Conférence sur les moteurs à gaz à l'Exposition de 1878
-
-
- p.n.n. - vue 1/36
-
-
-
- p.n.n. - vue 2/36
-
-
-
- p.n.n. - vue 3/36
-
-
-
- JLe^o
- G/T^éi c/~ 'P^J^Xcxe^K7 /•
- cCt*~
- ./ r.
- -o~**-~
- §/*Xat/e>l
- CONFÉRENCE
- SUR
- LES MOTEURS À GAZ À L’EXPOSITION.
- p.1 - vue 4/36
-
-
-
- p.2 - vue 5/36
-
-
-
- r yr
- MINISTERE DE L’AGRICULTURE ET DU COMMERCE.
- EXPOSITION UNIVERSELLE INTERNATIONALE DE I87H, A PARIS.
- CONGRÈS ET CONFÉRENCES DU PALAIS DU TROCADÉRO.
- ----------------
- COMPTES RENDUS STÉNOGRAPHIQUES
- PUBLIÉS SOUS LES AUSPICES
- 1)1) COMITÉ CENTRAL DES CONGRÈS ET CONFÉRENCES
- ET LA DIRECTION DE M. CH. THIRION, SECRETAIRE DU COMITE,
- AVEC LE CONCOURS DES BUREAUX DES CONGRES ET DES AUTEURS DE CONFERENCES
- CONFÉRENCE
- . SÜB -
- PElJRS A GAZ 4 L’EXPOSITION
- DE 1878,
- PAR M. ARMKKGAUD JEÛNE,
- INGÉNIEUR CIVIL, ANCIEN ELEVE DE L’ECOLE POLYTECHNIQUE.
- \h AOUT 187 8.
- PA KI S.
- IMPRIMERIE NATIONALE.
- M Df.Cf: I.XXIX.
- CNAM. BIBLIOTHEQUE CENTRALE
- 1 7501 00211666 1
- p.n.n. - vue 6/36
-
-
-
- p.n.n. - vue 7/36
-
-
-
- g'totzx.
- MINISTÈRE DE L’AGRICULTURE ET DU COMMERCE.
- EXPOSITION UNIVERSELLE INTERNATIONALE DE 1878, A PARIS.
- CONGRÈS ET CONFÉRENCES DU PALAIS DU TROCADÉRO.
- ----—---=XX>-----
- COMPTES RENDUS STÉNOGRAPHIQUES
- PUBLIÉS SOUS LES AUSPICES
- 1)1) COMITÉ CENTRAL DES CONGRÈS ET CONFÉRENCES
- ET LA DIRECTION DE M. CH. THIRION, SECRETAIRE DU COMITÉ,
- AVEC LE CONCOURS DES BUREAUX DES CONGRES ET DES AUTEURS DE CONFERENCES '
- CONFERENCE
- SUR
- LES MOTEURS À GAZ À L’EXPOSITION
- DE 18 7 8,
- PAR M. ARMENGAÜD JEUNE,
- INGÉNIEUR CIVIL, ANCIEN ÉLÈVE DE L’ÉCOLE POLYTECHNIQUE.
- I/i AOUT 1 87 8.
- PARIS.
- IMPRIMERIE NATIONALE.
- M DCCC LXX IX.
- CNAM. BIBLIOTHEQUE CENTRALE
- 1 7501 00211666 1
- Page de titre 3 - vue 8/36
-
-
-
- p.4 - vue 9/36
-
-
-
- PALAIS DU TROCADÉRO. — U AOÛT 1878.
- CONFERENCE
- SUR
- LES MOTEURS À GAZ À L’EXPOSITION
- DE 1878,
- PAR M. ARMENGAUD JEUNE,
- INGÉNIEUR CIVIL, ANCIEN ELEVE DE L’ÉCOLE POLYTECHNIQUE.
- BUREAU DE LA CONFÉRENCE :
- Président :
- M. Tresca, membre de l’Institut.
- Assesseurs :
- MM. Armengaud aîné, ingénieur civil.
- Brull, ingénieur civil.
- Carnot, ingénieur des mines, professeur à l’Ecole des mines.
- Cousté, ancien ingénieur des manufactures de l’État.
- Orsat, manufacturier.
- Pollok, délégué du Gouvernement des États-Unis pour la révision des tarifs douaniers.
- Thirion, ingénieur, secrétaire du Comité central des Congrès et Conférences.
- PRÉAMBULE.
- L’attention de la plupart des personnes qui ont bien voulu venir m’écouter a sans doute été attirée, à l’Exposition, par la vue de certaines machines qui, par l’aspect de leur structure et de leurs mouvements, rappellent les machines à vapeur. Mais si vous vous approchez de ces machines, vous reconnaissez que cette similitude est toute apparente, vous constatez que leur marche est accompagnée d’une série de petites détonations et, en les regardant de plus près, vous remarquez sur le côté un appendice percé
- p.5 - vue 10/36
-
-
-
- — G —
- (Vuno ouverture à travers laquelle brille une .Hanime qui semble donner la vie aux organes de ces machines. Ces machines sont des moteurs à gaz. C’est en effet le gaz, le meme qui sert à nous éclairer aujourd’hui, et non pas la vapeur, qui y engendre la force motrice.
- Dans cette conférence, je me propose de vous présenter quelques explications sur la disposition et le fonctionnement de ces moteurs, de comparer entre eux les divers systèmes qui figurent au Champ-de-Mars, et de vous faire entrevoir l’avenir qui peut être réservé à ces machines, si les inventeurs et les constructeurs qui s’en occupent continuent de marcher dans la voie du progrès attesté par l’Exposition.
- Messieurs, le programme que je viens de vous tracer peut paraître, au premier abord, dénué de l’intérêt capable de captiver l’attention d’un auditoire non exclusivement composé d’ingénieurs; mais je m’efforcerai d’atténuer cette aridité, en réduisant le plus possible le côté technique et, sans sortir du cadre de mon sujet, en traitant la question à un point de vue plus général et partant, je l’espère, plus intéressant pour cette réunion.
- L’accomplissement de cette tâche me sera facilité par cette circonstance très heureuse, que, dans le fonctionnement d’un moteur à gaz, on trouve résumées les plus belles applications de la science.
- DKF1MTIOX DU MOTEUR À GAZ.
- Définissons d’abord le moteur à gaz. Cet appareil emprunte à la machine à vapeur son organisme essentiel, le cylindre qui reçoit le fluide gazeux, le piston qui transmet par la bielle et la manivelle la pression de ce fluide à l’arbre moteur, enfin le volant qui régularise le mouvement et la poulie qui le transmet par une courroie ;\ l’outil qu’il s’agit de faire travailler.
- J’ai dit le fluide gazeux et non le gaz, parce que c’est un mélange d’air et de gaz qui alimente le moteur. Ce mélange est établi dans les proportions qui le rendent capable de faire explosion, lorsqu’il est amené au contact d’un corps en ignition, par exemple de la petite flamme que j’ai mentionnée tout à l’heure. Le gaz brûle et les produits de la combustion violemment dilatés chassent le piston et développent ainsi la force motrice.
- Pennettez-moi de m’arrêter un instant sur le phénomène de la combustion, qui joue, vous le voyez, un rôle important dans le fonctionnement du moteur à gaz, et qui comporte l’examen d’une des questions les plus importantes de la chimie. 11 n’y a pas longtemps, Messieurs, que l’on peut se rendre compte de ce qui se passe quand un corps brûle. Bien que le feu soit un des quatre éléments de la science antique, bien qu’il soit à la
- p.6 - vue 11/36
-
-
-
- — 7 —
- lois le plus utile auxiliaire et le plus dangereux ennemi que la nature ait donné à l’homme, un siècle à peine nous sépare de la remarquable découverte de Lavoisier, qui, le premier, analysa et expliqua le phénomène de la combustion.
- Il en a été de meme de bien d’autres faits, dont l’explication nous paraît aujourd’hui si facile à comprendre.
- DÉCOUVERTES SUR LA NATURE PHYSIQUE 1)E L’AIR.
