayan qaî porte la vapeur de la chaudière au cylindre 5 B, robinet ou soupape, nommé soupape àr gorge oa régulateur : il est placé sur le tuyau qui amène la vapeur de la chaudière , et mis en mouvement par un levier qui a son point d'appui en </, et qui se rattache au pendule conique; T, Q Q Qr W, système de leviers > destiné "à conserver à la tige sa verticalité , et auquel on donne le nom de parallélogramme 5 z est l'axe du balancier j*.

La mise en mouvement de cette machine est la même que dans celles à simple efFet, c'est-à-dire qu'elle s'effectue en ouvrant le robinet d'injecticm y après avoir admis la vapeur dans le cylindre à la fois et le condenseur.

Supposons cette première opération faite, et le piston arrivé au sommet du cylindre. Les chevilles n n, agissant sur les leviers m m, font alors ouvrh* lessoupapes I et IV , et fermer III et II. La vapeur arrivant de la chaudière presse sur la téte^ du piston, tandis qu'au-dessous il se forme un vide au mc^en de la soupape IV, qui , en s'ouvrant , établit une communication entre la partie inférieure du cylindre et le condenseur. Le piston, dès lors , n'éprouvant aucune résistance, cède à l'impulsion qu'il reçoit de la vapeur , dont le ressort le précipite au fond du cylindre. Dans ce moment les chevilles, descendant avec la tige ou poutrelle qui les porte,

ferndeiit les soupapes I et lY , et ouvrent III et th La vapeur que fournit la chaudière ne peut plus arriver dans la partie supérieure du cylindre « mais péivètre dans le bas, et une communication s'établit entre le haut du cylindre et le condenseur. De là résulte un vide au-dessus du piston , qui alors remonte , chassé par l'élasticité de la vapeur, dont Tâction dans cçtte circonstance supplée à celle du contre-poids indiqué dans notre dernière figure* Lorsqu'il est parvenu à la hauteur désirée , les chevilles de nouveau agissent sur les leviers, ferment le passage à la vapeur qui se précipitait au-dessous du pistou, pour la laisser arriver au-dessus, et au même instant ouvrent une communication entre la partie inférieure du cylindre et l'appareil de con-*densation. Le piston aussitôt redescend, et ce mouvement alternatif peut se répéter indéfiniment*

La manière d'épuiser l'eau du condenseur étant la cnéme que celle. en usage dans la machine à simple effet, il suffira, pour la comprendre, de jet^r les yeux sur notre (igure. Pour laisser mieux apercevoir la section des quatre soupapes, nous avons omis un tuyau placé vis-à-vis de o> et dans une direction parallèle, et qui communique de la partie supérieure du cylindre au condenseur.

Connaissant la température de la vapeur qui fait agir le piston , Taire du piston , et la vapeur qui

reste dans le condensear sans être ramenée à l'état liquide, il est facile d'évaluer la puissance d'une machine à condensation. On sait par expérience que la vapeur à la température de 2 1 2<> Fahr. , loo» therm. cent. / fait équilibre à la pression de l'atmosphère, ou, ce qui est la même chose, agit sur un piston dans le vide avec une force égale à environ qiiatorze livre trois quarts par pouce carré de la surface du piston. La différence de ressort de la vapeur contenue dan^ le condenseur et de celle qui sort de la Chaudière sera donc la mesure de la puissance de la machine. Aussi l'on a reconnu qu'il y avait pins d'avantage à élever la température un peu au-dessus de 212* Fahr. , de manière à produire une pression égale à dix-sept ou dix-huit livres par pouce carré de l'aire da piston <En pratique, cependant, en raison de l'imperfection du vide produit dans le condensear et <ie la perte de force qdi résulte soit du frottement du piston contre les pàrob du cylindre , sott de celui des différentes parties de la machine , cette pression de dix- huit livres par ponce carré da piston n'élève guère d'eau qu'à raison de huit livres et demie par pouce cacré : ce qui prouve que le jeu de la ma^ chine elle-même absorbe à lui seul la moitié de la totalité de la puissance de la vapeur, et nléine un peu plus. Là hauteur à laquelle peut-être élevée cette quantité d*eau dépend de la longueur du cy-

ilndre , et pour Félever deux fois plas haut avec le même piston , il faut employer le double de vapeur. La macbine à condensation à double effet fera dans le même esp^e de temps le double d*ouvrage d'une machine à simple effet; mais elle exige une double quantité de vapeur : de sorte que , dans tous les icas y toutes choses égales d'ailleurs , Fouvrage fait sera comme la quantité de vapeur employée.

