RESUME

En quoi consiste la machine à Tapeur : révision de ses principaux organes. — Machines à basse pression, à moyenne et à haute pression. — Ce que c'est qu'un cheval-vapeur ; comparaison du travail journalier d'un cheval-vapeur et d'un cheval vivant de moyenne force. — Puissance de la chaudière ; rapport de cette puissance avec la surface de chauffe, et la consommation de houille.

Telle est la machine à vapeur moderne, dans son ensemble et dans les détails principaux de son organisme.

En résumant en quelques lignes la description qui a été l'objet des trois ou quatre chapitres précédents, on voit que la machine à vapeur consiste :

1° En une chaudière ou générateur à vapeur qui transforme en force élastique disponible la puissance contenue dans un combustible, la houille par exemple. La chaleur est T agent de cette transformation; elle passe du foyer aux parois qui constituent la surface de chauffe de la chaudière, et, se communiquant de la fonte à l'eau, elle en élève la température, en provoque et maintient l'ébullition, fournissant d'une façon continue au réservoÎF de vapeur la masse gazeuse et élastique, à une pression en rapport avec le travail à pro-.

LE MÉCANISME DE TdANSMISSION. 195

duire. Foyer, grille, cendrier, carneaux et cheminées, bouilleurs et corps de la chaudière, soupapes et avertisseurs de sûreté, manomètres, indicateurs de niveau et de «pression, tel est le générateur de la machine, avec ses accessoires ;

2° La vapeur produite, la machine proprement dite se compose d'organes du mouvement, du récepteur de la force et des appareils de distribution ayant pour objet la production d'un mouvement alternatif rectiligne. Le cylindre, la boite à vapeur, le tiroir, le condenseur, sont les principaux organes de cette partie de la machine. C'est le mécanisme moteur.

Enfin, 3° le mouvement une fois produit sous sa forme immédiate, il s'agit de le transformer, de le rendre apte au travail que l'industrie exige ; et c'est le plus souvent sous forme de mouvement circulaire continu. Les bielles, manivelles, balanciers, glissières sont les organes ordinairement employés pour cette partie de la machine à laquelle nous avons réservé le nom de mécanisme de transmission. Le volant et les régulateurs ont un objet particulier, qui est de maintenir dans les limites convenables la vitesse de régime ou la puissance du moteur.

Ces différentes fonctions bien comprises, les appareils qui les remplissent bien clairement conçus, au moins dans leurs dispositions principales, on

IBfi LA VAPEUR.

peut, sans craindre de s'égarer, aborder l'esaraen des différents types de machines qui ont été imaginés depuis l'origine ou l'invention de la vapeur, et dont un grand nombre sont aujourd'hui employés dans l'industrie manufacturière, dans les voies ferrées et la navigation, et enfin dans l'agriculture.

Avant de faire cette revue des types, avant de montrer la vapeur à l'œuvre dans les services multiples qu'elle rend à lo civilisation, il faut encore qu'on me permette, non une digression, il s'agît d'une chose essentielle, mais une courte explication de quelques termes et locutions fréquemment employés quand on parle des machines et qu'on évalue leur puissance.

Déjà j'ai dit ce qu'on entend par machine à basse pression, à moyenne et a haute pression. Précisons encore.

Une machine à basse pression est celle où la vapeur possède une tension qui ne dépasse pas une atmosphère et demie. Une telle machine possède toujours un condenseur.

Quand la cliaudiôre donne de la vapeur à une tension comprise entre trois et cinq atmosphères, la machine est une machine k vapeur à moyenne pression. On y adjoint, le plus souvent, un condenseur, mais cela n'est pas nécessaire.

Enfin, quand la tension de la vapeur dépasse

cinq atmosphères^ auquel cas la machine fonctionne généralement sans condenseur, on a affaire à une machine à haute pression.

Mais la puissance d'une machine ne dépend paj) seulement de la force élastique de la vapeur qui sert à la mouvoir. Ce n'est là qu'un élément; il faut tenir compte, en partant de cet élément, des dimensions du cylindre, du nombre des coups de piston que la machine donne par minute ou par heure, nombre qui dépend lui-môme de la quantité de vapeur régulièrement fournie par la chaudière. On arrive ainsi à évaluer le travail de la vapeur sur le piston. Mais, ce travail, pour être transmis à Tarbre de couche et au volant, est en partie absorbé par les frottements et résistances des organes de transmission, de sorte qu'il y a lieu de le réduire d'après les données de l'expérience pour en conclure le travail réel, la puissance effective de la machine.

