Émile With

“ Equilibre stable et équilibre instable. — Les corps peuvent se trouvér en équilibre stable, comme un cône placé sur la base, ou en équilibre instable, comme un cône placé sur son sommet; la moindre force suffit pour le renverser. Ainsi, pour reprendre l'exemple de la voiture, on voit que plus la charge devient haute, plus son centre de gravité d s'élève vers c, et plus il y a de chance que la voiture verse, ce qui arrive dès que son centre de gravité, nous le répétons, n'est plus soutenu. Aux points b, h, la vitesse et le mode de suspension jouent un certain rôle. ”

“ Pour combiner divers organes et en obtenir une machine, il n'y a pas de règle fixe à poser. Il existe bien des antécédents applicables à la généralité des cas ; — car il y a aujourd'hui dans toutes les branches de l'industrie des machines bien construites qu'il ne s'agit que d'imiter et de perfectionner; mais comment, par exemple, transmettre le fluide électrique à l'aiguille d'une horloge, ou à un poinçon qui gradue les cercles d'un instrument astronomique? comment forcer un cours d'eau à tourner une tige d'acier munie de diamants pour perforer le rocher de granit d'un tunnel? ”

“ Quelques ingénieurs comprennent sous le titre d'organes de réaction les ressorts qui réagissent par leur élasticité et produisent des effets en sens inverse du premier mouvement. Nous ne partageons pas cette manière de voir. Les ressorts ne sont pas des organes de transmission, mais des accumulateurs de force; l'homme tend ces ressorts comme la vapeur recueille la force de la chaleur, qui a vaporisé l'eau. ”

“ Comme on n'a pas encore trouvé un moyen direct d'apprécier par le calcul le mouvement de l'air et sa vitesse, on a assimilé ce fluide élastique à un fluide incompressible, liquide imaginaire de même densité.
Cette hypothèse conduit à la démonstration suivante : pour que l'air puisse sortir d'une enveloppe, il faut qu'il soit plus comprimé que l'atmosphère ; l'air resterait éternellement dans une bouteille débouchée; mais il s'échapperait d'une vessie trouée, puisque la vessie s'affaisse sur elle-même et exerce ainsi une pression, par son poids. ”

“ La surface des corps, quelque unie qu'elle soit, a des aspérités, petites dents invisibles, s'engrenant les unes dans les autres, comme des roues d'engrenages ; une certaine force est nécessaire pour briser ces dents, pour les aplatir et pour mouvoir les corps les uns sur les autres en les polissant; en un mot, la résistance qu'éprouvent les corps a glisser ou à rouler les uns sur les autres est le frottement. ”

“ Laboureuses et moissonneuses sont des engins compliqués, qui demandent tout un arsenal de pièces de rechange et qui sont d'un prix très-élevé. Comment trouver dans les campagnes, où un louis d'or est encore une curiosité, la somme de trente mille francs, prix d'une laboureuse à vapeur avec ses locomobiles, ses charrues en fer et ses câbles ?
Exposons maintenant les motifs qui plaident en faveur de ces machines.
Les habitudes des paysans ont déjà changé depuis près d'un siècle, et ces citoyens qui nomment le gouvernement ne ressemblent plus aux manants, qui ne servaient qu'un seigneur. ”

“ L'exemple le plus frappant de cette théorie est le tirage des cheminées, qui joue un si grand rôle dans l'économie domestique, dans les machines à vapeur, dans les hauts fourneaux. L'explication en est très-simple : quand on allume du feu dans une cheminée ou dans un poêle, l'air contenu dans la cheminée ou dans le tuyau se dilate, et l'équilibre tend à se rétablir par l'introduction de l'air froid.
Plus une cheminée est élevée, plus le courant d'air devient fort, puisque la force ascensionnelle de l'air augmente ; mais aussi plus la cheminée est haute, plus le frottement de l'air augmente. ”

“ La masse d'un corps est la quantité de matière qu'il renferme ; c'est la réunion des molécules dont il se compose. Le volume est la place qu'il occupe ; le volume peut varier, car le corps peut être comprimé, mais sa masse ne varie pas.
Le poids d'un corps est la résultante des actions de la pesanteur sur toutes les molécules de ce corps. Ce poids est égal à la masse multipliée par l'accélération due à la pesanteur, ou g = gm ,81, qui est la vitesse acquise par le corps au bout de la première seconde de sa chute. ”

“ Aussi les machines outils sont-elles employées aujourd'hui par tous les métiers, excepté toutefois par ceux qui demandent un changement continuel dans la grandeur et la direction de la force motrice, ou dans la résistance à vaincre, ainsi que cela a lieu pour la maçonnerie, la ferblanterie, la bijouterie. Comme de nouvelles inventions ne permettent pas encore d'appliquer les machines outils à toute espèce de travail manuel, il faut se borner pour le moment à simplifier celles que l'usage a déjà consacrées, et à les livrer à des prix plus modestes, afin de les répandre davantage. ”

