CHAPITRE XLIX

Des qualités relatives des principaux systèmes de machines à vapeur.

Il y a trop de différences entre les principaux systèmes de ma*chines à Tapeur, actuellement en usage , et trop de nuances d'opinion sur les qualités relatives de chacune , pour négliger de porter notre attention: sur ce sujet, et de chercher à reconnaître, si, parmi ces divers systèmes, il en est un qui soit préférable à tous les autres, en tontes circonstances, ou bien si chaque système a un mérite relatif, qui doive le faire préférer dar ^ certains cas particuliers.

Rappelons- uous que les machines construites suivant ces différens systèmes sont connues sous les dénominations suivau* tes : i - machines à basse pression : à simple effet, machines dites atmosphériques ; à double effet, souS'divers modes do condensation; 2°. machines à moyenne pression , avec ou sans condenseur) à simple ou à double effet; 3°. machines à hante pression et à expansion., avec ou sans condenseur, à simple ou à double effet , efà un seul cylindre; 4* enfin machines à expansion , avec plusieurs cvlioxlres. , .«

On peut examiner les^ualités relatives de ces diverses espèces de machines; sous iroispoiot&de vue distinots, savoir : r. sons le point de vue de 1 économie de La force, ou , en d'autres termes , sous celui des dépenses à faire pour en produire uue<piantité déterminée, 2". sous celui delà sûreté ou des dangers de

ET PES MACHINES A VAPEUR. 3-5 l eiuploi de ces machines i 3*. eu(in sous le point de vue de la construction , eu égard à la simplicité et aux prix de cette construction.

Il est certain que le système le plus avautageux , sous le premier rapport, est celui qui, comparé aux autres, dans les mêmes conditions, produit le plus grand effet mécanique, avec la plus petite quantité de combustible. Mais il est nécessaire , avant d'établir de comparaison , d'admettre la supposition que l'appareil à vapeur et la machine proprement dite sont également bien construits , pour le service de chaque système. Car nous savons quelle grande influence une mauvaise construction d'appareil et de machine peut exercer sur l'effet mécanique d'un système quelconque : d'ailleurs, pour comparer deux choses , il faut les mettre dans les mêmes conditions, sans quoi elles ne seraient point comparables.

Si donc nous considérons les machines à basse et à haute pression sous le rapport économique, nous trouvons dans les opinions beaucoup de divergence : les unes sont favorables à la haute pression ; les autres y sootconlraires,et, selon d'autres-encore , il est indifférent, sous le rapport ci^dessus , d'employer la basse ou la haute pression ; on en obtient , dit-on , les mêmes résultats mecauiques» . . «

Une des raisons principales , apportées par ceux qui ont jusqu'à, préseul combattu en laveur des machines à haute pression, semble être évidemment une erreur de feit : ils ont prétendu que, pour porter, par exemple, la tension de la vapeur à to atmosphères , on était loin de consommer une quantité de calorique dix fois plus grande que pour la porter à une atmosphère , et que dès lors il devait y avoir une économie réeHe de combustible , puisqu avec une faible addition de chaleur, e» apparence, on faisait croître rapidement la force de la vapeur.

376 DE LA VAPEUR COMME FORCÉ MOTRICE , Cette prétention n'est pas soutenable ; ainsi que nous l'avons tu plus haut; et on se rappellera qu'A tous les degrés de température, un poids donné de vapeur doit contenir la même dose de oaioriqoeet d'eau.

1 1 ' On 'ne peut disconvenir crue1 si les partisans des machines à haute pression n avaient d autres raisons à donner que cefte^là, ils se défendraient mal contre les! personnes qui contestent les avantages économiques de ces machines. Ceux-ci prétendent à leur tour, d'abord, qu'il n'est pas suffisamment prouvé qu'elles produisent plus, avec moins de combustible que 'les* antres; qu'on est trompé sur leur force effective, par la manière \rague de l'exprimer; qu'une machine, dite de ao chevauxy peut n'être qu'une machine de 16; ensuite qu'un kilogramme <èé tapeur à une atmosphère ou à 10 n'est capable dans les deux cas que -du même effet mécanique, ayant dans le premier' un ^volume dix fois phis grtfttd que dans le second , sous la pression atmosphérique, et dans tous les deux, les mêmes propottiohs delémens constitutifs de la force; et que , comme il est impossible de contenir , par le piston , la vapeur A hante 'pression ^1 il s'en fait tnw pemtellement rjo^idejable qu'il dart^étrepUw avantageux de ne se servir que de vapeurditeà tessepressioflVetmn qu'on peut aussi bien profiter de l'expansion de k vapedry à "quelques degrés au-dessus de rébullition qu'A 200 degr^ë , ePqWil^st au moins indifférent dmtroduire dans fecylradretttt^olumfe de vapeur à une atmosphère, ou nu dixième de ce volume n»^o Atmosphères , pour le laisser s'y développer , puisque les tpatBtitésdo vupeursout lesniêmes,'te valeur éuntdan»utf«uidix fois plus dense que dans l'autre. >^m^ u«.

