I.EÇOJI

laine quantité d’eau ; et à cet effet on a un robinet semblable à celui M , qui permet à l’eau de couftr du tuyau M sur le piston .

[SS] Peu après la premièrê construction de ces machines , une circonstance accidentelle suggéra a Newcomen un meilleur mode de condensation que l’affusion de l'eau froide sur la surface extérieure du cylindre. On observa qu’une machine ••fonctionnait à plusieurs coups de piston avec une rapidité extrême , et sans recevoir l’eau de condensation ordinaire. A l’examen du piston , on y trouva un trou par lequel l’eau versée dessus pour ernpê— cher 1 intromission de l’air , avait coulé , et avait subitement condensé la vapeur eudessous.

D’après cette suggestion , Newcomen abandonna le cylindre extérieur, et adopta nu tuyau H muni d’un robinet Q pour le fond du cylindre , de manière qu’en tournant le

où elle condense subitement la vapeur.

f>e mode de condensation par injection devenait un important perfectionnement à

V * 58 • TâOISlKMK

la machine , et il est encore en usage aujourd’hui. / - ' i

[ 36 ] Après avoir jftis une idée générale des parties de la machine atmosphérique , considéronS mainteuaut plus particulièrement son action :

Quand la machine ne fonctioijne pas , le poids de la tige de pompe D entraîne par bas le balancier A , et tire le piston vers le • haut du cylindre où il s’arrête. Supposons ' tous les robinets et toutes les soupapes fermés , et la chaudière remplie à la hauteur convenable ; le feu étant allumé des- ' ■ sous, l’eau bout jusqu’à ce que la vapeur ait acquis une force suffisante pour soulever la soupape V : au moment où cela a • lieu, la machine peut être mise en mouve* I ment. A cet effet , on ouvre la soupape régulatrice R, la vapeur s élancé dans le cylindre froid , et d’abord elle y est condensée. Quelquetems après , le cylindre a acquis la température de la vapeur , qui cesse alors d’etre condènsée, et qui se mêle avec l’air qui remplissait le cylindre. Là vapeur et l’air échauffés , ayant une force plus grande que la pression atmosphérique, soulèvent une soupape placée à l’extrémité d’un petit tube dans le fond du cy-

LEÇOÎS. • %

li'ndre, et qui s’ouvre en dehors. Par cette soupape ( qui est appelée soupape soufflante (*) , la vapeur et l’air s’élancent en un jet constant jusqu’à ce que tout l’air ait été expulsé, et le cylindre reste rempli de

Î iure valeur d’eau : c’est cette opération à aquelle on a donné le nom d c soufflage de la machine , préalablement à sa mise en mouvement.

Quand elle est prête à être mis* en train , le surveillant ferme le régulateur R, et par là il suspend l’introduction de la vapeur; en même tems il ouvre la soupape de condensation Q et par ce moyen il fait monter un jet d’eau froide dans le cylindre : ce jet condense immédiatenmnt la vapeur contenue dans le cylindre , et produit le vacuum. ( L’air atmosphérique nje peut pénétrer dans la soupape soufflante , p^rce qu’elle ouvre en— dehors , en sorte

Î ue le vacuum ne peut pas être vicié ).

a pression atmosphérique au-dessus du piston s’exerce maintenant , et le force à

’ (*) Elle est aussi appelé? soupape reniflante , à cause du bruit particulier <pie font entendre l’air et la vapeur qui s’en e'chappent. • : ^

( f *) Appelée aussi sou pdp*' <!' Injection.

descendre dans le cylindre. Quand la descente est achevée, le surveillant ferme la soupape de condensation Q, et ouvre le régulateur R : par ce moyen , il arrête l'effet du jet dans l’intérieur du cylindre , et laisse entrer la vapeur qui vient de la chaudière. Le premier effet de la vapeur est d’expulser l’eau de condensation et la vapeur condensée qui se sont rassemblées dans le fond du cylindre , par un tube muni d’une soupape qui s’ouvre en dehors ( appelée soupape déduction ou de décharge ) et qui conduit dans l’auge à l’eau chaude Lqui reçoit cette eau.

