Le feu mis au travail : de la machine de Newcomen au condenseur de Watt
Avant ces machines, le travail se faisait à la force des muscles, du vent et de l'eau qui tombe ; après elles, la chaleur du charbon brûlé put devenir un mouvement régulier partout où l'on bâtissait une machine, et au XIXe siècle la vapeur faisait tourner mines, filatures, navires et chemins de fer.
- Datation
- Lieu
- Coneygree, Tipton, près de Dudley, Midlands de l'Ouest, Royaume-Uni · Thomas Newcomen, quincaillier de Dartmouth, et les exploitants de houille du Black Country ; James Watt, fabricant d'instruments de l'Université de Glasgow, associé plus tard à Matthew Boulton à Birmingham
- Coordonnées
- 52° 31′ N · 2° 05′ W (approximatives)
- Ce qu'il en reste
- Fragmentaire
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Andy Dingley, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia CommonsCC-BY-SA-4.0Notice d'origine
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Note de l'archiviste
Dans le pays houiller des Midlands anglais, au début du XVIIIe siècle, plus les mineurs creusaient, plus l'eau montait pour noyer les veines. Des chevaux tournaient sans fin pour actionner les pompes, et cela ne suffisait pas.
En 1712, près des murs du château de Dudley, on mit au travail une machine d'un genre nouveau. Un feu faisait bouillir l'eau d'une chaudière ; la vapeur emplissait un haut cylindre ; un jet d'eau froide l'effondrait, et le poids même du ciel poussait un piston vers le bas. Au-dessus du puits, un grand balancier de bois basculait, et l'eau remontait. L'auteur de la machine, Thomas Newcomen, vendait des outils de fer dans un port du Devon.
Un demi-siècle plus tard, à Glasgow, on demanda à un jeune fabricant d'instruments de remettre en état la petite maquette conservée ici. James Watt observa combien de combustible elle gaspillait, à chauffer et refroidir son cylindre à chaque coup, et porta le refroidissement ailleurs : dans un récipient séparé, un condenseur. Son brevet fut accordé en janvier 1769.
Depuis ces deux machines, le charbon ne servit plus seulement à chauffer les pièces et les forges. Il se mit à faire bouger les choses.
Établi
- En 1712, une machine conçue par Thomas Newcomen, quincaillier de Dartmouth, dans le Devon, commença à pomper l'eau des houillères de Coneygree, en vue du château de Dudley ; c'est la première machine de Newcomen dont le lieu et la date sont établis avec certitude (Andrew et Allen 2009).
- La machine de Newcomen était atmosphérique : la vapeur remplissait un cylindre sous un piston, un jet d'eau froide la condensait, et le poids de l'air poussait le piston vers le bas, faisant basculer un grand balancier qui actionnait les pompes du puits ; elle répondait à l'eau qui noyait les mines (National Museums Scotland).
- Comme Thomas Savery détenait depuis 1698 un brevet très large pour l'élévation de l'eau par le feu, la machine de Newcomen, pourtant très différente, fut construite et vendue sous ce brevet pendant plus de vingt ans (Greener 2025).
- Pendant l'hiver 1763-1764, James Watt, fabricant d'instruments de l'Université de Glasgow, fut chargé de réparer la maquette de machine de Newcomen de l'université ; voyant combien de vapeur et de combustible elle gaspillait à refroidir puis réchauffer son cylindre à chaque coup, il imagina un condenseur séparé du cylindre (Université de Glasgow 2019).
- Le brevet de Watt, « A new method of lessening the consumption of steam and fuel in fire-engines » (nouvelle méthode pour réduire la consommation de vapeur et de combustible des machines à feu), fut accordé le 5 janvier 1769 ; les machines munies de son condenseur brûlaient environ deux tiers de charbon en moins (Science Museum 2019).
- En 2021, le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat a établi que les hausses observées des concentrations de gaz à effet de serre bien mélangés depuis 1750 environ sont sans équivoque causées par les activités humaines (GIEC 2021).
Interprétation
Newcomen n'inventa pas la machine à vapeur à partir de rien : Savery et d'autres avaient travaillé avant lui sur la vapeur et le vide, et des recherches récentes de James Greener suggèrent que sa machine existait peut-être sous des formes premières dès les années 1690, bien avant Dudley. L'emplacement exact de la machine de 1712 a lui-même été disputé ; en 2009, Andrew et Allen ont publié une confirmation de son implantation à Coneygree. La part de la vapeur dans la révolution industrielle est débattue : l'historien de l'économie Nicholas Crafts estimait en 2004 qu'elle contribua peu à la croissance britannique avant 1830 et n'eut son plein effet qu'après 1850, avec les machines à haute pression. On brûlait déjà beaucoup de charbon pour la chaleur avant ces machines ; ce qu'elles inaugurèrent, c'est la transformation de cette chaleur en travail mécanique à une échelle croissante, l'un des fils de l'âge des combustibles fossiles dont le GIEC fait partir les émissions vers 1750.
Dans 10 000 ans
Dans 10 000 ans, la couche de suie et de carbone laissée dans la glace et au fond des mers se lira-t-elle comme la signature du siècle où cette civilisation apprit au feu à soulever l'eau ?
Sources (8)
- Andrew, J. H., Allen, J. S. A Confirmation of the Location of the 1712 'Dudley Castle' Newcomen Engine at Coneygree, Tipton. The International Journal for the History of Engineering and Technology 79 (2), 2009, p. 174-182. · doi.org
- Allen, J. S. The 'Dudley Castle', 1712, Newcomen Engine Replica, Black Country Museum, Dudley, West Midlands. Transactions of the Newcomen Society 69 (1), 1997, p. 283-298. · doi.org
- Greener, J. The Impellent Force of fire: Newcomen's engine and Savery's patent. The International Journal for the History of Engineering and Technology 96 (1), 2025, p. 72-106. · doi.org
- National Museums Scotland. The Newcomen engine and its role in Britain's industrial revolution. · www.nms.ac.uk
- University of Glasgow. Model steam engine which inspired James Watt receives Engineering Heritage Award, August 2019. · www.gla.ac.uk
- Russell, B. James Watt and the separate condenser. Science Museum Blog, 5 January 2019. · blog.sciencemuseum.org.uk
- Crafts, N. Steam as a General Purpose Technology: A Growth Accounting Perspective. The Economic Journal 114 (495), 2004, p. 338-351. · doi.org
- IPCC. Summary for Policymakers, in Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report, statement A.1.1. · www.ipcc.ch
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