Moteur à vapeur

“ Si donc nous ne la donnons pas pour un modèle à suivre actuellement, comme moteur à vapeur, cela tient, non au mode de construction, loin de là, mais bien au système en lui-
même, c'est-à-dire à l'application de la basse pression, sans détente, qui, comme on sait, a le grave inconvénient de consommer beaucoup de combustible, et qui, par suite, malgré l'avantage de la régularité du mouvement, ne peut être employé aujourd'hui dans la plupart de nos contrées industrielles, à côté de moteurs d'un système plus économique ou moins compliqué. ”

“ C'est elle aussi qui met en marche toutes ces machines si diverses, triturant l'argile pour en faire des briques, mélangeant la lessive et le suif pour en fabriquer des savons, actionnant les machines à percer le fer, et les raboteuses qui enlèvent, avec leur robuste burin, un copeau de trois centimètres d'épaisseur sur plusieurs mètres de longueur. En un mot, qu'on aille dans quelque atelier, manufacture ou usine que ce soit, on y trouvera, comme premier outil, comme machine indispensable, le moteur à vapeur, ce chef-d'œuvre de la mécanique moderne. ”

“ Enfin le rendement d’un moteur à vapeur est relativement faible, 10 pour 100 au plus, tandis que celui d’un moteur à essence peut s’élever à 20 pour 100, Il est vrai que l’emploi de la vapeur permet de faire suivre au travail moteur les variations du travail résistant, d’où, malgré les accidens de la route, une vitesse presque constante et une dépense de combustible qui se règle exactement sur la puissance employée : en d’autres termes, le moteur à vapeur est doué d’une extrême souplesse qui lui donne un bon rendement économique au point de vue traction. ”

“ Avec la machine à vapeur, l'homme reprend son véritable rôle. Il dirige une force aveugle.
Quoique la machine à vapeur, tant par l'uniformité de son mouvement, par la facilité avec laquelle on règle sa force et sa vitesse, que par son économie, soit le moteur par excellence, dans beaucoup d'exploitations on donne encore la préférence au manége. Il permet d'utiliser les attelages dans les moments où ils sont sans emploi. Mais, si bien agencé, si bien construit que soit un manège, et nous en possédons de très-bons, il est loin d'offrir les avantages d'une machine à vapeur. ”

“ Chaque fois qu'un commerçant, un fabricant ou un industriel quelconque a besoin de force motrice, c'est au moteur à vapeur qu'il va la demander. Quelquefois, pour des raisons matérielles, il ne peut l'employer, mais, dans la plupart des cas, c'est plutôt à la vapeur qu'à tout autre fluide qu'il s'adresse, parfois avec une certaine économie d'achat et d'entretien. ”

“ D'ailleurs, comme il n'est pas fait de dépense spéciale de combustible et qu'il est vaporisé par la chaleur abandonnée par la vapeur d'eau, il y a là un motif d'économie positif, économie qui s'est en effet réalisée jusqu'au point de faire descendre
la consommation spécifique d'une machine, ainsi construite, à la moitié de celle d'un moteur a vapeur ordinaire, à détente et condensation. ”

“ Au contraire, la vapeur, l’électricité sont des moteurs mystérieux dissimulés à l’intérieur de nos machines. Peut-être même viendra-t-il un jour où la force de la vapeur sera bien plus despoliquement gouvernée par le mécanicien, grâce à l’invention de quelque nouveau combustible moins volumineux et d’un métal plus résistant ; « alors la machine à vapeur se dépouillera de son énorme appareil extérieur pour se réduire à une forme de petites proportions, très éloignée de représenter la puissance de son moteur. » ”

“ Une des heureuses applications de la vapeur comme force motrice consiste à employer le moteur destiné à un outil déterminé de manière à éviter autant que possible les transmissions lourdes ou compliquées. ”

“ C'est ainsi que l'on fait des bacs à vapeur, pour la traversée des fleuves, des grues à vapeur pour le déchargement des bateaux et wagons.
Le moteur à vapeur est celui qu'on trouve le plus généralement dans tous les genres d'industrie. ”

“ Pour l'établissement d'un moteur à vapeur, il faut des fondations sur lesquelles repose le bâti, supportant le cylindre et son piston ; celui-ci est relié, par l'intermédiaire de sa tige et de sa crosse, à la bielle qui sert de liaison, au moyen de la manivelle, avec l'arbre moteur, lequel est supporté par des paliers. ”

“ On y admire un moteur à vapeur, dont le volant n'a pas moins de 6 mètres de diamètre, et deux machines horizontales accouplées, de la force de 150 chevaux. Les transmissions sont souterraines et les arbres de couche qui partent des machines sont d'une grosseur énorme. La force développée par ce moteur, outre qu'il sert à mettre en mouvement les différents appareils répartis dans l' Usine, actionne aussi trois pompes qui envoient, dans toutes les directions, environ 90,000 litres d'eau à l'heure. ”