Ce travail s'évalue en chevaux-vapeur. On dit ainsi, d'une machine, qu'elle est une machine de o, 4, 10, 50, 500 chevaux.

Avant d'aller plus loin, disons donc clairement ce que signifie cette expression de cheval-vapeur.

Un effort exercé s'évalue en kilogrammes, ce qui revient à dire qu'on assimile l'effet d'une force à celui d'un poids, par exemple à l'effet qu'un nombre donné de kilogrammes produit sur un ressort. Mais

tus LA VAPEUll,

cela ne suffit point pour mesurer le travail effectué par lin moteur quelconque, car ce travail dépend encore du temps ou de la vitesse du mouvement produit. Pour achever de le définir, il faut dire quel chemin le moteur fait parcourir au poids pendant l'unité de temps, pendant une seconde.

C'est ainsi qu'on nomme kilogrammèlre le travail d'une force capable de transporter un kilogramme à une distance d'un mètre, en une seconde. Telle est l'unité de travail généralement adoptée par les mécaniciens.

Seulement, dans la pratique, et quand il s'agit du travail des machines, on emploie une autre unité, qui est 75 fois aussi grande que la première, qui vaut donc 75 kilogrammètres et à laquelle Tusage applique la dénomination de cheval-vapeur.

Voici à quelle occasion cet usage s'est introduit.

Quand Watt eut apporté aux premières machines à vapeur les perfectionnements qui les firent adopter dans les mines et dans l'industrie anglaise, les fabricants de ces machines se virent dans l'obligation de garantir ii ceux qui leur faisaient des commandes la puissance des nouveaux engins. Dans les mines, on employait généralement des chevaux qui faisaient tourner des manèges. Le travail journalier et moyen de ces animaux fut pris pour terme de comparaison, et l'estimation, faite expérimentalement par Watt de ce travail, ou Itoyse-potver,

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servit à évaluer la puissance des machines livrées. On s^arrêta à un chiffre qui, traduit en mesures métriques, correspondait à 74 ou 76 kilogrammes transportés à 1 mètre. La moyenne, 75 kilograminétres, a été définitivement adoptée en France, et est, aujourd'hui, universellement adoptée. Mais qu'on ne s'y trompe point. Le travail de la vapeur est supposé continu, et les machines travaillent des jours et des nuits sans se reposer. Une machine de la puissance d'un cheval fait donc, en un jour, c'est-à-dire en 86,400 secondes, un travail équivalante 86,400x75 ou à 6,480,000 kilogrammèlres. Un cheval vivant et réel, au contraire, est dans la nécessité de se reposer; en le faisant travailler 8 heures par jour, il ne développerait qu'un travail trois fois inférieur à celui de la même machine.

En réalité, c'est encore là une évaluation trop forte. Les chiffres de Watt, si l'on juge par les expériences faites depuis, s'appliquaient à des chevaux dont la vigueur dépassait la moyenne, et qui probablement étaient surmenés. 11 résulte, des expériences auxquelles nous venons de faire allusion, qu'un cheval de force ordinaire, attelé à un manège, allant au pas, développe une force égale à 40 kilogrammèlres et demi, ce qui, pour une journée de 8 heures, donne 1,166,400 kilogiammètres.

On voit donc, pai* la comparaison des deux chiffres relatifs au travail de la machine et à celle

aOJ L.\ VAPEUR.

de l'animal, qu'en réalité, pour remplacer une machine dont la puissance est d'un cheval-vapeur, il laudr^il employer à laîre tourner, sans discontinuité, ua manège donnant le même travail, un peu plus de cinii cbeimix et demi.

Au fait, le choix de l'unité importe peu : l'essentiel est de se rappeler la définition et l'équivalence du cheval-vapeur.

Autre chose est d'évaluer la puissance effectiv»; d'une machine construite,^ autre chose aussi est de calculer et de combiner les dimensions relatives d'une chaudière, celle du cylindre, de la délente, etc.. quand on se propose de construire une machine dont la puissance est donnée d'avance. C'est Va un problème très-complexe, que tous les jours ont à résoudre les ingénieurs mécaniciens, et dont le lecteur trouvera la solution dans les ouvrages spéciaux de mécanique pratique. Celte solution ne serait point ici à sa place. Mais peutêtre ne scra-t-on pas fàclié d'en connaître au moins les principaux éléments. Essayons donc.

