Kitabı oku: «Histoire documentaire de la mécanique française»
Émile Eude
Histoire documentaire de la mécanique française
Publié par Good Press, 2022
EAN 4064066335205
Table des matières
PRÉFACE
NOTICE SUR LE MUSÉE CENTENNAL DE LA MÉCANIQUE FRANÇAISE
CATALOGUE DES TABLEAUX PHOTOGRAPHIQUES
I. - MÉCANIQUE RATIONNELLE
11. CINÉMATIQUE
13. DYNAMIQUE
II. — MACHINES MOTRICES
21. MOTEURS ANIMÉS
22. MOTEURS HYDRAULIQUES
23. MOTEURS PNEUMATIQUES
24. MOTEURS THERMIQUES
242. MOTEURS A AIR CHAUD
243. MOTEURS A GAZ
244. MOTEURS THERMIQUES DIVERS
III. — TRANSMISSION DU TRAVAIL
30. GÉNÉRALITÉS
31. TRANSMISSIONS MÉCANIQUES
33. APPAREILS RÉGULATEURS
IV. — MACHINES ÉLÉVATOIRES ET MACHINES DE COMPRESSION
41. ÉLÉVATION DES SOLIDES
42. ÉLÉVATION DES LIQUIDES
43. COMPRESSION ET MOUVEMENT DES GAZ
V. - MESURE DES QUANTITÉS MÉCANIQUES
51. MESURE DES POIDS
52. MESURE DES FORCES ET PUISSANCES
53. MESURE DES PRESSIONS
54. MESURE DES TEMPS ET VITESSES
55. MESURE DES VOLUMES
56. MESURE DU TRAVAIL
57. MESURES DIVERSES
IX. — DIVERS
TABLEAUX PROVENANT DE COLLECTIONS PARTICULIÈRES
LA MÉCANIQUE RATIONNELLE ET EXPÉRIMENTALE
[LISTE DES PRINCIPAUX MÉCANICIENS FRANÇAIS]
CATALOGUE DES MODÈLES PROVENANT DE COLLECTIONS DIVERSES
MODÈLES
COMPRIS DANS L’ANNEXE DU MUSÉE CENTENNAL ET PROVENANT DU CONSERVATOIRE NATIONAL DES ARTS ET MÉTIERS
PRÉFACE
Table des matières
«Votre Musée de la Mécanique est la revanche des morts. Il devrait rendre les vivants modestes...»
PAROLES D’UN VISITEUR ÉTRANGER.
A notre époque, où l’on parle tant de «leçons de choses», quelle leçon serait plus profitable à la formation des esprits, que le spectacle des grandes découvertes passées? Une Histoire de la Mécanique par les faits, par l’image ou le modèle des inventions qui marquent les étapes de la science, n’est pas seulement capable d’intéresser toutes les intelligences cultivées; elle est éminemment propre à développer les esprits inventifs, à généraliser leurs idées, à leur épargner des efforts stériles.
C’est dans cette pensée que les hommes distingués, préposés à l’organisation des classes mécaniques pour l’Exposition terminale du XIXe siècle, avaient groupé, dans leur Musée centennal, toute une série de documents de premier ordre et dont plusieurs étaient ignorés même des spécialistes. C’est dans une pensée analogue que nous avons entrepris cette Histoire documentaire de la Mécanique française d’après le Musée centennal de la Mécanique à l’Exposition universelle de 1900 .
Le titre de l’ouvrage définit notre programme. Nous présentons au public une suite de petites études détachées, que réunit entre elles un lien logique, le lien même du Catalogue dressé naguère pour l’Exposition, selon la classification du Conservatoire national des Arts-et-Métiers, à Paris. Les questions étant rangées par ordre de matières , rien de plus facile que de s’orienter; d’ailleurs un index alphabétique des noms cités dans le volume rendra les recherches encore plus aisées.
Cet ouvrage est donc (si vous voulez) un Catalogue raisonné du Musée de la Mécanique française. Nous garderons à ce Musée son titre officiel de centennal (1789-1889); en réalité, le titre exact serait Musée rétrospectif, car les dates des objets exposés dépassaient sensiblement le cadre du siècle. Mais, ainsi que le faisaient observer les Règlements, outre qu’il est impossible d’isoler absolument un siècle, à quelque point de vue que ce soit, il faut admettre que «les inventions antérieures constituent comme une préface» de la Mécanique contemporaine; et la préface est toujours utile pour éclairer le livre, — quelquefois indispensable.