- Ainsi, il faut remonter à deux cents ans pour trouver la preuve que l’air existe connue matière, et que c’est un corps pesant. On i/arrive pas du premier coup à celle simple constatation. Il faut d’abord que Galilée, en i63o, observe que l’eau ne peut s’élever, par une pompe, au delà de 10 mètres. Il en conclut l’existence de la pression atmosphérique, que Torricclli, en 16 A 3 , apprécie par le poids d’une colonne de mercure de 76 centimètres équivalente à la colonne d’eau de 10 mètres. 11 invente ainsi le baromètre. Biaise Pascal , en 16/17, u^lise ce nouvel instrument pour mesurer les variations de la pression tic l’atmosphère en montant au sommet de la tour Saint-Jacques. La statue de Pascal, vous le savez, honore la base de ce vieux monument de Paris.
- Les variations de la pression atmosphérique suivant l’altitude furent observées l’année suivante sur de plus grandes hauteurs, par Périer, beau-frère de Pascal, dans l’ascension du Puy-de-Dôme.
- Mais jusque-là on a seulement une vague conception de la pesanteur de l’air, et, pour la vérifier, il faut attendre jusqu’à l’année 1667, où Boyle, en se servant de la pompe pneumatique d’Otto de Guericke, arrive à faire le vide dans une bouteille en verre, et compare son poids sur une balance avec celui d’une autre bouteille restée pleine d’air.
- Voilà donc l’existence physique de l’air constatée, mais la composition chimique reste encore ignorée jusqu’à l’année 177b, dans laquelle, presque simultanément, Priestley en Angleterre, Scheelc en Suède et Lavoisier en France découvrent l’oxygène. L’autre élément de l’air, l’azote, est trouvé quelques temps après. Ces deux gaz composent l’air qui nous entoure dans la proportion d’une partie d’oxygène contre quatre parties d’azote.
- Lavoisier démontre que, de ces deux éléments, un seul joue un rôle dans la combustion.
- Quand un corps brûle, nous savons maintenant que c’est parce qu’il se combine avec l’oxygène de l’air; si c’est du charbon, il se forme de l’acide carbonique.
- En résumé, la combustion n’est pas autre chose qu’une combinaison chimique. Cette combinaison, qui a pour effet de détruire un travail moléculaire, engendre de la chaleur, et celle-ci, étant concentrée sur un
- Moteurs à oaz.
- p.7 - vue 12/36
-
-
-
- point, y développe un échauffement (pii va jusqu'à l’incandescence et produit. la lumière. Le plus souvent, on (‘Uct, la combustion se traduit par des effets lumineux.
- historique nu gaz tire nu la iiouu.ue.
- L’aperçu historique que je viens d’esquisser au sujet de l’air, il ne serait peut-être pas inutile de le faire à l’égard du gaz, qui constitue l’autre partie du fluide actif du moteur à gaz. Ceux d’entre vous qui ont suivi la conférence si intéressante do M. Arson, l'ingénieur éminent de la Compagnie parisienne du gaz, ont entendu un récit complot des progrès qui ont été apportés successivement dans l’industrie du gaz.
- Je me bornerai à exposer les faits principaux.
- Tout le monde sait que le gaz est un produit de la distillation de la houille; sa composition est assez complexe : il renferme de l’hydrogène pur, de l’oxyde de carbone et surtout de l’hydrogène bicarhoné, et de l'hydrogène protocarboné, composés d’hydrogène et de carbone. L’hydrogène est, avec l’oxygène, un des éléments de la composition de l’eau, découverte par Cavendish en 1-781.
- On peut tirer les éléments d’un gaz combustible d’une infinité de corps. Les sources naturelles de pétrole, qui sont connues depuis longtemps en Perse et dans l’Inde, et que l’on a trouvées en abondance en Amérique, laissent dégager des vapeurs qui brûlent au contact de l’air. Pin remontant aux temps les plus reculés, on trouve signalées dans les récits persans ces ellluves gazeuses qui s’élevaient enflammées de véritables lacs, et provoquaient l’admiration ou l’effroi chez les populations. Cette forme du feu avait ses prêtres et ses adorateurs.
- Ce 11’cst qu’à une époque peu éloignée de la nôtre qu’apparaissent les premières indications relatives à l’existence d’un gaz dans la houille.
- En i()5<j, Thomas Schirley, en visitant un puits de Lancashire, avait remarqué qu’il s’en dégageait des vapeurs pouvant s’enflammer au contact d’une chandelle allumée. Quelques années après, en 1 (>(»A , le docteur (dayton observa un fait semblable à la surface d’une mine de houille. Le premier, il eut l’idée de soumettre le charbon de cette mine à la distillation ; il reconnut ainsi que la houille se décomposait par la chaleur et fournissait une substance liquide noirâtre qui n’est autre que le goudron, et un gaz qu’il ne put parvenir à condenser; il appela ce gaz esprit de houille. Vous savez que c’est du nom d’esprit que les alchimistes désignaient alors toutes les vapeurs ou tous les gaz extraits par la chaleur d’un corps liquide ou solide, esprit de vin, esprit de bois, etc.
- Jusqu’à cette époque 011 n’était en possession que de faits isolés; c’est à un f rançais, Philippe Lebon, que revient l’honneur d’avoir généralisé la
- p.8 - vue 13/36
-
-
-
- 9 —
- question et d’avoir posé les principes de la distillation du bois et de la houille, en vue d’en tirer un gaz propre à l’éclairage.
- En 1799, d inventa le thermolarnpe, qui est le premier en date des appareils d’éclairage au gaz.
- Il n’eut pas le temps, hélas! de tirer parti de ses travaux ni même de les compléter, car il mourut de mort violente, en i8o4, assassiné par des mains inconnues aux Champs-Elysées, à Paris, où il était venu pour assister au sacre de l’empereur.
- Le thermolampe de Lebon fut repris par Windsor, qui l’exploita de 1812 a 181 5. Mis en rapport avec Murdoch et Clegg, qui venaient de trouver les moyens d’épurer le gaz, il introduisit ce mode d’éclairage à Paris, en 1817.
- La première application en fut faite par Pauwcls au passage des Panoramas. Plusieurs compagnies se formèrent ensuite dans la capitale, et c’est de leur fusion, qui a eu lieu en 1 855, qu’est sortie la Compagnie parisienne.
- Comme vous le voyez par l’enchaînement laborieux des découvertes relatives à l’air et au gaz, la nature résiste à livrer ses secrets, et il faut le concours de beaucoup d’hommes de génie pour les lui arracher.
- ANALYSE DU PHÉNOMÈNE DE LA COMBUSTION DU (HZ.
- Maintenant que j’ai donné en quelque sorte la physionomie des deux parties constitutives du mélange détonant, je vais pouvoir entrer plus avant dans l’explication de la combustion du gaz proprement dit. Brûler le gaz, c’est combiner ses éléments avec l’oxygène, c’est-à-dire transformer le carbone en acide carbonique et l’hydrogène en eau. Cette transformation n’est complète qu’à la condition de fournir au gaz la quantité d’oxygène nécessaire, c’est-à-dire de lui adjoindre sept fois son volume d’air.
- Or, cette combustion peut s’opérer de deux façons, à l’air libre ou dans un espace fermé.
- C’est dans le premier cas que se trouvent les becs de gaz ou les brûleurs des foyers métallurgiques. Le gaz et l’air arrivent séparément et par petites quantités à la fois, au point oû ils doivent se combiner, l'inflammation a lieu successivement, sans occasionner aucun bruit sensible.
- Au contraire, si les deux éléments sont mélangés à l’avance, et si ce mélange est renfermé dans un espace clos, alors l'inflammation se porte sur toute la masse à la fois, et détermine une violente rupture de l’enveloppe, accompagnée d’une forte détonation.
- Tel est le cas des explosions auxquelles donne lieu le gaz d’éclairage, quand par mégarde on a laissé un bec ouvert dans une salle fermée. Le gaz, plus léger que l’air, se répand dans cet espace qui lui est offert et forme avec l’air un mélange qui peut détoner au contact de la flamme
- p.9 - vue 14/36
-
-
-
- 10
- d’une bougie, dès <|inl a atteint la proportion de i pallie de gaz (tour ri o parties d’air.
