James Watt et Steam Power (activité en classe)

James Watt et Steam Power (activité en classe)



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L'un des problèmes majeurs de l'extraction du charbon, du fer, du plomb et de l'étain aux XVIIe et XVIIIe siècles était les inondations. Les mineurs ont utilisé plusieurs méthodes différentes pour résoudre ce problème. Ceux-ci comprenaient des pompes actionnées par des moulins à vent et des équipes d'hommes et d'animaux transportant des seaux d'eau sans fin.

Aucune de ces méthodes n'était très satisfaisante et plusieurs personnes ont essayé d'inventer une machine qui résoudrait le problème. En 1698, Thomas Savery développa une machine pour pomper l'eau des mines. Cependant, le moteur ne pouvait pas soulever l'eau des mines très profondes. Un autre inconvénient était sa tendance à provoquer des explosions.

Après dix ans d'expérimentation, Thomas Newcomen, un forgeron de Dartmouth, a développé un moteur à vapeur atmosphérique qui était une amélioration par rapport à la pompe de Savery. La pression atmosphérique a fait descendre le piston dans le cylindre et la vapeur de la chaudière a fait monter le piston. Un vide a été créé avec l'interaction de l'eau froide et de la vapeur chaude, et le piston était en plein fonctionnement déplaçant les contrepoids de haut en bas. Cependant, le moteur de Newcomen était très coûteux à utiliser car il nécessitait beaucoup de charbon pour le faire fonctionner.

En 1763, James Watt, un facteur d'instruments de Greenock, en Écosse, fut chargé de réparer l'une des machines à vapeur de Thomas Newcomen. Après avoir étudié la machine, Watt est devenu convaincu qu'il pouvait développer une machine à vapeur bien plus efficace et puissante que celle inventée par Newcomen.

Watt s'est rendu compte qu'il lui faudrait un certain temps pour développer cette nouvelle machine à vapeur. Il n'était pas un homme riche, il a donc dû chercher un partenaire avec de l'argent. John Roebuck, propriétaire d'une usine sidérurgique écossaise, a accepté de soutenir financièrement le projet de Watt. Lorsque Roebuck fit faillite en 1773, Watt présenta ses idées à Matthew Boulton, un homme d'affaires prospère de Birmingham.

Pendant les onze années suivantes, l'usine de Boulton produisit et vendit la machine à vapeur de Watt à l'industrie minière. La machine de Watt était très populaire car elle était quatre fois plus puissante que le moteur de Newcomen.

Watt a continué à expérimenter et, en 1781, il a produit une machine à vapeur à mouvement rotatif. Alors que son moteur précédent, avec son action de pompage de haut en bas, était idéal pour le drainage des mines, ce nouveau moteur à vapeur pouvait être utilisé pour entraîner de nombreux types de machines.

Richard Arkwright comprit rapidement l'importance de cette nouvelle invention et, en 1783, il commença à utiliser la machine à vapeur de Watt dans ses usines textiles. D'autres ont suivi son exemple, et en 1800, il y avait plus de 500 machines de Watt dans les mines et les usines de Grande-Bretagne.

Watt faisait payer à ses clients une prime pour l'utilisation de ses machines à vapeur. Pour justifier cela, il compara sa machine à un cheval. Watt a calculé qu'un cheval a exercé une traction de 1801b. Ainsi, lorsqu'il fabriquait une machine, il décrivait sa puissance par rapport à un cheval, c'est-à-dire un "moteur de 20 chevaux". Watt a calculé combien chaque entreprise a économisé en utilisant sa machine plutôt qu'un attelage de chevaux. L'entreprise devait alors lui verser un tiers de ce montant chaque année, pendant les vingt-cinq années suivantes.

Bien qu'aucun accord de partenariat formel n'ait été établi, pour sa part des deux tiers, Boulton a accepté de supporter tous les coûts d'obtention de brevets, de réalisation d'expériences, de fourniture de stock, de gestion des ouvriers et de conclusion d'accords. Mais maintenant qu'ils travaillaient ensemble, il pouvait voir qu'ils devaient investir du temps aussi bien que du capital : le brevet de Watt n'était valable que pour huit ans de plus et ce n'était peut-être pas assez long. Pour que leur investissement soit rentable, ils avaient besoin d'une bonne période sans concurrence pour obtenir la bonne ingénierie. Allant droit au but, comme toujours, Boulton a entrepris de prolonger la période de protection. Au lieu de demander un nouveau brevet, il a utilisé ses talents de lobbyiste pour faire passer un projet de loi privé au Parlement pour prolonger le brevet actuel de vingt-cinq ans.

