CHAPITRE VII

Sommaire. — Histoire des applications mécaniques de la chaleur solaire jusqu'au commencement de ce siècle. — Machine de Héron. — Procédé de Porta. — Pompe solaire de Salomon de Caus; moyens qu'il propose d'accroître l'intensité de la chaleur incidente. — Essais de Drebbel, de Robert Fludd. — Horloge de Martini.— Kircher construit diverses machines solaires; il reconnaît l'avantage d'enfermer l'air confiné dans une enceinte vitrée. — Milliet Dechales propose d'échauffer cette enceinte à l'aide de miroirs plans ou concaves. — Pompe solaire de Bélidor — De la Cliché propose d'employer l'appareil de Du :arla pour chauffer les machines à vapeur. — Oliver Evans se préoccupe également des applications mécaniques de la chaleur solaire.

Il faut se garder de croire, malgré le silence des traités modernes de physique à cet égard, que l'idée de faire travailler la chaleur solaire soit récente. On va reconnaître €iu contraire que cette idée est fort ancienne, et qu'en se développant lentement à travers les siècles elle a donné naissance à une suite de curieux appareils dont quelquesuns ne méritaient certes pas ToubU ^où ils sont tombés et présentaient même, antérieurement aux découvertes de Papin, un caractère d'utilité pratique beaucoup plus prononcé que les essais contemporains d'application de la vapeur. Au reste, les noms des physici^is qui se sont occupés de la première question figurent presque tous dans l'histoire des origines de la seconde.

Les ouvrages où nous avons puisé la plupart des détails historiques qui vont suivre, sont les Pneumatiques de Héron d'Alexandrie, la Magie Naturelle delfortz^les liaisons des Forces mom^antes de Salomon de Caus, Y Aimant de Kircher, la Mécanique Hydraulico - Pneumatique de Schott, le Monde Mathématique de Dechales, V Architecture hydraulique de Bélidor ^ etc.... Les matériaux man-

quent d'ailleurs pour combler la lacune de près de seize cents ans qui sépare Héron d'Alexandrie de Porta. Il est certain que, dans cet intervalle, les savants Arabes ont traduit et commenté, non sans y ajouter probablement quelques découvertes, les Traités de Physique et de Mécanique des anciens. On sait, par exemple, qu'Al-Farabi et Alkindi ont parlé de ces matières; qu'Al-Gazarri a composé sur le même sujet plusieurs ouvrages dont les titres rappellent ceux de quelques écrits d*Archimède, de Gtésibius, de Héron, et qui sont peut-être une compilation des œuvres de ces mécaniciens célèbres ; mais on ignore si ces auteurs se sont occupés des applications mécaniques de la chaleur solaire. Schott se contente de citer les Pneumatiques de TArabe Yasser et n en parle quavec dédain.

Héron d'Alexandrie

(Environ loo ans ayant Jésus-Christ.)

Héron d* Alexandrie, dans ses PneumatiqueSy décrit une foule d'ingénieux appareils fondés sar les propriétés des liquides et des gaz, et qui sont, dit-il, 6u de son invention ou légués par les anciens. Il est probable qu'il entend désigner par là les prêtres égyptiens d'une époque reculée, auxquels il attribue d'ailleurs la connaissance de l'élasticité de l'air et de l'action de la chaleur sur ce gaz. Nous n'extraierons de ce recueil remarquable à plus d'un titre que la machine suivante qui en est le 47" appareil :

Soit une base fermée A G D B, à travers laquelle paisse un entonnoir dont le tuyau soit très-peu distant du fond

(de cette base) ; soit (de plus) un globe E F, d'où un tube descend dans la base jusqu a une petite distance du fond

Fig. 21.

de Tappareil. Un tube recourbé G est ajusté de manière à pénétrer dans Teau du globe. Lors donc que le soleil vient à frapper ce globe, lair qu'il contient étant échauffé, presse le liquide, celui-ci s'échappe par le siphon et descend dans la base. Maiç, quand l'appareil sera à l'ombre, l'air (moins dilaté) cédant de la place dans le globe, le tube reprendra le liquide. Ce phénomène aura lieu autant de fois que le soleil frappera (le ^lobe).

Ce passage^ quoique fidèlement traduit et même annoté par Letronne, ne laisse pas que de présenter encore quelques lacunes, probablement dues à des altérations du texte grec. Il est clair, par exemple, que la base de l'appareil doit contenir, outre de l'air^ un certain volume d'eau

noyant l'orifice inférieur du tube qui la met en communication avec le globe EF. Il est même bon que le pied de Fentonnoir plonge auAsi dans le liquide. Car, ce sont là deux précautions à prendre pour que l'air du globe EF, dilaté par les rayons du soleil, ne trouve pas dans la base une issue &cile. L'appareil étant ainsi disposé, on voit sans peine ce qui se passe dès qu'on le soumet à l'insolation. L'air du globe EF acquiert, par l'effet de la chaleur incidente, une tension plus grande et la transmet à l'air confiné dans la base : il en résulte que l'eau monte à des hauteurs égales au-dessus de son niveau dans l'entonnoir et dans le siphon G, en sorte que, la diflférence de niveau étant moindre du sommet du siphon au plan EF que des bords de l'entonnoir au plan MN, le liquide finit par s'écouler du premier tube dans le second. Il semble même qu'il suffirait de donner au siphon une hauteur à peu près égale à la distance des niveaux MN et EF, et d'affaiblir autant que possible l'influence des frottements pour que le travail restitué à l'appareil par la chute de l'eau dans l'entonnoir pût faire remonter le liquide de la base dans le globe EF, et prolonger ainsi la durée du phénomène.

Quand on retire l'appareil du soleil, l'air confiné dans le globe EF perd une partie de son ressort par le refroidissement, et la pression atmosphérique intervient aussitôt pour réduire ce gaz à son volume normal. Mais, si l'on n'a pas eu soin de boucher hermétiquement l'ouverture libre du siphon G, il est évident que Teau contenue dans ce tube est refoulée par l'air qui fait irruption à sa suite dans le globe ËF, et qu'il est impossible au liquide de la base de remonter dans ce globe. De là une. nouvelle lacune à signaler dans le texte.

