machine à vapeur.

machine à vapeur. machine qui transforme en énergie mécanique de rotation la chaleur fournie par de la vapeur d'eau qui se détend. Historique. Issue d'une recherche commencée dès la fin du XVIIe siècle et de façon indépendante par Denis Papin d'une part, Thomas Savery et Thomas Newcomen d'autre part, la conception des machines à vapeur ne fut mise au point qu'entre 1763 et 1785, sous l'impulsion de James Watt. Les machines à vapeur jouèrent ensuite un rôle de premier plan dans la révolution industrielle en permettant, pour la première fois, de produire abondamment de l'énergie mécanique à partir du charbon. Leur rôle fut aussi important dans le développement des usines et des ateliers que dans celui des chemins de fer. Complétez votre recherche en consultant : Les livres machine à vapeur - la marmite de Papin, page 2962, volume 6 machine à vapeur - la machine de Newcomen, page 2962, volume 6 machine à vapeur - la machine à double effet de Watt, page 2962, volume 6 Le fonctionnement de la machine à vapeur. La vapeur est utilisée selon le procédé suivant : un ou plusieurs pistons à double effet se déplacent chacun dans un cylindre ; un distributeur, souvent appelé tiroir, met alternativement les extrémités de chaque cylindre en communication avec l'arrivée de vapeur, provenant d'une chaudière, et l'échappement de vapeur ; la vapeur, en se détendant, actionne le piston, dont le mouvement alternatif est transformé en mouvement de rotation par un système bielle-manivelle ; un second système, actionné par le même arbre, commande le déplacement du tiroir. Le rendement d'un tel système à un seul étage de détente est de 5 à 10 %, c'est-à-dire que seule une petite fraction de chaleur est transformée en travail utile. De nombreuses dispositions techniques ont permis d'améliorer le rendement de la machine à vapeur : par exemple, une machine à vapeur pouvait être dotée de plusieurs cylindres travaillant en parallèle ; certaines machines, dites compound, comportaient deux cylindres en série de diamètres différents, le second, plus gros, étant alimenté par l'échappement du premier ; leur rendement pouvait ainsi atteindre 15 % si elles étaient associées à un condenseur. Les machines à vapeur fixes, les plus perfectionnées qui aient été construites et les dernières à disparaître après la Seconde Guerre mondiale, entraînaient les machines d'extraction desservant les puits de mine. Conçues pour permettre les ajustages de position très précis des cages du puits à chaque étage d'extraction, elles comportaient des soupapes d'admission et d'échappement commandées par un arbre portant des camoïdes (cames dont le profil varie dans leurs sections successives, perpendiculaires à l'arbre). Une commande de coulissement axial de l'arbre permettait alors au conducteur de passer progressivement de la vitesse maximale à une décélération contrôlée, puis à une approche finale à vitesse réversible jusqu'à l'arrêt complet. Complétez votre recherche en consultant : Les livres machine à vapeur fixe, page 2962, volume 6 L'abandon des machines à vapeur. La disparition progressive des machines à vapeur, d'abord dans les installations fixes, puis sur les locomotives, résulta essentiellement du faible rendement des cycles énergétiques qui leur étaient associés. À l'échappement, même si on les dotait d'un condenseur, il était en effet impossible de pousser la détente dans le cylindre, comme on le fait dans une turbine à vapeur, jusqu'à la pression de condensation correspondant à la température ambiante ; la source froide réelle du cycle se trouvait donc à température élevée, et le condenseur ne servait alors qu'à récupérer l'eau. Les locomotives à vapeur ne comportaient d'ailleurs jamais d'aérocondenseurs, qui auraient été trop encombrants : les échappements se faisaient à l'air libre, en alimentant un éjecteur de tirage situé dans la boîte de fumée de la chaudière à la verticale de la cheminée. À l'admission, les températures et pressions de vapeur étaient obligatoirement limitées par les problèmes de dilatation et de lubrification du piston et du tiroir. Ces contraintes inévitables pesant sur le cycle énergétique rendaient ainsi illusoire toute tentative d'augmentation significative du rendement de ces machines. Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats automobile - Histoire de l'automobile Carnot Nicolas Léonard Sadi locomotive - Les locomotives à vapeur machine-outil machinisme Mallet Anatole Papin Denis révolution industrielle - Les débuts de la révolution industrielle Royaume-Uni - Histoire - De la monarchie parlementaire à la révolution industrielle techniques (histoire des) - La conquête de l'énergie thermique au XVIIIe siècle techniques (histoire des) - La révolution industrielle thermodynamique Watt James Les livres Papin Denis, page 3691, volume 7 révolution industrielle - mine du Staffordshire, en Angleterre, à la fin du XIXe siècle, page 4379, volume 8 techniques (histoire des) - la première machine à vapeur de James Watt, page 5083, volume 9