Le brevet de 1769 n'incluait pas toutes les améliorations de Watt. Il s'est lié en 1775 avec M. Boulton, de Soho, Birmingham, un gentleman de richesse, d'entreprise et de talent mécanique ; et, après avoir apporté encore d'autres améliorations à la machine à vapeur, une loi du Parlement fut adoptée la même année, lui conférant « l'usage exclusif et la propriété de certaines machines à vapeur de son invention, dans tous les domaines de la majesté », pour le terme extraordinaire. de vingt-cinq ans... Cela empêcha d'autres de fabriquer des machines à vapeur qui contenaient leurs propres améliorations.

James Watt a dépensé une grande partie de sa fortune à faire des expériences pour améliorer les machines à vapeur... En produisant de la puissance mécanique à moindre frais et sous des formes plus commodes, ses machines peuvent être d'une grande utilité dans de nombreuses grandes manufactures.

Vers cette époque (1790) la machine à vapeur de M. Watt a commencé à être comprise et introduite dans cette partie de l'Angleterre, et elle a été appliquée au tournage des machines à filer. et, au lieu de porter le peuple au pouvoir, on trouva préférable de placer le pouvoir parmi le peuple, là où il en manquait le plus.

James Watt en 1765 a transformé la machine à vapeur d'un jouet en l'instrument le plus merveilleux que l'industrie humaine ait jamais eu à sa disposition... la machine à vapeur a fait de la Grande-Bretagne le plus grand pays manufacturier que le monde ait jamais vu.

La multiplication des métiers à vapeur est une preuve certaine de leur supériorité sur les métiers à main. En 1818, il y avait à Manchester, Stockport, Middleton, Hyde, Stayley Bridge et leurs environs, 14 usines, contenant environ 2 000 métiers à tisser. En 1821, il y avait dans les mêmes quartiers 32 usines, contenant 5 732 métiers à tisser. Depuis 1821, leur nombre s'est encore accru, et il n'y a actuellement pas moins de 10.000 métiers à vapeur en activité en Grande-Bretagne.

Il ne fait aucun doute que Watt a résolu un grand nombre de problèmes et a transformé le vieux moteur Newcomen en une machine beaucoup plus rationalisée qui a rapidement acquis une réputation mondiale. Mais c'était un homme prudent et conservateur et à chaque étape dut être cajolé dans l'inventivité par son partenaire Boulton. Laissé à lui-même, il est peu probable qu'il ait produit grand-chose.

En 1775, un facteur d'instruments écossais, James Watt, s'est associé à l'ingénieur de Birmingham Matthew Boulton pour produire des moteurs à vapeur capables de faire tourner des machines, de transporter d'énormes charges et, éventuellement, de propulser des navires et des véhicules terrestres à des vitesses insoupçonnées.

Watt mourut à Heathfield à Handsworth, Birmingham, le 25 août 1819... Il laissa à sa femme 1400 £ par an. et Heathfield pour la vie, et à son fils le résidu de la succession qui comprenait tous les documents, dessins et outils. Le testament a été prouvé le 13 octobre pour une somme supérieure à 60 000 £ (81 000 000 £ en monnaie d'aujourd'hui).

Mécanicien russe autodidacte, Ivan Polsunov... a inventé et construit une machine à vapeur, vingt ans avant Watt. Son moteur fonctionnait bien, mais l'usage des machines à vapeur se répandit lentement dans toute la Russie, à cause du servage qui rendait le travail manuel bon marché.

Questions pour les étudiants

Question 1 : Décrivez les différentes méthodes utilisées par les propriétaires de mines pour extraire l'eau de leurs mines au XVIIIe siècle. Expliquez pourquoi les propriétaires de la mine étaient toujours à la recherche de nouvelles méthodes pour éliminer cette eau.

Question 2 : Décrivez ce qui se passe dans la source 7.

Question 3 : Quelle était la principale forme d'énergie utilisée pour entraîner les machines textiles dans les années : (i) 1775-1785 ; (ii) 1795-1805 ?

Question 4 : Pourquoi le gouvernement britannique a-t-il adopté une loi du Parlement sur la machine à vapeur de Watt en 1775 (source 5) ? Pourquoi certaines personnes n'étaient-elles pas d'accord avec cette politique.

Question 5 : Source de l'étude 13. Pourquoi les tisserands à la main étaient-ils mécontents lorsqu'ils ont découvert la machine à vapeur de Watt ?

Question 6 : Donnez autant de raisons que possible pour lesquelles James Watt est devenu un homme très riche.

Question 7 : Source de l'étude 15. En quoi ce récit de l'invention de la machine à vapeur diffère-t-il de ceux des manuels d'histoire produits en Grande-Bretagne ? Qu'est-ce que cela vous apprend sur les problèmes d'utilisation des manuels scolaires de votre propre pays ?

