Notice historique sur les machines à vapeur

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NOTICE HISTORIQUE SUR LES MACHINES À VAPEUR

Chapitre 1

CHAPITRE PREMIER

introduction

Je donne ici la quatrième édition de cette Notice historique sur les machines à vapeur.

La bienveillance avec laquelle le public voulut bien accueillir mon travail lorsque je l’insérai dans l’Annuaire du Bureau des Longitudes de 1829, m’engagea à le reproduire d’abord dans l’Annuaire de 1830 et ensuite dans celui de 1837. Je le réimprime ici tel qu’il a déjà paru. Je le fais suivre de ma réponse aux critiques dont il a été l’objet en Angleterre. On verra que je n’ai pas une seule assertion à modifier dans ce que j’ai d’abord publié concernant l’origine de la machine à feu et les améliorations successives qu’elle a éprouvées.

La machine à vapeur a déjà rendu de trop grands services à l’industrie et à la navigation, pour qu’il faille s’étonner de l’empressement qu’on a mis à rechercher la

part que diverses nations peuvent s’attribuer dans cette invention admirable. Toutefois, on n’apprendra pas sans surprise que, dans la seule Angleterre, les libraires ont vendu, en un très-petit nombre d’années, plus de cent mille exemplaires des nombreux ouvrages où cette question historique est débattue. Un aussi éclatant succès est dû principalement, je n’en doute point, au vif intérêt que la machine à vapeur devait naturellement exciter dans un pays où on la retrouve à chaque pas ; mais peut-être sera-t-il permis de supposer que l’amour-propre national y est entré aussi pour quelque chose. Consultez, en effet, le membre de la Chambre des lords et un simple artisan ; le négociant de la cité que ses brillantes spéculations ont conduit dans toutes les régions du monde, et le fermier qui n’a jamais dépassé les limites de son comté ; parcourez les immenses manufactures de Birmingham, de Manchester, de Glasgow et le plus humble atelier d’un collage : partout on vous dira que le marquis de Worcester est le premier inventeur de la machine à vapeur ; partout on citera à la suite de ce nom les noms, tous anglais, de Savery, de Newcomen, de Beighton, de Watt, d’Hornblower, de Woolf, etc. En général les gens de lettres et ceux qui font de la culture des sciences leur occupation spéciale, n’ont pas à ce sujet des opinions moins arrêtées. Si vous ouvrez l’Encyclopédie récente du docteur Rees, vous y trouverez ces lignes : « La machine à vapeur vient immédiatement après le vaisseau, dans l’échelle des inventions ; mais dans une Encyclopédie anglaise elle doit occuper le premier rang, à cause qu’elle a été entièrement (wholly) inventée et mise en pratique par nos (article steam Engine, col.) ; et onze lignes plus bas, comme si le premier passage n’était pas assez clair : « La machine à feu a été inventée par un petit nombre d’individus, tous anglais (all of them Englishmen). » Le célèbre professeur John Robison d’Édinburgh est tout aussi positif. « La machine à feu, dit-il, fut sans aucun doute inventée pour la première fois par le marquis de Worcester, sous le règne de . » (Voyez A System of mechanical Philosophy, , .) Après avoir réfuté ensuite, par des arguments que j’examinerai, les prétentions des auteurs français qui affectent (affect) de mêler le nom de Papin à l’histoire de la machine à vapeur, Robison déclare « qu’il n’hésite en aucune manière à donner l’honneur de la première et complète invention au marquis de Worcester. » (Voyez A System, etc., .) Un savant non moins illustre par la profondeur de ses connaissances que par sa vaste érudition, le docteur Thomas Young, a joint son imposant témoignage à ceux je viens de produire. Suivant lui, le marquis de Worcester est le premier inventeur de la machine à feu, le premier qui se soit servi de la pression de la vapeur comme moteur. Dans l’aperçu rapide qu’il donne des améliorations que cette machine a successivement reçues, on ne voit aussi figurer que des mécaniciens anglais. (Lectures on Natural Philosophy, , .) Je pourrais encore citer l’habile professeur de mécanique à l’Institution royale, ; un membre distingué de la nouvelle Université de Londres, ; l’auteur d’un traité de Mécanique pratique estimé, , etc., etc.

