Merveilles de l'industrie machines à vapeur bateaux à vapeur chemins de fer

Un peu d’eau dans une chaudière; un cylindre où se rend la vapeur, et dans lequel se meut, sous sa pression, alternativement de haut en bas et de bas en haut, un piston dont la tige communique avec un balancier, un volant, une manivelle, des roues destinées à régulariser, à transmettre, à transformer le mouvement du piston : — telle est, dans ses dispositions essentielles, la machine qui vient , en quelques années, d’accomplir dans l’industrie, dans les relations d’homme à homme, de peuple à peuple , et jusque dans les conditions sociales des nations civilisées, la plus grande révotion qui se soit jamais vue.

Qu’on ne s’y méprenne point: cette machine, simple en elle-même, ne doit pas être rangée dans la catégorie, — beaucoup moins nombreuse qu’on ne le croit vulgairement, — des « petites causes qui produisent des grands effets». Son origine est en rapport avec l’importance et l’étendue de ses résultats. Elle est la conséquence , non de circonstances accidentelles, non de tâtonnemenis couronnés par le hasard d’un succès inattendu, mais des progrès lents et de la maturité des

sciences, des méditations et des expériences des esprits éclairés et profonds. Elle repose, en lin mot, sur les lois physiques qu’il était le plus difficile de découvrir, de formuler et d’appliquer : celles de la pression atmosphérique , de la formation des vapeurs, des effets du calorique, etc.

Aussi est-ce grandement à tort et sans aucune apparence de raison que quelques auteurs ont prétendu faire remonter l’invention de la machine à vapeur, même la plus élémentaire, à une époque où la science physique n’existait point, ou laissait à peine entrevoir ses premiers rudiments.

Les fables débitées à ce sujet par des écrivains peu réfléchis et peu sérieux ont malheureusement, en raison même de leur singularité, trouvé trop de créance parmi le public ignorant, toujours plus enclin à accepter les assertions paradoxales qu’à les contrôler par un examen raisonné. Quelques-unes de ces fables sont passées ainsi à l’état de traditions soi-disant historiques, dont personne ne s’avise de contester l’authenticité. Les amours-propres nationaux se mettant de la partie, et chaqüe nation voulant revendiquer pour tdle la priorité d’une découverte glorieuse, on arriverait, si l’oa voulait suivre d’échelon en échelon ces exhumations de génies apocryphes et d’anecdotes controuvées , à gravir toute la série des âges : et qui sait si l’on né finirait pas par trouver quelque mystificateur assez hardi pbur avancer que l’arche de Noé était un bateau à vapeur?

Que nos lecteurs se rassurent : nous n’avohs point le dessein de remonter jusqu’au déluge. Noué ne leur parlerons même ni de Héron d’Alexandrie, ni d’Atithémiuâ de Byzance, et nous franchirons d’un bond tout le moyen âge pour arriver d’embléè aü commencement du xvn® siècle.

Nous trouvons à cette époque deui personnages , Salomon de Caus en France , le marquis de Worcester en Angleterre , auxquels leurs compatriotes respectifs ont fait longtemps l'honneur très- immérité de lés présenter contradictoirement

comme les premiers auteurs d’une machine ou d’un projet de machine mue par la vapeur d’eau.

Nous dirons peu de chose du marquis de Worcester, sorte de cerveau brûlé , esprit brouillon et présomptueux , fort ignorant d’ailleurs, qui voulut se mêler de tout, et qui ne fit jamais tien de sensé en quoi que ce soit. Dans un livre intitulé Cenlury of inventions , publié à Londres en 16G3, le noble lord disait , entre autres choses :