Quand la vapeur n'agissaitsur le piston que dans un sens, de haut en bas , il était facile, au moyen de' chaînes , comme dans les figures précédentes , de communiquer son mouvement au balancier. Mais quand il fallut donner l'impulsion de haut en bas et de bas en haut , d'autves dispositions devinrent nécessaires pour rattacher l'un à l'autre le balancier et le piston; et l'une des conditions de ces disposi* lions fut de faire coïncider le mouvement de l'extrémité du balancier, qui décrit une portion de cercle, avec le mouvement recti ligne vertical que doit ^ avoir la tige du piston. M. Watt, çfans ses premières machine», avait coutume de garnir l'extrémité de son balancier d'un secteur dénié, qui engrenait dans une crémaillère fixée à l'extrémité supérieure de la tige du piston : de cette manière , celle-ci se maintenait constamment dans la position verticale, soit qu'elle /nontât ou descendit. Mais cette disposition , indépendamment de son peu d'élégance , ne manœuvrait qu'avec grand bruit , et était sujette à se déranger facilement, surtout lors-

qa'oQ voulait donner oiie antre direction au noa* vement. M. Watt remplaça cette disposition par le système de leviers, on parallélogramme, repr^nté fig. XX, et qne nons décrirons pins loin.

Même, après avoir égalisé le mouvement éa piston , en arrêtant un peu plus tôt ou un peu plus tard Tintroduction de la vapeur dans le cylindre , on reconnut une nouvelle cause d'irrégularité : elle résultait de la production pins ou moins rapide de la vapeur selon l'activité du feu entretenu sous la chaudière , et par suite de la quantité variable qui arrivait dans le cylindre par une même ouverture dans un même espace de tem[M. Plusieuiçs moyens de remédier à cette irrégularité furent proposés par M. Watt. Le premier, et celui qui est le plus généralement employé , parce qu'il est peut-être aussi le plus exact dcuos ses résultats , fut de placer dans le tuyau de communication de la chaudière au cylindre une soupape disposée de manière à élargir ou rétrécir à volonté le canal par lequel passe la vapeur. Ensuite il parvint à faire agir d'elle-même cette soupape , à laquelle il donna le nom de soupape à gorge ; et, pour cela, il l'ajusta de telle manière que, lorsque le mouvement du pbton devenait trop précipité , elle le ralentît en admettant moins de vapeur dans le cylindre, et l'accélérât au contraire en en laissant passer une plus grande quantité lorsqu'il deviendrait trop lent.

Cette soupape est mise en mouvement par fa tringle do modérateor.

Une semblable irrégalarité dans le mouvement des moulins à farine, résultant de celle qoi se manifestait dans les résistances et dans l'afflaence des eanx, avait autrefois e:Kercé l'industrie des meuniers « qui s'étaient occupés de trouver les moyens de remédier ao^inconvénients quieuétaientiasuite.Un des . procédés les plus simples et les plus communément en usage était de suspendre à l'axe de la meule deux lourds poids , qui s'y rattachaient par deux ' verges à articulation et tournaient avec lai. Quand le mcmvement des meules était trop rapide, celles-ci, se soulevant, ne donnaient plus qu'une farine grossière et mal moulue; quand au contraire il était trop lent, la farine devenait trop fîue, ne se produisait qu'en petite quantité et s'échauffait ? Ces poids, par leur action centrifuge , faisaient monterou baisser un châssis dans lequel tournait l'arbre ; et, selon le besoin, écartaient ou rapprochaient les meules l'une de l'autre. Cet ingénieux modérateur fut adopté par M. Watt , qui l'appliqua à sa machine perfectionnée pour y régler les mouvements de sa soupape à gorge. La figure XXI rendra cette explication plus facile à comprendre, x est une corde ou chaîne sans fin , qui embrasse une poulie o, enfilée sur la tringle verticale a> maintenue dans cette position par les crapaudines dans lesquelles elle tourne en j^ et en z; a a, deux glo&es fixés

