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Appareil Mouchot


Appareil Mouchot à l'exposition de Paris 1878

Il existe dans la nature des forces continues ou intermittentes qu’il appartient à la physique et à la chimie de découvrir et, s’il se peut, de soumettre aux besoins de l’industrie humaine, car tel doit être le but de toute recherche scientifique pour qu’elle soit féconde. C’est ainsi que l’air et l’eau ont pu être employés comme moteurs. On a même tenté d’utiliser le flux des marées, et, avant de construire sa machine à filer le lin, Philippe de Girard avait fait dans ce sens des tentatives qui ne réussirent point, peut-être parce qu’il manqua de persévérance ou que son attention fut attirée vers des recherches d’un résultat 'plus sûr et plus immédiat ; l’idée a été reprise depuis, encore sans succès, ou avec un succès insuffisant; mais rien ne prouve qu’on ne doive pas y réussir un jour.

On a aussi tenté, à différentes époques, d’utiliser la chaleur solaire, soit comme calorique, soit comme force motrice. Il n’est pas besoin d’être grand clerc pour deviner qu’on y réussit théoriquement ; mais comme les expériences étaient faites justement dans ces contrées où la science et l’industrie sont dans un état de progrès constant, mais qui, par contre, sont soumises aux plus bizarres caprices de température, il fallut renoncer à tirer parti d’une force que d’épais nuages semblent se faire un malin plaisir de paralyser à tout moment.

Cependant il est des savants que rien ne rebute, des inventeurs qui ignorent le découragement. M. Mouchot, actuellement professeur au lycée de Tours, est de ceux-là. Voilà tantôt vingt-cinq ans, non pas qu’il tâtonne, mais qu’il démontre l’utilité de l’application industrielle de la chaleur solaire. Les encouragements, un peu platoniques, par exemple, de l’Académie des sciences ne lui ont pas fait absolument défaut, et le public sait qu’il a affaire à un homme sérieux et à une invention remarquable. Mais l’invention en reste là; l’ingénieux appareil imaginé par M. Mouchot jouit du même succès d’estime que quantité d’appareils de laboratoire, donnant incontestablement des résultats fort curieux, mais sans application pratique ; la presse anecdotique se plaît à représenter l’inventeur attendant l’occasion d’un bon rayon de soleil, au besoin plusieurs jours, pour cuire la côtelette de son déjeuner. Eh bien ! ce n’est pas assez ; l’invention et l’inventeur méritent beaucoup mieux que cela.

Si, encore une fois, nos contrées ne sont pas favorisées du soleil autant qu’il serait désirable, il en est d’autres avec lesquelles il ne fait pas tant de façons : et c’est précisément dans celles-là que le combustible fait défaut, que l’eau potable, qui distillée le deviendrait, est rare et que l’emploi des machines est presque inconnu.

« L’extrême chaleur, dit fort bien M. Mouchot, est une cause de désolation autant que les froids les plus intenses. Sous un ciel de feu, l’homme et les animaux perdent de leur énergie ; l’eau manque le plus souvent, soit qu’on ne la rencontre qu’à de grandes profondeurs, soit qu’elle forme, comme au Sahara, des rivières souterraines coulant dans le sable à une faible distance du sol. En même temps la végétation disparaît ou ne se montre que par places : ses débris ne fournissent plus le combustible nécessaire aux besoins de la vie, et c’est ainsi que de vastes régions restent fermées à l’homme ou ne servent tout au plus de refuge qu’à des tribus à demi sauvages. C’est donc surtout alors, on ne saurait en disconvenir, qu’il convient d’utiliser les rayons du soleil, d’endiguer en quelque sorte cette force dévastatrice, et d’en faire pour l’espèce humaine, au lieu d’un fléau, un de ses plus puissants auxiliaires. » Et M. Mouchot se propose de le faire.

Il y a encore autre chose. Dans les hautes régions de l’atmosphère qu’on s’est mis à explorer dans ces derniers temps avec un courage et une audace inouïs, on sait que la raréfaction de l’air s’oppose à la combustion. Mais cette source de chaleur, qui est toujours là, ne pourrait-elle être utilisée? Nos physiciens aéronautes sont-ils d’ailleurs forcément confinés dans les études météorologiques ? Poser deTelles questions, comme on dit aux Chambres depuis qu’il y a des Chambres, c’est les résoudre. Un appareil Mouchot ne tiendrait pas grand’place dans une nacelle d’aérostat, et nous ignorons encore tout ce qu’on en pourrait tirer.