- La flamme n’est pas nécessaire pour allumer un mélange détonant, on peut employer l’étincelle électrique. Mais d importe toutefois de déterminer en un point un écliaufl'cment très intense. C’est pourquoi on ne peut allumer le gaz avec une allumette dont la flamme s’est éteinte, en laissant meme une partie incandescente.
- Les effets de l’explosion du gaz s’expliquent, comme ceux de la poudre, par l’accroissement énorme de volume que les gaz tendent à prendre instantanément au moment de l’inflammation, ce (pii a pour conséquence d’augmenter subitement la pression que les gaz exercent sur les parois.
- Dans le cas du mélange gazeux par excellence, c’est-à-dire composé de 7 parties d’air pour une de gaz, la combustion développe une quantité de chaleur qui a été mesurée, et qui est de io,t8o calories par kilogramme, ou de 6,000 calories par mètre cube de gaz employé. C’est cette chaleur qui se communique immédiatement aux produits gazeux de la combustion, et élève leur température à près de 2,700 degrés. Or on sait que tout gaz se dilate par la chaleur, et Gay-Lussac a démontré que cette augmentation de volume se produisait proportionnellement à la température multipliée par un coefficient, dit de dilatation, qui est à peu près le mémo pour tous les gaz, et que lui et Régnault ont évalué à Un échauflemenl ù une température de 273 degrés doublera donc le volume du gaz, et -celui de 2,700 degrés le portera à to fois le volume primitif.
- TENSION PRODUITE PAR L’EXPLOSION DANS LE CYLINDRE MOTEUR À GAZ.
- Lorsque l’on introduit dans le cylindre du moteur à gaz, et à la pression de l’atmosphère, un mélange moyen composé de 1 2 parties d’air pour une de gaz, la température, au moment de l’explosion, n’atteint, plus que i,/ioo degrés environ; la tension s’élève seulement à 6 atmosphères. C’est donc comme si l’on avait admis dans le cylindre un fluide à une pression initiale de 6 atmosphères. De meme que la vapeur, la masse gazeuse, après l’explosion, se détend en poussant le piston. Telle est la cause du travail développé dans le moteur à gaz.
- PARALLELE ENTRE LES MOTEURS A GAZ ET LES MOTEURS A VAPEUR.
- Comme on le voit, les moteurs à gaz ont beaucoup de points de rapprochement avec Jes autres moteurs à vapeur, à air chaud, etc. Dans les uns comme dans les autres, c’est l’explosion d’un fluide gazeux qui est la cause du mouvement et du travail mécanique engendré. Quelle que soit la nature du fluide, c’est sa force élastique qui est employée pour
- p.10 - vue 15/36
-
-
-
- — Il —
- déplacer un pislon lié à la résistance à vaincre. Ce fluide n’est, en elïel,
- <[ii’un agent intermédiaire (jui emporte de la chaleur avec lui, mais qui en perd pendant le transport une certaine quantité. C’est celte quantité de chaleur disparue qui, d’après le principe fondamental de la nouvelle théorie mécanique de la chaleur, se convertit en travail extérieur, en force motrice. Cette assimilation du mouvement et de la chaleur est une des plus belles conceptions de la science moderne.
- 11 ressort de là que, si l’on veut comparer dans leur principe dynamique les divers genres de moteurs que nous connaissons, une des différences essentielles réside dans la manière dont la chaleur est communiquée au corps intermédiaire.
- Dans les machines à vapeur, la chaleur est tenue d’opérer la transformation préalable de l’eau en vapeur, puis d’augmenter la tension de celle vapeur. Cette vaporisation s’opère en dehors du cylindre, c’est-à-dire dans une chaudière à part, et assez longtemps avant l’action du fluide sur le piston. Pour les moteurs à air, réchauffement qui dilate l’air est produit dans un foyer spécial également indépendant du cylindre.
- Tout autre est cette communication de la chaleur dans les moteurs à gaz. Vous venez de voir, en effet, qu’ici la chaleur est développée dans l’intérieur meme du cylindre et au sein de la masse gazeuse qui doit fournir le lluidc moteur. Bien plus, elle n’est produite qu’au moment où ce fluide doit entrer en action. Il n’y a donc pas d’emmagasinement de chaleur, pas de transport de celle-ci, par conséquent aucune déperdition résultant de ces deux états de la chaleur.
- On comprend les avantages qui découlent de ce mode de production et d’utilisation immédiate de la chaleur. Tandis que la machine à vapeur, pour être mise en marche, exige un temps considérable,près d’une heure, pour rallumage du foyer et la vaporisation de l’eau dans la chaudière, avec le moteur à gaz, il suffit de tourner un robinet, qui ouvre l’accès du gaz, qui le ferme dès (pic l’on veut mettre la machine au repos.
- Le moteur à gaz ne dépense que quand il travaille. Telle est la raison de la préférence incontestable que l’on doit accorder à ces machines dans les opérations industrielles, où un travail intermittent, comme cela arrive, par exemple, dans les imprimeries, ne saurait s’accommoder de la mise en train longue et dispendieuse d’une machine à vapeur.
- U. EST DIFFICILE DE RÉALISER L’EMPLOI du gaz mélangé COMME SOURCE DE FORCE MOTRICE.
- Mais autant est simple la conception de l’emploi du mélange détonant comme source de force motrice, autant sont complexes les conditions de sa réalisation pratique. En effet, la chaleur développée par l'inflammation
- p.11 - vue 16/36
-
-
-
- — 12 —
- du mélange, au moyen d’un bec de gaz ou d’une étincelle électrique dans l’ancienne machine Lenoir, se transmet trop vile à l’air en excès dans le mélange et aux produits de la combustion , de telle sorte que ce n’est pas une expansion graduelle que l’on obtient comme avec la vapeur ou l’air chaud, mais bien une explosion soudaine dont on ne peut qu’atténuer la violence par l’augmentation d’un matelas d’air. De là, des effets brusques, peu compatibles avec l’allure régulière que doit avoir une machine.
- D’autre part, la chaleur tend à s’échapper de la masse aussi rapidement qu’elle y avait pris naissance et elle passe en grande partie dans les parois : il en résulte un échauffement du cylindre, difficile à éviter, même avec les enveloppes à circulation d’eau.
- Ainsi, la chaleur produite par l’explosion du mélange dans le moteur à gaz a deux manières de disparaître : lorsqu’elle échauffe le cylindre en rayonnant vers les corps environnants, elle est perdue pour la force motrice; si elle se maintient, au contraire, dans la masse gazeuse, elle en produit l’expansion, et peut s’y dépenser en créant du travail. De ces deux tendances, l’une nuisible, l’autre utile, il faut combattre la première et développer la seconde. Pour retenir la chaleur dans la masse gazeuse, il faut la faire travailler le plus vite possible dans le cylindre; de là' cette conclusion que les moteurs à gaz doivent être des machines à grande vitesse.
- Une autre déperdition qu’il faut éviter est celle qui résulte de la chaleur ([ue les produits de la combustion détiennent encore à leur sortie du cylindre, et emportent en pure perte dans l’air où la conduit le tuyau d’échappement.
- Enfin, avant de songer à bien utiliser la chaleur pour créer la force expansive, la première préoccupation à avoir est d’engendrer toute Ja chaleur ([u’est capable de développer le gaz combustible. Ce but n’est atteint que si l’on réalise la combustion parfaite du gaz, résultat qui est lié au mode d’inflammation du mélange.
- Telles sont les conditions auxquelles en principe doit satisfaire le genre de moteur considéré,"pour fournir un bon rendement du gaz en force motrice. Nous examinerons tout à l’heure comment ces conditions se trouvent remplies dans les nouveaux moteurs à gaz qui figurent à l’Exposition.
- Avant d’aborder cet examen, je crois utile de jeter un coup d’œil rétrospectif sur les tentatives antérieures les plus marquées dont cette question a été l’objet.
- historique du moteuh à gaz.
