S. II

Description de la machine à haute pression du bateau l'Altna

de Philadelphie.

Les machines des bateaux d'Amérique, du moins dans les ports que j'ai visités, sont presque toutes à pression simple, c'est-à-dire que l'excès de la force de la vapeur sur celle de l'air extérieur surpasse rarement la pression atmosphérique. A bord du bateau le Delaware la vapeur soutient quelquefois le mercure à o m ,oo dans l'air; mais il y a dans le tuyau de communication de la chaudière au cylindre un registre qui suspend momentanément l'introduction de la vapeur, afin qu'elle puisse agir par son élasticité. La machine n'a d'ailleurs rien de particulier.

Dans la machine représentée jigttre 21, planche VI , la tension de la vapeur s'élève à plusieurs fois la force de l'atmosphère.

L'jEtna et le Pcrmsytvania sont les seuls bateaux où j'aie vu de semblables machines. Elles ont été construites par M. Olivier Evans ou par ses successeurs, qui soutiennent la réputation qu'il s'est acquise par les améliorations qu'il a introduites dans les moulins et dans les machines à vapeur.

Le cylindre à vapeur G H est placé verticalement à environ

deux mètres au-dessus du fond du bateau. La tige du piston J K. soulève un levier en bois N X' dont un des bouts N porte une bièle NO qui agit sur le coude SOde l'arbre S des roues à aubes R. L'autre bout X' est soutenu par un chevalet X'Y' mobile autour de son extrémité inférieure Y'; le point X du levier qui est au milieu de la distance, entre le point d'attache X' du chevalet et celui de la tige du piston marqué K, est lié à la charpente, qui dirige le levier de chaque côté, par une verge X Y égale à la moitié de cette distance. Cette verge est horizontale en même temps que le levier; lorsqu'il s'élève ou s'abaisse, elle le retient, le chevalet s'incline un peu et la tige du piston reste sensiblement verticale.

Je tiens du mécanicien qui est à bord de L'/Étna, que la soupape de sûreté est chargée de io k ,$4 par centimètre carré, ou de 8 k ,23 par centimètre circulaire; ce qui correspond à un peu plus de dix fois la force de l'atmosphère (i).

On attend pour faire passer la vapeur dans le cylindre qu'elle ait acquis assez d'élasticité pour être sur le point d'ouvrir la sour pape de sûreté.

Si on la laissait entrer jusqu'à ce que le piston fût rendu au bout de sa course, elle conserveroit en sortant une force considérable , capable de mettre en mouvement une autre machine.

Pour tirer parti de cette force, qui seroit perdue si la vapeur se dégageoit dans l'air, la communication de la chaudière et du cylindre est interrompue dès que le piston a parcouru un certain espace, et la vapeur, agissant uniquement par son ressort, se dilate et fait achever au piston le reste de sa course.

{ i ) La pesanteur spécifique du mercure étant I3 k ,6.

Un centimètre cube pèse o*,oij6.

L'atmosphère soutient une colonne de mercure de o™,76.

et par conséquent , pour chaque centimètre carre, un poids de i k ,0336.

Dix fois la pression de l'atmosphère répondent ainsi à . . io k ,336.

Plusieurs auteurs ont calculé les effets de la vapeur qui se dilate, mais aucun , que je sache, n'a eu égard à l'abaissement de température qu'elle éprouve. Ils sont arrivés à des valeurs de cet effet qui sont trop considérables, et que je crois inutile de rapporter. On ne parviendra à des résultats précis que lorsqu'on aura vérifié, à de hautes températures, les lois de la formation et de la dilatation des vapeurs, et reconnu celle que suit la force expansive sur laquelle peu d'expériences exactes ont été faites au-dessus du degré ordinaire de l'ébullition. ( Voir (a note VII. )

Dans l'état actuel de nos connoissances, l'expérience seule me paroît devoir déterminer la durée de l'introduction de la vapeur dans le cylindre. La figure 24 représente la soupape pour le cas où l'introduction auroit lieu pendant le quart de la course du piston.

La longueur de la plaque qui forme le fond du cylindre à vapeur G H est à-peu-près double de sa largeur. On a ménagé dans son épaisseur quatre conduits dont les orifices D,D', A et Z sont compris dans une boîte cylindrique ce qui est à côté du cylindre et fondue avec la partie saillante du fond.