Dans la construction de son appareil, M. Mouchot s’est pénétré de ce principe bien connu, base aussi delà construction des serres de nos jardins : la lumière et la chaleur lumineuse traversent le verre, mais la chaleur obscure ne le pénètre pas ; de sorte que la chaleur lumineuse des rayons du soleil qui ont pénétré dans la serre à travers les vitres qui la couvrent s’y condense, parce que, de là, étant devenue obscure, il lui est impossible de traverser à nouveau le vitrage pour s’échapper. La cloche à melons est une démonstration encore plus simple du phénomène, mais il est inutile d’y insister. L’appareil de M. Mouchot n’est pas beaucoup plus compliqué que la cloche à melons. C’est une sorte d’abat-jour doublé intérieurement de feuilles métalliques brillantes, mais renversé, puisque le but poursuivi est inverse de celui que remplit l’abat-jour ordinaire placé sur la lumière d’une lampe. Les rayons du soleil tombant d’aplomb sur cet entonnoir-réflecteur se concentrent au foyer central, occupé par un tube de verre assez semblable à la petite cheminée de la lampe, si celle -ci avait été coupée au niveau de la partie étroite, inférieure ici, de l’abat-jour, et doublé d’une enveloppe intérieure noire, pour retenir plus mûrement encore la chaleur emmagasinée.

Cette chaleur ainsi emmagasinée devient telle qu’on peut aisément, avec son secours, préparer son café, faire cuire de la viande ou toute autre sorte d’aliments, distiller de l’alcool ou, à l’aide d’une chaudière improvisée avec une casserole ou un gobelet, mettre une petite machine en mouvement. Ces sortes d’expériences ont lieu depuis plusieurs années dans la cour même du lycée de Tours, et on peut y assister, quand le soleil le permet, dans le parc du Champ-de-Mars; dans la galerie des arts libéraux sont exposés des dessins de l’appareil. Un autre appareil fonctionne, toujours en temps favorable, au Trocadéro. De l’eau placée, en vase clos, dans le réservoir de l’appareil atteint aisément 153 degrés centigrades, et quarante minutes suffisent pour y amener un litre d’eau à l’ébullition. L’appareil enfin peut évaporer 5 litres d’eau par heure, et tant que le soleil ne sera pas caché par un rideau de nuages ou qu’il n’aura pas disparu de l’horizon, on pourra donc, comme on voit, faire marcher une machine avec la vapeur ainsi produite.

En 1877, M. Mouchot fit partie^d’une mission scientifique envoyée en Algérie. Il en profita pour se livrer à des expériences que le climat de ce pays facilitait, et qui furent en effet décisives. Son appareil lui permit de faire du pain, de cuire des œufs, des pommes de terre, de la viande, de distiller le suc des figues, dont on fait là-bas, comme en Grèce, une espèce d’eau-de-vie, et enfin de vaporiser de l’eau en quantité suffisante pour que la vapeur pût être utilisée comme force motrice. Ces résultats furent communiqués à l’Académie des sciences en mai ou avril 1878, et le conseil général d’Alger vota, à titre d’encouragement à l’inventeur, une somme de 5,000 fr. Nous espérons que l’Exposition de 1878 lui vaudra davantage, c’est-à-dire la seule récompense ambitionnée par l’inventeur, qui est la mise en sérieuse pratique de son invention.

©L'Exposition Universelle 1878


Un souvenir vient de nous ramener au Trocadéro; nous en profiterons pour parler au lecteur de la plus récente des inventions. Plus pratique que le téléphone, dont le fonctionnement régulier sera toujours à la merci d’une perturbation atmosphérique, bien supérieure au phonographe qui n’est qu’une curiosité, cette invention a pour objet l’utilisation pratique de la chaleur solaire.

Autrement dit, Phébus-Apollon réduit à l’état de combustible et faisant concurrence au charbon de Paris.

Ah ! si, du haut du ciel, sa demeure dernière, Rabaisse les yeux sur notre pauvre planète, combien il doit être mécontent de lui-même celui qui a écrit :

Nihil humani a me alienum puto.

Ce n’est plus là ce qu’il faut dire aujourd’hui; aujourd’hui, on est en droit de s’écrier :

Nihil divini a me alienum posco.

En effet, où s’arrêteront les progrès de l’homme ? Franklin a pris la foudre ; les aéronautes ont pris le ciel, et voilà que M. Mouchot prend le soleil.

