CHAPITRE XV
MACHINES THERMIQUES DIVERSES
§ i. — MoTEUUS A AIR CHAUD
Moteur à air chaud à poussière de charbon. — Dans ce moteur, le combustible, au lieu d'être gazeux comme dans les machines à gaz, ou liquide comme dans les machines à pétrole, est solide et se compose de combustible finement pulvérisé et injecté dans le cylindre, de manière à chauffer isolément chaque cylindrée. On ne parlera que pour mémoire de fce système de moteur aujourd'hui abandonné. Les premiers essais en sont dus à Niepce, qui imagina ainsi une machine fonctionnant au lycopode pulvérisé. Des essais ont été faits en Amérique ; ils n'ont donné des résultats à peu près satisfaisants qu'avec les houilles grasses.
§2. — Moteurs a gaz et vapeurs divers
Machine à acide carbonique ifig. 40:>). — L'acide carbonique liquide possédant une tension de vapeur considérable, Brunel eut l'idée de le faire servir comme intermédiaire dans une machine thermique. Cet essai, repris par Ghilliano et Cristin, en 1855, fut réalisé de la façon suivante :
L'acide carbonique liquéfié est renfermé dans le cylindre G très épais pour résister à la pression considérable qui se développe.
S44 HACtIINBS THERMIQUES
Ce cylindre est i-haulTé dans un bain-marie B jusqu'à 90*. Le gaz. se <l<-gagpniil, exerce son actiun sur le cylindre moleur M, ]iuis est refoula pur le |)islon inoleur dans un sei*pentin S entouri' d'eau froide. De là une pomjie de compression le prpnd el le refoule dans le cylindre C, où révolution du ^z s'achève. Il fiiut i-einiirquer que la quantité d'acide carbonique employée est toujours la même; il suflil simplemenl de remplacer la partie qui se perd.
Les lempi'ralures extrêmes de l'évolution du gai élanl très rapprochées, on sait que le rendement ne peut èlre élevé dans ce moteur ; de plus, les pressions considérables qui s'y développent le rendent dangereux.
Ce système, i*epris sans succès par plusieui-s inventeurs, ne paraît pas devoir donner de bons résultats.
Machinn à Tapeurs combindes d'eau et d'un autre gas. - -
Les machines fondées sur ce princi|ie sont, en réalité, formées de deu\ machines, di.sposées de telle faeon que le condenseur de l'une forme le générateur de la suivante.
On clioisil cumme réfrigérant au condenseur un liquide beaucoup plus volatil que l'eau, de manière que ta chaleur
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restant dans la vapeur d'eau d'échappement puisse vaporiser ce liquide et développer ainsi une pression suffisante pour qu'il devienne à son tour agent moteur d'yn piston.
On a ainsi combiné Teau et le chloroforme (Lafont), le sulfure de carbone (Ellis), Téther (du Tremblay).
Le grand inconvénient que présente l'emploi de ces gaz est leur extrême inflammabilité ou leurs propriétés asphyxiantes! De plus, ils attaquent les garnitures ; les pertes deviennent très préjudiciables.
D'ailleurs, en principe, le rendement sera toujours le même que si on évolue avec un seul gaz entre les mêmes limites de température.
Ces machines ont l'avantage d'occuper, à égalité de puissance, moins de place ijue les machines à vapeur d'eau ; au point de vue thermique, les courbes adiabatiques sont mieux réalisées.
Néanmoins leurs autres inconvénients les ont fait abandonner.
Rien n'empêche, d'ailleurs, d'étendre le principe de ces machines, en imaginant une série de moteurs alimentés par des gaz de plus eii plus volatils ; cette conception n'a jamais été réalisée pour plus de deux moteurs.
Machine à gaz ammoniac. — Ces machines reposent sur un principe tant autre que celui de la dilatation d'un gaz sous l'influence de la chaleur. On profite ici* de la rapidité que possède le gaz ammoniac à se dissoudre dans l'eau, cjui en absorbe environ 750 fois son volume à la température ordinaire.
Le cycle parcouru se conçoit de la faron suivante : La solution ammoniacale étant chauffée, l'ammoniaque se dégage ainsi qu'une certaine quantité de vapeur d'eau, laquelle travaille en même temps que le gaz dans le cylindre moteur. Après l'échappement de ce dernier, le gaz ammoniac arrive dans un condenseur à surface où il se dissout de nouveau pour y être ensuite aspiré et refoulé dans le générateur, afin de parcourir un nouveau cycle.
Ces machines, cjui ont été l'objet d'essais nombreux, n'ont pas donné les résultats attendus.
MACHINES A VAPFrR. ' 3.'>
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On a imaginé de combiner Taction solaire avec les machines à ammoniaque, pour utiliser le calorique rayonné. En se basant sur le même principe, on a aussi essayé d'autres gaz : Tacide chlorhydrique, l'éther, etc. ; ces gaz, étant moins solubles que Tammoniaque dans Tëau, paraissent devoir donner des résultats inférieurs.
