ARTICLE III

De l'économie du combustible, et de l'augmentation de la puissance , par l'emploi du nouveau système.

La question de savoir quel est le rapport qui existe entre la quantité de combustible consumé, et l'augmentation de

force produite , se présente naturellement à notre esprit. Beaucoup de personnes ont supposé qu'il fallait deux fois autant de combustible pour doubler la force expansive de la vapeur, et pour la maintenir au même degré pendant que la machine travaille ; que , par conséquent , il n y a rien à gagner de ce côté-là. Si ces personnes eussent interrogé la nature et observé attentivement les phénomènes que chacun est à même de reconnaître , elles en eussent tiré des conséquences bien différentes (i).

(i) Si l'on place près du feu une bouteille d'eau bien bouchée, en peu de temps le bouchon sautera ou la bouteille se brisera avec fracas. Si l'on met une petite quantité d'eau dans un canon de fusil, qu'on le bourre fortement, et qu'on place la culasse au feu, le fusil se déchargera avec autant de force et de bruit que s'il était chargé à poudre. Un chaudronnier ayant fait, pour un individu , un petit vase sphérique très fort, celui-ci retourna auprès de lui le lendemain avec uu air égaré, en lui disant qu'il avait rempli ce vase d'eau et l'avait placé sur le feu ; qu'après un certain temps son vase s'était crevé avec une explosion semblable à celle d'un canon ; que lui-même avait manqué d'être tué , et qu'il

CONSTR. DE MACHINES A VAPEUR. 39 L'expérience nous prouve aujourd'hui que si quatre boisseaux de charbon prose promettait bien de ne jamais renouveler ses expériences sur la force de la vapeur. On pourrait citer des exemples encore plus tragiques. Mais devrions-nous refuser de faire usage de la force dont nous avons besoin , par la raison que nous pouvons augmenter cette force au point qu'elle devienne dangereuse?

Après avoir observé les opérations de la nature dans la production de semblables effets ; après en avoir conçu les principes et imaginé , en 1 784 , les moyens d'employer la vapeur avec une force égale à dix atmosphères, je m'adressai, en 1786, à la législature de Pensylvanie pour solliciter le privilège exclusif, pendant l'espace de vingt-un ans, de faire marcher des voitures par le moyen de la machine à vapeur ; mais on crut que j'avais l'esprit aliéné,parce que je parlais d'une chose qu'on jugeait impossible, et ma demande fut rejetée. Je m'adressai ensuite à la législature de Maryland, qui m'accorda le privilège exclusif pour quatorze années, fondé sur ce que ce privilège ne pouvait nuire à personne , et pouvait peut-être conduire à quelque chose d'utile. Ce terme me paraissait trop court; cette concession a eu cependant l'effet de m'empêcher d'abandonner entièrement mes recherches sur la vapeur. Le temps prouvera que la conduite de la législature de Maryland était plus sage dans cette circonstance.

Il me semble impossible que les personnes qui connaissent les lois de la mécanique, et qui ont vu monter

4o MANUEL DU MÉCANICIEN

duisent une vapeur égale à i5 livres par pouce, ou à une atmosphère , 5 boisseaux

des pièces d'artifice en l'air , par la seule force de réaction, malgré tous les désavantages de l'application de cette force, et qui savent d'ailleurs que celle de la vapeur peut, à volonté, être rendue aussi grande que celle de la fusée volante, puissent douter un seul instant de la puissance de la vapeur pour effectuer tout ce que l'on voudra, même pour s'élever en l'air avec la machine. S'il en est ainsi, pourquoi ne pourrait-elle pas servir avec avantage à faire avancer les voitures et les bateaux? Depuis vingt-un ans je m'efforce de convaincre mes compatriotes qu'il existe dans la nature des principes qui peuvent devenir utiles dans tous les cas où l'on a besoin d'un agent puissant. Au commencement de 1 795 , j'ai envoyé en Angleterre des dessins et des descriptions pour être communiqués aux ingénieurs; mais c'était peine perdue. Je suis fâché d'être forcé d'ajouter que dix-sept années se sont écoulées depuis ma découverte » avant que j'aie pu croire qu'il fût de mon intérêt de dépenser une somme suffisante pour mettre mes idées à l'épreuve. En 1801 j'ai commencé l'expérience, et, après avoir dépensé 2,000 dollars, outre mon temps et mon travail, estimés à 1,000 autres dollars, j'ai réussi à faire une machine qui remplit parfaitement toutes les conditions que je m'étais promises. Etant l'auteur du plus grand perfectionnement qui ait encore été fait à la machine à vapeur par un seul homme, je m'attends à

