Travail moteur

“ Une machine permet, non seulement de prendre le travail moteur en un point donné, de le dépenser ou de le transmettre en un autre point, de disséminer cette dépense ou cette transmission sur plusieurs points donnés, suivant les exigences d'une fabrication, mais encore de l'aire varier, à volonté, l'un des deux facteurs du travail : la force ou le chemin. ”

“ Le travail utile d'un moteur est l'énergie qu'il transmet à une machine quelconque qu'il actionne, et son rendement est le rapport du travail utile à l'énergie totale qu'il a reçue d'une source d'énergie naturelle. ”

“ Donc le travail moteur l'emporte sur le travail résistant pendant une partie du mouvement circulaire et en est surpassé pendant l'autre partie; un travail présente périodiquement un excès sur l'autre, ce qui produirait les écarts de vitesse que le volant est appelé à restreindre dans une certaine limite.
C'est précisément cet excès de travail qui a été désigné par T dans la formule du poids, dont la valeur doit être déterminée, et dans diverses circonstances. ”

“ Travail moteur et travail utile. — Si l'on considère une machine idéale, constituée par des solides invariables, dans laquelle il n'y a aucune trépidation, ni choc, ni raideur des courroies, et où les frottements sont rigoureusement nuls, le travail consommé par les résistances passives est également nul, de sorte que les seules forces en présence sont les forces motrices, y compris la pesanteur et les résistances utiles appliquées aux outils. ”

“ Le volant est, comme on l'a dit, un réservoir de force vive, qui accumule le travail moteur lorsqu'il est en excès, et qui le rend à la machine quand il est en défaut, « C'est comme un banquier, disait M. Edmond Bour «dans ses leçons à l'École polytechnique, qui fait entrer dans sa « caisse, sous forme de force vive, les épargnes de travail moteur, « pour les restituer quand la machine, en se ralentissant, en fait la « demande. » ”

“ 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) . ”

“ Nous savons, en effet, que l’énergie se transforme sans se détruire.
Il est intéressant de constater que presque tout le travail fourni par les machines industrielles se retransforme plus ou moins immédiatement en énergie thermique.
Par exemple, tout le travail produit par le moteur d’une locomotive a été, lorsque celle-ci revient à son altitude de départ, transformé directement en chaleur par les frottements des essieux et des ressorts, ou en énergie cinétique d’agitation de l’air, bientôt décoordonnée elle-même en énergie cinétique moléculaire. ”

“ Ces trois périodes que nous venons d'étudier, nous montrent que, si l'on lait la somme des travaux développés, on constate que, depuis la mise en marche jusqu'à l'arrêt, le travail, développé par un moteur, est toujours égal au travail résistant. ”

“ Faisons-nous, en parlant ainsi, la guerre aux machines, à la vapeur, et à tout ce qu’on est convenu d’appeler la grande industrie? Le ciel nous en préserve. Le moteur mécanique est un progrès réel, puisqu’il exempte de plus en plus les hommes de l’obligation d’être des bras, et qu’il leur permet de plus en plus d’être des intelligences. Il augmente le bien-être des ouvriers, puisqu’il met à leur portée des meubles, des étoffes, qui étaient encore, il y a moins de cent ans, des objets de grand luxe. Le mètre de coton, qui coûte aujourd’hui 1 franc, aurait coûté 3 francs avant la révolution ”

“ Si, pour arrêter une machine, on se contente de suspendre l'effort du moteur, la machine continuera à marcher jusqu'à ce qu'elle ait effectué pour vaincre les résistances un travail égal à l'énergie qu'elle possédait en vertu de sa vitesse au moment où l'on a suspendu l'effort du moteur. ”

“ Ces appareils, changeant de forme suivant que la machine marche plus ou moins vite, agissent par cela même sur des organes spéciaux, à l'aide desquels ils augmentent ou diminuent le travail moteur, de manière à le mettre toujours en rapport avec la grandeur du travail résistant à vaincre. ”

“ DÉFINITIONS. — Le levier et le plan incliné sont nommés : machines simples, parce qu'ils composent toutes les autres machines. — Il n'est question ici que des machines motrices, qui ont toutes pour but de transmettre ou de transformer le mouvement ; de le transmettre, chaque fois que le moteur est éloigné de l'atelier; de le transformer, chaque fois que le travail doit s'exécuter aux dépens de la vitesse et au profit de la force, ou vice versâ; et toujours en vertu du grand principe mécanique ; ce qu'on gagne en force ou en vitesse, on le perd en vitesse ou en force. ”

