La machine à vapeur de James Watt en a été l'un des éléments marquants en ce qui concerne les forces motrices. La machine à vapeur est le premier appareil qui a permis de transformer l'énergie thermique en énergie mécanique. C'est dire combien Watt a eu un impact colossal lors de la révolution industrielle.
Dès 1712, Thomas Newcomen construisit des machines capables de pomper l'eau qui s'infiltrait au fond des mines. Mais ce n'est qu'en 1769 que James Watt inventa une machine à vapeur performante. Les machines à vapeur se répandent au XIXe siècle, fournissant la force motrice dans les usines.
La machine à vapeur est un moteur à combustion externe qui transforme l'énergie thermique de la vapeur d'eau (produite par une ou des chaudières) en énergie mécanique. Les évolutions les plus significatives de cette invention datent du XVIII e siècle.
L'invention de la machine à vapeur est d'une importance capitale dans la révolution industrielle qui bouleverse le monde au cours du xixe siècle : cette nouvelle source d'énergie transforme les manufactures et les réseaux de communication, notamment le chemin de fer.
Avantages de la machine de James Watt
Sa machine permet de créer un mouvement de rotation à partir du mouvement rectiligne du piston. Cela lui permit ensuite de concevoir le cylindre à double action : la vapeur entraîne le piston, lors de sa montée ET de sa descente.
La première d'entre elles est le condenseur séparé, qui permet de maintenir le cylindre constamment chaud. La deuxième innovation est le principe du double effet, qui permet de pousser le piston alternativement sur les deux faces, créant un circuit fermé à flux continu.
Le mécanicien anglais, Thomas Newcomen, construit une machine à vapeur en 1712 qui pompe l'eau dans une mine de charbon. L'Écossais James Watt la perfectionne en 1769 : une chaudière contenant de l'eau est chauffée au charbon. La vapeur actionne des pistons et active une machine.
En 1763, alors qu'il répare un moteur, l'ingénieur écossais James Watt (1736-1819) cherche des idées pour en augmenter l'efficacité. En 1765, il finalise une chambre de condensation pour la vapeur et dépose un brevet en 1769.
L'inventeur britannique Thomas Newcomen (1663‑1729) met en place la première machine à vapeur utilisable, nommée « pompe à feu » ou « machine atmosphérique ».
WATT JAMES (1736-1819)
Aux XVIIIe et XIXe siècles, l'invention de la machine à vapeur marque un tournant dans l'histoire : une grande période de croissance industrielle débute avec la mécanisation du travail, qui permet d'alléger le travail des ouvriers et de les rendre plus efficaces, et l'essor de nouveaux moyens de transport de ...
Bien qu'environ 90% de toute la production d'électricité dans le monde se fasse à l'aide de turbines à vapeur, elles présentent également certains inconvénients. Coût de nuit relativement élevé. Les turbines à vapeur sont moins efficaces que les moteurs alternatifs en fonctionnement à charge partielle.
La pascaline, initialement dénommée machine d'arithmétique puis roue pascaline, est une calculatrice mécanique inventée par Blaise Pascal et considérée comme la première machine à calculer.
une grosse machine à vapeur ! En effet, la chaleur dégagée par la combustion du charbon sert à produire de la vapeur qui fera tourner une turbine. C'est exactement le même principe qui est utilisé dans une centrale à gaz, à fioul lourd, ou… nucléaire.
Il sert à tisser des grandes pièces de tissus. Grâce à cela, les tissus sont devenus moins chers et les grands magasins se développent au XIXème siècle. la locomotive. Cette machine tire des wagons et permet de transporter des marchandises et des personnes en plus grands nombre, plus loin et plus vite.
La lente diffusion de la machine à vapeur
Dans l'industrie britannique, la machine à vapeur est utilisée dans la première moitié du XIXe siècle, uniquement dans les secteurs les plus modernes : l'industrie cotonnière, la métallurgie, la construction mécanique et les mines.
La vapeur d'eau est un gaz qui se forme lorsque l'eau passe de l'état liquide à l'état gazeux. Au niveau moléculaire, cela se produit lorsque des molécules H2O parviennent à se séparer des liaisons qui les retiennent ensemble (c. -à-d., les liaisons hydrogène).
À la suite des travaux de Huygens sur la nature du vide et de ceux de Papin sur l'usage de la vapeur, l'Anglais Savery dépose, en 1698, un brevet pour la première machine à vapeur atmosphérique destinée à pomper l'eau des mines.
Principe de fonctionnement
Comme son nom l'indique, cette machine fonctionne avec de la vapeur qui est obtenue en chauffant de l'eau grâce à la chaleur dégagée par un combustible (bois ou charbon).
La turbine à vapeur
La vapeur produite à haute pression est injectée à l'entrée de la turbine. À ce niveau, elle subit une série de détente au travers de plusieurs étages de roue à aubes, en générant l'énergie mécanique nécessaire à mettre l'arbre en rotation.
Cette eau liquide occupe alors un volume beaucoup plus petit que celui occupé par la même quantité de vapeur : il se crée un vide sous le piston. La pression atmosphérique peut s'exercer : elle pousse le piston vers le bas. Ce mouvement entraîne le balancier et la pompe comme on peut le voir sur l'animation ci- dessus.
C'est ainsi que James Watt met au point un modèle avec une chambre de condensation indépendante qu'il fait breveter en 1769. La première machine à vapeur performante est née. En 1774, il crée une entreprise à Soho, près de Birmingham, pour la produire.
Cet énorme engin est le Bagger 288 fabriqué par Krupp. Il s'agit d'une excavatrice située en Allemagne et utilisée pour déblayer des gisements. Créée en 1978, elle est devenue la plus grande machine roulante au monde, détrônant l'engin de transport crawler de la Nasa (voir plus loin).
Une machine est un produit fini mécanique capable d'utiliser une source d'énergie communément disponible pour effectuer par elle-même, sous la conduite ou non d'un opérateur, une ou plusieurs tâches spécifiques, en exerçant un travail mécanique sur un outil, la charge à déplacer ou la matière à façonner.
La révolution industrielle voit émerger une importante concentration de capitaux servant au financement d'investissements de plus en plus coûteux, comme les chemins de fer au XIXe siècle. Les manufactures rurales et l'artisanat local tendent à disparaître eu profit de l'usine dans de nouvelles régions industrielles.