Un de ces conduits marqué D, fait suite au tuyau DD qui vient de la chaudière et sert à amener la vapeur dans la boite et qui doit en être constamment remplie. Deux autres A F et Z F' sont diamétralement opposés entre eux : l'un A F débouche sous un tuyau vertical F coulé avec le cylindre, et qui, s'élevant jusqu'à la plaque supérieure, porte la vapeur au-dessus du piston; l'autre Z F' amène la vapeur au-dessous du piston.

Le dernier D'D' est destiné à l'évacuation de la vapeur et se réunit au tuyau qui va au condenseur C, figure 2 1 .

Les orifices A, Z, D' (Jig. 24 ) des trois derniers conduits sont recouverts par un plateau circulaire en fer qui s'applique parfaitement sur le fond de la boîte, de manière à intercepter le passage de la vapeur. Ce plateau est fixé à un arbre vertical zz

[fi&. 2ï ) qui traverse le fond, au centre de la boîte, et il tourne autour de l'axe de cet arbre comme une meule de moulin, toujours dans le même sens et avec une vîtesse exactement égale à celle des roues à aubes.

Dans la figure 24, le plateau n'est pas placé sur les orifices des conduits, il est dessiné à part vers la gauche, et il est représenté renversé vers la droite , afin qu'on puisse voir aisément les divers canaux de la plaque du fond de la boîte et du plateau. Le sens du mouvement est indiqué par une flèche.

Les orifices A et Z des conduits , qui sont diamétralement opposés, occupent chacun le douzième d'une couronne comprise entre deux cercles décrits du centre du plateau.

Le plateau est percé d'un trou D, égal à l'un de ces orifices et à même distance du centre ; lorsque, par l'effet du mouvement du plateau, le trou D correspond à l'orifice A du premier de ces conduits , la vapeur passe sur le piston ; lorsqu'il correspond à l'orifice Z du second , la vapeur passe sous le piston.

L'orifice D' du conduit qui va au condenseur aboutit dans une rainure circulaire creusée dans le fond de la boîte. Cette rainure correspond à une semblable D'D' qui est creusée dans le plateau, et qui est en communication, parie moyen d'un passage D' dans l'épaisseur du métal, avec une autre rainure circulaire D'D' qui n'a d'étendue que les cinq douzièmes de la circonférence, et qui est à même distance du centre que les orifices A et Z des deux conduits qui vont dessus ou dessous le piston. Selon que cette portion de rainure correspond à l'un ou à l'autre de ces deux orifices, la vapeur s'échappe de la partie supérieure, ou de la partie inférieure du cylindre : l'espace plein qui sépare cette rainure du trou D du plateau est égal à un douzième de la circonférence, afin qu'il puisse recouvrir entièrement les orifices de la plaque du fond.

Quand le piston est en haut, cet espace plein se trouve sur

l'orifice du conduit qui se rend à la partie supérieure du cylindre. Dans ce même moment, l'orifice du conduit qui va sous le piston est aussi recouvert et la vapeur ne peut ni entrer dans le cylindre ni en sortir.

Pour mettre la machine en mouvement, un ou deux hommes agissent sur les roues à aubes dans le sens où elles doivent tourner; le plateau tourne autant que ces roues ; son trou D s'avance sur l'orifice A du conduit A F qui va au-dessus du piston, et la portion de rainure circulaire D'D', sur l'orifice Z du conduit ZF' qui va au-dessous ; la vapeur passe dans la partie supérieure du cylindre ; celle qui est dans la partie inférieure trouve une issue et le piston commence à descendre. A peine a-t-il parcouru un deux centième de sa course que déjà le plateau a fait plus d'un quarante-huitième de révolution. Les passages de la vapeur sont au quart ouverts : ils s'agrandissent jusqu'à ce que le trou du plateau corresponde à l'orifice A du conduit A F qui va au haut du cylindre : le piston est alors environ au quinzième de sa course. La vapeur continue à sortir librement de la partie inférieure du cylindre par l'orifice Z; mais l'orifice A du conduit A F de la partie supérieure commence à se réduire , et quand les roues à aubes et le plateau ont fait un sixième de révolution, et que le piston est au quart de sa course , cet orifice se trouve entièrement fermé.

Ce même orifice A reste fermé, et l'orifice Z ouvert, jusqu'à ce que le piston soit tout-à-fait descendu : alors l'un et l'autre sont bouchés, et la machine s'arrêteroit, si l'inertie du mécanisme ne déterminoit la continuation du mouvement.