Il ne s’agit ici, bien entendu, que de Mécanique générale, de ce qui se rapportait au «groupe IV» de l’Exposition de 1900. La Mécanique générale, ce n’est pas la «Mécanique en général» : loin de là ! ce n’en est qu’une très petite fraction.
Les appareils qui ressortissaient au groupe IV, ce sont les appareils mécaniques trouvant leurs applications à la fois dans plusieurs industries: tels, les chaudières et machines à vapeur, les turbines, les presses hydrauliques, etc. Mais toute machine ayant pour objet le service d’une industrie particulière était attribuée par les Règlements à la classe même de cette industrie. Ainsi, par exemple, les locomotives rentraient dans la classe des chemins-de-fer...
Nous n’avons donc pas à nous occuper ici des questions mécaniques suivantes, fort importantes (sans doute), mais qui sortent de notre programme:
Chemins-de-fer et tramways,
Automobiles et bicyclettes,
Navigation à vapeur,
Aérostation,
Pompes à vapeur,
Machines de mines,
Machines agricoles...
Et notre domaine est encore suffisamment vaste!...
Nous avons beaucoup usé de citations, d’abord parce que nous nous sommes fait un devoir de recourir toujours aux originaux, ensuite parce que nous supposons que le lecteur préférera le texte des inventeurs eux-mêmes à nos modestes appréciations. Il nous eût été facile de ne pas indiquer les «sources» : c’est une manière d’agir courante, et grâce à laquelle se sont bâties bien des réputations «d’hommes forts»... de la force des autres; nous n’employons point de pareils procédés, Dieu merci!
Nous demandons qu’on nous permette d’attirer un instant l’attention sur deux parties de cet ouvrage, qui nous paraissent assez nouvelles et qui nous ont coùté beaucoup de recherches et de démarches: la partie biographique et la partie iconographique. Combien de mécaniciens très remarquables, sur lesquels, il n’existe aucun document! Quelquefois trois lignes de biographie nous ont coûté trois semaines de perquisitions . Quelquefois nous avons fait dix courses pour trouver un portrait, ou l’indication d’une adresse où nous pouvions obtenir un portrait... qui finalement nous échappait! — Les morts vont vite. Je ne parle même pas de certains pauvres savants méconnus, — je parle d’hommes ayant occupé, de leur vivant, une haute situation, ayant fait partie de l’Académie, de l’Observatoire de Paris, du corps enseignant de nos grandes Écoles ... Ils ont disparu sans laisser la moindre trace, pas même une vulgaire photographie. Voilà ce que c’est que la gloire! Je crois cependant qu’il serait intéressant de connaître la physionomie de tous les éminents promoteurs, de tous les penseurs de génie auxquels nous devons cette Science moderne dont nous sommes si fiers.
Disons, en passant, que les notes biographiques ou les portraits ont été réservés aux défunts: nous avons écarté, de parti pris, les mécaniciens encore vivants.
Il me reste, en terminant cette préface, un devoir de reconnaissance à remplir vis-à-vis de ceux qui m’ont aidé dans mon travail. Je ne puis les nommer tous, mais je veux au moins citer: M. Hirsch, professeur de Mécanique appliquée au Conservatoire des Arts-et-Métiers, président du Comité d’installation du Musée centennal ainsi que de la classe 19 à l’Exposition universelle ; M. A. Mallet, l’aimable secrétaire de la Société des ingénieurs civils; M. Gustave Richard, le non moins aimable secrétaire de la Société d’Encouragement pour l’industrie nationale; M. Schreiber, de la maison Digeon (construction d’appareils de précision); enfin et surtout M. Ch. Walckenaer, ingénieur en chef des Mines, l’éminent professeur de l’École des Ponts-et-Chaussées...
A tous, mes plus sincères remerciements.
E. E.
Les tableaux photographiques du Musée centennal de 1900 ont été gracieusement offerts, par le Comité d’installation, au Conservatoire des Arts-et-Métiers; ils y seront (paraît-il), installés dans diverses salles qu’on se propose d’ouvrir prochainement, — et, certes! ils méritent bien d’être remis en lumière.
Dans notre pensée, notre Histoire documentaire deviendra le Vade-mecum du visiteur des nouvelles salles.