Commentaire de réponse

Un commentaire sur ces questions peut être trouvé ici.


Comment la machine à vapeur a changé le monde

Il est normal que la première personne à concevoir une machine à vapeur fonctionnelle soit un homme nommé Hero.

Seize cents ans après que le scientifique grec ancien eut mentionné pour la première fois le pouvoir inexploité de la vapeur, la technologie deviendrait le héros et le moteur de la révolution industrielle.

Lorsqu'elle a été affinée par des scientifiques du XVIIIe siècle tels que James Watt, la puissance de la vapeur a surmonté les limites de l'utilisation d'hommes relativement faibles ou de chevaux fatigués pour effectuer des travaux pénibles et a accéléré les usines à un rythme jamais vu auparavant.

Entravé par les bêtes

Le Moyen Âge n'est généralement pas associé à l'industrie, mais les sociétés d'Europe, du Moyen-Orient et de certaines parties de l'Asie et de l'Afrique disposaient effectivement d'usines et d'usines de fabrication, bien que fonctionnant lentement.

La production textile, par exemple, était un commerce animé, mais devait faire face à la séparation géographique des moutons au pâturage qui fournissaient la laine, des moulins à eau construits le long des ruisseaux de montagne et des villes où le tissu était acheté au marché. Les chevaux de bât ou les mules qui transportaient les marchandises entre eux étaient chers et ralentis par le poids de leur charge. Les chevaux étaient également utilisés pour transporter des seaux d'eau dans les mines inondées, mais avaient besoin de pauses fréquentes et de beaucoup de soins pour les garder en bon état.

Pourtant, les bêtes de somme seraient peut-être restées le mécanisme de choix sans les verriers britanniques du XVIIe siècle qui avaient besoin d'énormes quantités de charbon pour faire fonctionner leurs fours chauds.

Le système de poulies de cheval utilisé pour drainer les mines de charbon s'est avéré insuffisamment lent pour répondre aux besoins des verriers en combustible fossile, et il y avait des récompenses lucratives pour quiconque pouvait développer un meilleur moyen de drainer les mines. Les scientifiques ont commencé à bricoler sérieusement avec la vapeur au début des années 1600 et, comme la plupart des inventions de l'époque, c'était un effort d'équipe qui a finalement conduit au premier moteur à vapeur fonctionnel.

En 1698, l'inventeur britannique Thomas Savery a breveté une pompe à vapeur, qu'il a décrite comme un « moteur pour faire monter l'eau par le feu ». Le moteur très basique de Savery s'appuyait sur la vapeur pour créer un vide et tirer l'eau vers le haut à travers un tuyau, une théorie qui existait depuis plusieurs siècles mais qui n'a jamais été appliquée avec succès. La technologie a été améliorée avec des pistons et des cylindres par Thomas Newcomen, un forgeron, et à nouveau par Watt au milieu du XVIIIe siècle.

À cette époque, la réputation du moteur rapide prenait de l'ampleur bien au-delà des cercles miniers, se déplaçant à l'intérieur vers d'autres domaines de l'industrie, du travail des métaux au textile, où il était adapté au système de roues rotatives courant dans les usines européennes.

Homme d'affaires avisé, Watt a commercialisé sa machine en calculant le nombre de chevaux que son moteur remplacerait, inventant ainsi le terme « puissance en chevaux ».

La révolution commence pour de bon

La perfection simultanée de la machine à vapeur et le début de la révolution industrielle est un scénario de poule et d'œuf que les historiens ont longtemps débattu. Le monde était en train de s'industrialiser avant l'avènement de l'énergie à vapeur, mais n'aurait jamais progressé aussi rapidement sans elle, affirment-ils.

Les usines qui dépendaient encore de l'énergie éolienne ou hydraulique pour faire fonctionner leurs machines pendant la révolution industrielle étaient confinées à certains endroits. La vapeur signifiait que les usines pouvaient être construites n'importe où, pas seulement le long des rivières à débit rapide.

Ces usines ont bénéficié de l'un des plus grands partenariats au monde, celui de Watt et Matthew Boulton, un fabricant britannique. Ensemble, ils ont adapté la machine à vapeur de Watt à toute entreprise qui pourrait l'utiliser, amassant de grandes fortunes pour eux-mêmes mais partageant également des recherches sur de grandes distances.