« J’ai inventé un moyen aussi admirable que puissant pour élever l’eau par le moyen du feu , non pas avec le secours de la pompe, parce que celle -ci n’agit, selon l’expression des philosophes, quintra sphœram 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, par exemple, une pièce de canon dont le bout était brisé , j’en ai rempli d’eau les trois quarts ; j’ai bouché ensuite et fermé à l’aide d’une 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. t)e sorte qu'ayant trouvé une manière de construite solidement mes vases ( comment trouvé? quels vases?) et de les remplir l’un après l’autre, j’ai vu l’eau jaillir (d’ou?) comme d’un jet cofotinuel à quarante pieds de hauteur . Un vase d’eau raréfiée par le feü en fait monter qua- . rante d’eaii froide. L’homme qui surveille le jeu de la machine (en quoi consisté ce jeu?) n’a qu’à tourner deux robinets, afin qu’un vase d’eau étant épuisé, l’autre commence à forcer et à 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 l’intervalle de temps où elle n’est pas occupée à tourner les robinets. »

Tout ce qu’on peut démêler d’un peu clair dans ce galimatias , c’est que le marquis de Worcester fit éclater un canon bouché en y chauffant de l’eau à outrance. Quant à la machine admirable et puissante qu’il dit avoir imaginée, — ët que

MACIIINES A VAPEUR.

personne de son temps ne Vl jaunis, — bien malin serait celui qui pourrait s’en faire une idée d’après la description qu’il en donne.

C’est pourtant là-dessus, et là-dessus seulement, que ses compatriotes , même les plus savants et les plus entendus en la matière, ont cru pouvoir établir ses droits au titre, — incontestable selon eux, — d’inventeur des machines à vapeur ! Voilà où conduit l’exagération de l’amour-propre national!

Salomon de Causest encore chez nous l’objet d’un préjugé semblable; il est même devenu le héros d’une légende trèsgénéralement accréditée, que les lettres et les arts se sont complu à embellir et à dramatiser. Salomon de Caus, inventeur méconnu, homme de génie persécuté, — outré enfin de l’ingratitude de ses contemporains, et enfermé comme fou à Bicêtre, où il le devint enfin réellement et mourut tel, — ce Salomon de Caus est fait assurément pour inspirer uu vif intérêt, une profonde pitié; aussi plusieurs écrivains en ont-ils fait le héros de leurs romans, et tout Paris a vu et admiré, au salon de 1855, un grand tableau de M. Lécurieux, les Fous , parmi lesquels figurait l’infortuné Salomon , les cheveux hérissés, les yeux hors des orbites, grinçant des dents el les doigts crispés aux barreaux de sa cage.

Malheureusement, — ou plutôt heureusement, — ce personnage imaginaire n’a rien de commun avec le véritable Salomon de Caus. Celui-ci était un honnête architecte normand, qui pratiqua son art avec distinction en Italie , en Angleterre et en Allemagne , et qui revint paisiblement finir ses jours dans son pays natal, où il mourut en 1630. Loin d’avoir été persécuté par le cardinal de Richelieu, il en fut protégé et favorisé, ce que prouve la dédicace de son livre la Pratique et démonstration des horloges solaires , avec un discours sur les proportions, dédicace adressée à Richelieu et pleine des expressions de sa reconnaissance pour les bontés du cardinal ministre. Salomon de Caus, étant mort en 1630, ne put d’ail-

MACHINES A VAPEIR.

leurs être enfermé en 1641, rem me le veut la légende. Enfin une dernière objection, c’est que Bicêtre était alors, non un hôpital de fous, mais une commariderie de Saint-Louis, où le gouvernement recueillait les militaires invalides.

