CHAPITRE V

DENIS PAPm. — SA VII ET SES TRATAOX.

Papin naquit à Blois, le 22 août 1647, d'une famille considérée dans le pays, et qui appartenait à la religion réformée. 11 était fils d'un médecin et avait pour parent Nicolas Papin, autre médecin connu par quelques ouvrages scientifiques. On ne sait rien sur son enfance ni sur les événements de sa jeunesse ; il parait seulement qu'il avait ressenti de bonne heure un goût très-vif pour lès sciences mathématiques. L'éducation publique était alors, dans la ville de Blois, entre les mains des jésuites, qui accordaient, à cette époque, une assez grande part à l'étude des sciences. Les protestants fréquentaient quelquefois les écoles des jésuites : Papin dut recevoir chez eux ses premières leçons de mathématiques.

Il fit à Paris ses études médicales^ Cependant ce n'est pas dans cette université qu'il reçut son grade de docteur , car son nom ne figure pas sur la liste des gradués de la Faculté de Paris, publiée en 1752, et qui comprend les noms de tous les docteurs, à partir de l'année 1539. Orléans possédait une université; il est donc probable que ce fut dans la capitale de sa province que Denis Papin alla recevoir son grade.

Quoi qu'il en soit, on le trouve à Tftge de vingt-quatre ans établi à Paris pour y exercer sa profession. Mais son inclination naturelle pour les sciences physiques , lui rendait sans doute plus aride le pénible sentier de la carrière médicale. Il ne tarda pas à tourner exclusivement son esprit vers les travaux de la physique expérimentale et delà mécanique appliquée. Il avait rencontré quelques protecteurs puissants qui favorisaient son goût pour ce genre de recherches.

« J'avois alors, nous dit-il lui-môme, Thonneur de vivre à la bibliothèque du roi et d'aider M. Huy* gens dans un grand nombre de ses expériences. J't*

MACHINE A VAPEUR

vois beaucoup à faire touchant la machine pour appliquer la poudre à canon à lever des poids considérables, et j'en fis Fessai moi-môme quand on la présenta à M. de Colbert (1). •

Le célèbre Huygens, l'inventeur des horloges à pendule, habitait alors notre capitale, il avait consenti à se fixer en France, sur les instances de Colbert, qui, en fondant l'Académie des sciences, l'avait inscrit l'un des premiers sur la liste de ses membres. Pour décider le savant hollandais à résider en France, Colbert lui faisait une forte pension, et lui avait accordé un logement à la Bibliothèque royale.

Papin prêtait son aide à Huygens pour ses expériences de mécanique, et partageait son logement. Il avait dû cette position avantageuse à la protection de madame Colbert, femme d'un grand mérite, originaire de Blois, et à laquelle, selon Dernier, a une infinité de « gens de ce pays devaient leur fortune (2). »

Denis Papin publia son premier ouvrage à Paris, en 1674, sous ce titre : Nouvelles Expériences du vuide^ avec la description des ma^ chines qui servent à le faire.Ce petit écrit, qui n'existe plus de nos jours, contenait la description de certaines modifications de faible importance apportées à la machine du bourgmestre de Magdebourg (3). Les Nouvelles Expériences du vuide furent accueillies avec laveur. M. Hublin, célèbre émailleur du roi, ami particulier de Papin, présenta l'ouvrage à l'Académie des sciences, et le Journal des savants le signala avec éloges.

La carrière s'ouvrait donc pour le jeune physicien, sous les plus heureux auspices. Le petit nombre d'hommes instruits qui se trouvaient alors dans la capitale, tenaient dans la

(1) Acta eruditorum Lipsiœ, septemb. 1688*

(2) Histoire de Blois, 1782. Ëpitre-dédicace.

(3) Les modiûcalions apportées par Denis Papin à la machine pneumatique d'Otto de Guericke se trouvent reproduites dans un arUcle de Papin, imprimé dans les Ac(es de Leipsick, au mois de juin 1687, sous ce titre : Augmenta quœdan» it expérimenta nova circa antiiam pneumaticam, facta poitim îk Angiia, partim in Itaiia,

plus grande estime sa personne et ses talents, et le Journal des savants j dispensateur de la considération et de la fortune scientifiques, l'accueillait avec faveur. Cependant, une année après, nous voyons Papin quitter subitement la France, pour passer en Angleterre.