Des décisions si nombreuses, si positives, la juste réputation des ouvrages dans lesquels je les ai puisées, ne me semblaient pas même permettre l’ombre d’un doute. Aussi lorsque, d’après le désir des élèves de l’École polytechnique, j’essayai vers 1823 de tracer la série chronologique des perfectionnements, que la machine à vapeur a éprouvés depuis son origine jusqu’à nos jours, je m’attendais, je te dis franchement, à n’avoir que des mécaniciens anglais à citer. C’était cependant une erreur : nos voisins de l’autre côté du détroit ne sont ni les seuls ni même les premiers inventeurs de la machine à vapeur. C’est du moins ce qui me paraît résulter d’un certain nombre de documents que je vais rapporter. Je suis certain d’avoir examiné sans prévention ce point curieux de l’histoire des sciences. Mes citations, mes analyses seront exactes, on peut y compter. Si les conséquences que j’en ai déduites ne l’étaient pas, chacun les rectifierait lui-même, puisqu’il aura sous ses yeux tous les éléments de la question. Au reste, je dois dire, avant de terminer ce préambule, qu’il a paru récemment, en Angleterre même, un ouvrage remarquable intitulé Histoire descriptive de la Machine à feu, par , et dans lequel tous les essais qu’on a faits pour se servir de la vapeur d’eau comme agent mécanique, se trouvent appréciés avec beaucoup de discernement, et, ce qui est plus rare encore, avec une abnégation complète de tout préjugé national ; sauf un petit nombre d’exceptions, les opinions de sur le mérite relatif des ingénieurs qui ont concouru à la création de cette merveilleuse machine, sont parfaitement conformes à celles que j’avais puisées dans la lecture des titres originaux. Cet accord m’a trop flatté pour que je ne doive pas m’en prévaloir avec empressement. J’ajouterai même que si ma Notice n’avait pas été rédigée en très-grande partie lorsque j’eus connaissance de l’histoire de , je me serais probablement contenté de publier une simple analyse de ce livre : le but que je me proposais aurait été également atteint.

J’espère que les lecteurs apprécieront les motifs qui m’ont déterminé a ne pas suivre strictement l’ordre chronologique dans toutes les parties de cette Notice. J’ai pensé qu’il y aurait plus de clarté à grouper ensemble les paragraphes relatifs aux modes divers et plus ou moins avantageux qui ont été successivement imaginés pour faire agir la vapeur. Les détails du mécanisme, quoique fort importants, ne me paraissent devoir marcher qu’en seconde ligne.

Chapitre 2

machines atmosphériques ou à basse pression

§ 1.

120 ans avant J.-C. Héron d’Alexandrie.

Lorsque les liquides, les gaz ou les vapeurs s’écoulent des vases qui les renferment sous certaines conditions que

je vais décrire, ils deviennent une cause de mouvement qu’il est nécessaire de bien apprécier si l’on veut comprendre le jeu d’un petit appareil imaginé par Héron d’Alexandrie, et qui offre, je pense, le premier exemple de l’emploi de la vapeur comme force motrice.

Concevons (fig. 1) un tube coudé dont les deux

branches et se rencontrent rectangulairement. Supposons que la branche BA soit verticale, qu’elle passe librement dans un anneau fixe et qu’elle repose par le bas sur une pointe aiguë , de manière à pouvoir tourner sur elle-même sans obstacle. Si dans cet état on verse de l’eau par l’entonnoir supérieur, nous aurons deux cas bien distincts à considérer. Quand l’écoulement du liquide s’opérera par l’extrémité dans la direction tout l’appareil demeurera immobile. Quand, au contraire,

Toutes les machines dans lesquelles l’eau a été employée de cette manière, portent le nom de machines à réaction.