Le plateau se trouvant avoir, par rapport à l'orifice Z du conduit ZF' allant sous le piston, la position qu'il avoit d'abord à l'égard de l'orifice A du conduit A F qui va sur le piston , la vapeur passe dans la partie inférieure du cylindre, et les mêmes circonstances se présentent pendant l'ascension du piston que pendant sa descente.

On arrête ordinairement la machine lorsque Je piston est en haut, afin que le poids du grand levier facilite la mise en mouvement du mécanisme. Ainsi, de quelque sens qu'on fasse tourner les roues, c'est toujours dans la partie supérieure du cylindre qu'il faut d'abord introduire la vapeur (1), et le trou D du plateau doit commencer à s'avancer immédiatement sur l'orifice A du conduit A F qui va sur le piston : c'est pour cela que la direction du mouvement du plateau n'a pas besoin de changer.

Pour que le plateau fasse sa révolution en même temps que l'arbre des roues à aubes, on a placé sous le cylindre, à proximité de l'arbre du plateau, un petit arbre m [fig. 21 ) parallèle à l'arbre S des roues à aubes et tournant, avec une égale vitesse, par le moyen d'un engrenage composé de deux roues égaies M' et / et d'une roue intermédiaire u.

Une roue d'angle v, fixée au bout de ce petit arbre m, engrène en haut et en bas avec deux roues d'angle r, / de même grandeur qui tournent librement, mais de sens différens, sur l'arbre du plateau. On fixe ces deux dernières roues sur cet arbre quand on veut arrêter la machine : on fixe la supérieure r pour faire avancer le bateau, et l'inférieure / pour le faire reculer, afin que le plateau tourne toujours du même sens.

L'arbre zz du plateau est creux et il est rempli par une broche ou noyau h qui lui sert comme de pivot. II y a un support fixé sous l'arbre zz; mais la crapaudine, sur laquelle est appuyé le bout du noyau , est placée sur un levier h, par le moyen duquel on peut enfoncer le noyau dans l'arbre, ou l'en retirer.

Les deux roues d'angle r et / ont dans leurs embases des entailles dans lesquelles se logent des clavettes s, s qui traversent l'arbre et le noyau. Ces clavettes ne tiennent qu'au noyau ; elles

( 1 ) Il n'en seroit pat ainsi dans le cas où l'on arréieroit le piston vers le milieu du tylmdrr.

coulent dans les mortaises de l'arbre zz, et, selon qu'en changeant la position du levier h' on fait monter ou descendre le noyau, elles s'engagent dans l'embase de la roue supérieure r ou de la roue inférieure r.

Par l'effet de cette disposition , le machiniste a la faculté de faire tourner l'arbre zz du plateau par la roue d'angle supérieure ou par l'inférieure r, et d'arrêter à volonté la machine.

La vapeur en sortant du cylindre ne se dégage pas directement dans l'air; elle traverse une boîte C dans laquelle il s'en condense une partie. Cette boîte, qui tient lieu de condenseur et dereniflar, est recouverte par une soupape B' (i).

Comme en arrivant dans cette espèce de condenseur la vapeur a ordinairement plus de force que l'atmosphère , elle repousseroit l'eau d'injection si l'on n'introduisoit cette eau par le moyen d'une pompe. Cette pompe communique à la mer par un tuyau d'aspiration f, et avec le condenseur, par un tuyau d'ascension f.

La vapeur non condensé et l'air sortent de la boîte C par un tuyau ï qui plonge dans la mer, et au besoin par la soupape supérieure B', quand leur force surpasse celle de l'atmosphère.

L'eau résultant de la condensation qui se réunit au fond de la boîte C, est conduite par un tuyau /' à une autre petite pompe r qui (a pousse dans la chaudière par un tuyau /, ou la renvoie à la mer par un tuyau g, selon que l'un ou l'autre des deux robinets g, g est fermé.

Les tiges des deux pompes , dont je viens d'indiquer l'usage , sont attachées aux extrémités lt et o d'un balancier k' o , mis en mouvement, par le grand levier NX', moyennant deux bièles on et no, et un balancier transversal intermédiaire no.

