L.Mzcj^.Googlc

tirait aicoFe presque toutes ses locomotives de l'Angieterre; que ce n'est que depuis l'année 1832 que l'on a commencé h construire parmi nous de grandes machines â vapeur, et qu'à l'Exposition de 183(1 on n'en vil figurer qu'une seule, on peut éprouver quelque orgueil de nos progrès dans une voie si importante.

Mais ce n'est pas seulement par flerté nationale qu'il faut s'applaudir de l'état florissant où se trouve, dans notre pays, la construction des machines à vapeur. Quelle confiance no devonsnous pas puiser, pour l'avenir, dans la certitude de pouvoir, à un moment donné et quelles que soient les circonstances estérieures, trouver sur notre sol toutes les ressources nécessaires pour créée et répandre partout ces formidables machines, qui sont b la Tois le signe et les agents de la puissance industrielle ? Nos usines du Creusot, de Rouen, de Lille, de Mulhouse, et les ateliers si nombreux de Paris, sont aujourd'hui en mesure de suflirc à une production établie sur la plu» vaste échelle.

Ce fait, si important à tant d'égards, porte encore avec lui une autre conséquence. Les partisans des vieilles théories économiques qui prétendent priver la société moderne du droit imprescriptible d'échanger librement les produits créés par le travail de chacun, se sont fait longtemps une ai'me de notre infériorité dans la construction économique des machines motrices. Cet argument, autrefois sérieux, est désormais évanoui, et nous pouvons, sur ce terrain nouveau, entamer sans aucun risque ta grande lutte de la liberté universelle dans le commerce du monde. Pour tout ce qui se rapporte aux machines motrices et aux machines-outils qui font usage de la vapeur, la faliricalion française n'a désormais rien à redouter de la concin-rence eittérieure. On peut donc, quand on le voudra, appeler sur nos marchés les produits de uos voisins, sans craindre de voir cette partie de l'industrie nationale souffrir de l'importation étrangère.

MACHrNES FIXES.

Ou peut ramener ii trois types {Hncipauic les tnacbineg à vapeur employées dans nos ateliers mécaniques : les machines à cylindre vertical, les machines à cylindre horizontal et les viachines oscillantes.

Od fut frappé, à l'Exposition française de 1839, de la profusion de machines oscillantes qui furent présentées par nos constructeurs. Imaginée en Angleterre par Itianby et iniporLée en France par M. Cave, la mai^inc oscdlante, encore dans sa nouveauté, jouissait alors d'une faveur extraordinaire. Mais l'expérience est loin d'avoir répondu aux espérances qu'elle avait fait concevoir. Aussi, après un grand nombre d'essais faits eu divers pays, la machine oscillante commence-t-elle è Cire abandoiniéc partout. Les machines qui sont employées anjoui'd'hui dans )cs .tteliers d'une manière à peu près exclusive, sont les machines 1|. cylindre verlical et les machines horizonlales. g'. Les machines à cylindre verlical qui figuraient h l'Exposition liiverselle étaient construites presque toutes dans le système de jVolf, c'est-à-dire se composaient de denxcylindresd'inégalecalacilé, le premier recevant la vapeur à pleine pression avec une msionde quatre iiciuq atmosphères, le second ne servant qu'à jpérer la détente.

Le nombre considérable do maclûncs do Wolf qui avait été

envoyées 'd l'Exposition universelle par les consinicteurs de toute

nation, indique, d'une manière snllisaute, le rôle important que

cette dernière inacliine joue dans l'industrie actuelle, et la préfé-

•cc queluiaccordent sur toute autre les directeurs d'usines ou

teliers mécaniques. Cette préférence est d'ailleurs parfaitement

idée. Lorsque les ressources d'un établissement mdusU ici pei-

Htent l'acquisition d'une de ces machines monumentales dont

prix est assez élevé, on trouve les plus grands aianiages dans

12 APPUCATIOMS DE LA TAPEOR.

son emploi, tant en raison de la faible consommation de combustible qu'elle nécessite, que par la douceur et la constante égalité de son mouvement. Les machines de Wolf ont pris, depuis une dizaine d'années, domicile dans nos usines, et l'on persuaderait di&icilcment à nos industriels de les abandonner.

Une des machines de Wo\l les mieux construites de toutes ■ celles (pii figuraient dans l'Annexe, était due ît M. Lecoutcux, de llouen. Cetlc machine, de la force de 30 chevaux, présentait une disposidon que l'on n'avait pas encore employée dans fa machine de Wolf : la détente de la vapeur s'y trouvait appliquée au petit cylindre lui-même, ce qui permettait de pousser plus loin encore qu'on ne l'a fait jusqu'ici l'avantage de la détente. Suivant une disposition nouvelle, el dont l'utilité est bien recoimue, la détente de la vapeur était commandée, dans cette machine, par le régulateur même de la machine. Au lieu de bire agir, comme autrefois, le régulateur sur une valve destinée îi rétrécir ou à élargir l'orifice d'entrée de la vapeur au sortir de la chaudière, on fait agir ce régulateur sur les tiroirs du cylindre pour produire la délente. Toutes les machines bien conçues emploient aujourd'hui cette disposition.

Une machine de Wolf, due h M. Th. Powel de Rouen, l'un de nos coiistrucieurs les plus renommés, méritait également d'être citée avec él<%c : c'était une machine de 30 chevaux, dont le régulateur élaii coustmit sur un système nouveau.

M. Thomas Scott, de Rouen, avait exposé une macliine de ^Volf, de la force de liO chevaux, qui ne différait en rien, par sa disposition, des autres machines de ce genre, mais qui était d'une exécution remarquable. On doit à M. Casalisde Saint-Quentin, une machine semblable, de la force de 12 chevaux. EuGu, M. Lacroix, de Rouen, avait présenté une très belle machine de ^Volf, de ta force de hO chevaux, et d'une exécution parfaite.

M. Lt^avrian, conslructeur à Lille, est connu dans l'industrie de la construction des machines h vapeur, par les perfectionnements qu'il a apportés à ces machines, en ce qui concerne l'économie du combustible, perfectionnements constatés, d'une ma<

MACHINES nXES. 13

nièreaulhentiqDe, par la Société d'oDcouragement, qui, en 18Ei9, lui accorda la moitié du prix de 10,000 francs qu'elle avait proposé i ce sujet. Ce constructeur a iiuagiiié une dispoùtion nouvelle de la machine de Wolf qui figurait h l'Exposition universelle. Sa machine est formée de trois cylindres b vapeur au lieu de deux. L'objet spécial de cette nouvelle disposition de la machine de Wolf, c'est de donner plus de douceur et plus de régularité â l'action du moteur, et de pouvoir dès lors servir avec beaucoup d'avantage au travail spécial de la filature, qui exige, comme on le sait, une régularité absolue de mouvement C'est dans cette intention que M. I^gavrian emploie trois cylindres à vapeur au lieu de deux. La machinequ'il avait présentée â l'Exposition était de la force de hO chevaux, à détente et à condensateur. La relation qui existe, dans cette machine, entre les trois manivelles calées sous des angles différents, rend insensibles les passages au /winfmorf, ce qui détermine la régularité constante du mouvement. Le piston du petit cylindre, placé au milieu, a une vitesse double de celle des deux grands cyUndrcs, dans lesquels la vapeur agit par détente.