Un gaz qui parcourrait rapidement le tube coudé , produirait les mêmes effets que l’eau : le tube resterait immobile quand le gaz s’échapperait dans la direction ; il tournerait au contraire si l’écoulement avait lieu latéralement.

Ces considérations préliminaires suffisent pour que l’on comprenne le mode d’action de la vapeur dans la machine d’Héron.

Imaginons qu’une sphère métallique creuse (fig. 2, page 8), susceptible de tourner entre deux tourillons et , soit remplie d’une vapeur très-élastique ; que cette vapeur puisse sortir de la sphère par un tuyau saillant perpendiculaire à et placé sur le prolongement d’un des rayons. On devine déjà que si le tuyau est ouvert à son extrémité, il ne tendra pas à tourner, et que la sphère restera en repos ; que si, au contraire, l’écoulement s’opère par une ouverture latérale , d’arrière en avant, par exemple, le tuyau reculera et tendra à faire tourner d’avant en arrière la sphère à laquelle il est lié. Pour rendre ce mouvement de rotation continu, il suffira d’ajouter aux suppositions précédentes, celles qu’un des deux tourillons ( si l’on veut) est creux, qu’il se trouve, par un bout, en communication avec l’intérieur de la sphère, et par l’autre, avec une chaudière : la vapeur déposée en sera ainsi continuellement remplacée au fur et à mesure de son écoulement.

– Mode d’action de la vapeur dans la machine d’Héron.

Sur la figure qu’Héron a donnée de son petit appareil, on aperçoit deux tuyaux semblables à celui que je viens de décrire. Ils forment les prolongements opposés d’un même diamètre et leurs ouvertures latérales sont disposées de manière qu’ils tendent à faire tourner la sphère dans le même sens.

Il y a aussi dans les Spiritalia la description d’une machine toute semblable à la précédente, avec cette différence seulement qu’un courant d’air échauffé y remplace le courant de vapeur.

En résumé, on trouve un certain emploi de la vapeur aqueuse dans un des appareils décrits par Héron, mais cette vapeur y agit tout autrement que dans les machines modernes. Watt, à qui les essais du mécanicien grec n’étaient pas inconnus, croyait qu’on ne pourrait jamais en tirer rien d’utile. D’autres personnes, si je suis bien informé, augurent au contraire assez favorablement des effets qu’il serait possible d’obtenir avec le mécanisme d’Héron perfectionné, pour avoir cherché, par un brevet, à s’en assurer la jouissance exclusive : le temps et l’expérience prononceront. On voit seulement que si, par des modifications dont nous n’avons aucune idée, des machines à vapeur et à réaction réussissaient un jour et qu’on jugeât à propos d’en écrire l’histoire, il faudrait s’empresser de signaler Héron comme leur premier inventeur. Quant à moi, j’aurais pu me dispenser d’en parler, puisque je ne dois m’occuper actuellement que des machines connues, que des machines employées dans les usines, et que celles-ci n’ont aucune ressemblance avec la sphère tournante du savant d’Alexandrie. Peut-être même eût-il été convenable de citer ici de préférence les auteurs qui, tels qu’Aristote et Sénèque, attribuent les tremblements de terre à la transformation subite de l’eau en vapeur. Cette transformation, suivant eux, s’opère dans les entrailles du globe par la chaleur souterraine ; or, les grands effets qu’ils veulent expliquer montrent bien de quelle énorme puissance mécanique la vapeur leur semblait douée. J’espère, en tous cas, qu’on me pardonnera ce paragraphe, quand on verra qu’il donne une solution naturelle de la question importante, qu’a fait naître naguère la pièce dont je vais maintenant m’occuper.

§ 2.

1543. Blasco de Garat.

a publié en 1826, dans la Correspondance astronomique de , la Note ci-après, qui lui avait été communiquée par , directeur des archives royales de Simancas.

