CHAPITRE II

Expériences de Pascal et de Torricelli sur la pression atmosphérique.' — Machine pneumatique inventée par Otto de Guericke. — Machines atmosphériques de l’abbé Hautefeuille et de Christian Huyghens. — Denis Papin. — Sa marmite. Sa machine à piston. — Ses voyages. — Sa mort.

Laissons là les fables et les puérilités, et venons 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 : Ipse dixit.

Un des préjugés les plus invétérés de l’École était la croyance absolue à cet axiome fameux, la nature a horreur du vide. Deux hommes de génie, Torricelli en Italie, Biaise Pascal en France, firent justice de cette horreur séculaire, et démontrèrent par des expériences mémorables que les effets attribués à cette prétendue horreur de la nature pour 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 , pensait-on, de faire le vide dans un récipient pour anéamir, 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 dans 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 machine 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 de* horloges à pendule.

MACHINES A TAPIE*

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, non 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 même 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 suceès, comme nous allons le voir.

Huyghens s’était attache, vers 1662, sur la recommandation de M™* 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 1 647. 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 logepent 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 mide,

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 Huyghens, c’est-à-dire le mit de moitié dans ses études, et de plus le fit 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 (Ne te digester). » Il en expliqua la construction et l’emploi dans une brochure publiée en anglais sous ce titre (1681). C’était 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 qu’elle mérite attention — avait été munie par sort 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. 11 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 ma 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. 11 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.

11 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 Papiu 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 1 687 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 V Histoire des poissons, témoignage 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 1 688. 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 avantage 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 A des des érudits, porte pour titre : Nova methodus ad vires motrices validissimas levi pretio 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 delà 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 iuventions 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 dans 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

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 ; cette 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 autérieurs.

Papin était né inventeur; la destinée qui semble s’être acharuée 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 échoua dans 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.