Un spécialiste qui signe du pseudonyme modeste de « Un Ingénieur » d’excellents articles, a décrit ainsi dans le journal la France l’appareil de M. Mouchot, d’après la conférence faite à ce sujet par M. Pifre, au palais du Trocadéro :
« M. Mouchot a fait construire un grand entonnoir évasé, en airain, poli à l’intérieur. Il est facile de comprendre qu’un faisceau de rayons solaires tombant sur ce miroir conique seront réfléchis et viendront se couper sur l’axe de l’entonnoir.

« Sur cet axe, M. Mouchot place un petit vase cylindrique en cuivre mince, noirci à l'extérieur, et qui contient la matière à chauffer.

« Les rayons solaires réfléchis sont absorbés par la surface noircie du vase de cuivre, et la matière placée à l’intérieur pourra s’échauffer. Mais, en s’échauffant, elle dégagera à son tour de la chaleur, et, par conséquent, se refroidirait très-vite, si l’on ne prenait la précaution d’entourer le vase de cuivre d’un cylindre de verre.

Il se produit alors un fait qui demande quelques détails et que nous allons expliquer brièvement en le caractérisant d’un mot : c’est la théorie de la cloche à melon.

Il y a deux sortes de chaleur : la chaleur du soleil, d’un feu, d’une flamme et celle d’un vase contenant de l’eau bouillante, celle d’une barre de fer chauffée à blanc et celle qu’émet cette barre de fer lorsqu’elle est encore chaude et qu’elle n’est déjà plus rouge. Pour employer les termes exacts, il y a la chaleur lumineuse et la chaleur obscure.

Or, le verre, le cristal de roche, la glace laissent parfaitement passer les rayons de chaleur obscure. Si donc nous plaçons, dans un jardin, des plantes sous des cloches en verre, ou dans une serre, ou dans un châssis vitré, ces plantes recevront du soleil une certaine quantité de chaleur lumineuse qui les échauffera. Étant chaudes à leur tour, elles émettront de la chaleur qui sera obscure et qui, par conséquent, ne passera pas à travers le verre qui les environne. De là cette élévation de température, très-facile à constater avec la main sous les châssis vitrés, quels qu’ils soient.

L’eau jouit, sous ce rapport, de propriétés analogues à celle du verre. C’est ce qui explique l’élévation de température qu’éprouve la vase au fond des étangs peu profonds. C’est ce qui peut expliquer aussi, jusqu’à un certain point, que l’eau de la mer puisse se maintenir à une température relativement élevée, malgré l’énorme quantité de chaleur dépensée par l’évaporation à la surface.

« Enfin, la vapeur d’eau dont se charge notre atmosphère a le même effet sur la chaleur absorbée par la terre. L’humidité de l’atmosphère a donc pour résultat de ralentir le refroidissement de notre globe.

« On saisit de suite, d’après cela, l’effet du manchon de verre qui entoure le vase de cuivre dans l’appareil de M. Mouchot, et l’on conçoit facilement qu’en accumulant de la chaleur en un point et en l’empêchant de se perdre au dehors, il ait pu obtenir d’elle ce qu’il en désirait.

« Il n’est pas besoin d’insister beaucoup sur l’importance de cette découverte pour faire comprendre tout ce que l’on en peut attendre.

« Le premier résultat obtenu a été la fusion du plomb et de l’étain; puis, plus tard, l’ébullition de l’eau. Il ne faut pas s’étonner que l’eau n’ait été essayée qu’en second lieu, car il faut presque trois fois autant de chaleur pour réduire en vapeur un gramme de glace que pour fondre un gramme de plomb. »

M. Mouchot s’est fait le raisonnement suivant :
« L’extrême chaleur est une cause de désolation autant que les froids les plus intenses. Sous un ciel de feu, l’homme et les animaux perdent de leur énergie ; l’eau manque le plus souvent, soit qu’elle forme, comme au Sahara, des rivières souterraines coulant dans le sable à une faible distance du sol. En même temps la végétation disparaît et ne se montre que par places : ses débris ne fournissent plus le combustible nécessaire aux besoins de la vie, et c’est ainsi que de vastes régions restent fermées à l’homme ou ne servent tout au plus de refuge qu’à des tribus à demi sauvages. C’est donc surtout alors, on ne saurait en disconvenir, qu’il convient d’utiliser les rayons du soleil, d’endiguer en quelque sorte cette force dévastatrice, et d’en faire pour l’espèce humaine, au lieu d’un fléau, un de ses plus puissants auxiliaires. »

Les expériences faites ont donné raison à M. Mouchot. En 1877, chargé d’une mission scientifique en Algérie, il se servit de son appareil pour faire du pain, cuire des œufs, des pommes de terre, de la viande, et distiller du suc de figues qui sert à faire de l’eau-de vie.