« Blasco de Garay, capitaine de mer, proposa, l’an 1543, a l’empereur et roi Charles-Quint, une machine pour faire aller les bâtiments et les grandes embarcations, même en temps de calme, sans rames et sans voiles.

« Malgré les obstacles et les contrariétés que ce projet essuya, l’empereur ordonna que l’on en fit l’expérience dans le port de Barcelone, ce qui effectivement eut lieu le jour 17 du mois de juin de ladite année 1543.

« Garay ne voulut pas faire connaître entièrement sa découverte. Cependant on vit, au moment de l’épreuve, qu’elle consistait dans une grande chaudière d’eau bouillante et dans des roues de mouvement attachées à l’un et à l’autre bord du bâtiment.

« On fit l’expérience sur un navire de 200 tonneaux, appelé la Trinité, arrivé de Colibre pour décharger du blé à Barcelone, capitaine Pierre de Scarza.

« Par ordre de Charles-Quint, assistèrent à cette expérience don Henri de Tolède, le gouverneur don Pierre de Cardona, le trésorier Ravago, le vice-chancelier et l’intendant de la Catalogne…

« Dans les rapports que l’on fit à l’empereur et au prince, tous approuvèrent généralement cette ingénieuse invention, particulièrement à cause de la promptitude et de la facilité avec laquelle on faisait virer de bord le navire.

« Le trésorier Ravago, ennemi du projet, dit qu’il irait deux lieues en trois heures, que la machine était trop compliquée et trop coûteuse, et que l’on serait exposé au péril que la chaudière éclatât. Les autres commissaires assurèrent que le navire virait de bord avec autant de vitesse qu’une galère manœuvrée suivant la méthode ordinaire, et faisait une lieue par heure, pour le moins.

« Lorsque l’essai fut fait, Garay emporta toute la machine dont il avait armé le navire ; il ne déposa que les bois dans les arsenaux de Barcelone, et garda tout le reste pour lui.

« Malgré les oppositions et les contradictions faites par Ravago, l’invention de Garay fut approuvée, et si l’expédition dans laquelle Charles-Quint était alors engagé n’y eût mis obstacle, il l’aurait sans doute favorisée.

« Avec tout cela, l’empereur avança l’auteur d’un grade, lui fit un cadeau de 200,000 maravédis, ordonna à la Trésorerie de lui payer tous les frais et dépenses, et lui accorda en outre plusieurs autres grâces.

« Cela résulte des documents et des registres originaux que l’on garde dans les archives royales de Simancas, parmi les papiers de l’état du commerce de Catalogne et ceux des secrétariats de guerre, de terre et de mer dudit an 1543.

« Simancus, 27 août 1825. »

Suivant , il résulte de la Note qu’on vient de lire, « que les vaisseaux à vapeur sont une invention espagnole, et que de nos jours on l’a seulement fait revivre. » De là découlerait aussi la conséquence que Blasco de Garay doit être considéré comme le véritable inventeur des machines à feu !