CONSTR. DE MACHINES A VAPEUR. ^ suffisent pour produire sur la même quantité d'eau , et pendant le même espace de temps , une vapeur de la force de 3o livres par pouce , ou égale à deux atmosphères (i). Et il est vrai, dans la pratique, qu'une petite quantité additionnelle de combustible , consumé dans le même temps , double la force expansive de la vapeur , et la maintient au même degré , tandis que la machine marche; deux fois la même quantité de combustible brûlée dans le même temps ,

être attaqué de toutes parts; il se trouvera, sans doute , dans chacun des Etats-Unis, un ou plusieurs individus qui s'en diront les inventeurs, comme cela eut lieu pour mes moulins à farine, après que je les eus publiés. J'avoue que l'attaque fut alors dirigée contre moi du côté d'où je ne devais certainement pas l'attendre ; mais la justice de mes compatriotes persiste à me donner l'honneur (que ne puis-je ajouter et les profits! ) de l'invention.

(i) 1089 livres de bois de chêne sec, produisent autan de calorique par la combustion , que 600 livres «le charbon de New-Castle.

{F. Repertory of Arts, série ij , vol. 3.)

produit environ seize fois autant de force et d'effet. Cette proportion ne nous surprendra pas quand nous saurons que les physiciens ont prouvé , par des expériences directes , que chaque fois que l'on ajoute 3o° Fahrenheit ( =s i3° | Reaumur) à la température actuelle de l'eau , on double la force élastique de la vapeur qui s'en élève (i).

(i) Voyez note a à la fin du volume.

COJN'STR. DE MACHINES A VAPEUR. 43

TABLE

De la force élastique de la vapeur produite par l'eau à différentes températures.

Degrés de chaleur au

al' °" î. °* S | S' D*

146 1 + il h

D'après cette table il paraît que, partant du point de Fébuliition = 2120 de Fahrenheit , si nous portons cette température au double , ou à 4 ^4° ? nous obtiendrons une force élastique 128 fois aussi considérable que celle de la vapeur sous la pression de l'atmosphère. Nous y voyons d'ailleurs qu'en augmentant la température suivant une progression arithmétique dont la raison est 3o, nous obtenons une force élastique qui croît suivant une progression géométrique dont la raison est 2. Mais cette règle peut n'être vraie que pour des températures assez voisines de celle de l'eau bouillante. La raison de la progression géométrique peut être plus grande que 2 au-dessous de 212% et plus petite audessus; étant moindre que , **„■ pour chaque addition de n° -| de température , comme il résulte des expériences de Dalton (1). De sorte que, doublant

(i) Voyez Repertory of Arts ^ vol. i , 2e série.

CONSTR. DE MACHINES A VAPEUR. 45 la température de l'eau , on peut n'augmenter la force expansive de la vapeur que de 75 à 100 fois sa force sous l'atmosphère (1).

Supposons qu'il soit vrai , comme on l'a cru jusqu'ici, que pour doubler la force expansive de la vapeur, il faille aussi doubler la quantité de combustible ; alors , d'après la table qui précède , si 2120 de chaleur donnent une force expansive égale à i5 livres par pouce carré , et exigent une certaine quantité de com-

(1) Quoique îles expériences aient élé faites avec beaucoup de soin pour déterminer la loi de l'accroissement de la force expansive de la -vapeur par L'augmentation de la température, cependant je ne crois pas qu'on ait jamais pensé à utiliser le principe; je n'ai pu trouver aucun ouvrage dans lequel cette idée ait été non-seulement examinée , mais pas même suggérée.

Les résultats obtenus par Dalton ne sauraient être exacts , en continuant son écbelle, puisque l'accroissement de la force expansive de la vapeur , par l'augmentation de chaleur, cesserait entièrement avant que la force fût assez considérable pour produire les effets que l'on voit souvent.

bustible pour les produire , i!\i° , ayant une force expansive de 3o livres , exigeraient deux fois cette même quantité de combustible , et ainsi de suite : par conséquent 4^4 degrés de chaleur, double de i\i , en exigeraient 128 fois autant , ce qui est tout-à-fait absurde. Il est infiniment plus facile de concevoir que deux fois la même chaleur produiront une force égale à 128 fois la première. Quoique deux fois la quantité de combustible ne doublent pas à beaucoup près la température de l'eau, il n'est cependant pas difficile d'imaginer qu'elles peuvent la chauffer assez pour donner 16 fois autant de force expansive à la vapeur.

Il faut aussi faire attention à la rapide diminution de la quantité proportionnelle de chaleur qu'il faut ajouter à la température actuelle de Feau , pour augmenter la force de la vapeur.