Le transport était l'un de ces importants bénéficiaires. Au début des années 1800, les moteurs à vapeur à haute pression étaient devenus suffisamment compacts pour se déplacer au-delà de l'usine, incitant la première locomotive à vapeur à frapper les rails en Grande-Bretagne en 1804. Pour la première fois dans l'histoire, les marchandises étaient transportées par voie terrestre par quelque chose autre que le muscle de l'homme ou de l'animal.

Les États-Unis ont été les pionniers du transport maritime, mettant un paquebot à vapeur sur l'eau en 1807.

Ce voyage historique, un voyage de 150 milles de New York à Albany sur un navire appelé The Clermont, a duré 32 heures. C'est peut-être la raison de l'essor des voyages en train qui s'ensuit.


James Watt

Au début du XVIIIe siècle, dans la ville portuaire écossaise pauvre de Greenock, le grand-père de James Watt fonde une école de mathématiques. Son fils devient un constructeur naval prospère et un fournisseur de produits d'expédition. Son argument de vente unique est son « compétence dans la fabrication des instruments les plus délicats ». Il attire beaucoup d'affaires : Et la main en mariage d'Agnes Muirhead, une gentille dame descendante d'une longue lignée de nobles Écossais.

« La fortune au bout de ses doigts »

Lorsque James Watt naît le 18 janvier 1736, sa vie future semble rose et pour commencer, elle l'est. Sa mère instruite l'enseigne à la maison alors que l'entreprise de son père, dirigée depuis leur arrière-cour, se développe. Son père lui donne sa propre petite trousse à outils. Ses passe-temps incluent la déconstruction et le remontage de ses jouets. Il en crée parfois de nouvelles à partir des pièces. L'un des ouvriers de son père note à juste titre que « Jamie » (comme tous ses amis l'appelleront) a « une fortune au bout des doigts ». Une anecdote familiale raconte qu'il est réprimandé pour sa fascination pour une bouilloire fumante. Ce sera sa combinaison d'observation et d'application pratique qui révolutionnera la Grande-Bretagne et le monde.

De grands inventeurs écossais qui ont changé le cours de l'histoire

Les temps difficiles

Mais alors, une série de désastres commerciaux, dont la perte d'un navire de valeur, fait naufrage son héritage. James doit apprendre un métier pour survivre. La santé de son père commence à décliner aussi vite que son entreprise. En 1753, à 17 ans, sa mère bien-aimée décède. Ainsi, à l'été 1755, James part passer douze jours à cheval pour rejoindre Londres et sa promesse de richesse. L'adolescent combine les compétences de son père et de son grand-père lorsqu'il fabrique des instruments mathématiques tels que des gammes de cuivres et des règles parallèles. Après avoir travaillé lui-même jusqu'à ce qu'il tombe malade, il retourne à Glasgow à l'automne 1756.

Vous Watt ?

Watt espère qu'étant littéralement le seul fabricant d'instruments mathématiques de toute l'Écosse, il trouvera du travail. Mais, la Guilde des Hammermen (représentant toute personne qui travaille le métal) bloque son emploi. Ils déclarent qu'il ne peut pas travailler jusqu'à ce qu'il ait fait plus de temps d'apprentissage. Ils n'ont évidemment, cependant, personne avec qui il peut devenir apprenti, il n'y a personne avec la spécialité de Watt. Ce ne sera pas la dernière fois que Watt devra attendre que le monde le rattrape.

Heureusement, les professeurs d'université l'emploient en privé pour réparer leurs instruments académiques. Il complète ce revenu en fabriquant et en vendant de tout, des spectacles aux violons, flûtes et guitares. N'ayant aucune capacité musicale, il étudie la science de l'harmonie. Les produits de précision qu'il crée sont considérés comme de meilleurs instruments que ceux fabriqués par des spécialistes de la musique.

Isambard Kingdom Brunel

Donne moi de la vapeur

L'université fournit un petit magasin à partir duquel il peut travailler et vendre et cela devient bientôt un lieu de rencontre pour les professeurs et le public. Plus ingénieur qu'entrepreneur, il fonde une entreprise avec John Craig et, au cours des six années suivantes, ils fabriquent des instruments de musique et des jouets.

Pendant ce temps, il se lie d'amitié avec le légendaire économiste Adam Smith. Les écrits de Smith seront la bible du capitalisme. L'œuvre de Watt sera son moteur. En 1758, Watt est présenté à John (plus tard professeur) Robinson. Robinson lui fera découvrir la science de la vapeur. Comme l'université ne dispose que de peu ou pas des appareils et appareils nécessaires pour expérimenter la vapeur, Watt les fabrique.