11 y aurait, d'ailleurs, peu de changements à faire subir à 1 appareil pour que le globe EF pût reprendre à 1 ombre Teau quil aurait perdue; car il suffirait, pour cela, de deux soupapes s ouvrant Tune de haut en bas, au pied de Tenionnoir; Tautre de bas en haut, à Tentrée .du liquide dans le siphon G. Mais rien ne prouve que lauteur, bien qu'il connût parfaitement le mécanisme des soupapes, ait eu Tidée de ce perfectionnement. Et même la grande analogie de lappareil dont il s'agit avec la fontaine de Héron tendrait à établir le contraire. Il n'y a donc pas lieu de regarder l'invention du physicien grec comme le premier essai d'une pompe solaire automotrice.

J.-B. Porta

liC Napolitain ]. B. Porta, l'un des savants les plus universels de son temps, ne parle des applications mécaniques de la chaleur solaire que dans sa Magie naturelle y livre XIX, où nous trouvons le passage suivant :

<c Nous pouvons encore faire monter l'eau à l'aide de la chaleur seulement. Soit, au sommet d'une tour, un vaisseau de bois, d'argile, ou, mieux, de cuivre, au milieu duquel s'adapte un tuyau qui descende jusqu'à l'eau d'un réservoir inférieur et dont l'extrémité s'y trouve plongée de &çon à ne pouvoir aspirer l'air. En haut, le vaisseau doit être échauffé par le soleil ou à 1 aide du feu ; car l'air contenu dans son intérieur se raréfie et s'échappe en &i--

sant bouillonner leau. Bientôt le soleil se retirant, le vaisseau se refroidit; lair se condense, et comme il ne suffit plus à remplir la capacité du vaisseau , Teau est aspirée et s'élève au-dessus de son niveau. »

Il est presque inutile d ajouter que Porta, dans ce passage, s appuie, pour expliquer lascension du liquide dans le tuyau, sur l'hypothèse, alors en crédit, que la nature a horreur du vide. Car ce n'est guère qu'un siècle plus tard que Torricelli assignait aux phénomènes de ce genre leur véritable cause en les regardant comme des effets de la pression atmosphérique. Quant à l'appareil qui vient d'être décrit, on doit y voir une imitation de celui de Héron d'Alexandrie , les écrits du physicien grec ayant incontestablement servi de modèle non-seulement à Porta, mais encore à la plupart de ses successeurs, jusqu'à la fin du xvn* siècle.

Salomon de Gaus

Salomon de Caus, ingénieur français dont Arago a remis les travaux en lumiète à propos des origines de la machine à vapeur, donne dans ses Raisons des forces moui^antes ^ publiées, pour la première fois, en 1615, la description de la première machine élévatoire fonctionnant à l'aide du soleil. L'importance de cet appareil , trop peu connu, justifiera la longueur de nos citations, où nous ne changerons, d'ailleurs, que l'orthographe surannée.

Salomon de Gaus, après avoir donné, problème XII, la

construction d'une sorte de thermomètre où le travail produit chaque jour par la chaleur solaire peut senrir à en mesurer Fintensité, s'exprime ainsi :

a II a été montré, par le précédent problème , la &brique et la raison d'un mouvement continuel, de laquelle invention j'ai pris la présente machine à laquelle l'on pourrait attribuer le titre de fontaine continuelle, à raison que l'eau, laquelle de sa pâture cherche le plus bas lieu, est élevée ici par le moyen du soleil. Cette dite machine aura un grand effet aux lieux chauds, comme l'Espagne ou l'Italie, d'autant que le soleil se montre en ces endroits presque tous les jours, avec grande chaleur, et spécialement en été. La fabrique en sera telle : Faut avoir quatre vaisseaux de cuivre , bien soudés tout à l'entour, lesquels seront chacun viron un pied carré, et huit ou neuf pouces de haut : lesdits vaisseaux seront marqués A, B, C, D. Et y aura un tuyau marqué E posé sur lesdits vaisseaux, auquel tuyau seront soudées quatre branches, marquées chacune branche par la lettre F ; lesdites branches seront soudées en haut des vaisseaux, passant jusque près du fond de chacun vaisseau. Faut après au milieu du tuyau souder une soupape marquée G, faite et posée eu sorte que quand l'eau sortira des vaisseaux elle puisse ouvrir, et, étant sortie, qu'elle se puisse resserrer. Faut aussi avoir un autre tuyau au-dessous desdits vaisseaux, marqué P, auquel il y aura quatre branches , lesquelles seront toutes soudées contre les fonds desdits vaisseaux ; et aussi une soupape marquée H, à laquelle il y aura un tuyau au bout, qui descendra au fond de l'eau, laquelle sera dans une citerne où vaisseau marqué I. Il y aura aussi à l'un des vaisseaux un trou ou évent marqué M :

AUSSI, feudra exposer la machine en un lieu où le solei} puisse donner dessus, puis verser de Feau dans les vais-

seaux par le trou ou évenl M, laquelle eau se communiquera à tous Içs vaisseaux par le moyen du tuyau P ; «t

faut que lesdits vaisseaux aient viron le tiers dé leur con-' tenu d*eau, et ratrfui é^^i 1» plii9etie lidite eau sortira par les soilpiraux 3, 4, 5, 6. Âpres, faudra bien boucher tous lesdib soupiraux, en sorte que i'air ne puisse sortir desdits ràissëaux; et alors que hs soleil donnera sur ladite machine, il se fera une expansion à cause de la chaleur, ce qui éiaUsera IWu de monter de tous les vaisseaux au tuyau S et sortir par la soupape G et tuyau N, puis tombera 4àâs le bassin 0, et de là dans la citerne I. Et comme il derà soHi une quahlitè â eau par la violence de la chaleur du soleil, alors la soupape G se refermera, et après que la chaleur du jour sera passée, et que la nuit viendra, les vaisseaux, pour éviter vacuité, attireront Teau de la citerne par le tuyau et la soupape H, P, pour remplir les vaisseaux comme ils étalent auparavant, tellement que ce mouvement continuera autant comme il y aura de Teau dans la citerne et que le soleil donnera dessus les vaisseaux ; et faut noter que les deux soupapes G et H seront fort légères, et aussi qu elles serrent fort juste, sans que l'eau puisse descendre quand elle sera montée.