Quant à la découverte des propriétés dynamiques de la vapeur d’eau, il n’y a pas plus de fondement à l’attribuer à Dotre architecte qu’à son concurrent d’outre-Manche. Comme physicien, en effet, il s’en fallait de beaucoup qu’il fût plus avancé que ceu* de son temps. Son ouvrage la liaison des forces mouvantes , où l’on a cru trouver son grand titre de gloire, est plein des erreurs et des préjugés de l’ancienne physique, et la prétendue machine à vapeur qui s’y trouve décrite est tout simplement un appareil — dont l’auteur ne pense nullement à se dire l’inventeur — pour faite monter l’eau à l’aide du feu. — « C’est une balle en cuivre bien soudée tout alentour, à laquelle il y aura un soupirail par où l'on mettra l’eau, et aussi un tuyau qui sera soudé en haut de la balle, et dont le bout approchera près du fond sans y toucher; après, il faut emplir ladite balle d’eau par le soupirail, puis la bien reboucher et la mettre sur le feu : alors la chaleur, donnant contre ladite balle, fera monter l’eau par le tuyau. »

Cette description a du moins sur celle du marquis anglais l’avantage d’être claire ; on voit sans peine de quoi il s’agit. Mais il n’est pas aussi facile de deviner quel peut être l’usage d’un semblable appareil, soit dans l’industrie, soit dans l’économie domestique, et il faut assurément une bonne volonté bien héroïque pour trouver un rapport réel entre ce joujou de physique amusante et une machine à vapeur.

MAbtlkNfcg A VÀPELR.

CHÀfct TîlE 11

Expériences de Pascal et de Torricelli sur la pression atmosphérique. — Machiné pneuttiatiquè Inventée par Otto de Guericke. — Machines atmosphériques de l’abbé Hautefeüille et de Christian Huyghens. — Denis Papin. — Sa marmite, — Sa machine à piston. — Ses voyages. — Sa mort.

Laissons là les fables et les puérilités* et vendns à des faits plus sérieux. Les sciences, dotées par Descartes et Bacon d’une nouvelle méthode , venaient* grâce à ce puissant levier, de se soustraire à la tyrannie de la routine scolastique. On osait penser autrement qu’ Aristote, contrôler ses oracles, se créer par soi-même des idées raisonnées sur les problèmes auxquels on n’eût jamais eu, quelques années plus tôt, la témérité de chercher une solution ailleurs que dans les œuvres du maître ; hasarder enfin des propositions philosophiques sans les terminer par la formule sacramentelle : lp&e dixit.

Un des préjugés les plus invétérés de l’École était la croyanbe absolue à cet axiome fameux, la nature a horreur du vide . Deut hommes de génie, Torricelli en Italie, Biaise Pascal en France, firent justice de cette erreur séculaire, èt démontrèrent par des expériences mémorables que les effets attribués à cette prétendue horreur de la nature ptiur le vide étaient dus à la pression de l’air atmosphérique. Leur démonstration fut rendue encore plus péremptoire par un physicien de Magdebourg nommé Otto de Guericke, qui acheva de prouver la possibilité du vide en le produisant artificiellement. Pour obtenir ce résultat d’une manière satisfaisante, Otto de Guericke, après de longs tâtonnements, imagina et construisit enfin la machine qu’il désigna sous le nom de machine pneumatique.

Ces diverses expériences révélèrent l’existence d’une force immense : celle de la pression atmosphérique, qu’on songea bientôt à utiliser pour donner à l’industrie le moteur universel dont l’absence avait jusqu’alors été un obstacle insurmontable à ses progrès et à ses développements. Il suffisait, pensaii-on, de faire le vide dans un récipient pour anéantir, à un moment et sur un point donnés, la résistance qui s’oppose à l’action de la pesanteur de l’air, pour que cette pression fût capable de soulever des poids énormes, de réaliser des effets incalculables. Cette préoccupation fut le point de départ des recherches qui devaient conduire un physicien français à l’invention de la machine à vapeur, ou, comme on disait alors, de la machine à feu. Mais n’anticipons point.

