CHAPITRE III

LE pfejlE LEfREcnON. — BEANCA. — l'ÊVÊQCB W1UUNS.

— le r feu i: uncuna. — le mabqu» de worczstkb.

On a vu dans le précédent chapitre, que, pendant la période qui nous occupe, les physiciens ne possédaient sur la vaporisation des liquides, que quelques notions confuses, viciées par une interprétation théorique des plus inexactes, consistant à rapporter à l'air échauffe la plupart des phénomènes qui proviennent du ressort de la vapeur d'eau. Les faibles effets mécaniques que l'observation

vulgaire avait révélés concernant la force élastique de la vapeur, n'étaient alors l'objet que d'applications insignifiantes ou ridicules. Si quelques doutes pouvaient subsister sur ce point, les faits qu'il nous reste à présenter seraient de nature à les dissiper.

Le Père Leurechon, jésuite lorrain, a publié en 1626, sous le titre de Récréations mathématiqueSy un ouvrage souvent réimprimé depuis, et qui donne un reflet fidèle de l'état des connaissances physiques et mécaniques au xvit* siècle. Le petit appareil connu sousle nom à'éolipylc fixait beaucoup l'attention des physiciens de cette époque. Le Père Leurechon va nous montrer quelles applications on imaginait alors d'en tirer.

« Les éolipyles, dit le Père Leurechon (Problème 75), sont des vases d'airain ou autre semblable matière qui puisse endurer le feu; ils ont un petit trou fort étroit par lequel on les emplit d'eau, puis on les met devant le feu, et jusqu'à ce qu'ils s'échauffent on n'en voit aucun effet ; mais aussitôt que le chaud les pénètre, l'eau, venant a se raréfier, sort avec un sifflement impétueux et puissant à merveille... Quelques-uns font mettre dans ces soufflets un tuyau courbé Â divers plis et replis, afin que le vent, qui roule avec impétuosité par dedans, imite le bruit d'un tonnerre. D'autres se contentent d'un simple tuyau dressé A plomb, un peu évasé par le haut, pour y mettre une petite boule qui sautille par-dessus fait A fait que les vapeurs sont poussées dehors. Finalement, quelques-uns appliquent auprès du trou des moulinets ou choses semblables, qui tournevirent par le mouvement des vapeurs, ou bien, par le moyen de deux ou trois tuyaux recourbés en dehors, font tourner une boule. »

Ces moulinets ou choses semblables qui tournevirent par le mouvement des vapeurs, nous allons les retrouver chez d'autres physiciens du xvn* siècle : les applications puériles que l'on faisait alors des propriétés de la vapeur d'eau montreront suffisamment quel rôle jouaient, dans la science de cette époque, les notions relatives à la vapeur.

Giovanni Branca, architecte de l'église do Lorette, savant très-peu connu et qui n'a laissé que quelques ouvrages sur l'architecture et la mécanique, a publié ù Rome, en i 629,

sous le litre de le Machine, un recueil des principales machines connues de son temps. Branca n'est point l'inventeur des machines qu'il décrit : c'est seulement à la prière de ses amis qu'il fait, dit-il, cette publication, car il ne connaît point les noms des auteurs des différents appareils dessinés dans son ouvrage. Nous représentons dans la figure 12, d'après l'ouvrage de Giovanni Branca, une des machines que l'on invoque pour attribuer à ce

savant une part dans l'invention delà machine à vapeur. C'est un éolipyle ainsi composé : Le buste d'une statue métallique creuse B est placé sur un brasier ; un trou, qui se ferme avis, sert à introduire de l'eau da-is ce buste : un tube C, adapté à sa bouche, lance la vapeur contre les augets d'une roue horizontalc D. Celle-ci, au moyen d'une roue dentée E et d'un pignon HG, met en action deux pilons MN,OP, au moyen de deux petites

Fig. 1?. — Éollpyle de Branca.

cames K, E : « Ces pilons, dit Branca, broic- « ront de la pnurlre ou toute autre matière « que l'on voudra {{). »

U est à croire que cet appareil devait broyer toute autre matière, car l'existence d'un foyer à quelques pas de la poudre n'aurait pas été marquée au coin d'une prudence excessive.