« Si l'on désirait avoir Teau 5 ou 6 pieds de haut, la machine précédente Ile la pou^i'ait élever si le soleil ne donnait avec grâttde Violehce, et, poiit augmenter la force dudit soleil , il mtû hesoiii que tes vaisseaux de cuivre soient faits à la îtiàfaièré cdmtne là présente figure le montre : et sur les côtés A et B l'on appoteera des verres, autrement appdés iiiii*oirs ardents^ lesquels seront bien ajustés dans le cuivre, èd sorte, que l'air n'en puisse sortir; lesdits verres seront marqués: les deux grands de ehacun vaisseau par lèâ lettres G et D, et les petits, E, F, 6, H ; et £siut poser le côté du vaisseau B vers le midi, à

celle fin que, le soleil donnant dessus^ lesdîts verres ar-

Fig.23.

dents rassemblassent les rayons du soleil dans les vaisseaux, ce qui causera une grande chaleur à Teau, et par ce moyen sortira en plus grande abondance, et aussi plus haut s'il en est besoin, et quant aux autres côtés des vaisseaux où sont les verres, ils seront posés vers Toccident, pour être aussi le soleil fort chaud après midi.

(( Au précédent problème , il a été montré le moyen d'augmenter la force de la fontaine continuelle, et d au-

Fig. 24.

tant que les verres ardents seront assez difficiles àHen ajuster dans le cuivre pour empêcher Fair de sortir aux

joiiibires/il m*a semblé bon de démontrer encore une façon, laquelle peut se voir en la présente figure. Le châssis AB sera fait en sorte que Ton puisse enchâsser quantité desdits verres ardents^ lesquels seront posés d*une distance de viron trois pieds , en sorte que les pointes des cônes ardents que produisent lesdits verres puissent donner sur les vaisseaux, lesquels étant échauffés par la violente chaleur desdits verres, feront monter Teau en grande quantité. Et sera bon que ledit châssis soit grand , et d*avoir plusieurs verres enchâssés en icelui , afin que , le soleil en faisant le tour, il y en ait toujours quelques-uns qui puissent donner dessus les vaisseaux. »

Salomon de Caus n est pas seulement, comme on le voit, rinventeur d^une pompe solaire, il s'est encore préoccupé d'accroître autant que possible la puissance de son appareil, et Ton peut dire qu'il y a réussi dans la mesure des connaissances de son temps. Nous parlerons plus loin des perfectionnements dont cette machine est susceptible. Ajoutons que Salomon de Caus, en donnant à sa découverte le nom de fontaine continuelle, comprend fort bien que la dénomination de fontaine perpétuelle serait impropre, la machine n'étant pas la réalisation du mouvement perpétuel, puisqu'elle est mue par l'action des rayons solaires. Parmi les savants mêmes que nous aurons encore à citer, il en est qui ne se sont pas toujours élevés à des considérations aussi saines, et qui auraient pu Êdre leur profit des réflexions suivantes de notre auteur :

« Il 7 a plusieurs hommes lesquels se sont travaillés à la recherche d'un mouvement qu'ils ont appelé (sans le conDaitre) perpétuel ou sans fin, chose assez mal consi^

dérée el mal entendue, d'autant que tout ce qui a ooramencemeQt est sujet à avoir une fin, et &ut appliquer ce mot de perpétuel ou sans fin à Dieu seul, lequel comme il n a eu commencement, ne pourra aussi avoir fin ; tellement que c'est folie et orgueil aux hommes de se vouloir &ire accroire de faire des œuvres perpétuelles, vu que eux-mêmes sont mortels et sujets '^ une fin, ainsi seront toutes leurs œuvres. »

Nous devons dire encore que Salomon de Caus indique à la fin de son ouvrage la construction d'un orgue solaire, et qu'il essaie par* là d'expliquer la tradition relative à l'antique statue de Memmon, dont les sons harmonieux saluaient chaque matin le retour du soleil.

Drebbel

Cornélius van Drebbel, né à Alckmaër en Hollande, paraît avoir possédé des connaissances réelles en physique et en chimie ; mais c'est principalement par son charlatanisme qu'il sut donner à ses contemporains une haute idée de son mérite. Aussi, lui a-t-on souvent attribué l'invention du thermomètre, du microscope^ du télescope, instruments qu'il a tout au plus perfectionnés. Afin de donner une idée de ses prétentions scientifiques^ disons que dans sa lettre à son protecteur, Jacques P*", roi d'Angleterre, il ne craint pas d'affirmer, en s'engageant à le prouver au besoin, qu'il a découvert le mouvement perpétuel, la cause du chaud et du froid, du flux et du reQox,

de la grêle, du tonnerre, etc.... Alsted qui reproduit avec admiration cette lettre pompeuse dans son Encyclopédie^ ajoute que Drebbel avait également construit un orgue solaire. C'est à ce titre que nous avons dû parler ici du savant hollandais, mais nous ignorons s'il a &briqué d'autres machines mues par le soleil. Les Traités de la quintessence et de la nature des éléments y qu'il a publiés en 1621, ne donnent aucun éclaircissement à ce sujet.

Robert Fludd

Robert Fludd, médecin anglais d'un savoir étonnant, mais qui joignait à des connaissances exactes toutes les rêveries des sciences occultes, s'est souvent occupé, dans ses écrits , de Taction de la chaleur solaire sur Falmo- * sphère terrestre et lair confiné. Cette action lui sert, par exemple, à donner une explication, sinon juste, du moins fort singulière de Tonijine des fontauies* Elle lui permet aussi de rendre compte des lïiouvements de la colonne hquidô dans une espèce de therniomètre analogue à celui de Drebbel, maïs dont il avoue avoir trouve le dessin dans uo fort ancien manuscrit ■ et cette assertion n a rien qui doive étonner, si roii observe que le thermomètre en question présente une grande analogie avec le réservoir à air de la machine de Héron précédemment décrite.

