PERFECTIONS EMENTS DE SM EATON

fruit des longs et pénibles essais de l’expérience, ou bien des faits nouveaux mis au jour par le progrès de la science. Les découvertes de Watt n’ont pris naissance que dans sa fertile imagination, et c’est à sa persévérance et à sa sagacité seules que noos sommes redevables du degré de perfection où nous voyons aujourd'hui nos machines à vapeur.

En 1763, Watt était fabricant d’instruments de physique a Glasgow. U* professeur Anderson, qui occupait alors la chaire de physique de cette ville, et qui est connu comme le fondateur de l’Institution Anderson, origine de toutes les institutions modernes pour la mécanique, envoya a Watt un petit modelé d’une machine de Neweomen pour le mettre en état de fonctionner. Le cylindre de ce modèle avait 5,08 centimètres de diamètre*, la longueur de course était de I5,î4 centimètres, et la chaudière avait proportionnellement des dimensions beaucoup plus grandes que celles des machines employées dans l’Industrie. Cependant, Watt reconnut que la chaudière ne suffisait pas à l’entretien de la machine; et, dans le but d’en tirer tout le pnrtl possible, Il crut devoir réduire la ehnrge sur le pistou en diminuant ta hauteur de ta colonne d’eau dons les pompes. Il n’y avait que deux manières d’expliquer cette anomalie: ou bien la chaudière était mauvaise; ou bien un petit cylindre consommait proportionnelle. nent plus de vapeur qu’un grand, à cause de la perte produite par la condensation sur une surface de refroidissement relativement plus considérable. On reconnut que cette dernière explication était ta véritable. La perte due a la condensation provenait évidemment de deux motifs : le rnyonnement de ta chaleur à ta surface du cylindre, et le refroidissement produit par l’injection d’ean froide. Dans le but de déterminer l’importance relative de ces deux causes, Watt construisit d’abord nue petite machine avec un cylindre en bols, ce qui empêchait le refroidissement occasionné par ta transmission de la chaleur à travers le cylindre. Mata ce nouveau genre de cylindre ne présentait qu’un bien faible avantage pour l’objet qu’on se proposait d'atteindre, tandis que, dans les circonstances ordinaires , U était bien inférieur aux cylindres métalliques. I.a plus grande perte paraissait donc due 6 réchauffement et au refroidissement successifs du cylindre. Afin de constater la valeur précise de cette perte. Watt commença par s'assurer, au moyen d’un certain nombre d’expériences, des volumes relatifs des mêmes poids d’eau et de vapeur. Il trouva que le cylindre de sa petite machine consommait, à chaque coup de piston, trois ou quatre fols la quantité de vapeur qui aurait suffi à l’emplir. Il devenait donc évident qu’on obtiendrait une grande économie de combustible en évitant de chauffer et de refroidir alternativement le cylindre. O résultat ne pouvait être Atteint qu’en effectuant la condensation de la vapeur dans un vaisseau séparé, que l'on maintenait toujours froid, tandis que le cylindre demeurait constamment aussi chaud que possible. Une difficulté se présentait, cependant : c’était l’accumulation, dans le vaisseau, de l’eau qui avait servi à condenser la vapeur, et qui ne pouvait pas être enlevée, à chaque coup de piston, par ta soupape reniflante, comme dans la machine primitive, à moins de faire perdre tout l’avantage résultant du vaisseau séparé. Il fallait de plus trouver un moyen de se débarrasser de l’air qui parvenait à entrer, soit par les fuites, soit avec la vapeur, et c’est à quoi l’on arriva au moyen d’une pompe, dite pompe à air, mue par le balancier. Cette pompe, plongeant jusqu’au fond du condenseur, pouvait aussi servir à enlever l'eau, et remplir ainsi le double but qu'il s'agissait d’atteindre.

Watt parait avoir conçu ces idées générales, déjà si fécondes, vers l'année 1765, a l’âge de trente-neuf ans. La première chose qu’il fit, ce frit de constater expérimentalement la portée réelle de ces idées. Dans ce but, il construisit une petite machine à laquelle il appliqua les diverses modifications qu’il venait d’imaginer, et k résultat dépassa toutes ses espérances. Cependant il se présenta de grandes difficultés, lorsqu’on voulut faire appliquer en grand une machine construite sur des bases si nouvelles, et il s’écouta trois années avant qu’elle ne frit adoptée dans la pratique. Dans cet intervalle, Watt abandonna sa profession de fabricant d’instruments de mathématiques pour celle d’ingénieur civil, et ses talents furent alors utilisés par le docteur Roebuck* qui avait établi les forges de Carron. M. Roebuck, en apprenant ta nature des perfectionnements apportes par Watt a la machine à vapeur, hii offrit de s'adjoindre à lui pourob-