L'irrégularité du mouvement des machines dans lesquelles la vapeur agit en se dilatant, est naturellement très-grande; la force

( J ) Je ne sais si cette soupape existe dans toutes le» machines.

motrice qui, au commencement de la course du piston, est égale à huit ou dix fois la pression de l'atmosphère , se réduit vers la fin à une ou deux fois cette pression. De là résulte la nécessité d'un volant assez considérable, si l'on veut obtenir un mouvement un peu uniforme. Cette pièce est d'ailleurs indispensable pour faire tourner le plateau qui tient lieu de soupapes , lors même qu'on n'a besoin ni d'une grande régularité ni d'un mouvement de rotation.

La machine du bateau l'&tna n'a point de volant proprement dit : l'inertie des roues à aubes, dont la jante R' du côté du bateau est en fer fondu , et a dix-huit centimètres de largeur et quatre centimètres d'épaisseur, suffit pour entretenir le mouvement.

La suspension du levier est assez remarquable, moins par la manière dont la tige du piston est maintenue verticale ( manière qui n'est au fond qu'une légère modification du parallélogramme que M. Watt a depuis long-temps employé ) , que par l'avantage de ne pas perdre autant de force par l'inertie du mécanisme que quand on fait usage d'un balancier suspendu par son centre de gravité (i). Le levier en descendant rend du moins en grande partie la force vive dépensée pour le faire monter : il est vrai qu'en même temps il augmente l'irrégularité du mouvement; mais cet inconvénient sera bien diminué si l'on place un poids convenable vers la partie de la circonférence du volant ou des roues à aubes qui est opposée au levier (2).

Plusieurs des bièles suspendues au levier sont formées de verges de fer séparées. La figure 22 représente, sur une échelle double, le plateau circulaire placé au milieu de la bièle principale NO

( 1 ) Le balancier de la machine de Chaillot n'est pas suspendu par son centre de gravité, mais plusieurs machines plus modernes ne sont pas aussi bien disposées.

(2) Ce genre de contre-poids, qui a le défaut d'user les arbres inégalement, est employé malgré cela avec succès dans plusieurs bateaux.

pour maintenir 1 ecartement des quatre barres dont elle est composée.

M. Evans calcule I épaisseur du métal des chaudières à vapeur par la règle ordinaire pour la détermination de l'épaisseur des tuyaux de conduite, et en partant des expériences de M. Mussenbroek , desquelles il résulte qu'une barre de fer forgé d'un millimètre carré, porte, selon la qualité du fer, de quarante- cinq kilogrammes deux tiers à cinquante-neuf kilogrammes. M. Evans , pour plus de sûreté, ne prend que quarante -cinq kilogrammes; mais comme, d'après les expériences de M. Rondelet, plusieurs sortes de fers, à la vérité peu propres à être laminés, ne supportent que vingt-quatre, trente-deux et trente-cinq kilogrammes, il ne paroît pas prudent de compter sur plus de trente kilogrammes par millimètre carré, ou de trois mille kilogrammes par centimètre carré.

La tension du métal, qui forme une zone de tuyau, n'est pas égale à la pression exercée sur la surface entière de cette zone, mais à la pression qu'éprouve une portion qui auroit le rayon seulement pour base (i) ; d'où il suit qu'en multipliant U rayon d'une

( i ) L'effort perpendiculaire de l'eau qui agit sur la surface d'un tuyau est à l'effort qui tend à le déchirer, comme la circonférence du même tuyau est au rayon ( Bclidor, Architecture hydraulique, tome II, n.* 946 ), et parce que le premier de ces efforts est proportionnel à la circonférence , le second est nécessairement proportionnel au rayon. Cette règle a été pour la première fois donnée par M. Parent, dans les Mémoires de l'Académie pour 1707, page 107; mais il paraît que M. Evans y étoit parvenu de lui-même, car, après l'avoir

démontrée, il ajoute : « Je n'ai trouvé nulle part la solution d'un problème aussi utile

• Je me réjouis d'avoir découvert qu'un vase circulaire peut résister à une force de vapeur » beaucoup plus grande que je ne le pensots d'abord. » Pour éviter le recours aux ouvrages cités, voici une démonstration du principe dont il s'agit :

Soit BMDN (fig.2\ bis, pl. II ), le contour d'un vase cylindrique tendu par l'action d'un fluide intérieur; l'effort du fluide pour séparer une portion MBN, c'est-à-dire la résultante des pressions normales sur cette portion, est une force AR dirigée suivant une ligne CA, perpendiculaire sur le milieu de la corde MN, et égale à la pression sur cette corde.