Quand la vapeur reçue «dans R cesse d’être condensée, elle fait équilibre à la pression atmosphérique qui s’exerce sur le

S iston , et de cette manière elle lui permet e remonter au haut du cylindre par l’effet du poids de la tige D : cette ascension du piston est due aussi en partie à ce que la vapeur a un peu plus de force que l!at- .mosprtère.

Quand le piston est arrivé au haut, la soupape régulatrice R est fermée ; la soupape de condensation Q est ouverte , une autre descente a lieu comme auparavant, et l’opération continue toiijours de même.

La manipulation nécessaire pour faire

Leçon 91

fonctionner cette machine , consiste donc dans l’ouverture et la fermeture alternatives de deux soupapes ; savoir, la soupape régulatrice et la soupape de condensation. Quand le piston a atteint au haut du cylindre, il faut fermer la première, et ouvrir la seconde , et quand il arrive au fond , il faut ouvrir la première et fermer la seconde.

D’après la difficulté , même pour un ouvrier attentif, de donnqj^un soin con 4 sttmt a cette manœuvre des soupapes f le fonctionnement de la machine était toujours très-irrégulier, et la perte cle combustible très-grande , jusqu’à l’épcqxie où un enfant nomnvé Humphrey Polter , imagina les moyens de faire mouvoir les soupapes par elles-mêmes. Cet artifice , quoiqu’il n’eut d’autre but que de satisfaire aux habitudes paresseuses de l’inventeur , 11’a pas laissé que de*faire faire un pas trèsimportant au perfectionnement de la machine à vapeur ; car, par ce moyen , nonseulement l’irrégularité résultante de la négligence des ouvriers est évitée , mais le fonctionnement de la machine est double, en sortê qu’on a épargné moitié du combustible.

Pot ter attacha deux ficelle» aux leviers

qui mettaient en mouvement les soupapes , et portant ces ficelles sur le balancier, il les fixa de manière que, selon que le balancier montait ou descendait, il devait tirer sur lès ficelles , en ouvrant ou fermant une soupape, selon le besoin , et avec une certitude et une régularité parfaites. Cette invention a été ensuite perfectionnée par un ingénieur nommé Beighton , qui fixa un balancier droit, appelé •> Plug—Frame ou balancier foisonnant , lequel portait des chevilles qui , lors de l’ascension et de la descente du balancier, venaient frapper les leviers fixés aux soupapes, et ouvraient ou fermaient celles — ci , exactement dans le moment convenable.

, La machine, ainsi perfectionnée, n’exige pluS d’autre soin , que celui d’alimenter de tems îi autre la chaudière , au du robinet T, et d’entretenir le

moyen fourneau.

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IV e lec<5n. ..

Supériorité ieda Machine atmosphérique, sur celle du capitaine Savé. y . Elle nojfw.it aucun principe nouveau . — - Machine de Papin. — Prétentions mçil fondées des Français, à f Invention de, la Machine à vapeur*— James TVatt. — Particularités de sa vie. Ses \ premières Idées sur les moyens d’ économiser la chaleur. Principe des perfectiannemens qu’il projetait. . • , :

[38] Considérée sous ïe -fouit de; Vue / pratique , la machine atmosphérique décrite dans la dernière leçon , jouissait d’avantages considérables sur celle de Savér.y ; et encore aujourd’hui , il n’est pas rare qu’on en fasse y sage dans les lieux où le combustible est abondayt et a .bas prix »

parce que les frais de premier -établissement en sont beaucoup moins considérables que pour les machines modernes»-

D’ailleurs la basse. pression à laquelle «ette

machine fonctionne, en écarte tout danger dans l’emploi ; car il n’existe de tension susceptible de causer une explosion, que . sur lu taux de une livre par pouce carré , tandis que dans la machine de Savéry ,

• y a une pression équivalente à envi-

ron 28 livres. La basse température de la vapeur employée , qui n’excède pas 4 03° n’affaiblit ni ne détruit les matériaux de 1 appareil , tandis que les machines de Savéry, nécessitaient l’emploi de la vapeur fournie par de l’eau , à 120° de tempé- . ' rature, ce qui , dans un tems très— court, rendait la machine incapable de résister "a la pression. ~ .