Ces prétentions me paraissent de nature à être repoussées l’une et l’autre. En thèse générale, l’histoire des sciences doit se faire exclusivement sur des pièces imprimées. Des documents manuscrits ne sauraient avoir aucune valeur pour le public, car la plus souvent il est dépourvu de tout moyen de constater l’exactitude de la date qu’on leur assigne. Des extraits de manuscrits sont moins admissibles encore. Quelquefois l’auteur d’une analyse n’a pas bien compris l’ouvrage dont il veut rendre compte, et il substitue, même sans le vouloir, les idées de son temps, ses propres idées, aux idées de l’écrivain qu’il abrége. J’accorderai, toutefois, qu’aucune de ces difficultés n’est applicable dans la circonstance actuelle, que le document cité par est bien de 1543, et que l’extrait de est fidèle ; mais qu’en résultera-t-il ? qu’on a essayé, en 1543, de faire marcher les bateaux avec un certain mécanisme, et rien de plus. La machine dit-on, renfermait une chaudière, donc c’était une machine à vapeur. Ce raisonnement n’est point concluant. Il existe, en effet, dans divers ouvrages, des projets de machines où l’on voit du feu sous une chaudière remplie d’eau, sans que la vapeur y joue aucun rôle : telle est, par exemple, la machine d’Amontons. Enfin, lors même qu’on admettrait que la vapeur engendrait le mouvement dans la machine de Garay, il ne s’ensuivrait pas que cette machine était nouvelle et qu’elle avait quelque ressemblance avec celle d’aujourd’hui, car Héron, comme on l’a déjà vu, décrivait, 1600 ans auparavant, le moyen de produire un mouvement de rotation par l’action de la vapeur. J’ajouterai même que si l’expérience de Garay a été faite, que si sa machine était à vapeur, tout doit porter à croire qu’il employait l’éolipyle d’Héron. Cet appareil, en effet, n’est pas d’une exécution très-difficile, tandis que (on peut l’assurer hardiment) la plus simple des machines à vapeur d’aujourd’hui, exige dans sa construction une précision de main-d’œuvre fort supérieure à tout ce qu’on aurait pu obtenir au xvi. Au reste, Garay n’ayant voulu montrer sa machine à personne, pas même aux commissaires que l’empereur Charles-Quint avait nommés, toutes les tentatives qu’on pourrait faire, après trois siècles, pour établir en quoi elle consistait, n’amèneraient évidemment aucun résultat certain.

En résumé, le nouveau document exhumé par doit être écarté, parce qu’il n’a été imprimé ni en 1543 ni plus tard ; parce qu’il ne prouve pas que le moteur de la barque de Barcelone était une véritable machine à vapeur ; parce qu’enfin si une machine à vapeur de Garay a jamais existé c’était, suivant toute apparence, l’éolipyle à réaction décrite dans les Œuvres d’Héron d’Alexandrie.

§ 3.

1615. Salomon de Caus.

Salomon de Caus est l’auteur d’un ouvrage intitulé : Les Raisons des forces mouvantes, avec diverses machines tant utiles que plaisantes, etc. Cet ouvrage parut à Francfort en 1615. On y trouve, entre autres choses ingénieuses que plusieurs mécaniciens ont présentées de nos jours comme nouvelles, un théorème ainsi conçu, sous le n° 5 : L’eau montera par aide du feu plus haut que son niveau. Voici en quels termes Caus justifie cet énoncé :

« Le troisième moyen de faire monter l’eau est par l’aide du feu, dont il se peut faire diverses machines. J’en donnerai ici la démonstration d’une.

« Soit (fig. 3) une balle de cuivre marquée , bien

soudée tout à l’entour, à laquelle il y aura un soupirail marqué par où l’on mettra l’eau, et aussi un tuyau marqué qui sera soudé en haut de la balle ; et le bout approchera près du fond, sans y toucher ; après faut emplir ladite balle d’eau par le soupirail, puis le bien reboucher et la mettre sur le feu ; alors la chaleur donnant contre ladite balle, fera monter toute l’eau par le tuyau »

L’appareil dont je viens de transcrire la description est une véritable machine à vapeur propre à opérer des épuisements. Mais peut-être supposerait-on, si je me bornais au passage précédent, que Salomon de Caus ignorait la cause de l’ascension du liquide par le tuyau Cette cause lui était parfaitement connue, et j’en trouve la preuve dans son théorème , p. 2 et 3, où, à l’occasion d’une expérience toute semblable, il dit que « la violence de la vapeur (produite par l’action du feu) qui cause l’eau de monter, est provenue de ladite eau, laquelle vapeur sortira après que l’eau sera sortie par le robinet avec grande violence. »

§ 4.

1629. Branca.

Branca est l’auteur d’une compilation intitulée : Le macchine del sig. G. Branca ; Roma 1629. Cet ouvrage renferme la description de toutes les machines dont l’auteur avait eu connaissance. Dans ce nombre, on remarque un éolipyle placé sur un brasier, et disposé de manière que le courant de vapeur, sortant par un tuyau, allait frapper les ailes ou les augets d’une petite roue horizontale et la faisait tourner. Le vent de la tuyère d’un soufflet ordinaire aurait évidemment produit le même effet.

