Machine à vapeur

“ J’ai parlé jusqu’ici de machines à vapeur, dont la ressemblance avec celles qui portent aujourd’hui ce nom pourrait être plus ou moins contestée. Maintenant il sera question de la machine à vapeur moderne, de celle qui fonctionne dans nos manufactures, sur nos bateaux, à l’entrée de presque tous les puits de mines. Nous la verrons naître, grandir, se développer, tantôt d’après les inspirations de quelques hommes d’élite, tantôt sous l’aiguillon de la nécessité, car la nécessité est mère du génie. ”

“ On ne saurait non plus opposer aux machines à vapeur les machines électro-motrices, auxquelles on avait pensé un moment il y a quelques années, et qui sont restées et resteront à l’état de jouets mécaniques, non plus que les machines à gaz, à air dilaté, autour desquelles on a récemment fait tant de bruit. Ces dernières ne consomment-elles pas, pour une force donnée, beaucoup plus de combustible, souvent trois et quatre fois plus, que la machine à vapeur ordinaire? ”

“ Perfectionnement de la machine à vapeur. — L’agent le plus éclatant de la puissance productive de l’homme dans l’industrie, la machiné à vapeur, s’est perfectionné, depuis un certain nombre d’années, de plusieurs manières. ”

“ Mais la machine à vapeur, telle qu'elle fonctionne aujourd'hui sous cent formes et avec cent applications différentes, n'est pas l'œuvre d'un seul homme, bien qu'on en fasse tour à tour honneur à Salomon de Caus, à Papin, au marquis de Worcester et à Watt. La machine à vapeur est une oeuvre essentiellement collective, et, en étudiant son point de départ et ses progrès, on peut rendre à chacun la part de travail ou de gloire qui lui revient. ”

“ L'événement industriel le plus considérable de toute cette longue période, c'est l'application de la machine à vapeur, se substituant de plus en plus à la force humaine dans la plupart des fabrications. On peut suivre d'exposition en exposition les effets de cette transformation de la mécanique; mais la machine à vapeur elle-même et, en général, les machines et tous les grands outils ne figurent pas dans les galeries d'exposition. ”

“ La machine à vapeur battant le même nombre de coups de piston par minute, aussi régulièrement qu'un pendule, imprimera la même régularité au mouvement du volant et à la marche de tout l'appareil. Les tireurs sentant toujours le sifflet prêt à faire entendre son avertissement au moindre retard de tirage, régleront instinctivement leur travail sur celui de la machine, qui procurera ainsi au patron un triple bénéfice, et qui ne reculera jamais, elle, devant la tâche à accomplir lorsque les chaleurs amèneront la presse. ”

“ Le manomètre de la machine à vapeur montrait déjà des chiffres tout à fait inaccoutumés, et il semblait impossible d’obtenir une plus haute pression. Nous arrivâmes jusqu’au haut du rapide, à l’endroit même où l’eau d’agitée devient calme; mais là nous nous arrêtâmes soudain: impossible d’avancer d’un pouce. Je compris immédiatement que nous n’en sortirions pas si le mécanicien ne pouvait, par quelque moyen inusité, augmenter la force de la vapeur. ”

“ La machine à haute pression avec détente, sans condensation, est le genre de machine à vapeur le plus en usage aujourd'hui, bien qu'il ne soit pas le plus économique sous le rapport de la consommation de vapeur, mais parce qu'il présente les avantages d'un volume et d'un poids réduits aux obligations du plus grand nombre des cas de l'application industrielle. Par la détente qu'on peut y étendre jusqu'aux 0,80 de la course du piston et y réduire jusqu'aux 0,10, la vitesse de rotation de l'arbre moteur peut être obtenue entre 15 et 500 révolutions par minute. ”

“ Il arriva ainsi graduellement à créer la véritable machine à vapeur, à en faire entre les mains de l'homme une force continue, uniforme, constante, divisible à l'infini, et susceptible d'être multipliée de même. De cette sorte, la machine à vapeur devint applicable à toute espèce de manufactures, et fut placée d'une manière absolue sous la dépendance et la volonté de l'homme. ”

“ Le transport à distance des forces naturelles par l’électricité a déjà détrôné la vapeur sur plus d’un point ; néanmoins il est incontestable que celle-ci dirige encore en souveraine la marche des chemins de fer, des navires, et de la plupart des industries. Jusqu’ici la reconnaissance que nous devons aux savans et aux ingénieurs qui ont créé la machine à vapeur, par la lente évolution de leurs réflexions et de leurs expériences, demeure justifiée dans toute son étendue. ”