Le premier projet pour l’emploi de la pression atmosphérique comme force motrice est dû à l’abbé Jean de Hautefeuille. C’était en 1678, au moment où les mécaniciens s’ingéniaient à trouver un moyen d’amener les eaux de la Seine clans les bassins du parc de Versailles, que Louis XIV faisait alors construire. Chacun proposait ses moyens. L’abbé de Hautefeuille imagina une caisse munie de quatre soupapes et d’un tube plongeant dans l’eau qu’on voudrait élever. Il brûlait dans cette caisse une petite quantité de poudre à canon. L’air, chassé par l’explosion, s’échappait par les soupapes, qui se refermaient aussitôt; l’appareil était ainsi en partie vidé, et la pression extérieure forçait l’eau à s’élancer dans le tube. C’était là encore, on le voit, une machiné des plus grossières, et dont l’emploi eût sans doute donné de très-médiocres résultats. Quelques années plus tard, un savant hollandais établi à Paris, le célèbre Huyghens (1), reprit en sous- œuvre l’idée de l’abbé de Hautefeuille, et construisit une machine dans laquelle on trouve déjà l’élément principal de la machine à vapeur, à savoir : un cylindre dans lequel un piston , après

(1) Le même à qui l‘on doit l’invention des horloçès à pendule.

MACMXES A VAPEUR.

avoir été soulevé par la force de la poudre, retombait sous l’influence de la pression atmosphérique , et produisait ainsi *un mouvement alternatif et perpendiculaire qu’on pouvait appliquer nou plus seulement à pomper de l’eau , mais à toutes sortes d’opérations mécaniques exigeant une force considérable. Cette machine, bien qu’elle fût de beaucoup supérieure à celle de l’abbé de Hautefeuille , présentait encore de graves inconvénients , au nombre desquels il faut signaler l’emploi meme de la poudre. Cette substance, outre qu’elle est d'un maniement dangereux, rendait l’appareil très- incommode ; en effet, pour chaque coup de piston qu’on voulait obtenir, il fallait introduire une nouvelle quantité de poudre, et le vide ne pouvait jamais être que partiel, ce qui diminuait environ de moitié la force de l’appareil. Le principe de ce mécanisme était néanmoins assez ingénieux pour qu'on ne renonçât pas facilement à l'utiliser en le perfectionnant ; ce qui fut tenté, mais sans succès, comme nous allons le voir.

IIuygheDS s'était attaché , vers 1662, sur la recommandation de M œe Colbert, un jeune médecin de province venu à Paris pour s’y faire une clientèle, mais que sa pauvreté, jointe à son goût pour la physique et la mécanique, avait bientôt décidé à abandonner une profession peu lucrative, et à s’adonner à des recherches d'un autre genre.

Denis Papin , c’était le nom de ce médecin /était né à Blois , le 22 août 1647. Élevé au collège des jésuites, il vint étudier la médecine à Paris , puis alla prendre à Orléans le grade de docteur, pour revenir ensuite à Paris. Là il se mit en rapport avec plusieurs savants , et notamment avec Huyghens , qui tenait de la libéralité de Colbert une forte pension avec un logement à la bibliothèque royale, et qui associa Papin à ses travaux, comme nous l’avons dit. Le vide et la pesanteur de l’air étaient alors le principal objet des recherches des savants. Aussi voyons-nous que le premier ouvrage publié par Papin, en 1674, avait pour titre : Nouvelles Expériences du vuide,

avec la description des machines qui servent à le faire. L’année suivante, entraîné par l’humeur vagabonde qui l’a fait surnommer par ses contemporains le «philosophe cosmopolite », Papin quitta Paris et passa en Angleterre, où il trouva un protecteur et un ami précieux dans le savant Robert Boyle , qui fit pour lui ce qu’avait fait Iluyghens, c’est-à-dire le mit de moitié dans ses études, et de plus le fît entrer dans la Société royale de Londres, qu’il venait de fonder.

