Les machines à vapeur

[worldfairs]

Texte de "L'Exposition Universelle de 1889 par Léon Malo"

Dire que les machines à vapeur exposées au Champ-de-Mars en 1889 sont aussi nombreuses que les étoiles au firmament serait une exagération à peine excessive. Et leur variété est aussi grande que leur nombre. Il y en a d’énormes et de minuscules; il y en a dont la puissance est de 1,000 chevaux et d’autres de la force d’un poulet-vapeur ; il y en a de luxueuses et de mal vêtues, qui ne sont pas toujours les plus mauvaises ; il y en a de paisibles et de flegmatiques marchant à pas comptés ; d’autres qui ont l'air d’avoir pris le mors aux dents et dont l’œil peut à peine suivre les évolutions. Ce sont celles-ci qui tiennent le haut du pavé et violentent l’attention du visiteur.

Cependant, en cet amas d’appareils aux aspects divers, où l’ingéniosité du mécanicien s’est donné si large carrière, on ne saurait citer une de ces nouveautés qui révolutionnent l'industrie. Beaucoup d’habileté à simplifier ou à compliquer les détails, grand souci de la toilette extérieure, constante préoccupation de marcher plus vertigineusement que la voisine ; mais rien, ce me semble, qui puisse passer pour une œuvre de génie. On y voit que la tendance générale des constructeurs est à l’accroissement excessif des vitesses et à la minutieuse régularité de marche des moteurs. Ambition qui part d'un bon naturel, mais qu’il conviendrait de ne pas exagérer, surtout aux dépens de l’économie de combustible. Les besoins de l’électricité ont pesé, cela se voit, sur les allures actuelles de la mécanique générale. Puis la mode s’en est un peu mêlée, comme elle se mêle de tout, mal à propos, et aujourd’hui, au contraire des vieux et vrais principes, la machine la plus admirée n’est pas celle qui mange le moins et rend le plus, mais celle qui fait le plus de tours par minute.

J’en demande pardon aux dames qui ont entrepris de lire cette lettre-ci ; mais, pour pouvoir m’expliquer clairement sur le sujet qu’elle traite, je crois indispensable de rappeler à celles qui, par hasard, l’auraient oublié, de quelle façon fonctionne ce moteur si complaisant qui travaille, sans jamais se lasser, pour leur procurer le nécessaire de la vie, depuis l’œillet de leurs corsets jusqu’au lacet de leurs bottines. Il n’est plus permis, d’ailleurs, à personne d’aucun sexe d’ignorer les mœurs et l’anatomie de ce merveilleux artisan, à défaut duquel, désormais, l’existence même de l’homme serait mise en question. Les gens du monde excuseront donc les quelques lignes qui vont suivre ; les savants sont priés de les passer.

On a fait chauffer de l’eau dans une chaudière fermée et aux trois quarts pleine. Cette eau s’est mise en vapeur ; cette vapeur accumulée dans l’espace vide, et surchauffée, acquiert une tension qui, si elle était poussée trop loin, ferait sauter la chaudière ; à supposer que celle-ci ne fût point assez solide. Voilà une force captive qu’il s’agit d’utiliser.

Si l'on ouvre une issue à la vapeur emprisonnée, elle s'échappe avec violence et s’épanouit en un énorme volume dans l’atmosphère, où elle se condense. Si avant de la laisser se disperser librement dans l’air, on l’introduit dans un cylindre au-dessous d’un piston mobile, l’effort qu’elle fait pour se détendre soulève ce piston et le repousse à l'autre bout du cylindre, avec une puissance proportionnée à sa compression, c’est-à-dire à la température à laquelle on l'a élevée.

Supposez maintenant que ce cylindre soit clos à ses deux extrémités et que le piston puisse s’y promener librement à l’aller et au retour ; la vapeur introduite alternativement sur ses deux faces, puis évacuée en temps utile par des orifices percés ad hoc, le repoussera d'une extrémité à l’autre de ce cylindre, comme deux raquettes se renvoient un volant. Imaginez une tige de fer attachée au piston, traversant, par un trou étanche, l’un des fonds du cylindre et allant, au moyen d’un organe spécial appelé bielle, tourner la manivelle d’un arbre moteur qui donne le mouvement à n’importe quoi, voilà la machine à vapeur.

La machine rudimentaire, bien entendu ; car, depuis cent ans, des milliers d’inventeurs se sont creusé la cervelle pour perfectionner ce serviteur incomparable, pour le rendre plus universel, plus obéissant et plus économique. Le plus récent de ces perfectionnements, celui dont je parlerai parce qu’il s’affirme à l’Exposition avec une autorité que l’on serait tenté même de trouver un peu despotique, est connu sous le nom de système Compound.