La puissance «des machines de Savéry était aussi extrêmement limitée, tant sous le rapport de la quantité d’eau élevée que sous celui de fci hauteur a laquelle elle était portée [29] ; au contraire, la machine atmosphérique n’a d’autre limite dans sou effet, que les dimensions du piston.

Dails 1 évaluation de la puissance de ces machines , cependant , nous ne pouvons compter toute la pression atmosphérique , comme force effective. L’eau de condensa- * , tion se trouvant mêlée à la vapeur con- ‘ I • densée , forme une quantité d’eau chaude sur le fond du cylindre qui, n’étant pas

LEÇOIf.

soumise à la pressiou atmosphérique [17],* produit une vapeur qui s’oppose «à la descente du piston. Dans la pratique , nous trouvons qu’il faut allouer* au moins, trois livres par pouce carré, pour la résistance * de cette vapeur , et 1 livre par pouce carré, pour le frottement, etc. En sorte, que la force effective ne doit se compter qu’en faisant soustraction de ces 4 livres par pouce carré; et en estimant la pression atmosphérique* à 14 liVres, il ne reste plus de force fonctionnante effective qu’environ 10 livres par pouce carré. Et ce taux est même encore un peu supérieur à ce qu’on obtient ordinairement.

Ln autre avantage dont jouit cette jnachine sur celles de Savéry, c’est la facilité avec laquelle on peut en faire l’applicatjon au mouvement des appareils divers , au moyen de balanciers. . •

[39] Quant à la question d’invention,' 'Newcomen ne paraît pas avoir de grands droits. La puissance de la pression atmosphérique était depuis long — tems connue; la formation d’un 'vacuum , par l’effet de la condensation de la » vapeur, était une découverte de Savéry; la force élastique de la vapeur employée pour balancer le poids de l atmosphère d^ns l’ascension, était

celle du nia rouis de Worcester. Quant à la construction de la chaudière , les tubes jaygeurs, le régulateur, etc. , étaient en tout semblables à ceux des machinés de Sàvéry .

L’idée de faire agir un piston dans un cylindre , par l’effet de la pression atmosphérique , au moyen d’un vacuum sous ce piston , avait .été suggérée par Otto de Guéricke, physicien allemand très-ingénie«x et inventeur de la machine pneumatique. L’usage d’iin balancier ne pouvait guère être resté inconnu. Néanmoins, il faut reconnaître qu’on doit beaucoup à Newcomen, pour la combinaison judicieuse de tous ces principes isolés , de manière à eh composer sa machine atmosphérique.

[40] La patente de Newc'dmen fut ac cordée en 1705; et en 1707, Papin , né en France , et professeur de mathématiques g MarpourgJi , publia un ouvrage ayant pour titre : « Nouvelle Méthode d’élever Veau à l' aide du feu , » dans lequel il décrit une machine à vapeur qui ne vaudrait guère la peine que nous nou 9 en occupassions, si ce n’était là le fondement sur lequel les Français*» ppuient leurs, prétentions à l’invention de la machine à vapeur.

La publication de l’ouvrage de Papin est postérieure de neuf.années à la délivrance

LEÇON. t CJ'Jf

du brevet de Savéry, dont Papin avoue lui-même qu'il avait eu connaissance , et

S ostérieure de deux années au brevet de ewcomen. Voici la description de la machine à vapeur de Papin :

Une chaudière ovale A {fi g- H)., est remplie d’eau jusqu aux deux tiers environ de sa<capacité, au moyen d’une soupape B, placée dans la partie supérieure , et qui s'ouvre de bas en haut; elle sè tient fermée au moyen d’un levier qui porte un poids, à glissoire. Ui pression sur la soupape se règle qn faisant mouvoir le poids vers B ou l’en éloignant, comme cela se pratique pour le poids d’une romaine ordinaire. La chau- , dière communique avec un cylindre C, au moyen d’un tube à siphon, muni d un robinet en D. Le cylindre C, a une soupape F dans le haut, qui ferme au moyen d’un levier et d'un poids semblable à B , et uh tube avec robinet G, ouvrant dans l’atmosphère. Dans ce cylindre , on placé un piston creux en cuivre H , qui s’y meut librement, et flotte sur l’eau ; un autre *, tube établit une communication entre le * fonds de ce cylindre et le fonds d’un vase cylindrique fermé I, appelé boîte à air .