Les ouvrages de Robert Fludd étant tous postérieurs à 1615, quand même Kircher aurait, comme le dit Schott|

trouvé dans un de ces ouvrages une machine semblable à la fontaine continuelle, il n'y aurait pas lieu de contester à Salomon de Caus la priorité de son invention; mais nous montrerons ailleurs que Schott s'est trompé sur ce point.

Martini

Vers 1640.

ff Explication d'une figure et d'une machine réalisant le mouvement perpétuel sous forme d'horloge, » tel est le titre d'un ouvrage publié en 1640 par Antoine Martini,

Fig. 25.

professeur de mathématiques au Collège Romain. La machine décrite dans cet opuscule est une application méca-

nique assez curieuse de la chaleur solaire. Scbott la décrit en ces termes :

« Soient deux vases AB et E6 formés d'une matière susceptible de poli, telle que cuivre, étain, etc...... et dont

Tun E6 soit partagé en deux compartiments EO et GS par des colonnes ou des cloisons. Si la machine se coniipose déadits vases AB et £6, c'est afin qu'on puisse placer le vase AB à Tair libre, en dehors dWe fenêtre d'appartement et le vase E6 dans l'appartement même , [de telle sorte toutefois que les deux vases puissent communiquer entre eux à l'aide de tubes , comme nous le dirons plus loin. Il faut, que le vase AB soit parfaitement clos, et qu'il ait son couvercle *percé d'une ouverture qui permette d'y verser de l'eau, et sa base traversée par un tube prolongé jusqu'au réservoir SG et muni d'une soupape H s'ouvrant facilement de bas en hs^ut. Ce vase offre en même temps à sa paroi intérieure un autre tube CD, terminé par une soupape D et se prolongeant suivant DE jusqu'au compartiment ËO. Le compartiment ËO porte à son couvercle une ouverture qui permet à l'air d'y circuler; il renferme en outre un siphon recourbé OFM , fermé par un robinet M. Ce siphon repose sur un flotteur mobile F et vj^t aboutir à .un entonnoir P. Le compartiment GS est ouvert, du moins dans la partie IS. Sur la paroi extérieure du vase EG se trouve une roue T divisée ea douze parties égales, portant chacune, comme on le voit, un des nombres horaires. A ces douze divisions de la roue correspondent douze petites dents disposées cireulaiFement comme le montre la figure. Enfin, autour de la roue et en face des dents se tirpuvent douze petits seaux ou augets. A Taxe de la roue

est adapté un style ou phitôt une aiguille fixe. Les dents de la roue commandent un levier XL, mais de teUe sorte qtt*une de ses extrémités puisse être abaissée par ces dents lorsqu'elles descendent. En X est un contre-poids V. Enfin, le tube RQKS, Kbre à ses deux bouts, desemd du compartiment EO jusque près du couvercle R du compartimentSG. Telle est la construction de l'appareil : voici comment il fonctionne.

a Le vase ÂB doitêtre rempli d'eau jusqu'au tiers environ par l'ouverture N, qui sera bouchée ensuite avec soin. Puis, toute la machine sera exposée aux variations de l'air, c'est-à-dire au chaud et au froid. Or, par l'etfet de la dialear venant du dehors, l'air du vase AB se raréfie^ refoule en vertu de sa tendance à occuper un plus grand espace, l'eau placée au fond du vase et la force à s'élever dans le tube CD. Le liquide rencontre en D une soupape Êicile à ouvrir, la soulève et se répand de là, par le conduit DE, dans le compartiment EO. Dans ce compartiment se trouve le siphon OFM muni de son robinet M. Si l'on amorce ce siphon smt par aspiration soit de toute autre manière, il se vide dans l'entonnoir P qui se vide à son tour dans les augets de la roue T placés au-dessous de lui. Il faut d'ailleurs régler d'une part l'écoulement de l'eau à travers le siphon au moyen du robinet M, d'autre part le mouvement de rotation de la roue à l'aide du contrepoids y, auquel on cherche sur son rapport une position tdUe que le bras du levier opposé retienne une à une les dents de. la roue, et permette à chaque auget de s'emplir dans l'intervalle d'une heure* L'heure Apulée, l'auget plein d'eau l'emportant sur le contre-poids, le soulève en abaissant le bras du levier opposé : une dent passe; mais

la suivante est arrêtée par le bras du levier qui se relève grâce au contre-poids Y. Tandis que la roue tourne, les nombres horaires tracés sur son contour se succèdent sous i aiguille et donnent Theure. Quant à Teau qui, par suite du mouvement de la roue, s'échappe après chaque heure écoulée d*un auget^ elle est reçue par le compartiment SG ouvert en S. De là elle retourne par le tube IH dans le vase ÂB, aussitôt que le froid vient à y oçHitracter tair. La chaleur survenant ensuite, le liquide. s'élèvera de nouveau par le tube CD dans le compartiment ËO, pour descendre de là par le siphon OFM, lentonnoir P et le9 augets de la roueT, dans le compartiment SG : et ce mouvement de circulation de Teau sera perpétuel comme les alternatives de chaleur et de froid. Ajoutons que la vitesse d'écoulement du siphon est constante, car, le flotteur maintenant toujours lorifice du siphon à la même profondeur dans le liquide, et louverture du robinet M étant réglée une fois pour toutes, la dépense reste la même, soit que Teau afflue dans le compartiment £0 par suite de l'expansion due à la chaleur, soit qu'elle y diminue à cause de la contraction produite par le froid.

