LES MOTEURS - HISTORIQUE

<= Notes sur les pratiques techniques

Antiquité: C'est vers le second siècle avant J.C. que se développa une industrie des moulins à eau. Aux connaissances hydrauliques se joint des connaissances pneumatiques, et les anciens ont conçu la pompe aspirante et foulante, le siphon, l'orgue à soufflet et l'orgue à compression, l'hodomètre, etc. Toutefois, la puissance de la vapeur ne fût jamais employée industriellement, et de trés nombreuses inventions sont en fait restées à l'état de curiosité techniques et scientifiques.

Turbine à vapeur à réaction de Héron ou Boule de Héron (à gauche) et pompe aspirante et foulante de Philon (à droite):

Boule de héron     

Hodomètre (à gauche) et vis hydraulique (à droite):

hodomètre    

Moulin à eau romain (à gauche) et Moulin à vent XIV° siècle (à droite):

     Moulin à vent XIV° siècle

La machine à vapeur: Le génie technique semble jouer avec la vapeur depuis l'antiquité. Le moteur à vapeur ne fut toutefois mis au point qu'aprés un long usage des pompes à vapeurs, issues des besoins de l'industrie minière.

Turbine à impulsion de Giovanni Branca - architecte italien - 1629:

Machine de Savery (1698): Le principe de cette machine était d'introduire de la vapeur d'eau dans un cylindre que l'on refroidissait par arrosage d'eau froide. La vapeur se condensant on créait un vide qui aspirait l'eau. Une  fois cette eau aspirée on la refoulait par un nouvel arrivage de vapeur.

  1. la vapeur arrive en D et remplit le réservoir A, les robinets E et F étant fermés
  2. On ferme D et On fait condenser la vapeur de A,  F étant fermé. L'eau monte par E et remplit A
  3. On ferme le robinet E, D et F étant ouvert. La vapeur refoule l'eau par le tuyau C
  4. On recommence le cycle à partir de 2

Machine atmosphèrique de Newcomen: Cette machine utilise un cylindre muni d'un piston avec joint de cuit ou de corde suiffée, et couche d'eau sur le pourtour. Dans un premier temps la vapeur fait monter le piston dans le cylindre. Dans un deuxième temps la condensation de la vapeur fait redescendre le piston 

  1. la vapeur, issue d"une chaudière distincte de la machine, arrive par le robinet F dans le cylindre A
  2. le piston B se soulève et arrive en bout de course
  3. on ferme F et on introduit par D un jet d'eau qui condense la vapeur
  4. le piston descend, mu par la pression atmosphèrique sur sa face supèrieure, l'eau et la vapeur résiduelles s'évacuant par E

machine de Newcomen

Machine de watt: Cherchant à améliorer la machine de Newcomen, Watt, fils d'ouvrier, chercha dabord à éviter les condensations intempestives de vapeur, et agit sur tous les points sensible de la machine originale. Il eut alors l'idée géniale de condenser la vapeur dans un récipient spécial, le condenseur, dont on pouvait abaisser la température sans gêne. Une deuxième amélioration consistait à utiliser non plus la pression atmosphèrique, mais la vapeur elle même comme pression motrice. Rien ne s'opposait alors à l'emploi de vapeur haute pression, ne coutant pas beaucoup plus de charbon, et produisant un travail beaucoup plus considèrable.

machine de Watt

La suite logique était d'utiliser la vapeur alternativement sur les deux faces du piston. Dés 1781-82 la machine à double effet, régularisée par un volant et un régulateur à boules, se trouvait mise au point.