Parlons d'abord de la chaudière.

Ce qui constitue sa puissance, c'est la quantité ou le poids de vapeur qu'elle est capable de produire en une heure, quand elle est en plein fonctionnement. Or, c'est surtout de la surface de chaufTe que dépend cette quantité, de sorte que, toutes choses égales d'ailleurs, c'esl le générateur

leur qui J

offre au foyer et au gaz de la combustion la plus grande étendue de surface de chauffe qui est le plus puissant.

Quant à la consommation du charbon, elle est évidemment en rapport avec la surface de chauffe; mais elle varie d'une machine à Tautre, selon le type de la machine, suivant qu'elle est à haute, à basse ou à moyenne pression, suivant enfin qu'elle fonctionne avec ou sans condenseur, avec ou sans détente. Voici à ce sujet quelques données de Texpérience.

La pratique a fait reconnaître qu'il faut compter, pour chaque cheval-vapeur, une surface de chauffe variant entre 1 mètre carré et 1 mètre carré et demi. UnB machine à vapeur de la force de 10 chevaux doit donc avoir un générateur ayant entre 10 et 15 mètres carrés de surface de chauffe. La quantité de vapeur produite par heure est alors en moyenne de 20 kilogrammes par cheval, de sorte que la chaudière d'une machine de 10 chevaux doit pouvoir vaporiser par heure 200 kilogrammes, soit environ 200 litres d'eau.

Quant à la consommation de la houille par heure et par cheval, elle varie, avons-nous dit, avec les machines. Les machines de Watt, à basse pression, consomment de 5 à 6 kil. de houille; celles de Woolff , 5 kilogrammes ; les machines à haute pression, à détente et sans condenseur, consomment

de 4 à 5 kilogrammes par l'orce de cheval et par heure. Ce sont les moins économiques, mais elles rachètent ce défaut par des avantages que nous aurons occasion de signaler plus loin.

Un mot maintenant sur la puissance d'une machine dans son rapport avec les flimensiona du cylindre et avec la vitesse du piston, ou, ce qui re- ■ vient au même, avec le nombre des coups de piston par minute ou par heure.

La pression de la vapeur étant connue par la lecture du manomùtrc, comment calculera-t-on le travail qu'effectue le piston pendant sa course dans le cylindre ? Prenons un exemple qui fera comprendre à la fois la question et la réponse qu'on doit y faire.

Supposons une pression de 4" atmosphères dans une machine à condensation, ou de 5 atmosphères dans une macliine dépourvue de condenseur. L'effort exercé par la vapeur sur le piston sçra le même en réalité dans les deux cas, puisque, dans le second, la pression atmosphérique s'exerce sur la face du piston opposée à celle où s'exerce la fore* élastique du fluide. C'est donc sur chaque centimètre carré do la surface, 1.035 kilog. multiplié par 4, qui mesurera l'effort de la vapeur.

Autant la surface du piston contient de centimètres carrés, autant il faudra répéter de fois ce résultat.

Mais ceci ne donne pas le travail mécanique, qui sera d'autant plus grand que la longueur du cylindre ou la coursé du piston sera plus grande. Pour avoir ce travail en kilogrammètres, il faut encore multiplier le résultat précédent par cette longueur, de sorte qu'on peut donner la règle suivante :

Multipliez la surface du piston par sa course exprimée en mètres, par la pression effective de Içi vapeur et par 1.033, et vous aurez le nombre de kilogrammètres qui mesure le travail effectué par le piston dans sa course. Mais la surface, multipliée par la longueur du cylindre, c'est le volume de ce dernier.

Ainsi, le travail est proportionnel et à la pression de la vapeur et au volume du cylindre. Supposons, dans le cas que nous prenons pour exemple, le diamètre du cylindre égal à 40 centimètres, sa longueur égale à 60 centimètres, le travail d'une course du piston sera :

::. ^0x40x1.033x4 ou 20T'J.

Un coup de piston se composant de deux courses, ce sera 415 kilogrammètres pour chaque coup.