Il feu* avouer qu'il est inaifWrent, eu égard aux'truaoAités de vapeur dépensées, d'en employer d'wae fowe dûtnsbls yhis grande <svlr ïïne imité de serrfauede piste*} on don employer

BT DBS MACHINES A VAPEUR. 3; 7

dune forée .«lix fois plus petite sardix unités de surface depiston; il l'est de même eu égard à la quantité de combustible dépensée dans le même fourneau.

L'argument principal , en faveur des machines àhautepres-

. sion , sous le rapport économique n'était donc pas fondé/ et la question semblait devoir nette r indécise, si quelques faits nouveaux, que nous ont fournie nos propres expériences, ne venaient aujourd'hui éclaircir cette question et montrer ce qui se passe ,

- lorsque de la vapeur à basse ou à haute pression imprime le Bioutvenjent. au point dappiicmion 4u moteur. . Nous avons Vu que pour inipriuierjatnême vitesse au piston, il fallait diminuer d'une aussi grande quantité la charge d'équilibre d'one vapeur à basse pression , que d'une vapeur à haute

. pression : or cette diminution* toujours la même pour toutes ries températures, influe bieu plus sur une tension faible que sur inné tension 1 forte 9 il < semble donc : permis de conclure, de ce fait. seul, que, pour obtenir la même puissance mécanique, il faut dépenser moins de combustible avec une machine à haute pression qu'avec une machine à basse , ou à moyenne pression, et qœv considérées sous le point de vue de l'économie du combustible* tesjpTemjères aoai préférables à toutes les autres. A la vérité,? les ptsWms de celles-là, malgré les soins qu'on en prend, laisseat échapper beaucoup plus de vapeur que celles-ci; mais cette perte est bien loin de balancer. les avantages économiques «ka >la < haute pression , quelle que soit l'espèce de machine à laquelle on veuille l'adapter-, • .

W Awsiiique ee^oit à simple ou à double effet, avec condenseur, ou sans condenseur, par expansion dans un seul cylindre ou dans plusieurs, 00 peut toujours obtenir, de l'action de la vapeur à une haute température, plus de puissance mécanique, avec

une fquantité donneeiùe combustible, brûlée dans le même 11. 48

DE LA VAPEUR COMME FORCE MOTRICE , fourneau, qu'à une température moins élevée; Us vitesses étent d'ailleurs égales de part et d'autre. , ,., ,., -, ....

Quant à la comparaison qu'en pourrait, faire, sous ««Me premier poiut de vue, des diverses espèces de machines à haute pression que noua avons rappelées plus haut, il nous paraîtrai* moins douteux qu'on pût raisonnablement établir quelque su-> prématie entre ces espèces : il nous manque encore trop Job-" servations sur ce sujet important ; on remarquerait cependant qu'en général on ne doit employer de condenseur pour ce genre de machines que dans les lieux où l'on peut se procurer eu abondance de i eau froide pour la condensation et lorsqu'on peut compter non-seulement sur une grande perfection d'exécution , mais encore sur une grande vigilance de seins et d'entretien. Sans cela, il est préférable de perdre la vapeur dans l'air, et de sacrifier l'équivale» t d'une atmosphère $ sacrifice, au reste, assez facile à réparer, en élevant de quelques degrés. la, température de la chaudière»

Si maintenant nous examinons les divers systèmes de ma-i chinesà vapeur sous le second point de vue, c'e&trà-du?e.sûUS; celui du plus ou moins de dangers que chacun d'eux peuj,.preV senter , nous avons à entrer dans des considérations d'une autre nature*, et s'il était prouvé, dune manière absolue, qu'eu toutes circonstances les machines à haute pression présentent .des, (dangers que les autres ne présentent point, il faudrait, assurément renoncer à leur emploi, et se résoudra à payer un peu. plus cher la puissance mécanique de la vapeur. ,

Hàtons-nous de dire que nous n'étendons pas. la limite d? la haute pression au delà de 8 atmosphères : à ce degré de tension, on contient déjà assez mal la tapeur ; que serait-ce à uh degré plus élevé? et comme en peu de temps une vapeur si active air téreraitles pièces principales de la machine! D'ailleurs au-desr

sus de 8 atmosphères, on faible accroissement «le température augmente considérablement la tension de la vapeur -, et qui oserait répondre des mesures prises pour maîtriser la violence inopinée de ce terrible agent?