Ici encore, quelques mots de technologie paraissent nécessaires. Je les abrégerai de mon mieux.

Jeter, libre, dans l’atmosphère la cylindrée de vapeur, après son travail de propulsion accompli, était une fausse manœuvre qu’on ne tarda pas à perfectionner. La vapeur, en effet, sortait de là avec toute sa pression et toute son énergie ; on perdait ainsi la plus grande partie de sa force d’expansion, qui se dépensait stérilement dans l’air libre. On imagina de s’approprier de la façon suivante cette force perdue.
Lorsque le piston, en mouvement, n’est encore qu’à une fraction de sa course, mettons au dixième, on supprime brusquement l’entrée de la vapeur. Ce qui en est entré déjà n’en continue pas moins à pousser le piston en avant avec une force naturellement décroissante, comme ferait un ressort qui se débande, ou un manœuvre dont la vigueur s’épuise. La vapeur n’est ainsi expulsée au dehors qu’à l’état inerte et lorsqu’on ne peut plus lui demander aucun effort. Il faudrait, pour rendre ceci complet, expliquer le rôle d'auxiliaire que joue l’engin appelé condensateur-, mais j'ai déjà, je pense, assez de pédagogie à me faire pardonner. Les demoiselles qui ont leur brevet supérieur expliqueront la chose aux autres.

Cette utilisation des forces décroissantes de la vapeur s’appelle la détente. Toutes les machines à vapeur sont aujourd'hui à détente ; mais elle peut être aménagée de cent façons diverses. Le système Compound en est la dernière incarnation et, pour le moment, la plus en faveur; je vais dire pourquoi.

Le prodigieux accroissement qu’ont pris depuis quelques années les machines électriques, dont les vitesses atteignent jusqu’à 3,000 tours par minute, a imposé à la machine à vapeur des conditions nouvelles. En vue d’éviter les organes intermédiaires trop nombreux et de diminuer le volume des moteurs, que l’on est obligé souvent de placer dans les sous-sols ou dans les dépendances des maisons habitées, on a été conduit forcément à augmenter les vitesses des machines motrices. Une machine à vapeur qui fait 120 ou i5o tours par minute n'a plus rien, aujourd’hui , d’effrayant. Cet accroissement impose naturellement une plus grande rapidité dans l’admission et dans l’évacuation de la vapeur ; à ce point que la détente n’a plus le temps de s’accomplir dans le quart de seconde que dure la course du piston.

On a été amené, pour satisfaire à ces nécessités nouvelles, à employer, ou plutôt à ressusciter, un ingénieux subterfuge que voici :
Au lieu de vapeur à une pression de 5 à 6 kilos, tension moyenne des machines ordinaires, on se sert de vapeur à 10 ou 12 kilos, ce qui correspond à peu près à 10 ou 12 atmosphères. Cette vapeur est introduite d’abord dans un petit cylindre, où elle n’opère qu’une partie de sa détente. Une fois partiellement détendue, elle est admise à venir dépenser le reste de sa tension dans un second cylindre, nécessairement plus grand puisqu'elle a augmenté de volume, où elle achève son expansion.

Quand j’étais à l'école, ce qui ne date point d'hier, cela s’appelait la machine de Woolf, du nom de l’inventeur; à présent c'est la machine Compound. J’ignore pourquoi. Il paraît que l’art de démarquer le linge n’est pas le privilège exclusif des gens de lettres.

Va donc pour Compound, puisque le mot est consacré. La Compound a pour principaux et indiscutables avantages d’utiliser la vapeur à très haute pression et de donner à l’arbre moteur, par la disposition de ses deux manivelles perpendiculaires, une régularité précieuse pour la production de la lumière électrique; plus précieuse encore pour les puissantes machines marines, auxquelles manque forcément l’élément pondérateur du volant et qui, faute d’espace pour les transmissions intermédiaires, doivent commander directement l’arbre de leurs hélices. Elle se prête aussi très bien aux manœuvres de changement de marche ; ce qui a déterminé plusieurs compagnies de chemins de fer à les adapter aux locomotives qu’elles ont exposées. Quelques Compound ont jusqu’à trois et quatre cylindres, que traverse successivement
la vapeur, en laissant dans chacun une portion de sa puissance expansive, jusqu’à épuisement total.

La Compound a pris dans la Galerie des machines le haut du pavé ; elle s’y carre en souveraine, et je conviens qu’elle y fait bonne figure. Mais ses succès spéciaux l'ont sans doute grisée ; elle est devenue quelque peu envahissante. Non contente de la faveur parfaitement méritée que lui ont value les services rendus dans des circonstances particulières, elle a prétendu conquérir l’industrie entière ; en quoi elle me paraît bien pressée. Il faudrait savoir d'abord si cette intrusion est légitime ; si l’emploi de la vapeur, élevée à des pressions excessives et fatigantes pour les appareils, n’est pas imprudent et, en fin de compte, onéreux. Cet engouement, à moitié justifié, aura sûrement sa réaction quelque jour.