Ceci ne donne le travail de la machine que pour un va-et-vient du piston, de sorte qu'il faut connaître encore le nombre de ces mouvements par minute ou par heure, pour évaluer définitivement en chevaux-vapeur la puissance de la machine.

Cette vitesse ilu piston est très-variable. Mais elle ne dépasse guère 60 coups par minute, soit un coup par seconde. S'il s'anssait 'de cette vitesse maximum, la puissance de la machine serait pr;icisément 415 kilogrammèlres par seconde, ou 5.55 un peu plus de 5 clievaux et demi. Supposons 44 coups de piston par minute, cela fera en tout 18,278 liilogrammôtres, c'est-à-dire 504 kilogrammètrês par seconde, ou presque exactement une puissance do 4 chevaux-vapeur.

Ces détails, dont on me pardonnera l'aridité, feront saisir nettement, je l'espère, la signification des termes qui reviennent si souvent dans le langage industriel, quand on évalue la puissance des machines, et feront comprendre aussi quels éléments entrent dans les combinaisons et les calculs de l'ingénieur mécanicien, quand il fait le plan d'une machine à vapeur. J'ai pris ici les choses, bien entendu, dans leur simplicité, car c'est l'esprit de la méthode, non la méthode même dans sa rigueur que j'avais en vue.

Nous allons maintenant voir les machines k vapeur installées et en fonction. Nous les ven-ons à l'œuvre dans les diverses industries qui les emploient, ce qui nous permettra d'étudier, sous un autre aspect, les genres, espèces et variétés de ces jjuissanls engins. Mais alors l'occasion sera excel-

lente pour montrer quels rapides progrès a faits leur construction depuis l'époque où le génie de Papin a indiqué la véritable voie à suivre pour utiliser industriellement la puissance de la vapeur, et surtout depuis Tépoque où le génie de Watt a universalisé cette merveilleuse invention.

Trois phases principales distinguent cette période mémorable : la première est relative à l'application de la vapeur à l'industrie minière ou manufacturière; la seconde commence à la naissance de la navigation à vapeur, fluviale et maritime; la troisième a pour point de départ la circulation de la première voiture à vapeur sur les voies ferrées. Si l'on en juge par les récents essais de ces vingt dernières années, l'application de la vapeur à l'agriculture constituera une phase nouvelle, non moins intéressante et non moins féconde que les trois autres.

MACHINE A VAPBUR DE 8AVERV

Ktchine de SaTOry, iptfor TéléTation des eaux. — Description de la machine à Tapeur atmosphérique de Newcomen. -^ Condensation par

. injectiiHi d'eau iiroifle. — Le jeune Henri Potter. —Emploi des machines atmosphériques pour l'épuisement des mines.

Les premières machines à vapeur réellement appliquées dans l'industrie furent celles de Savery (1696-1698). Le principe en avait été donné par Papin, puisque, comme le dit Arago : « Papin est le premier qui ait songé à combiner, dans une même machine à feu, l'action de la force élastique de la vapeur, avec la propriété dont cette vapeur jouit et qu'il a signalée, de se condenser par refroidissement. )» Le dessin de la machine élévatoire de. Savery, que reproduit la figure 67 dans ses dis-

APERÇU UlSTORIQl'E SUR LA HACDIKE A VAPEUR. 207

positions essentielles, montre que cet ingénieur produisait la vapeur dans un \ase séparé, B (c'est la chaudière). Le fluide remplissait d'abord le vase S

Fif. G7,

rapetir de Savery (1696}.

et le tuyau A, dont il chassait l'air. Fermant alors le robinet C, et ouvrant le robinet e d'un réservoir plein d'eau froide, il produisait la condensation de la vapeur du vase S, le vide se faisait, et l'eau du

réservoir R montait et remplissait en partie le vase et le tuyau. Un jet de vapeur, venant alors de la chaudière et pressant sur la surface du liquide, le forçait à s'élever à une hauteur qui dépendait de la pression. Puis survenait une condensation nouvelle, une nouvelle action de la vapeur, et ainsi indéfiniment.