Nous croyons déjà accorder beaucoup en prenant la limite de 8 atmosphères de pression , «degré de pression qu'en général nous Déconseillons guère sinon d'employer, au moins de surpasser.

Voyons cependant si , à ce degré , il y a des dangers qui ne puissent exister pour la basse pression.

Chaque pouce carré de surface des enveloppes qui conliennerit la vapeur à basse pression, éprouve, de la part de celle*ci, un effort équivalent a 17 ou t8 livres ; mais comme l'air atmosphérique^ presse aussi au dehors avec une force de i5 livres par pouce y 11 suit que la vapeur tend à repousser l'enveloppe avec tur effort réel de 2 à 3 livres par pouce carré.

A huit atmosphères, ce dernier effort sur chaque pouce carré dé l'enveloppe est de io5 livres, c est-a-dire que pour maintenir une soupape d'un pouce carré dé surface contre cette vapeur, il faudrait charger la soupape d'un poids de to5 livres.

Pour se prémunir contre les dangers de l'explosion , il est nécessaire dans les deux cas, de donner aux chaudières et aux cylindres respéctifs, une solidité telle qu'ils puissent résister à une pression au moins trois ou quatre fois plus grande que la pression totale de la vapeur que contiennent ces enveloppes.

Cela étant, supposons que, par quelque accident, la tempéra turedeschandières à basse et à haute pression, soit portée à un tel pointque la force de la vapeur devienne supérieure à k près* sion à laquelle On a proportionné la solidité de chaque chaudière*, il est évident qué les deux chaudières pourraient crever

38o DE LA VAPlEUB COMME. .FORCE MOTRICE , toutes deux si elles sont d'un métal malléable, ou éclater sk elles sont en fonte de fer \ le danger est donc commun à la basse convoie à la haute pression^ on pourrait dire même qu'il est pl as imminent pour la basse pression , parce que la chaudière étant, proportionnellement plusigrande , elle est moins, en état de, repjsterà un. excès de pression considérable. Quoi qu'ileneoit, d n'y a pas plus de raisons de craindre un système que l'autre » lorsqu'on a proportionné la solidité des enveloppes à lu force qu'elles doivent contenir. , i ,*t .»-■ un \-\ * . '•t»-i'»n

Mais j. par l'usage , par L'action continuelle du J# u« lestchaur dières; se détériorent eti perdent de leur solidité ^,n y. a-it-iil pas ^ dans, ce cas, plus de dangers réels avec les machines à haute qu'à basse pression? nous ne le pensons pas. Les chaudières* 4a<is les deux cas, doivent s'user de la même manière* on ne-conoefi pas qu'il, puisse en êfce autrement. 3i idonc ou «appose . que in force donnée aux chaudières à basse et à haute pression soiLdaas le rapport de 4 à i avec la tension delà vapeur qu'on veut Employer et qu'au bout d'un certain temps la force des chaudières soit affaiblie d'un quart, l'une et l'autre résisteront , non. plus dans le rapport de 4 à i, niais de 3 à i , et toutes; teâ chances restent les mêmes pour les deux. genres de machine*? pousse* plus loin l'affaiblissement des chaudières par l'usure, leacèuinces sont encore égales de part et d'autre. ]

On pourrait comparer la construction de ces chaudières avec celle des ponts } on proportionne leur solidité à la cbargeicfà'ils auront à soutenir : on ne construit pas un pont destiné BQfldentenf) au passage des gens de pied , comme celui qu'on destine au, passade des voitures. Us ne présentent pas plus de dangers lan^qoe l'autre, si on leur a donné la solidité relative convenable y etna\ apportera plus de soin à l'établissement «l'un pont exposé au* secousses produites pat k roulement de lourdes .voitum uvtr»