Je n’ai pas encore deviné d’après quelles analogies on a pu voir dans cet éolipyle le premier germe des machines à vapeur employées de nos jours. En tout cas, et je me bornerai à cette remarque, le recueil de Branca est postérieur, de beaucoup, aux deux premières éditions de l’ouvrage de Salomon de Caus.

§ 5.

1663. Le marquis de Worcester.

The Scantling of one hundred Inventions, par le marquis de Worcester, parut en 1663 pendant le règne de . Ce livre est plus généralement connu sous le titre de Century of Inventions. L’appareil que les auteurs anglais regardent comme la première machine à feu, est décrit dans ces termes (c’est la 68 invention) :

« J’ai inventé un moyen admirable et très-puissant d’élever l’eau à l’aide du feu, non par aspiration, car alors on serait renfermé, comme disent les philosophes, intra sphæram activitatis, l’aspiration ne s’opérant que pour certaines distances ; mais mon moyen n’a pas de limite, si le vase a une force suffisante. Je pris en effet un canon entier dont la bouche avait éclaté, et l’ayant d’eau aux trois quarts, je fermai par des vis l’extrémité rompue et la lumière ; j’entretins ensuite dessous un feu constant, et au bout de vingt-quatre heures le canon se brisa en faisant un grand bruit. Ayant alors trouvé le moyen de former des vases de telles manières qu’ils sont consolidés par la force intérieure, et qui se remplissent l’un après l’autre, j’ai vu l’eau couler d’une manière continue comme celle d’une fontaine, à la hauteur de quarante pieds. Un vase d’eau raréfiée par l’action du feu, élevait quarante vases d’eau froide. L’ouvrier qui surveille la manœuvre n’a que deux robinets à ouvrir, de telle sorte qu’au moment où l’un des deux vases est épuisé, il se remplit d’eau froide pendant que l’autre commence à agir, et ainsi successivement. Le feu est entretenu dans un degré constant d’activité par les soins du même ouvrier ; il a pour cela tout le temps nécessaire durant les intervalles que lui laisse la manœuvre des robinets. »

Le lecteur connaît maintenant tout ce que le marquis de Worcester a jamais écrit sur la machine à feu. C’est l’unique titre sur lequel se fonde , de l’Institution de Londres, dans sa nouvelle édition (1825) de la Century of Inventions, pour décider avec tous ses compatriotes que « Worcester est le premier homme qui ait découvert un moyen d’appliquer la vapeur comme agent mécanique ; invention qui seule, ajoute-t-il, suffirait pour immortaliser l’âge dans lequel cet homme vivait. »

Examinons à notre tour ce paragraphe tant de fois cité, et voyons, sans partialité, ce qu’au fond on y trouve.

J’y vois d’abord une expérience propre à montrer que l’eau réduite en vapeur peut, à la longue, rompre les parois des vases qui la renferment. Cette expérience était déjà connue en 1605, car Flurence Rivault dit expressément que les éolipyles crèvent avec fracas quand on empêche la vapeur de s’échapper. Il ajoute même : « L’effet de la raréfaction de l’eau a de quoi épouvanter les plus assurés des hommes. » (Éléments d’artillerie, . Paris, 1605.)

J’y vois encore l’idée d’élever de l’eau à l’aide de la force élastique de la vapeur. Cette idée appartient à Salomon de Caus, qui l’avait publiée quarante-huit ans avant l’auteur anglais.