« Pour élever l'eau à la petite hauteur de 65 métrés (200 pieds), par exemple, Savery était forcé, dit Arago, de porter la vapeur de sa chaudière à six atmosphères ; de là des dérangements continuels dans les joints; de là aussi la fonte des mastics et même de dangereuses explosions. Aussi, malgré le titre de son ouvrage {rÀmi du mineur, Miner's Friend), les machines de cet ingénieur ne servirent point utilement dans les mines. Elles ne furent employées que pour distribuer l'eau dans les diverses parties des palais ou des maisons de plaisance, dans des parcs ou dans des jardins, partout, en un mot, où la différence de niveau à franchir ne surpassait pas une quarantaine de pieds. »

La machine de Savery, comme on voit, utilisait la force élastique de la vapeur pour refouler l'eau directement, et la condensation de cette vapeur pour produire le vide et l'ascension de l'eau sous l'action de la pression atmosphérique. C'était une sorte de pompe aspirante et foulante où l'action de la vapeui' jouait le r61e de la force musculaire ap-

pliquée au jeu du piston dans le cylindre de ces appareils hydrauliques. Elle n'est point comparable à la machine à vapeur 'moderne, telle que nous la connaissons.

Quatorze ou quinze années après la première tentative de Papin, Tingénieur anglais Savery s'associa à deux de ses compatriotes, Thomas Newcomen et John Cawley, tous deux vivant dans la ville de Darmouth en Devonshire, où ils exerçaient, le premier, la profession de forgeron ou de quincaillier, le second Tétat de vilrier. De cette association naquit la machine à vapeur connue sous le nom de machine de Newcomen ou de machine atmosphérique»

Disons- rapidement quel est, dans cette machine, le mode d'action de la vapeur.

La chaudière fournit de la vapeur à une pression un peu supérieure à la pression atmosphérique. Au moment de la mise en train, le piston étant à la partie supérieure du cylindre, la vapeur remplit ce dernier, en chasse l'air par un orifice V auquel on donne le nom de reniflard. Alors, on ouvre le robinet du tuyau LO, et de Teau froide, injectée dans le cylindre, y condense la vapeur*; le robinet fermé, la pression extérieure agit sur le piston et le fait descendre au bas du cylindre.

* Dans la figure, le dessinateur devait terminer au fond inférieur du cylindre l'orifice du tuyau qui projette î l'eau de condensation', Tel qu'il est i*eprésenté, il gênerait le jeu du piston.

a,ll L,V ÏAI'KUIl.

A ce moment, un tiroir débouche la communicatioii du cylindre avec la chaudière, de sorte que la vapeur, en dessous, cl la pression atmosphé-

rique au-dessus du piston, se fonl équilibre. Le piston resterait donc dans cette situation, si un contre-poids I, lié au ])alancier de la machine, ne lo

forçait à remonter à la partie supérieure du cylindre. Une nouvelle condensation le fait redescendre, et ainsi de suite: le mouvement de va-etvient est produit.

On voit maitenant la raison de la dénomination de machine atmosphéjique donnée à la machine de Newcomen : c'est la pression de l'air extérieur qui est le moteur ; la vapeur n'intervient que pour lui faire équilibre pendant Tascension du piston. Pendant la descente, la condensation de la vapeur produit le vide, et c'est encore .la pression de Tair qui fait descendre le piston.

C'est la machine de Papin, mais modifiée, améliorée, au point d'être devenue pratique. Comme dans la première machine de Savery, la chaudière est séparée du récepteur ou du cylindre ; c'est là un perfectionnement sur la machine de Papin ; l'introduction du cylindre est un autre progrès sur la machine de Savery. La condensation, au lieu d'être produite par le refroidissement qui suivait l'éloignement du foyer, l'est par injection d'eau froide dans la capacité du cylindre. Dans les premiers essais, la condensation se faisait extérieurement par injection d'eau froide sur les parois du cylindre, et c'est un heureux hasard qui mit les trois associés sur la voie de l'amélioration nouvelle. Voici comment la chose arriva ; nous citons encore Arago :

« Au commencement du dix-huitième siècle,

'l\-i l,.\ VAPEl'H.