- Comme pour toutes les grandes inventions, celle de la machine à vapeur par exemple, plusieurs pays se disputent la gloire de compter le créateur du premier moteur à gaz.
- p.12 - vue 17/36
-
-
-
- — 13 —
- Un historique très complot, cl <|iii a le mérite d’èlre impartial, a été donné de cette invention par M. U. Tresca, l’éminent savant doublé de l’ingénieur qui a bien voulu me faire l’honneur de présider cette séance. J’ai puisé dans celte notice, ainsi que dans celle de M. Gaudry, une partie des indications (pii vont suivre.
- Je n’ai pas l’intention de vous développer l’bistorique complet de celle découverte. 11 me suffira d’en signaler les faits les plus saillants.
- L’application de la poudre à feu a précédé celle du gaz, comme celle de la vapeur. Avant de songer à l’emploi de la vapeur, Papin commença par construire une machine à poudre à canon en mettant à prolit les idées déjà émises sur celle question par lluygens en 1678 et par llaule-feuillc en 1680. Dans la machine que décrit Papin en i(>88, et qui comporte un piston et une soupape, il 11c cherche pas à utiliser d’une manière directe l’expansion des gaz, mais seulement Je vide qui est la suite inévitable de cette expansion. C’est sur le meme principe qu’il construit plus tard sa première machine à vapeur.
- John Barber en 1791 semble le premier qui se soit proposé la production de la puissance motrice par l’inflannnalion de l’bydrogène ou autre gaz inflammable. Mais sa machine fonctionne, sans l’action d’un piston, pur la vitesse du jet continu de feu qui s’échappe d’un vase où se produit l’explosion.
- Viennent ensuite les systèmes de Thomas Mead et Bobert Street en 179/1, (l’d emploient, l’un les gaz provenant de la combustion d’un corps sur un loyer, l’autre l’huile de pétrole, de térébenthine ou autre liquide volatil, qu’il fait tomber sur le fond d’un cylindre.
- De meme que pour l’invention du gaz, c’est à Philippe Lebon que doit être attribuée la gloire d’avoir posé les principes de la construction et du fonctionnement de la machine à gaz.
- Ce qu’il y a de plus remarquable dans la machine que décrit Lebon dans son brevet de 1799, c’est qu’il emploie deux pompes pour refouler l’air et Je gaz inflammable dans le cylindre, ce qui implique l’idée d’avoir Je mélange à un certain état de compression avant l’explosion, idée qui est la base du perfectionnement le plus saillant que nous rencontrerons tout à l’heure dans les moteurs de l’Exposition: Lebon prévoit aussi l’in-llammalion du mélange par l’électricité, méthode adoptée dans la machine Lenoir.
- Pour 11e pas abuser de votre attention, je citerai, sans m’v arrêter, les essais de llivaz en 1807, de Samuel Brown en i8a3, de Talbot en 18/10. Le brevet pris la même année par MM. Demiohelis et Monnier signale pour la première lois l’emploi du gaz courant. Jusqu’alors le gaz employé était produit dans un appareil dépendant de la machine. Dans certains brevets, on trouve aussi indiqués, à la place du gaz de bouille, la vapeur
- p.13 - vue 18/36
-
-
-
- J/l —
- in fl ciiniiial» I c de pétrole ou autre liquide volatil. D’autres inventeurs proposent l’emploi de l’air carburé par son passage à travers un hydrocarbure, benzine, essence de térébenthine, pétrole ou autre.
- En passant sous silence les noms de beaucoup d’autres chercheurs, je citerai ceux de Degrand et Ilugon en i858 et celui de Lenoir en i85q. A MM. Ilugon cl Lenoir revient incontestablement l’honneur d’avoir mis au jour les premières machines à gaz qui aient fonctionné industriellement. Les systèmes Lenoir et Ilugon étaient connus et jouissaient de tout leur éclat en 18(17. Plusieurs spécimens de la machine Ilugon figurent à l’Exposition actuelle dans la galerie des machines françaises, .le n’aurai donc pas à décrire en détail les dispositions ingénieuses de ces machines. Il me suffira de rappeler que ces systèmes utilisent directement l’action de l’expansion; la machine est à double effet, le piston à chaque coup aspire d’un côté le mélange qui s’enflamme au milieu de la course et refoule de l’autre côté les produits de l’explosion.
- Les différences essentielles entre les deux systèmes résident dans la distribution et surtout dans le mode d’inflammation. Cette inflammation a lieu chez Hugon par la flamme d’un bec de gaz, et dans le système Lenoir par une étincelle électrique provenant d’une bobine d’induction de Bumhkorff alimentée par une pile de Bunsen.
- La machine Hugon se distingue par l’adjonction de poches ou soufflets destinés à doser les quantités d’air et de gaz à introduire dans le cylindre. Mais il ne paraît pas que ce dosage précis ait conduit à une meilleure utilisation du gaz que dans la machine Lenoir. Le chiffre de la consommation du gaz dans les deux systèmes en effet a toujours été supérieur à 9 mètres cubes et demi.
- À la suite de ces systèmes est venu le moteur à pression atmosphérique de MM. Otto et Langen de Cologne. Tandis que les machines Hugon et Lenoir sont horizontales, celle d’Otto et Langen affecte la forme verticale. Le principe de son action est aussi assez différent, eu ce sens que ce 11’est qu’indircctcment qu’elle utilise la force de l’expansion.
- En effet, le piston 11’est mis en relation que d’une manière intermittente avec l’arbre moteur; sa tige est une crémaillère (pii engrène à la descente seulement avec un pignon relié audit arbre par un embrayage à friction.
- Dans sa course ascensionnelle, le piston entièrement libre est lancé à la manière d’un projectile dans une arme à feu, par la force explosive du mélange introduit à la base du cylindre. La niasse gazeuse se détend et alors qu’elle arrive à la pression atmosphérique, le piston continue sa course en vertu de sa vitesse acquise. Il s’arrête seulement lorsqu’il est parvenu à une hauteur telle, que le travail résistant de la pression atmosphérique et celui de son poids aienl absorbé sa force vive. Le refroidissement inté—
- p.14 - vue 19/36
-
-
-
- — 15 —
- rieur a condensé la vapeur d’eau dans le mélange et conlraclé les gaz; il en résulte une raréfaction ou vide partiel sous le piston, et celui-ci descend poussé par la pression atmosphérique, à laquelle s’ajoute son propre
- Dans ce mouvement desccnsionncl, le piston est lié solidairement à l’arbre moteur, et lui transmet ainsi la force sous l’action de laquelle il se meut de haut en bas.
- Celte manière d’employer indirectement l’explosion du gaz a donné un excellent résultat au point de vue de la diminution de la dépense du gaz, qui s’est abaissée à 1 mètre cube par force de cheval et par heure, au lieu de 2 mètres 700 litres qu’elle était dans les systèmes Hugon et Lenoir. Mais cet avantage est détruit par le bruit insupportable que font les machines Otto et Langen et qui a été la cause principale de leur abandon. L’étude théorique de ce système a été faite par l’ingénieur italien Claude Segré, et M. Schmilz, l’habile ingénieur de la Compagnie parisienne du gaz, en a analysé d’une manière très complète les conditions du fonctionnement pratique.
- De l’ensemble des faits que révèle l’examen de cette série presque innombrable de tentatives se dégage cette remarque importante : c’est que toutes les idées rationnelles sur la manière d’employer les mélanges détonants pour engendrer une force motrice se réduisent à deux, savoir :
- Ou la force de l’explosion est appliquée directement pour pousser un piston lié d’une manière constante à la résistance à vaincre; c’est le principe des systèmes dont le moteur Hugon ou celui de Lenoir est le type;
- Ou bien l’explosion agissant sur un piston libre sert à créer derrière celui-ci une raréfaction ou vide partiel, en vertu duquel la pression atmosphérique agit au retour pour développer le travail effectif; c’est le principe de la machine Otto et Langen.
- Quelquefois les deux principes auxquels je viens de ramener tous les genres de machines à gaz ont été combinés dans une meme machine; c’est le cas de la machine de Gilles, dont un spécimen figure dans la section anglaise. On peut donc ranger dans trois classes les nombreuses variétés de machines à gaz.