Sur ce tube est une soupape K, ouvrant de bas en haut y ainsi qu’un tuyau ter—

Vapeur. - H .

miné par un entonnoir , et muni d’une soupape L qui s’ouvre de haut en bas.

De la partie inférieure* de la boîte ou réservoir à air , il part un tube muni également d’un robinet M , et auquel on donne toute la hauteur à laquelle on veut, conduire l’eau.

L’eau étant versée dans l’entonnoir , passe par la soupape L , qui s’ouvre de haut en bas, et remplissant le tube, monte dans le cylindre C, en soulevant le piston flottant II, à sa surface, et se maintenant en C au même niveau que dans l’entonnoir. De cette manière, le cylindre G, peut être rempli jusqu’au niveau de la partie haute de l’entonnoir. Dans cette opération , le rdbi-net G doit être laissé ouvert pour permettre à l’air contenu dans le cylindre de s’échapper à mesure que l’eau monte.

Supposons maintenant que le-feu étant placé sous la chaudière , il se produire de la vapeur. A l’ouverture du robinet D , et en fermant G , la vapeur coulant par le tube à siphon , situé dans lg partie haute du cylindre , exerce une pression de haut en bas sur le piston flotteur, et force l’eau à passer dans le tube inférieur. Le passage en L se trouvant fermé , puisque L ouvre de haut en bas , l’eau ouvre la soupape &,

et passe dans la boîte à air I. Quand le piston H a été contraint de descendre jusqu’au fond du cylindre , le robinet D est fermé, et celui G est ouvert, et la vapeur .

Ï >eut s’échapper dans l’atmosphère. Le cyindre se remplit ensuite aux dépens de l’entonnoir, comme ci-dessus ; et le robinet G étant fermé, et celui D ouvert, l’opération se répète , et il passe de nouvelle eau dans la boîte à air I.

En continuant cette opération , l’eau est forcée de passer dans la boîte a air ; et l’air qui, dans l’origine, remplissaifce vase, * se trouve comprimé et occupe un moindre ‘ espace au-dessus de l’eau. Sa force élastique augmente dans ce cas , précisément ' dans le même rapport que son volume diminue (6). Supposons maintenait que moitié du vase I , ait été remplie par l’eau * qu’on a forcée d’y entrer, l’air au-dessus \ de cette eau étant réduit à la moitié de son volume , se trouve avoir acquis le double de force élastique , et par conséquent , il presse sur la surface de l’eau ' avec deux fois la pression de l’atmosphère.

Si les deux tiers de la capacité de la boîte à air étaient remplis d’eau , l’air serait comprimé au tiers du volume primitif, et il presserait alors sur la surface de l’eau», avec .

JOO

trois fois la pression de l'atmosphère , et ainsi de suite.

Or, si le robinet M est ouvert , la pression de l’air condensé forcera l’eau à monter dans le tube N , et elle continuera à s’élever jusqu’à ce que la colonne fasse équi—

• libre à la pression de l’air condénsé. Si , •quand l’eau est suspendue dans Je tube,* et que le robinet M est ouvert, le yase I est à moitié rempli , le poids de la colonne en N sera de 32 pieds ; parce .que 32 pieds d’eau exercent une pression égale à cklle de

« l'atmosphère ; et cette pression ajoutée à celle de l’atmosphère, procure une pression totale égale à deux fois celle de l’atmosphère , qui balance la pression de l’air en I , réduit à moitié de son volume. Si les deux tiers de I étaient remplis d’eau,

• une colonne de soixante-quatre pieds serait supportée par N ; car unç colonne semblable ajoutée à lia pression atmosphérique forme une pression totale égale à trois lois celle de l’atmosphère ,. laquelle fait équilibre à l’air en I comprimé au tiers de son volume primitif.

[41] L’omission du principe de condensation fait perdre à cette machine 2(1 pieds de l’ascension perpendiculaire.