Nous terminerons par un détail qui donnera au lecteur une idée plus haute encore de l’inventeur. Il ne s’agit de rien moins que d’employer la chaleur du soleil comme force motrice.

En effet, de l’eau, placée dans le réservoir de l’appareil, atteint aisément 153 degrés centigrades, et quarante minutes suffisent pour y amener un litre d’eau à ébullition.

L’appareil peut évaporer 5 litres d’eau par heure.

Donc, tant que le soleil ne sera pas caché par un rideau de nuages ou qu’il n’aura pas disparu de l’horizon, on pourra faire marcher une machine avec la vapeur ainsi produite.

M. Victor Meunier, d’un autre côté, a donné dans le Rappel des renseignements un peu plus techniques et qui compléteront ceux que nous venons de citer :
« Vous savez que les physiciens appellent calorie la quantité de chaleur nécessaire pour élever d’un degré (centigrade) la température d’un litre (ou kilogramme) d’eau. Eh bien, à Alger, en avril, la chaleur fournie par chaque mètre carrée du miroir solaire a été de 7 calories par minute; en mai, elle a été de 8 calories; en juin et juillet, de 8,5.

« Exprimé en langage courant, ceci revient à dire que 1 litre d’eau à 20 degrés (température ambiante) étant mis dans le récipient d’un bouilleur solaire dont le miroir a 1 mètre carré de surface, ce litre d’eau est porté à 27 degrés à la fin de la première minute, à 34 à la fin de la seconde, et qu’enfin il bout en douze minutes, gratis. En une heure, le même réflecteur tire de ce litre d’eau 1,322 litres de vapeur pesant 778 grammes. Cela avec un petit miroir; et d’après les expériences de l’auteur, les résultats sont augmentés de moitié quand on emploie de grands réflecteurs.

« Voici maintenant, comme termes de comparaison, les quantités de chaleur recueillies en divers lieux de l’Algérie aux époques qui vont être indiquées :
Calories
Sétif..........1er août 8h..............8.7
Constantine. . 3 août 10h. (ciel voilé). . . 7.4
Biskra........10 août 10 h………………9.O
Pic de Touggourt 23 août 10 h. (2,100m de haut) 9.0
Médéah……..16 sept 7h................7.7
Lagouat.......22 sept 10h..................8.»
Gerville...... 4 oct. 8h................8.7
Hauts-Plateaux. 6 oct 10h..............9.4
Oran...........23 oct 3h..............1.8

« Je crois avoir réussi, dans ces excursions, à vulgariser les petits appareils solaires destinés à la cuisson des aliments et du pain, à la distillation des alcools, etc. »

J’extrais ceci d’une note de M. Mouchot à l’Académie des sciences. Il faudrait, en effet, que les Algériens fussent singulièrement brouillés avec eux-mêmes pour que, après les chiffres qui précèdent, le succès que le professeur de Tours se flatte d’avoir obtenu ne fût pas définitivement acquis.

« Pour ces pays et même pour beaucoup d’autres d’une latitude plus élevée, à plus forte raison pour ceux d’une latitude moindre par conséquent pour une très-notable partie de la surface du globe, l’invention de M. Mouchot équivaut donc à la découverte d’innombrables et d’immenses gisements de charbon, (que dis-je là!) à la découverte d’un universel et inépuisable approvisionnement de combustible. Et cela n’exprime encore qu’un côté des choses. Il faut noter que cette somme de chaleur est gratuite, c’est-à-dire qu’elle ne donne lieu à aucune dépense d’exploitation, qu’on en use sans travail et qu’elle se rend d’elle-même où on a besoin d’elle. Est-ce tout? nullement. Ajoutez qu’avec cet invraisemblable procédé de chauffage il n’y a ni fumée ni odeur, que les appareils ne s’encrassent point, etc... Mais devant les avantages précédemment énoncés, ceux-ci, malgré leur importance, deviennent tout à fait négligeables. Si un jour les tropiques n’élèvent pas de statues à M. Mouchot comme à un bienfaiteur, les tropiques seront des ingrats.

©Les Merveilles de l'Exposition de 1878