En 1763, l'université lui demande de réparer l'un de leurs moteurs à vapeur Newcomen. Ce moteur à vapeur a été inventé par les ingénieurs anglais Savery et Newcomen. C'est le premier appareil pratique à utiliser la puissance de la vapeur pour produire un travail mécanique. Watt se rend compte que c'est aussi horriblement inefficace. Depuis plusieurs décennies, il est utilisé dans les mines pour pomper l'eau. Avec peu d'améliorations de conception en plus d'un demi-siècle, Watt voit beaucoup de potentiel, avec d'énormes profits à réaliser. Mais la plupart de la littérature disponible sur le sujet est en français et en italien. Donc Watt apprend ces langues.

Ses expériences ultérieures sur la vapeur révèlent la théorie révolutionnaire de la chaleur latente (de façon simpliste, la chaleur et l'énergie « cachées » dans la vapeur). Avec elle, il pourra éventuellement multiplier par cinq la puissance de la machine à vapeur. Ce n'est qu'alors qu'il découvre qu'un autre professeur résident, Robert Black, a déjà découvert la théorie. Il l'enseigne en effet à ses élèves depuis plusieurs années. Les deux s'associent. Le noir deviendra à la fois un soutien scolaire et financier.

Son autre partenariat, en 1764, est avec sa cousine Margaret Miller. Elle aide à calmer ses « maux de tête nerveux ». Ils auront cinq enfants mais seulement deux atteindront l'âge adulte.

Watt's continue d'expérimenter et se rend compte que le modèle Newcomen gaspille environ les trois quarts de sa chaleur. Pour réaliser le mouvement mécanique, ses pièces (le piston et la chambre) étaient constamment refroidies et chauffées. Plus d'énergie était dépensée pour cela que pour fournir une force mécanique.

Lire la suite de : Science et technologie

Les plus grandes inventions de l'humanité

Génial mais cassé

En se promenant un dimanche après-midi de 1765, Watt voit la solution. Il envisage une chambre séparée dans laquelle la vapeur peut se condenser. Cela signifie qu'il n'y a plus besoin de refroidissement et de réchauffage, ce qui rend le moteur plus rapide et plus économe en carburant. Ses idées transformeront une machine à usage limité en une machine qui alimentera la révolution industrielle.

Mais le fait que sa vision puisse changer le monde à jamais est de peu d'utilité pour Watt.
Il est fauché et très endetté.

Robert Black lui présente donc l'inventeur britannique John Roebuck. Roebuck finance les recherches de Watt pour créer un modèle fonctionnel. Il rembourse les dettes de Watt en échange de la propriété des deux tiers de l'invention de Watt. Mais peu de machinistes ont l'habileté de toucher que le père de Watt avait pour fabriquer des instruments. Watt doit encore une fois attendre que le monde le rattrape. Il travaille comme géomètre et comme ingénieur civil, professions qu'il trouve ennuyeuses et peu exigeantes, pour compléter ses revenus.

La littérature scientifique qu'il doit comprendre pour faire le prochain saut quantique est entièrement en allemand, alors il apprend ceci et l'italien. Les obstacles constants - même l'obtention d'un brevet s'avère problématique - commencent à faire des ravages. Il commence à souffrir d'insomnie et de dépression profonde. Seule sa femme le maintient ensemble.

Son premier brevet, portant sur le condenseur, en janvier 1769, est un tournant à la fois scientifique et personnel. Légalement protégé, il passe encore les six prochains mois à travailler en secret pour produire un modèle réalisable. Six mois plus tard, il le teste. Il échoue, deux fois. Mais la vapeur qui s'échappe ne déprime pas cette fois Watt. Il est convaincu que son modèle fonctionnera. Il est sûr que c'est le manque d'exactitude et de précision de la mécanique qui fait échouer son modèle. C'est un cas rare d'un génie blâmant, à juste titre, ses mauvais ouvriers. Comme tout doit être fait à la main et à l'œil, le manque d'ouvriers qualifiés – et sobres – affligera Watt toute sa vie.

Des temps plus durs

Puis son bailleur de fonds, Roebuck, fait faillite. La richesse de Roebuck provenait de l'exploitation minière et ses mines sont inondées. Il avait espéré que la conception améliorée de Watt corrigerait cela. Mais sans modèle de travail, la richesse de Roebuck s'est épuisée. L'avenir de Watt semble à nouveau sombre. Puis, en 1772, son seul soutien constant, sa femme Margaret, meurt en couches.

Watt est son plus bas. Il approche les 40 ans, un veuf avec des personnes à charge qui est très endetté. C'est alors qu'il rencontre Matthew Boulton, un homme d'affaires basé à Birmingham. Boulton acquiert les entreprises de Roebuck, y compris le brevet de Watt. C'est en fait la pause dont Watt a besoin. Boutlon a accès à l'alésage de précision et à la fabrication d'instruments dont la vision de Watt a besoin. Watt y va travailler en mai 1774. Les deux vont travailler ensemble pendant le prochain quart de siècle.

