CHAPITRE PREMIER

3. Savery et Newcomen. — La découverte du poids de l'atmosphère, et de la pression qui en résulte, remonte à la première moitié du xvii® siècle; elle est due à Galilée. Son disciple Torricelli mesura cette pression à l'aide du baromètre. Pascal effectua cette mesure en deux points d'altitudes différentes, dans l'expérience qu'il fit exécuter au Puy de Dôme, et qu'il répéta à Paris, à la tour Saint-Jacques. L'idée de faire agir cette pression sur un piston, semblable à ceux qu'on employait depuis longtemps dans les pompes, est assez naturelle; mais pour cela, il fallait trouver le moyen de faire disparaître la pression sur l'une des faces du piston. Papin y réussit, en chassant l'air par la vapeur d'eau, puis en condensant la vapeur. La première application pratique parait être celle de Savery, qui fît agir la vapeur directement sur l'eau contenue dans un récipient clos; la vapeur refoulait l'eau, et l'aspiration dans le récipient résultait de sa condensation ultérieure. C'est le principe du pulsomètre actuellement en usage. La première machine à piston qui se soit répandue dans l'industrie est celle des ouvriers Newcomen et Gawley, qui l'appliquèrent à

* Ce chapitre donne seulement quelques indications relatives à des dispositions essentielles.

Sadvagk. — Machine a vapeur. 1

l'épuisement de l'eau dea mines. C'était aussi l'un des usages de la machine de Savery, mais une hauteur de refoulement un peu grande exigeait une pression dangereuse pour les chaudières qu'on pouvait construire à cette époque.

Fiji- 1. — Moteur installe en i -m piiur i f iiuisemem ut; m iiiiiie (i Presnes. d'après VArchilecliire hyiieatiliqae de Btlidor, publit en 1739.

'it pour l'épuisement de li

L'action motrice de la machine de Nowcomen consistait à soulever une tige installée dans lepuits de mine, dite maîtresse tige : le poids de cette tige, pendant sa descente, mettait en mouvement des pompes foulantes. Les figures 1 et 2 repré-

HISTORIUVE 3

3ent«nt la machine de la mine de Fresnes On voit que la maltresse lige est attachée a l extrémité d un balancier, dont 1 autre extrémité est reliée a un piston, se mouvant dans un cvlindre

La description du fonctionnement de cette machine que donne Bélidor, dans son » Architecture hydraulique u, est fort claire.

« L'eau qui bout dans l'alambic produit une vapeur, qui passe dans le cylindre, dont elle remplit la capacité à mesure

que le piston s'élève par le contrepoids du balancier. Dès que le piston est parvenu à son plus haut terme, l'effet d'un certain mouvement interrompt, par lemoyend*un diaphragme nommé régulateur, la communication de la chaudière et du cylindre, dans lequel il survient subitement une injection d'eau froide, qui, venant jaillir contre le dessous du piston, retombe en pluie, et condense la vapeur, dont la force s'anéantit; ce qui fait naître un vuide qui donne lieu à la colonne d'air de chasser le piston de haut en bas pour le ramener d'où il était parti. Aussitôt le mouvement dont nous venons de faire mention, agissant d'un sens contraire, ferme le robinet dHnjection, et ouvre le régulateur, pour laisser à la vapeur la liberté de s'introduire de nouveau dans le cylindre, et recommencer la même manœuvre. Ainsi l'on voit que le jeu de cette machine dépend de l'effet alternatif de Veau chaude et de l'eau froide, joint à l'action de l'atmosphère. »

La pression de la vapeur était égale à celle de l'atmosplière, et la condensation se faisait dans le cylindre même par injection d'eau ; à la fin de la course descendante du piston, la machine expulsait hors du cylindre l'eau de condensation.

Cette injection d'eau dans le cylindre même était déjà un progrès pratique : on avait commencé par condenser la vapeur en refroidissant l'extérieur du cylindre, et la marche de l'appareil était fort lente, tandis que la machine décrite par Bélidor donnait quinze coups par minute.