- C’est à la première qu’appartiennent les moteurs perfectionnés que nous offre l’Exposition et dont je vais maintenant vous entretenir :
- Ces systèmes sont les suivants :
- i° Le moteur de M. Otto, de Cologne, construit en France par la Compagnie parisienne du gaz, et par MM. Périn, Panhard et CIU, constructeurs ;
- 20 La machine exposée par M. Louis Simon, de Notlingham;
- El 3° le moteur de M. de Bisschop, construit par MM. Mignon et llouarl.
- p.15 - vue 20/36
-
-
-
- — TG —
- Dans le moteur Ifugon, dont, je l’ai dit, plusieurs spécimens figurent à l’Exposition, comme dans le moteur Lenoir, le mélange d’air et de gaz est admis dans le cylindre à la pression de l’atmosplièrc, et il possède cette tension au moment où, après admission pendant la moitié de la course environ, l’inllammation vient déterminer l’explosion. Or, dans les systèmes Otto et Simon, le mélange détonant est comprimé à l’avance et c’est sous pression qu’a lieu rinllammation. La tension initiale résultant de l’explosion s’élève donc à t a atmosphères, c’est-à-dire au double de celle dans les moteurs Hugon et Lenoir. En outre, cette inflammation est graduelle et produit une explosion non pas soudaine et brusque, mais progressive.
- Ainsi :
- Compression préalable du mélange détonant;
- Inflammation graduelle de ce mélange :
- Telles sont les idées nouvelles que Ton trouve appliquées dans les systèmes Otto et Simon.
- Examinons maintenant comment celle application est réalisée dans l’un et dans l’autre.
- SYSTÈME OTTO.
- La machine de M. Otto présente dans sa construction un grand nombre de mécanismes et dispositifs ingénieux, dont l’analyse exigerait de longs développements qui sortiraient du cadre du sujet actuel, il sulïira de donner une description sommaire de la disposition d’ensemble de la machine.
- Le moteur Otto ressemble extérieurement à une machine à vapeur à simple elTet. Il se compose d’un cylindre unique horizontal, ouvert à un bout et fermé à l’autre par une culasse évidée intérieurement en forme de cône. Dans ce cylindre fonctionne un piston, en connexion par bielle et manivelle avec un arbre sur lequel est calé un fort volant. Derrière le fond du cylindre est situé l’appareil de distribution, qui comporte un tiroir actionné par une transmission prise sur l’arbre moteur. Le piston à fond de course laisse entre lui et le fond du cylindre un espace, (pii est la chambre de compression; celle-ci, dans le type ordinaire, a une capacité qui est les a/3 du volume engendré par le piston, soit les a/5 de la capacité totale du cylindre.
- Le cylindre fait à la fois office de pompe de compression et de cylindre moteur. Et ce n’est pas là une des moindres particularités par lesquelles se distingue le nouveau système.
- La période complète du fonctionnement du moteur Otto s’accomplit en deux révolutions de l’arbre moteur ou quatre coups de piston. Elle comprend donc les quatre phases suivantes :
- p.16 - vue 21/36
-
-
-
- — 17 —
- i° Le piston s’avance et aspire le mélange de gaz et d’air;
- 2" Le tiroir ayant fermé l’admission, le piston revient en arrière et comprime le mélange admis. Dans l’exemple cité, celui-ci se trouve réduit aux 2/5 du volume primitif, et amené à une pression un peu plus que doublée, c’est-à-dire supérieure à deux atmosphères;
- 3° Au moment où le piston arrive à fin de course, un filet de gaz allumé enflamme le mélange comprimé. L’expansion a lieu en vertu de la chaleur développée, et le piston avance, poussé par la pression des gaz dilatés; c’est la phase active;
- k° Enfin le piston recule de nouveau, chassant devant lui les produits de la combustion détendus et refroidis, lesquels s’échappent dans l’atmosphère.
- Ainsi, sur quatre coups de piston consécutifs, un seul, celui de la détente, transmet à l’arbre une force motrice; le second, qui fait la compression, en consomme; les deux autres, correspondant à l’aspiration et au refoulement, sont sans effet appréciable au point de vue du travail. Cette inégalité périodique des efforts moteurs et résistants justifie la grande masse donnée au volant. C’est la force vive (pii y est accumulée qui fournit le travail de la compression. La régularisation de la machine se fait par un régulateur d’une disposition spéciale qui intercepte l’arrivée du gaz et, par conséquent, suspend l’inflammation quand la vitesse dépasse la vitesse normale. D’ailleurs, la marche du moteur est presque silencieuse, avantage précieux sur l’ancien système Otto et Langen. La vitesse est de 180 tours par minute.
- Le travail moteur effectif recueilli est la différence du travail de la détente et du travail de la compression. L’examen de la courbe des pressions dans le diagramme du travail relevé à l’indicateur montre combien la variation des pressions se produit régulièrement, progressivement, sans les soubresauts et les saccades qui avaient lieu dans le moteur Lenoir.
- La décroissance régulière des pressions dans le système Otto est due au ralentissement relatif que l’inventeur apporte à la combustion du mélange, et qui se trouve ainsi mieux proportionnée à la vitesse du piston moteur. De celle façon, la chaleur, au lieu de naître spontanément, se développe en quelque sorle au fur et à mesure qu’elle peut être absorbée par l’expansion de la masse gazeuse. O11 réduit donc ainsi la déperdition de la chaleur, et, par suite, on évite ce refroidissement rapide qui amène brusquement la chute de la pression, comme on le constate dans le cas du moteur Lenoir.
- Comment M. Otto réalise-t-il cette combustion lente ou plutôt retardée? — Tout simplement par la manière de composer la masse gazeuse soumise à l’inflammation. Dans son cylindre, il introduit, non pas un mélange détonant unique, homogène, mais bien successivement deux mélanges de
- p.17 - vue 22/36
-
-
-
- compositions différentes. À cet effet, Ja disposition des lumières du tiroir est combinée de manière à admettre d’abord un mélange Formé de i 5 parties d’air pour une partie de gaz, c’est ce (pic M. Otto appelle le mélange faiblement explosif, puis un second mélange formé de 7 parties d’air pour une partie de gaz, ce qu’il appelle le mélange fortement explosif.
- Les fluides gazeux (pii composent la masse, ceux qui sont comburants comme l’oxygène de flair, ceux qui sont combustibles ou inflammables comme l’hydrogène pur et les hydrogènes carbonés du gaz, et enfin ceux qui sont inertes comme l’azote de l’air et les résidus de la combustion précédente, se trouvent distribués, non pas uniformément dans la capacité du cylindre, mais bien suivant un ordre décroissant d’inflammabililé. Les parties les plus inflammables sont près du point d’allumage, celles qui le sont le moins avoisinent le piston; les tranches perpendiculaires de la masse sont de moins en moins explosives à partir du fond du cylindre. Il résulte de là qu’au moment de l’allumage, ce sont les molécules situées près du tiroir qui s’enllamment d’ahord, puis l’inflammation se communique aux molécules suivantes, et ainsi de proche en proche jusqu’à celles qui louchent le piston. Cette combustion à durée prolongée, comme celle qu’on cherche à réaliser pour la déflagration de la poudre, engendre une chaleur qui, au lieu d’être produite tout d’un coup, se développe graduellement et par suite dilate progressivement les gaz. Il n’y a donc pas de tension subite comme celle qui résulte d’une explosion instantanée, mais bien une expansion régulière qui exerce sur le piston une pression continue et sans choc. Ces effets sont attestés nettement par la courbe du diagramme qui a été mentionné précédemment.
- Cependant, l’état particulier de composition et de compression où se trouve la masse gazeuse avant l’explosion se prête moins bien à une bonne inflammation que dans le cas où l’on a un mélange homogène et à la pression atmosphérique, pression qui est celle du bec d’allumage. Pour surmonter cette difficulté, M. Otto a renfermé le mélange fortement explosif dans un logement cylindrique ménagé dans l’épaisseur même du fond du cylindre. Dès qu’il se trouve en contact avec le bec allumeur, ce mélange forme une forte flamme qui, sortant avec impétuosité du petit logement, traverse la capacité du cylindre, et provoque sur son parcours l’inflammation de la masse gazeuse.