« Je n'ai pas encore devine", dit Arago, en parlant « de l'appareil de Branca, d'après quelles analogies « on a pu voir dans cet éolipyle le premier germe « de la machine a vapeur employée de nos jours. »

La liaison serait en effet difficile à saisir. Le principe de la machine à vapeur mo-

(I) Le Machin* del sipnor U. Hrnnca, p. J*.

derne repose sur la force élastique de .a vapeur d'eau contenue dans un espace fermé; ici il s'agit, au contraire, du simple effet d'impulsion que produit un courant de vapeur. Un courant d'air chassé par un soufflet, et dirigé contre les augets de la roue, aurait produit un effet tout semblable.

Cette assimilation est tellement fondée, quo Branca décrit, dans une autre partie de son livre, une machine analogue à la précédente, dans laquelle seulement l'action de la vapeur est remplacée par celle de l'air chaud. Une roue à augets, placée au sommet du tuyau d'une cheminée en activité, tourne par l'effet du courant d'air échauffé qui s'élève

MERVEILLES DE LA SCIENCE

du foyer; divers engrenages communiquent le mouvement de cette roue à un laminoir qui transforme des lames de métal en médailles ou en pièces de monnaie (1).

Cette insignifiante application de l'éolipyle, faite par l'architecte romain, est cependant revendiquée par Robert Stuart en faveur de l'un de ses compatriotes.

« L'ingénieux el savant évoque Wilkins est le pre-

• mier auteur anglais, dit Hobert Stuart, qui parle

• de la possibilité de faire mouvoir des machines par « la force élastique de la vapeur (2). >

Jean Wilkins, l>eau-frère de Cromwell et évèque de Chestcr, qui, malgré ses travaux de

Fi*. U. — La Père Kircher.

théologie, s'était rendu habile dans les sciences physiques et mathématiques, a publié sous le titre de Mathematical Magic, un ouvrage où il est dit quelques mots de l'éolipyle.

(I) Au xvi« siècle, Cardan avait décrit une machine i peu près semblable sous le nom de machine à fumée. Elle était formée de feuilles de tiîle taillées i peu près comme des ailes de moulin et disposées de la même manière autour d'un axe mobile; on la plaçait horizontalement dans le tuyau d'une cheminée. On attribuait à la fumée le principe d'action de cette machine; mais Cardan remarque avec raison que la flamme semble plutôt contribuer i ces effets.

(î) Ihslotre descriptive de la machine h va\teur, p. 36.

■ On peut, dit l'évéquc de Chester, employer les a éolipyles de diverses manières, soit comme amu- • sèment, soit pour enfler et pousser des Toiles atta- « chées à une roue placée dans le coin d'une che- « minée, au moyen de laquelle on peut faire tourner « un tournebroche.-»

Robert Stuart nous a déjà parlé d'un éolipyle appliqué, au xvi* siècle, à faire marcheruntournebroche. 11 paraît qu'à cette époque l'emploi mécanique de la vapeur d'eau ne pouvait s'élever encore au-dessus de cet engin de cuisine.

Ainsi, jusqu'à la période à laquelle nous sommes parvenus, on connaît vaguement quelques-uns des eiïets mécaniques que peut exercer la vapeur d'eau. Mais là s'arrêtent toutes les notions. Les applications de ce fait sont à peu près nulles, car on ne s'en sert que pour la démonstration de principes erronés, ou pour faire manœuvrer des jouets d'enfant. Quant à la théorie du phénomène, on continue de professer à cet égard l'erreur de l'ancienne physique, c'est-à-dire la transformation de l'eau en air,par le fait de la chaleur. Nous avons vu Porta, Salomon de Caus et le Père Leurechon admettre cette théorie ; le Père Kircher va la formuler pour nous d'une manière plus explicite encore.

Le Père Kircher, dont l'esprit fécond et l'imagination active s'exerçaient sur toutes les branches de la science de son temps, a publié à Rome, en 4641 , un ouvrage intitulé: Magnes, sive de magnetied arte, dans lequel il décrit plusieurs de ces appareils curieux qu'il aime tant à faire connaître. L'un de ces appareils est un vase métallique allongé, contenant de l'eau à sa partie inférieure. Cette eau étant portée à l'ébullition, la vapeur s'introduit, à l'aide d'un tube, dans un vase supérieur, et par la pression qu'elle exerce sur de l'eau contenue dans ce vase, elle fait jaillir celle-ci par un ajutage. Rien de plus simple, on le voit, que le mécanisme de cet appareil. Or, voici comment le Père Kircher nous rend compte de ses effets :

Kig. It. — Le marquis de Woree»ter fait «'dater un canon par l'effet de la vapeur d'eau (page 10).

