V. — II. il

J'ai parlé (chap* xi, p. 133) d'une chaudière qui fit explosion en Tair. Suivant toute apparence, qua-id celle de Lochrin (p. 120) éclata, elle s'était aussi élevée de ft à 5 mètres au-dessus de la maçonnerie qui la supportait Quoique ce fait semble se rattacher également bien à plusieurs des théories qu'on a données des exploâons , et que dès lors il ne puisse point nous diriger dans notre choix , il ne sera pas superflu de montrer comment celle de M, Perkins s'y applique sans effort.

On se trompait beaucoup quand on supposait qu*une chaudière composée de plaques malléables resterait nécessairement en place, quelque ouverture qui s'y formât Cette erreur, dans laquelle étaient tombés, par exemple, plusieurs de ceux qui naguère s'occupaient des appareils à gaz portatif, pourrait être la cause de graves accidents. Il est bien vrai qu'un vase complètement fermé reste immobile , quelle que soit l'élasticité "du gaz qu'il contient ; mais c'est qu'alors la pression en chaque point de l'enveloppe est exactement contre-balancée par la pression qu'éprouve le point opposé. Par l'effet de la pression sur la face supérieure, le vase tend à monter, et il monterait, en effet, en supposant cette pression suffisante, si l'on pouvait anéantir la force précisément égale qui , en même temps, pousse de haut en bas la paroi inférieure; or, tout le monde doit voir que détruire brusquement cette paroi ou anéantir la force dont elle était le point d'appui, c'est tout un. «

La force non contre -balancée qui engendre le mouvement dans tous les cas analogues au précédent, s'appelle force de réaction. C'est, par exemple, en vertu d'une force

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de cette nature qu'une fusée s'élève dans Tair ; car le gaz résultant de rinflamraation de la poudre trouve une paroî 8ar laquelle il peut agir vers la pointe de la fusée, tandis qtfà Topposite , à la base du cône , la paroi manque.

Ces préliminaires établis, quelques mots vont suffire pour montrer comment , dans les idées de M. Perkins , ane diaodière peut faire explosion en Tair.

Uexplosîon , suivant ce mécanicien , est toujours précédée d'un grand dégagement de vapeur. Quand c'est par la soupape , ordinairement placée dans le haut du couvercle, que ce dégagement s*opère, la force de réaction, loin de tendre à soulever la chaudière, T appuie au omtraire davantage sur sa base ; mais si la fuite de vapeur a Kea de haut en bas par quelque fissure située vers les parois inférieures, la chaudière pourra être projetée suivant la direction opposée , car alors elle se trouvera dans les mêmes conditions qu'une fusée. Il suffira pour cela de douer la vapeur d'un ressort convenable. Ajoutons que les oscillations du liquide, suite de cet énorme boulever-, sèment, ne pourront manquer d'amener, indépendamment des autres causes déjà signalées, la brusque production de vapeur dont l'explosion de la chaudière est la conséquence.

La théorie de M. Perkins, ainsi qu'on vient de le voir, rend un compte assez satisfaisant de toutes les explosions dont f ai pu réunir les circonstances, et qu'un affaiblissement dans le ressort de la vapeur avait précédées ; comme j d'ailleurs elle n'emprunte à la physique aucune hypothèse que la science repousse, il semble qu'on doive se hâter, àks ce moment, sinon de l'adopter, du moins de prendre

les ipesures de précaution qu'elle suggère. Ces mesures, au reste, sont très-simples :

Empêcher, par tous les moyens possibles, par exemple, à Taide de plaques fusibles , qu'aucune partie de la chaudière ne devienne jamais rouge ou ne s'échauffe trop fortement ;

Donner conséquemment la plus grande attention , soit aux moyens d'alimei}tation, soit aux appareils dépendants de la chaudière, et à Taide desquels on peut toujours savoir où se trouve le niveau de l'eau ;

Si , malgré les soins de l'ingénieur, les parois venaient à rougir en quelques points, éviter alors toute brusque ouverture des soupapes, ou des manœuvres analogues qui permettraient à la vapeur déjà produite de se répandre rapidement dans l'atmosphère ;

Ënfm , éteindre le feu aussi rapidement qu'on le pourra.

