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8/10/2019 Encyclopdie Larousse - Machine Vapeur

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3/12/2014 Encyclopdie Larousse en ligne - machine vapeur

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Machine mue par la force lastique de la vapeur d'eau.

la pression atmosphri que, unegoutte d'eau l'tat de vapeur ( gaz)occupe un volume 1 700 fois plusgrand qu' l'tat liquide ; il en rsulteune force d'expansion qui a t mise profit comme force motrice dans lestechniques, l'industrie, la navigation,etc. 100 C, la vapeur d'eau soulvela masse d'air qui pse sur la surface

du liquide, et qui quivaut unepression de 1 bar. Sa force lastiquecrot rapidement avec la temprature .

La cration de lamachine vapeur rsulte directementdes progrsaccomplis par laphysique dans lapremire moiti duXVIIe s. la suite destravaux de Galile,Torricelli, Otto vonGuericke et Pascal :connaissance de lapressionatmosphrique , rlede la chaleur dans

les changements d' tat entre phase liquide et phase gazeuse.

Mais les premires tentatives de mise au point d'une machine utilisant la vapeur font l'objet de dbats depart et d'autre de la Manche : en Angleterre, le marquis de Worcester aurait construit entre 1630 et 1645 unemachine lever l'eau, une pompe feu utilisant la vapeur. Pour les Franais, c'est Denis Papin : en 1679,l'lve de Huygens, explore ces nouvelles possibilits dans une premire direction avec son digesteur, anctrede l'autocuiseur, qui constitue en mme temps une chaudire haute pression. Puis en 1690, en exploitant levide cr par la condensation de la vapeur, Papin est le premier faire mouvoir de la sorte un piston dans uncylindre. Papin s'inspire galement des travaux de l'Anglais Thomas Savery qui, en 1698, a mis au point unepompe aspirante et refoulante exploite dans l'industrie minire.

machine. Appareil ou ensemble d'appareilscapable d'effectuer un certain travail ou...thermodynamique. Branche de la physique quitudie les proprits des systmes...

1705 Premire machine vapeur, construitepar les mcaniciens anglais T. Newcomen etT. Savery.1712 T. Newcomen donne sa machine vapeur (machine atmosphrique) sa formedfinitive.1765 Le Britannique J. Watt perfectionne la

machine vapeur de Newcomen en la dotantd'un condenseur.1770 Le Franais J. Cugnot cre le fardier vapeur.1776 Le Franais C. F. de Jouffroy d'Abbansexprimente sur le Doubs son premier bateau vapeur.1785 J. Watt ralise la machine vapeur double effet.1807 Le Clermont, bateau vapeur construitsur les plans de R. Fulton, est essay avecsuccs sur l'Hudson, inaugurant un servicergulier de navigation fluviale vapeur.1813 Mise en service de la Puffing Billy,

premire locomotive vapeur utilisant, pour laraction, le principe de l'adhrence des roues par simple frottement sur une surface lisse ;construite par le Britannique W. Hedley, ellefonctionnera jusqu'en 1864.1814 Exprimentation de la premirelocomotive vapeur du Britannique

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machine vapeur

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Cet article fait partie du DOSSIER consacr la rvolution industr ielle.

TECHNOLOGIE

1. Le principe de la machine vapeur

2. L'invention de la machine vapeur

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Machine vapeur

Les tats de la matire
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La machine vapeur est entre dans la pratique industrielle en 1712avec l'Anglais Thomas Newcomen. Ce dernier oprait la condensation dela vapeur au moyen d'une injection d'eau dans le cylindre, d'o des pertesthermiques importantes. C'est pourquoi James Watt s'attacha, de 1765 1776, crer la machine condenseur spar qui remdiait cetteimperfection : l'conomie decombustible fut de 75 % environ. Poursuivantson effort, Watt transforma cette machine simple effet en machine double effet susceptible de recevoir de nombreuses applicationsindustrielles.

Jouffroy d'Abbans fit en 1783 un essai russide bateau vapeur sur la Sane Lyon, maisc'est l'Amricain Fulton qui, en 1807, cra lepremier service rgulier de bateau vapeur auxtats-Unis. Quant la chaudire tubulaire, qui arendu possible la locomotive vapeur , elle futapplique peu prs simultanment en France eten Angleterre par Marc Seguin et GeorgeStephenson ; ce dernier ralisa, ds 1829, avecsa locomotive Rocket, la premire machine

grande vitesse moderne (56 km/h en comptition).L'invention de la machine vapeur est d'une

importance capitale dans la rvolution industriellequi bouleverse le monde au cours du XIXe sicle :cette nouvelle source d'nergie transforme les manufactures et les rseaux de communication, notamment lechemin de fer .

La vapeur qui sert l'alimentation d'unemachine vapeur est produite dans ungnrateur dit chaudire ; elle estensuite utilise dans le moteur proprement

dit, et s'chappe finalement dansl'atmosphre ou dans un condenseur.L'ensemble des organes rglantl'admission et l'chappement constitue ladistribution de vapeur. La pressionacquise par la vapeur dans la chaudireest utilise soit directement dans lesmoteurs piston mouvement alternatif,soit indirectement par transformation ennergie cintique dans les turbines vapeur .