“ En réalité, la machine à vapeur est, au contraire, un instrument très défectueux, en ce sens qu’elle n’utilise qu’une très faible partie, 1/10 tout au plus, de la chaleur développée par la combustion du charbon. ”

“ La machine à vapeur moderne, qui représente un siècle et demi de recherches théoriques et d'études expérimentales, offre aujourd'hui des dispositions variées pour répondre à toutes les nécessités des différentes industries qui continuent à faire appel à son aide pour commander une foule de machines diverses. ”

“ La machine a double effet consomme deux fois plus de vapeur , il est vrai ; mais elle compense largement ce surcroît de dépense par la succession plus rapide de ses effets utiles .
Cet appareil ainsi perfectionné , outre l' économie réelle et le redoublement de force , venait d' acquérir une régularité et une précision mathématiques qui donnaient un caractère tout nouveau à une découverte qui languissait sans résultat depuis un demi-siècle : la machine à vapeur était complète . ”

“ Le plus puissant moteur de notre industrie ne semble plus être qu’un appareil grossier. Nombre d’inventeurs travaillent sans cesse à l’améliorer ; nous aurons occasion de citer les perfectionnemens qui leur sont dus. C’est ainsi par exemple que, depuis moins de trente ans, la quantité de combustible nécessaire pour faire marcher une locomotive a été réduite de moitié.
On le voit, l’eau n’est dans la machine à vapeur qu’un intermédiaire entre le foyer de chaleur et le piston, porteur de la force motrice ”

“ Pour que la machine à vapeur ne cesse pas son action, il faut maintenir les causes de son mouvement, c'est-à-dire fournir d'un côté de nouvelle vapeur, chaude, en jetant du charbon sur les grilles de la chaudière, et en remplaçant l'eau évaporée par celle que fournit une pompe alimentaire mue par la machine. ”

“ Réduite à ses plus simples élémens, la machine à vapeur se compose d’une chaudière où l’eau devient de la vapeur en absorbant le calorique du foyer et d’un cylindre dans lequel la vapeur, en poussant un piston, perd le calorique qu’elle avait absorbé et se résout en eau. Le piston transmet le mouvement qu’il a reçu à une roue, à une bielle ou à un balancier. Ainsi la machine et l’eau qu’elle contient ne sont, à vrai dire, que des organes intermédiaires qui servent à transformer de la chaleur en travail. ”

“ 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 ”

“ R. C'est une-petite machine à vapeur indépendante, qui met en mouvement une pompe alimentaire et entretient le niveau des chaudières quand la machine est stopée momentanément. L'évasion ayant lieu à l'air libre, le petit cheval ne peut fonctionner avec les basses pressions. ”

“ L'air vicié est expulsé par des cheminées d'appel — ou mâts en tôle, qui marchent quand le soleil les chauffe, ou quand ils sont adossés à la cheminée de la chaudière. Il est vrai qu'un jet de vapeur serait plus efficace, mais la vapeur est trop précieuse en mer pour la distribuer autrement que comme force motrice. En Amérique, on a essayé des ventilateurs à palettes qu'une machine à vapeur spéciale met en mouvement. ”

“ Machines à Vapeur.
26 L'action de la vapeur dans une machine consiste à presser alternativement les faces d'un piston pour le faire monter ou descendre, c'est-à-dire lui donner le mouvement de va-et-vient qui, au moyen de la bielle et de la manivelle, donne le mouvement circulaire continu à l'arbre de couche de la machine à vapeur. Le mouvement est rendu continu et régulier par l'énergie du volant monté sur son arbre. ”

“ L'idée fondamentale de la machine à vapeur consiste à employer la vapeur dans un cylindre pour obtenir le mouvement alternatif d'un piston. A ce point de vue, la machine à vapeur moderne remonte à Papin, et date, dans ses traits essentiels, de la fin du XVIIe siècle. Le cylindre de Papin lui servait à la fois de chaudière, de cylindre et de condenseur. ”

“ On voit donc que la meilleure machine à vapeur dévore six fois la ration, que la théorie mécanique de la chaleur conduirait à lui assigner et que les médiocres ou mauvaises vont jusqu'à 10, 12 trente fois! Et pourtant des ingénieurs, des constructeurs et des mécaniciens intelligents, se battent les flancs autour de ces machines, les étudiant à fond, les exécutant scrupuleusement et les soignant avec une minutieuse sollicitude. ”