- Telles sont les circonstances dans lesquelles s’effectue l’explosion dans le moteur Otto. On voit qu’elles satisfont aux conditions théoriques qui ont été indiquées au début. La bonne utilisation de chaleur qui en découle est justifiée par sa faillie déperdition. Ainsi, l’expérience démontre que l’eau consommée par le refroidissement du cylindre est de 35 litres (dont la température s’élève de 10 à 85 degrés) par cheval et par heure. Cela fait 2,5ao calories. Lu divisant par G,000, 011 a la perle de chaleur, soit
- p.18 - vue 23/36
-
-
-
- — DJ —
- /ia p. 100. Pour la macliine Lcnoir, le rapport <le la chaleur perdue à la chaleur totale atteint o,85 d’après une des expériences de M. Tresca.
- L’idée de la compression est empruntée aux moteurs à air chaud; elle a été appliquée, on le sait, parEricksson et Francliot. Dans ces machines, elle a un double avantage : d’abord de diminuer la température à laquelle l’air doit être porté, et par suite réchauffement, si nuisibles pour les machines, et ensuite de réduire notablement pour des forces à peu près égales le volume du cylindre moteur, et par suite les dimensions générales de la machine.
- Mais si la compression préalable est éminemment avantageuse au point de vue pratique, on peut se demander s’il en est de môme au point de vue du rendement. En d’autres termes, y a-t-il, oui ou non, avantage à comprimer et dans quelle mesure cette compression influc-l—elle sur le travail qu’est capable de produire une mémo masse gazeuse?
- Le calcul montre que, contrairement à ce que l’on pouvait prévoir, la compression, dans les memes conditions, c’est-à-dire pour la meme quantité de gaz employé, diminue théoriquement, et dans un rapport assez notable, le rendement en force motrice. Mais celte différence est de beaucoup compensée par la meilleure utilisation de la chaleur dans le moteur Otto. En tenant compte de la déperdition mesurée par réchauffement de l’eau, on a un cocflicient qui modifie la valeur du travail calculé, et l’on reconnaît que finalement le rendement dans le moteur Otto doit être près de trois fois supérieur à celui des moteurs Lenoir et Ilugon. Il n’y a donc rien de surprenant à ce qu’au lieu de dépenser 9,700 litres par force de cheval et par heure, le moteur Otto puisse arriver à dépenser seulement un mètre cube, et peut-être moins, si l’on construit ce système pour les grandes forces.
- MOTEUR L. SIMON.
- Ce système repose sur les mêmes principes que le précédent, mais les réalise dans des conditions notablement différentes. La compression du mélange se fait dans un cylindre séparé. L’air et le gaz, après y avoir été comprimés, sont envoyés dans le cylindre moteur. A leur arrivée dans ce dernier, ils se trouvent en contact avec un bec de gaz qui brûle d’une manière constante, qui les enflamme et les oblige à se dilater et à pousser le piston en produisant de la force motrice. Les deux cylindres sont verticaux de préférence, et les tiges de leurs pistons sont reliées par des bielles à un arbre horizontal commun.
- L’entrée du mélange dans le cylindre et l’échappement des produits de la combustion se font par des clapets actionnés par des cames fixées sur l’arbre moteur.
- Dans ce système, le mélange gazeux, au lieu d’être introduit tout d’un
- p.19 - vue 24/36
-
-
-
- — 20 —
- coup dans le cylindre comme dans le système Otto, y arrive successivement et en petites charges, qui s’y enflamment les unes après les autres et déterminent une expansion vraiment graduelle.
- La chaleur, développée par petites quantités à la fois, s’emploie aussitôt pour la détente. Aussi y a-t-il peu de déperdition de calorique. Une très petite quantité d’eau suffit pour empocher réchauffement des cylindres, qui restent froids quand la machine a travaillé toute la journée.
- La tension très régulière, presque sans choc, avec laquelle agissent les gaz est attestée par le diagramme qui a été relevé à l’indicateur sur la machine de l’Exposition.
- On constate qu’au début il y a une variation un peu brusque de la pression par suite de l’ouverture immédiate du clapet d’admission. Puis la force élastique reste presque constante, le cylindre fonctionnant pour ainsi dire à pleine pression. Ensuite la pression descend jusqu’à la pression atmosphérique au moment de l’ouverture du clapet d’échappement. La surface de cette courbe est relativement grande, et comme d’autre part il y a peu de perte de chaleur, on s’explique le rendement que peut avoir ce moteur dont, d’après M. Simon, la dépense serait de moins d’un mètre cube de gaz par cheval et par heure.
- Un des caractères distinctifs de ce système réside dans la manière dont iM. Simon a combiné l’action de la vapeur d’eau avec celle du mélange gazeux.
- Pour tirer parti de la chaleur excessive qui règne dans le cylindre, on avait bien eu l’idée auparavant, cl M. Hugon l’un des premiers, de lancer de l’eau dans le cylindre. Mais, outre que cette addition est difficile à régler, l’état liquide de ce nouvel auxiliaire ne concordait pas avec l’état gazeux du mélange, il le refroidit trop vite. Ces inconvénients sont évités par M. Simon en introduisant dans le cylindre de la vapeur déjà amenée à un certain état de tension dans une chaudière chauffée par les gaz de l’échappement. L’eau qui alimente la chaudière a d’abord circulé autour du cylindre pour le rafraîchir. Par cette disposition, on utilise donc et la chaleur qui se perd par les parois, et celle qui est entraînée à l’échappement. Enfin la détente de la vapeur dans le cylindre absorbe utilement une partie de la chaleur qui se dégage en excès au moment de l’explosion.
- Grâce à cette adjonction, M. Simon déclare avoir augmenté considérablement le rendement de son système, et avoir réduit la dépense du gaz au-dessous de celle du moteur Otto.
- Un autre avantage de la vapeur est de servir de lubrifiant en remplacement de l’huile.
- MOTEUR DE BISSCHOP.
- Ce système appartient à la classe des moteurs à gaz (pii utilisent l’ex-
- p.20 - vue 25/36
-
-
-
- — 21
- plosion a l’ascension du ]»iston. Le cylindre* est vertical, et le piston qui s’y ni eut est relié à l’arbre moteur au moyen d’une transmission par bielle en retour. Grâce à cette disposition très ingénieuse, M. de Bisschop peut donner à la course du piston la longueur nécessaire pour que la détente s’effectue aussi complètement que possible. Mais l’avantage qu’y trouve surtout M. de Bisschop, et cela avec raison, est la vitesse très grande que peut prendre ainsi le piston, et qui est mieux en rapport avec la rapidité de l’explosion.
- Comme autre particularité de ce système, il convient de signaler la suppression de l’eau pour le refroidissement, lequel est obtenu par des surfaces rayonnantes, représentant cinq fois la surface extérieure du cylindre.
- Les machines de Bisscbop n’ont été, au moins jusqu’à présent, construites que pour de petites forces, en particulier pour actionner des machines à coudre. Elles fonctionnent avec une dépense qui est, à Paris et par heure, de to centimes pour le type de ^ de cheval et de 25 centimes pour le type de -j cheval.
- Les dispositions particulières de ce moteur ont été étudiées tout spécialement pour le mettre entre les mains du public, afin que la question de la petite force motrice fût réalisée industriellement.
- On peut résumer ainsi ses avantages :
- i° Il n’emploie pas d’eau;
- 20 II présente une grande stabilité sans exiger de fondations; les pièces principales, le piston et le tiroir, sont équilibrées;
- 3° Il utilise, aussi complètement que possible, la force de l’explosion, par la grande course donnée au piston ;
- 4° Enfin, le choc est amorti par l’emploi du matelas d’air laissé à fond de course au-dessous du piston.