• L'appareil étant ainsi préparé, si tous voulez qu'il chasse le liquide A une grande hauteur par la forée du feu, placez le vase sur le feu apn>s l'avoir rempli d'eau. L'air de eevase. comprimé par la raréfaction et ne trouvant d'issue que par le tube, y passera avec violence et tentera de s'échapper dans le vase supérieur. Mais comme une autre liqueur occupe ce vase supérieur, maintenu dans un espace qu'il ne peut franchir, il entreprend une lutte terrible avec l'eau : il faut donc, ou que le vase soit rompu, ou que l'eau cède. Et comme cela est plus facile, l'eau cédant enfin à Veffort violent de Voir raréfié, s'élancera dans l'air avec une grande impétuosité par le tube, et fournira un coup d'œil agréabje aux spectateurs. •

Ainsi le jeu de ce petit appareil, qui ne fonctionne que par la pression de la vapeur d'eau, était rapporté par Kircher à la seule action de l'air dilaté parla chaleur. On peut juger par là de la nature des idées théoriques qui régnaient chez les physiciens du xvii* siècle, touchant le phénomène de la vaporisation des liquides.

Nous ne nous sommes guèreattaché, depuis le commencement de cette notice, qu'à combattre les opinions communément admises sur l'origine de la machine à vapeur. Cependant nous n'en avons pas fini sur ce point, car nous n'avons rien dit encore de l'opinion qui rapporte cette découverte au marquis de Worcester.

Ce n'est pas un fait médiocrement curieux que l'obstination avec laquelle l'Angleterre persiste, depuis plus d'un siècle, à attribuer au marquis de Worcester la première idée des applications mécaniques de la vapeur. Interrogez au hasard un citoyen de la Grande- Bretagne, dans l'atelier, dans la chaumière, dans le club, partout on vous dira que la machine à feu a été inventée par le marquis de Worcester, qui vivait au temps de Cromwell. Aucun auteur anglais ne saurait écrire dix lignes sur ce sujet, sans adresser, en pas-

MERVEILLES DE LA SCIENCE

saut, sou hommage au noble inventeur. Les nombreux écrivains qui, dans des ouvrages spéciaux ou les encyclopédies, se sont occupés de cette question, tels que le docteur Robison, le docteur Rees, MM. Millington, Nicholson, Lardner, Aldersou, Trcdgold, TbomasYoung, sont unanimes sur ce point. Presque tous prennent comme point de départ de l'histoire de la machine à vapeur les travaux de Worcester. M. Pardington, membre de l'Institution royale de Londres, dans une édition qu'il a donnée, en 1825, de l'ouvrage du marquis, décide « que Worcester est le premier qui ait dé- « couvert un moyen d'appliquer la vapeur a comme agent mécanique ; invention qui « suffirait seule pour immortaliser le siècle « dans lequel il vivait. » C'est en vain qu'Arago, dans sa Notice historique sur les machines à vapeur, publiée pour la première fois en 1828, a fait justice des prétendus droits de Worcester ; les ouvrages anglais écrits postérieurement au travail de l'illustre académicien, reproduisent imperturbablement la même assertion, et les auteurs d'un ouvrage important, publié vers 1850, par une société de mécaniciens anglais {Artisan club), répètent avec assurance : « C'est sans aucun « doute à la conception du marquis de Wor- « cester qu'il faut rapporter l'origine des « machines à vapeur susceptibles d'appli- « cation. »

Pour justifier tant de ténacité dans la défense d'une opinion historique, il faut que les témoignages qui l'appuient soient d'une force peu commune. Voyons sur quels documents on la fonde.

