L'exposition De Paris 1889
Troisième & quatrième volumes réunis

L’EXPOSITION DE PARIS •187 des modèles de machines ou de bâtiments; il est impossible, on le conçoit, de monter les moteurs gigantesques qui actionnent nos grands paque- bots ou nos énormes cuirassés. En 1867, la machine du Friedland avait fait l’admiration de tous les visiteurs, mais cette machine est bien dépassée aujourd’hui et c’est à montrer les progrès accomplis dans ces dernières années que je consacrerai cet article qu’il m’eût été difficile certainement de mener à bien, si je n’a- vais eu sous les yeux l’excellente conférence faite par M. Daymard, à l’Association française pour l’avancement des sciences, sur les progrès récents de la navigation à vapeur. Il était impossible de s’adresser à une meilleure source, M. Daymard étant l’éminent ingénieur en chef qui dirige avec tant de talent et de succès le service technique de la Compagnie générale transatlantique. J’éviterai, autant que possible, les termes techniques; quelques-uns cependant sont indispensables, mais une courte expli- cation dans ce cas permettra aux lecteurs peu au courant des termes du métier de suivre quand même. Que demande-t-on à une machine motrice placée à bord d’un navire? Une grande paissance, capable d’imprimer au navire une vitesse considérable. Mais cette puissance est facteur du poids de la machine et de la quantité de combustible dépensée. Ce que l’ingénieur doit donc chercher, c’est de diminuer le poids par cheval-vapeur et chercher à se rapprocher du rendement théo- rique pour le combustible utilisé. Au point de vue du poids, les progrès réalisés sont considérables, mais les procédés employés pour arriver à ce résultat sont multiples et complexes. On a d’abord, par une construction plus soi- gnée, l’emploi de métaux plus résistants, pu augmenter la pression dans les cylindres. Avant 1876, cette pression ne dépassait géné- ralement pas 4 kilogrammes; or elle a été élevée successivement et les grands cylindres actuels supportent une pression de 6 et 10 ki- logrammes. On conçoit facilement l’économie de poids obtenue par ce résultat, puisque, le poids du cylindre et du piston ne variant pas, la force agissant sur la surface du piston est considérablement augmentée. Une autre écono- mie de poids, ou, ce qui revient au même, une augmentation de force sans augmentation du poids du moteur, réside dans l’accélération de la vitesse des pistons. Le travail produit est en effet proportionnel au chemin parcouru par Je piston. Les pistons qui, jadis, étaient animés d’une vitesse de2 mètres à 2m,50 au plus par seconde, arrivent maintenant à courir avec une vitesse de 4m,50, fournissant ainsi un travail double. Mais on conçoit avec quelle précision, quelle exactitude doivent être calculées, puis con- struites les puissantes machines animées de pa- reille vitesse. Il n’existe aucune pièce pour la- quelle de longs et minutieux calculs ne doivent être faits. Les forces d’inertie, presque négli- geables dans les petites machines à marche lente, acquièrent ici une puissance redoutable. Enfin la substitution exclusive de l’acier au 1er, et quelquefois du bronze, a contribué encore à diminuer le poids du cheval-vapeur. Sur les paquebots, ce poids est d’environ 200 kilos, tan- dis qu’autrefois il variait entre 250 et 300kilos. Quand il s’agit d’une machine de 12,000 che- vaux, comme celle qui inet en mouvement le nouveau bâtiment de la Compagnie transatlan- tique la Touraine, on voit que l’économie réa- lisée atteint 600,000 kilos. Tout en réalisant des progrès si importants dans le poids des machines, on cherchait en outre à diminuer la consommation du combus- tible, à obtenir en un mot un meilleur rende- ment. Si à terre, pour les machines fixes, on fait tous ses efforts pour diminuer la quantité de charbon, cette question a une importance bien plus grande encore à bord. Il ne s’agit pas seulement, dans ce cas, d’une économie sur le prix d’achat du charbon, économie qui, par elle-même, est loin d’être négligeable, quand il s’agit d’une dépense de 3 à 400 tonnes par jour, mais aussi et surtout dans l’approvisionnement du navire. Le charbon destiné à la machine occupe, en effet, une notable partie du navire, et c’est autant d’enlevé au fret. Pour un bateau tel que la Touraine, que nous continuerons à prendre comme type, puisque c’est notre plus grand navire commercial, la consommation de charbon, malgré tous les progrès réalisés, s’élè- vera encore à 300 tonnes par jour, soit, pour la traversée, 2,100 tonnes occupées parle combus- tible; pour un navire de 8,000 tonneaux de jauge, près du quart, on le voit. Cette économie de combustible, elle est réa- lisée par une meilleure disposition clans les surfaces de chauffe et surtout par la transfor- mation des machines elles-mêmes. Dans les machines anciennes, où l’on marchait avec une pression relativement faible, la vapeur, aussitôt son effet produit sur le piston, ne possédait plus aucune force et cessait d’être utilisée comme force motrice; mais