histoire de la révolution indistruelle

 

Dans l’histoire l’homme à découvert le feu  qui  est nécessaire dans sa vie notamment pour le chauffage et la cuisson des aliments , mais pour garder le feu vivante il faut l’alimenter avec du bois provenant des arbres des forets .  Du bois, l’homme a fabriqué le charbon  qui est le premier combustible naturel. Il  a essayé beaucoup de trouver un combustible plus efficace  et plus durable au maintien du feu ’jusqu’ a  l’apparition du première mine vers le 18 ème siècle en angleterre pour couvrir les besoin de familles dans cette époque.                                                                                                                        La mine a employé  plusieurs hommes qui percoivent  des risque inhérents dans leur travail , Les affaissements et effondrements miniers sont des phénomènes mécaniques résultant des comblements spontanés ou provoqués des vides souterrains  cependant la nécessité de pompage de l eau souterrain est indispensable.                                                                                                                                            Les fondements de l'utilisation de l'énergie à vapeur remontent souvent aux travaux expérimentaux du physicien français Denis Papin. En 1679, Papin a inventé un type d'autocuiseur, un récipient fermé avec un couvercle bien ajusté qui confinait la vapeur jusqu'à ce qu'une pression élevée soit générée. Constatant que la vapeur dans le récipient soulevait le couvercle, il eut l'idée d'utiliser de la vapeur pour alimenter un moteur à piston et cylindre.                                                                                                Thomas Savery, inventeur et ingénieur militaire anglais, a étudié le travail de Papin, il a mis en point que le vapeur peut créer une différence de pression entre le bas du mine et le sol pour aspirer l'eau, c'est le premier homme qui a ouvert un large champ d’application du vapeur pour plusieur mineurs  et a construit sa première  machine d’aspiration à vapeur pour extraire l’eau des mines de charbon. La machine de Savery (brevetée en 1698) se composait d’une chaudière, d’un réservoir fermé rempli d’eau et d’une série de vannes. De la vapeur a été introduite dans le réservoir et la pression de la vapeur a forcé l'eau à sortir par une soupape de sortie unidirectionnelle jusqu'à ce que le récipient soit vide. De l'eau a ensuite été pulvérisée sur la surface du récipient pour condenser la vapeur et créer un vide capable d'aspirer plus d'eau à travers une vanne en dessous. Malheureusement, le vide créé n'était pas parfait et l'eau ne pouvait donc être soulevée qu'à une hauteur limitée  

 

Moteur Newcomen                                                                                                                                                                                                                                                                                                  Quelques années plus tard, un autre ingénieur anglais, Thomas New Comen, a mis au point une pompe à vapeur plus efficace composée d’un cylindre équipé d’un piston - une conception inspirée de l’idée susmentionnée de Papin. Lorsque le cylindre était rempli de vapeur, un piston de pompe à contrepoids déplaçait le piston jusqu'à l'extrémité supérieure extrême de la course. Avec l'admission d'eau de refroidissement, la vapeur s'est condensée, créant un vide. La pression atmosphérique dans la mine a agi sur le piston et l'a fait descendre dans le cylindre, et le piston de la pompe a été soulevé par la force résultante.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            Parce que Savery avait obtenu un large brevet pour son appareil à vapeur, Newcomen ne pouvait pas breveter son moteur. Il s'associa ainsi avec Savery et construisirent ensemble, en 1712, la première pompe à vapeur à piston. Plusieurs années plus tard, Smeaton améliora le moteur Newcomen, doublant presque son efficacité. Bien que les moteurs de ce type ne convertissent qu'environ 1 pour cent de l'énergie thermique de la vapeur en énergie mécanique, ils sont restés inégalés pendant plus de 50 ans.

                                                                                                                                                                        Le moteur de Watt                                                                                                                                      En 1765, James Watt, un fabricant d'instruments et inventeur écossais, modifia un moteur Newcomen en ajoutant un condenseur séparé pour rendre inutile le chauffage et le refroidissement du cylindre à chaque coup. Comme le cylindre et le piston sont restés à la température de la vapeur pendant que le moteur fonctionnait, les coûts de carburant ont chuté d'environ 75%.                                                                                                                                                                                                                                 Watt a conclu un partenariat avec Matthew Boulton, qui possédait une usine à Soho, près de Birmingham, en Angleterre. Sur l'insistance de Boulton, il entreprit de développer un nouveau type de moteur qui faisait tourner un arbre au lieu de fournir un simple mouvement de haut en bas. Il a trouvé un moyen d'obtenir une connexion inflexible entre le piston et la tige (poutre) et a inventé des agencements d'engrenages spéciaux pour convertir le mouvement de haut en bas de la poutre en mouvement circulaire. Un volant lourd a été ajouté pour lisser les variations de la force fournie à l'arbre du moteur par l'action du piston dans le cylindre. Le flux de vapeur vers le moteur était régulé par un régulateur relié au volant. De plus, Watt a appliqué de la vapeur sur les deux côtés du piston pour produire une plus grande uniformité d'effort et une puissance accrue 

                                                                                                                                                                      Bien que beaucoup plus difficile à construire, le moteur rotatif de Watt a ouvert un tout nouveau champ d’application: il a permis d’utiliser la machine à vapeur pour faire fonctionner des machines rotatives dans des usines et des filatures de coton. Le moteur rotatif a été largement adopté; on estime qu'à 1800 watts et Boulton avait construit 500 moteurs, dont moins de 40 pour cent étaient des pompes et le reste étaient de type rotatif.                                                                                                                                  Moteurs à vapeur haute pression                                                                                                                                                                                                                                                                                    Bien que Watt ait compris les avantages d'utiliser la puissance expansive de la vapeur dans un cylindre, il a refusé d'utiliser de la vapeur sous haute pression pour des raisons de sécurité. Cela a limité l'application des moteurs à vapeur. Au début du 19e siècle, cependant, l'inventeur américain Oliver Evans avait construit une machine à vapeur stationnaire à haute pression pour entraîner un concasseur rotatif pour produire du calcaire pulvérisé à usage agricole. En quelques années, Evans avait conçu des moteurs à vapeur à haute pression plus légers qui pouvaient effectuer diverses autres tâches, telles que conduire des scieries, semer du grain et propulser une drague. De 1806 à 1816 environ, il produisit plus de 100 moteurs à vapeur qui étaient utilisés avec des presses à vis pour le traitement du papier, du coton et du tabac.                                                                                                                                          D'autres progrès majeurs dans l'utilisation de la vapeur à haute pression ont été réalisés par Richard Trevithick en Angleterre au cours des premières années du 19e siècle. Trevithick a construit la première locomotive de chemin de fer à vapeur du monde en 1803. Deux ans plus tard, il a adapté sa machine à vapeur à haute pression pour conduire un laminoir de fer et propulser une barge à l'aide de roues à aubes.