Quelques étapes de l’évolution de la machine a vapeur

Plus que toute autre invention, la machine à vapeur symbolise la révolution industrielle. Elle est, en tout cas, le prélude à une révolution énergétique d’une immense ampleur, car, pour la première fois, l’homme peut produire de l’énergie motrice indépendamment des circonstances naturelles.
La machine à vapeur, en affranchissant l’industrie des liens de dépendance avec la nature par l’intermédiaire de ses convertisseurs d’énergie habituels (moulins à eau, à vent et à marée), inaugure véritablement l’ère moderne du machinisme.


Les traces des premières utilisations de la vapeur ont été découvertes dans les reliques de l’ancienne civilisation Egyptienne.
Ce dispositif est plus généralement reconnu comme la première machine à vapeur bien que son utilité reste insoluble.
Deux petits tuyaux coudés sont diamétralement opposés sur une sphère, et ouverts à leur extrémité. Quand le chaudron rempli d’eau est positionné au dessus d’un feu, de la vapeur se forme et s’échappe par les conduites (EF) et (CL) jusque dans le globe. Grâce à la différence de pression entre l’intérieur et l’extérieur de la sphère, la vapeur sort des tuyaux coudés en créant un couple qui provoque un mouvement de rotation de la sphère autour de l’axe (MF).

Mais les plus importantes avancées sont apparues en Grande-Bretagne.
Thomas SAVERY était un membre d’un famille connue du Devonshire en Angleterre. Il est né à Shilston vers 1650. Il a eu une très bonne éducation et est devenu ingénieur militaire. Il présentait de grandes facilités pour la mécanique, les mathématiques et accordait beaucoup de temps aux expérimentations et aux inventions.

Il a travaillé, au début de sa vie, dans la marine où il a inventé de nombreux appareils. Malheureusement, il eut des problèmes avec les hauts responsables et a été renvoyé. C’est à ce moment là que SAVERY est devenu un des inventeurs du moteur à vapeur. Il n’aurait pas été connu s’il n’était pas un contemporain de SOMERSET.

SAVERY avait remarqué la difficulté d’extraire l’eau des mines Britanniques, surtout dans les profonds puits du Cornwall. Toutes les tentatives faisant appel à des machines mécaniques s’étaient avérées infructueuses.
En 1698, SAVERY déposa le brevet de son invention exposa son travail sur un modèle réduit à la " Royal Society of London " et fut comblé d’éloges, tout le monde étant persuadé de l’efficacité et de l’utilité de cette machine.
En réalité, SAVERY avait développé une manière assez particulière et différente des autres inventeurs de l’époque pour introduire ses inventions. Il commençait systématiquement par de la publicité et faisait des plans par forcément bien connu mais surtout compréhensible même dans le détail.

Pour chaque réservoir (D), un tuyau part du haut et descend pour former le tuyau d’aspiration., un autre part du bas et monte pour former le tuyau de rejet.
Le principe de fonctionnement d’un réservoir est le suivant :
Considérons pour commencer le réservoir gauche plein d’eau.
De la vapeur est fabriquée dans la bouilloire (B), puis envoyées sous pression dans le réservoir. L’eau est alors expulsée dans le tuyau de rejet, la vanne du tuyau d’aspiration étant fermée.
Après la fermeture du robinet (C) et de la vanne de rejet, la vapeur va se condenser dans le réservoir créant ainsi un vide. En ouvrant la vanne d’aspiration la pression atmosphérique va pousser l’eau dans le réservoir. Il va se remplir et le cycle pourra recommencer.
La présence du deuxième réservoir n’est pas indispensable mais il permet d’obtenir un débit plus régulier dans le tuyau de rejet.

Au cours des années suivantes, il perfectionna sans cesse son invention pour arriver à une machine réellement efficace et autonome en 1702.

SAVERY s'associa avec l'ingénieur et mécanicien anglais Thomas NEWCOMEN (1663-1729) en 1698 dans le but de trouver de nouvelles solutions plus rapidement. Ensemble, ils mirent au point, en 1705, la première machine atmosphérique utilisable

Pendant que DESAGULIER tentait d’améliorer la première machine de SAVERY, le duo proposa un moteur composé de trois éléments principaux : une bouilloire, une pompe et un ensemble piston/cylindre.

Piston en position basse, de la vapeur est envoyée dans le cylindre. La pression atmosphérique étant compensée, la tige de la pompe descend alors par son propre poids.
Ainsi, le piston remonte grâce au bras de levier.
A ce moment, un jet d’eau froide est envoyé dans le cylindre pour augmenter la vitesse de condensation, c’est à dire la vitesse d’apparition du vide.
L’eau résiduelle est évacuée par un tuyau fixé en bas du cylindre.