Lire la suite de : Histoire du Japon

7 inventions japonaises importantes de l'histoire

À toute vapeur

Boulton & Watt fabriquent sa conception de machine à vapeur et leurs premiers clients viennent des mines. Les acheteurs sont heureux de payer pour un moteur qui n'utilise qu'un tiers du charbon nécessaire au modèle Newcomen. Watt s'épuise à parcourir le pays personnellement pour assurer le succès de chaque machine. Mais Boulton suit souvent, car beaucoup exploitent le sens commercial épouvantable de Watt.

En 1776, Watt se remarie et le couple a deux enfants. Watt leur survivra à tous les deux. Mais, la nouvelle Mme Watt vieillira et sera heureuse et riche avec son nouveau mari, à Birmingham.

Et bien qu'il soit le cerveau commercial de l'opération, c'est Boulton qui, en 1781, propose à Watt le potentiel d'autres applications. Il suggère que ses moteurs pourraient moudre ou tisser et plus encore. Avec le mouvement de piston haut et bas converti en mouvement rotatif, bientôt les moulins à papier, à farine, à coton et à fer sont tous alimentés par les moteurs de Watt.

Espionnage industriel

Boulton & Watt, devient la société d'ingénierie de référence dans le pays. Leur succès est tel que l'Allemagne et la France tentent l'espionnage industriel pour tenter de sécuriser les plans de Watt pour sa prochaine génération de machines à vapeur.

Boulton & Watt emploient un Edward Bull pour construire des moteurs pour eux. Ce sera un salaire coûteux. Bull s'en va faire ses propres versions mais il n'est pas le premier à trahir Watt. L'un des ouvriers de Boulton, Hatley, avait déjà vendu les plans de Watt. Un autre, Cartwright (plus tard pendu) a volé une autre de ses idées et l'a vendue.

Certaines entreprises arrêtent leurs paiements à Watt, estimant que son brevet est inapplicable. D'autres soutiennent que Watt a créé un monopole illégal. Watt poursuivra Bull et il gagnera. Mais Bull n'est qu'un parmi tant d'autres que Watt doit poursuivre et bien que finalement rentable, ce sera un processus long et coûteux. Une seule facture d'avocat, en monnaie d'aujourd'hui, s'élevait à près de 500 000 £.

Malgré cela, Boutlon & Watt a mis en place l'une des premières sociétés de secours pour leurs ouvriers. Il a été dit qu'aucun membre n'a jamais dû compter sur la mendicité ou la charité, "à l'exception de quelques ivrognes irrécupérables". En 1784, Watt apporte d'autres améliorations à la machine à vapeur et fait breveter une locomotive à vapeur.

En 1786, Boulton et Watt sont devenus des célébrités mondiales. Ils sont tellement fêtés que Watt décrit être "ivre du matin au soir avec de la Bourgogne et des éloges immérités".
En 1790, Boulton et Watt sont tous deux des hommes riches.

À bout de souffle

En 1800, ils prennent leur retraite et cèdent leur entreprise à leurs fils. Tragiquement, le fils de Watt, Gregory, décède quatre ans plus tard. Les dernières années de Watt sont consacrées à la recherche. En 1816, il rend une dernière visite à son lieu de naissance, Greenock. Puis, âgé de 83 ans, il décède le 19 août 1819 à Heathfield, en Angleterre. Il est enterré aux côtés de son partenaire commercial dans la vie, Matthew Boulton.

En 1882, le watt, unité de mesure de la puissance électrique et mécanique, est nommé en son honneur. Aujourd'hui, son nom s'illumine sur presque toutes les ampoules du monde.


2 Changements de société

L'invention d'une machine à vapeur pratique a eu un effet immédiat sur l'emploi, d'abord en Grande-Bretagne, puis dans le monde entier. L'Angleterre possédait d'énormes ressources naturelles de charbon pouvant alimenter des moteurs à vapeur, ce qui a conduit à la création de moulins et d'usines qui produisaient les produits que les gens créaient à la main. Les navires et les trains propulsés par la vapeur transportaient les produits manufacturés et les personnes d'un endroit à l'autre plus rapidement et plus efficacement. La société occidentale, qui avait longtemps été agraire, a commencé à se concentrer sur les villes car les ouvriers qui avaient travaillé dans des industries artisanales ou dans des fermes s'y sont déplacés à la recherche d'emplois.