Prenant , à compter du point de concours des deux tangentes M A et N A , et de la direction AC de la force qui agit pour enlever la partie MBN, une distance A R égale à MN

chaudière par la pression sur un centimètre carré, et divisant te produit par trois milie kilogrammes, on aura l'épaisseur du métal qui peut résister à cette pression. M. Evans exige pour ses machines à vapeur, dont la soupape de sûreté doit être chargée de io k ,5 par centimètre carré, des chaudières qui puissent résister à une tension dix fois plus forte, et par conséquent éprouver une pression de cent cinq kilogrammes par centimètre carré. Ainsi une chaudière de o ,n ,6 ' de diamètre devroit avoir o™,oio5 d'épaisseur. M. Evans n aurait trouvé que o m ,o07, parce qu'il auroit divisé par quatre mille cinq cents kilogrammes. Au reste , selon M. Duleau , une I>arre de fer forgé d'un centimètre carré pouvant soutenir six cents kilogrammes sans perdre la faculté de revenir à sa forme primitive , une chaudière cylindrique de sept millimètres d'épaisseur n'éprouvera aucune altération lors même que la tension d'une zone d'un centimètre de largeur seroit de quatre cent vingt kilogrammes, c'està-dire une fois et un tiers la tension de trois cent quinze kilogrammes, à laquelle cette zone est ordinairement exposée.

Les plaques qui forment les têtes des chaudières sont généralement en fonte de fer ; pour en déterminer l'épaisseur au milieu, il faut multiplier par o,ijj84 1* diamètre du cercle sur la circonférence duquel sont placés les rivets ou les boulons à vis qui retiennent les têtes. Si, par exemple, le diamètre de ce cercle est de o m ,y, l'épaisseur sera égale à o m ,t i4y

On sait, en effet, qu'un barreau de fonte de fer d'un mètre de longueur et d'un centimètre d equarrissage , soutient au milieu un poids de i6 k , 6 (i). Si la charge étoit répartie uniformément, ce

et formant le parallélogramme R Q A P, les côtés A P et A Q représenteront les tensions aux pointi M et N ; mais les triangles APR et AQR sont égaux, par la construction, au triangle A! NC, ainsi les tensions sont proportionnelles au rayon CM ou CN.

( i ) II s'agit ici de fonte anglaise. D'après des expériences de M. Banks, rapportées dam la Cyclopedia de M. Rees ( article Strtngth cf maUriaU ), des barreaux de fonte de fer de trois pieds de longueur et d'un pouce en carré ont porté six cent cinquante-sept, six cent

barreau porteroit 33 k ,z. Supposant donc à ia plaque de tête un centimètre depaisseur, un élément de la longueur du diamètre et d'un centimètre de largeur, considéré isolément, résisteroit a une pression égale à ou à 47 k ,$ly, mais, comme il doit résister à une pression égale à 70 x io$ k , ou à 7350 k , en divisant ce nombre par 47 3/7, on aura cent cinquante-cinq pour le carré de l'épaisseur au milieu, qui sera par conséquent de i2'4$» comme ci-dessus. Il est aisé de voir que la règle et le calcul précédens donneront toujours le même résultat, le nombre 0,17784 étant la racine carrée de cent cinq kilogrammes divisés par trois mille trois cent vingt kilogrammes, force des barreaux de fonte chargés uniformément, rapportée à un centimètre de longueur.

On trouvera le nombre des rivets d'un centimètre de diamètre nécessaires pour retenir les têtes, en multipliant le carré quatre mille neuf cents du diamètre soixante-dix par la pression cent cinq kilogrammes, et divisant le produit cinq cent quatorze mille cinq cents kilogrammes par trois mille kilogrammes ; ce qui donnera cent soixante-douze. Si l'on fait usage de boulons à vis de trois centimètres de noyau, il n'en faudra que le neuvième de ce nombre , c'est-à-dire dix-neuf; mais il conviendra d'en placer quelques-uns de plus, parce que la force d'un boulon à vis est moindre que celle d'une barre de même diamètre que son noyau, attendu que les cannelures , en répartissant inégalement la tension, disposent le métal à se rompre.