“ L'unique machine à chaleur solaire est le moulin à vent, car c'est le soleil qui dilate l'air, d'où résulte le vent. Le lecteur pourrait -dire que le soleil ne produit que le changement de température des couches fluides, qui resteraient en place si la pesanteur n'intervenait pas, puisque c'est elle qui fait descendre les couches froides, qui fait monter les couches chaudes et qui donne ainsi naissance à un mouvement perpétuel dans l'atmosphère. Donc il serait plus correct d'appeler le moulin à vent : une machine à chaleur solaire-et à gravité combinées. ”

“ On sait que la résistance de l'air augmente comme le carré de la vitesse d'un corps en mouvement; donc, si la marche du mécanisme s'accélère, les palettes la ralentissent. Mais, en voulant régler la vitesse sur l'air, il faut se demander si l'air lui-même est dans un état régulier, constant. Non ; sa température change continuellement ; partout il y a des courants, qui influent plus ou moins sur le mouvement de ces palettes ; cette irrégularité s'ajoute à l'inégalité du frottement et de l'usure des pièces. ”

“ Dans tous ces calculs, on a la faculté de considérer le poids d'un corps comme une force agissant à son centre de gravité ; s'il n'est pas soutenu, le corps perd son équilibre et tombe.
La mécanique ne s'occupe généralement que des corps homogènes, à forme régulière et symétrique. Dans la plupart de ces cas, l'instinct indique déjà la position du centre de gravité, et toute démonstration devient superflue. Le centre de gravité d'un cercle, d'une sphère, d'un anneau, d'un carré, d'un cube, etc., est au milieu de la figure. ”

“ La physique démontre que tous les corps tombent avec la même vitesse. On fait le vide dans un tube en verre qui renferme des plumes, une balle de plomb, des morceaux de papier, un petit ballon aérostatique; on renverse ce tube, et on voit tous ces corps tomber en môme temps; dans l'air, ils ne tombent pas également vite, par suite de la résistance qu'ils y rencontrent et de la différence de leur pesanteur comparative : le ballon qui descend dans le tube monte dans l'air libre ; dans la lune il n'y a pas d'air, les ballons resteront sur le sol. ”

“ Du moment que dans une masse d'air une partie en change de température, elle devient plus légère ou plus lourde que la partie restante ; l'équilibre est rompu, il y a mouvement ; l'air se meut et loge ses molécules dans les pores dilatés de l'air chaud, et réciproquement. Explication risquée; il en est de même pour les liquides ; c'est le mélange : les couches froides descendent, les couches chaudes montent ; il y a là un mouvement continu de circulation. Dans les fluides chauffés par en haut, la chaleur ne s'équilibre que très-lentement. ”

“ Les sciences s'étant classées et s'étant posé un but ont pu être facilement développées ; aussi elles prospèrent, mais à la condition de se prêter aux usages de la vie : il ne leur est plus permis de n'être uniquement qu'une splendide émanation de la pensée ; elles doivent être un instrument de travail, dont on mesure la force et auquel on assigne sa tâche, afin qu'il ne s'émousse pas dans l'examen ingrat des mystères de la nature et dans les recherches inutiles de l'infini. ”

“ L'industrie, qui autrefois était l'attribut des classes déshéritées, jouit aujourd'hui de la considération publique, peut-être moins à cause des admirables résultats qu'elle donne, que par la protection lucrative qu'on lui accorde dans les premiers rangs de la société.
Elle améliore constamment l'humanité au point de vue moral et physique, car son développement est infini; il repose sur l'emploi des
machines, dont le perfectionnement n'a pas de limites, à en juger par leurs progrès journaliers. ”

“ Ainsi un ouvrier peut avec son levier soulever une grosse pierre de taille à la hauteur voulue pour y glisser un rouleau, et cela d'un seul coup de main ; tandis qu'Archimède, pour soulever la terre, si on lui avait donné un point d'appui, eût pesé sur son levier pendant des milliers d'années, et encore ce grand géomètre ne serait arrivé qu'à une hauteur égale à la dix-millionième partie de l'épaisseur d'une feuille de papier. ”

“ Vitesse. — La mesure du mouvement est la vitesse, ou le chemin parcouru dans une unité de temps ; cette unité nous est indiquée par la rotation des astres. Dans les machines, on adopte trois unités : — la seconde, un cheval élève dans une seconde tant de kilogrammes ; - la
minute, une roue fait tant de tours à la minute ;—l'heure, une locomotive parcourt tant de kilomètres à l'heure.- (Le jour, le mois, l'année, le siècle sont des unités astronomiques ou historiques.) ”

“ Le principe de la hauteur de chute s'applique à tout liquide en mouvement, en théorie, par exemple sur des rivières qui coulent dans les cabinets de physique, dans un lit de porcelaine. Il est évident qu'un vaisseau à l'embouchure d'un fleuve n'a pas la vitesse qu'il eût acquise en tombant d'une hauteur égale à la différence de niveau de la source et de la mer, loin de là. ”