« Il &ut encore que le compartiment EO puisse contenir une provision d'eau suffisante pour entretenir le mouvement de l'appareil plusieurs jours de suite, afin que, si les variations de l'air étaient peu sensibles, l'eau ne vint pas à manquer au siphon. Si parfois l'expansion de l'air confiné devenait trop considérable et que la provision d'eau élavée par le tube CD ne put être contenue dans le compartiment EO, le trop-plein s'échapperait par le tube RQKS, faute de quoi le compartiment SG pourrait ne pas suifire à alimenter le vase AB par le moyen du tube IjSl. »

A» KIrcher

Athanase Kirchet*, jésuite allemand, dont les vastes connaissances et les aptitudes variées firent l*étonnement de son siècle, a construit divers appareils de physique amusante fencti(Hinant au moyen de la chaleur solaire; mais ces appareils sont pour la plupart des imitations de ceux qu avaient imaginés ses devanciers. La fontaine continuelle, par exemple, lui a suggéré, comme il le reconnaît d'ailleurs, Tidée d'une horloge assez singulière dont' nous allons tirer la description de son Traité de V Aimant.

Ce curieux ouvrage, où il est question des premiers appareils mus par la vapeur et dune foule de madiines propres à recueillir le travail des agents naturels, ne pouvait manquer de contenir quelques applications mécaniques de la chaleur solaire. Kircher y consacre, en effets un chapitre à la description de la fontaine continuelle. Le dessin qu'il en donne n'est cependant pas celui qu'on trouve dans lé Traité des Raisons des Forces moiwantes: c'est un simj^e croquis où se reconnaissent facilement les diverses parties de l'appareil. De plus , Kircher désigne Salomon de Gaus comme l'auteur de la machine qu'il décrit. C'est donc par inadvertance que Schott a vu dans cette description un emprunt &it aux œuvres de Robert Fludd.

Après avoir indiqué la manière de préparer un aimant,

de l^installer dans un globe de verre creux et de mato* tenir ce globe en équilibre au centre d*un vase s^érique de verre rempli d*eau, Kircher décrit en ces termes le mécanisme de son horloge :

Fig. 26,

« On préparera, dit-il, un gbbe de verre renfermant

un «imaôt ; pois, une sirène placée en regard pour désigner les beurei^ et autres indtcationd trateées sur son ecmtout*; et enfin un cyGndre également armé d*un aimant, comme on Ta prescrit ailleurs. Gela &it, soit OP^MffVX un vase de cuivre, de plomb ou de foute autre matière métallique, ayant des dimensions proportionnées à leffet qu on veut obtenir. On partagera ce vase au moyen de la cloison TA en deux tompartimentsi dont l'un TPAR étant à demi rempli dWu sera privé de toute communication avec 1 air extérieul*. On installera sur ledit compartimttflt une sphère creuse de verre ou de plomb dont le col engagé dans sa paroi supérieure s'y adàj^tera de fiiçon à ne laidler ni rentrer ni Sortir l'air. Il y àufa de plus, au fond de 60 même coâtipârtit&ènt, deux soupapes ab^ cd^ s'ouvranty k première de bas en haut, la seôbnde de haut en bas \ la toupàpe t^â iserà d ailleurs à l'mtrée d'un tube AT dirigé vers le vase STVX, comme le mdntre la figure. Ce vïbu^ StVX (qui sera le réservoir de l'eau destinée à meSUrei* le temps) contiendra, en outre, un siphon YZ descendant jusqu'à Une roue H munie de seaux ou augets perôés chacun d'un petit trou dans le fond pour permettre à l'eau de s'écouler de l'un dans l'autre, avec le temps. L'axe de cette roue commandera le mouvement du cylindre magnétique au moyen de la roue dentée 6 mngrenàtlt avec une autre roue dentée F fixée à la baie du cylindre. De plus , la soupape ah du compartiment KR sera munie d*un tube plongeant dans la caisse remplie d'eau vx. Enfin, un autre tube ouvert par le haut descendra du vase STVX jtiifu'au réservoir d'eau inférieur \ et la machine sera prête à fettctioniier.

- te9-

: « Cette màdiine eem, piaqêQ çlaps un eadroit bÎQNi exposé au miidi^ puis solidemeot aseujétie, cle façon à m plus pouvoir être dérangée de sa position. Gda fait, i*aâ^ Goi^né dans la sphère K s'échauffant sous les feux de plus ^n plus vifs du soleil exigera plus d'espace, et ne trouvant d'autre issue que le col de la sphère K, refoulera Teau du compartiment KR, à travers la soupape AT, jusque dans le résesvoir supérieur STVX. Ce réservoir aéra, d'ailleurs, capable de contenir l'eau nécessaire pour mesurer le temps pendant vingt-quatre heures ou l'espace d'un jour naturel; il pourrait même en contenir trois, quatre, huit fois plus ; mais nous laisserons ce détail au choix du constructeur. Le réservoir STVX installé en haut de la machine, étant rempli d'eau, le liquide s'écoulera par le siphon ZY sur la roue H ; mais toutes les précautions devront être prises pour que l'écoulement par l'orifice z soit uniforme et continu^ et pour que l'eau emploie vingt-quatre heures à tomber en totalité sur la roue H, puis à traverser successivement les augets : chacun de ceux-ci mettant une heure environ à s'emplir et à se vider. La provision d'eau du réservoir STVX étant suffisante pour faire tourner en vingt-quatre heures les vingtquatre augets de la roue H, celle-ci marchera de concert avec la roue 6, laquelle ayant le même nombre de dents qne la roue du cylindre magnétique fera tourner ce dernier avec la même vitesse. Le cylindre transmettra son mouvement à l'aimant qui le surmonte ; l'aimant au globe de verre en équilibre dans l'eau; le globe à un aigle conUmant un autre aimant : en sorte que chacun de ces derniers mobiles pourra servir à marquer les heures et autres choses semblables. Cependant la chaleur du jour^

ayant expulsé Feau du compartiment RR, i*air de la Sphère K en se contractant pendant la nuit par VeSkt du rrfroidissement, ne trouvera plus de coi^ à qui céder la place. Il faudra donc, pour que la nature n*ait pas à en souffrir, que Teau de la caisse i^x^ attirée à travers la soupape bj vienne combler le vide laissé par Tair et occuper un volume égal à celui du liquide expulsé. Ce nouvel afflux passera de mèmCi au retour du soleil| dans le réservoir STVX, pour entretenir encore le mouvement de Tappareil; et ainsi perpétuellement. Ajoutons que le tube X du réservoir STVX est destiné à déverser le tropplein de ce réservoir dans la caisse i^x. Telle est la machine au moyen de laquelle nous avons essayé de réaliser le mouvement perpétuel d*un globe magnétique. »