Pour employer de la tôle d'une médiocre épaisseur, et rendre par-là le travail des chaudronniers plus facile et plus sùr , on ne donne guère aux chaudières des machines à haute pression plus

soixante-qoinze , neuf cent cinquante-huit, neuf cent soixante-trois et neuf cent quatre-vingt quatorze livre» ( mesures et poids anglais ), ce qui répond pour un barreau d'un centimètre carré et d'un mètre de longueur de i6 k ,6 à iJ^J.

Dans des expériences faites au Creusot, en 1790, par M. Gazeran, la force de diverses espèce* de fonte» 1 varié de o>,f à I7 k ,5, par centimètre carré ( Annales de chimie, tome VU J.

de o m ,6o à o m t y$ de diamètre. On aime mieux en employer plusieurs que d'augmenter leurs dimensions : quatre chaudières de 5 m ,5 à 6 m ,o de longueur suffisent pour une machine de la force de cent chevaux.

S'il arrive qu'une légère perte de vapeur se manifeste , on place dans la chaudière un morceau de plomb de peu d'épaisseur qu'on assujettit sans beaucoup de soin ; mais la vapeur l'applique avec tant de force qu'elle ne peut plus s'échapper.

On garnit le piston des machines de M. Evans de la même manière que celui des autres machines, la température n'étant pas assez élevée pour que le chanvre soit altéré. On enfonce des tresses, dont le tissu est lâche, et qui ont environ quatre centimètres de largeur et deux et demi d'épaisseur, dans l'espace compris entre le piston et la paroi intérieure du cylindre : on les bat assez fortement et on les arrose de suif; ensuite on les presse au degré convenable en rapprochant, par le moyen des vis, les deux parties du piston.

Quant aux garnitures fixes, comme celles qu'on place entre le cylindre et la plaque qui le recouvre, on les fait de plomb (i). On coule exprès un anneau de ce métal , du même diamètre que deux rainures circulaires qui se correspondent dans les pièces en contact; on met une couche de peinture blanche très-épaisse avant de placer l'anneau de plomb, et en serrant fortement les vis, le plomb prend, par la compression, la forme des rainures, et arrête parfaitement la vapeur. S'il arrive qu'elle s'échappe en quelque point, il suffit, pour l'empêcher de fuir, de frapper le plomb extérieurement avec un marteau.

La figure 23 représente une coupe du piston et de la tête du cylindre sur la même échelle que la figure 24 : on y distingue

( 1 ) C'ctc peut-être an métal composé, plus fusible que le plomb, afin quêta garniture fonde quand U température passe un certain degré.

l'espace, entre le cylindre et le piston, dans lequel on place les tresses, et la couronne métallique, entre le cylindre et la plaque qui le recouvre.

On y voit aussi les vis qui servent à rapprocher la partie supérieure du piston pour serrer la garniture ; et, plus près du centre, celles qui servent à séparer les deux parties du piston.

La garniture du piston doit être assez serrée pour intercepter le passage de la vapeur à son plus grand degré de tension ; elle exerce par conséquent, sur la surface du cylindre, une pression au moins égale à dix fois la pression de l'atmosphère. Il en résulte un frottement très-grand qui reste le même pendant toute la course du piston, parce qu'on ne peut pas diminuer la pression de la garniture à mesure que la tension de la vapeur diminue. Ce frottement fait perdre une partie considérable de la force motrice, et il est peu probable qu'on puisse réduire la tension de la vapeur, dilatée dans le cylindre, à la simple tension de l'atmosphère, comme on le suppose ordinairement.

La force considérable de la vapeur dans les machines à haute pression a fait craindre qu'elles ne fussent sujettes à de fréquentes explosions. Cependant, en exécutant les chaudières avec les soins et la force que M. Evans recommande , les accidens de ce genre sont peu probables, à moins d'une négligence extrême et inexcusable, puisqu'on ne doit confier des appareils dangereux qu'à des hommes prudens. Il est difficile, en effet, de croire que la vapeur puisse passer rapidement de la force de dix atmosphères à celle de cent; il faudroit pour cela un changement de température assez grand, et si l'on continue d'ouvrir de temps en temps la soupape de sûreté pour s'assurer que rien ne l'empêche de s'élever (i), on doit être sans inquiétude sur ces sortes de ma-

( i ) On a proposé de garnir le* chaudière* de deux soupapes de sûreté, une desquelles seroit renfermée de manière à ne pouvoir être surchargée. Celle-ci suffiioit seule pourvu qu'elle se fermât par son propre poids, et qu'on ne laissât que la faculté de rouvrir au mécanicien

â 106 DES MACHINES À VAPEUR

chines qui , par leur légèreté , le peu d'emplacement qu'elles exigent , l'économie sur les frais d'établissement et sur la dépense du combustible , peuvent être utiles dans beaucoup d'occasions.