J’y trouve enfin la description d’un appareil propre à opérer cet effet ; mais qui n’a pas reconnu que la boule métallique de Salomon de Caus élèverait aussi de l’eau à une hauteur quelconque, si l’on supposait ses parois suffisamment fortes et la chaleur assez intense ? Peut-être dira-t-on que la machine du marquis de Worcester est préférable ? Je pourrais l’accorder sans que cela tirât à conséquence, car il n’est pas question, dans ce moment, de rechercher quel ingénieur a imaginé la meilleure machine feu, mais seulement qui a pensé le premier à tirer parti de la force élastique de la vapeur pour soulever un poids ou pour produire du mouvement. Au reste, avant de comparer le projet du marquis de Worcester à tout autre projet, il faudrait savoir bien exactement en quoi le premier consistait. Ce problème n’a pas encore été résolu, par la raison toute simple que la description de la soixante-huitième invention du lord anglais manque totalement de clarté. Personne, aujourd’hui, ne serait embarrassé s’il fallait construire une machine d’épuisement dans laquelle l’eau serait soulevée par l’action de la vapeur ; mais quand il est question de reproduire celle du marquis de

, on doit s’astreindre à faire ce que dit l’auteur, et pas davantage.

En s’imposant ces deux conditions, a trouvé qu’on approcherait, autant que possible, de la description de son compatriote, si l’on groupait deux appareils de Salomon de Caus de manière à produire par leur jeu alternatif un écoulement continu. Les autres solutions qu’on a données jusqu’ici de la même question, celle de Millington, par exemple, sont évidemment inadmissibles.

Lorsque , etc., présentaient le marquis de Worcester comme l’inventeur de la machine à feu, l’ouvrage de Salomon de Caus leur était sans doute inconnu. Puisqu’il demeure maintenant établi, sans réplique, que la première idée de soulever des poids à l’aide de la force élastique de la vapeur appartient à l’auteur français ; que si même la machine de son compétiteur a jamais existé, elle était, suivant toute apparence, l’appareil décrit près d’un demi-siècle auparavant dans l’ouvrage intitulé Raisons des forces mouvantes, il faut supposer qu’on ne manquera pas à l’avenir d’inscrire le nom modeste de Salomon de Caus partout où jusqu’ici avait figuré en première ligne celui du marquis de Worcester.

§ 6.

1683. Sir Samuel Moreland.

Si je ne voulais parler dans cette Notice que des personnes dont les travaux ont réellement contribué, soit à créer, soit à améliorer les machines à vapeur, le nom du chevalier Moreland n’y figurerait pas ; mais ce nom étant cité en Angleterre par la presque totalité des auteurs qui se sont occupés des machines à feu, je n’ai pas pu me dispenser d’en faire moi-même mention, ne fût-ce qu’afin de justifier l’opinion que je viens d’émettre.

Il y a au Musée britannique un très-beau manuscrit du chevalier Moreland, intitulé : Élévation des eaux par toutes sortes de machines, réduites à la mesure, au poids et à la balance, présenté à Sa Majesté Très-Chrétienne par le chevalier Moreland, gentilhomme ordinaire de la chambre privée et maître des mécaniques du roi de la Grande-Bretagne. Dans ce manuscrit de 38 pages, l’article relatif la machine à vapeur occupe 4 pages seulement, et se trouve distingué du reste par un titre particulier. Voici le paragraphe sur lequel on se fonde en Angleterre pour attribuer à Moreland une certaine part dans la création du Steam Engine.

« L’eau étant évaporée par la force du feu, ses vapeurs demandent incontinent un plus grand espace (environ 2,000 fois) que l’eau n’occupait auparavant, et plutôt que d’être toujours emprisonnées, feraient crever une pièce de canon. Mais étant bien gouvernées selon les règles de la statique, et par science réduites à la mesure, au poids et à la balance, alors elles portent paisiblement leurs fardeaux (comme de bons chevaux) ; et ainsi seraient-elles d’un grand usage au genre humain, particulièrement pour l’élévation des eaux, selon la table suivante qui marque le nombre de livres qui pourront être levées 1800 fois par heure, à 6 pouces de levée, par des cylindres à moitié remplis d’eau, aussi bien que les divers diamètres et profondeurs desdits cylindres. »