Kircher, à la suite de ce passage, indique un moyen d'utiliser le vent pour remplir pendant les temps sombres le réservoir STVX ; mais nous ne le suivrons pas sur ce terrain. Faisons seulement observer que, dans la machine précédente, Técoulement du liquide et le mouvement de la roue à augets sont loin d'être aussi bien réglés que dans rhorioge de Martini. Au surplus, Kircher a construit un autre appareil du même genre marchant avec une certaine régularité et qui doit faire encore partie du musée créé par le savant jésuite au collège romain. En voici la description :

«i I^ coupole CAD est en verre : elle est soudée à un fond en cuivre CBD, de façon que Tair ne puisse passer par la jointure. Le vase est supporté par quatre colonnes fixées sur un autre vase IK, clos de toutes parts, mais qui pourrait être ouvert à sa partie supérieure. Du fond CBD descend , à travers une des colonnes jusqu'à la base du

rase IK, un tube qui se termine en haut par une soupape s'ouvrant du dehors en dedans. A ce même fond GBD

Fig.27.

B*adapte en B un autre petit tube figuré en LJlfil muni d'uoe soupape qui s ouvre du dedans au dehors. Ce petit tube porte du côté oii il adhère au vase un pas de vis au moyen duquel il peut être mis en place ou enlevé suivant le besoin. Enfin, vers le milieu de la machine s*élève ua réservoir H communiquant inférieurement par un conduit avec le vase IK. Sur ce réservoir s*ajustent une petite roue à augets FE, un timbre 6, ainsi qu*un marteau l\ qui, par une disposition ingénieuse, fait sonner le timbre

quand la roue tourne : car le manche de ce marteau est un levier dont l'extrémité commandée par les dents de la roue, comme le montre la figure, s'abaisse quand cette roue tourne, ce qui &it que le marteau M lève, puis retombe par son poxàÊ en firftj^nl k tifii^MI« La figure M représente le ràii^hhoif H avec «on conduit

« Voici comment toneticmnd l'ajq)ltir«)i àÈn de remplir (à peu près judqu^ moitié) k Vâdt €IAD| on enlève le tube B, puis oti le replat en le vissant dk manière à fermer en B toute iêsm 4 Tair. Cek Êut| «i lair extérieur vient à s'échanlfar eâ 4 liédîr^ oelut qui «tft confiné dans le vase CAD find à m dikter et es^teme il pression sur Teau qui ouvM k ioi|{»àpe S, pak| tnysmmt par là son issue, coule èÊM kl àugeli à» là rouô l^i. Les augets, en vertu de cetk fH^pMtttaUMm de poièê^ tendent à descendre et fonllidtinft^ k rouôi qui^ «on^tmint, puis laissant retomber k lfâliaâLll| lui Èiit prodiitfe un son. Pendant ce tempi| l^eftfi i^ wett des ^s^^rii lombe dans le réservoir H, dt ëè ià ésûem k ^«^tôe ÏK. p^r k conduit qui s'y rend. Mais au^silÀl qtïé l^air extérieur 8è refroidit par refiet de la nuit ou de quelque changement de temps, Tair confiné dans le vase CAD se contracte , la soupape N du tube NO s'ouvre, et l'eau du réservoir IK est aspirée par ce même tube. »

Cette description est tirée de la Mécanique de Schott. Nous allons faire à cet ouvrage un autre emprunt qui ôe rattache à notre sujet, puisqu'il s'agit encore d'un appareil capable de fonctionner au soleil comme à la chaleur du feu. Pour dévoiler une supercherie des prêtres de l'andenne Egypte, Héron décrit deux machines au moyen desquelles les portes d'un temple semblent s'ouvrir c^

se fermer spontanément dès que le feu 8*allume ou s*éteint sur rautel. Nous ne reproduircms que lune de ces ma* chines, telle que Ta perfectionnée Kircher.

« Sur une base creuse ÂBGI reposait un autel dans

Fig. 28.

ralignôment d^une porte à deux battants susceptibles de tourner comme sur des gonds autour de deux arbres en

fevab, cd. Ces arbres étaient di&simùlés dans la cavité ÂBCI de manière à ne pouvoir être aperçus de ceux pour qui la porte devait s ouvrir. Dans cette même cavité se trouvait un vase GK d où sortaient deux tubes , lun 6F pénétrant dans Tautel ËD situé immédiatement au-dessus, Tautre KLM, recourbé en forme de siphon, et qui se rendait du fond du vase GK à la marmite XN. L'anse de cette marmite était fixée à deux cordes enroulées, la première sur un des arbres, et la seconde sur Tautre. Ces arbres étalent en outre entourés, à leur partie inférieure, de deux autres cordes passant sur une poulie Y et tendues par un contre-poids. Enfin , du fond de la marmite NX sortait un siphon tn, et sous cette marmite se trouvait un autre vase. Ainsi disposée, la machine était en état de fonctionner. Au moment du sacrifice, comme on allumait le feu sur lautel , Tair confiné dans cet autel se dilatait et passait dans le vase GK, préalablement rempli d'eau plus qu*à moitié par Torifice P, qu*on refermait ensuite avec soin pour empêcher lair de s*échapper par là. L*air dilaté exerçait donc sa pression sur Teau du vase IK, et la forçait à couler par le conduit KLM dans la marmite NX. Celle-ci, rendue plus lourde, descendait peu à peu : les cordés tirées par elle faisaient tourner les arbres ainsi que les battants dont ils étaient surmontés, et la porte s'ouvrait. Mais, la marmite une fois remplie d*eau, le liquide s'écoulait par le siphon tn dans le vase placé au-dessous. Après quoi la marmite ainsi allégée remontait à son point de départ à mesure que le contre-poids suspendu aux cordes enroulées au pied des arbres redescendait en imprimant à ces arbres des mouvements de sens contraires , et la porte se refermait. De cette feçon le sacrifice semblait, au grand

étoanemeiit des spectateurs, s*accoinpIir grâce à l'intervention de quelque puissance mystérieuse. »

Nous avond déjà dit quelle autre antique tradition fit résoudre à Kircher le problème des miroirs ardents. Mais s'il eut raison cette fois de s'élever contre l'autorité de Kepler et de Descartes, il fut moins bien inspiré par le respect des anciennes doctrines quand il essaya d'opposer des fictions, telles que l'horreur de la nature pour le vide, aux belles expériences de Toricelli et de Pascal sur ies effets de la pression atmosphérique.