Ce fut pendant son séjour à Londres et son association avec Boyle que Papin exécuta ses premières expériences sur les propriétés de la vapeur d’eau bouillante, et qu’il inventa son premier appareil fondé sur ces propriétés. Cet appareil, qui figure encore dans la plupart des cabinets de physique sous le nom de marmite de Papin , fut appelé par lui « Nouveau digesteur ( New digester) ». Il en expliqua la construction et l’emploi dans une brochure publiée en anglais sous ce titre (1681). C’élait simplement une marmite hermétiquement fermée, dans laquelle la vapeur étant comprimée, on pouvait obtenir une très-haute température, et cuire en quelques instants des viandes et d’autres aliments. Cette marmite, — et c’est à ce titre quelle mérite attention, — avait été munie par son inventeur d’un des organes les plus importants de nos générateurs actuels : la soupape de sûreté, destinée à prévenir les explosions. Ajoutons cependant que, lorsqu’il imagina et construisit son digesteur, Papin ne songeait point encore à utiliser comme force motrice la tension élastique de la vapeur. Il n’avait en vue qu’un but d’économie domestique de l’ordre le plus vulgaire : c’était un pot-au-feu, rien de plus.

En cette même année 1681, entraîné encore, et bien mal conseillé cette fois par son besoin de changement, Papin commit la faute de quitter l’Angleterre , où il pouvait espérer un bel avenir, et d’aller, sur la foi de vaines promesses, s’établir à Venise. Il resta dans cette ville deux années, au bout

desquelles, déçu de ses espérances, il revint en Angleterre. Son absence avait indisposé contre lui ses anciens amis , et tout ce qu'il put obtenir fut une pension de trente livres par an , moyennant laquelle il se chargeait d’exécuter les expériences ordonnées par la Société royale, et de copier sa correspondance. Durant ce second séjour à Londres, il revint au problème qui préoccupait beaucoup de savants, celui des applications mécaniques de la pression de l’atmosphère , et il crut le résoudre en prenant pour moteur la machine pneumatique elle-même. Il présenta en conséquence à la Société royale le projet d’une machine « pour transporter au loin la force des rivières ». C’était un long cylindre métallique, dans lequel on faisait le vide à l’aide de deux corps de pompe dont les pistons étaient mis en jeu par une chute d’eau; le cylindre lui -même était parcouru par un piston qui, chassé violemment par la pression extérieure de l'air, devait servir à transporter des poids, à puiser de l’eau, etc.

Il est curieux de remarquer que cet appareil reposait sur le même principe que les chemins de fer atmosphériques dont on a tenté l’établissement il y a peu d’années. Il fut exécuté et expérimenté; mais, ses effets n'ayant point réalisé les promesses de l’inventeur, l’entreprise n’eut pas d'autre suite, et Papin en fut encore pour ses frais. A bout de ressources matérielles et ne pouvant vivre avec sa maigre pension, le pauvre physicien ne savait plus de quel bois faire flèche, lorsqu’en 1687 le landgrave de Hesse lui fit offrir une chaire de mathématiques à l’université de Marbourg. Bien que cet emploi ne fût guère en rapport avec ses études antérieures, il se trouva heureux de l'accepter, et quitta de nouveau Londres , d'où il n’emporta autre chose que quatre exemplaires de Y Histoire des poissons , témoiguage de satisfaction qui lui fut décerné par la Société royale.

Une fois installé dans sa nouvelle résidence, il ne tarda pas à reprendre le cours de ses recherches. Toujours acharné à la

poursuite du même but, il revint alors à la machine à poudre de son ancien maître et ami Christian Huyghens. IL la modifia en y introduisant quelques-unes des dispositions de sa machine pneumatique, et en publia une description dans les Actes des érudits de Leipzig, en 1688. Ce projet fut assez vivement et, il faut le dire, justement critiqué par les physiciens. Papin lui -même en reconnut les défectuosités; il chercha de nouveau un agent capable de remplacer avec avaniage la poudre à canon, et ce fut alors enfin que l’idée lui vint d'employer la vapeur d’eau pour faire le vide dans le cylindre et pour soulever le piston que la pression de l’air ferait retomber. Le mémoire qu'il rédigea sur ce sujet, et qui fut inséré, comme le précédent, dans les Actes des érudits , porte pour titre : Nova Methodus ad vires motrices validissimas levi prelio comparandas (Nouvelle Méthode pour obtenir à peu de frais des forces motrices très- puissantes).