“ On remarquera en conséquence que, si nous négligeons le supplément de vapeur, la quantité de combustible et d'eau qui lui sont nécessaires, le moteur à vapeur simple est un moteur excessivement léger. ”

“ La machine, dont l’aspect général est à peu de chose près celui d’un moteur à vapeur horizontal, dont elle a le cylindre, les glissières, le volant et même le régulateur à force centrifuge, consiste essentiellement en un cylindre A, couché sur le bâti de fonte de la machine, et recevant à chacune de ses extrémités un tuyau amenant du gaz d’éclairage. ”

“ Le moteur à vapeur est à cylindre unique C, en porte à faux ; il travaille à volonté sans condensation ou à condensation par contact. Le sabot ar où est articulée la grande bielle B et où se trouve fixée la tige i du piston, marche dans la glissière C, formée par un cylindre à ouverture latérale. ”

“ Quand un moteur à vapeur a des tendances à ralentir, on eut généralement lui faire regagner sa vitesse; il suffit d'enoyer de la vapeur pendant une portion plus grande de la ourse du piston, jusqu'à ce que le régime de la machine vapeur soit redevenu normal. C'est le but que remplit auDmatiquement l'organe de la machine à vapeur que l'on ppelle « le régulateur ». Ce dernier envoie des calories upplémentaires jusqu'au moment ou l'excès de travail réistant a cessé.
Pour notre moteur à pétrole, le cas n'est pas le même ”

“ C'est un combustible qui s'enflamme régulièrement et sans choc, échauffe la quantité d'air dans laquelle il entre en composition, dilate celui-ci, et lui fait jouer sur le piston le même rôle que la vapeur d'eau ordinaire.
Mon cylindre est donc, tour à tour, générateur de force et récepteur ; le fluide élastique y agit à haute pression et avec détente naturelle, suivant la longueur de la course. Les produits ou résidus s'échappent régulièrement et complètement à chaque cylindrée, de sorte qu'à l'aspect, c'est absolument un moteur à vapeur. En réalité, c'est un moteur à air dilaté. ”

“ Dans le cas d'une machine réversible, on dispose les boulons à 45°. Pour certaines applications spéciales, quand il s'agit par exemple,
d'installer un moteur à vapeur dans un local occupé par des bureaux, ou servant de lieu de réunion, il est nécessaire d'avoir des moteurs à
marche silencieuse et de s'opposer à la propagation des vibrations, qui résultent du mouvement de la machine. ”

“ Mais ce moteur est aussi le plus difficile à établir, et depuis le fait de la vapeur qui chasse devant elle tout corps qui, s'opposant à sa force motrice , n'est pas mis en état de lui résister, jusqu'à l'établissement de ce qu'on appelle une machine à vapeur, dont le mouvement dépend cependant de ce simple fait, l'intervalle est immense. ”

“ Il indique en même temps divers moyens d'appliquer le moteur à vapeur à faire jouer des pompes et autres machines à mouvements alternatifs, à faire tourner toutes les meules de concert dans les moulins à plusieurs meules, à lever des pilons ou de lourds marteaux; il explique une nouvelle méthode pour construire et faire jouer les soupapes ; plus, un système d'engrenage perfectionné. Enfin, il donne la description d'une machine à vapeur portative et d'un mécanisme pour faire tourner les roues des voitures (2) . ”

“ On voit donc qu’en pratique le moteur à gaz travaille dans des conditions beaucoup plus efficaces qu’une machine à vapeur ou à air chaud. C’est-à-dire que la quantité pour cent de chaleur que le moteur à gaz peut convertir en travail mécanique est beaucoup plus considérable que lorsqu’on emploie les deux autres systèmes de machines. ”

“ Puisque la vapeur a la propriété de chasser l'air d'une capacité, de prendre sa place et de faire le vide en se condensant par sa mise en contact avec un jet d'eau froide, nous voyons manifestement que par son intermédiaire il est possible de faire usage de la pression atmosphérique comme force motrice dans ce cas la vapeur ne sera plus qu'une sorte de moteur indirect dont toute l'action se bornera à faire le vide ; l'air sera puissance directe. ”

“ Dès lors, on abandonna les machines routières, et on chercha l'application du moteur de Watt au transport sur les voies ferrées.
Depuis longtemps déjà on avait remarqué que l'effort de traction d'un véhicule est singulièrement diminué si, au lieu de faire suivre aux roues le
direction du piston; une machine sans volant, à un seul cylindre, ne pourrait franchir ce point, car à cet instant la puissance motrice est nulle.
Pression. Lorsque la vapeur se produit dans un appareil fermé, elle reste en contact et remplit l'espace libre ou réservoir de vapeur. ”