L'adjonction d'un troisième cylindre à vapeur â la machine de ^Yolf, qui est si généralement employée dans le nord de la France pour le travail des filatures, présente sur la machine ordinaire de Wulf •■ deux cylindres, l'avantage de diminuer des trois quarts de la masse du volant, de n'exiger qn'une pompe à air, de supprimer le parallélogramme, enfin d'éviter les dangers qui résultent de l'action de deux tiges de piston sur un même arbre. Sui* cette machine, la détente de la vapeur est poussée plus loin que sur la machine ordinaire de Wolf; elle peut éti-c portée au dixième au lieu du cinquième, que l'on ne dépasse guère dans les machines de Wolf.

La modification apportée par M. Legavrian i la machine de Wolf est destinée, sans aucun doute, à produire d'utiles résultais pour l'application spéciale de la vapeur au travail des filatures, et pour tous les cas où l'on demande au moteur une parfaite régularité d'action.

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Les machines à cylindre horizontal sont, afom-nous dit, avec les machines de Wolt et les machines de Watt à un seul cylindre, presque les seules machines à vapeur qui soient généralement en usage aujourd'hui dans les ateliers et les usines. Le peu d'espace qu'elles occupent, la facilité qu'elles donnent à l'ouvrier, en raison de leur situation horizontale, de pouvoir s'assurer à chaque instant de l'état de leurs différentes pièces, et surtoutleur prix généralement peu élevé, l'ont depuis bien longtemps rechercher les machines â cylindre horizontal. iVous ne nous arrêterons [tas h discuter ici la supériorité que peut offrii-, selon les circonstances, la machine verticale de \Volf ou de Walt sur la machine horizontale, ni à décider si l'on peut établir un parallèle exact entre leurs effets réciproques. Contenions-nous de dire que ces deux genres d'appareils sout â peu près les seuls dont l'industrie fasse usage en ce moment. Nous avons vu que les machines de Wolf étaient en très grand nombre dans les galeries de l'Aimexe ; les machines horizontales s'y trouvaient également représentées par un nornbre considérable de modèles.

L'im des appareils de ce genre qui attirait le plus l'attention, c'était la belle machine de M. Farcot, l'une de celles qui servaient à mettre en mouvement le grand arbre moteur de l'Annexe.

Celte machine pouvait être présentée comme un type parfait de la machine à cylindre horizontal On y trouvait, en effet, réunis, tous les organes qui composent cet appared mécanique, et ces oi^anes étaient mis en action par les moyens reconnus aujourd'hui les meilleurs. Elle était de la foi-ce de 50 chevaux, à haute pressiou et h condensation. Sa délente, variable, était coumiandée par le régidatcur. La consommation du combustible éiait réduite, sur cette machine, it i'''\25 de houille par heure et par force de cheval, réduction bien remarquable, et qui semble la dernière limite que l'on puisse atteindre. La même machine offrait une aj)plicalJon tri's heureuse du parallélogramme de Watt : c'est une lige horizontale qui sert i faire maixher à la fois le piston delà pompe alimentaire et celui

MACHINES niES. 15

de la pompe ii air ; ie mouvemeiit de cette lige est engendré par celui d'iuie bielle, suspciidne de telle sorte que le point où elle pousse la tige décrit une ligne droite. Cette machine à vapeur, de M. Farcot, représentait une sorte d'encyclopédie dans laquelle le constructeur avait voulu réunir et faire figurer les noinlH%use« améliorations qui ont été sanctionnées par une longue expérience (1).

Les ateliers si justement renommés de M^l. Derosne et Gall avaient envoyé i l'Exposition deux machines horizontales, l'une de 30 chevaux, l'autre de 20. Elles étaient h haute pression et â condenseur; la détente était commandée par le régulateur.

M. Bourdon, de Paris, mécanicien bien connu par l'invention du manomèlre métallique, qui est aujourd'hui d'un usage universel, avait exposé une machine horizontale de la force de 25 chevaux, à haute pression et à condenseur. Cette machine, qui ne présente aucune disposition nouvelle, et qui est conçue suivant le type ordinaire, était d'une trts belle exécution. On y voyait réunis les deux genres de régulateur dont on fait ordinairement usaged'unc manière isolée dans les dilîérentes machines: c'est le régulateur à boule et le régulateur à air ; le premier sert à régler l'entrée de la vapeur dans le tuyau qui sort de la chaudière, l'autre commande le tiroir qui r^le la détente à l'entrée du cylindre.

Nous pouvons enfin signalerune jolie machine de M. BoufTet, constructeur de Paris; elle est â haute pression et saris condenseur. On peut seulement lui reprocher de laisser quelque chose b désirer pour le jeu de la détente de la vapeur, qui n'est point réglée, comme on le voit aujouixl'hui sur les machines bien conçues, par le régulatem, mais qui est simplement variable par la main de l'ouvrier.

A côlé de la machine de M. Rouffel, ou en voyait une autre assez setnblable, construite par M. Révollicr, de Saint-Étienne,

(1) M. Farcot a obtenu, de la part du jury de IXxpasiUon universelle, la seule grande médaille d'honneur qui ait él^ décernée aux machints fixes.

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« parfaitemeat exécutée. ELe offre cette particularité qu'elle admet la vapeur dans le cylindre au moyen de soupapes, disposition renouvelée des machines du Comonailles.

Nous n'abandonnerons pas ce qui concerne les machines horizontales, sans parler d'un essai curieux, sinon utile, dû à M. Farinaux, de Lille, qui a tenté de combiner les deux systèmes dont nous venons de parler, La machine de Wolf est toujours verticale; cette disposition est la conséquence des dimensions considérables qu'affectent les machines à deux cylindres. M. Farinanx a voulu modifier ce système, et, tout en conservant les deux cylindres de Wolf, les placer dans une situation horizontale. Dans la nouvelle machine du constructeur de Lille, les deux cylindres, dont les capacités sont dans le rapport de 1 à i, sont donc disposés horizontalement ; ils sont Tixés sur un grand bàlis longitudinal en foute ; à l'autre extrémité de ce bâtis se trouve un palier qui reçoit l'arbre moteur sur lequel vient i^ir la manivelle, mise directement eu mouvement par les pistons des deux cylindres â vapeur. Le conducteur, de forme rectangulaire, est placé au milieu du bâtis en avant des deux cylindres.

Nous ne comprenons pas très bien l'avantage que l'on peut trouver h donner au double cylindre de Wolf une disposition horizontale. Avec uu seul cylindre placé borizonialemcnt, on pourrait certainement réaliser la détenle d'une manière tout aussi avantageuse que dans ce nouveau système. L'emploi des deux cylindres! qui offre tant d'utilité dans une machine verticale, nous semble une complication peu utile dans une machine horizontale.