- . ' “ LEÇON» „ IJH V

[29]. Au surplus, sous tous les points de vue, elle est fort inférieure aux macbi- . ' nés de Sa.véçy et de Newcomen, et la date de sa publication tranche la cjuestion relative au droit de Papin à aucun partage dans l’invention de la machine à vapeur. •

Quand bien même la publication de la machine de Papin aurait précédé celle de Savéry , cela ne donnerait encore au premier aucun droit à l’invention ; le principe dont il a fait usage n’étant que la force d’élasticité de la vapeur, qui long-tems avant lui avait été suggéré par le marquis de Wofc*- ' *

• tester. . y v, < ■ •

[42], Pendant près d’un demi— siècle, à dater de la construction de la machine atmosphérique par Newcomen en 1703, il n’y avait eu aucun pas important de lait dans le perfectionnement de la machine à vapeur. Pendant cet intervule, le célèbre . • ’•

Smeaton avait donné beaucoup d’attention aux détails de la machine atmosphérique, 1 et il avait porté cette machine au plus haut point 'de perfection dont son principe sem- .blait la rendre susceptible , et qu’e'le ait encore jamais atteint.

Dans l’année 1765, James Watt, dont lé nom est illustre dans ,,l’ histoire de la

102 , . QOATRIÏMK

science mécanique, commença ses expé- . riences sur la vapeur. Cet homme était né ; à Greenock, en r année 1736; et à l’âge de 16 ans, il était apprenti chez un constructeur d’instrumens de mathématiques, avec lequel il demeura 4 ans. A l’âge de 20 ans , il se plaça chez un fabricant d’instrumens à Londres. Quelque tems après , sentant décliner sa santé , il retourna en Ecosse , et commença «à faire des affaires pour son propre compte à Glascow , en 1757, il fut nommé fabricant d’instrumens de l’université de cette ville , où il résidait et exerçait son commerce.

Cette circonstance lui procura la connaissance du célèbre docteur Robison , alors étudiant à Glascow , et qui dirigea l’attention de Watt sur la machine à vapeur. Dans ses premières expériences , il employait la vapeur à une haute pression; mais il y reconnut tant de danger à cause de la rupture des chaudières , et tant de difficultés pour conserver les joints hermétiques , ainsi que beaucoup d’autres ineonvéniens , qu’à cette époque il abandonna es recherches.

[43] Dans l’hiver de 1763, Watt fut employé à reparer le modèle d’une ma—

LtÇOI*. . lo3

chine atmosphérique qui appartenait à la classe de physique de l’université , circonstance qui dirigea de nouveau son attention sur le sujet de la machine à vapeur.

Il trouva si grande la conlbmmation du combustible pour faire fonctionner ce modèle , qu’il en conclut que la poYtion perdue devait être beaucoup plus considérable que celle utilement employée pour le mouvement du piston. Il en inféra d’a— ' boi*d que la matière du cylindre ( le cuivre jaune ou laiton ) était un trop bon conducteur du calorique, et que c était ce qui en occasionait une grande perte. Il fit en conséquence quelques expériences avec des cylindres de bois imprégnés d’huile de lin, mais il ne tarda pas à les abandonner! De nouvelles réflexions lui rendirent évident qu'une prodigieuse perte de vapeur était inhérente au principe même de la machine atmosphérique : c’est ce que l’on concevra facilement.

Quand la vapeur remplit le cylindre de manière «à balancer la pression atmosphérique exercée sur le piston , le cylindre doit acquérir la même température que la vapeur elle-même. Or, lors de l’introduction du jet condensateur, la vapeur mêlée

*o4 QUATRIEME

avec cette èau forme une masse d’eau chaude sur le fond du cylindre : cette eau , n’étant pas soumise à la pression atmosphérique , bout à (le très-basses températures , et produj^ une vapeur qui résiste à la descente du piston..

La chaleur du cylindre lui-même aido à cet effet; de manière que, pour obtenir sous le pistfim un vacuum approchant de la perfection, on a trouvé qu’il est nécessaire d’introduire une quantité d’eau de condensation si grande , qu’elle réduit la température de Peau dans le cylindre à moins de 100°, ce qui, par conséquent, abaisse le cylindre lui-même à cette température.