Milliet Dechales

Milliet Dechales^ qui publia en 1674, sous le titre de Monde matMmatique^ une encyclopédie fort estimée des sciences de son temps, cite parmi les machines hydrau* liques la plupart des appareils que nous venons de mentionner, mais se borne à les décrire sommairement. Dans une de ces descriptions nous trouvons néanmoins ie passage suivant qu'il importe de signaler:

« Afin de rendre plus efficace l'action du soleil, on emploiera des matras de verre, tels que C, dont le col engagé dans une ouverture s'y adapte exactement. On placera ces matras en nombre aussi grand que possible sur la paroi du vase qui regarde le soleil levant : car le verre s'échauffe assez vite, ainsi que l'air qui s'y trouve confiné. Pour augmenter encore l'ardeur du soleil , on se servira de miroirs concaves ou même plans, disposés de

manière à en réfléchir les rayons sur les matras de yerre :

Fig. 29.

car c'est un moyen d'accroître Tintensité de la chaleur incidente. »

Ainsi Dechales comprend déjà toute Timportance d'un miroir ou réflecteur dans la question qui nous occupe. Mais, ce qui ne doit pas moins fixer l'attention, c'est qu'il insiste sur la nécessité de recueillir les rayons du soleil au moyen d'une simple vitre. Bien qu'il se trompe sur la cause de l'influence exercée par le verre en cette circonstance, sachons-lui gré d'avoir essayé de mettre à profit un fait d'observation qui devait être plus tard Tobjet de savantes recherches, et dont paraît dépendre l'avenir des applications de la chaleur solaire.

Bélidor

Bernard Foret de Bélidor, célèbre ingénieur français, dort les ouvrages font encore autorité de nos jours, se coi lente de reproduire sous une autre forme, dans son

Jirchitecture hydraulique ^ la fontaine continuelle de Salomon de Caus. Nous allons toutefois transcrire la description qu'il en donne, parce que la théorie de Tap* pwreil s'y trouve exposée avec une grande clarté et oonfor« mément aux principes de la physique moderne.

« Je crois qu on ne sera pas fâché de trouver ici la description d'une pompe naturelle qui peut élever Teau à une hauteur médiocre par le moyen du chaud et du froid.

« Elle est composée d'un vaisseau sphérique NABC, qu'il

Fig. 3o.

convient de faire de cuivre, et lui donner le plu3 grand diamètre qu'il est possible; à ce vaisseau sont adaptés

le fais deux tuyaux, le premier NK, qui est ^ertkai etqui trempe dans Teau qu*OD v«it âerw, doit avoir à son extiéaiilé K une soupape.

« Le second tuyau EFC, qui va en montant aboutir par son extrémité 6 au réservoir H où Von veut que Feau aille se rendrOi doit avoir aussi une soupape en F disposée de fiiçon qu'étant fermée, Teau qui est une fois montée dans le tuyau ne puisse plus descendre, et fiiire attention que Fautre extrémité G de ce tuyau doit être |4us élevée que le sommet de la sphère.

« Pour fiûre agir cette machine, il &ut qu'elle soit exposée de fiiçon que le soleil puisse donner dessus pendant toute la journée; on commence par verser de Feau dans la sphère jusqu'aux deux tiers BNC que Fon introduit par un orifice A, qu'il faut ensuite fermer, afin que l'air qui occupera le reste BAC de la capacité de la sphère ne puisse sortir.

« Pour juger de Feflet de cette pompe, conûdérez que Fatr renfermé dans la partie BAC venant à être édiauffiS par les rayons du soleil, tendra à se dilater et pressera la surface de Feau, laquelle ouvrira la soupape qui est en F, poussera celle qui est dans le tuyau F6, la 'fera passer dans le réservoir H et suivra le même chemin pour y couler elle-même, tant que la chaleur du soleil d(mnma assez de ressort à Fair renfermé pour presser la surface BC autant qu'il est nécessaire. Quand la chaleur sera passée, la fndcheur de la nuit succédant^ les molécules de Fair intérieur se resserreront, n'auront pas tant de ressort que pendant le jour, et même beaucoup moins que Fair extérieur, parce que celui qui est renfermé , occupant un plus grand volume qu'au commencement que Fair a agi, sera

dilaté dans 1 espace vide qu*a laissé l*eau qui est montée le jour. Car^ la sph^e ayant été remplie aux deux tiers d*eauy s'il en est monté la moitié, par exemple, lair qui n'occupait qu'un tiers de la sphère, en occupera les deux tiers, et sera dilaté du double de l'air extérieur; ainsi, ce dernier ayant l'avantage, pressera la surface MI de l'eau de la fontaine ou du puits où trempe le tuyau NK^ et la fera monter dans le même tuyau pour passer dans la sphère jusqu'à la hauteur où son poids joint à la force du ressort de l'air intérieur sera en équilibre avec celui du dehors, et l'un et l'autre demeureront dans cet état jusqu'au temps où le soleil échauffera de nouveau l'air intérieur pour faire monter l'eau comme auparavant. Ainsi, la fraîcheur fera monter l'eau, pendant la puit, de la fontaine dans la sphère, et pendant le jour, la chaleur la fera monter de la sphère dans le réservoir. Au reste, cette pompe ne peut guère réussir comme il faut, que dans les pays où les jours sont fort chauds et les nuits très- froides. »