Le marquis de Worcester publia à Londres, en 1663, un ouvrage intitulé : Century of Inventions, etc. (Catalogue descriptif des noms de toutes les inventions que je puis me rappeler avoir faites ou perfectionnées, ayant perdu mes premières notes). Ce livre, d'un style des plus obscurs, contient de très-courtes descriptions, et quelquefois la simple annonce, de cent machines, inventions ou découvertes

] que l'auteur s'attribue. 11 s'exprime ainsi , dans sa soixante-huitième invention :

« J'ai inventé un moyen aussi admirable que puissant pour élever l'eau par le moyen du feu, non pas avec les secours de la pompe, parce que celle-ci n'agit, selon l'expression des philosophes, que intra spharam activitatis, qui a très-peu d'étendue ; au contraire, cette nouvelle puissance n'a pas de bornes, si le vase est assez fort. J'ai pris une pièce de canon dout le bout était brisé. J'en ai rempli les trois quarts d'eau , j'ai bouché ensuite , et fermé à l'aide de vis le bout cassé ainsi que la lumière, et fait continuellement du feu sous le canon : au bout de vingt-quatre heures il éclata avec un grand bruit. De sorte qu'ayant trouvé une manière de construire solidement mes vases et de les remplir l'un après l'autre, j'ai vu l'eau jaillir comme un jet continuel à quarante pieds de hauteur. Un vase d'eau raréfiée par le feu en fait monter quarante d'eau froide. L'homme qui surveille le jeu de la machine n'a qu'A tourner deux robinets, afin qu'un vase d'eau étant épuisé, l'autre commence A forcer et A se remplir d'eau froide, et ainsi de suite, le feu étant constamment alimenté et soutenu, ce qu'une même personne peut faire aisément dans riutervalle de temps où elle n'est pas occupée A tourner les robinets. ■

Le lecteur attend sans doute la suite de cet imbroglio ; mais cet imbroglio n'a pas de suite, et les lignes précédentes renferment tout ce que le marquis de Worcester a jamais écrit sur les applications de la vapeur. Maintenant, que l'on veuille bien peser avec soin tous les termes de cette description, et que l'on décide si l'on peut y trouver, nous ne disons pas l'idée d'une machine à vapeur, mais seulement un sens raisonnable. Tout ce qu'il est permis de comprendre àce logogriphe, c'est que l'auteur a reconnu par expérience, qu'une pièce de canon remplie d'eau, et hermétiquement bouchée, peut éclater par l'action prolongée de la chaleur. Cette expérience est la seule que Ton puisse, l'histoire à la main, attribuer à Worcester, c'est pour cette raison que nous avons représenté dans la figure 14 qui accompagne cette partie de notre texte, le marquis de Worcester faisant éclater une pièce de canon par V effet de la vapeur d'eau.

Il faut même nous empresser d'ajouter que le fait de l'explosion d'un vase quelle

que soit la résistance qu'offrent ses parois, lorsqu'on le remplit d'eau et qu'on l'expose, après l'avoir bien bouché, à l'action de la chaleur, était depuis longtemps connu (1).

Quant à la description de la machine, que donne Worcester dans le passage que nous venons de citer , elle est de tous points inintelligible. Les savants et les mécaniciens anglais ont mis leur esprit à la torture pour représenter par le dessin, un appareil réunissant les conditions indiquées dans l'ouvrage de Worcester ; mais ils n'ont pu le faire qu'en y introduisant des éléments d'origine moderne. Toutes les machines que l'on a ainsi péniblement reconstruites, pour donner quelque vraisemblance aux assertions de Worcester, ont cela de fort curieux, que pas une ne ressemble à l'autre. Comment, en effet, tirer quelque chose de raisonnable d'une description faite en quatre lignes, et où tout se réduit à dire : a Un des vases étant épuisé, « l'autre commence à forcer et à se remplir « (Te au froide. » De tels documents ne se discutent pas : il suffit de les citer.