Si l’ouvrage de Moreland avait précédé ceux de Salomon de Caus ou de Worcester, le passage qu’on vient de lire serait un titre réel. En 1683, c’est-à-dire soixante-huit ans après la publication des Raisons des Forces mouvantes, et vingt ans après la date de la patente de Worcester, le projet de Moreland ne pouvait plus être considéré que comme un plagiat. Disons toutefois, à l’honneur de ce

mécanicien, que les nombres qu’il donne pour exprimer les volumes relatifs de l’eau et d’un poids égal de vapeur, sont moins éloignés de la vérité qu’on n’aurait dû l’attendre d’expériences faites en 1682.

§ 7.

1690 et 1695. Denis Papin.

Concevons un large cylindre vertical ABCD (fig. 4),

entièrement ouvert à la partie supérieure, et reposant sur une base métallique armée d’une soupape S susceptible de s’ouvrir de bas en haut à volonté, Plaçons dans le milieu

Supposons qu’en effet le piston soit amené ainsi à l’extrémité supérieure de sa course, comme la figure 5 (page 26) le représente, et cherchons à le faire descendre avec force. Un moyen bien efficace consisterait à fermer la soupape , et ensuite, si cela était possible, a anéantir tout à coup et complètement dans le corps de pompe la portion d’atmosphère qui remplit la capacité . Alors le piston ne recevrait plus d’action que de l’atmosphère extérieure dont il est chargé. Cette action s’exercerait sur sa surface

supérieure, de haut en bas, et aurait pour mesure le poids d’un cylindre d’eau de 10 mètres (32 pieds) de hauteur, et dont la base serait égale à celle du corps de pompe, ou, ce qui revient au même, le poids d’un cylindre de mercure d’une base pareille et de 76 centimètres (28 pouces 1 ligne) de hauteur seulement ; car tel est le poids de l’atmosphère. Le piston descendrait alors nécessairement, et pourrait même entraîner dans sa course un poids égal à celui du cylindre d’eau ou de mercure dont je viens de parler.

Fig. 5. — Descente du piston arrivé à l’extrémité de sa course dans la machine de Papin.

En suivant toujours la même hypothèse, admettons qu’à l’instant où le mouvement descendant s’est complètement opéré, on ouvre la soupape . L’atmosphère viendra agir par-dessous et contre-balancer l’action de l’atmosphère supérieure. Il suffira dès lors d’un petit effort pour faire rétrograder le piston jusqu’au sommet du corps de pompe et ramener toutes les parties de l’appareil à leur position initiale. Un second anéantissement de l’atmosphère inté- rieure fera descendre de nouveau le piston, et ainsi de suite.

En résumé, dans cet appareil, il suffit d’une petite dépense de force pour soulever le piston, tandis que son mouvement descendant peut produire les plus grands effets. Si une corde est attachée par un bout au centre du piston et s’enroule par son autre extrémité sur la gorge d’une poulie, on pourra, à chaque mouvement descendant, soulever un très-grand poids d’une quantité égale à la hauteur du corps de pompe. Avec un cylindre de 2 mètres de diamètre, le poids soulevé à chaque oscillation descendante du piston, serait de 31000 kilogrammes.

L’idée de la machine dont je viens de parler appartient à Papin. Elle est expliquée fort nettement dans les Actes de Leipzig pour l’année 1688, 644, et ensuite avec quelques nouveaux développements dans une lettre au comte Guillaume Maurice. (Voyez l’ouvrage imprimé à Cassel en 1695, et intitulé : Recueil de diverses pièces touchant quelques nouvelles machines, 38 et suiv.) Il nous reste maintenant à faire connaître les moyens que Papin avait proposés pour anéantir, aux moments convenables, la couche d’air atmosphérique qui, placée sous le piston, aurait empêché son mouvement descendant, ou, ce qui revient au même, il nous reste à dire comment il faisait à volonté le vide dans la partie inférieure du corps de pompe.