“ Maintenant encore, après tant de progrès dans la science et de perfectionnements dans l'art de la construction des machines, on ne peut espérer d'amélioration ou de transformation sérieuse qu'en prenant pour point de départ et pour guides les lois qui régissent les phénomènes calorifiques et auxquelles la machine à vapeur emprunte le principe de son mouvement. ”

“ Cet énoncé montre combien étaient étendues les connaissances de l'inventeur sur la machine à vapeur. « J'ai cherché, dit-il, à faire servir la vapeur d'échappement à engendrer la » nouvelle vapeur, capable d'être employée à produire la force motrice ; et à faire servir la » même eau pour la production et la condensation de la vapeur. » Et il appuie son invention sur les principes suivants : L'eau se réduit en vapeur, si elle circule en couches minces à la surface des tubes dans l'intérieur desquels circule de la vapeur ”

“ Au reste, les divers systèmes que nous venons d'énumérer suffisent évidemment pour faire voir combien la machine à vapeur est susceptible de subir de transformations; le champ est tellement vaste, en effet, qu'il est impossible de croire que le dernier mot soit dit à son égard. ”

“ Ainsi perfectionnée, cette machine trouve d'utiles applications pour les faibles puissances de 1 à 4 chevaux, dans des établissements qui peuvent utiliser l'eau chaude de circulation, ou même qui, sans pouvoir profiter complètement de cette ressource, sont dans une situation où l'emploi d'une machine à vapeur leur est formellement interdit. ”

“ La meilleure manière d'utiliser la vapeur est évidemment de l'employer au plus haut degré de tension et de température possible ; mais comme la difficulté de la renfermer dans des vases clos et de l'empêcher de fuir augmente avec sa tension, il est nécessaire d'apporter d'autant plus de précision dans la construction des machines, que l'on emploie de la vapeur plus chaude et plus tendue. Cette précision d'exécution, de laquelle dépend la force de la machine, est donc l'objet le plus important de l'art du constructeur. ”

“ Nous avons dit qu'elles sont légères, et, en effet le poids d'une machine de 4 à 5 chevaux ne dépasse guère 2 tonnes.
La simplicité dans la construction est une de leurs qualités; il faut qu'elles soient d'une manœuvre, d'une surveillance aisée, que les pièces en soient très-solides. En agriculture, où les hommes capables de conduire une machine à vapeur sont rares encore, ces conditions sont nécessaires, sans quoi les accidents seraient à craindre. ”

“ Voilà, sans contredit, une machine dans laquelle la vapeur d’eau engendre du mouvement, et peut produire des effets mécaniques de quelque importance, voilà une véritable machine à vapeur. Hâtons-nous d’ajouter qu’elle n’a aucun point de contact réel, ni par sa forme, ni par le mode d’action de la force motrice, avec les machines de cette espèce actuellement en usage. Si jamais la réaction d’un courant de vapeur devient utile dans la pratique, il faudra, incontestablement, en faire remonter l’idée jusqu’à Héron ”

“ Elle était connue sous le nom de « machine atmosphérique » parce que c'était la pression de l'air qui poussait le piston en bas, quand la vapeur, qui l'avait soulevé, condensée par un jet d'eau froide, avait produit le vide à l'intérieur du cylindre. A Londres, cette machine conserva sa renommée jusqu'au moment où James Watt, mécanicien écossais, s'inspirant d'observations
JAMES WATT.
nouvelles, introduisit dans le fonctionnement de la machine à vapeur, une innovation qui devait amener d'immenses résultats. ”

“ Les efforts des deux inventeurs que nous venons de citer ont abouti à assigner à ces machines une place dans l'industrie, et à en faire, momentanément du moins, le moteur des petits ateliers qui n'emploient pas beaucoup de force, et où le travail est intermittent. Sans doute, la machine à gaz présente ce grand avantage, de pouvoir être utilisée là où la machine à vapeur semble ne plus être applicable ”

“ Lorsqu'une machine à vapeur doit être arrêtée pour un certain laps de temps, par exemple à la fin de chaque campagne , il faut bien la nettoyer, décrasser, dérouiller, vider lçs tuyaux, la chaudière, les godets graisseurs, puis enduire toutes les pièces polies, avec un linge ou un pinceau propre, d'une couche de suif fondu. Le suif de mouton est celui qu'on doit préférer pour cela. On devra avoir bien soin de tenir fermés tous les robinets, surtout les purgeurs et graisseurs du cylindre à vapeur, afin d'éviter l'oxydation que produirait l'air extérieur si on les laissait ouverts. ”