à l'entrémitë de leviet*s dont le point d'appui est en V. Ces leviers , ainsi qne le représente la figure ^ forment le coude au poiut où ils touclieut ia tringle e^ et 9 au moyen des deux charnières ou articulations c c, se rattachent à deux courts leviei^ attachés eux*mémës à une espèce de cylindre de métal 71 , glissant librement de haut en bas sur la tringle verticale. Ce cylindre , dont la forme est indiquée dans la figure, est embrassé par les deux branches d'un levier à fourchette y) celui-ci à sou

• point d'appui en F; il pwte à sou extrénxité une tige ou bielle verticale A, à laquelle se rattache iè levier, correspondant avec l'axe de la ;6onpape à gorge. Tant que le piston n'aura que le degré de vitessé^qu'il doit avoir, les globes tourneront autour de la tringle mue par la chaîne sans fin x , sans quitter la position où les représente la figure. Mais si le mouvement du piston venait à s'accélérer, il se transmettrait par la corde de la poulie à la tringle verticale e^ et les globes, entraînés par la force ceu-

-trifuge , s'écarteront et prendront la position représentée par les circonférences pointées i i, lieu résultera l'abaissement des ettrémités c c des leviers auxquels ils sont attachés, ainsi que du cylindre n et de l'extrémité du levier horizontal qui

-vient y aboutir. Par suite, l'autre extrémité de/* en g s'élèvera, et entraînera dans son mouvement la tigè*^^

. qui fermera en partie le passage de la vapeur. Le mouvement du pistou devient-il au contraire trop

. ûo5 lent, aa Hea de s'élever, les boales s'abaissent , et produisent un effet contraire sur les leviers ; la soapape à gorge s'ouvre davantage, et laisse pénétrer ane plus grande quantité de vapeur dans le cylindre.

Après avoir ainsi donné au mouvement de va et vient de ses machines la plus parfaite régularité , M. Watt s'occupa à le transformer en un mouvement de rotation continu. Nous avons vu que Stewart essaya yainement d'employer à cet effet des roues à rochets , et que l'invention de HuUs avait été oubliée. « Des nombreux projets qui me passé- « rent par la tête , dit M. Watt , auéun ne mè « parut si propre à me conduire an but que je me « proposais d'atteindre que ^application d'une sim* « pie manivelle dans le genre de celle dont se sert « le remouleur et qu'ilfait mouvoir avec le pied : < invention de grand mérite , ajoute-t-il par forme « -d'observation , et dont on ne connaît ni la date « ni le modeste inventeur. Mais le mouvement, ft dans la meule du remouleur, n'est que le résulte tat de l'abaissement du pied agissant sur la mâ- « nivelle ^ et il se continue pendant que le pied se « relève, par suite de la vitesse acquise par la « meule, qui, dans cette circonstance, fait les • fonctions de volant. Or mon intention n'était « pas de charger ma machine d'un volant dont le « poids fût capable d'entretenir le mouvement « pendant l'ascension du piston. Je proposai ilonc

^6 « d'employer deox machines agissait sur deux « maniveiks fixées sur le même axe et formant a entre elles on angle de 1 20 degrés , et de placer « un poids snr la circonférence da volant au même « angle à Pégard de chacnne des manivelles : par « ce moyen , le mouvement se trouvait égalisé, « et ne demandait pour continaer à l'être cpi'on « très léger volant (1). »

Il y avait déjà long-temps qae ces idées s'étaient présentées à M. Watt; mais exclosivement occupé du soin de construire des machines destinées à élever Teau , il n'essaya qu'en 1778 et 1779 de mettre à exécution les projets qu'il avait confusément conçus jusque là. A cette époque , les fréquentes raptu* res et les irrégularités auxquelles était sujette une machine semblable à celle de Fitzgerald , et pour laquelle M. Wasbroqgh de Bristol avait obtenu un brevet , ramenèrent de nouveau l'attention de M. Watt sur cette importante amélioration.

Le résultat des expériences qu'il tenta surpassa toutes ses espérances. Mais ayant négligé de se faire délivrer de suite uxx brevet , un ouvrier chargé d'exécuter le modèle de sa machine eu donna communication à des personnes employées à la fabrique de M. Wasbrough; et, pea de temps après, un brevet fut obtenu par ou plutôt au nom de Steel, pour Papplication d^^la manivelle aux machines

(1) Récit de Watt.