§ s. — Comparaison de l'explication de M. Perkins avec les théories qne d*autres ingénieurs ont proposées; nonvelles causes d'explosions.

Quoique j'aie présenté avec beaucoup de détail et sous un jour favorable les idées dont on est redevable à M. Perkins , concernant les dangereuses explosions que , malgré le bon état des soupapes, les chaudières éprouvent trop souvent, je suis loin cependant de regarder cette explication comme tellement évidente qu'on ne puisse conserver aucun doute. Je vais donc réunir ici quelques aperçus sur le même sujet, que j'ai puisés dans les ouvrages imprimés ou manuscrits qu'il m'a été donné de consulter, et j'y joindrai l'indication de plusieurs causes

particulières d^explosion dont ringénieur américain n*a pas parlé. Saurai ainsi rempli la tâche que je m'étais imposée : elle consistait à présenter le tableau le plus complet possible des connaissances qu'on a acquises sur les f&cheux accidents que la rupture des chaudières occaaoone; ceux qui se croiraient appelés à l'étendre sauront ainsi quel doit être leur point de départ.

L*un de nos plus habiles constructeurs de vaisseaux, M. Harestier, a donné pour le genre particulier d'explosions dont M. Perkins s^est occupé, une théorie qui , dans son ensemble, a quelque analogie avec celle de cet ingénieur; il est un point cependant sur lequel les deux auteurs diffèrent essentiellement.

M. Marestier, comme M. Perkins , admet que quelques instants 'avant l'explosion l'eau manque en partie dans la chaudière; qu'une portion des parois destinée par le constructeur à recevoir directement l'action du feu , étant alors laissée à découvert, acquiert une haute température et peut même devenir rouge ; qu'au moment de l'ouverture d'une soupape ou d'une fuite accidentelle de vapeur, le niveau de l'eau monte, ainsi ^que nous l'avons déjà expliqué, soit à cause de l'espèce d'ébullition tumultueuse qu'amène l'affaiblissement de la pression intérieure , soit à cause de la flexion que la chaudière éprouve, au même moment, de dehors en dedans, et d'où résulte inévitablement une diminution dans sa capacité. M. Marestier suppose de plus que l'eau ainsi soulevée venant à toucher la partie des parois que la flamme du fourneau a portée au rouge, se transforme subitement en vapeur, et en telle abondance, que la soupape de sûreté ne sutïït plus à son

dégagement Dans les chaudières des bateaux, les grandes oscillations que les vagues font naître sont une cause par* ticulière qui contribuera avec les autres à porter Teau sur les parois rougies.

On se rappelle que, suivant M. Perkins, c^est la disse* inination de Teau dans de la vapeur rare, mais à une très-haute température , qui donnerait subitement lieu à un grand développement d'élasticité ; tandis que, d'après M. Marestier^ ce serait l'arrivée de Feau sur le métal rouge qui ferait naître tout à coup une énorme quantité de vapeur. Rien assurément, au premier coqp d'oeil, ne doit paraître plus raisonnable que cette dernière supposition ; mais dans l'étude des phénomènes naturels , il faut bien se rappeler, comme disait Fontenelle» c que dès qu'une chose peut être de deux façons, elle est ordinairement de celle qui semble la plus contraire aux apparences. 9 II arrive, en effet, quelque bizarre que cela puisse paraître, qu'un métal porté au rouge-blanc semble très-peu propre à produire de la vapeur : d l'on dépose une goutte d'eau dans un vase métallique incandescent, elle est fort longtemps à se vaporiser, tandis que dans ce

même vase médiocrement chaud elle disparaît sur-lechamp.

Dans une expérience de Klaproth, la seule que je citerai , une seule goutte d'eau jetée sur une cuiller de fer portée au rouge-blanc, employait 40 secondes à se vaporiser. Si après ce temps on laissait tomber une deuxième goutte , comme la cuiller s'était déjà refroidie, son évaporation complète n'exigeait que 20 secondes. La goutte qu'on versait après l'évaporation de la deuxième.

disparaissait en 6 secondes; une quatrième goutte en & secondes; une cinquième en 2 secondes ; la sixième, enfin, s'évaporait dans un temps inappréciable.