lorsque l’industrie put livrer des chaudières et des cylindres permet- tant de marcher avec une pression de 4 kilos, on comprit qu’il y avait un avantage considé- rable à détendre la vapeur dans deux cylindres successifs. C’est ce système que. l’on désigne sous le nom anglais de système compound, c’est-à-dire composé. Mais on ne devait pas s’arrêter dans cette voie aux. chaudières four- nissant de la vapeur à -151°, c’est-à-dire sous quatre atmosphères; on a substitué de nouvelles machines, supportant facilement une pression de 8 et même 9 kilos (174' pour la vapeur). Et c’est alors qu’au système dit compound à deux cylindres, on a fait supporter à la vapeur trois détentes successives Les machines à tri pie expansion sontd’origine française, car c’est en 1872 que Benjamin Nor- mand les construisit pour la première fois, devançant l’Angleterre de deux ans. Où s’arrêtera-t-on dans cette voie? Déjà on a construitdes machines àquadrupleexpansion, et nul doute que ce dernier système ne devienne pratique avec des pressions de 12 et IS kilos, chiffre auquel nous arriverons bientôt. En 1860, on évaluait la dépense en charbon par heure et par kilo à 2 kilogr. la. En 1875, ce chiffre tombe à 1 kilogr. 15. En 1888, il descend à 800 grammes. Nous parlions tout à l’heure de la machine de la Touraine. Si en 1860 on avait voulu, en admettant que le fait fût possible pour d’autres conditions, animer un navire d’une pareille niasse avec la vitesse actuelle, il aurait fallu, pour la traversée de l’Atlantique, utiliser 6,000 tonnes de charbon. C’est-à-dire que le combustible aurait occupé, avec la machine, tout le navire. 11 nous reste à parler du but final, cherché par cet accroissement de puissance : la vitesse. Mais comme, en marine, on se sert constamment, comme mesure de vitesse, du nœud, il est bon de donner quelques indications sur cette mesure spéciale. La vitesse d’un nœud correspond àl,852mètres à l’heure (comme moyen mnémonique, on peut remarquer que c’est la date de l’avènement du second Empire). On peut donc, pourd&s calculs approximatifs, ramener la mesure marine au kilomètre en mul- tipliant par 2. Le chiffre est un peu plus fort, évidemment, mais il ne s’agit que d’une erreur de 7 0/0. Comme point de comparaison , l'appelons enfin qu’une vitesse delà nœuds, (28 kilomètres), vitesse d’un grand nombre de paquebots actuels, correspond à celle d’un train de marchandises, et que les torpilleurs, dont quelques-uns attei- gnent une marche de 24 nœuds (45 kilomètres) vont aussi vite que nos trains-omnibus de voya- geurs. En 1878, au moment de l’Exposition Univer- selle, les coureurs les plus rapides atteignaient à peine 13 nœuds. Mais depuis cette époque, la lutte de vitesse a atteint une acuité considérable ; c’est principa- lement sur les lignes transatlantiques qui relient New-York avec les grands ports de l’Europe : Liverpool, le Havre, Brème, que cette course se produit dans toute son ardeur. Au début de cette campagne, le pavillon an- glais tenait victorieusement la tète avec les steamers de la White Star Line et de la Compa- gnie Cunard : Britannia, Alaska, Erylhrœa, L'm- bria; mais, en 1884, la Compagnie transatlan- tique française, avec ses magnifiques navires, la Champagne, la Bourgogne, la Bretagne, la Gascogne, prend décidément la tête, et occupe la première place sur la liste que publie annuelle- ment le Postinaster général de New-York. Si, au point de vue de la vitesse, ses navires se maintiennent simplement et sans les dépasser avec ceux de la Compagnie Cunard, au point de vue de la sécurité et du confort ils sont de beaucoup supérieurs. Mais, dans cette lutte, il ne faut pas songer à se reposer un instant. Aux paquebots du Havre filant 17 nœuds, les Anglais se disposent à op- poser de nouveaux steamers donnant 19 nœuds. Ils trouvent toutefois un sérieux adversaire dans la Touraine. J’emprunterai quelques chiffres très intéressants au Bulletin de la Société des ingénieurs civils. Mieux que toutes les des- criptions ils donneront, je l’espère, une idée nette du travail développé par ces immenses machines marines. Ces calculs ont été faits sur le City of Paris, navire de 170 mètres de longueur et de 13 mètres de creux, dont le tonnage est de 10,500 tonnes. Sa machine, de 20,700 chevaux, consomme seulement 300 tonnes de charbon par jour. Les deux hélices font 88 tours par minute, 760,320 pendant les six jours de la traversée. Comme elles ont 17m,28 de circonférence, l’ex- trémité de l’aile parcourt 24m,50 par minute et pendant la traversée 13,164 kilomètres, le tiers du lourde la terre. La puissance développée, 20,700 chevaux, per- mettrait théoriquement, et appliquée idéale- ment à des engins de levage appropriés, de lever la tour Eiffel, qui pèse 7,500 kilogrammes, à la hauteur de 300 mètres dans un laps de temps de vingt-cinq minutes. En faisant la part des frottements de la machine et de l’appareil de levage, on pourrait compter une heure. La consommation de charbon s’élève à ÜOO tonnes par jour. En comptant huit kilos et