L'volution des chaudires a permis la ralisation des machines haute pression utilisant la vapeur temprature leve. Le timbre des chaudires (la plaque indiquant la pression maximale admissible) est passde 8-10 bars en 1900 125 bars, et mme davantage. On a dvelopp les conomiseurs, destins utiliser la

chaleur des gaz sortant de la chaudire proprement dite, et les rchauffeurs d'air , pour le soufflage d'air chaudsous les grilles.

Un trs grand progrs, au point de vue du rendement des chaudires en marche industrielle, est d lagnralisation des grilles mcaniques, du soufflage, de l'puration, des appareils de contrle. Les plus hautsrendements ont t atteints par les chaudires charbon pulvris, inject par de l'air sous pression dans unbrleur qui remplace le foyer , ainsi que par le tirage artificiel des foyers.

G. Stephenson, la Blucher , qui se dplacesur des rails en fer.1819 Premire traverse de l'Atlantique par unbateau va eur le Savannah.

3. volution des machines vapeur

Voir plus

Digesteur, ou marmite dePapin

James Watt

Locomotive vapeur

Locomotive vapeur
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3.1. Machines vapeur mouvement alternatif C'est aprs un sicle d'volution depuis Watt, c'est--dire vers 1880, que ces machines se trouvent enpossession de tous leurs caractres principaux : dtente, soit dans un seul cylindre par fermeture anticipe del'admission, soit dans plusieurs cylindres en cascade, rglage de la dure de l'admission par le rgulateur,emploi de l'enveloppe de vapeur autour du cylindre et de la surchauffe de la vapeur.

3.2. Machine pistonDans un cylindre en fonte dure, ferm aux deuxbouts, se meut un piston en fonte garni de deuxou trois segments en fonte douce ; la tige du

piston en traverse le fond dans un presse-toupe , et est guide par une crosse et desglissires ; la crosse du piston s'articule au piedde la bielle. La bielle est articule, d'autre part,au maneton de la manivelle ( systme bielle-manivelle) ; un volant rgularise le mouvement etfait passer les points morts qui se produisentdeux fois par tour, quand le piston est en fin decourse.

Les machines monocylindriques sont souventaccouples par deux, travaillant ensemble sur unarbre-manivelle deux coudes 90, ce quipermet le dmarrage toutes positions desbielles et rgularise la rotation sans ncessiter

de volant.

3.3. Machines compoundPour permettre la vapeur de cder toute son nergie potentielle, on fait agir la vapeur successivement dansdeux ou trois cylindres, dont les diamtres vont en croissant : on obtient ainsi une dtente fractionne, c'est--dire que l'on a une double ou une triple expansion. Dans la machine chappement central, la vapeur entre par le fond du cylindre et s'chappe en fin de dtente par des lumires mnages au milieu du cylindre, quedcouvre le piston jouant le rle de distributeur. La vapeur parcourt donc le cylindre sans changer de direction,d'o le nom d'quicourant donn ces machines.

Dans les machines cylindres oscillants, la bielle est supprime par suite de l'articulation de la tige depiston avec la manivelle de l'arbre. Pour obtenir ce rsultat, le cylindre est mont sur deux tourillonsconstituant un axe de rotation mdian. Ces tourillons sont creux, et c'est par les canaux pratiqus leur intrieur qu'ont lieu l'entre et la sortie de la vapeur. Ces moteurs ne conviennent qu' de petites forces. Ils nesont pas encombrants, et leur construction est conomique.

3.4. La fin des machines vapeur Les machines vapeur mouvementalternatif ont t l'origine d'normesprogrs au XIXe sicle, mais elles ont peu peu disparu. Pour les grandes puissances,elles ont t remplaces par les turbines vapeur (la premire ralisation d'une turbine raction est de sir Charles Parsons en1884), qui sont au premier rang pour l'installation des centrales lectriques . Laproduction d'lectricit a galement connuun essor avec l'invention du turboalternateur

(dont la puissance atteint maintenant 1500 MW) par les Suisses Brown et Boveri en1905.

Dans la petite et moyenne industrie, les machines vapeur sont remplaces par les moteurs combustioninterne (le diesel notamment) et surtout par les moteurs lectriques . Ce n'est que dans des cas exceptionnels,lorsqu'on dispose sur place de combustibles bon march (dchets de bois, de charbon) ou lorsque la

Mine de Charbon

Bielle

Constitution d'un turboalternateur

Plan
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production de vapeur est ncessaire pour d'autres besoins(chauffage), que l'ontrouve parfois desmachines vapeur piston enfonctionnement.

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On hsite parfois sur le genre ou sur l'accent du moticne.

Le premier sens du mot icne est celui de peinturereligieuse sur bois . Tous les dictionnaires s'entendentpour dire que le mot est fminin dans ce sens.Un deuxime sens du mot icne se rencontre en

Cycle d'un moteur quatre temps
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