En 1818, M. Evans affirmoit, sans qu'il soit à ma connoissance qu'on lui ait répliqué, que toutes les chaudières qui avoient crevé en Amérique appartenoient à des machines ordinaires, excepté celle du bateau la Constitution, dans la confection de laquelle l'artiste, pour essayer ses idées particulières, s'étoit écarté des principes de M. Evans. Une fissure survenue en 18 17, à la chaudière de l'sEma, n'avoit fait naître aucun danger, et peutêtre le machiniste seul s'en seroit-il aperçu, si la diminution de la tension de la vapeur n'eût obligé d'arrêter le bateau.

J'ai vu à Philadelphie une machine construite par M. Evans, qui élève l'eau du Schuylkill, pour les besoins de la ville, à trente mètres de hauteur. Elle fournit plus de vingt mille tonneaux (1) en vingt- quatre heures, et ne consomme que quarante- trois stères et demi de bois; elle a coûté 1 23,000 francs. Une machine ordinaire de la même force coûterait en Amérique plus de 200,000 francs.

Ces machines me paraissent plus simples que celles de M. Woolf. Les unes et les autres sont à haute pression , mais celles de M. Evans

qui conduit la machine. Il serait aisé d'adapter au mécanisme une détente qui soulèverait frequerament^cette soupape de quart d'heure en quart d'heure , par exemple , ou de cinq cent* toun en cinq cenu tours; alors, sans aucune sujétion pour le mécanicien, on serait sûr qu'elle ne contracterait point d'adhérence, et que la vapeur trouverait une libre issue aussitôt que sa force dépasserait la limite qu'on lui aurait assignée.

Pour obtenir le même résultat, lorsque la machine ne marche pas, il suffirait de disposer les portes des fourneaux de manière que la soupape de sûreté fût soulevée chaque ibis qu'on les ouvre pour ajouter de nouveau combustible.

( 1 ) Elle remplit en vingt heures le réservoir qui contient trois millions cinq cent cinquante-six mille quatre cent un gallons à bière, et qui est quatre-vingt-dix-huit pieds audessus de la rivière. Cela revient à un peu plus de vingt-cinq mille tonneaux élevés à un mètre de hauteur par heure, où à quatre-vingt-quatorze fois et demie le travail d'un cheval, en supposant avec M. Watt que ce travail est de deux cent soixante-cinq tonneaux un quart par heure.

occupent moins de place , sont plus légères et n'ont à vaincre que le frottement d'un seul piston : elles sont aussi d'une construction plus facile et moins dispendieuse. Je n'oserois cependant pas prononcer qu elles sont préférables. Il est certain que celles de M. Woolf sont plus propres à produire un mouvement uniforme, et quoique la seconde enveloppe, après avoir réduit la vapeur à une couche très-mince, ait l'inconvénient de la mettre en contact avec une surface froide d'une plus grande étendue que si cette enveloppe étoit supprimée, et que de plus la vapeur qui entoure le grand cylindre ne puisse, sans se condenser en partie, maintenir à une température élevée celle qui se dilate dans l'intérieur de ce cylindre, il suffit, pour que l'avantage reste à cette dernière machine, que (a perte de force résultant de la condensation de la vapeur soit moindre que l'augmentation de force due à la conservation de la température dans le grand cylindre.

La propriété que M. Woolf annonce avoir reconnue à la vapeur formée sous une pression égale à Celle de l'atmosphère, augmentée de deux, trois, quatre, &c. quinzièmes, d'être susceptible, quand on réduit la pression à celle de l'atmosphère, d'occuper un espace douple, triple, quadruple , &c. de son volume primitif, est tellement en opposition avec les faits qu'on regarde comme les mieux constatés jusqu'ici, qu'il est indispensable qu'elle soit confirmée par de nouvelles expériences avant d'en faire la bas* d'aucune théorie, ou le principe d'aucune machine. II est même reconnu dès aujourd'hui que dans les machines de M. Woolf, la température et la pression sont grandement supérieures à ce qu'elles devraient être d'après son principe.

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