i EtF'DES MtfCfflREG A' VAPEUR. 38i umpoat pour Jeatgeob de pied; ces! oequi doit être aussi pointa construction des chaudières à haute pression. * ' Au reste, ce n'est pas toujours parce que le feu est pb tissé owtre mesure , ou parce que les soupapes de sûreté ne 'jouent point , du même parce qu'on aurait mis la Vna^ chine au repos1, tout en continuant le feu, comme Celà! ëst déjà arrivé, qu'une chaudière est en danger; c'est encore lorsque le fond venant à rougir, parce qu'on a négligé l'alimentation, on introduit brusquement de l'eau : il se produit alors une si grande quantité de vapeur en peu d'instans, que l'ouverture des soupapes ne suffit point 'pour l'évacuer, et affaiblir l'excès de tension que la vapeur a pris, pour ainsi dire, subitement. Or, dans cette dernière circonstance, la chaudière d'un système^ comme ceHe de l'autre, courent un danger égal ; peut^tre même serait-il plus grand pour la chaudière à basse pression; -i -t.-"- j i ti • •■- lu

Il semble donc résulter des raisonuemens ci-dessus qu'une chaudière destinée à produire une vapeur à huit atmosphères de pression , ne présente ni plus de dangers ni d'autres dangers qu'une chaudière à basse pression , et que toutes les deux peuvent ne pas en présenter , si l'on prend , dans la construction et les dispositions de ces chaudières, toutes les précautions que la prudence commande , et si le service de la machine est surveillé aussi scrupuleusement qu'il doit l'être.

Maisj dira-l-ou, qui oserait se fier à des raisonnemens lors- «pialisîagit de mettre eu danger la vie des hommes? Peut-on compter sur les précautions connues? seront-elles suffisantes pour maîtriser cette force dans cette foule de circonstances qui pourront survenir, dans l'emploi qu'on en fait à divers services? Pour jsépondre , il faut changer la nature de la question que nous traitons; elle devient, comme elle doit l'être, une question

38s» DE LA VAPEUR COMME' POUCE MOTRICE ,

de fait; elle est ramenée sur son véritable terrain, et c'est là

qu'il faut la prendre.

Pour ne pas prolonger la discussion sur ce point , et ne pas revenir sur ce que nous avons déjà dit , no«8 nous bornerons à rapporter une suite de faits que personne ne peut contester.

i°. Il existe , tant en ' Europe qu'aux États-Unis , un grand nombre de machines à haute pression , qui sont en activité constante depuis fort long-temps ; elles travaillent en général à une pression de 3 atmosphères jusqu'à 11.

a". Depuis deux siècles peut-être qu'il est question de machinés à vapeur, et depuis près de cinquante ans que leur emploi s'est rapidement multiplié, il y a déjà eu , de loin en loin , quelques accidens ; des chaudières ont crevé, mais on peut affirmer que, pendant ce laps de temps , il y a eu beaucoup plus d'accideris de voiture , que d'accidens occasionés par des machines à va»peur.

3\ Les machines à basse pression sont au moins pour moitié dans la proportion des accidens Survenus aux machines à vapeur.

46. Enfin il est toujours résulté des recherches laites pour constater les causes d'explosion , que si l'on avait pris les pr&cautions requises et bien connues ; que si l'on avait surveillé conven ablement le service et l'entretien de la machine , il n'y aurait pas eu d'explosion ; que celle-ci a toujours été la Suite, ou de quelques défauts dans la construction et dansl'état actuel de la chaudière, ou d'une chârge excessive qu'on avait posée sur U soupape de sûreté, ou d'une négligence dans le service Soit du feu, soit de l'alimentation de la chaudière, soit de la machine même; En aucun cas , on n'a été fondé à dire , après l'examen scrupuleux des faits ainsi que des circonstances de l'explosion , que rien ne manquait à la machine , ni pour la1 solidité des pîêcés

ET DES A0AÇHI$E$. A VALEUR. 383 qui entrent dans sa composition., ni pour les soins et la surveillance qu'elle pouvait exiger ; cependant, pour se faire un argument des accidçns survenus à ces machines , et pour combattre, sous ce rapport , le système à haute pression , il faudrait prouver que quelques précautions, quelques soins qu'on ait pris, quelque bonne qu'ait été laçqnslructypn; dans, toutes ses parties , ou n'a pu maîtriser la vapeur, et que l'explosion a eu nécessairement lieu. . , ... .

Puis donc qu'il n'en est pas ainsi, il est suffisamment prouvé e* par le raisonnement qt par les faits que les machines à haute pression ne présentent point des dangers qui ne soient point à redoutçr daus le service des machines à basse pression, et qu'en envisageant les premières sous ce point de vue , on ne trouve rieq qui doive affaiblir les avantages économiques qu'elles ont sur les autres.