Nous faisions remarquer la différence frappante qui existe entre le nombre des machines oscillantes qui furent présentées à l'iixposition de 1839 et celles que l'on trouve à l'Exposition actuelle. Parmi les machines des exposants français on en voyait très peu, en effet, qui fussent construites dans le système de l'oscillation.

Il importe cependant de signaler, à ce sujet, une belle machine

■ «..(le

UACHINES FIXES. 17

de la force de 18 chevaux construite par M. Boyer, de Lille. C'est une machine intéressante, eu ce qu'elle prÉseule, réunies, deux dispositions qui semblent s'exclar& Elle est construite à la fois dans le syslème de Wolf, c'est-à-dire à deux cylindres, et dans le système de l'oscillation. L'oscillalion s'opère, comme dans la machine de M. Caié, autour du tube d'introduction de la vapeur, vers le milieu du cylindre. Tout l'appareil se trouve élevé sur nu support triangulaire, qui lui donne un aspect tout particulier de stabilité et d'élégance.

Bien que d'une exécution irréprochable, la machine de M. Boyer doit cependant présenter dans la pratique des inconvénients énormes (1). Ces inconvénients résultent surlout de l'emploi de l'oscillation, et ils sont maintenant bien reconnus. Le mouvement continuel qui s'exécute autour du tourillon sur lequel repose le cylindre, toute la résistance de l'appareil conceotrée sur ce point d'appui, ce sont là des conditions évidemment vicieuses, puisque, dans une machine bien construite, ce qu'il faut rechercher avant tout, c'est la solidité inébranlable du {toint d'^puL Aussi personne n'ignore que les machines osdllantes renferment des causes inévitables d'usure el de prompte destruction. Ou s'était engoué en France, pendant quelques années, de ce genre d'a}^areils qui n'offre cependant d'autre avant^e (|ue d'économiser un peu de fer et un peu d'espace. Mais les constructeurs étrangers avaient prudemment résisté h cet entraiiiement, (jui ne fut chez nous qu'une allaire de mode. Hcureu-

(I) En jugeant avec défaveur la tcnlalive faite par M, Boyer pour la combinaison de la machine ancillanle el de la machine de Wolf, noua n'entendons pas méconnallre les services qui ont été rendus à l'industrie par cet iiabile constructeur qui a beaucoup contribué, dans ces derniers temps, à favoriser le mouvement industriel du nord. H. Boyer est le fondateur du premier atelier de construction qui ait existé à Lille. A l'époque de celle foudation il n'y avait dans loute la ville de Lille que deux machines à vapeur, el elles étaient anglaises. M. fiojcr se mit à l'ceuvre, et il a successivement construit, pour le nord de la France, un nombre considéiable de machines à vapeur, dans le système do Wolf. L'imporlance de SCS atebers et la lionne exéculioii de ses machines sont bien connues dam le nord de la France.

sèment, la mode d'osdllation en fait de madiines â vapeur est

aujourdliuî passée, et l'on ne peut qu'en féliciter l'industrie.

Avec les machines verticales et les machines â cylindre horizontal, nous avons passé en revue les machines fixes, qui sont d'un usage général dans les ateliers, celles dont la supériorité, paitout reconnue, a rendu aujourd'hui l'usage universel II nous reste à examiner deux autres genres de machmes, qiiî reposent sur des principes dont les applications sont plus récentes, et qui se distinguent des précédentes par un caractère sinon de progrès, du moins de nouveauté; nous voulons parler des machines ■ rotalives et des machines à grande vitesse.

La machine rotative, dont l'idée primitive appartient à James Watt, a pour but de supprimer, dans la machine à vapeur, tous les organes intermédiaires qui senent au renvoi du mouvement, tels que tige du piston, manivelle, balancier, etc. , qui fout perdre nécessairement une |>artie de la force totale de la machine. Pour supprimer tout engrenage et tout organe mécanique accessoire, il faut faire agir la pui^ance de la vapeur sur l'arbre même de la machine, et voici comment on panient à c« résultai.

L'arbre moteur est enveloppé par un cylindre annulaire creux, dans lequel se meut un piston fixé à l'arbre; La vapeur arrive d'un côté du piston, et toujours du même cdté, elle le soulève par sa pression et, par le moyen d'un tiroir, s'échappe du côté oppose. Aûisi refoule par l'action directe de la vapeur, le piston reçoit un mouvement cii'culaire continu, qu'il transmet nécessairement ï l'arbre moteur auquel il est fixé.

L'n de nos illustres mécaniciens, Pecqœur, est le premier qui ait exécuté, en France, une macliiue rotative susceptible d'application. Plusieurs machines construites par Pecqœur ont fonctionné dans divers ateliers de Paris ; mais la dépense considérable de combustible qu'elles eutralnaient a fait presque partout renoncer à leur emploi Cejiendant la machbie rotative repose sur des principes d'une incontesuble vérité, et, malgré le peu de

D,M,IcdB,G0qglC

MACHINES Fixes. Id

succès qu'elle a obtenu jusqu'ici dans la pratique, il serait bien téméraire de la condamner d'une manière absolue. Il est permis d'espérer, au contraire, que l'art fera un jour des pr<^ès importants dans cette direction. Avec les moyens de précision dans le travail que possèdent aujourd'hui nos ateliers, avec la perfection que l'on apporte à l'exécution et l'ajustage des pièces mécaniques, il serait bien dillicile que la construction des machines rotatives ne fit |)as, avant peu de temps, de sériiux progrès. On doit donc accueillir avec intérêt les tcnUtives qui ont pour effet de perfectionner ce curieux appareil.

C'est b ce travail que s'est consacré M. Moret, constructeur de Paris. H. Moret était contre-maître des ateliers de l'ecqœur : il a obtenu de ses héritiers l'antorisalion de se consacrer à perfectionner la machine rotative et d'essayer de terminer l'œuvre que la mort de l'inventeur a laissée inachevée. Le perfectionnement appoité pai' M. Moret i> la machine de Pecqœur consiste surtout â avoir modifié le mode d'admission de la vapeur dans le cylindre et b l'avoir disposé de manière à pouvoir changer la direction du mouvement au moyen d'un simple tiroir. Cette dernière dispo- Mtiou, qui permet de faire varier k volonté la direction dn mouvement, donnerait le moyen d'appliquer h machine rotative auî locomotives, résultat qui n'avait pu Stre obtenu jusqu'ici.

M. Moret qui se livre d'une manière spéciale à la fabrication des machines rotatives, en a déjà placé un certain uoinbre dans divers ateliers de l'aris. !t]ais il serait important de connaître exactement la dépense de condiustible qu'exigent ces appareils, ■ car la consommation excessive de charbon qu'occasionnent les machines rotatives est l'inconvénient qui les a jusqu'ici empêchées de se répandre.