Quel motif pouvait le porter à abandonner sa patrie? Avait-il encouru la disgrâce de Colbert? Obéissait-il simplement à cette humeur un peu vagabonde qui le fit appeler par un de ses contemporains, le philosophe cosmopolite? On l'ignore. Les historiens et les auteurs de mémoires de la fin du xvii* siècle, tout entiers au récit des intrigues des cours , ou des événements de la guerre , n'ont pas une ligne à consacrer à ces esprits d'élite qui employaient tous les moments de leur laborieuse existence à préparer à l'humanité des destinées meilleures, et qui souvent ne recevaient, en retour, que la misère ou l'oubli. Le nom d' Amenions, l'un des physiciens français les plus remarquables du XVII' siècle, est àpeine prononcé dans les écrits de l'époque, et le génie de Mariottes'éteignitau milieu de l'indifférence de son temps. Papin n'a pas attiré davantage l'attention des historiens. C'est dans ses propres ouvrages, dans un petit nombre de recueils scientifiques, ou dans les lettres éparses de quelques savants dont la correspondance s'est conservée, qu'il faut aller puiser les rares documents qui nous restent sur les événements de sa vie. >

Tous ces documents sont muets sur la cause de son départ pour Londres; le Journal des savants nous apprend seulement que c'est à la fin de l'année 1675 qu'il quitta Paris (i).

Peu de temps après son arrivée en Angleterre, Papin eut l'heureuse inspiration de se présenter à Robert Boyle, l'illustre fondateur de la Société royale de Londres. C'est ce que nous apprend Boyle lui-même : « 11 arriva tt heureusement, dit-il, qu'un certain traité afrançois, petit de volume, mais très-in-

(1) Jimrnal des savants^ ûu 17 février 167 e.

«génieux, contenant plusieurs expériences it sur la conservation des fruits, et quelques «t autres points de différentes matières^ me fut «remis par M, papin, qui avoit joint ses « efforbàceuxde l'éminent Christian Hny gens a pour faire lesdi tes expériences (i), » Dans la suite de Tentretien qu'il eut avec lui, apprenant «que le docteur Papin n'étoit arrivé de « France eu Angleterre que depuis peu de tt temps, dans Tespoir d'y trouver un lieu qui <t fût convenable à rexercice de sou talent, » Boyle résolut de rassocier à ses travaux. Aucune position ne pouvnil mieux convenir

(lÊÊ^^^iÊé^

Fil- U. — Hobi^rt Boyle*

aux goûts et aux désirs de Papin, Issu d une grande famille de l'Irlande, Robert Boyle, pour se vouer tout entier à Tétude des sciences, avait renoncé auxavantages que lui assuraient sa fortune et son rang, U avait consacré six années de sa jeunesse à voyager sur ie continent, pour perfectionner ses connaissances et fuir le spectacle des troubles civils qui déchiraient sa patrie. A son retour en Angleterre,

m Hot^rn Bêtifie Opt^a vmia, Geaéve, lun, t IL

la lutte durait encore entre le parlement et la royauté ; Boyle se retira dans sa terre de Stuldbridge, et c*estiàqu'aii sein de la retraite et de la paix, loin du tumulte des villes et de Tagitation des partis, il poursuivait les beaux travaux qui devaient le placer à un rang si élevé dans la reconnaissance et Tadmiration de son pays.

Il réunissait autour de lui un certain nombre d*hommes distingués, qui cherchaient dans la culture des sciences et des arts un asile contre les dissensions du dehors. Cette réunion, qui portait le nom de Collège philo^ sophique^ se rassemblait sous sa direction ^ tantôt à Oxford, tantôt à Londres. Lorsqu'en 1660, Charles II monta sur le trône d'Angleterre , il fonda, des débris de cette réunion nomade, \di Société royale de Londres^ que Boyle fut chargé d'organiser. L'illustre savant refusa de présider cette société , il rejeta même les honneurs de la pairie pour reprendre le cours de ses travaux scientifiques.

Boyle s'était occupé avec succès de continuer les recherches d'Otto de Guericke sur le vide et la pression atmosphérique ; il avait publié ses expériences sur ce sujet, laissant à d'autres le soin de les poursuivre. Lorsque Papin arriva en Angleterre, il pensait à les reprendre, tuais il ne trouvait personne pour le seconder. L'habileté de Papin et ses études spéciales sur la machine pneumatique, lui rendaient son secours utile de toutes manières. II admit donc dans son laboratoire, le jeune physicien français.

Commencées le 11 juillet 1676, les expériences qu'ils exécutèrent ensemble, furent continuées jusqu'au 17 février 1679. Parmi ces expériences, il faut citer leurs recherches relatives à la vapeur de l'eau bouillante, qui plus tard devaient porter leurs fruits entre les mains de Papin.

Boyle reconnaît avec beaucoup de loyauté, que les services de Papin lui furent d'une grande utilité, et déclare qu'il était d'une

grande habilolé dans la construction et le maniement des appareils de physique.