11 nous reste maintenant à examiner les qualités relatives des machines à vapeur, sous le troisième point de vue indiqué plus haut , celui de leur construction, et du nombre de pièces qui doivent entrer nécessairemen t dans chaque système.

En comparant sous ce point de vue les divers systèmes, il se présente, d;abor4 une, distinction fondamentale à faire entre eux : qu'avec, les machines atmosphériqueset avec les autres machines à b#s,se pression, on ne peut pas se passer de condenseur et de, pompe à ajr,lapuissance et le jeu de ces machines dépendant essentiellement du vide opéré par la condensation. Dans les machines, à moyenne et à haute pression, ce vide n'est qu'un auxjliajçe u^Uj et, comme il n'est pas indispensable, et que ces n^ac^ines peuvent très-bien fonctionner sans condenseur, ou conçoit la possibilité de donner à leur construction un degré de simplicité auquel il n'est pas permis de porter les autres. Les machinas à, haute nressiou nous offrent donc encore sous ce

rapport un avantage nouveau, et l'on peut dire qu'il* reste à savoir si, lorsque, sacrifiant cet avantage, on fait entrer dans la composition d'une machine à moyenne et à haute pression , un condenseur et ses accessoires, on obtient, en surcroit de puissance mécanique , ce que l'on a perdu en simplicité , et par conséquent en économie de construotion.

Pour pouvoir décider cette question d'une manière satisfaisante , il faudrait qu'on eût fait travailler une de ces machines avec et sans condensation, et qu'on eût tenu une note exacte et du travail fait, et de la quantité de combustible dépensée pour ce travail dans les deux cas.

Cet essai décisif n'a point été tenté , que nous sachions, et nous ne croyons pas pouvoir émettre une opinion fondée sur un sujet que tant de circonstances indépendantes des qualités de la vapeur viennent compliquer, et qu'on ne doit traiter qu'avec le secours de bonnes observations et d'expériences directes sur le travail des machines.

Les machines à moyenne et à haute pression, avec un seul cylindre, sont donc tout aussi compliquées que celles à basse pression, lorsqu'elles ont un condenseur. Elles sont plus compliquées et plus chères de construction, lorsqu'elles sont composées de deux ou trois cylindres, comme celles dont il a été fait mention dans les premiers chapitres , et dont on voit les •figures dans l'atlas. Ce dernier système aurait besoin d'être comparé, comme nous le disions ci -dessus, avec des machines à expansion et à un senl cylindre, pour pouvoir Atre jugé, ainsi que pour apprécier le degré d'avantage qu'on achète par l'adjonction dispendieuse d'un ou de deux cylindres supplémentaires , et par une plus grande quantité de frottemens occasionés par les pistons.

Il résulte de ce que nous venons de dire que les machines ne

> n Ètf &ESMACttîf&S A ^APBtJR. 385 sont' point nécessairement ■plu» compliquées', percé quelles sont à haute pression ; mais qu'aujo^tra.ire, «lies pfeuvem Tétre méhvs et exiger moins de frais de construction. 1 <m.

Enfin, quant à la comparaison qu'on petit faire des machines du même système, on'trn'uverakfue' leurs quabteS felMrves dépendent entièrement de l'habileté avec laquelle ètiesjOUt'été respectivement construites»;' <et l'01* rappelle ce qtte tious avons dit au sujet du rapport de la puissance dépensée à' l'effet produit, èn concevra iconabien liai construction peut établir de ' dWférewce; entre lés- machinée de) fo'rndthe espèce. ' ; ' •

Il serait permis de dire même ,*que< les soinsy l'exactitude , la" simplicité ><le composition apportas dans la 'Construction peuvent" être teis , qu'ils balancera ien| pour une machine à 'basse1 pression , les avantages importât** »qut résultent des pro- ^*riétës<de! la Vapeur employés à tutute pression , -si la machine de ce1 cternier système «tait toïal conçue < et *médiocremerit exécutée. ,-'.Mln':vir -i' Mi /)/(! «M;.

