Frédéric Reech

“ En un mot, l'action de la vapeur devra être assez persistante et continue pour faire face aux plus forts coups de lames, et empêcher les roues de devenir le jouet de la mer, ou au moins de prendre un mouvement beaucoup trop intermittent. D'ailleurs, dans un gros temps,
il s'agira, avant toutes choses , de produire la plus grande force possible avec un appareil donné, et le prix de revient de cette force ne sera qu'un élément accessoire devant les considérations nautiques dont se composera la question la même chose se dira aussi du cas d'une remorque accidentelle. ”

“ Nous nous sommes principalement occupé, jusqu'à présent, de l'économie et du bon emploi de la force motrice ; mais il est tout aussi important de choisir une forme de carène qui éprouve une faible résistance.
La donnée première d'un bateau à vapeur est ordinairement son port ou son tonnage, c'est-à-dire le poids des objets, soit marchandises, détails d'ameublement et de commodité, soit matériel de guerre, qui doivent pouvoir être mis à bord; la vitesse est un élément qu'il faut regarder comme découlant principalement de la destination du navire ”

“ Regardons le navire comme immobile, et représentons-nous l'ensemble de tous les filets d'eau qui pénètrent dans une roue ou dans un opérateur quelconque; imaginons un canal à parois sans épaisseur, qui embrasse exactement tous ces filets, et s'étende à une certaine distance en avant de l'opérateur, de manière qu'à l'orifice d'entrée toutes les vitesses soient sensiblement parallèles et égales entre elles ”

“ L'emploi des machines à détente à haute et à moyenne pression ne peut promettre aucun succès durable dans les applications à la navigation maritime et même à terre; il est fort douteux que, dans le plus grand nombre des cas et toutes les fois notamment qu'il s'agira de produire un mouvement de rotation, des machines de cette espèce puissent soutenir avantageusement la lutte avec des appareils perfectionnés à basse pression, dans lesquels la détente commencera vers la moitié ou le tiers de la course du piston. ”

“ Le défaut le plus saillant des appareils à basse pression actuellement employés dans la navigation maritime consiste en ceci : Le diamètre des roues est proportionné de manière que l'appareil ne puisse prendre la vitesse normale à laquelle correspond son maximum de puissance qu'au tirant d'eau moyen et dans une mer tout à fait calme.
Avec le tirant d'eau en charge, une mer houleuse, et enfin, dans le cas d'une remorque, la vitesse des roues diminue considérablement, et l'on ne peut plus débiter toute la vapeur que la chaudière est capable de fournir. ”

“ D'après les règles ordinaires, dans l'état actuel de l'art, on peut admettre, d'une part, que le poids de la coque et, par suite, celui de l'exposant de charge à l'état lége croîtront comme le cube de x, et, d'autre part, qu'à vitesse égale la résistance et, par suite, la puissance et le poids de l'appareil, ainsi que la consommation journalière de combustibles, croîtront comme le carré de x. ”

“ On démontre ordinairement, dans la théorie des bateaux à vapeur, qu'en eau calme la vitesse d'un bateau doit être proportionnelle à celle des roues; d'où il suit que, lorsque deux bateaux seront égaux et munis de roues égales, le rapport des vitesses des roues sera en même temps le rapport des vitesses des bateaux. ”

“ D'autres personnes, en France surtout, et particulièrement parmi celles qui sont plus familiarisées avec les propriétés physiques du calorique et de la vapeur d'eau, et avec les principes absolus de la mécanique rationnelle, qu'avec la science-pratique de la construction des machines à vapeur, ont généralement une grande prédilection pour les machines à haute pression, dans lesquelles on utilise la force expansive de la vapeur. ”

“ Lorsqu'on ne voudra pas profiter de la force expansive de la vapeur, il suffira de désembrayer le second excentrique, et la plaque glissante qui en dépendait deviendra disponible, soit pour fermer complétement le passage de la vapeur lorsqu'on voudra mettre les machines au repos, soit pour produire un étranglement quelconque plus ou moins considérable, comme avec une valve ordinaire, lorsqu'on voudra simplement modérer l'action de la vapeur. ”