41 [Plusieurs (îes machines dont nous faisions usage, • dit îlj particulièrement la machine pneumatique à ■ ûcu\ corps de pompe et le fusil à vent, étaient de « son invenlioni et eo parlie robriqués de sa main. «

L'amitié de Robert Boyle et le mérite de ses travaux ouvrirent à Papin les portes de la Société royale de Londres, Il y fut admis le 16 décembre 1680, et ne tarda pas à se placer à un rang distingué parmi les lîiembres de cette compagnie célèbre.

C'est peu de temps après, en 1681, qu'il fit connaître pour la première fois, dans un ouvrage écrit en anglais, sous le litre de New Difjester^ Tappareil qui a reçu en France te nom de difjesteur ou de marmile de Papin (f ),

0} La traduction Trançaise du AViu Digfsier fut pul>lîée à t^aris» en 1682, par Comieri aous ce titre : La ntamére

Le digesteur ^ selon Papin, permetlail de cuire les viandes en peu de temps et à peu de frais, tout en améliorant leur gotit. Il donnait en même temps, le moyen de ramollir les os, c'est-à-dire de les transformer en une substance qui a reçu de nos jours le nom de géiatiney ce qui ajoutait à la quantité de matière nutritive conlenue dans les diverses parties du corps des auimatix.

Cet appareil, quia été renouvelé de uosjours sous le nom A' autoclave^ est loin cependant d'avoir réalisé les promesses do Fiiiventeur; les viandes en îles par ce moyen coutraclenf une saveur ammoniacale. Aussi, quoique Leil>nitz ait dit dans une de ses lettres : a Un « de mes amis me mande avoir mangé un

tTamoUir tes os et de faire cuire toutes tartes fie viandejt en fort peu de temps et à peu de frmi, avec une description de ia machine dont il se faut servir pour cet eff^et^ ses propriétés et ses tisn'jeSj rott/irrués par pitiiieurx expériences ^ nouvel iement inventée par âl. /*a^i>i, dorf^ur en médecine.

tt pàlé de pigeonneaux préparé de la sorte par a le digesteur, et qui s'est trouvé excela lent (1), » il est permis de contester Tutilité de ce procédé de cuisine économique.

La marmite de Papin était munie d'un appareil connu de nos jours sous le nom de soupape de sûretéy et qui constitue l'un des organes les plus importants de la machine à vapeur moderne. Tout le monde s'accorde à ajouter la plus haute importance à la découverte de cet appareil, que l'on regarde comme le prélude des travaux de Papin sur la vapeur. Au risque de paraître soutenir un paradoxe, nous oserons nous séparer encore sur ce point de l'opinion commune. Comme nous nous efforçons d'appuyer sur des textes authentiques les principaux faits exposés dans cette notice historique, nous citerons le passage original du livre de Papin sur le digesteur.

Pig. 36. — Marmite de Papin.

On verra que la soupape de sûreté a une origine beaucoup plus humble qu'on ne l'imagine.

Papin commence par donner la description

(1) Opera^ lo-4», 1768, t. I, p. 16S.

de son digesteur. L'appareil se compose de deuxcylindres creuxrentrantFundaiisrautre : le premier, à parob métalliques très-épaisses» renferme l'eau que l'on doit convertir en vapeurs ; le second, plus petit, sert à contenir les viandes. Le tout est fermé par un épais couvercle métallique s'adaptant parfaitement aux contours du cylindre, auquel il est fixé par des écrous très-solides : quand on veut s'en servir , on le place sur un fourneau allumé.

La figure 26 représente la marmite de Papitty telle qu'on la construit aujourd'hui, pour démontrer dans le cours de physique, la pression considérable qu'exerce la vapeur d'eau. S est la soupape de sûreté, C, le corps du cylindre extérieur.

La marmite de Papin n'est donc qu'une sorte de bain-marie, dans lequel seulement la vapeur , renfermée dans un espace clos, ne peut se dégager au dehors. Après avoir donné la description de sa marmite, Papin ajoute :

« Cette machine est sans doute fort simple et peu sujette à se gâter, mais elle est incoomiode en. ce qu'on ne regarde pas dedans aussi aisément que dans le pot ordinaire, et comme elle fait plut ou moins d'effet, selon que Feau qui j est se trouve plus ou moins pressée, et aussi que la chaleur est plus ou moins grande, il pourrait arriver quelquefois que vous tireriez vos viandes avant qu'elles fussent cuites, et d'autres fois que vous les laisseriez brûler; ainsi il a fallu chercher des moyens pour connaître et la quantité de pression qui est dans la machine, et le degré de chaleur.

« il n'y a qu'à faire un petit tuyau ouvert des deux bouts, et, l'ayant soudé sur un trou fait au couvercle, il faut appliquer sur l'ouverture d'en haut de ce tuyau une petite soupape bien exacte et garnie de papier. •

Pour connaître le degré de la pression de la vapeur, Papin fermait cette soupape au moyen d'une petite verge de fer qui, fixée par une de ses extrémités à une charnière, portait, à l'autre bout, un poids mobile à la manière des romaines. 11 avait détermine la pression nécessaire pour soulever ce poids.