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JSaus sommésiitenreés is»cjteenk«: de» nos observations sur la Va^ur (comme furo© motrice; nous nous sommes eflbrçeV de

et dont J'influence qufil eSfcappele désormais à sur les affaires industrielles des peuples, ne peut encore être oute>saniélendoei * =>. : I

Nous ne pensous pas avoir rien omis d'essentiel sur ce sujet ; il nous serait peut-être permis de croire même que nous le laissons plus avancé que nous ne lavons pris. Nous ne nous dissimulons pas néanmoins qu'il reste encore beaucoup à faire, et que ce moteur est susceptible de recevoir de grandes améliorations, par la propagatiou même de son usage : les faits naîtront en foule des observations fondées sur une connaissance exacte de ses propriétés ; c'est à ceux qui emploient les machines à vapeur qu'il doit appartenir de les faire bien étudier et de montrer comment ou pourra les améliorer.

Dans le cours de nos observations sur ce moteur , nous n'avons pas parlé de ceux à qui nous le devons 5 et certes il y aurait une sorte d'ingratitude à finir ce sujet sans citer leurs noms et sans rendre hommage à des hommes qui occupent une si belle place dans les annales de la mécanique industrielle; et quoique bien d'autres avant nous aient rempli cette tâche en écrivant l'histoire des machines a vapeur, nous ne pouvons pas cependant nous dispenser d'en donner une légère esquisse, en acquittant un devoir.

La forme la plus commune, la plus habituelle en quelque sorte, sous laquelle la vapeur apparaît comme une force, est celle qu'elle affecte lorsqu'elle sort d'un vase en ébullition, par un orilice étroit. C'est aussi ce phénomène qui semble avoir donné à Brancas , physicien italien , la première idée qu'on ait conçue d'employer la vapeur comme force motrice. Il en proposa l'application, vers l'an 1G28, à une espèce de roue à aubes qu'un courant de vapenr mettait en mouvement.

Ce mode était assurément impraticable en grand , avec économie-; et si dès lors les arts ne purent tirer aucun avantage du plan de Brancas, on ne peut se dispenser de reconnaître qu'il a révélé le premier l'existence d'une force nouvelle qui joue

ET DES MACHINES A VAPEUK. ^87 aujourd'hui on si grand rôle dans les travaux de l'industrie.

Environs 3o ans après, et très-probablement sans connaître ce que Brancas avait fait, le marquis de Worcester conçut, de son côté , l'idée de celte force, et la signala dans un petit ouvrage intitulé : Centurie d'inventions, comme un moyen puissant d'élever l'eau par la seule action de la vapeur sur ce liquide.

Malgré le ton énigmatique dont Worcester s'était servi , les imaginations fermentèrent en Angleterre surtout \ et la possibilité d'employer utilement cette force acquit plus de réalité, par le mode spécial d'application indiqué par l'auteur de la Centurie d'inventions.

Aussi, dès i683, l'Anglais Morland proposa à Louis XIV d'élever l'eau par la vapeur j et dans ce qu'il publia à ce sujet , il montra des connaissances assez précises sur le volume que prend une certaine quantité d'eau réduite en vapeur*, il l'évaluait à 2000 fois celui du liquide. Il paraît , en outre , que l'appareil à élever l'eau , par l'action de la vapeur, devait déjà lui être bien connu , puisqu'il dressa des tables des quantités d'eau qu'on pouvait élever avec cette force, ainsi que des meilleures dimensions à donner aux diverses pièces de cet appareil.

Néanmoins , Morland parait n'avoir employé que le principe d'action , qui résulte de la tension de la vapeur , et que Worcester avait découvert. Il restait un grand pas à faire et de nouvelles propriétés à reconnaître.

L'emploi de cette force occupait les esprits plutôt comme une grande question à décider, que comme un problème résolu, d'une féconde application. Ce n'était plus un moteur universel qu'on cherchait, comme Brancas, mais un moyen d'élever l'eau par une puissance nouvelle, ainsi que Worcester l'avait proposé.

Cette direction spéciale dut influer beaucoup sur la lenteur des progrès qu'on fit dans une carrière ouverte déjà depuis plus de 5o ans.

Papin, physicien français, à qui le maniement de la vapeur devait être familier, à l'occasion du digesteur qui porte encore son nom, et que des relations fréquentes avec l'Angleterre, théâtre principal des recherches sur la force de la vapeur , avait mis à même de suivre celles qu'y faisaient Worcester et ses imitateurs, proposa, dès 1695, de soulever un piston par l'action de la vapeur , et d'opérer un vide sous le piston , en laissant refroidir cette vapeur, pour le faire redescendre par la pression de l'atmosphère.

C'était bien là le principe de la machine atmosphérique dont on tira plus tard un si grand parti; c était aussi replacer le problème dans toute sa généralité, et offrir en même temps une nouvelle solution générale, suceptible, comme on l'a vu depuis, d'une grande étendue d'applications.