à vapeur. Le fait fat ensuite avoaé par Tonvrier, et même par l'ingéniear chargé de diriger. les travaux de M. Wasbroagh. €elui-ci, poar pallier k peu de délicatesse dont il avait fait preuve dans cette occasion , prétendit que la même idée lui était venue avant qu'il eût jamais entendu parler de celle de M. Watt , et que même il avait déjà fait exécuter un modèle lorsqu'il apprit qu'ils se rencontraient sur ce point. Sur^quoi M. Watt observe avec une admirable, candeur qu'il pouvait fort bien avoir dit la vérité, attendu que c'était une chose assez naturelle que l'application d'une simple manivelle, « Aussi , dit-il , je trouvai plus sage d*ar* <c river au même but par d'antres voies que d'in- « tenter un procès et de rendre la chose publique > ->a en cherchant à faire casser le brevet (i). »

Pour obtenir par d'autres moyens que la mani* veDe la conversion d'un mouvement rectiligne en un mouvement circulaire, M. Watt inventa le système des roues qu'on appelle aujourd'hui le soleil et les planètes. L'effet général en est le même, mais avec cette différence qu'elles ont plusieuiH» avantages sur la manivelle quand il s'agit d'imprimer une grande vitesse au volant : car, dans le procédé de M. Watt, le volant est coustniit de manière à acquérir une vitesse double de c^lle

qu'il pourrait recevoir de la maiûvelie. II faut dire • • •

(i) Récit de Watt.

aussi que la disposition n*èn>çst pas aussi simple ^ que la coostraetion eu est plus coûteuse , et que ce système de roues est sujet à se déranger facilementi ce qui leur fait aujourd'hui préférer la mauivelle Ce mécanisme est représenté dans la figure XXII. X est une bielle attachée sur un centre mobile a l'extrémité du balancier^ a, l'axe du volant , qui peut tourner avec lui et lui communiquer le mouvement qu'il reçoit lui-même. La roue dentée b est solidement fixée à l'extrémité de ]a bielle x ; cette roue engrène avec les dents de la roue c, fixée sur Tax/e a du volant z , et tournant avec lui ; les deux roues sont placées aussi près que possible l'une de rauti;e'et dans le même plan vertical. Lorsque le \ balancier s'abaisse, la roue b change de position et

' arrive en b'-, faisant faire à la roue dentée c, qu'elle entraîne dans son mouvement, une partie de révolution. Lé' mouvement est communiqué par l'axe a au volant z. La vitesse que celui-ci a acquise suffit alors pour faire passer la roue b sous le centre de c et pour venir en 6'. Le balancier, commençant alors à remonter, fait prendre successivement à la roue b les positions l^, M, et imprime par suite à l'axe et au volant le mouvement de rotation nécessaire.

La manivelle et le volant pour lesquels M. Wasbrough a obtenu un brevet sont représentés fig. XXUL b est la bielle attachée à l'extrémité du balancier. Au bout inférieure de cette bielle b est fixée

la manivelle c, dont dont'le bras faisant coude estlié à l'axe da volant z, et peut tourner avec loi. Quand le balancier s'abaisse , il fait tourner la manivelle, et par suite le volant, dont la vitesse l'entraîne au-dessous du centre E : alors le balancier en s^é^evant continue ^ communiquer le mouvement au volant.

La propotf ion des pièces doit être calculée de manière que, \oi^^.i. |a manivelle est horizontale , le balancier occupe une lifcUu^arallèle j que , lorsque la bielle et la manivelle sonv,.toute$ les deux dans une position verticale^, la manivew étant ^audessus du centre E , la longueur des a^^.^ permettra au piston d'arriver au fond du cylindre j que si au contraire la manivelle est au-dessous du cen« tre E, le piston devra être au sommet du cylindre. Quand les proportions du cylindre, de la tige, du piston, de la bielle et de la manivelle sonteieactes, le pis^ tonne peut jamais venir frapper contre le fond ou le sommet du cylindre , accident qui arrivait même avec le système des roues dentées , et causait quelquefois des avaries graves'.

Dans plusieurs circonstances il était important «le connaître le degré du vide formé dans le condenseur, ou plutôt la tension de la vapeur qui pouvais y être restée. M. Watt y parvint en établissant une communication entre le condenseur et un tube barométrique recourbé , dont chaque branche a environ trente pouces de iong. Ce tube est à moitié rempli de mercure et ouvert aux deux ex-