M. Montferrier avait paiement cx|>osé une lr^s petite machine rotative de la force de 10 chtvaux, mais elle n'a pas été mise en mouvement sous les yeux du public, ce qui empêche (le rien dire sur les effets qu'cUc peut produire. Nous passons aux machines dites i grande vitesse. Dans ce genre d'appareils, dont la création est récente, on se

oogic

propose de remplacer les machines d'mi graad volume et d'une force considérable, par des machines de dimension plus faible, mais marchant avec une vitesse iuGniment plus grande. La quantité de mouvement que produit une force quelconque, peut se représenter par l'intensité de cette force multipliée par la vitesse avec laquelle elle agit. Si donc, on accroît la vitesse des mouvements d'une machine à vapeur (et il suffit pour cela d'emprunter i h chaudière une quantité de vapeur plus considérable), on peut, saus rien changer aux dimensions de la machine, et par couséquent sans lui faire occuper plus d'espace, obtenir des effets mécauiques d'une remarquable mtensité. En marchant â grande vitesse, ime machine b vapeur petit produire les mêmes effets mécaniques qu'une autre machine de dhuensions cinq à six fois supérieures.

De tous les constructeurs qui se sont occupés des machines à grande vitesse, M. Flaud, Ji Paris, est celui qui a obtenu les succès les plus marqués, et sa spécialité dans ce genre est bien comme. On voyait dans l'Annexe une très élégante machine de ce constmclcur. Elle était de la force de 20 chevaux, à haute pression et sans condensation. Ses mouvements se succédaient Avec une rapidité pi'odigieuse ; elle donnait en effet, 250 CQups de pislou par minute, eu marchant h la pression de quatre atmosphères, sa pression normale.

La machine du M. Flaud foucliounait â l'Exposition, sous les yeux du public, car elle était du nombre de celles qui servaient à mettre eu action l'arbre moteur de l'Annexe. Mais il suffisait de considérer sa marche pour reconnaître les incouvénients qui résultent de l'emploi des macliines â grande vitesse, A voir, en effet, la prodigieuse rapidité avec laquelle sautillent les deux boules du régulaleur sous les coups répétés du pistou, on comprend qu'U est impossiMe que les pièces d'une telle machine soient de longue durée; elles doivent, nécessairement, exiger des réparations fréquentes. La succession trop rapide des mouvements du régulaleur fait voir, eu même tem|>s, que cet appareil ne peut foncUunuer que d'une manière très iucomplëtc, ce

C,.lzcJ;,G00glc

qui doit nuire à ta régularité du mouvement Enfin, par suite de la même rapidité d'action, on ne peut appliquer commodemeut au cylindre la détente variable ; daus la machine de M. Flaud, qui fonctioimait dans l'Annexe, la détente est fixe, et cette dernière circonstance explique et justifie le reproche que l'oQ adresse â ce genre d'appareils de nécessiter une graude dépense de combustible.

Cependant, ces critiques ne doivent point faire perdre de vue les services que peutnous rendre l'application du principe des graudes vitesses. Dans beaucoup de circonstances, on a trouvé de grands avanUges !i diminuer les dimensions des cylindres il vapeur, et à communiquer au piston une vitesse considérable par l'alfluiE d'une grande quantité de vapeur. Dans beaucoup d'industries spéciales, les machines à grande vitesse sont aujourd'hui très utilement employées, et, sous ce rapport, la science a réalisé un progrèx iucoutestable , eu permettant de réduire le poids d'une inacbiue et l'espace qu'elle occupe sans rien ôter à l'intensité de ses effets. Pour ne citer qu'un exemple, on voyait i côté de la grande machine de M. Flaud, dont nous venons de parler, une machine horizontale à grande vitesse de la force d'im clievaL Le volume de cette machine était si faible, que l'on aurait pu facilement [xirter tout l'appareil sous son bras, fl y a dans nos diverses industries, nombre de cas où cette réduction du poids de l'appareil moteur est d'une graude importance. Ajoutons que les machines ainsi construites se vendent i très bas prix, ce qui n'implique rien sans doute sur le mérite intrinsèque de ce genre d'appareil et sur l'avenir qui lui est réservé, mais ce qui doit lui assurer dans certains cas la préférence des industriels. Les machines h grande vitesse ont déjà exercé une très heuieuse influence pour multiplier, étendre et populariser l'emploi de la vapeur ; on ne peut donc qu'applaudir h la pensée qui tes fit introduire dans l'industrie.

Après cet examen des machines fixes qui appartenaient aux constructeurs français, il nous reste à parler des mêmes appa-

■ n'agissant que sur la \ake d'introduction de la vapeur dans la chaudière.

Bien que les États-Unis soient le siège d'une immense fabrication de machines à vapeur, et que l'on trouve à New- York et à Philadelphie un nombre considérable d'ateUers de constraction mécanique , l'Amérique n'avait envoyé â l'Exposition universelle aucune de ces machines à vapeur qu'elle produit en si grand nombre. Suivant le génie positif de leur nation, les constructeurs américains ont sans doute pensé que l'envoi de leurs machines ne sufGrait pas pour leur attirer des commandes d'Europe, et ils se sont dispensés de faire figurer leurs produits h notre Exposition. Tout ce que l'Amérique nous avait envoyé en fait de machines fixes <i vapeur, se réduisait â deux petites machines oscillantes exécutées par MM. Tousley et Rééd. de New-York, et d'une disposition fort ingénieuse d'ailleurs.

La machine oscillante de MM, Tousley et Reed se compose de deux cyUndres accouplés dont les pistons viennent agir sur le même arhre moteur, disposition empruoiée aux locomotives et qui a été déjà appliquée bien des fois avec succès aux machines fixes. La distribution de la vapeur se fait par les faces latérales du cylindre, et la vapeur s'introduit à la fois par deux orifices pratiqués dans le même cylindre, ce qui distingue cet appareil de la machine oscillante ordinaire de M. Cave, dans laquelle la vapeur n'est introduite que par un seul tourillon mobile. La détente s'opère â l'intérieur des cylindres pr un artifice assez sînguher : c'est un arc de cercle qui, s'inclinant plus ou moins vers les deux cylindres, selon la rapidité de leur marche, vient pousser avec plus ou moins d'obliquité, une tige qui fait mouvoir des soupapes fermant les orifices des tiroirs.

La secoude machine rotative exposée par les deux constructeurs américains était tout k fait conforme à la précédenie ; seulement, sa force n'était que de 3 chevaux, et elle porrait uu régulateur à boules.

MACHINES nXES. 25

kptks avoir passé ea revue les principales machines fixes qui aTaient été présentées à l'Exposition universelle, tant par les coDsiructeurs étrangers que par nos nationaux , nous doons eïposer brièvement les conséquences qui résultent de cet examen général, et le jugement qu'il permet de porter sur l'état présent de la mécanique à vapeur.

La première réflexion qu'ameuait l'examen des nombreuses machines à vapeur réunies dans l'Annexe, c'est que la construclion de ce genre d'appareils mécaniques n'a pas subi, depuis (dnsieurs années, de chai^ements notables. On construit aujourd'hui les machines à vapeur à peu près comme on le faisait il y a dix ans ; aucune modification importante, dont l'expérience ait démontré l'utilité, n'a été apportée, depuis cette époque, i lenrs formes, ui â leur disposition. Le progrès que l'on peut constater réside seulement dans la perfection de la construction des différentes pièces, dans une manière plus ingénieuse d'appliquer la délente de la vapeur, et surtout dans la tendance â généraliser l'emploi de ce dernier moyen et 5 en tirer, dans un but d'économie, le plus grand parti possible.

