SON ROLE DANS LE DEVELOPPEMENT DE LA MACHINE A VAPEUR 



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Grâce à cet appui, Watt put entreprendre des 

 travaux suivis, tout en conservant les fonctions 

 modestes d'ingénieur qu'il remplissait alors, et 

 en 17G0 il prit son premier brevet : « Sur une 

 méthode nouvelle pour diminuer la consomma- 

 . tien de vapeur et de charbon dans les machines 

 f à vapeur. » 



En quoi consistaient ces machines dont l'étude 

 passionnait Walt à un tel point? 



Denis Papin, vers IHQS, avait conçu le plan 

 d'une machine à vapeur qui peut être considérée 

 comme le type des « machines atmosphériques» 

 qui furent en usage pendant soixante ans. Au 

 fond d'un cylindre vertical, ouvert au sommet et 

 dans lequel se mouvait le piston, Denis Papin 

 plaçait de l'eau qu'il faisait chauffer. La tension 

 de la vapeurdevcnant bientôt égale à la pression 

 atniospliérique, le piston se trouvait soulevé par 

 la chute d'un contrepoids relié à sa tige par l'in- 

 termédiaire d'une corde passant surdeux poulies. 

 Lorsque le piston était arrivé au haut de sa 

 ■ course, on enlevait le feu, la vapeur se conden- 

 sait et le piston redescendait sous l'influence de 

 la pression atmosphérique, entraînant avec lui le 

 contrepoids. Ce projet de machine, théorique- 

 ment exact etintéressant, n'étaitguère réalisable 

 en pratique, un seul et même récipient devant 

 servir à la fois de chaudière, de cylindre et de 

 condenseur. Et il est assez curieux de constater 

 que c'est en rendant indépendant les uns des 

 autres ces trois organes essentiels : chaudière, 

 cylindre et condenseur, que Newcomen dabord, 



j' Watt ensuite, ont perfectionné et rendu prati- 

 quement utilisable la machine trop schématique 

 de Denis Papin. 



En 1705, Newcomen sépara donc la chaudière 

 de l'autre récipient, cylindre et condenseur à la 

 fois. En outre, il employa un artifice pour accé- 



; lérer la condensation de la vapeur. Sa machine 

 comportait un cylindre vertical ouvert au som- 

 met et placé sous l'une des extrémités d'un 



i balancier horizontal mobile autour d'un axe 

 également horizontal passant par son centre et 

 relié à son autre extrémité à un contrepoids par 

 exemple. La vapeur d'eau provenant de la chau- 

 dière, à une pression à peine supérieure à une 

 atmosphère, était admise dans le cylindre sous 



I le piston; celui-ci se trouvait soulevé par cela 

 même, et, arrivé au bout de sa course, on coupait 

 la communication avec la chaudière; l'injection 

 d'une petitequantité d'eau froidedansle cylindre 

 y provoquait la condensation rapidçde la vapeur. 

 I a pression atmosphérique s'exerçant au-dessus 

 du piston le refoulait alors vers le bas, actionnant 



BBVVE CÉHÉRALE DES SCIENCES 



le contrepoids et effectuant un certain travail. 

 L'eau injectée et la vapenr condensée s'échap- 

 paient du cylindre par un tuyau d'écoulement. 



Les machines de Newcomen furent assez em- 

 ployées pour actionner des pompes aspirantes. 

 Le « Guide des Etrangers dans la ville de Lon- 

 dres » signale, en 1720, « qu'on pouvait voir, au 

 bord de la Tamise, une haute tour de bois et une 

 machine élévatoire d'un nouveau modèle capable 

 d'élever 3 mètres cubes d'eau du (leuve en une 

 minute, au moyen -de la vapeur produite dans 

 une chaudière constamment entretenue en ébul- 

 lition... cette eau est montée dans un grand ré- 

 servoir en plomb situé au haut de la tour et de là 

 s'écoule dans des canalisations qui alimentent 

 plusieursmilliers de maisons. Cette machine peut 

 passer à juste titre pour une grande curiosité. 

 Etant données ses dimensions restreintes, son 

 faible prix d'établissement et d'entretien et 

 la quantité d'eau qu'elle est capable d'élever, son 

 rendement est de beaucoup supérieur à celui de 

 la célèbre machine de Marly. » 



Un assez grand nombre de machines de New- 

 comen était un usage dans les mines pour épuiser 

 l'eau dans les puits. 



Il existait une machine de Newcomen dans la 

 collection d'appareils de l'Université de Glas- 

 gow. Elle tomba entre les mains de James Watt 

 en 1763. Ayant eu la curiosité de l'étudier de 

 près et de la faire fonctionner, il fut de suite 

 frappé par le fait que le refroidissement et le 

 réchauffement successifs du cylindre, à chaque 

 coup de piston, entraînaient forcément un fonc- 

 tionnement extrêmement lent et une dépense de 

 vapeur très exagérée. Le cylindre ne pouvait se 

 remplir, par suite le piston ne pouvait commen- 

 cer à se soulever, avant qu'une certaine quantité 

 de vapeur se fût condensée en pure perte uni- 

 que'ment pour réchauffer les surfaces froides. Et 

 Watt observa que cette consommation de vapeur 

 était d'autant plus grande que l'on injectait une 

 quantité d'eau froide plus considérable afin 

 d'obtenir un vide plus avancé sous le piston. 



Il commença alors une série de recherches 

 méthodiques sur les propriétés de la vapeur 

 d'eau, déterminant expérimentalement la rela- 

 tion qui lie sa densité et sa pression à la tem- 

 pérature. A l'aide d'une bouilloire, d'un tube de 

 verre recourbé et d'un récipient plein d'eau, il 

 établit : « qu'une certaine quantité d'eau trans- 

 formée en vapeur peut échauffer environ six fois 

 son poids d'eau de la température ambiante à 

 212° F. (100° C), c'est-à-dire jusqu'à ce qu'elle ne 

 puissecondenser une plusgrande quantité deva- 

 peur. Frappé par ce fait remarquable et n'en com- 

 prenant pas la raison, j'en parlais à mon ami le 