“ Comme moteur, nous trouvons la force humaine, la force musculaire des animaux de bât ou de trait, la vapeur. Chaque progrès du moteur entraîne dans le système de voie une transformation correspondante ; et c’est le tableau de ces progiès simultanés de la voie et du véhicule qui constitue l’histoire des moyens de transport : une section entière de l’exposition rétrospective du travail •est consacrée aux représentations figurées qui résument cette histoire. ”

“ J'admire le travail précis de la machine de 450 tonnes actionnée par un moteur électrique placé tout en haut du bâti en fonte, quand je m'aperçois que mes compagnons s'éloignent rapidement dans la direction d'une longue masse, devant laquelle un ouvrier se trouve prêt à mettre en marche des leviers analogues à ceux des aiguillages de voies ferrées. ”

“ Le nombre des moteurs qui figuraient aux dernières expositions dans la Galerie du Travail mettait en relief cette vérité, que pour la petite industrie un des problèmes les plus importants à cette époque était de trouver un moteur à bon marché. ”

“ Les machines-outils à instruments tranchants, tournant à grande vitesse, telles que machines à scier, fraiser, raboter, découper, hacher, les cisailles, coupe-chiffons et autres engins semblables seront disposés de telle sorte que les ouvriers ne puissent, de leur poste de travail, toucher involontairement les instruments tranchants.
Sauf le cas d'arrêt du moteur, le maniement des courroies sera toujours fait par le moyen de systèmes tels que monte-courroie, portecourroie, évitant l'emploi direct de la main. ”

“ Le travail mécanique fourni par un moteur animé n'est donc qu'une fraction de celui qu'on obtiendrait, si la totalité de la chaleur qu'il produit en sus de celle que nécessite, au repos, les fonctions de la vie, pouvait être transformée en travail. ”

“ Afin de rendre possible la marche d'une manivelle et de régulariser son mouvement, on fait usage d'un volant qui accumule l'excès du travail moteur sur le travail résistant quand
le premier est supérieur au second, pour le restituer lorsque le travail résistant devient supérieur au travail moteur. ”

“ Un autre moteur animé, c'est la bête de somme.
Le cheval, le bœuf, le mulet — ou encore le chameau, l'éléphant — étaient jadis, ils sont encore et seront toujours de précieux auxiliaires du travail humain. Dans les opérations agricoles, dans les charrois, les terrassements, la locomotion sur les chemins et les routes, comment se passer d'eux? Et de fait, plus les moteurs nouveaux se multiplient, plus le travail demandé aux moteurs
primitifs va en croissant. ”

“ Il s’agissait donc de découvrir des procédés commodes et économiques pour faire le vide et pour le renouveler, au fur et à mesure, de façon à développer la force motrice d’une manière continue. L’emploi du travail des hommes ou des animaux, pour produire le vide destiné à servir d’agent moteur, constituait une sorte de cercle vicieux ”

“ La transformation de l'énergie se fait au moyen de machines motrices.
Les machines motrices sont de quatre sortes : 1° Moteurs hydrauliques ; 2° Moteurs à vapeur; 30 Moteurs à gaz (explosion ou air chaud) ; o Moteurs électriques.
Une précaution générale fort utile consiste à leur affecter des locaux spéciaux accessibles seulement aux hommes qui en sont chargés spécialement. De plus, il est bon de les entourer pour en rendre l'approche involontaire difficile.
Des dispositifs permettant de prévenir les ateliers de la remise en marche du moteur après un arrêt sont également à recommander. ”

“ Un groupe d'expérimentateurs avait mission d'examiner les appareils au point de vue purement mécanique: force développée par le moteur en travail et à vide, consommation en lubrifiants et combustibles, rôle de chaque organe des machines. ”

“ Toute opération mécanique suppose nécessairement un moteur, une machine et un travail à faire; ou plus exactement, un moteur avec un mode de recevoir directement son action , un mécanisme propre à transmettre , à modifier d'une manière quelconque le mouvement du moteur, enfin un moyen mécanique propre à exécuter immédiatement le travail. ”

“ Dans la pratique on emprunte l'énergie mécanique à un moteur hydraulique ou autre. D'une manière générale, une machine électrique comprend un certain nombre d'organes essentiels dont les formes varient dans les différents types : une série de bobines enroulées sur un noyau de fer doux, l'âme, mobiles entre l'épanouissement des pôles de l'électro-aimant, ou pièces polaires et qui constituent le circuit ou armature induit ”