Malgré le parti pris des écrivains anglais, en ce qui touche les droits de leur compatriote, il s'est rencontré parmi eux, un savant assez ami de la vérité et du bon sens pour rendre à l'évidence un hommage d'autant plus louable qu'il n'a rencontré jusqu'ici que peu d'imitateurs. Robert Stuart, dans son Histoire descriptive de la machine à vapeur, s'exprime ainsi au sujet du marquis de Worcester :

« Le plus célèbre de tous ceux qui ont associé leurs noms à l'histoire de la machine à vapeur dans son

(1)M. Delécluie a fait connaître, en 1841, dans le Journal rArtùte, on croquis asiet Informe retrouvé dans lea manuscrlta de Léonard de Vinci, représentant an Instrument qne l'illustre peintre de la renaissance désigne sous le nom a\'arckitonnerre. Cet appareil était fondé sur les propriétés explosives de la vapeur d'eau comprimée. On reconnaît, en •Set, en examinant avec soin ses dispositions, que la vapeur n'y pouvait agir qu'en le faisant éclater en mille pièces. M. Delécluie a ru dans cet instrument un véritable canon à vapeur et l'a décrit comme tel. L'écrivain dos Dé- Lait nous permettra de ne pas accepter son interprétation; l'arcnitonnerre ne pouvait servir a chasser un boulet, mais nenl 4 tuer, par suite de son explosion Inévitable,

enfance, est un marquis de Worcester, qui vivait sous le règne de Charles il. Cette célébrité paraîtra fort extraordinaire, si l'on se rappelle d'un côlé le dédain avec lequel on accueillit de son vivant ses prétentions extravagantes à l'honneur de plusieurs découvertes, la brièveté étudiée, le vague et l'obscurité qu'il a mis dans les descriptions des machines sur lesquelles il fondait ses titres de gloire et ses demandes d'encouragement; et de l'autre, en voyant cet hommage éclatant que notre siècle a décerné a son génie mécanique, hommage qui parait être autant au-dessus de son mérite réel que l'injuste indifférence de ses contemporains était au-dessous de son talent.

« Ses droits, comme inventeur, ne reposent au reste que sur le compte qu'il rend lui-même de l'wfilitè et des merveilleuses propriétés de ses inventions; c'est donc sur la réputation de loyauté et de sincérité du marquis que nous devons mesurer la confiance que méritent ses propres assertions. Mais cette réputation, si l'esquisse qu'un contemporain a tracée du marquis ressemble à l'original, ne nous permet pas de croira un seul mot des explications mensongères consignées dans l'ouvrage intitulé : Century of Inventions. « Le marquis de Worcester, dit Wal- « pôle, s'est montré sous deux caractères bien diffé- « rents, savoir : comme homme public et comme « auteur. Comme homme public, c'était un homme « de parti ardent ; et comme auteur, c'était un raé- « canicien original et fertile en projets chimériques ; « mais il était de bonne foi dans ses erreurs. Ayant « été envoyé par le roi en Irlande , pour négocier « avec les catholiques révoltés, il dépassa ses instruc- « tions et leur en substitua de son fait, que le roi dc- « savoua, mais toutefois en le mettant à l'abri des « conséquences fâcheuses que pouvait avoir son in- « fidélité. Le roi, avec toute son affection pour le « comte (il était alors comte de Glamorgon), rappelle « dans deux de ses lettres son défaut de jugement. « Peut-être Sa Majesté aimait-elle à se confier à son « indiscrétion, car le comte en avait une forte dose. « Nous le voyons prêter serment sur serment au « nonce du pape, avec promesse d'une obéissance a illimitée à Sa Sainteté et a son légat ; nous le « voyons ensuite demander cinq cents livres sterling « au clergé d'Irlande, pour qu'il puisse s'embarquer « et aller chercher une somme de cinquante mille « livres sterling, comme ferait un alchimiste qui de- « mande une petite somme pour procurer le secret de « faire de l'or. Dans une autre lettre, il promet deux « cent mille couronnes, dix mille armements de fan- « tassinsjdeux mille caisses de pistolets, huit cents ba- « rils de poudre, et trente ou quarante bâtiments bien « équipés; et tout cela, au dire d'un contemporain, « lorsqu'il n'avait pas un sou dans sa bourse, ni as- « sez de poudre pour tirer un coup de fusil (I). >

(I) Robert Stuart va Jusqu'à mettre an doute la réalité marquis. - S'il est vrai, dit cet historien,