James Watt et Steam Power (Activité en classe) - Histoire

Des preuves archéologiques indiquent que les Romains en Angleterre utilisaient du charbon aux deuxième et troisième siècles (100-200 après JC). Les Amérindiens l'utilisaient dans les années 1300 pour cuisiner, chauffer et cuire des poteries.

Il y a 280 à 345 millions d'années – La « période carbonifère », la formation des combustibles fossiles commence.

1300s – Les Indiens Hopi de ce qui est maintenant le sud-ouest des États-Unis utilisent du charbon pour cuisiner, se chauffer et cuire la poterie qu'ils fabriquaient à partir d'argile.

1673 – Le charbon redécouvert aux États-Unis par les explorateurs.

1720 – La première mine de charbon commerciale en Amérique du Nord entre en production à Port Morien (Baie de Mordienne) au Canada.

1748 – La première exploitation minière documentée de charbon aux États-Unis de 50 tonnes est creusée.

La première production commerciale de charbon aux États-Unis commence à partir de mines autour de Richmond, en Virginie. Le charbon a été utilisé pour fabriquer de la grenaille, des obus et d'autres matériaux de guerre pendant la guerre d'indépendance.

1769 – L'ingénieur écossais James Watt invente la machine à vapeur. Il utilisait du charbon pour faire de la vapeur pour faire fonctionner le moteur.

années 1770 – Les Anglais découvrent que le charbon pourrait produire un combustible plus propre et plus chaud que le charbon de bois.

années 1800 – La révolution industrielle s'étend. Les gens utilisaient le charbon pour fabriquer des biens et pour faire fonctionner des bateaux à vapeur et des moteurs de chemin de fer. Le charbon était utilisé pour alimenter leurs chaudières.

1882 – Thomas Edison construit la première centrale électrique au charbon pratique, fournissant de l'électricité à certains résidents de New York.

1961 – Le charbon devient le principal combustible utilisé par les services publics d'électricité pour produire de l'électricité et devient la plus grande source d'électricité.

Aujourd'hui – Le charbon fournit 41 % de l'électricité mondiale, selon le World Coal Institute.


Machine à vapeur rotative Boulton & Watt # 111

James Watt (1736-1819) a conçu et construit des moteurs incorporant de nombreuses innovations mécaniques qui sont devenues la pratique des machines à vapeur : condenseur séparé, mouvement parallèle et régulateur centrifuge, le mouvement de manivelle du soleil et de la planète et le cylindre à double effet.

Ce moteur rotatif le plus ancien a été construit par Boulton et Watt en 1785 pour la brasserie londonienne de Samuel Whitbread pour entraîner le broyeur de malt. Il apparaît d'abord sur un dessin daté de novembre 1784 comme un moteur à simple effet affichant le mouvement parallèle et l'engrenage solaire et planétaire qui permettent la rotation de l'arbre. La conversion en double action en 1795 doubla la puissance de sortie. La poutre de fer et le régulateur de flyball ont également été modifiés plus tard. Le moteur a servi la brasserie pendant 102 ans, jusqu'en 1887, date à laquelle Archibald Liversidge, un administrateur de musée en visite à Londres, a reçu le moteur et l'a envoyé à Sydney en 1888, où il a maintenant été remis en état de fonctionnement par la Power House. Musée.

Avec une vitesse de 20 tours par minute et une pression effective moyenne de 10 livres par pouce carré, le piston de 25 pouces d'une course de 6 pieds aurait produit environ 35 chevaux à son apogée.

Croquis montrant une machine à vapeur conçue par Boulton & Watt, Angleterre, 1784.


Commentaires des visiteurs/membres :

Feedback, sept. 2002 : Les visiteurs trouveront une brochure illustrée de 8 pages sur les moteurs Boulton et Watt dans la boutique du Musée. Un exemplaire est affiché avec les étiquettes d'exposition pour alerter les visiteurs de sa disponibilité. Il y a aussi des cartes postales dans la boutique. Des images de qualité publication peuvent être achetées sur demande écrite au Musée, et les visiteurs sont autorisés à prendre leurs propres photos tant qu'ils acceptent de reconnaître le Musée s'ils les publient. L'exposition sur le moteur Maudslay vise à présenter Maudslay comme le « père de l'ingénierie britannique » via Whitworth et Nasmyth. Le musée, cependant, a récemment obtenu un tour Whitworth et prévoit de l'inclure dans une exposition remaniée.

Visiteur, juillet 2000 : Connaissant le moteur Watt au PHM, j'ai fait une visite il y a quelques semaines pour voir si je pouvais récupérer une carte postale ou un transparent du moteur et voir s'il y avait des brochures disponibles.