“ De la force n’est pas le seul élément de réussite dans les travaux industriels. La régularité d’action n’importe pas moins ; mais quelle régularité attendre d’un moteur qui s’engendre par le feu, à coup de pelletées de charbon, et même de charbon de différentes qualités ; sous la surveillance d’un ouvrier, quelquefois peu intelligent, presque toujours inattentif ? La vapeur motrice sera d’autant plus abondante, elle affluera dans le cylindre avec d’autant plus de rapidité, elle fera marcher le piston d’autant plus vite, que le feu aura plus d’intensité. ”

“ Ainsi fut créée la vraie machine à vapeur, celle où le fluide élastique est le véritable moteur, cause unique du mouvement. Les oscillations du piston communiquent alors au balancier des oscillations d'égale force, d'égale amplitude. En un mot, avec le double effet, la machine à vapeur devint un moteur universel, applicable à toutes les industries. ”

“ Ce système de moteur a, en outre, le mérite de permettre au manufacturier d'en faire varier notablement la puissance, sans s'écarter sensiblement du maximum d'effet utile, par la possibilité de modifier le degré de détente dans des limites beaucoup plus étendues qu'avec un seul cylindre, dont le piston éprouve toute la variation des efforts de la vapeur et qu'il fait de même ressentir au mécanisme. ”

“ Le problème à résoudre n'est pas spécial aux machines à vapeur. Un moteur quelconque peut donner lieu à la même question: « Étant donné le mouvement de va-et-vient de la tige d'un piston, c'est-à-dire un mouvement alternatif et rectiligne,
trouver un mode de transmission qui le change en mouvement continu et circulaire, qui fasse tourner, par exemple, un arbre moteur, auquel tous les mouvements partiels dont l'usine peut avoir besoin viendront puiser simultanément ou à leur tour. » ”

“ L'essai de puissance n'a pour but que de constater la plus grande résistance dont la machine est susceptible sans qu'il se produise des ébranlements dangereux aux pièces fixes, et des chocs ou des échauffements dans les mouvements. Un moteur a satisfait à cet essai, lorsqu'il développe sur le piston, pendant deux heures au moins, une puissance indiquée, un quart au moins plus grande que la puissance de régime, la vapeur à la chaudière étant maintenue au chiffre du timbre ; c'est ce qu'on nomme la marche à soupape dansante. ”

“ Faute de pouvoir se servir du frein, pour des moteurs aussi puissants que les machines marines, on a proposé de faire marcher la machine à vide, après en avoir isolé le propulseur, et de régler l'introduction de la vapeur de façon à maintenir le moteur dans son allure normale, puis de prendre, pour en déduire la valeur de h, l'effort développé sur les pistons et employé actuellement à vaincre les résistances passives de la machine. ”

“ On peut dire que cette belle machine, d'une puissance d'environ 50 chevaux, résume ce qu'il est possible de faire de mieux en ce genre; sa marche est si régulière et tellement exemple de bruit, qu'en s'y adossant on ne peut se douter qu'on a derrière soi un puissant moteur en pleine activité, mettant en mouvement une partie de la grande transmission établie dans la galerie française. ”

“ Nous n'avons que peu de chose à en dire, si ce n'est que tout étant parvenu à simplifier beaucoup ce système de moteur, et surtout en se rapprochant sensiblement de la structure des machines à vapeur ordinaires, on n'a pas encore atteint le degré d'économie que ces dernières présentent et surtout leur grande puissance sous un faible volume. ”

“ Dans le cas particulier où l'on adopte ce genre de moteur à vapeur directe, il est important pour un bon écrémage de conserver la régularité parfaite du mouvement et, dans ce but, d'adjoindre au tuyau d'amenée un régulateur de vapeur.
Celui que M. Sharples monte sur ses écrémeuses dérive d'une ancienne invention française, brevetée il y a dix-huit ans environ. ”

“ Ce puissant moteur n' est pas seulement dans les mains des hommes l' instrument le plus puissant qu' ils aient inventé pour changer la face du monde physique , il agit encore comme un levier moral irrésistible qui doit activer les progrès de la science et de la civilisation . Grâce à la machine à vapeur , on peut aujourd'hui pénétrer en quelques semaines dans les entrailles de la terre à des profondeurs où auparavant on n' arrivait qu' après un siècle de pénibles ”

“ La machine à haute pression, avec condensation et détente dans le même cylindre, est jusqu'à ce jour le moteur à feu le plus économique, au point de vue de la consommation de vapeur pour le même travail produit. Elle est plus pesante et plus encombrante que celle à haute pression avec détente, sans condensation, et ne peut atteindre à une aussi grande vitesse de révolution de l'arbre moteur, en raison de l'emploi de la condensation. Au-dessus de 100 révolutions des manivelles par minute, la condensation dans une machine de ce genre est incomplète et présente des difficultés. ”