MERVEILLES DE LA SCIENCE

Tel est le personnage auquel on veut faire jouer le rôle d'inventeur de la machine à feu. 11 est difficile qu'au milieu des événements de sa carrière agitée, il ait trouvé des loisirs à consacrer à l'étude des sciences. Ses écrits concernant la mécanique se bornent à son petit livre Century of Inventions. Nous n'avons rien à dire, en effet, d'un autre ouvrage qu'il publia sous ce titre : An exact and true Définition, etc. (Description vraie et exacte de la plus étonnante machine hydraulique inventée par le tris-honorable Édouart Somerset, lord marquis de Worcester, digne d'être loué et admiré, présentée par Sa Seigneurie à Sa Majesté Charles II, notre très-gracieux souverain.) Cette Description vraie et exacte n'est consacrée qu'à l'énumération des usages extraordinaires de son admirable méthode d'élever Peau par le moyen du feu. L'ouvrage necontient pas une lise réduit à une exposition emphatique des services qu'il peut rendre. On y trouve ensuite un acte du parlement qui accorde au marquis le privilège de sa machine, quatre mauvais vers de sa façon en l'honneur de sa découverte, puis le Exegi monumentum d'Horace, le tout glorieusement terminé par quelques vers latins et anglais à la louange de l'inventeur, dus à la plume de James Rollock, vieil admirateur de Sa Seigneurie.

Il est assez curieux de savoir comment est venue aux savants anglais l'idée d'attribuer l'invention de la machine à feu au

« que le marquis ait Jamais fait des expériences sur l'élas-

• tlclté de la Tapeur (car il est permis de mettre en doute « l'expérience du canon), ou ait tenté de mettre à exécution « son projet, en construisant une machine, il est vrai de « dire qu'il ne reste aucune trace ni de ses expériences, ni « de son appareil : aussi il est plus raisonnable de révoquer « en doute les travaux dont il se glorifie. La clause de l'acte m du parlement par laquelle oo lui accorde le privilège de ■ «on monopole fortifie singulièrement notre soupçon, et « lui donne presque un caractère de certitude : car il y est « expressément dit (et cette danse prouve que le procédé « était tout nouveau) que le brevet a été délivré an marquis

• sur sa simple affirmation qu'il était l'auteur de la déeon- « verte. Il n'est pas vraisemblable qu'on eût motivé ainsi « «on brevet, s'il eut eu une machine i montrer on uqb ex- « périence à rapporter. •

nébuleux auteur du Century of Inventions.

Au commencement du xvm* siècle, lorsque furent construites les premières machines à vapeur qui aient fonctionné en Europe, des discussions assez vives s'élevèrent entre plusieurs mécaniciens qui réclamaient la priorité de l'invention. Le capitaine Savery, qui, comme on le verra plus loin, a construit la première machine à vapeur employée dans l'industrie, voulait s'attribuer l'honneur tout entier de cette découverte. Denis Papin, informé de ses prétentions, écrivit aussitôt pour établir ses droits de priorité. L'illustre physicien vivait, à cette époque, en Allemagne; son refus d'abjurer la religion réformée lui interdisait l'entrée de la France.

11 y avait alors à Orléans, un savant abbé, nommé Jean de Hautefeuille, grand amateur de mécanique, et qui nous est connu par quelques travaux sur lesquels nous reviendrons. Le pieux abbé ne put supporter la pensée de voirdécernerà un hérétique l'honneur d'une si importa nte découverte, et dans un de ses opuscules (i), il contesta les droits de Papin. Ce fut alors que les Anglais, entrant dans la querelle, produisirent l'ouvrage, jusque-là inaperçu ou méprisé, du marquis de Worcester. Cette intervention, qui semblait mettre les parties d'accord, termina le débat, et la victoire resta acquise au génie britannique.

Mais, on le voit, le zèle de l'abbé de Hautefeuille avait été bien mal inspiré, car le marquis de Worcester, en sa qualité d'Anglais, était tout aussi hérétique que Papin. Ainsi l'abbé de Hautefeuille n'avait rien fait gagner à sa religion, et, du même coup, il avait dépossédé sa patrie de la gloire légitime qui lui revenait

(I) Lettre de M. Hautefeuille à M. Rourdeht, premier mideein de madame la duchesse de Bouillon, sur /« moyen de perfectionner fouie. 1702, brochure, p. II.

Klg. 15. — Galilée consulte par le duc de Florence (page M),.