“ Les navires à vapeur actuels de la marine royale d'une force nominale de 160 chevaux ne peuvent embarquer que pour dix jours au plus de combustible ; c'est là un de leurs plus grands inconvénients lorsqu'on les considère comme bâtiment de guerre. Ils sont trop faibles pour remorquer un vaisseau ou une frégate par le moindre mauvais temps, c'est un second défaut capital. Enfin les machines et les chaudières ne sont pas à l'abri du boulet,* et un seul coup de canon bien dirigé peut entraîner la perte du bâtiment. ”

“ Nous allons faire aux partisans des machines à haute pression trois concessions capitales, savoir : 1° Qu'un kilogramme de vapeur naissante ou saturée renferme toujours la même quantité de calorique, quelle que soit la tension ou la température à laquelle cette vapeur aura été produite; 2° Que dans une chaudière à haute pression (nécessairement composée de bouilleurs cylindriques) , malgré une moindre différence de température entre le foyer et la masse d'eau en ébullition, malgré une plus haute température, et, à peu près toujours aussi, un plus grand développement superficie! ”

“ Un principe fort important dans tout système de régulation, c'est que les orifices de communication avec la chaudière et avec le condenseur ouvrent et ferment très-rapidement ; et, pour remplit ce but, quel que soit d'ailleurs l'organe régulateur dont on veuille se servir, soit d'un tiroir, d'un robinet, d'un piston ou d'une soupape, on emploie souvent des cames, afin d'obtenir des mouvements brusques dans un sens et dans l'autre, suivis d'un certain temps d'arrêt ou de repos pendant que le piston décrit la majeure partie de sa course. ”

“ Dans un bateau à vapeur, les forces mouvantes appliquées à l'arbre des roues sont nécessairement en équilibre avec toutes les résistances des roues dans l'eau ; d'autre part, la résultante de toutes les composantes horizontales de ces résistances est égale à la résistance même du bateau , et de là on conclut ordinairement que les puissances absolues des appareils prises sur les arbres des roues sont entre elles comme les puissances utilisées représentées par les cubes des vitesses des bateaux ”

“ C'est surtout en pleine mer, lorsqu'on voudra utiliser la force du vent, qu'il sera nécessaire de ne pas trop réduire le tirant d'eau afin de ne pas perdre la faculté de marcher au plus près du vent, ou seulement de s'élever au-dessus de la perpendiculaire; et cette faculté devient indispensable si l'on ne veut pas risquer la perte du navire lorsqu'une avarie importante obligera de renoncer au service des machines. ”

“ Lorsqu'on cherche à apprécier, par les seules lumières d'une théorie encore incomplète, la quantité de travail que l'on doit pouvoir retirer du débit d'un kilogramme de vapeur à une tension donnée, de sept à dix atmosphères, par exemple, dans une machine de cette dernière espèce, et une de l'espèce précédente, il est difficile de prévoir en général laquelle devra être la plus avantageuse ”

“ Or la différence de tension de la chaudière au cylindre est précisément ce qui produit la vitesse d'écoulement de la vapeur à travers les tuyaux de conduite; d'où il résulte que cette différence variera comme le carré de la vitesse et sera d'autant moindre que la machine marchera plus lentement; d'autre part, les considérations du chap. 3 doivent faire admettre aussi que le vide sera d'autant plus parfait que le nombre des tours de roues sera moindre ; il faut donc admettre que, en général, la puissance d'une machine décroîtra moins rapidement que la vitesse. ”

“ Imaginons que dans un appareil donné, comme celui du Cerbère, par exemple, on modifie le tiroir de manière à arrêter l'entrée de la vapeur à une fraction quelconque x de la course du piston : la tension de la vapeur dans la chaudière et le nombre des tours de roues par minute étant supposés exactement les mêmes, la puissance y des machines ne pourra varier qu'en fonction de x, et nous nous proposons de trouver par expérience la relation qu'il pourra y avoir entre les variables f et x ”