La machine dont il prétendait se servir ne peut en réalité , selon la judicieuse observation de M. L. Figuier, être considérée autrement que comme un appareil propre à démontrer par l'expérience le principe de la force élastique de la vapeur et la possibilité d’en tirer parti; elle présentait du reste, au point de vue de la pratique, des défectuosités qui la rendaient de nul usage : défectuosités auxquelles on peut s’étonner que Papin n’ait pas remédié, comme il le pouvait faire, par quelques modifications très-simples; mais l'histoire des inventions et découvertes est là pour prouver que le génie seul sait trouver aux problèmes qu’il étudie des solutions simples, et que les esprits médiocres s'embarrassent toujours daDS des complications inutiles. Or, sans chercher aucunement à amoindrir la part légitime de gloire qui revient à Papin, sans lui contester son titre de premier inventeur de la machine à vapeur, nous ne saurions le considérer que comme un physicien ingénieux, doué d’un esprit inventif, mais d’une mobilité peu propre à l’accomplissement de grandes choses; il eut quelques

IG

idées heureuses et fécondes; mais il n’en comprit pas luimême la portée, puisqu'il ne sut point en tirer parti.

Il faut ajouter, du reste, que ses contemporains furent à cet égard aussi peu clairvoyants que lui. Aucun d’eux n'entrevit le brillant avenir de cette découverte, et leur indifférence, presque malveillante, découragea Papin. Il cessa pendant plusieurs années de se livrer à des travaux dont il ne recueillait d’autres fruits que des déboires amers.

Lorsqu’il y revint, ce fut en apprenant qu’un Anglais nommé Thomas Savery venait d’appliquer la force de la vapeur à une autre machine qui fonctionnait en 1705 sur plusieurs points de la Grande-Bretagne ; celte machine était de beaucoup inférieure à celle de Papin ; elle n’avait ni piston ni corps de pompe, et ne pouvait servir qu’à puiser de l’eau par aspiration. Néanmoins le succès relatif et momentané qu’elle obtint acheva de persuader à notre compatriote que sa machine à piston ne serait jamais adoptée par l’industrie; aussi, au lieu de chercher à perfectionner celle ci , il ne songea d’abord qu’à modifier celle de son rival : en quoi il ne fut pas plus heureux que dans ses essais antérieurs.

Papin était né inventeur; la destinée qui semble s’être acharnée sans relâche contre lui, les circonstances qui rendirent stériles ses plus belles conceptions, la misère, la persécution , rien ne put étouffer en lui cette ardeur de découvrir, ce besoin de créer, qui firent à la fois son malheur et sa gloire.

Nous verrons plus loin , en nous occupant des projets successivement émis et des tentatives faites pour appliquer la vapeur à la propulsion des navires, que la première idée et même la première réalisation de ce progrès sont dus à l’illustre et infortuné physicien de Blois, mais qu’il échouadans cette entreprise, comme dans les autres, par suite du mauvais vouloir ou de l’indifférence des personnes sur l’appui desquelles il avait cru pouvoir compter.

Les renseignements précis nous manquent sur les dernières années de la vie de Papin. On sait seulement que , peu satisfait de l’hospitalité des Allemands, il quitta leur pays en 1707 ou 1708, et retourna en Angleterre. Là il se remit pour la seconde fois au service de la Société royale de Londres , service très-peu lucratif, dont les émoluments étaient loin de suffire à ses besoins et à ceux de sa famille. Il mourut donc , selon toute probabilité, dans un état voisin de la misère, vers l’année 1715.