Malgré ces curieuses observations, je Tai déjà dit (p. 156), il semble que Faction directe des parois incandescentes d'une chaudière joue le principal rôle dans la transformation d'eau en vapeur dont l'explosion est la conséquence ; mais, il faut le reconnaître, pour compléter sa théorie, M. Marestier devrait expliquer pourquoi Teaa de la chaudière se comporte tout autrement que les petites gOQttes dans l'expérience de Klaproth. Si l'on trouvait, par exemple, qu'une goutte d'eau projetée avec force sur une surface métallique incandescente se vaporise sur-lecbarop , tous les doutes auraient disparu et l'explosion de la chaudière rouge de Pittsburg (cbap. x, p. 132) ne semblerait plus une anomalie pour laquelle il faudrait chercher de nouvelles causes. Au reste, je dois le remarquer en terminant, MM. P^kins et Marestier ne difièreni qœ sur un point de théorie. Le fait de la transformation hmsque de l'eau en vapeur, constaté expérimentalement par le premier, étant admis par le second, il importe peu, quant aux mesures de sûreté qu'il faudra adopter, qœ les parois incandescentes aient amené cette transformatii», ou comme le suppose M. Perkins, ou comme l'ad^metM. Marestier. Dans l'une et dans l'autre hypothèse, il faudra empêcher la chaudière de rougir, et, si le cas se présente , éviter toute brusque ouverture des soupapes.

H. Gensoul, dont le nom est si honorablement lié aux progrès de l'industrie lyonnaise, explique tout autrement que MM. Perkins et Marestier les fâcheux effets qu'une

brusque ouverture des soupapes amène quelquefois. Voici un aperçu des idées de cet habile praticien :

Lorsqu'un tuyau métallique renferme un liquide trèsfortement pressé , il suffit pour le rompre de frapper ses parois d'un petit coup sec , tandis qu'une augmentation de pression, même très-grande, aurait pu ne pas produire d'effraction, si elle avait eu lieu d'une manière graduelle et sans secousse. Ce fait est bien constaté ; M. Gensoul croit pouvoir l'étendre aux chaudières. Suivant lui , quand les parois de ces grands vases ont été fortement tendues de dedans en dehors par la vapeur, le moindre choc doit les rompre , comme s'ils étaient remplis d'un liquide soumis à une grande pression; or, il pense pouvoir assimiler à un choc le vif mouvement de recul que la chaudière reçoit dans la partie de sa paroi diamétralement opposée à celle qui, tout à coup, livre passage à la vapeur. Si c'est , par exemple , la soupape du couvercle qu'on ouvre brusquement, ce sera le fond de la chaudière qui recevra le contre-coup; la secousse aura lieu sur la paroi de droite, si c'est par la gauche que la vapeur s'est échappée, etc. , etc.

Cette ingénieuse explication fait naître plusieurs doutes. D'abord , il ne paraît pas évident qu'à égalité de pression intérieure, un choc doive produire un égal dommage sur deux vases dont l'un serait rempli d'eau et l'autre de vapeur : l'incompressibilité du liquide semble en effet pouvoir être ici de quelque importance. En second lieu, M. Gensoul suppose qu'avant l'explosion, la vapeur contenue dans la chaudière avait un très-grand ressort ; et, au contraire, nous avons vu qu'il arrive souvent de tels

accidents au moment même où la marche lente des machines semblerait devoir inspirer toute sécurité. Ainsi, sous ce rapport , l'explication est au moins incomplète. Après cela, on ne saurait nier que dans tous les cas d'une rupture subite, la réaction de la yapeur ne doive jouer an rôle important , comme le croit l'habile ingénieur de Lyon. J'ai même indiqué, aux pages 162 et 163, le genre d'accidents que cette réaction pourra le plus ordinairement occasionner.