“ Ainsi les chaudières à haute pression présentent une foule de difficultés et de désavantages à peu près insurmontables, tandis que les chaudières ordinaires à basse pression offrent, au contraire, toutes les facilités et tous les avantages que l'on puisse désirer; leur force aussi est plus considérable qu'on le croit communément. ”

“ On voit aussi qu'une économie de cette importance pourra déjà, à très-peu près, être réalisée par des machines où la vapeur sera produite à une tension de 3 à 5 atmosphères, et qu'il y aura fort peu d'avantage à débiter la vapeur à une tension plus élevée.
Mais, si l'on compare les machines à haute pression et à détente à des machines à basse pression et à détente, la différence sera beaucoup moins considérable. ”

“ Les parois extérieures seront aussi librement exposées à tous les courants d'air de la cale, et l'espace perdu entre les divers bouilleurs sera tel que, dans une capacité donnée de la cale, il y aura à la fois considérablement moins d'actions calorifiques sur la masse d'eau en ébullition et plus de causes refroidissantes, en sorte que la production de vapeur sera nécessairement plus coûteuse. ”

“ Si l'écoulement ne s'effectue pas à travers un orifice évasé à parois entièrement lisses, mais à travers un canal qui offre beaucoup d'étranglements, de renflements et de coudes brusques, ainsi qu'il arrive dans les machines à vapeur pour les communications qui vont du cylindre au condenseur, le temps employé à produire un abaissement de pression déterminé dans le cylindre sera bien plus long que dans l'autre cas ”

“ Nous savons d'ailleurs, par expérience personnelle, qu'une chaudière à vapeur peut se trouver maintes fois dans des circonstances où le danger d'une explosion est imminent sans qu'il en résulte néanmoins aucun accident grave. ”

“ Ainsi il n'est pas rare de voir décroître la vitesse des roues depuis 22 jusqu'à 14 et même 10 tours seulement, et, comme la tension reste constante dans les chaudières, il s'ensuit que la masse de vapeur débitée diminuera à fort peu près dans le même rapport, en sorte que la puissance motrice pourra quelquefois être réduite à près de la moitié de sa valeur primitive précisément dans les circonstances où l'on en aura le plus grand besoin. ”

“ Si la tension dans le cylindre était la même que dans la chaudière et que le vide se fît également bien à toutes les vitesses différentes, les frottements constants et variables ne cesseraient pas d'être la même partie aliquote de la pression sur le piston, et l'on n'aurait aucune raison pour ne pas regarder la puissance obtenue comme étant proportionnelle à la vitessse même de la machine. ”

“ Nous poserons, en premier principe, que les proportions de toutes les parties du mécanisme d'une machine à vapeur doivent être réglées non pas en raison du travail obtenu, mais en raison des efforts ou pressions maxima qui pourront se développer dans cette machine dans un tour de roue complet et dans les circonstances les plus défavorables ”

“ En ce qui concerne la navigation à la vapeur, nous compterons annuellement sur 100, 150 et 200 journées complètes de chauffage, d'où résulteront des dépenses de combustible respectivement égales à 60,000 fr., 90,000 et 120,000 fr.
Lorsqu'il s'agira de machines établies à terre, il arrivera le plus souvent que le chauffage ne durera que du matin au soir pendant les jours non fériés , ce qui équivaudra , par année, à environ 150 journées complètes de 24 heures, de manière à rentrer précisément dans les suppositions précédentes. ”

“ Quand il n'y aura que de petites différences entre les dimensions des cylindres, on pourra compenser une diminution de volume par une augmentation égale de vitesse, de manière à regarder comme équivalents deux appareils qui, dans un même temps, consomment un égal volume de vapeur pouvu que la fraction de course pendant laquelle la vapeur affiliera librement dans chacun d'eux soit exactement la même ”

“ Tous les foyers seront donc intérieurs; mais la pression de la vapeur et l'épaisseur limitée des tôles qu'on emploiera limiteront le diamètre des bouilleurs, et l'on trouvera des difficultés réelles d'exécution à faire des foyers assez spacieux pour que les parois refroidissantes de ces foyers n'empêchent pas la température moyenne de s'élever au point qui sera nécessaire à la combustion complète des gaz. ”