Nous ne voyons pas qu'après Bélidor on se soit occupé d'essais relatifs à l'action de la chaleur solaire sur l'air confiné, si ce n'est dans ces dernières années. Toutefois les expériences de de Saussure et les promesses de Durcarla ne laissèrent pas que de faire naître l'idée de substituer les rayons du soleil au combustible, même pour le chauffage des machines à vapeur. Nous en trouvons la preuve à la fin du Traité du feu complet. L'auteur y cite quelques fragments de mémoires que lui avait adressés, à ce propos, l'ingénieur de la Cliché. Si ces mémoires ne se sont pas retrouvés dans les papiers de Ducarla, mort en 1816, à Viileneuve-du-Tam, il suffira pour en fiiire regretter la perte, de reproduire les passages suivants :

« M. de la Cliché, chevalier de Saint-Louis, brigadier des années du roi, chef de brigade au corps royal du génie, d*après les détails qu'un ami lui fit de mon appareil solaire, ma fait Thonneur de m'écrire plusieurs lettres accompagnées d'excellents mémoires sur son projet d'appliquer cet appareil à I entretien des canaux oaTigaUes* Mon dessein était de joindre ces pièces à cet essai, pour que le public en jouit au plus vite ; mais certaines ciroon* stances nouvelles, et le désir de mieux concilier mes vues avec celles de cet habile officier, me font renvoyer cette publication au prochain mois de novembre; je suppose même, et j espère que M. de la Cliché persistera dans le dessein qu'il a bien voulu me montrer dans ses lettres.

oc En attendant, l'on pourra voir avec plaisir quelques articles des pièces que M. de la CUche a bien voulu m'adresser.

« Je vois avec une véritable satisfaction que les canaux ce de commerce et d'arrosage sont un des objets qui vous a occupent le plus depuis trente ans : comme je suis dans « le même cas, je serais infiniment flatté de corres- « pondre et de me lier avec vous sur cet objet inté- « ressaut.

<c Je sens, monsieur, toute l'importance des vues gêné- « raies que vous avez publiées sur la charpente extérieure a du globe, et des moyens que vous avez communiqués .à « plusieurs personnes de Paris et de Genève pour l'excaa vation des canaux et des rivières. Je me suis égal^nent « occupé de ce dernier objet, que j*ai amplement discuté « dans les mémoires que j'ai adressés au gouvernement. « Lors du voyage que je me propose de (aire à Paris

« avant l'hiver, je serai très-empresôé de vous faire con- <x naître mes moyens à cet égard : c est ce qu'en dit «t M. de la Lande, dans ses Canaux de ruwigation^ à «r Toccasion de celle de la Seine, chap. II, n* 394, qui (( m'en a fait naître l'idée : j'en ai en outre quelques « autres sur le transport des terres, que je serais enchanté « de pouvoir mettre en pratique dans le projet dont je « m'occupe.

(c J'ai l'honneur de vous en iadresser ci-joint un précis : « vous y verrez, monsieur, tout le cas que je fais de votre « intéressant appareil solaire, d'après ce que M. Donadei <K in'en a dit, et ce que j'en ai appris dans les journaux. « Vous verrez l'application que j'en voudrais faire aux «moulins établis sur des rivières susceptibles parelles-

« mêmes de navigation C'est une circonstance très-

« intéressante dans votre appareil solaire, de ce que les « verres n'éprouveraient aucun effort de la vapeur qu'il

faut, à présent, tâcher de contenir malgré les mouve-

(( ments à donner au récipient.

« Belfort, le 2 juillet 1784. »

« Je crois, monsieur, que l'annonce que vous voulez « bien feire de mes vues, à la fin de votre mémoire sur le (( Feu complet, serait un peu vague, et induirait même (C en erreur, puisque vous y supposez que l'application « que je voudrais Ëdre de votre appardl solaire n'a pour (C objet que l'entretien des canaux navigables. Si cela est « poi^ble, j'aimerais mieux (par les raisons que mes « mémoires ci-joints vous feront aisément sentir) que « vous eussiez la bonté d'annoncer que mon projet est

« d*appliqu6r cet appareil aux moulins el usines établis « sur des rivière;^ sujettes à de grandes craes, afin de « pouvoir en supprimer les digues ou barrages, qui, en les ce Iraversaut, y occasionnent des dépôts considérables, « exposent, en conséquence, les villes et les héritages « riverains aux funestes effets de leurs débordements, et c( en interceptent la vavigation

« Description d*un moulin mu par une machine à feu « simplifiée. Première partie. Détails pour économiser le « combustible, par le moyen de la chaleur concentrée du « soleil suivant les procédés de M. Ducarla.

« La machine à feu dont il s'agit ici doit mettre en « mouvement deux pompes aspirantes et refoulantes <i accouplées, de trente pouces de diamètre chacune, pour « élever sans interruption un cylindre d'eau de pareille <( grosseur à dix-huit pieds de hauteur..... avec une « vitesse de près de vingt pouces par seconde ; et ce, au (( moyen d'une dépense en vapeur d'environ quatre cent (c soixante-onze pieds par minute. — Mémoire joint à la « lettre du 2 juillet. »

Enfin au commencement même de ce siècle, un des plus grands ingénieurs des Etats-Unis, Oliver Evans, se préoccupait également des applications mécaniques de la chaleur solaire. Nous en trouvons la preuve dans le Bulletin de la Société <t encouragement pour 18i1.

On y lit, en effet, ce passage d'un rapport sur les travaux de M. de Valcourt qui avait longtemps vécu dans l'intimité d'Oliver Evans :

<x II rapporte que le célèbre mécanicien lui dit un jour que, dans les colonies oîi le soleil est toujours très-ardent, il ne serait pas impossible de chauffer les chaudières des

machines à vapeur avec des miroirs en grand nombre, montés sur un même châssis, et dirigés sur un même point ; idée singulière qui rappelle en même tranps les miroirs d*Archimède et de BufFon, et plusieurs appareils qu'on trouve décrits dans les anciens recueils de machines, et qui avaient pour objet d'élever l'eau par l'intermède de l'air échauffé par les rayons du soleil. »