Le Vade-mecum sera, sans doute, utile à l’étude des tableaux photographiques; et, d’autre part, l’Histoire documentaire ne sera vraiment claire et nette que devant les tableaux eux-mêmes. Notre intention première avait été de les reproduire tous — ou peu s’en faut — dans notre texte: nous avons dû renoncer à de si vastes projets!...
NOTICE
SUR LE
MUSÉE CENTENNAL DE LA MÉCANIQUE FRANÇAISE
Table des matières
Aux termes du Règlement général de l’Exposition de 1900, chaque Exposition contemporaine devait être complétée par une Exposition rétrospective centennale, résumant les progrès accomplis depuis le commencement du XIXe siècle dans les diverses branches de l’industrie.
Cette Exposition rétrospective se faisait ordinairement par classe; mais les Comités d’installation des différentes sections de la Mécanique décidèrent qu’elles se réuniraient pour organiser un Musée centennal unique.
Ces sections, au nombre de quatre, étaient les suivantes:
Classe 19, Chaudières et machines à vapeur;
Classe 20, Machines motrices diverses;
Classe 21, Appareils divers de la Mécanique générale;
Classe 22, Machines-Outils.
Leur ensemble constituait le groupe IV, intitulé : Matériel et procédés généraux de la Mécanique.
CATALOGUE
DES TABLEAUX PHOTOGRAPHIQUES
Table des matières
I. - MÉCANIQUE RATIONNELLE
Table des matières
11. CINÉMATIQUE
Table des matières
11. 1. — Defraire .
Excentrique à course variable.
(Brevet du 21 mai 1858. — Extrait de la Publication des brevets, t. LXVIII [sér. II] pl. 28.)
On a déjà, dit l’inventeur, produit, dans l’industrie, des excentriques à course variable, soit pour régler la détente des machines à vapeur, soit pour d’autres applications industrielles; mais leur emploi ne s’est pas répandu aussi complètement qu’on l’aurait désiré, par suite de la complication du mécanisme, ou de la mauvaise disposition des pièces...
Supposons qu’on veuille [faire] varier la position de l’excentrique. Il suffit de desserrer le manchon c et l’écrou s du goujon, puis de donner à la vis un mouvement rotatif plus ou moins grand suivant la course que l’on veut donner à l’excentrique.
Le mouvement communiqué à la vis force nécessairement la pièce excentrée, fixée à l’arbre, à varier de position: or cette pièce est encastrée dans le disque e, et force celui-ci à suivre le même mouvement, de manière à varier la position de l’arbre, c’est-à-dire du centre de rotation.
Pour que la pièce e puisse varier de position, l’ouverture à travers laquelle passe l’arbre est découpée en cœur, ou suivant toute autre courbe remplissant le même but.
Lorsque l’on a diminué ou augmenté la course de l’excentrique de la quantité voulue, on sure le manchon c de l’écrou s; et l’appareil peut fonctionner .
13. DYNAMIQUE
Table des matières
132. DYNAMIQUE DES GAZ ET VAPEURS
132. 1. — Pauwels.
Appareil nommé gazo-compensateur, destiné à régler la pression du gaz dans l’intérieur des conduites de distribution.
(Soumis à la Société d’Encouragement pour l’industrie nationale, à Paris, en mars 1852. Vol. LI, pl. 1209).
La cuvette de Pauwels est connue. Mais on trouvera peut-être intéressante, à cause de sa date même, la conclusion du rapport de Combes donné par le Bulletin de la Société d’Encouragement .
Un certain nombre d’appareils gazo-compensateurs permettent de limiter au strict nécessaire la pression dans les conduites qui alimentent les becs dispersés sur le territoire éclairé par une usine, quelque vaste et accidenté qu’il soit. Il convient, à cet effet, d’opérer une division appropriée des conduites qui sillonnent ce territoire, en plusieurs groupes distincts, dont chacun recevra le gaz d’une conduite maîtresse commune à plusieurs groupes, à travers un gazo-compensateur convenablement réglé. Il faudra toujours maintenir dans les conduites-maîtresses et dans les gazomètres de l’usine un excès de pression assez considérable, et variable suivant les circonstances; mais ici, on préviendra les fuites de gaz par les soins tout particuliers apportés à la pose et à l’entretien de ces conduites, et surtout en évitant de brancher directement sur elles des tuyaux alimentaires de becs. Les règles suivant lesquelles la division en groupes devra être faite dans chaque cas, et la situation des appareils gazo-compensateurs dans un territoire déterminé, découlent trop facilement des principes qui ont été longuement développés dans ce rapport, pour qu’il soit nécessaire de rien ajouter à ce sujet.