Un autre résultat guc mettait en évidence l'étude des machines à vapeur de l'Exposition, c'est la tendance h varier de toutes manières la disposition de ces machines pour les approprier i l'espèce particuUcre de travaU qu'elles doivent accomplir. La machine •■ vapeur ne consiste plus, comme autrefois, en un type unique, que l'on consacrait, sous la même forme, aux usages les plus opposés; elle reçoit aujourd'hui les dispositions les plus diverses, afin de se plier à toutes les spécialités de travail qu'on lui demande. Dans tes ateUers de nos jours, la vapeur est deveime une sorte d'outil que l'on met en ceuvrede mille manières, en l'accommodant aux conditions que nécessitent les besoins si variés du travaU mécanique. Ici elle est employée directement pour soulever le formidable poids du mouton ; là eUe sert, sans aucun des appareils compbqués qui étaient autrefois consacrés à cet usage, à faire agir directement le piston d'une macliine soufflante; ailleurs, elle soulève, ï l'aide d'un simple cybndre, des

marteaux qui exécutent toutes sortts d'opérations ou servent h coiirectionner diverses pièces mécaniques, ou bien elle coupe, perce, emboutit le cuivre, le fer et la tôle. Dans tous ces cas, il faut construire des machines à dispositions extrêmement simples mais qui exigent une appropriation spéciale On remarquait à l'Eitposition un grand nombre de ces machines élémentaires qui montraient bien que la vapeur tend de plus en plus à jouer le rôle d'un simple instrument d'atelier.

C'est cette tendance de l'industrie actuelle à multiplier les emplois de la vapeur, qui a conduit i rechercher les formes qui peruietlent aux constructeurs de bvrer cette machine au plus bas prix possible. C'est pour cela que les appareils à grande vitesse semblent appelés a mi certain succès, et que l'on remarque en général, surtout dans les ateliers d'une Importance secondaire, le désir de substituer anx machines verticales de Wolf, les machines horizontales qui sont d'un prix moins élevé.

Si nous voulions maintenant comparer entre elles les différentes nations de l'Europe, sous le rapport des genres particuliers d'a)^reils dont elles font usage, nous ne trouverions à signaler aucune différence bien appréciable. Les données économiques sur l'emploi de la vapeur étant aujourd'hui bien connues et partout unifonnes, il en résulte que les mOmcs modèles de machines sont adoptés partout. En Angleterre c^imme eu France, c'est la machine de ^¥olf ou de ^Vatt, ou bien la machine horizontale à haute pression, avec ou sans condenseur, qui sert d'une manière â peu près exclusive. La Belgique, les Etats du Nord et les États aUeniands font le même choix, et les appareils nouveaux, proposés dans ces dernier» temps comme perfectionnement des dispositions actuelles, telles que les machines à oscillation et les macliines rolalives, ne dgurcnt nulle part d'une manière sérieuse dans le senice quotidien. Partout on s'en lient au système de Wolf, îi la machine simple de AVatt it un seul cylindre, ou â la machine horizontale.

Que faut-il conclure de cette absence si générale d'innovation dans l'ensemble des machines h vapeur qui functiouueut en ce

MACHIMES PrXES. 27

moment en Europe ? Fanl-il s'en prendre au défaut de génie des construcleurs de notre temps? Non, sans doute, et c'est à une cause d'un ordre bien difTérent qu'il faut attribuer ce résultat Les princi|)es sur lesquels repose la construction des machines h vapeur actuelles, ont déjà exercé les eiïoris d'un si grand nombre d'hommes éminents, l'appUcation de ces principes a élé faite sous dés formes si diverses et si multipliées, que l'on parait avoir à peu pr^s atteint aujourd'hui les limites assignées par la théorie, dans l'emploi des dispositions adoptées de nos jours. Pourlircr parti de la condensation de la vapeur, de sa force élastique dans les hautes tensions, de la détente, etc. , on semble avoir épuisé les dispositions les plus avantageuses, si bien qu'on ne peut guère espérer de progrès bien notables en se renfermant dans les règles qui ont présidé jusqu'il ce jour â la construction des appareils à vapeur.

Cependant, hâtons-nous de le dire, l'art de tirer parti de la pui5.sancc de la vapeur n'est point destiné i demeurer stationnaire, et son élat présent est loin de marcpier son dernier pas dans la carrifire du pn^rès. Des perfectionneinents imporlanis dans la mécanique h vapeur se préparent pour un avenir prochain. Ils reposent sur des principes nouveaux et qui sont destinés à ouvrir une (lëriode toute spéciale dans l'histoire de la machine à vapeur. Dans un petit nombre d'appareils, l'Exposition universelle nous offrait les pi-éniices de ces découvertes récentes, germes visibles de pn^rts que le temps doit féconder et mûrir. C'est l'examen de ces nouveaux appareils qui doit maintenant nous occuper. Mais les vues théoriques sur lesquelles ils sont fondés diffèrent sensiblement de celles que nous avons fait connaître au début de ce chapitre, il importe donc d'en donner ici un exposé spécial.

Dans la machine à vapeur à haute pression, aussi bien que daus la machine i, condenseur, on ]>erd une grande partie du calorique développé par la combustion du charbon. En effet, dans la machine à haole pression, la vaiwur est rejelée dans l'air après avoir

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è Bittschwillcr, a construit une machine du m^mc genre de la force de 50 chevaux. A Blackwall, en Angleterre, on construit en ce moment un navire du port de 1200 tonneaux, t'Orinocoo, dont tes macliincs seront du système à éther. Enfin, la compagnie franco-américaine Gauthier frtres, de Lyon, a appliqué le mâme système au Jacquard, navire de la force de 600 chevaux, qui vient de commencer le service du Havre à New- York.

La vapeur d'éther, employée comme force motrice, présenle cependant quelques dai^ers en raison de son inflammabilité. Le chloroforme, composé non inflammable et qui jouit d'une force élastique supérieure encore k celle de l'élher, a élé substitué avec avantage à ce dernier liquide. M. Lafont, officier de la marine impériale, a eu le mérite d'employer, dans une machine de ce genre, le chloroforme que M. Du Tremblay avait lui-même recommandé pour cet usage. La machine ï chloroforme de M. Lafont, d'une force de 20 chevaux, a fonctionné pendant quatre ans pour les travaux du port de LorienL A la suite des résultats satisfaisants constatés pendant ce long service, le gouvernement a fait établir un appareil tout semÛable, è bord du navire le Goliiée, de la force de 125 chevaux. Le Galilée continue en ce moment i Lorient les intéressants essais de cette machineuouvelIe,qui est certainenientappelée 11 un grand avenir.