Quelques personnes, frappées de la grandeur et de l'instantanéité des effets qui résultent souvent des explosions des chaudières, se sont persuadé que la vapeur seule ne saurait les produire , et ont appelé à leur aide des gaz susceptibles eux-mêmes de faire explosion. Pourquoi, disent-elles, puisque dans les laboratoires de chimie on obtient le gaz hydrogène en faisant passer de la vapeur d'eau le long d'un tube de fer rougi au feu, pourquoi le même gaz ne s'engendrerait-il pas au sein de la chaadière où la vapeur est aussi quelquefois en contact avec des parois métalliques rougies? Voilà bien, nous raccordons, le gaz produit. Mêlé à la vapeur, il passera avec elle dans le corps de pompe ; or, comme il n'est pas susceptible de condensation, on ne l' évacuera qu'au prix (Tune grande dépense de force, et les effets de la machine seront considérablement affaiblis. J'admettrai, si l'on veut, que c'est là l'origine de la perte de vitesse qui précède ordinairement la rupture de la chaudière dans le genre d'accidents dont nous nous occupons ; mais cette niptore, enfin, comment arrivera-t-elle? L'hydrogène tout seul ou mêlé à de la vapeur d'eau ne saurait détoner.

Un mélange dans des proportions convenables dMiydrogène et d'oxygène est susceptible de faire explosion; mais comment rassembler ces deux gaz dans la chaudière? L'hydrogène était le fruit de Toxydation du métal; Foxygène, d'où proviendrait-il? Peut-être dira-t-on que c'est de l'air contenu dans l'eau d'alimentation ; mais à cela je répondrai que l'eau est chaude, qu'elle renferme dès lors une quantité d'air fort petite, et, de plus, qu'au fur et à mesure de son dégagement , elle passe dans le corps de pompe avec la vapeur motrice. J'ajouterai, enfin, que l'oxygène de l'air se combinerait beaucoup plutôt avec les parois incandescentes de la chaudière que celui de la vapeur d'eau, et qu'ainsi, en cas de production d'un mélange gazeux, il se composerait, noD d'hydrogène et d'oxygène, mais d'hydrogène et d'azote. Au reste, cette difficulté serait résolue qu'on ne serait guère plus avancé. En effet, un corps porté au rouge vif et l'étincelle électrique sont les seuls moyens que l'on connaisse de réunir brusquement les deux principes constituants de l'eau. Or des chaudières ont éclaté sans avoir atteint la température qui semble nécessaire pour produire une détonation. Reste donc l'étincelle électrique; mais où la prendrions-nous? Je n'ignore pas qu^eu Amérique on a prétendu que l'explosion de la chaudière du bateau V Entreprise de Savannah fut occasionnée par une décharge électrique à laquelle le courant ascendant de fumée qui sortait de la cheminée avait servi de conducteur ; mais , en supposant le fait vrai , rien ne dit que la foudre trouva dans la chaudière un mélange gazeux à enflammer, et qu'elle n'agit pas là seulement comme elle

le fait d^ordinaire, c*esi-à-dire en brisant en éclats les eorps qui se trouvent sur son passage* Au reste, j*admettrai, si Ton veut, avec les partisans du système dont je viens de donner Tanalyse , que Tétincelle électrique ait pQ être une cause exceptionnelle d^explo^on , qu'elle en soit une cause possible ; mais j'aurai grand* peine à me persuada qu'on veuille sérieusement faire jouer un rôle à cet agent, je ne dis pas dans toutes, mais seulement dans la centième partie des explosions^

Découragés par la difficulté de réunir dans la chaudière même les deux éléments gazeux qu'ils voulaient foire détwer, quelques ingénieurs ont supposé qu'il n'y en avait qu'on, l'hydrogène, et que ce gaz, après une déchirure des parois, venant se mêler avec l'air du foyer, détonait Ain^ rinflammation du mélange explosif ne serait plus la cause première de la rupture de la chaudière, mais elle en aggraverait les effets r ce serait une exploaon dans le foyer qui lancerait au loin, ou la chaudière tout entière, ou ses éclats et ceux du fourneau. Qae dirai-je de ces idées, si ce n'est que je ne connais pas une seule explosion dans laquelle on ait pu s'assurer qœ de Fhydrogène engendré dans la chaudière avait contribué è la produire.

Examinons maintenant si, comme divers ingénieurs Tont pensé, les éléments détonants ne pourraient pas se trouver naturellement dans le foyer même, et produire de fâcheux effets.