On en pourrait dire autant de la machine Corliss, qui partage avec la Compound les honneurs de la fête. On sait que le caractère essentiel de la Corliss consiste dans le remplacement des appareils d'admission et d’évacuation de la vapeur, appelés tiroirs, par des robinets que commandent des déclics à ressorts. La manœuvre de ces robinets, qui procurent avec de faibles efforts des mouvements d’ouverture et de fermeture très rapides, est faite elle-même par un régulateur extrêmement sensible. De là une souplesse remarquable du moteur et une obéissance servile au travail qu’on lui impose, très appréciée dans les industries qui, comme les filatures, exigent une grande régularité dans la vitesse.

Les machines Corliss abondent à la Galerie des machines et certains constructeurs en ont fait de véritables monuments. Celle exposée par la maison Farcot, avec ses 1,200 chevaux de force, est un monstre magnifique, non-seulement par sa taille, mais aussi par l’admirable précision de ses organes. La machine à triple expansion de MM. Veyher et Riche-mont est aussi une œuvre superbe. Celle de M. Berger-André, de Thann, avec des organes très ingénieusement combinés et une grande élégance dans la démarche, représente dignement la machinerie de l’Alsace française. La maison Sulzer, de Wintertur, est aussi de celles qu'il faut citer pour l’honneur que ses produits font à la Suisse. Rien à dire du Creusot, si ce n’est que c’est la perfection achevée, avec trop de coquetterie peut-être dans la mise. Il y en a vingt autres encore dont la belle prestance retient la foule et dont les mouvements pittoresques éveillent le sourire. La manœuvre simultanée des quatre robinets a donné prétexte, en effet, à des caprices de cinématique d’une originalité qui suffirait pour faire à la machine Corliss des succès radicalement étrangers à la mécanique.

Compound et Corliss ; voilà donc à quoi se réduisent, en tant que nouveauté, les progrès révélés par l'Exposition de 1889. Progrès évidents et méritoires, pourvu seulement qu’on ne s’avise pas de les appliquer mal à propos. J’ai admiré comme tout le monde, surtout dans la perfection de leurs détails, les belles machines construites d’après ces systèmes par les bons faiseurs suisses, belges et français, toutes flambantes dans leur parure neuve, avec leur étincelante orfèvrerie de bronze et de nickel; mais je ne voudrais pas qu’elles prissent les allures d’une invasion. Ce que la grande industrie demande principalement à ses moteurs, c’est d’être sobres de houille et d'huile ; c’est aussi de se déranger le moins possible; deux conditions qui ne s'accordent guère avec la théorie de la vitesse à tout prix et de la pression à tout casser. Et puis, entre nous, ces ajustements extra-élégants ne me semblent guère convenables pour un engin dont le rôle n’est pas précisément folâtre. Un moteur sérieux n'a pas besoin, pour se faire valoir, de ces toilettes tapageuses qui feraient prendre certains coins de l’Exposition pour des réunions de machines du demi-monde.

Je m’arrête sur ce desideratum que quelques-uns trouveront peut-être arriéré, mais auquel les gens avisés et prudents, même les plus émerveillés des splendeurs du Champ-de-Mars, donneront certainement raison. Il me reste maintenant à obtenir ma grâce du lecteur auquel j’ai infligé aujourd’hui un sujet aussi aride. Il a été convenu, n’est-ce pas? dès le début de ces lettres, que, si nous ne pouvions tout voir, n’ayant à y consacrer ni dix années, ni cent volumes, nous verrions du moins un peu de tout. D’ailleurs n’est-elle pas souverainement belle cette création prodigieuse des Papin, des Watt, des Seguin, des Stephenson, dont la théorie est si sèche, mais dont l’influence a été si colossale sur l’économie de l’existence humaine? N’est-il pas d’une poésie transcendante le drame de cette incommensurable force domptée, capable de soulever le monde et obéissant au doigt d’un enfant ? Y a-t-il dans les énormes fictions mythologiques avec lesquelles on a estropié nos intelligences de dix ans, y a-t-il une seule fable aussi grandiose que cette réalité? Je ne le crois pas ; ni vous non plus, madame, qui avez eu la constance de me lire jusqu’ici sans jeter le livre. Cette dernière hypothèse est peut-être un peu osée de ma part. Ayez cependant la charité de m’y laisser croire. Cela calmera l’inquiétude que m’inspire le sort de cette lettre maussade.