Mais si Papin, en proposant le cylindre elle piston, reconnut les véritables principes sur lesquels on a fondé les machines à vapeur; s'il indiqua la seule bonne manière , qu'on connaisse encore aujourd'hui, de recevoir l'action de la vapeur, il n'alla pas jusqu'à composer la machine comme il convenait pour être d'un service sinon praticable, du moins facile à gouverner : il proposait d'ôter, chaque fois, de dessus le feu, le cylindre dans lequel opérait la vapeur, lorsqu'on voulait y faire le vide, par le refroidissement spontané de cette vapeur.

Papin, qui avait tant opéré sur la vapeur, et à qui même l'on doit la soupape de sûreté , ne découvrit point la manière de condenser la vapeur subitement, par une injection d'eau froide; il conçut tout entier le principe de la machine atmosphérique,

ET DES MACHINES A VAPEUR. 38y mais il ne sut pas l'appliquer, et son principe oe fut utilement employé* que 16 ans après.

Dans l'intervalle, en 1698, Savery, soit qu'il connût, soit qu'il ne connût pas les travaux de Brancas , de Worcester , de Morland, et de Papin, revint sur l'application de la vapeur, pour élever l'eau, à la manière de Worcester, avec cette différence cependant que Savery apprit à condenser la vapeur par une injection d'eau froide , et élevait l'eau après l'avoir aspirée dans les capacités dont il se servait.

Dans les mains de Savery , l'appareil à élever l'eau par l'action combinée de la tension de la vapeur et de la pression atmosphérique, devint véritablement usuel et d'une application facile, quoique toute spéciale ; c'est ce qu'on n'avait pas encore vu jusqu'alors \ et depuis , quand on a voulu élever l'eau par l'action directe de la vapeur sur la surface du liquide, on n'a pas changé essentiellement la machine de Savery; si ce n'est qu'au lieu d'ouvrir et de fermer les robinets à la main, comme le faisait Savery, on a réglé le mouvement de la machine par la machine même , ainsi que l'avait déjà tenté le Portugais Mourra , par le moyen d'un flotteur.

Toutefois, le but qu'on aurait voulu atteindre , l'épuisement de l'eau qui menaçait d'envahir les principales mines d'Angleterre, ne put l'être avec le procédé de Savery : la force delà vapeur ne pouvait pas s'y développer avec une puissance proportionnée à la hauteur de ce but; d'ailleurs comment aller chercher l'eau à de grandes profondeurs, et si fort au delà des limites d'aspiration de la machine de Savery?

Il fallait un autre mode d'application pour la force de la vapeur; il fallait un autre système mécanique, pour mettre sa puissance en valeur.

Amontons en proposa un, en 1699, à l'Académie des Sciences

3go DE LA VAPEUR COMME FORCE MOTRICE ,

de Paris j c'était une roue sur la circonférence de laquelle ou avaitréparti des capacités, les unes pleines d'eau, les autres pleines: dair, et communiquant les unes aux autres par des soupapes qui ne s'ouvraient que dans un sens ; l'action du feu sur une portion de celte circonférence portait l'eau des capacités sur une autre portion et entraînait ainsi le mouvement de la roue , qui , d'ailleurs, touchait par un autre poiut à de l'eau froide, pour, condenser la vapeur après son action. Ce moyen compliqué , inapplicable dans Pétât dans lequel l'auteur l'avait présenté, n'eut point de suite.

On en revint, en Angleterre, au principe de Papin, et il était réservé au génie hardi de Newcomen et de John Cowley, que leurs professions semblaient rendre étrangers à tontes spéculations mécaniques , de mettre ce principe fécond en pratique-, il le fut par eux en 17 11 d'une manière qui pouvait répondre à la puissance imposante de la vapeur.

Cependant , soit par les difficultés réelles que présente la construction d'un mode quelconque de recevoir et de transmettre l'action de la vapeur, soit par le peu de ressources que devaient trouver Newcomen et Cowley dans l'art de construire, alors encore dans l'enfance, ce ne fut que vers l'année 1718 que la machine atmosphérique fut employée en grand.