Suivant ces ingénieurs, Thydrogène carboné serait fourni par le charbon de terre, comme dans les usines à gaz, et Thydrogène pur, si c'était nécessaire, par la

décomposition de Teau qui suinte entre les plaques imparfaitement assemblées de la chaudière et tombe sur le charbon. Quant à Toxygène, sans lequel il n'y aurait pas de détopation, ils rempruntent à cette portion assez grande du courant d*air ascendant qui traverse le cendrier sans être décomposée.

Quand on a vu ces brillantes colonnes de flamme qui, de temps à autre, apparaissent aux plus hautes cheminées d'usines, on ne saurait douter que les gaz qu'entraîne le tirage ne puissent quelquefois constituer des mélanges explosifs. Or, il suffit de supposer qu'un de ces mélanges se soit formé dans quelque encoignure du foyer pour qu'on ait tout à redouter de son inflammation. Si la détonation est un peu forte, il semble difficile, en effet, que les parois de la chaudière résistent et ne soient pas

écrasées.

J'ai dit comment il était possible que des mélanges explosifs se formassent dans le foyer même; je dois ajouter que certains accidents n'ont pu évidemment tenir qu'à cette cause : je veux parler des explosions qui se manifestent sous des chaudières à évaporation entièrement ouvertes par le haut. Je tiens de mon illustre ami Gay-Lussac, qu'un fourneau de la raffinerie de salpêtre établie à l'Arsenal de Paris fut démoli en totalité par une explosion de cette espèce; la chaudière demeura intacte.

Pour prévenir ce genre d'accidents, il faut, autant que possible, éviter les coudes montants et descendants dans les conduits destinés à la fumée ; car c'est principalement dans ces coudes qu'il peut se confiner des mélanges déto-

Baots. Il est nécessaire aussi que 1q registre de la cheminée ne se ferme jamais hermétiquement, comme je Tai expliqué ailleurs (cbap. xvi, p. 150). Pour éviter, enfin , que le gaz du charbon se dégage sans brûler, il importe de maintenir des vides suffisants entre les barreaux de la grille. Si le charbon est bitumineux et collant, les différents morceaux se soudent les uns aux autres, et forment une croûte presque impénétrable à la flaumie quand la couche est très-épaisse. Le foyer devient alors un véritable appareil distillatoire, donnant beaucoup (f hydrogène carboné et très-peu de chaleur. Charger la grille par petites couches de charbon n'est donc pas seulement un {M'océdé économique, c'est encore une impor*tante mesure de sûreté. Les chauffeurs qui, par paresse, encombrent les fourneaux de combustible, nuisent à la marche de la machine, Fexposent aux plus graves accidents, et compromettent leur propre vie : on ne saurait donc les surveiller avec trop de soin.

Me voilà presque parvenu au terme de ma tâche; il ne me reste plus qu'à signaler une dernière cause d'explosion qui n'est pas sans importance.

11 est bien rare que l'eau dont on se sert pour alimenter les chaudières soit pure. Le plus souvent cette eau contient des matières salines qui se déposent pendant l'ébullition, et finissent par former sur les parois intérieures one croûte pierreuse dont l'épaisseur va croissant chaque jour. Tant que cette croûte n'existait pas, la chaleur absorbée par le métal se transmettait très -rapidement à l'eau, et les parois de la chaudière n'acquéraient jamais une température très-élevée; mais dès qu'une

substance peu conductrice, comme le sont toutes les matières pierreuses, tapisse la chaudière, la chaleur ne parvient à Teau qu'avec beaucoup de lenteur; les parois métalliques, recevant du foyer à chaque instant plus de calorique que le dépôt pierreux ne leur en enlève, deviennent de plus en plus chaudes et finissent même quelquefois par arriver à la température rouge; or, il faut remarquer que ce n'est pas là seulement Toccasion d'une grande perte de chaleur, car les métaux incandescents ayant très -peu de ténacité, les explosions deviennent alors imminentes. On apercevm d'ailleurs aussi sans difficulté combien il faut craindre , quand la chaudière est rouge,. que Teau comparativement trèsfroide qu'elle renferme, ne vienne à se répandre sur sa surface par quelque fissure de la croûte pierreuse. Dans cette circonstance, une chaudière de fonte craquerait probablement à l'instant; et quant aux diaudières composées de plaques malléables, si elles ne cédaient pas , elles éprouveraient du moins les tiraillements les plus fâcheux* J'ajouterai enfin que les portions métalliques qui rougissent, s'oxydent et se détériorent très-promptement Gomme exemple, je pourrais citer la chaudière destinée au chauffage d'un des plus grands monuments de la capitale, dont la paroi inférieure se troua dans la partie où, par raégarde, un ouvrier avait intérieurement laissé un chilTon.