l'art (II' conslruire de gi'ands corps de pompe parfaitement cylindriques, l'art d'ajuster dans leur intérieur des pistons mobiles qui les fermassent hermétiquement, étaient très-peu avancés. Aussi dans la machine de 1 705, pour empocher la vapeur de s" échapper par les interstices compiis entre la surface du cylindre et les bords du piston, ce piston étail-il constamment couvert à sa surface supérieure d'une couche d'eau qui pénétrait dans tous les vides et les remplissait'. Un jour qu'une'machinede celte espèce marchait sous les yeux des constructeurs, ils virent, avec une extrême surprise, le piston descendre plusieurs fois de suite, beaucoup plus rapidement que de coutume. Cette vitesse leur parut d'autanlplus étrange, que le refroidissement produit par le courant d'eau froide qui descendait extérieurement le long de la surface du corps de pompe n'avait amené jusque-là la condensation de la vapeur intérieure qu'assez lentement. Après vérification, il fut constaté que, ce jour-là, c'était d'une fout autre manière que le phénomène s'opérait : le piston se trouvant accidentellement percé d'un petit trou, l'eau froide qui le recouvrait tombait don* rintérietirviême du cylindre, par gouttelettes, à(ravers la vapeur, la refroidissait et dés lors la condensait plus rapidement. »

' La flg^ire 68 montre la disposilioii qui amène l'omi à la suriaoc sujiériciu'a du piston.

APERÇU HISTORIQUE SUR LA MACHIiNE A VAPEUR. 213

Ce n'est pas la seule fois que le hasar-d a été le collaborateur des inventeurs, dans le domaine des sciences appliquées, ce qui, par parenthèse, ne diminue point le mérite de l'invention. 11 ne suffît pas d'être témoin d'un fait ; il faut encore savoir l'observer; c'est-à-dire en tirer les conséquences convenables. Citons encore, d'après Arago, un exemple de cette collaboration, où le hasard d'ailleurs n'a plus qu'une part iissez faible, car il n'a guère été que l'excitateur de la découverte.

«La première machine de Newcomen exigeait l'attention la plus soutenue de la part de la personne qui fermait ou ouvrait sans cesse certains robinets soit pour introduire la vapeur aqueuse dans le cylindre, sôit pour y jeter la pluie froide destinée à le condenser. 11 arrive, dans un certain moment, que cette personne est le jeune Henri Potter. Les camarades de cet enfant, alors en récréation, fontentendre des cris de joie qui le mettent au supplice. Il brûle d'aller les rejoindre, mais le travail qu'on lui a confié ne permettrait pas même une demi-minute d'absence. Sa tète s'exalte; la passion lui donne du génie; il découvre des relations dont jusque-là il ne s'était pas douté. Des deux robinets, l'un doit être ouvert au moment où le balancier que Newcomen introduisit le premier et si utilement dans ses machines, a terminé l'oscillation descendante, et il faut le fermer, tout juste, à la fin de l'oscillation

opposée. La manœuvre du second est précisément le contraire. Ainsi lés posifions du balancier et celles des robinets sont dans une dépendance nécessaire. Potier s'empare de celte remarque. Il reconnaît que lebalancier peut servir à imprimer aux autres pièces tous les mouvements que le jeu de la machine exige et réalise à l'instant sa conceptiun. Les extrémités de plusieurs cordons vont s'attacher aux Manivelles des robinets ; les extrémités opposées. Potier les lie à des points convenablement choisis sur le balancier ; les tractions que celui-ci engendre sur eertaiiiïi cordons en montant, les tractions qu'il produit sur les autres en descendant, remplacent les efforts de la main; pour la première l'ois, la machine à vapeur marche d'elle-même; pour la première fois, on ne voit auprès d'elle d'aulre ouvrier que le chauffeur, qui de temps en temps va raviver et entretenir le feu sous la chaudière. »

.Les machines atmosphériques étaient surtout employées comme machines d'épuisement de l'eau des mines. Elles ont été également appliquées à la distribution des eaux dans la ville de Londres, Malgré les immenses perfectionnements apportés pendant un siècle et demi aux motcuis qui ont la vapenr pour agent, il parait que les machines de Newcomen étaient encore il y a quelques temps et sont j

iewcomen j ont peut- I

être aujourd'hui encore employées dans les lieux où la houille coûte peu de chose *.

La machine à vapeur, sauf quelques perfectionnements de détail, resta ce que l'avaient faite Newcomen, Savery et Cawley, jusqu'en 1769. Soixantequatre ans s'écoulèrent donc ainsi, infructueusement pour ainsi dire, jusqu'à ce que le génie de Watt, secondé par les progrès rapides des sciences physiques dans ce demi-siècle, en fit le puissant moteur, l'incomparable engin dont nous avons donné la description en choisissant précisément pour type la machine à balancier qui porte encore aujourd'hui le nom de Watt.