L’usage des appareils gazo-compensateurs dans le territoire éclairé par la Compagnie parisienne a procuré une réduction considérable des pertes de gaz que subissait jadis cette Compagnie. Ces appareils se détériorent peu et n’exigent presque pas de réparations. Les cuvettes sont toujours entretenues pleines par les eaux de condensation qui coulent dans les conduites, et que l’on est, comme on sait, obligé d’extraire de temps à autre, au moyen d’une pompe.
PAUWELS (Antoine) = [Paris, 1796 † 1852, Paris].
Antoine Pauwels faisait ses études médicales, lorsqu’il fut pris par le service militaire. Prisonnier depuis la bataille de Leipzig (1813), il devint aide-pharmacien pendant sa captivité.
Rentré dans ses foyers après les guerres de l’Empire, Pauwels établit à Paris une fabrique de produits chimiques. Vers 1820, le fondateur de la «Compagnie d’éclairage» de Londres vint à Paris pour organiser dans notre capitale le procédé du gaz nouveau: le jeune chimiste, frappé de cette idée séduisante, parvint à former une Société financière, et créa de toutes pièces une usine à gaz, grâce à laquelle il éclaira lé quartier du Luxembourg et le théâtre de l’Odéon (1821). Le succès de cette entreprise fit qu’elle fut étendue à la province.
On doit à Pauwels, comme mécanicien, l’établissement d’ateliers célèbres, vers 1835, à La Chapelle près Paris, pour la grosse construction (chaudières, bateaux à vapeur, etc.). — V. p. 93, note 2.
Le nom de cet homme intelligent doit être adjoint à la cohorte des Durenne, des Cail, des Cavé, des Hallette, des Calla..., qui fondèrent chez nous l’industrie sérieuse pendant la première moitié du XIXe siècle.
BIBLIOGRAPHIE. — Renseignements particuliers.
132. 2. — Appareils employés pour la détermination de la force expansive de la vapeur d’eau.
(Extrait de la Nouvelle Architecture hydraulique, par R. Prony, t. II, pl. 19. Édit. par Firmin-Didot, 1796.)
Les détails donnés par Prony sont tirés d’un mémoire publié par Betancourt (1790).
... M. de Betancourt, dit Prony dans son bel ouvrage , a eu beaucoup de peine à empêcher que sa chaudière ne livrât passage soit à l’air extérieur soit à la vapeur intérieure, dans les différentes circonstances où la pression de l’un de ces gaz l’emportait de beaucoup sur celle de l’autre. Il a tenté inutilement de fermer à vis le couvercle de sa chaudière, ou de la souder à l’étain: il s’est aperçu, dans ce dernier cas, que l’étain donnait, sous une certaine pression, passage à la vapeur, à travers ses pores dilatés, et il l’a reconnu en versant de la cire sur la partie supérieure de la chaudière. Enfin, après plusieurs essais, il a été obligé d’employer une chaudière entièrement soudée à la soudure forte, qui lui a parfaitement réussi. La construction de la chaudière étant achevée, restait encore une grande difficulté, qui était de pouvoir fermer les unions entre les tubes de verre et les tuyaux de cuivre à travers lesquels ils passaient. M. de Betancourt, après avoir eu inutilement recours à différents expédients, a employé avec succès celui que nous allons décrire... Une pièce de cuivre se visse dans le couvercle de la chaudière; pour qu’elle ferme parfaitement le trou dans lequel elle se visse, il faut mettre, au-dessous de la base, un peu de filasse enduite de lut gras, après quoi on la serre avec une clef. Cette pièce est percée dans le milieu, pour recevoir soit le baromètre soit le thermomètre...; et la partie supérieure est creusée en entonnoir pour recevoir la filasse, qui se serre très fortement contre le tube au moyen d’un écrou.
BETANCOURT Y MOLINA (D. Agustin de) = [Ténériffe, 1760 † 1826, Saint-Pétersbourg].
Ancien élève de l’École militaire de Madrid, il fut admis dans les ingénieurs des Routes et Ponts (Ponts et Chaussées).
