James Watt

Les machines atmosphériques de Newcomen pompent déjà l’eau des mines. Watt rencontre donc une invention en service. Le petit modèle rend particulièrement sensible le refroidissement de ses parois.

Le défaut du modèle ouvre une enquête qui dépasse la réparation. La surface froide d’un petit cylindre est grande par rapport à son volume. Les échanges avec les parois y prennent une importance particulière.

Dans le moteur atmosphérique, c’est la différence entre la pression de l’air et celle qui règne sous le piston qui fournit le coup moteur. Un balancier transmet le mouvement aux pompes.

Le nom de « machine à vapeur » peut masquer cette répartition des rôles. Dans la machine de Newcomen, on fait surtout le vide partiel sous le piston en condensant la vapeur.

Le gaspillage se répète à chaque cycle. Une amélioration minuscule par mouvement peut donc représenter beaucoup de combustible à la fin d’une journée de pompage.

Watt étudie les quantités de vapeur employées et l’effet des changements d’état. Les recherches contemporaines sur la chaleur, notamment celles de Joseph Black, éclairent le milieu dans lequel il travaille.

Le condenseur séparé donne à deux organes deux températures différentes. La chute de pression dans le condenseur se communique au cylindre. La paroi de travail conserve ainsi davantage de chaleur.

Séparer les fonctions apporte un gain thermique, mais impose des conduits, une pompe et des joints étanches. Une prise d’air réduit la différence de pression dont dépend le moteur.

En s’associant à Matthew Boulton, Watt trouve des capacités industrielles nouvelles. John Wilkinson fournit des cylindres alésés avec une précision qui aide à limiter les fuites autour du piston.

Une amélioration de la machine-outil peut lever un obstacle qu’aucun calcul du moteur ne suffit à supprimer. L’histoire de Watt relie l’économie de combustible à la précision du travail des métaux.

Avec le temps, d’autres mécanismes permettent aux moteurs de l’entreprise d’entraîner des arbres en rotation. L’énergie de la vapeur entre dans des ateliers bien au-delà des mines.

Une invention s’impose lorsqu’elle répond aussi aux conditions locales. Dans une mine où le combustible coûte très peu, un moteur moins gourmand ne représente pas la même économie que dans une région qui importe son charbon.

Deux récipients permettent de garder deux températures.

La chaudière fournit de la vapeur au cylindre où se déplace le piston.

Un passage conduit la vapeur vers le condenseur froid, où elle redevient liquide.

La pression baisse et le piston peut travailler. Le cylindre principal reste chaud.

Sur les moteurs de pompage, le mouvement de va-et-vient répond directement au mouvement demandé par les tiges de pompe.

Une même source de mouvement ne convient pas à toutes les machines. Pour faire tourner l’arbre d’un atelier, il faut encore transformer et régulariser ce mouvement.

Watt obtient un brevet en 1769. Son titre porte sur la diminution de la consommation de vapeur et de combustible dans les machines à feu.

Le texte cerne l’objet du progrès revendiqué. Les machines à vapeur existaient depuis longtemps lorsque Watt a commencé ses essais.

Un brevet fixe une revendication à une date précise. Les difficultés rencontrées pour fabriquer et vendre des moteurs se lisent dans d’autres archives.

Le watt est aujourd’hui une unité de puissance. Une machine puissante peut fournir beaucoup d’énergie en peu de temps.

Une puissance d’un watt correspond à un joule d’énergie transféré en une seconde. La consommation totale dépend donc aussi de la durée d’utilisation.

L’hommage rendu par le nom de l’unité rappelle un entrepreneur de la vapeur. La définition actuelle s’applique tout aussi bien à un moteur électrique ou à une source lumineuse.

Naissance à Greenock, en Écosse.

Watt conçoit le principe du condenseur séparé.

Il obtient un brevet pour réduire la dépense de vapeur et de combustible.

Des moteurs commerciaux de Boulton et Watt entrent en service.

Watt meurt près de Birmingham.