C'est par des dispositions fort dillérentes de celles que nous venons d'examiner que l'ingénieur Ericsson avait essayé de créer le moteur nouveau dont il a été si souvent question depuis trois ans dans les journaux américains et français. Dans l'appareil qu'il a construit, M. Ericsson supprime complètement la vapeur d'eau, qu'il remplace par de l'air alterna liveinent écliaulTé et refroidi. La dilatation et la contraction successive qu'éprouve une masse d'air contenue dans un espace limité, par suite de l'addition et de ta soustraction du caloiique h cette mas.se d'air, telle est la source de la puissance mécanique qui se trouve mise en jeu dans la machine Ericsson, dont voici, en peu de mots, les dispositions.

Un grand ooinlve de toiles métalliques, i mailles très serrées,

D,M,IcdB,GOOglC

MACHINES nXES. 81

sont chauiïécs jusqu'il la température de 250 degrés. Une masse d'air froid traversant rapidement ces toiles métalliques, s'y ËchaulTe instantanément, et se dUate aussitôt; l'impulsion produite par la dilatation de cet air est mise â profit pour agir sur un piston qui joue dans un corps de pompe. Après avoir produit ce premier effet, la même ma.ssc d'air repasse ti travers tes UHlmes toiles métalliques ; dans ce retour, le métal reprend â l'air la chaleur qu'il lui avait un moment communiquée, de telle manière qu'en sortant de cette partie de l'appareil, l'air est presque aussi froid cpi'à son premier départ C'est la répétition de ces effets de dilatation et de contraction alternative de l'air échauffé et refroidi qui détenniiie le jcn de l'appareil moteur.

La pensée de produire un mouvement mécanique par de brusques alternatives de chaud et de froid qui se succèdent avec une rapidité surprenante, grâce îi la promptitude extraordinaire avec laqueUe les toiles métalliques peuvent se refroidir ou s'é~ chauffer, était en elle-même fort remarquable Cependant l'exécution n'a point répondu jusqu'ici aux espérances ni aux promesses de l'inventeur, par suite pi-ubablement des difficultés considérables qui naissent daas la pratique, lorsqu'il s'agit d'exposer des surfaces métalliques à l'action de températures très élevées : l'oxydation s'empare du cylindre, les surfaces métalliques se grippent, et l'ajustage du piston et autres pièces ne tarde pas à devenir incomplet. Aussi la machine Ericsson, qui continue d'être à l'étude en Amérique, ne brillait-elle à l'Expoàiioa universelle que par son absence. Toutefois, ce ne peut iHre Ih un motif suffisant pour condamner l'invention de l'ingénicur américain. Cet appareil repose sur un principe des plus féconds et dont on saura tirer certainement un grand parti dans l 'avenir.

A côté de la machine Ericsson vient naturellement se placer la machine à air chaud de SI. Franchot, dont l'invenlcur n'a encore exécuté aucun modèle de grande dimension, mais dont il poursuit l'idée depuis quinze ans avec autant de persévérance que de talent.

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Depuis l'année 18ù0, en effet, M. Franchot, avait indiqué le parti avant^eux que l'on peut retirer des toiles métalliques pour la construction de machines h air chaud (1), Le modèle définitif qu'il a présenté en 1855 ï l'Exposition, doit être exécuté en grand, k la demande du département de la marine, de ceux de l'agriculture et des travaux publics. Voici queQes sont les dispositions principales de cette machine à air chaud, qui constitue une excellente expression pratique des moyens par lesquels on peut appliquer an travail mécanique les gaz ou les vapeurs alternativement échauffés ou refroidis.

La machine de HL Franchot se compose de quatre cylindres dont le bas est chauffé par un foyer , et la partie supérieure maintenue à une température peu élevée. Les deux capacités, chaude et froide, sont séparées par un piston qui joue en même temps le rôle de déplaceur. Les quatre cylindres forment une série circulaire, dans laquelle le bas de chacun est en conuniuticatiou permanente avec le haut du suivant, au moyen d'un canalgui renferme des toiles ou lames métalliques présentant uue très grande surface. Le système entier se compose doue de quatre masses d'air isolées par les pistons déplaceurs. Chacune de ces masses d'air va et vient eutrc les capacités chaude et fraide qui communiquent entre elles. Dans ces |)assages, l'air abaudoime et reprend alternativement de la chaleur aux toiles métalliques, dont il touche la surface étendue, et dont la température décroît graduellement d'un bout du canal !i l'autre. Ces variations alternatives de température, qui provoquent nécessairement des contractions et des dilatations dans le volume de l'air emprisouué, donnent lieu à un travail moteur continu, lequel est transmis à un arbre tournant par les tiges des pistons déplaceurs, par des bicUes et des manivelles convenablement di)^>osecs. La puissance de la machine, pour des dimensions d'ailleurs égales, est susceptible de varier, si l'ou fait us^ d'un air que l'on ait préalablement plus ou moins comprimé.

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VACHINES FIXES. 33

Une dJflSculté qui jusqu'il ce jour est demeurée insurnioutable, a fait échouer la machine à air chaud de l'inventeur américain Eri<»sou, et voici en quoi consiste cette difficulté. Lee parois métalliques du cylindre dans lequel î^it le piston ne peuvent supporter, sans être altérées physiquement, nne très haute température. Un métal que l'on entretient constamment à uuc températiu-e élevée, supérieure à 200 degrés par exemple, subit, dans sa contexture physique, des altérations particuhèies qui rendent, au bout de peu de tciups, l'ajustée du pistou défectueux ou mettent le cylindre hois de service. On est donc obl^é, pour éviter cet inconvénient, de n'admettre dans le cyhudre que de l'air à une température médiocre et par conséquent à une pression uiUe très bornée. Pour obtenir un effet mécanique un peu considérable, il faudrait donner â toutes les pièces de l'appareil des dimensions g^antesques. Cette dilTicullé capitale, qui a airêté jusqu'à ce moment les progrès de la machine Ericsson, serait-elle aussi une cause d'insuccès pour la maeMne à air chaud de notre habUe compatriote, M. Franchot? L'avenir prononcera sur cette question.

Au heu d'échaulTer et de refroidir alternativement une même masse d'air, on peut, abordant le problème par un autre moyen, récbauiïer la vapeur qui sort du cylmdre après avoir exercé son action sur le piston, et la renvoyer ensuite dans ce même cyhndrc. Au heu de laisser perdre la vapeur dans l'air ou dans le condenseur, on peut lui restituer, au moyen d'un foyer, la chaleur qu'eUe a perdue, de manière à la ramener à la tension qu'elle possédait lorsqu'elle opérait dans le cylindre le refoulement du piston. La force élastique de la vapeur d'eau croit très rapidement avec la température, de teUe sorte que, lorsqu'elle est portée au-dessus de 100 degrés, elle n'a plus besoin que d'un petit nombre de degrés de chaleur pour acquérir une tension tris considérable. On réaliserait donc une grande économie si l'on pouvait consener toujours dans une machine la même vapeur, en lui restituant le calorique qu'elle a perdu après cliaquc

3i APPLICATIOHS DE LA VAPEOR.

coup de piston, et la rendant ainsi propre à recommencer continuellement ce même effet C'est en cela que réside le principe des nouvelles machines i vapeur dite régénérée.