MACHINE A VAPEUR

« De sorte, ajoute-t-il, que lorsque la soupape laisse échapper quelque chose, je conclus que la pression dans le bain-marie est environ huit fois plus forte que la pression de Tair, puisqu'elle peut soulever, non-seulement le poids qui résiste à six pressions, mais aussi la verge que j'ai éprouvée, qui résiste à deux, et ainsi, en augmentant ou diminuant le poids, ou en le changeant de place, je connais toujours à peu près combien la pression est forte dans la machine (t). »

Ainsi Papin n*ayait imaginé son levier et sa soupape, que poursavoir ce qui se passait dans le pot j et pour veiller à l'exacte cuisson des viandes. En faisant varier la position occupée par le poids sur les bras de la romaine, il reconnaissait approximativement le degré de pression auquel se trouvaient soumises les viandes placées dans le bain-marie. A cette époque, en effet, il était loin encore de songer à construire une machine fondée sur la force élastique de la vapeur d'eau ; et bien plus, lorsqu'il proposa cette machine, il ne pensa nullement à la munir de sa soupape. Dans son célèbre mémoire de 1690, où il donne la description de la première machine à vapeur, il n'est rien dit de la soupape de sûreté. L'idée d'appliquer un tel instrument à prévenir l'explosion de la chaudière d'une machine à vapeur, ne lui vint que vingt-sept ans plus tard, en 1707, c'est-à-dire quinze années après la publication de ce mémoire. C'est le physicien Désaguliers qui transporta le premier dans la pratique cette idée de Papin. En 1717, Désaguliers appliqua, en Angleterre, à une machine de Savery, la soupape du digesteur de Papin, que ce dernier avait proposée en 1707 comme un moyen de se mettre à l'abri des explosions auxquelles cette machine donnait lieu.

La construction du digesteur n'a donc exercé aucune influence sur la découverte de la machine à feu ; si elle y contribua en quelque chose, ce ne fut guère qu'en familiarisant l'inventeur avec l'usage pratique de la vapeur d'eau.

(1) La Manière d'amollir les o«, p. 10.

Depuis la publication de son New Digester^ Papin se trouvait à Londres dans une position plus avantageuse peut-être que celle qu'il avait occupée à Paris. Il appartenait à la Société royale^ la première des Académies de l'Europe. En outre, la protection de Robert Boyle lui permettait d'espérer beaucoup, car ce savant illustre, successivement honoré de l'estime de Charles II, de Jacques II et de Guillaume, savait user en faveur de ses amis d'un crédit qu'il dédaignait pour lui-même. D'un autre côté, il continuait à entretenir avec son pays de bonnes relations; on insérait régulièrement dans le Journal des savants les communications qu'il lui adressait. Aussi ne peut-on se défendre d'un certain sentiment de dépit contre son humeur vagabonde, lorsqu'on le voit déserter tout à coup le sol hospitalier qui l'a reçu, et de même qu'il avait abandonné la France pour l'Angleterre^ abandonner l'Angleterre pour l'Italie.

Le chevalier Sarroti, secrétaire du sénat de Venise, venait de fonder dans cette ville, par l'ordre du sénat,une nouvelle Académie,en vue du perfectionnement des sciences et des lettres, « avec une dépense et une générosité tout à « fait extraordinaires, » dit Papin (1). Sarroti offrit au physicien français tme position dans cette Société, et Papin accepta, un peu à l'étourdie.

Il résulte d'une lettre de lui, datée d'Anvers le 1" mars 1681, et adressée au docteur Groune, que depuis peu de jours il avait quitté l'Angleterre. Dans cette lettre, il priait son ami de remettre sa machine à la Société roya/e, à laquelle il offrait en même temps ses services en quelque lieu qu'il se trouvât.

La Société royale , qui le vit partir avec regret, tint note de la promesse, et inscrivit son nom sur la liste de sesmembres honoraires.

Papin séjourna plus de deux ans à Venise, occupé presque sans relâche à des expériences de physique. Ses travaux lui acquirent

(1) Journal du tavanît, 1684, p. 82.

MEIIVEILLKS DE LA SCII-NCE.

une grande réputation en Italie^ La seule mention de son opposition aux idées du reipeclable Guglielminif sur uue cpiestion d'hydraulique, «i Taiftait peur à ce savant, » et plusieurs années après sa mort, un physicien florentin parle de stla célèbre machine, le « dif/esleur^ inventée par Papin, pour expliquer << la cause des volcans et des tremblements de H terre «débattue depuisdes milliers damnées, n