- M. Bisschop recommande de chauffer le moteur à l’aide d’une petite prise de gaz spéciale, quelques minutes avant la mise en marche. Le motif en est que, ne graissant pas le cylindre, le métal serait attaqué par l’eau que forme la combustion, et qui est acide. Ce chauffage a pour but de réduire cette eau en vapeur, et de faciliter ainsi son expulsion de la machine.
- MOTEUR RAVEL.
- Je terminerai en disant quelques mots de ce moteur qui malheureusement n’a pu être installé à l’Exposition dans des conditions qui lui permettent de fonctionner.
- Dans ce système, qui est dénommé par l’auteur moteur à centre de gravité variable, la force explosive du mélange détonant est employée pour élever un piston pesant dans un cylindre. Le cylindre est muni de deux
- p.21 - vue 26/36
-
-
-
- — 22
- tourillons qui tournent sur des paliers, et qui, prolongés, constituent l’axe moteur.
- Une chambre d’explosion ménagée aux extrémités du cylindre ou indépendante reçoit le mélange détonant, qui s’y enflamme au contact d’un bec de gaz et pousse le piston de bas en haut. Le poids de celui-ci, agissant à l’extrémité du cylindre comme bras de levier, entraîne ce cylindre dans sa chute à la manière d’un pendule. Mais dès que ce dernier est au point le plus bas, une nouvelle explosion fait remonter le piston pesant à l’extrémité supérieure. Le cylindre, qui a continué son oscillation, reçoit ainsi une nouvelle impulsion, dépasse le point supérieur, et accomplit une succession de révolutions, dont la vitesse est réglée par l’effort résistant opposé au poids du piston.
- L’examen qui a été fait de la première machine d’essai, construite d’après ce système ne permet pas de porter un jugement définitif sur le mérite de ce mode d’emploi des mélanges détonants.
- Cependant, en principe, rien ne s’oppose a ce que ce système soit aussi économique, si ce n’est plus, que ceux qui ont été précédemment cités, car la force explosible agissant sur un piston libre, à déplacement rapide, est utilisée suivant une des conditions que prescrit la théorie pour une bonne utilisation de la chaleur développée.
- CONCLUSION.
- Ayant ainsi passé en revue les moteurs à gaz perfectionnés qui figurent à l’Exposition, si nous revenons en arrière et si nous mesurons l’étendue du chemin parcouru dans cette question depuis 1867, nous constatons que de sérieux progrès ont été accomplis.
- Le grand pas fait vers la perfection ne résulte pas seulement d’innovations plus ou moins ingénieuses dans les dispositions mécaniques, il est dû aussi à une étude plus attentive du rôle de la chaleur dans le jeu de ces machines. D’après l’admirable découverte qui a fondé Ja thermodynamique, chaleur et mouvement sont les effets d’une meme cause; comme on dit, ils sont équivalents. Toute perte de chaleur est donc une perte de travail, et dans le cas des moteurs considérés, la chaleur produite représente la dépense du gaz employé, le coût de la force motrice.
- La dépense est donc liée intimement au mode d’utilisation de la chaleur.
- Cette dépense, dans les moteurs à action directe, a été, comme je l’ai indiqué, considérablement diminuée, puisque de 2 mètres cubes et demi qu’eUe était pour le moteur Lenoir, elle est descendue à 1 mètre cube dans le moteur Otto.
- Une réduction de la dépense avait été, il est vrai, obtenue et meme poussée plus loin dans le moteur à pression atmosphérique, c’esl-à-dire à
- p.22 - vue 27/36
-
-
-
- 23 —
- action indirecte d’Otto et Langea. ÎMais cet avantage était détruit par l’inconvénient que ce système avait de fonctionner avec des chocs et un bruit intolérable. Ces machines, presque partout abandonnées aujourd’hui, n’ont guère eu de vogue qu’en Allemagne, et cela au grand étonnement de ceux qui attribuent à nos voisins d’outre-Rhin une oreille plus délicate et plus musicale que la nôtre.
- Ainsi les systèmes Otto et Simon possèdent une grande supériorité de rendement. Si cet avantage ne se retrouve pas, au moins quant à présent, dans les moteurs de M. de Bisschop, ce système ne mérite pas moins une appréciation favorable pour avoir réalisé, sous une forme commode et éminemment simple, l’application du gaz pour de petites forces aux usages domestiques ou à la petite industrie. Il fournit une solution du problème depuis si longtemps posé de la recherche du petit moteur domestique de la force d’un homme, de ^ à de cheval-vapeur, question éminemment importante par son côté moralisateur. Quoi de plus naturel, en effet, dans les villes, que d’employcr le gaz pour transporter à la fois la force et la lumière à domicile? En meme temps qu’il éclaire l’atelier, le gaz peut actionner les outils qui s’y trouvent, le tour de l’ouvrier, la machine à coudre de la femme. L’homme et sa compagne peuvent rester chez eux près de leurs enfants, et y gagner leur existence par des travaux à façon. Us ne sont plus obligés de venir chercher la force motrice dans les manufactures, dont le séjour est si nuisible à l’esprit de famille.
- Mais pour que l’emploi du moteur à gaz prenne de l’extension, il est nécessaire que le prix du gaz soit abaissé, car il met à un taux trop élevé les frais provenant de la force motrice. Est-il possible d’admettre que l’on maintienne au meme chiffre le gaz d’éclairage et le gaz dit de chauffage que l’on peut utiliser bien mieux dans les moteurs à gaz, et dont le prix de revient doit être moins considérable? Avec une tonne de houille on produit environ ooo mètres cubes de gaz ordinaire; mais si l’on ne tient pas aux propriétés éclairantes, on peut tirer de la tonne de houille le double d’un gaz combustible. 11 serait à désirer que les Compagnies, dans les villes, fussent en mesure de donner cette satisfaction au public, et sans qu’il soit nécessaire de préciser un moyen, on conçoit la possibilité d’utiliser les memes canalisations pour transporter et distribuer une certaine espèce de gaz le jour, et une autre espèce le soir. Tout au moins pendant le jour pourra-l-on faire payer moins cher le gaz employé pour alimenter les moteurs.
- En faisant l’éloge du moteur à gaz et en désirant que son usage se développe le plus possible, ne croyez pas que je prétende que le gaz doive supplanter un jour ou l’autre la vapeur. Il y a place pour tous au soleil. Les moteurs à gaz ont eux-mêmes à lutter avec les petits moteurs à vapeur, avec des moteurs à eau, et aux uns comme aux autres on devra
- p.23 - vue 28/36
-
-
-
- — 2/1 —
- préférer les moteurs à air chaud toutes les fois que l’on n’aura à sa disposition ni gaz ni eau.
- Deux de ces systèmes figurent à l’Exposition, le moteur américain de Rider et le moteur autrichien de Martin Hock. Lorsqu’on est éloigné d’une ville, on pourrait remplacer le gaz par de l’air carburé au moyen d’un liquide volatil inflammable, tel que l’essence de pétrole.
- Le vœu que j’émettrai en terminant, est de ne pas voir s’arrêter la marche du progrès, et de le voir continuer dans cette voie qui consiste à perfectionner les machines en général, de façon à soulager l’homme dans ses travaux matériels, et à demander tout de son intelligence et presque rien de sa force musculaire. Bien que nous soyons encore assez éloignés du desideratum,, une pensée consolante nous réjouit, lorsque sous ce point de vue nous comparons notre époque à l’antiquité. Au lieu des écriteaux des marchés qui portaient ces tristes mots : Ventes d’esclaves, nous lisons sur les enseignes modernes : Location de force motrice. (Vifs et nombreux applaudissements.)
- M. T isesca, Président. Messieurs, il se trouve que, par hasard, je ne suis pas tout à fait incompétent en ce qui concerne les questions qui viennent d’être très bien traitées par M. Armengaud jeune; je partage d’une manière générale ses opinions et je trouve que les indications qu’il nous a présentées répondent parfaitement à l’historique de la question et à son importance pratique.
- Cependant je vous demanderai la permission d’appeler, d’une manière un peu plus incisive, votre attention sur deux points des indications qui vous ont été données.