HISTOIRE DE LA MACHINE A VAPEUR

tenir une patente et établir une fabrique de nouvelles machines, en lui réservant un tiers dans les profits. Watt accepta ces conditions ; et, en 1769, il prit une patente qu’il décrivit ainsi :

- Ma méthode pour diminuer la consommation de la vapeur, et par suite la dépense de combustible

- dans les machines à fou , consiste dans les principes suivants :

« Premièrement. Le vase dans lequel la force de la vapeur doit être employée pour faire marcher la ma-

• chine, vase appelé cylindre dans les machines à feu ordinaires, et auquel je donne le nom de vase â « vapeur, doit, pendant tout le temps que la machine est en mouvement, être maintenu au même degré de

- chaleur que la vapeur qui s’y introduit. À cet effet, je l'enferme d’abord dans une enveloppe en bois, ou « dans toute autre matière qui ne transmet que lentement la chaleur, puis je l’entoure de vapeur ou d’un o autre corps chaud ; enfin, je ne laisse entrer ni même approcher, pendant ce temps, soit de l’eau, soit

• toute autre substance plus froide que la vapeur.

« Secondement, Dans les machines qui doivent être mues, soit en totalité, soit en partie, en employant

- la condensation de la vapeur, ce fluide doit être condensé dans des vases séparés des cvlindrcs A va-

• peur, mais qui au besoin peuvent communiquer ensemble. J’appelle ces vases condenseurs. Pendant que

- les machines fonctionnent, il faut tâcher de tenir ces condenseurs aussi froids au moins que l’air am-

• biant, et cela, au moyen d’eau ou d’autres corps froids.

« Troisièmement. La portion d’air, ou tout autre gaz qui n’est pas condensé par l’action du conden-

• seur,et qui peut être un obstacle au mouvement de la machine, doit être expulsé des vases ou conden-

- seurs, à l’aide de pompes mues par les machines mêmes, ou par tout autre moyen.

» Quatrièmement . Je me propose d’employer, dans plusieurs cas, la force expansive de la vApeur pour

• agir sur les pistous, ou sur ce qui peut être employé a leur place, de la même manière que l’on se sert

• aujourd'hui de la pression atmosphérique pour les machines A feu ordinaires. Dans les cas où l’on ne

- peut se procurer toute l’eau nécessaire, les machines peuvent être mises en mouvement par la force de

- la vapeur seule, en laissant échapper la vapeur dans l’air, apres qu’elle a fonctionné.

- Cinquièmement. Enfin, au lieu d’employer l’eau pour empêcher l’air et la vapeur de passer par les « joints du piston ou des autres parties de la machine, je me sers d’huile, de cire, de corps résineux, de

- graisses d’animaux, de vif-argent, et d'autres métaux à l’état liquide.

• Et le même James Watt, dans une note ajoutée à la spécification ci-de&sus, déclare qu’il n’a pas l'fu-

- tention d’appliquer ce qui est compris sous l’article 4 aux machines où l’eau que l’on veut élever entre,

- soit dons le vase à vapeur même, soit dans un autre vase avec lequel il est en communication. •

A peu près a l'époque ou il obtint sa patente, Watt commença la construction de sa première machine. Cette machine, dont le cylindre avait environ 4 \ décimètres, et dont les détails de construction présentèrent des difficultés sans nombre, fut amenée par Watt à un état de perfection remarquable. Le mauvais alésement du cylindre, et la difficulté d'obtenir une substance capable de maintenir, sans un frottement considérable, les bords du piston parfaitement étanches, tout en résistant à l’action de la vapeur, furent pour Watt les causes de laborieuses et pénibles recherches. L’emploi d'une tige de pistou, fon<v tiounant à travers une boite garnie d’étoupes, était A cette époque une innovation complète dans les machines â vapeur et demandait une grande justesse d’exécution. Pendant que Watt cherchait A surmonter tous ces obstacles, M. Roebuck ayant fait de mauvaises affaires, disposa, en 1773, de sa part d'intérêt dans la patente, en faveur de M. Boulton, de Soho, près de Birmingham, dont l’établissement métallurgique était déjà le plus célébré d’Angleterre. On demanda au parlement une prolongation au terme de quarante années, obtenu primitivement pour la patente. Le parlement, par un édit rendu en 1773, accorda vingt-cinq années de prorogation, en considération du mérite éminent de l’invention. Un traité fut alor. conclu entre Boulton et Watt, et une |>artie de l’établissement de Soho fût mise â la disposition de ce dernier pour la construction de ses machines. Les progrès devinrent alors rapides; et, en 1778, Watt établit plusieurs machines excellentes dans les comtés voisins, une entre autres A Stratford, prés de Lon-