“ Ils avaient depuis longtemps trouvé le moteur électrique que cherchent encore nos physiciens, et qui, développant sous un petit volume une énergie puissante, obtient une somme de travail que sont bien loin d’atteindre encore nos essais rudimentaires. ”

“ Dans ce qui va suivre, nous supposerons le travail résistant constant, et le travail moteur par tour égal au travail résistant par tour. La vitesse serait uniforme pendant toute la durée d'un tour si l'effort transmis au bouton de la manivelle et mesuré perpendiculairement à la. ”

“ Le moteur schématique que nous venons d’envisager ne correspond à aucune application industrielle pratique, à cause de la petitesse, et aussi de la lenteur, des mouvements réalisés. Pour obtenir pratiquement du travail avec des déplacements de l’ordre de grandeur de ceux dont on a besoin dans les machines industrielles, il faut utiliser des systèmes évoluants susceptibles de très grandes variations de dimensions : d’où le rôle à peu près exclusif joué par les systèmes gazeux dans les moteurs thermiques. ”

“ Il est évident que les forces sont d'autant plus rapidement dépensées , épuisées même, que le moteur est plus pressé dans ses actions ; mais la quantité de travail est produite dans un temps beaucoup plus court. ”

“ Puisqu'il n'importe pas ici, en effet, que là force motrice soit fournie par un moteur humain, animal, ou inanimé, et qu'une pompe mue à là main est une machine au même titre qu'un marteau-pilon, la machine a surtout pour effet de mettre en relations plus étroites et plus continues les diverses opérations productrices, d'écarter de plus en plus les causes d'indétermination, de ralentissement ou de suspension qui viennent de ce que le travail humain qui y participe est plus indépendant. ”

“ Un générateur fournit la vapeur à un moteur, lorsque celui-ci accomplit un travail minimum, les calories du foyer s'emmagasinent dans le métal du générateur, où elles sont puisées ensuite pour vaincre les efforts maxima qui pourront être opposés au moteur. La mise en route se fait par une injection d'eau dans le générateur au moyen d'une pompe à main ; l'alimentation continue ensuite par une pompe automatique. L'arrêt se fait par la suppression de l'alimentation. ”

“ Suivant la vitesse de travail de la machine, des réducteurs de vitesse interviennent, car le moteur électrique tourne toujours très rapidement.
La commande individuelle par moteur électrique est la seule qui soit pratique pour les machines puissantes, notamment dans les ateliers métallurgiques. Le moteur électrique a l'avantage de se mettre en marche immédiatement, par lasimple manœuvre d'un interrupteur. ”

“ Ar est l'effort invariable résistant, et l'aire du rectangle AIrC la quantité de travail qu'il engendre, laquelle est égale au travail du moteur, d'où la superficie de ce rectangle est égale à celle de la figure curviligne ABC.
L'examen de ce tracé, où le travail moteur et celui résistant sont ainsi superposés, avec les valeurs relatives de leurs efforts correspondants, rend sensible un fait qu'il était aisé de prévoir. ”

“ Nous avons dit en commençant que l'agriculture possédait le moteur à vapeur. La disposition des machines est différente et appropriée à son genre de travail. La locomobile est une sorte de machine locomotive; seulement, au lieu d'actionner les roues qui la supportent, elle fait mouvoir un volant, car tout le mécanisme moteur est fixé sur la chaudière. Elle est principalement employée aux champs pour le labourage à vapeur et le battage. ”

“ Chi va piano va lontano. — « Qui va lentement va loin », s'applique bien au bœuf dont l'action motrice fournit une plus grande quantité de travail que le cheval. Mais les machines aussi le remplacent de plus en plus, et il est destiné à servir surtout à l'alimentation.
Dans un certain nombre d'ateliers le chien sert de moteur en courant à l'intérieur d'une roue.
La roue dite de tourneur a environ trois mètres de diamètre. ”

“ A un bout, cette armature est supportée par
Fig. 88. — Moteur Loiseau.
un pilier de cuivre où elle pivote facilement, et à l'autre, celui où l'oscillation est le plus sensible, est fixée une bielle communiquant le mouvement au moyen d'un arbre coudé, à une petite roue servant de volant de transmission (voir fig. 88) .
Ainsi disposé, ce petit moteur est celui que l'on vend partout pour la démonstration de la transformation du fluide électrique en travail mécanique. On y a adapté une pompe et divers objets que le moteur fait
tourner. ”