Dans ces circonstances , la descente du piston n’éprouve que très-peu de résistance de la vapeur contenue dans le cylindre, mais après , lors de l’ascension du piston , il s’ensuit une perte immense (le vapeur ; car lorsqu’elle arrive sous le piston , le cylindre froid et l’eau de condensation condensent immédiatement la vapeur, et continuent à produire cet effet jusqu’à ce que .le cylindre soit échauffé # de nouveau jusqu’à ICO 0 , température à laquelle doit atteindre la totalité du cylindre avant que 'ascension ne soit complétée. Ici se trouve

if

IOJ

. LjEÇU*,.

cloute évidemment la source dune perte immense de chaleur. A chaque descente cfti piston , il faut que le cylindre soit refroidi au-dessous de 38°, et à chaque ascension, il faut de nouveau qu’il revienne v 'a 100°. On a par conséquent mis en question, si la force acquise par une plus grande perfection dans- le vacuum pouvait compenser la perte de combustible pour produire ce vacuum ; et l’on à trouvé., en général, q,u’il était plus profitable de ne pas ramener le cylindre à une température si ‘ basse, et que, par conséquent , il valait mieux faire fonctionner le piston avec un vacuum • très-imparfait , et une moindre puissance.' .

Watt trouva donc que la machine atmosphérique offrait ce dilemme : il faut employer beaucoup ou*peu d’eau de condensation. Si l’on en emploie une grande quantité , le vacuum sera parlait ; mais dans ce cas, le cylindre aura été relroidi , et il faudra, pour le réchauffer, consommer beaucoup de Combustible. Si l’on n’emploie que peu d’eau de condensa liou , il ' restera une vapeur qui résistera à la descente du piston , et détruira une portion de la puissance de l’atmosphère. .1

ffiand problème dont la résolution appela dès-lors toute son attention , fut de condenser la vapeur sans refroidir le cy- ; lindre.

D’après la petite quantité d’eau sous forme de vapeur qui remplissait le cvlin- . dre , et la grande quantité d’eau injectée à laquelle cette vapeur communiquait de la chaleur , Watt fut conduit à examiner dans quelle proportion le volume d'eau à l’état liquide se trouvait par rapport à son volume dans l’état de vapeur , et aussi quel était le rapport existant entre la chaleur que contenait cette eau dans les deux états.

L’expérience lui fit connaître qü’tfn pouce cube d’eau donnait un pied cube de vapeur , et que le pied cube de vapeur contenait autant de chaleur.qu’il en faudrait pour élever un pouce cube d’eau à 400° [19].

• <Çe résultat lui causa quelque surprise , parce que le thermomètre indiquait constamment la température de 100°, tant pour la vapeur que pour l’èau qui l’avait four- » nie. Que devenait donc alors toute la chaleur additionnelle contenue dans la vapeur , et que le thermomètre n’indiquait pas ? Watt conclut que cette chaleur devait être de manière ou d’autre engagée dans le

liquide pour le ipaintenir sous sa nouvelle forme, , ' : * **; ‘

frappé de la singularité de cette circonstance , il en fit part au docteur Black , qui expliqua alors à Watt sa doctriné.de la chaleitr latente , que déjà depuis quel- •' que teiis il avait commencé dè profes— ‘ ser, mais dont Watt n’avait pas encore eu connaissance. « C’est ainsi^ ajoute Watt ,

2 u’il m'arriva de m’aheurter contre un es principaux faits sur lesquels repose cette thécyrie. » / • / *

[44] Watt s'appliqua alors de toutes ses facultés à la recherche d’une méthode pour « condenser la vapeur sans refroidié le cylindre. » il lui vint à l’idée d'avoir un vaisseau séparé du cylindr| , dans lequel il serait possible de maintenir un vacuum constant. Il ne s'agissait plus que d'établi» une communication entr% le cylindre et ce vaisseau ; la-vapeur , par sa propriété ex*pansivp , s’y élancerait du cylindre , et se trouvant.exposée au froid , serait immédiatement condensée , et pendant tout ce teins le cylindre serait maintenu -à 100°.

