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La machine à vapeur atmosphérique

Rappelons que c’est au début du XVIIIème siècle que l’Anglais
Thomas Newcomen, aidé de compatriotes, inventa à Dartmouth
(Devonshire) la pompe à feu qui allait porter son nom. Ces machines
étaient essentiellement destinées à assurer l’exhaure des mines envahies par les eaux au point de les rendre inexploitables dès une profondeur assez modeste. Cette pompe pouvait également alimenter des
canaux ou des distributions d’eau. On construisit ce type d’engins de
1705 à 1769, quand Watt introduisit son nouveau système beaucoup
plus avantageux.

En Belgique, la construction des Newcomen fut toutefois poursuivie durant plus de cinquante années. On peut rechercher des raisons
diverses à cette situation : nos constructeurs avaient pris l’habitude des
anciennes machines (l’exécution de l’une d’elles pouvait nécessiter plusieurs années...), la nouvelle technique n’était pas encore passée pour
des raisons techniques : secret industriel, qualification des constructeurs ; politiques : blocus, conflits internationaux ; économiques, touchant les prix de revient et la rémunération des « initiateurs » britanniques.

Les Anglais ont conservé plusieurs machines très anciennes,
notamment à Dartmouth et au Science Museum de Londres. Des amateurs d’archéologie industrielle en font même parfois fonctionner encore.

Extension des pompes à feu en Hainaut

Le Rapport au Roi de 1842 évoque un grand nombre de ces
machines, sans être exhaustif, car certaines d’entre elles sont déjà disparues.

En 1845, l’Ingénieur en chef Gonot se livra à une enquête minutieuse concernant toutes les machines à vapeur d’épuisement
employées dans les mines de houille du Hainaut (Ann. T.P., tome 7). Son
objectif était d’en comparer les différents systèmes, afin d’en dégager
les avantages et les inconvénients, et les coûts réels de fonctionnement.

Il convient de noter que d’autres machines, en fonctionnement
dans les carrières par exemple, ne sont pas reprises ; que des pompes,
comme celle de la Barette - dont il sera question plus loin - et qui figurent
au Rapport de 1842, ont disparu entretemps.

Gonot relève l’existence de 69 machines, dont 33 Newcomen,
soit la moitié, ce qui est fort considérable pour cette époque déjà avancée de la technique, mais s’explique par la poursuite attardée de la
construction de ces engins dans nos régions. Sur les 33 machines
atmosphériques, 12 sont encore alimentées par leur ancienne chaudière « champignon », tandis que 6 présentent la particularité plus rare
de disposer de deux champignons. Notre machine de la Paix est de celles-ci. Les machines recensées ont été construites entre 1725 et 1844 ;
ces deux pompes appartenaient toutes deux à la même société des
Ardinoises (Gilly-Lodelinsart). Un bel exemple de continuité, ou plutôt de
fidélité !

Avantages et inconvénients du système de Newcomen

Ces machines ont pour seuls avantages d’être d’une construction simple et relativement peu coûteuse ; elles sont faciles à diriger et
à entretenir, et n’exigent que des réparations peu fréquentes, de la compétence des ouvriers mêmes des établissements où elles fonctionnent.

Les parois des cylindres sont considérablement refroidis par
l’eau d’injection et par l’eau dont on recouvre les pistons pour empêcher
les fuites de vapeur. La conséquence en est une plus grande perte de
« calorique » et une plus grande consommation de combustible. Le vide
obtenu sous le piston après condensation est incomplet, de sorte que
l’excédent de la pression atmosphérique ne dépasse guère 0,75
kg/cm², et la puissance de la machine se trouve limitée par les dimensions extraordinaires qu’il serait nécessaire de donner à ses différents
éléments. Enfin, elles sont encore desservies par les chaudières en
forme de champignon, qui sont les moins économiques, et par les vieilles
pompes élévatoires, de petit diamètre, dans lesquelles l’eau subit un
frottement considérable.

[1 This Liber de investigatione perfectionis magisterii is not the well-known work bearing the
same name, also attributed to Jābir ibn Hayyān (or « Geber » in Latin), and having the incipit « Investigatione(m) hujus nobilis (sime) scientie ex continua ... (TK 776). The latter
text has been printed many times, beginning with the incunabulum version of the Rome
printer Eucharius Silber (s.d. et l.) ; the former exists in manuscript only, though some parts
thereof are excerpted in Ruska (1935a) = [198-237).

[2 My rendition of Rhases’s notes on apparatus is derived entirely from Ruska (1935a) = [198-202).

[3 Gebri ... Summa perfectionis magisterii in sua natura ... , in Manget, J. J., Bibliotheca chemica
curiosa
, Genevae, 1702, vol. l. This is a reprint with slight variations of the
edition published by Marcellus Silber, and edited by Fausto Sabeo et al., between 1523
and 1527 in Rome. I am presently working on a critical edition of the Summa, but until this
task is accomplished, the reader may be advised to rely on the Sabeo edition and its reprints over the other available versions.

[4 The Liber fornacum, or Liber de fornacibus construendis has only been edited once, as is
also the case with the Liber de inventione perfectionis attributed to Geber. These works
were edited by a pseudonymous « Chrysogonus Polydorus »,and first printed in the ln hoc
volumine de alchemia continentur haec
... , (Nuremberg, 1541), printed by Johannes Petreius - the printer of Copernicus’s De revolutionibus orbium caelestium. Because of the
extreme rarity of this edition and its reprints, I have been forced to use a modern German
translation - Ernst Darmstaedter, Die Alchemie des Geber (Berlin, 1922). The L. fornacum
occupies pp. 114-125 of this version.

[5 The L. fornacum (Darmstaedter, op. cit., 116) calls the fixatory furnace an athanor. If the
L. fornacum is really by the author of the 13th c. Summa perfectionis, we may then see an
early, transitional usage of the term « athanor, we may then see an
early, transitional usage of the term « athanor » here, which is similar to the Arabic tannūr
in that it relates to a high temperature oven. By the 14th c., however, such texts as the
L. de multiplicatione and the L. lucis had restricted the term « athanor » to the low temperature version of the domed furnace.

[6 Archives de l’Administration des Mines et fonds Warocqué (Musée de Mariemont).

[7 Une fois pour toutes, signalons que nous utilisons le terme « histoire des sciences » pour
faire court. Nous préfèrerions le terme, plus adéquat pour désigner notre discipline : « histoire et philosophie de la science et de la technologie ». Il y a encore des historiens qui ne
savent pas que l’histoire ne trouve la justification de son labeur érudit que si elle débouche
sur les problèmes éternels de la philosophie (l’histoire n’est-elle pas encore, pour certains, un genre littéraire ?). Et il y a encore des historiens des sciences qui ne savent pas
que l’étude de l’évolution de la science est impossible sans prendre en compte l’évolution
technologique ...

[8 Il existe un establishment scientifique et industriel comme il existe un establishment littéraire et culturel. La culture, en effet, est aux lettres ce que l’industrie est à la science,
à la fois source et réceptacle. L’écrivain produit des idées qui seront transposées, modulées et diffusées par la culture, comme le scientifique découvre des faits qui alimenteront
l’innovation technologique, moteur de l’industrie. L’ingénieur industriel transpose les
connaissances scientifiques dans le monde de la production en grandes séries, comme
le cinéaste, le journaliste et le réalisateur TV, véritables ingénieurs culturels, transposent
la création littéraire dans le monde de l’imaginaire quotidien, celui du chaud biznesse et
des masse-médiats.



















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