Invention delà machine à double effet. — Transformation de la machine è épuisement en moteur universel. — Le condenseur. — Le régulateur à force centrifuge. — Immense économie de combustible, résultaftt de l'invention du condenseur. — Emploi de la détente.

J'ai signalé à peu près complètement, au fur et à mesure de cette description, les inventions du grand ingénieur et mécanicien anglais. Mais il ne m'était pas possible, sans risquer d'allonger outre

* C'est ce que constatait Arago en 1837, et il ajoutait que dans les lieux dont il s'agit, c< ou n'a point trouvé de profit à les remplacer. » Les dépenses beaucoup moins fortes de premier établissement et d'cnti^etien compensant en effet, avec le bon marché du combustible, la consommation plus considérable de ce dernier.

incsurc et par suite il' oLscuicir le riicit, d'insister sur l'imporlunce de chacune d'elles. C'est le moment de combler cette lacuue ; j'y procéderai en suivant l'ordre chronologique, et ainsi peu à peu se complétera riiisLoire inûrac de la machine à vapeur.

Et d'abord, on vient de voir que les machines de Newcomen étaient de simples pompes, d'excellents enginsa la vérité pour épuiser l'eau des mines, mais non pas de vrais moteurs universels, capahles de fournir pour les besoins d'une usine quelconque, un mouvement régulier et constant. La raison en est simple. La pression de l'atmosidière qui agit pour produire le mouvement descendant du piston est la vraie force motrice de ces machines, qui n'ont aucune puissance elfeclivc pendant la course ascen- ' danle ; c'est tout ce qu'il fallait pour le jeu despompes qu'elles faisaient mouvoii' ; c'eut été un grave inconvénient pour une machine motrice qui ne doit avoir aucune intermittence d'action.

Les machines atmosphériques étaient donc des machines à simple effet. Watt les transforma d'a- Lord en machines à double effet. 11 supprima l'action de l'atmosphère et lui substitua dans les deux phases du mouvement l'action de la vapeur. Le cylindre, ouvert par en haut, fut remplacé par le cylindre fermé à ses deux bouts, divisépar le piston en deux capacités distinctes où la vapcurpénètre alternativement, et où elle est alternativement condensée.

Ainsi fut cr6ée la vraie machine à vapeur, celle où le fluide élastique es[ le véritable moteui, cause unique du mouvement. Les oscillations du piston communiquent alors au balancier des oscillations d'égale force, d'égale ampliludc. En un mot, avec

le luédaillcin de David (d'Angei-s),

le double effet, la machine à vapeur devint un moteur universel, applicable a toutes les industries.

D'ailleurs, Walt, en universalisant l'emploi de la machine à vapeur, ouvrait par cela môme la porte à tous les perfectionnements. Lui-même consacra toutes ses forces, toute son intelligence à celte lâche si ardue à l'origine. Par l'invention du gonveitieur

(c'est le nom aiif^lais, ijovernor, du régulateur à force cealrifuge) il réduisit encore les inégalités du mouvement. « L'el'licacilé du régulateur est telle, dîtArago dans sa Notice Iiiograpliique sur Watt, qu'on voyait, il y a peu d'années, à Manchester, dans ta filature de colon d'un mécanicien de grand talent, M. Lee, une pendule mise en action parla machine à vapeur de l'élablissement, et qnî marchait sans trop de désavantage à ccHé d'une pendule ordinaire à ressort. Le régulateur de Watt et un emploi hien entendu des volants, voilà le secret, le secret véritable de l'étonnant perfcclionnement des produits industriels de notie époque, voilà ce qui donne aujourd'hui à la machine à vapeur une Tuarclie totalement exempte de saccades; voilà pourquoi elle peut, avec le miîme succès, broder des mousselines et forger des ancres; lisser les étoffes les plus délicates et communiquer un mouvement rapide aux pesantes meules d'un moulin à farine. Ceci explique encore comment Watt avait dit, sans craindre le reproche d'exagération, que pour éviter les allées et les venues des domestiques, il se ferait servir, ilse ferait apporter les tisanes, en cas de maladie, par des engins dépendant de la machine à vapeur.. »