Cette heureuse conception a été son premier pas dans la carrière Jbrillan te quia immortalisé }«; nom de Watt , et qui a

■ iO$> *QlJATIlliME,

étendu sa renommée jusqu’aux dernier.', confins de la civilisation. Il rapporte que ,

.* du moment que l’idée de «< condensation : ' ' séparée » vint le frapper , tous les autres

' détails de sa marine perfectionnée sui- ‘ virent rapidement et sans interrdption , de

* '* manière que le jour même son invention

fut si Complète, qu’il dût la soumettre à

♦ \ i l’expérience.-

Sa première idée avait ete , comme nous

• V ' l’avons . dit, d’introduire un vaisseau séparé, -appelé condenseur, muni d’nn tuyau ou tube communiquant avec le cylindre.

' # Il se proposait de tenir ce condenseur toujours froid au moyen de son immersion dans une bâche pleine.d’eau Iroide, et en * faisant jouer à. l’intérieur un jet d .eau également froide. Quand la conununieation avec le cylindre serait ouverte., la vapeur , s’élançant dans le .condenseur , - se trouverait immédiatement réduite en eau par le jet et la surface froide. Mais ici il se présente une difficulté : que faire de .-V l’eau de condensation et de la vapeur cons ' ; '• densée qui se réuniraient sur le; fond du

condenseur ? D’ailleurs une certaine quan- -• tité d’air combinée avec de l’eàu de con- , densation , entrerait inévitablement $ et oet,

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îiir en s’accumulant , passerait dans le cylindre , où il s’opposerait à la descente du piston. Pour parer à cet inconvénient , Watt imagina d’ctablir une communication entre le fond du condenseur et unç pompe quil appela la Pompe a air, en sorte que Veau A l’air, ou les autres fluides qui poliraient se rassembler dans le condenseur, se trouveraient ainsi évacués. Il était d’ailleurs facile de voir comment cette pompe pourrait être mise en jeu par la machine même : voilà quel fut le second grand pas de fait dans l’invention.

On avait reconnu nécessaire, pour que le piston pût se mouvoir juste et à frottement dans le cylindre , de le tenir couvert d’une certaine quantité d’eau. Dans l'hypothèse actuelle , tout ce qui pourrait s’échapper de cette eau le long du piston , c’est-à-dire, pénétrer entre lui et le cylindre , entrerait en ébullition , le cylindre étant maintenu constamment à 100° de température ; la vapeur qui en devrait résulter, détruirait le vacuum . Pour obvier à cet inconvénient , Watt proposa de lubréfier le piston , et de le rendre hermétique, en employant de la cire fondue et du suif.

Il restait encore à se préserver d’un

Vapeur. 7

autre inconvénient : lors de la descente du piston, l’air introduit dans le cylindre en abaisserait la température , en sorte que , dans l’ascension subséquente , un peu de la vapeur qui y serait entrée se trouverait condensée; ce qui donnerait lieu à une perte. Pour écarter cette difficulté , Watt proposa dfe fermer entièrement le .

cylindre à sa partie supérieure, à l’aide d’un couvercle à l’épreuve de l’air et de la vapeur , mais qui permettait à la tige du piston son jeu dans un trou garni d’une boîte à étoupes ; et il imagina de faire presser le piston , non plus par V air atmosphérique , mais par la vapeur .

Ce fut là le troisième pas remarquable dans cette grande invention , et même celui qui changea totalement le caractère du la machine. Ce fut alors vraiment quelle put à bon droit s’appeler la machine à vapeur, dans toute l’acception du mot car la pression exercée sur le piston fut dorénavant due à la force élastique de la vapeur, et le vacuum sous le piston fut produit par la condensation de la vapeur; en sorte que la vapeur fut employée directement et indirectement connue puissance motrree , au lieu que, dans la machine atmosphérique , la lorce indirecte de la va—

«le

L’ÈÇÔJl 1 I I

peur était seule employée, et uniquement comme un moyen facile de se procurer un 'vacuum.