Machines à vapear de pétrole. — Dans ces machines, le pétrole n'est pas employé comme combustible destiné à échauffer l'air, mais fonctionne absolument comme la vapeur d'eau. C'est toujours la même quantité de pétrole qui, théoriquement, évolue. Ce moteur a donné de mauvais résultats au point de vue de l'économie.
§ 3. — Moteurs à explosif ou fulmi-motburs
Ces moteurs sont fondés sur Texpansion énorme que prennent certains corps explosifs à la suite de leur transformation chimique, sous l'influence d'un agent ou d'une cause extérieure quelconque.
L'idée de se servir des explosifs comme intermédiaires moteurs remonte à une époque éloignée et aura peut-être beaucoup d'avenir, mais n'a pas encore reçu d'application vraiment pratique.
La sonnette balùitiquc imaginée par M. Thomas ShaWj ingénieur américain, est fondée sur ce principe.
Le mouton destiné à enfoncer les pilotis fait détoner, par sa chute, une cartouche placée dans un canon approprié disposé sur la tAte du pieu. Le pieu s'enfonce, tandis que le mouton, fonctionnant comme projectile, est projeté en Tair et va se raccrocher au déclic.
Dans le même ordre d'idées, on a imaginé des machines dans lesquelles l'explosif était fabriqué dans la machine même, au moment de l'emploi. Telle est la machine de MM. Wolf et Pietzcker,dont la description est empruntée au volume des Machines de M. Haton de la Goupillière, d'après le Bulletin de la Société (V Encouragement pour VIndustrie nationale.
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Le piston P {fig. 406) est lixe, et le cylindre C, en forme de cloclie, est mobile; c'est lui qui transmet le mouvement à larbre A par bielle et manivelle. Au centre du pîstOD P se trouve une coupelle k, dans laquelle anivenl par les tubes t, ti, (j, l'acide sulfurique, l'acide azotique et la glycérine nécessaires à la Tabrication de la nilroglyci^rjne employée comme
F.o. 406. — MoKiir t nilroKlîcérinï. da Wolf ri PKliclier.
explosir. I.e centre du piston tourne, à cet effet, sous l'in- Huence d'une transmission par engrenages devant les canaux d'arrivée des liquides, de maiiiëre il les réunir tous trois au centre de ta coupelle. L'inllauimation est produite par des commutateurs électriques, qui tournent avec l'arbre luimême. L'écliappeinent s'elTeetue par le robinet R sous l'action des taquets M et >', mus par une trinfile qui prend son mouvement sur l'arbre.
MACHINES THERMIQUES
§4. — Moteurs solaires
La chaleur envoyée directement par le soleil est certainement la source d'énergie la moins susceptible de s'épuiser dont on puisse disposer. Mais, malgré l'énorme intérêt qu il y aurait à trouver un moyen d'utiliser directement cette puissance, les essais de moteurs solaires réalisés jusqu'à présent sont restés rudimentaires.
Dans nos climats, 1 mètre carré de surface, exposé normalement aux rayons solaires, reçoit par minute une quantité de chaleur représentant environ ^ cheval-vapeur ; il est bien évident que les régions intertropicales seraient privilégiées sur ce point.
Fifl. 407. — Machine solaire de Abel Piffre.
La question a d'ailleurs été posée depuis fort longtemps, et l'on trouve même des vestiges de recherches dans les ouvrages de Héron d'Alexandrie. Tour à tour Porta (xvi« siècle), Salomon de Caus {xvii« siècle), Kircher, Evans, et plus lard Ericsson s'occupèrent de la question sans la résoudre.
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Ajctuellement le seul appareil ayant donné des résultats pratiques est la machine à réflexion de Mouchot, perfectionnée par Abel PiffrCy qui permet de développer de faibles puissances.
Le principe de cet appareil consiste à recueillir les rayons solaires sur un grand réflecteur polyédrique R {fig. 407) et à les concentrer sur Taxe mn. Suivant cet axe est disposée une petite chaudière cylindrique à vapeur d'eau C. La surface de cette chaudière est noircie, de manière à lui donner le pouvoir absorbant maximum; elle est, de plus, enveloppée d'un manchon en verre V qui, comme on le sait, concentre encore les rayons calorifiques. La vapeur dégagée actionne une machine rotative, susceptible, par exemple, de faire mouvoir une pompe ou tout autre appareil. Le réflecteur est monté de manière à pouvoir suivre le soleil pendant son mouvement, afin de recueillir le maximum de calorique possible. Malgré l'ingéniosité de ses dispositions, cette machine ne recueille, au maximum, que 1/20 de cheval par mètre carré.
