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Machine à vapeur

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Maquette d'une machine à vapeur de James Watt

Une machine à vapeur est un moteur qui utilise comme source d'énergie la vapeur d'eau : de l'eau rendue à l'état gazeux après avoir été portée à ébullition par une source d'énergie thermique provenant le plus souvent d'une combustion. La machine à vapeur est le point de départ de la Révolution industrielle.

Histoire[modifier]

Au XVIIe siècle, un inventeur français, Denis Papin, observe que l'eau bouillant dans un récipient fermé par un couvercle se transforme en un gaz capable de déplacer le couvercle. Il découvre ainsi la force de la vapeur. De multiples inventeurs, surtout britanniques, vont construire des machines utilisant le pouvoir de la vapeur.

Dès 1712, Thomas Newcomen construisit des machines capables de pomper l'eau qui s'infiltrait au fond des mines. Mais ce n'est qu'en 1769 que James Watt inventa une machine à vapeur performante. Les machines à vapeur se répandent au XIXe siècle, fournissant la force motrice dans les usines. Elles servent également de moteurs pour les locomotives, les bateaux à vapeur et les premières automobiles qui préférèrent rapidement les moteurs à essence, moins encombrants.

Au XIXe siècle, la machine à vapeur devient le moteur des usines. Dans les filatures et tissages, elle actionne les métiers, mais aussi dans les forges où elle actionne d'énormes marteaux-pilons. Au début du XXe siècle, ces machines à vapeur d'usines ont été remplacées progressivement par de puissants moteurs électriques, mais certaines hautes cheminées cylindriques ont été conservées comme témoignage de cette époque industrielle historique.

Machine à vapeur en action. À gauche (en rose), la vapeur admise dans le cylindre. Un tiroir mobile permet l'admission alternative de la vapeur sur les deux faces du piston. Le piston est terminé par une bielle, elle-même reliée à une roue. Le déplacement du piston crée un mouvement rectiligne en aller et retour continu de la bielle. Par un système (à droite) ce mouvement rectiligne se transforme en mouvement circulaire qui met la roue en action. La vapeur s'échappe du cylindre grâce à des soupapes qui s'ouvrent et se ferment alternativement. La vapeur refroidie est dirigée vers le bouilleur et son circuit recommence.

Fonctionnement[modifier]

La machine à vapeur fonctionne, comme son nom l'indique, grâce à la vapeur. On chauffe de l'eau pour avoir de la vapeur ; la vapeur, comme tout gaz, cherche à prendre le maximum de place et quand elle manque de place, elle pousse pour obtenir de l'espace. La machine à vapeur utilise donc la force que dégage la vapeur.

La chaudière d'une machine à vapeur s'appelle le bouilleur, l'ensemble des tuyaux le tuyautage et celui qui entretient le feu le chauffeur1. La vapeur d'eau est dirigée grâce à des tuyaux vers un cylindre où peut se déplacer un piston. Le piston est relié à une roue grâce à une bielle. Le déplacement du piston, dans un aller et retour continu provoqué par l'admission de la vapeur sur les deux faces du piston, permet à la bielle de mettre en action la roue. Si cette roue est reliée, par des courroies ou des chaînes, à une machine celle-ci se met en mouvement.

Voir aussi[modifier]

Note[modifier]

  1. « Bouilleur », « Chauffeur », « Tuyautage », dans Le Nouveau Littré, éd. Garnier, 2007.


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