La dernière difficulté concernant l’économie de la chaleur , qui restait à surmonter, était l’âssujétissement du cylindre, au refroidissement, sur ses surfaces extérieures, par l’effet de l’atmosphère. Pour y obvier , Watt proposa d’abord de doubler le cylindre en bois , à cause du peu de conductibilité du calorique par cette substance ; mais subséquemment il adopta une méthode différente , qui consiste à enfermer le cylindre dans un autre , en laissant entre deux un certain espace qu’il tenait constamment plein de vapeur. De cette manière , le cylindre intérieur était maintenu à la même température que la vapeur dont il était entouré : le cylindre extérieur s’appelle Y enveloppe ou la chemise (*).

[ 45 ] Watt calcula que , dans la machine atmosphérique, il y avait de perdu, pen-

(*) 11 est assez remarquable que Watt ait imagine', pour tenir chaud le cylindre, un moyen analogue à celui que dans les anciennes, machines Newcomen employait pour le rafraîchir (34’..

dant 1’échauffiement du cylindre , etc. trois fois autant de chaleur qu’il s’en employait utilement. Or , comme d’après les perfectionnemens qu’il proposait, presque toute la consommation inutile disparaissait; , .il apercevait , ce qu’il a depuis vérifié dans la pratique, une épargne des trois quarts du combustible. 1 ,

L’honneur que font à Watt ses précieuses découvertes, est encore relevé par les difficultés qu’il a eu à combattre , et (pii étaient dues à la gène de ses moyens à l’époque où il les a faites-. Il rapporte que, lorsqu’il tâchait de déterminer la consommation de la chaleur pour la production de la vapeur, ses moyens ne lui permettaient pas de faire ùsage d’un appareil ooovenable, qu’il n’aurait pu se procurer sans quelques frais ; il eut donc recours, pour ces expériences , à ces petites fioles à médecine , et ce fut à l’aide de tels instrumens qu’il parvint à découvrir la propriété dont il a été parlé plus haut comme un des faits sur lesquels est fondée la doctrine de la chaleur latente.

Quelques écrivains ont attribué au docteur Black une grande part dans de mérite des découvertes dues à Watt. On a dit que

- c'était aux instructions du premier , sur la théorie de la chaleur latente, que Watt avait été redevable des faits qui l’avaient conduit à ses perfectionnemens. Il n’en a pas cependant été ainsi ; et l’erreur n’est provenue principalement , que de quelques

S assages relatifs à Watt dans les œuvres du octeur Robison. Dans l’un d’eux, le docteur avance qu’il a été Y élève et l’ami intime du docteur Black, et qu’il a suivi deux de ses cours au collège de Glascow.

Tel n’a pas été le cas ; et , « malheureusement pour moi » dit Watt dans une lettre au docteur Brewster , « les obligations de de mon travail ne m’ont pas permis ‘de suivre aucun cours du docteur Black , ni d’aucun autre professeur. En faisant remarquer d’ailleurs l’opinion du docteur Black , sur l’utilité dont m’aurait été son heureuse observation de, ce qui se passe pendant la formation et la condensation de la vapeur élastique, (laquelle dit le docteur , n’a pas peu contribué au bien public, en suggérant à mon ami M. Watt de Birmingham , ci-devant de Glascow , ses perfectionnemens de la machine à vapeur ) il m’est pénible de contredire une opinion (quelconque ou une assertion de mon vénérable ami ; mais cependant dans

ÏI^ , CINQUIEME

le cas présent , je crois nécessaire de dire qu’il me paraît avoir commis une erreur.

Ces perfectionnemens ont été le résultat de ce fait anciennement établi , que la vapeur est condensée par le contact des corps froids; et de cet autre fait plus nouvellement connu , que Feau peut bouilliir audessous de 38° , et que, par conséquent on ne peut obtenir un vacuum , à moins que le cylindre et son contenu ne soient à chaque coup de piston refroidis au-dessous de cette température. »

Machine à simple effet de TVatt. — Ap- ' , plication du Principe de V Expansion.

— Faillite de Roebuck , et Association avec Bolton. — Brevet d’invention ( Patent) , prolongé jus quen 1800 . — Compteur. — Difficultés que les associés éprouvent pour répandre l’usage de leurs machines. ‘ .

[46] La première machine sur laquelle Watt réalisa les idées qu’il avait conçues.