L'invention du condenseur séparé, des pompes qui y sont adjointes, fut d'une importance capitale, principalement au point de vue de l'économie. A

égalité d'effet, elle réduisit au quart la dépense de combustible des machines de Newcomen. On peut se rendre compte de la valeur des économies réalisées dès le début dans les pays de mines, où les machines d'épuisement fonctionnaient, et depuis, dans toutes les usines où la vapeur est employée à basse et à moyenne pression, par le fait suivant, que les historiens delà vapeur ont souvent cité. Trois pompes étaient en activité dans la mine de Chace-Water, dont les propriétaires payaient à Watt et à son associé Bolton une redevance pour le droit de se servir, du condenseur. Cette redevance avait été fixée au tiers de la valeur de la houille économisée. Or les propriétaires de la mine jugèrent avantageux de racheter ces droits par le payement d'une somme annuelle de 60,000 francs. Ainsi, l'adjonction d'un condenseur de Watt produisait par an, pour chacune des machines, une économie de combustible supérieure à 60,000 francs, plus de 180,000 francs pour les trois machines de la mine en question.

L'emploi de la détente que Watt avait signalé, mais qui n'a été adopté sur une large échelle que depuis l'invention faite par Woolff des machines à deux cylindres, a accru encore l'économie de vapeur, cl, par suite, l'économie de combustible, ce desideratum poursuivi par tous ceux qui travaillent à perfectionner la machine à vapeur. A Torigine, on ne connaissait que la détente fixe ; aujourd'hui, des

L'abbé Darnal en France (i78i), les Américains Rumsay et Fish {i 786-88), les Anglais lord Slanhope (1795), Baidwin (1796), Livingslone (1798), Desblancs, Symington, Stevins, Olivier Evans, ont également fait des essais de navigation à vapeur, qui se multiplièrent du reste de plus en plus en Europe

et en Amérique jusqu'à l'époque où l'Américain Fulton put enfin obtenir une réussile complète.

Fulton avait, dés 1802 et 1805, étudié en France les conditions pratiques du problème à résoudre, et il avait été secondé dans cette vue par son compatriote Livingstone, alors ambassadeur des Ëtats-Unis.

Un bateau, construit sur la Seine, avait donné pour résultat une vitesse de 1"*,60 par seconde.

Fulton fit au gouvernement de Bonaparte des propositions qui ne furent point accueillies et dont le rejet le décida à retourner en Amérique. Il se fil construire et expédier par Watt et Bolton une machine à vapeur qui, mise en place en août 1807, sur le baleau le Clermont, fournit enfin la solution pratique et définitive du problème de la navigation à vapeur.

Le voyage de New-York à Albany , dont la distance est de 60 lieues, fut, dès le début, accompli en 32 heures, puis en 30 heures, et un service régulier ne tarda point à s'établir entre ces deux villes.

La navigation à vapeur était décidément passée de Fétat d'ébauche à Tétat de fait accompli, de la période des tâtonnements et des essais à celle du succès et du triomphe. Il y a de cela soixante-cinq ans sonnés.

Aujourd'hui, la distance est grande entre le bateau de Fulton et les grands steamers transatlantiques qui voyagent régulièrement du nouveau à l'ancien monde. Les progrès de Tart nouveau sont immenses : mais il ne faut point oublier la part qui revient à chacun des inventeurs qui ont travaillé sans se décourager à cette découverte mémorable, depuis le modeste Papin jusqu'à Fulton.

Il semblera peut-être étrange qu'il ait fallu tant

mécanismes nouveaux permettent de faire varier la détente.

Pour être juste, il ne faut pas, dans Thistoire des perfectionnements de la machine à vapeur, se borner *à citer le nom de Watt. C'est Keane Fitzgerald (1758) qui s'est le premier servi du volant pour régulariser le mouvement de rotation ; l'emploi des bielles et manivelles pour transformer en mouvement de rotation le mouvement rectiligne et oscillatoire de la tige du piston est dû à Washbroug (1778). Enfin, Murray (1801) est l'inventeur du tiroir manœuvré par un excentrique. Du reste, en décrivant les machines à vapeur marines, les locomotives et les locomobiles, je compléterai, autant que possible, cette courte histoire des progrès de la vapeur.