La pensée de restituer à la vapeur le calorique qu'elle a perdu pendant qu'elle exerçait sur le piston son acti(m mécanique, préoccupe depuis bien longtemps les physiciens. C'est sur un principe tout à fait anal<^e que MontgolTier, k la fin du dernier siècle, avait essayé de construire une machine qu'il désignait sous le nom de pyro-bélier. Un volume d'air, limité, était dilaté par l'action de la chaleur ; par sa pression, cet air dilaté soulevait une colonne d'eau ; on rendait ensuite h cette même masse d'air refroidie le calorique qu'elle avait perdu ; de nouveau dilatée par la chaleur, elle soulevait encore la colonne d'eau, et ainsi indéfiniment. En 1806, Joseph Kiepce, lecréateur de la photographie, avait construit, avec l'aide de son frère, un appareil qu'ils désignaient sous le nom df: pyréolophore, et dans lequel l'air brusquement chaulTê devait produire les effets de la vapeur. De son côté, l'illustre inventeur des chaudières tubulaires. M, Séguin aîné, neveu de Mouigolfier, n'a jamais cessé de suii re la même pensée. Dés l'année 1S38, M. Séguin s'était occupé d'employer la vapeur dans ces conditions, et, le. 3 janvier 1855, il a présenté h l'Académie des sciences son curieux projet de machine à vapeur pulmonaire, par laquelle il espère parvenir à restituer il la vapeur, avec d'immenses avantages, la chaleur qu'elle a perdue après chaque expansion périodique. Enfin un ingénieur prussien établi en Angleterre, H. Siemens, construisit, il y a peu d'années, un appareil fondé sur !e principe du réchauffement de la vapeur refroidie et détendue. Comme ce dernier système avait réalisé une économie de près des deux tiers du combustible, le modèle de M. Siemens fut exécuté en Angleterre par MM. Fox et Henderson sur une machine de la force de 100 chevaux.

C'est un appareil de ce genre que l'on voyait à l'Exposition univcrseUe, parmi les machines anglaises.

La machine à vapeur régénérée de M, Siemens , de la force

L,iic.j..Googlt'

nominale de 40 chevaux, avait été coDstniite par MM. Hick et fils à Bolton. A coté du cylindre à vapeur se trouvent disposés deux autres cylindres plus petits. En sortant du grand cylindre où elle a exercé son action sur le piston, la vapeur est ramenée, en traversant des toiles métalliques, au fond de deux cylindres plus petits directement échaufTés par la flamme de deux foyers. La vapeur détendue dans le grand cylindre, dont le piston a uu diamètre double de celui des pistons travailleurs, revient dans l'un ou l'autre des cylindres réchaufl'eurs, selon qu'elle a agi au-dessus ou au-dessous du grand pistou. Dans cette machine, la vapeur passe successivement de cinq atmosi^éres, tension qu'elle atteint dans le fmid des cylindres, à ime atmosphère, tension !i laquelle elle est réduite dans le grand cylindre, d'abord par son reû-oidissement ï travers les toiles métalliques, et ensuite par l'augmentation de volume due au diamètre du cylindre régénérateur. Les tiges des trois pistons viennent s'articuler sur une même manivelle

On voit tout de suite l'extrême analogie qui existe entre la tentative de H. Siemens et celle do MÏI. Franchot et Ericsson. Ces derniers emploient toujours la mËme masse d'air alternat]vcmeut échauffée et refroidie; M. Siemens emploie toujours la même vapeur alternativement réchauffée et refroidie. Dans ces deux genres de machines, on obtient donc le mouvement par le changement successif de température et de volume d'un même gaz qu'on échauffe et qu'on refroidit tour k tour, et le moyen employé pour soustraire le calorique est le même dans les deux appareils, puisqu'il consiste dans l'interposition de toiles métalliques que traverse le gaz échauffé.

La remarque critique que nous avons faite à propos des machines à air chaud de MW. Ericsson et Franchot, s'applique évidemment à l'appareil de M. Siemens. Dans la machine à vapeur régénérée de M. Siemens, on expose des cylindres métalliques à des températures élevées. Il ost à craindre que le métal ainsi exposé directement et à nu i l'action du feu, ne subisse au bout de peu de temps de sérieuses avaries, une altération de structtire

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3fl APPLICATIONS DE LA TAPEOR.

qui dérange l'ajustage et mette le cylindre hors de service. L'espace considérable occupée par la machine de M, Siemeos, qui est fort encombrante, comme celle d'Éricsson, est une diDSculté secondaire qui se rapporte i son emploi Nous le répétons, c'est ï l'avenir ïi prononcer sur la destinée de tous ces noureaas et curieux mécanismes. Nous devons dire toutefois que, jusqu'ï ce moment, la pratique ne parait pas avoir justifié l'e^wir qu'avait fait concevoir la machine de M. Siemens, pendant qu'elle foncUonnait dans la galerie de l'Annexe.

Après les machines h vapeur réchauffée, nous pouvons dire quelques mois des machines h vapeur surchauffée, c'est-à-dire lÛr^ée, après sa formation, îi travers un foyer pour y acquérir mie tension considérable par l'accumulation du calorique.

L'idée des machines à vapeur surchauffée qui sont aujourd'hui tout h fait à leurs déhuls, est venue pour la première fois à la suite des beLes OEpérieuces de M. Boutigny sur l'état sphéroïdal de l'eau. Ses idées furent développées et apphquées d'abord par M. Testud de Beaur^ard, qui n'obtint potu-tant aucun succès pratique. Plus tard, MM. Galy-Cazalat et Isoard,se sont surtout distingués dans cotte voie. Cedernier mécanicien parait à la veille d'obtenir d'importants résultats dans l'emploi pratique de la vapeur d'eau portée â des tensions énormes. On peut encore citer comme s'étant occupés avec succès de la même question, MM. Séguin jeune, Belleville de Nancy, Hédiard et Glavière.

Deux Américains, MM. 'Wathered, avaient présenté à l'Exposition une machine à vapeur surchauffée qui a été peu remarquée et qui méritait pourtant l'attenlioa Cette machine doit présenter une certaine importance pratique, puisque la marine anglaise en a coimnandé quelques-unes h l'inventeur pour en faire l'essai.

Dans h machine îi vapeur surchauffée de MM. Wathered, la Tapeur engendrée dans un générateur qui est tubulaire comme celui des locomotives, mais placé verticalement, se divise en deux parties : l'une se rend directement comme à l'ordinaire dans

une chambre à vapeur qui précède le cylindre, l'autre estdirigfe par un tuyau, dans uu serpentin installé dans le carneau et dans le dùme de la cheiniaêe. Ma circulant i travers les spires du serpentin, cette vapeur s'échauffe considérablement etaaeînt une température de 300 à ùOO degrés. Ainsi surchauffée, elle vient se réunir, dans la chambre à vapeur qui précède le cylindre, k la vapeur ordiuairc qui est venue directement du générateur. 11 résulte de ce inélangc de deux vapeurs, que la vapeur surchauffée cède S la vapeur ordinaire une partie de son excès de température; qu'elle vaporise l'eau que cette dernière coutenait i l'éiat liquide, et lui donne une grande tension. Le mélange de ces deux vapeurs entre alors dans le tiroir de distribution et pénètre de là dans les cylindres oïl elle produit son effet mécanique.