“ Ainsi, pour qu'une machine marche, il faut que la force motrice soit plus grande que la résistance utile, à moins que la résistance nuisible ne devienne nulle ; dans ce cas, la force est égale à la résistance. Mais comme on ne peut pas construire des machines dont la résistance nuisible soit nulle, la machine à mouvement pérpétuel devient impossible. ”

“ Quelle que soit du reste la force, il faut, pour pouvoir l'utiliser, savoir la transmettre ; c'est là le but des machines dont les multiples combinaisons, les unes plus merveilleuses que les autres, embrassent : le moteur (par exemple une chute d'eau, la vapeur) ; — le récepteur du moteur ou machine motrice (une roue hydraulique, une chaudière
avec un cylindre) ; -les organes de transmission et de transformation du mouvement (les engrenages, les bielles) ; — enfin l'opérateur ou l'outil, qui fait le travail (une meule, une scie, une roue de locomotive) . ”

“ Puisqu'il faut rapprocher ces deux facteurs de la production industrielle, on a conçu le projet de placer dans les rivières des roues dont le mouvement serait transmis au loin par des arbres de couche et des engrenages, ou par l'air comprimé dans des réservoirs et qui serait ensuite distribué à domicile par un système de canalisation pareil à celui des eaux ou du gaz d'éclairage. On a aussi songé à la marée montante qui chasserait l'air dans des bassins pour le comprimer.
La gravité dans la mécanique industrielle n'est pas toujours une force
utile, bien au contraire ”

“ La physique fait entrer la matière en compte ; elle distingue les corps solides, liquides ou gazeux, et nous met à môme d'examiner la nature des forces motrices et des moteurs.
Ces diverses considérations peuvent être exposées sous forme de principes.
On y distingue quatre groupes : —le premier renferme les principes de la mécanique des corps solides : mouvement, gravité, composition des forces, équilibre, pendule, force centrifuge, levier, pression, choc, frottement, plan incliné ; — le second groupe contient les théorèmes de l'hydraulique, ou mécanique des liquides ”

“ Souvent nous ne voyons pas les causes des forces : la végétation fait mouvoir les plantes dont les feuilles s'ouvrent, se ferment ; l'électricité exerce son action surprenante sur les nerfs des cadavres auxquels elle imprime un semblant de vie; la chaleur dilate le mercure et le fait monter dans un thermomètre ; l'aimant fait mouvoir le fer ; mais, dans tous ces phénomènes, il y a toujours une force, souvent cachée, souvent mystérieuse.
Il y a deux espèces de mouvements quant à la direction que suit le corps : Le mouvement rectiligne, ou en ligne droite ”

“ Un philosophe de l'antiquité niait le mouvement ; un autre philosophe marchait devant lui et constatait le mouvement.
Un corps qui se déplace est en mouvement ; le mouvement lui est imprimé par une force. Si aucune force n'agit sur le corps, il est en repos; il garde une position fixe dans l'espace. ”

“ Les machines productrices ont dû être très-rares. En dehors de celles qu'Archimède employait aux irrigations, il ne nous est arrivé que fort peu de notions à cet égard. On cite comme un événement curieux la trouvaille faite dernièrement d'une machine à épuiser les eaux des mines de cuivre à San Domingo, dans le royaume de Portugal, et qu'on attribue aux Romains.
L'histoire ne parle pas de l'industrie ; elle ne s'occupe que des combats. La destruction avec son prestige de gloire a toujours exercé plus d'attrait sur la multitude que la production avec ses peines et ses labeurs. ”

“ Le moyen âge n'a pas apporté de grands changements dans la manière de procéder des anciens, si ce n'est par l'invention de la poudre à canon ; les machines destructives sont devenues les armes à feu, mais les machines manufacturières n'ont pas surgi ; il leur aurait d'ailleurs manqué l'auxiliaire indispensable, un moteur régulier par lequel on aurait remplacé la force irrégulière des hommes et des animaux. ”

“ Si la pression ou la tension est plus forte que la résistance du corps comprimé ou tendu, il y a écrasement ou rupture. Les limites entre lesquelles la matière fait équilibre à la force sont tracées par la partie de la physique qui s'occupe de la résistance des matériaux.
Pression. — La mécanique ne résout que le problème de la pression sur deux ou trois points d'appui ; un trépied est toujours en équilibre : une table à quatre pieds peut ne pas presser avec le quatrième pied.
La mécanique ne détermine pas la pression de chacun des points ”

“ La mesure d'une force est une unité de poids ; en France, c'est le kilogramme. Il ne faut pas confondre force avec travail; quand la force élève un certain poids, elle produit un certain travail. Une force de 20 kilogrammes exerce toujours un effort de 20 kilogrammes, soit qu'on les place sur un corps (pression) , soit qu'on imprime à ce corps un mouvement (traction) , en y attachant au moyen d'une ficelle 20 kilogrammes; cette ficelle passe sur un rouleau et descend avec son poids dans un puits. ”