Pendant la course effectivement motrice, c'est la pression de l'atmosphère qui fait descendre le piston : mais l'atmosphère joue seulement le rôle d'un contrepoids, que la vapeur soulève pendant la course montante; pendant la descente, ce contrepoids restitue le travail qu'il a reçu. Ainsi la pression atmosphérique, que les premiers auteurs de la machine à vapeur semblent avoir voulu utiliser, ne joue réellement qu'un rôle secondaire et n'accomplit aucun travail dans une évolution complète de l'appareil.

4. Watt. — La [machine de Newcomen se multiplia dans les mines sans grande modification . L'envoi de l'eau froide dans le cylindre, pour condenser la vapeur, en refroidissait beaucoup les parois, et augmentait ainsi la dépense de vapeur, qui devait ensuite réchauffer ces parois à chaque course motricedu piston. Watt imagina le condemeur séparé, où se mélangent l'eau froide et la vapeur s'échappanl du cylindre, disposition qui atténue, mais sans la supprimer complètement, l'action nuisible des parois alternativement chauffées et refroidies. Viennent ensuite l'ente toppe de vapeur, qui entoure le cylindre; ie double effet, ou l'action de la vapeur sur les deux faces du piston dans un cylindre entièrement clos, d'où la tige sort à travers une garniture à êtoupes; l'emploi de la

Fig. 3. — Diagramme du travail de la vapeur, pendant l'admission et pendant la détente (d'après Watt).

détente, qui augmente le travail donné par la vapeur; enfin la transformation du mouvement rectiligne alternatif du piston en mouvement de rotation continu ; alors la machine à vapeur n'est plus limitée à la commande des pompes. Tous ces progrès étaient réalisés en 1781. Plus tard, on éleva la pression de la vapeur au-dessus de la pression atmosphérique. Watt a donné un diagramme très clair qui représente l'action de la vapeur travaillant avec détente (fig. 3), au moyen de longueurs rapportées aux divers points

Fig. 4. — Parallélogramme de Watt; le sommet G du parallélogramme articulé FBDG, dont le sommet D est relié au centre fixe G, décrit une courbe très voisine d'une droite. La trajectoire du point Ë, sur le côté BD, est également à peu près rectiligne.

de la course : la force avec laquelle le piston est poussé de haut en bas étant représentée par 1 000 au début, pendant Vadmission, les divers nombres inscrits sur la figure en indiquant les valeurs décroissantes (jusqu'à 0,250).

Pour la transformation du mouvement du piston en rotation, Watt conserva, et on conserva longtemps après lui, le balancier; l'extrémité de la tige du piston, reliée par une courte bielle à une extrémité du balancier, est guidée en ligne droite par le mécanisme ingénieux, mais compliqué

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du pamlUiogramme (fîg. 4) ; à l'autre extrémité du balancier s'articule une grande bielle qui commande la manivelle calée sur VarbTe tournant. Maïs au lieu du mécanisme si simple

Fig. ii. — Machine à balander, actionnant une pompe par la bielle M. G est le cylindre, B le condenseur, A la pompe à air du condenseur, N la pompe amenant l'eau de condensation, L la pompe alimentaire du générateur.

de la manivelle, Watt employa d'abord un système de deux roues dentées dit solaire el planétaire : une des roues dentées est fixée sur l'arbre, l'autre est invariablement rattachée à l'extrémité de la bielle, de manière à ne pouvoir tourner

8 MARCEL DE LA HACHI.tE A tAPEL'Il

autour de son centre, qui est astreint à décrire un cercle autour de l'axe de larbre. Avec deux roues dentées d'égal diamètre, ce mécanisme lait tourner l'arbre deux fois plus vite que la manivelle ordinaire.

La fi^re S représente la machine â balancier, avec la manivelle ordinaire.

5. Simplification dn maduBet. — L'n progrès notable fui la suppression du balancier, organe qui subsistait après être devenu inutileidans lac faine à connczÛMt directe , la bielle réunit directement à la manivelle l'extrémité de la tige du piston, guidée par des glissières rectiligncs.

La disposition, eu

plîquée, du cylindre oscillant, où la tige du piston s'articule directement sur la manivelle, remonte

de (fig. 0).

.\vec des pres- — ' sions de vapeur supérieures à celle de l'atmosphère, la condensation n'était plus nécessaire; elle fut supprimée dans la machine à échappement libre , employée quand l'eau manque pour la condensation, ou bien quand la simplicité eL la légèreté des machinenont plus d'importance que l'économie du combustible.

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