C'est Si l'expérience â prononcer sur le point de savoir si les dispositions adoptées par i\ljM. AVathered l'emportent, au p8int de vue de la pratique, sur celles qui ont été depuis assez longtemps mises en pratique ou proposées par MU. Isoard, Galy- Cazalat, Séguin jeune, Bellcville de Nancy, etc.

Les dispositions nouvelles que l'on tend aujourd'hui à donner k b machine i vapeur, et que nous avons exposées avec quelques détails, parce qu'elles représentent le côté véritablement neuf et original de cette question, résultent de vues théoriques d'un ordre élevé, auicpicllcs les physiciens ont été conduits dans ces derniers temps. D'après une théorie adoptée aujourd'hui par nos savants les plus distingués, la force mécanique propre h un Duide élastique nu à une vapeur, ne serait que la conséquence de la perte de calorique occasionnée par l'expansion de ce gaz on de cette vapeur. Si un piston s'élève sous l'impulsion de la vapeur d'eau, cet effet mécanique estdD, selon la doctrine nouvelle, i la perte de calorique que la vapeur subit en se dilatant : de telle sorte que la chaleur semblerait se métamorphoser eu iravaU mécanique. Il est certam que quand la vapeur agit sur un piston pour le soulever, elle éprouve un refroidissement considélable, et qu'à sa sortie du cylindre, elle ne contient plus qu'une k

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38 APPLICATIONS DE lA VAPEUR,

partie du calorique qu'elle y avait apporté. Le travail mécanique exécuté par la vapeur peut doue être considéré comme la différence entre le calorique que la vapeur présentait à son entrée dans le cylindre et celui qu'elle consene i sa sortie; ainsi la chaleur semUe s'âtre métamorphosée en mouvement au sein de la machine. Hien ne se perd, rien ne te crée dons la nature, cette grande vérité issue des découvertes de la chimie, semble trouver dans les fails emprunlés à la physique une confirmalion nouvelle. En effet, dans le cas que nous considérons, le calorique de la vapeur n'a point péri, il a seulement changé de nature, il s'est transformé en mouvement,

On remarquera, â l'appui de cette belle explication de l'ac^ tion mécanique des gaz et des vapeurs, que, si l'on comprime vivement de l'air ou un gaz dans un tube, il se produit de la chaleur et de la lumière. C'est l'effet inverse de ce qui se passe lorsqu'une vapeur échauffée exerce une action mécanique : la vapeur se dilate et elle se refroidiL Dans le premier cas, le calorique prend naissance par la condensation du gaz; dans le second, le calorique se perd par la dilatation de la vapeiu.

C'est MoDtgolfier qui a, le premier, émis cette haute pensée, que la force mécanique développée par les machines à \apeur, dépend de la perte de calorique que la vapeur subit eu se dilatant dans le vide. Repoussée d'abord par les physicieus, cette théorie fut exposée d'une manière très nette par son illustre neveu, H. Séguin aîné, qui, convaincu que l'effort mécanique produit par la pression d'un gaz peut être représenté par la chaleur qu'à perd en se dilatant, arriva â mesurer tout effet mécanique par une quantité de chaleur correspondante. Partant de ce principe que l'abaissement de température qu'un gai subit en se dilatant et en faisant effort contre les parois qui le renferment ou le piston qu'il pousse, devait être repiésenié (sauf les pertes résultant du contact, du rayonnement ou d'autres causes], par l'effort mécanique produit, et que cet effort devait pouvoir servir de mesure à la chaleur perdue , comme la chaleur perdue k l'effort mécanique, M, Séguin compara, dans

MACHINES nXES. S9

une série d'eipérieuces, les abaissements de température, ou pertes de chaleur avec les quautités correspondantes de travail produit. Il arriva ainsi à déterminer expérimentileraent l'équivalent mécanique de la chaleur, et i établir que le calorique qui élève d'iu degré la température de 1 gramme d'eau, est représenté par un poids de A£iO grammes environ élevés k la hauteur d'uu mètre.

La théorie mécanique de la chaleur a été conrimiée, depuis les travaux de ni. Séguin, par les calculs d'un grand nombre de physiciens éminenls, en particulier par IVIM. Regnaidt, Joule, Tbonison et Renkine. Le chiiïre de l'équivalent mécanique de la chaleur donné par M. Séguin(/i40 grammes] s'accorde même, autant qu'on peut l'espérer, avec les chilTreB donnés plus tard par MM. Ttlayer, Joule et Him. Aussi paratt-il bien difficile de révoquer en doute la vérité de cette s^uisante théorie. Seulement, si on l'admet comme rigoureusement exacte, on est conduit à une conclusion véritablement désespérante en co qui concerne la valeur pratique de nos machines à vapeur actuelles. 11 résulterait, en effet, des calculs exécutés par M. Regnault, en paUant de cette théorie de l'assimilation de la chaleur au travail mécanique, que nos meilleures machines k vapeur n'utiliseraient que le quarantième de la chaleur transmise k l'eau par le foyer quand ù s'^it de machines sans condenseur, et le vingtième quand il s'agit de machines à condenseur. Ainsi nos machines k vapeur actuelles ne représenteraient guère que l'enfance de l'art. Voici, en effet, en quels termes M. Regnault exprime lui-même ces résultats : n Dans une machine k détente • sans condensation, où la vapeur pénètre k 5 atmosphères et n sort sous U pression d'une atmosphère, la quantité de chaleur » utilisée par le travail mécanique est seulement un guaran- » tième de h chaleur donnée à la chaudière....- Dans ime ■ machine k condensation, recevant de la vapeur à 5 atmos- > phëres , et dont le condenseur présenterait une force élas- » tique de 55 milUmétres de mercure, l'action mécanique est un n peu plus du vingtième de la chaleur donnée k la chaudière. »

h.qIc

âO APPUCilTlONS DE LA VAPEUR.

Nom devons ajouter c«pcii(l3nt que M. Siemeus, dans son Mémoire sur la coneertion de la chaleur en effet mécanique, donne un chifTre beaucoup moins aflligeaiit que c«lai de M. Rcguault, puisqu'il admet que nos machines utilisent le sixième du calorique d^agé par le foyer. Quoi qu'il en soit de ces divergences sur le chiffre, tous nos physiciens s'accordent aujourd'hui i recomiaître, en (ait, que l'ou u'utilisc dans les machines h vapeur actuelles qu'une très faible panie de la force vive produite par le combustible du foyer dans nos machines à vapeur. 11 y a donc de grands perfectionneuients à réaliser pour tirer un plus utile parti du calorique, et l'on ne peut qu'applaudir â )a tendance qui existe aujourd'hui h créer des machines nouvelles où la vapeur reprendrait, après chacune de ses impulsions périodiques, le calorique qu'elle a perdu. Lï est donc le progrès daus cette grande question de l'emploi économique de la vapeur, et il est lieureui que l'industrie se montre disposée <i entrer daus la voie mûmc qu'ont signalée les travaux de ih)s savants.