La machine à vapeur Watt, inventée par James Watt pendant la révolution industrielle, constitue une avancée technologique révolutionnaire qui a propulsé le monde vers l'avant grâce à des moyens de transport améliorés. Et même si Watt a fait quelque chose de vraiment innovant, il s'est également appuyé sur le travail d'inventeurs précédents, notamment Thomas Savery et Thomas Newcomen.
Apprenez-en davantage sur l’histoire de la puissance à vapeur, ainsi que sur l’impact de la machine à vapeur Watt.
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Ces premières expériences et innovations ont marqué des kilomètres importants dans le cheminement vers l’exploitation de la puissance de la vapeur. Ils ont fourni les bases permettant aux futurs inventeurs et ingénieurs de s'appuyer, d'affiner et de développer ces concepts.
Les origines de la technologie de la vapeur remontent à environ 75 après J.-C., lorsque le mathématicien Hero a beaucoup écrit sur la mécanique et les propriétés de l'air et a présenté les plans d'une machine à vapeur de base.
Sa conception consistait en une sphère creuse avec des tubes courbés dépassant des côtés. En remplissant la sphère d'eau et en la plaçant sur un feu, la chaleur vaporiserait l'eau et la vapeur résultante s'échapperait par les tubes, provoquant la rotation de la sphère. Cette invention a jeté les bases de nouveaux progrès dans la technologie de la vapeur.
Au XVIIe siècle, l’érudit italien Giovanni Battista della Porta s’est rendu compte que la vapeur jouait un rôle dans la création du vide. Il a émis l'hypothèse que lorsque l'eau se transformait en vapeur à l'intérieur d'un récipient fermé, cela entraînerait une augmentation de la pression, tandis que la condensation de la vapeur en eau entraînerait une diminution de la pression.
En 1679, le scientifique français Denis Papin a concrétisé la théorie de della Porta avec un projet qu’il a appelé le « Digesteur ou moteur pour ramollir les os ». Il a utilisé un appareil qui ressemblait à une cocotte minute; c'est devenu la première application pratique de la pression de vapeur.
Papin a affiné le concept en incorporant un piston coulissant au-dessus d'un cylindre fermé rempli d'eau. À mesure que l’eau se réchauffait, la vapeur se dilatait et poussait le piston vers le haut. Lorsque la vapeur s'est refroidie et condensée, un vide a été créé, ramenant le piston vers le bas.
En 1698, l’ingénieur militaire Thomas Savery obtient un brevet pour sa pompe à vapeur innovante, la « Miner’s Friend ». La pompe à vapeur de Savery consistait en une chambre d’ébullition qui dirigeait la vapeur vers un récipient séparé. À l’intérieur du conteneur, il y avait un tuyau avec un clapet anti-retour qui se prolongeait dans l’eau à extraire. En versant de l'eau froide sur le récipient rempli de vapeur, la vapeur se condenserait à nouveau en un liquide, créant un vide qui aspirait l'eau par le bas à travers le tuyau.
Pour le moteur Newcomen, Thomas Newcomen, un inventeur anglais, s'est inspiré de la séparation de la chaudière et du cylindre à vapeur de Savery, ainsi que du piston d'entraînement à vapeur de Denis Papin. Ce faisant, il a joué un rôle crucial dans le progrès de la puissance à vapeur. Au début du XVIIIe siècle, il introduit le moteur atmosphérique. La machine à vapeur Newcomen pourrait pomper l’eau des mines. Il fonctionnait en utilisant de la vapeur pour créer un vide partiel dans un cylindre. La pression atmosphérique pousserait alors un piston vers le bas, permettant au moteur de fonctionner.
James Watt, un facteur d'instruments qui travaillait à l'Université de Glasgow, a encore amélioré la conception et l'efficacité des machines à vapeur. À la fin du XVIIIe siècle, Watt expérimenta et développa le moteur atmosphérique Watt, qui incorporait un condenseur séparé et la capacité d'exploiter la force expansive de la vapeur. En isolant le processus de condensation du cylindre, il a minimisé les pertes de chaleur et maximisé la puissance de sortie.
Il a également introduit le moteur à double effet, qui permettait de générer de la puissance dans les courses ascendantes et descendantes du piston. Watt a breveté sa machine à vapeur en 1769. L'efficacité de la machine la rendait adaptée au transport, ce qui permettait de relier des régions éloignées et de faciliter la circulation des marchandises.
En 1774, Watt conclut un partenariat avec Matthew Boulton, un entrepreneur et fabricant qui joua un rôle déterminant dans le succès commercial de la machine à vapeur. Boulton a reconnu le potentiel de l'invention de Watt et y a vu une opportunité de la produire et de la commercialiser en masse.
La machine à vapeur de James Watt a joué un rôle central dans la transformation des industries, des transports et de la société pendant la révolution industrielle. Le moteur Watt alimentait les usines et les usines, fournissant une source d'énergie fiable et efficace.
Son invention a également conduit aux premières locomotives à vapeur et aux bateaux à vapeur pour remplacer les véhicules à traction animale et les bateaux à voile. Cela a, à son tour, facilité la croissance des chemins de fer et des bateaux à vapeur. Et cette machine à vapeur plus efficace a révolutionné les opérations minières en alimentant des pompes capables d'extraire l'eau des mines.
La machine à vapeur Watt a également alimenté les progrès de la science, de l'ingénierie et de l'innovation technologique, jetant ainsi les bases de progrès ultérieurs.
Cet article a été créé en collaboration avec la technologie de l'IA, puis vérifié et édité par un éditeur HowStuffWorks.