On voit à quel point il importe que la chaudière soit bien nettoyée. Dans les bateaux à vapeur qui emploient de l'eau de mer, l'enlèvement du dépôt salin doit être effectué toutes les vingt-quatre heures au moins. Quand

Peau d'alimentation est pure, on peat ne faire cette opération qu'à de grands intervalles. On ne saurait, sur cela, donner de règle générale ; c'est à l'ingénieur à voir ejpériinentalement de quelle manière et avec quelle rapidité les éléments salins se précipitent des eaux qu'il est forcé d'employer. Depuis qu'il est reconnu que la fécule de pomme de terre et la drêche empêchent les dépôts pierreux de se former, on a proposé de jeter de temps à aatre une certaine quantité de ces matières dans la chaudière ; mais je ne sache pas que cet usage se soit encore beaucoup répandu.

Je placerai ici une. Note que m'a remise, le 17 mai 1837, un des chimistes illustres qu'a possédés l'Académie des sciences. M* d'Arcet. Cette Note est relative à la théorie de la formation des croûtes pierreuses des chaudières à vapeur ; elle est ainsi conçue :

« L'eau ordinaire , servant à l'alimentation des chaudières à vapeur, n'y augmente pas de densité en s'y concentrant par évaporation ; au moins elle n'y augmente pas de densité , à beaucoup près , dans la proportion où cela devrait être à en juger d'après la quantité de substances salines contenues dans l'eau employée.

■ J'ai souvent vu l'eau de chaudières à vapeur travaillant sans interruption depuis deux mois, ne marquer que tm au pèse -liqueur» Voici probablement quelle est la Cause de ce fait.

« l<Hrs de la vaporisation de l'eau sous une certaine pression, il se forme du carbonate d'ammoniaque par soite de la décomposition des matières organiques; le carbonate d'ammoniaque décompose les sels terreux qui

laissent ainsi précipiter leurs bases; les sels anomoniacaux formés se volatilisent et sont éliminés avec la vapeur.

« Le sulfate de chaux, s'il est en excès, se précipite par suite de la seule concentration de l'eau.

« Le bicarbonate de chaux se sépare et tombe, en perdant, par le fait de la chaleur, l'excès de son acide carbonique.

« Quant aux sels à base de soude et de potasse, je pense qu'ils sont entraînés avec les sels insolubles et forment avec eux les combinaisons doubles et triples dont on connaît plusieurs exemples en minéralogie.

« Je ne sache pas que ce fait de la non -concentration de l'eau ordinaire dans les chaudières à vapeur ait été observé ; je l'ai remarqué si souvent que je le regarde comme constant, au moins dans les limites indiquées au commencement de cette Note. »

Je ne dois pas terminer ce chapitre, dans lequel il a été si longuement question des moyens d'expliquer les explosions, sans faire remarquer que si je n'ai point séparé les chaudières à basse pression de celles où la vapeur possède une tension élevée, c'est uniquement parce qu'il m'a semblé qu'il n'y avait pas lieu à faire cette distinction. Qui ne voit, en effet, qu'au moment où l'accident anîve, toutes les chaudières sont à haute pression. J'ajouterai qu'il ne paraît nullement établi que les chaudières à pression élevée aient éclaté plus fréquemment que les autres ; le contraire a même été soutenu par divers ingénieurs, au nombre desquels je puis citer MM. Perkins, Oliver Evans, etc. C'est un fait facile à comprendre, ainsi que je vais le montrer dans un dernier chapitre.

X VAPEUR. ai