Vers 1795, il inventait un nouveau télégraphe qui, soumis à l’Institut de France, motivait le jugement suivant, signé de Lagrange, Laplace, Prony, Coulomb, Charles et Delambre: «En conséquence, nous pensons que le nouveau télégraphe mérite l’attention du Gouvernement, et qu’on verra avec plaisir, dans le recueil de l’Institut, le mémoire dans lequel les citoyens Bréguet et Betancourt ont exposé la construction de leurs machines et leurs idées sur le langage télégraphique. — 21 germinal an VI.»
(Mémoires de l’Institut national des sciences et arts, Sc. math., t. III, an IX.)
Dans un voyage qu’il fit en France (1807), Betancourt soumit à l’Institut le plan d’une nouvelle écluse, qui fut approuvé sur le rapport de Prony, Monge et Bossut, et dont il donna le modèle à notre École des Ponts et Chaussées (a).
Ne voulant pas reconnaître les gouvernants imposés à l’Espagne par Napoléon, il entra (1808) au service de la Russie; il y devint lieutenant général.
Il a créé pour l’Empire moscovite le corps des ingénieurs-hydrauliciens, une École des Sciences exactes, etc.
Betancourt était correspondant de l’Institut de France. Le savant Espagnol était de souche française: il descendait, en ligne directe, de Jehan de Béthencourt, le conquérant des Canaries.
On a de lui:
Mémoire sur la force expansive de la vapeur de l’eau (1790, in-4);
Essai sur la composition des machines (Paris, 1808, in-4; — deuxième édition, revue par Lanz, 1819, in-4, avec 12 planches).
BIBLIOGRAPHIE. — Journal des voies et communications (public, en russe et français), Saint-Pétersbourg, 1827.
(a) Je ne sais plus où j’ai lu que Betancourt avait dénommé cet appareil: bélier hydraulique. Singulière coïncidence avec Montgolfier!...
Ce moyen réunit à l’avantage de la simplicité, celui de donner la plus grande facilité pour remplacer un tube qui se casserait par quelque accident. Si dans le cours de l’expérience, on s’aperçoit que la vapeur s’échappe, on y remédie sur-le-champ en serrant davantage les écrous avec la clef.
Fig. 221 (Courb es de Betancourt).
On emploiera, pour bien purger d’air le tube barométrique, les précautions usitées ordinairement; on fera bouillir le mercure dans toute la longueur de ce tube, conformément à la méthode de M. Deluc. M. de Betancourt est parvenu à faire un vide si parfait, que le mercure se soutenait à la même hauteur que dans le baromètre ordinaire...
Les degrés de chaleur ont été mesurés avec un thermomètre de mercure, divisé avec grand soin suivant la méthode de M. de Réaumur, et dont la distance entre les divisions était d’environ 3 lignes. Les degrés de la glace et de l’eau bouillante ont été déterminés exactement, le baromètre étant à 28 pouces...
132. 3. — Courbes représentant les résultats d’expériences sur la détermination de la force expansive de la vapeur d’eau.
(Extrait de la Nouvelle Architecture hydraulique, par M. de Prony, t. II, pl. 20. Paris, 1796.)
Conclusions à tirer des expériences sur la force expansive de la vapeur d’eau. — M. de Betancourt conclut:
1° Que la vapeur a le même degré de chaleur que l’eau d’où elle se dégage;
2° Que la pression de l’air et celle de la vapeur influent de la même manière, sur les degrés de chaleur que l’eau peut recevoir à une pression déterminée;
3° Qu’il y a une relation et une dépendance mutuelle entre la température et la pression de la vapeur, telle que la même pression doit toujours correspondre à la même température, et réciproquement, — quelle que soit l’étendue du vase dans lequel se fait la vaporisation...
Après avoir appliqué à ses expériences les formules déduites de notre méthode d’interpolation , M. de Betancourt rend raison des différences qu’on trouve entre le calcul et l’expérience, dont les principales viennent de l’imperfection dans la division des échelles: il en conclut que les résultats déduits des formules doivent être regardés comme ceux qui auraient dû être donnés par les expériences, supposées parfaites, et que, toutes les fois qu’on voudra faire quelque usage de la force expansive de la vapeur à différents degrés de température, on doit préférer les résultats du calcul à ceux de l’expérience .
La figure 221 offre deux courbes ponctuées, dont les abscisses représentent les températures, et dont les ordonnées respectives représentent les forces expansives, données par l’expérience, des vapeurs de l’esprit-de-vin et de l’eau. Les courbes non ponctuées, avec lesquelles celles-ci se confondent presque entièrement, représentent les mêmes forces expansives, telles qu’elles sont données par le calcul...