Newcomen faisait ouvrir et fermer les robinets, en un mot, réglait la machine à la main : un jeune garçon, chargé de ce soin et probablement ennuyé de répéter sans cesse les mêmes mouveraens, sans pouvoir quitter un instant la machine, imagina de se faire remplacer par la machine même, en établissant une communication fort simple dans le système de régulateur , employé alors par Newcomen. Henri Beighton , mécanicien éclairé, profita de l'idée du jeune homme et perfectionna le régulateur, en diminuantde beaucoup la complication de son système.

ET DES MACHINES A VAPEUR. 3<)i La destination de la machine atmosphérique resta longtemps encore affectée seulement à lelévation de l'eau , malgré les recherches de HuIIs, en 1786, sur l'emploi d'un volant et d'un axe à double manivelle, manœuvres par la tige du piston, et celles deFalck, en 1779, pour faire concourir deux cylindres à produire un double effet par la machine atmosphérique.

Cependant dès l'année 1769, l'objet des machines à vapeur appela les méditations et les recherches d'un esprit fait pour sortir de la route ouverte par Newcomen , et que suivaient, comme aveuglément , les divers constructeurs de ces machines.

Pour sortir des routes battues , il fallait étudier la vapeur elle-même, et porter, dans l'examen de ses fonctions comme moteur, les lumières acquises dans ce temps , sur la chaleur et sur les phénomènes qu'elle présente dans ses relations avec les corps ; il fallait pouvoir tirer de là les moyens de diminuer la grande consommation de combustible qu'exigeait la machine de Newcomen , et qui seule aurait suffi pour restreindre l'usage de ce moteur } il fallait enfin unir aux lumières d'un savant la persévérance infatigable d'un bon observateur et l'habileté d'un artiste.

Watt eut ces qualités-là , et, s'affranchissant pour ainsi dire de tout ce qui s'était fait avant lui , il posa pour la première fois le problème, non-seulement dans toute sa généralité, mais encore avec toutes ses conditions et d'économie et de construction ; il le posa et le résolut.

L'industrie eut un moteur de plus, et ce moteur une puissance indéfinie.

La nature avait formé le génie de Watt, et les circonstances le servirent et le développèrent} il trouva un pays et des hommes

pour l'entendre, et c'est à son association avec Boulton de Soho, vers 1774? qu a commencé une nouvelle ère pour les machines à vapeur.

Walt embrassa comme d'une seule vue et les principes théoriques des machines à vapeur , et tous les moyens de construction qui pouvaient perfectionner leur service.

Le premier , il opéra la condensation hors du cylindre pour ne pas le refroidir par l'injection ; il fit avec un seul cylindre une machine à double effet , en dirigeant alternativement la vapeur dessus et dessous le piston , par un habile système de régulateur ; la construction et du cylindre et du piston fut grandement améliorée ; le volant devint une pièce essentielle des machines à vapeur, grâce aux dispositions qu'il sut donner aux communications du balancier avec la tige du piston , et avec la manivelle du volant; le vide partiel opéré par la simple condensation fut accompli , régularisé par rétablissement de la pompe à air, qui donne aux mouvemens de la machine une précision que Watt accrût encore par le modérateur qu'il imagina ; enfin s'il fallait rapporter tout ce que Walt a fait pour les machines à vapeur, il faudrait les décrire telles qu'elles sont en général aujourd'hui ; et , chose remarquable , on trouve consigné, explicitement ou implicitement, dans la première patente qu'il fit sur ce sujet, tous les principes de perfectionnemens et d'améliorations qui ont été exécutés depuis , soit par Watt lui-même , soit par ses imitateurs.

Ainsi, Oliver Évans aux Etals-Unis, et en Angleterre Trevithick et Vivian , pour leurs machines à haute pression ; avant eux,Hornblower, pour sa machine à deux cylindres et à expansion ; après lui Woolf, pour le même objet , et bien d'autres habiles constructeurs qu'on pourrait citer , tous ont pris jusqu'à présent dans les travaux de Walt, les principes fondamen-

ET DES MACHINES A VAPEUR. 3fj3 taux défi améliorations apportées dans les machines qui portent leurs noms.

Avant Watt, on avait conçu et appliqué la force de la vapeur \ mais Watt en a fait , le premier , un moteur universel. Il a vécu assez long- temps pour jouir de sa renommée et de ses succès^ à sa mort, les machines les mieux construites et du service le plus assuré et le plus régulier, sortaient de ses ateliers ; depuis, on n'a rien fait de mieux , sous ce double rapport.

C'est donc à des faits nouveaux , à des combinaisons mécaniques nées de recherches nouvelles, qu'il appartient désormais d'élever le point de perfection où Watt a laissé les machines à vapeur.