- Si je compte bien, l’ancienne machine Hugon ou Lenoir, dépensant 2,5oo lih •es par heure et par force de cheval, représentait, au taux du gaz à Paris, une dépense totale de 75 centimes par heure, pour obtenir l’équivalent d’un cheval-vapeur, c’est-à-dire pour obtenir, cette heure durant, 75 kilogrammètres par seconde : les deux chiffres sont identiques; par conséquent pour obtenir 1 kilogrammètre par seconde, il fallait dépenser, par heure, 1 centime. Et si nous estimons la quantité de travail fournie par un homme tournant une manivelle d’une manière continue à 5 kilogrammètres, il arrive que la machine dont j’ai parlé fournissait la quantité de travail demandée à un manœuvre à raison de 5 centimes par heure.
- C’était déjà lin résultat considérable au point de vue de l’affranchissement du manœuvre fournissant un travail manuel. Cette consommation ayant diminué de moitié par suite des dernières dispositions qui ont été adoptées, il arrive ceci : que l’hommc-machine se trouve être représenté dans la machine à gaz par une dépense qui n’est plus aujourd’hui que de centimes et demi.
- p.24 - vue 29/36
-
-
-
- — 25 —
- Il y a là un l'ail economique de premier ordre sur lequel il était nécessaire de s’appesantir un instant. Et si, maintenant, nous examinons les progrès faits sur la machine à gaz depuis l’Exposition de 1867, nous voyons que celle consommation n’a pas beaucoup diminué pour les petites forces. La dépense est à peu près la meme aujourd’hui que ce qu ’cllc était il y a dix ans, mais on a cherché à obtenir le travail moteur d’une manière plus commode, et surtout on a cherché à l’obtenir sans augmentation relative de la dépense sur les machines les plus petites. C’est que, en effet, le problème est là. 11 consiste à mettre entre les mains de l’ouvrier le travail moteur qui lui est seulement nécessaire pour le fonctionnement d’une machine à coudre ou de tout autre engin analogue.
- Ce côté du problème est précisément celui qui a été poursuivi par les dispositions dernières indiquées par M. de Bisschop, et je crois, comme AI. Armengaud jeune, que, dans cet ordre de considérations, et surtout en cherchant à obtenir des machines de très petites dimensions, sans augmenter la dépense proportionnelle, il doit y avoir une solution extrêmement intéressante, surtout pour les petites industries.
- Dans les considérations qu’il nous a présentées, M. Armengaud jeune nous a montré la machine à gaz dépendant de la production du gaz courant. Nous étions liés à la production et à la canalisation de ce gaz courant; mais il aurait peut-être pu ajouter qu’il est très facile de faire fonctionner la machine à gaz en se mettant à l’abri de cette solidarité. Il suffil en effet de prendre l’air atmosphérique, de le rendre explosible en le mélangeant, dans une certaine proportion, avec des vapeurs combustibles, pour obtenir économiquement un gaz explosible dont le résultat est, à peu de chose près, équivalent à celui qui est obtenu par le gaz courant.
- Je tenais à faire ces observations, car la machine à gaz ainsi modifiée est encore une machine dans laquelle le calorique, ou sa transformation en travail, est le mieux utilisé. Et j’ai pour ma part une confiance bien plus grande dans l’avenir de la petite machine à gaz avec air combustible, que je n’en ai dans la machine à air qui exige un grand volume et qui ne paraît pas répondre convenablement aux conditions théoriques du problème. (Applaudissements réitérés.)
- p.25 - vue 30/36
-
-
-
- ; ir>i
- '• Oi ) s i5 y
- •J-UIUih!. .JUO0iia‘>3 ?HC| ./*t f
- -U
- ., u *. îasTliiiic? :;ji .‘jihOuî ai
- tu'!. i fU'.Ü (iG (Ji'l) ;*! •!! mit lu t>
- .Dûs-;,:..’; 'UKl ’îiaolti/' il ;,'ii =
- 1 .P il'I-jî; .îii!.;: J •>! 8‘jiiU'i ..
- * w» Wl»ü * IJ i) '8115GU! ,:\;i a •.:. v ü'iiiOiU il
- 'tuamu'oltouol al
- .Oüf
- fff'
- ‘ülf;1'..;-;. •• : i> '•* u
- .litfiteni :• -v ,n\ *1- tnia,-; d -.tv -, •• ëiifei
- . lip .IC’YOV'
- i ",h:t* '« •'.:••<* . . s .GÜ’yuA
- v lu» a . Ü lia .‘à
- t J / •
- :•• ... : i-w\i)VVU:ir,r
- •' ‘"i yi; uïî’.uwi noJijj
- 1 . •• 1 •' .Nil'i a*)
- i ib.iw Jv.î-:?;*. .î5]),’/rr»k .i üa’/fiii à ,• ij juoi al? ijo a.o’fis.' yftiu. .5
- : Jîiij iŸÎbÿtüC(| al .v tijp jjjîyu iii'Hfi?îc.rrj‘K} Jho .'jiu'Moïti -liâ. yjba
- -iuaio^ t woTj la t .M mj «dèfjpifmj e^iéhï'fbfr'
- jijotioa. la‘^;Biiüi}4i%Sîyiûa E vaw (ouj> t
- -jpjs èn«4*V8fld!8nôU!Îf:-' Viîi:. ^ sl^ èsâid'Hifo aol) liitÿJdo à Jasifeiè&iè»
- •-anmto uolli#?;-: a *iio'/a 7 liai) ir/sHtaflnoihoqoiij aeuaÿiij ai ïaJitüfft
- - , # .8âi?3^£>aj e9i;> ;i 36Î iuo<{ Smtetts îmm
- vaûof "ftijsvnoanii "'M a amùi t.r'up uftilfe&ttt&ftoa 'æi siibU *
- ihi > Âjj*> 4^ üoîlDnî)')' a «f et.:iii .‘.ianqM) sc$ c aaijLbuuj'si èsiffoxa g saxon
- - liu^ xe^ h\ â üo:jJüuo*Mj j4 si :-vît «ikmJv» ciiü^ Jaâ'i
- moi allai -.1) t»!?-ai «jtVu >•; 1?;'!* aoli'op; ut] üyJô-îdvi tk/irs ii- thaï jlnsn
- 'iifiJJis il A,y' i'xdtl a huvftaüj'aa tto it aî laiïiiois
- ' - '"ai -4 t$y :>l4it;aifïX‘i ./‘fr'ibï p! t)b fyapivl:!qaoüiln lia'l oilmo'Hj vb loHo uo
- i'/MüiüàuiW a'iüüqùv : o -, lava ’{üôi4‘jï>i]ssT:[ ' ;>n:; ancb Vînaanii*}!
- snrt « lüjliriî'îï ai J aol» oi-.lbofqxa s>;<j na iuaiuüjjpmiuaüü'y ikt-ikio iütx'
- Jafiiaoi ki;.; T raj uiiaido las isifo» a Jaslaviüpà .a-Vn| oauib.ab
- s liirôui isuia sc;: a • . < ••., iiuîlfiiff’lûi" Ui/.i aa ao
- :: -i I 9‘Sidllüoà «nu hatj mu If'j i: '• ^ilu /iJylCîi .4 iüa fhan •*.: U j.-.vitiiiiu') lia 9t»'/ju ^a;- à - : i : ii‘> i; n, . i ub^ïl
- -4 i;;-. «éac$G'fioad<> -r"> oiiai a aianal al tüJ!pr:-'-‘ . yîiaopal ancb 9i-’:b?iw; onu yuana jh-
- inîav L.;a i;* ;iü a- i ;?>rî'o?:)iij tiioijibii'jv
- u aiwia*’,; snk;
- O 1
- aisïii jüiii )>» 8î:ü1) iü -IM a s^arj?. itOa u ••:.»>•. î:a-;a({
- U;? :iutij tiftî;»
- L-pOi»tf94ïf-4l';
- r»«n^ '
- p.n.n. - vue 31/36
-
-
-
- p.n.n. - vue 32/36
-
-
-
- p.n.n. - vue 33/36
-
-
-
- p.n.n. - vue 34/36
-
-
-
- p.n.n. - vue 35/36
-
-
-
- p.n.n. - vue 36/36
-
-