Je suis très surpris que le moteur Boulton et Watt du Power House Museum ne soit pas plus médiatisé. Compte tenu de l'importance historique de ce moteur, j'ai été étonné qu'il n'y ait apparemment pas de 'littérature promotionnelle' photos/transparences du moteur disponibles à la 'Museum Shop.' À cet égard, la boutique PHM se compare très mal à la Musée australien.

En tant qu'étudiant de la révolution industrielle, j'ai été ravi de voir un moteur Maudsley exposé - dans le 'Power Hall' une fois de plus - un minimum de données, aucune photo/transparence disponible dans la 'shop.' le Musée réalise-t-il que Maudseley était l'un des « géants » de la Révolution industrielle ? Le moteur Maudslay du musée devrait être une exposition de prix.

Dans la même salle, j'ai également vu un coffret de tarauds et matrices Whitworth. Considérant que la standardisation des filetages de Whitworth a joué un rôle très important dans l'industrialisation du 19e, la pauvre petite "boîte à astuces" avait l'air très ennuyeuse dans son armoire. Je pense vraiment que le Powerhouse Museum est allé trop loin sur 'whizz bangery' au détriment de ne pas VRAIMENT afficher dans le contexte de ce qui est, dans de nombreux cas, 'importance de classe mondiale'.

Emplacement du point de repère

Musée de la centrale électrique Colline du château
Sydney, Australie

Propriétaire ou emplacement de la plaque, si différent de celui ci-dessus

Musée technologique de Sydney

Informations de visite

Le Powerhouse Museum est actuellement ouvert de 10h00 à 17h00 tous les jours sauf le jour de Noël.


Locomotive à vapeur :

George Stephenson a breveté sa locomotive à vapeur qui fonctionnait sur rails en 1814. La locomotive de Stephenson a été utilisée pour transporter le charbon des mines de Killingworth, en Angleterre.

Locomotive Stephenson’s utilisée dans les mines de Killingworth, illustration publiée dans Samuel Smiles’ Lives of the Engineers en 1862

Moteur à vapeur HTML5

Comme son nom l'indique, la machine à vapeur fonctionne grâce à la force de la vapeur d'eau (vapeur) chauffée à haute pression. C'est une technologie qui convertit l'énergie thermique (chaleur) en énergie mécanique (travail).

La chaudière chauffe l'eau en la transformant en vapeur. La pression générée est ensuite utilisée pour entraîner un piston à l'intérieur d'un cylindre. Le piston est solidaire d'une bielle permettant de transformer le mouvement de translation en un mouvement de rotation.

L'animation ci-dessus montre la machine à vapeur de l'inventeur écossais James Watt. Il présente de nombreuses améliorations par rapport à ses prédécesseurs (Somerset, Papin, Savery, Newcomen). Il invente, en 1782, le principe de la machine à double effet (ou double action) dans laquelle une vanne coulissante répartissant la pression sur le piston est actionnée dans les deux sens.

Le régulateur centrifuge (billes rotatives) est une autre innovation introduite par James Watt (1788). Il maintient un taux presque constant malgré les fluctuations de la pression disponible.

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Révolution industrielle

1712 - La première machine à vapeur pratique est inventée par Thomas Newcomen. La vapeur deviendrait une source d'énergie importante pour la révolution industrielle.

1760 - La Première Révolution Industrielle commence vers 1760 dans l'industrie textile en Grande-Bretagne. Au cours de la prochaine décennie, la fabrication passera de la production manuelle à la maison à la production à la machine dans les usines.

1764 - James Hargreaves invente le spinning jenny permettant à un ouvrier de produire plusieurs bobines de fil en même temps.

1781 - James Watt brevète un moteur à vapeur amélioré qui le rend utile comme source d'énergie dans les usines et d'autres applications telles que les bateaux à vapeur et les trains.

1779 - La mule tournante est inventée par Samuel Crompton.

1793 - The Industrial Revolution spreads to the United States when Samuel Slater opens the first textile mill in Rhode Island.

1793 - Eli Whitney invents the cotton gin greatly increasing the productivity of processing cotton.

1807 - Robert Fulton starts the first successful steamboat operation with his boat the Clermont.

1811- The Luddites attack factories in Great Britain smashing machines in a protest against industry.

1824 - Trade unions are legalized in Great Britain.

1825 - The Erie Canal is completed opening a water route from the Great Lakes to New York City and the Atlantic Ocean.

1831 - The mechanical reaper is invented by Cyrus McCormick.

1837 - A blacksmith named John Deere invents the steel plow.

1844 - The telegraph is invented by Samuel Morse. This changes the way people can communicate from long distances.

1844 - Charles Goodyear receives a patent for vulcanized rubber.

1846 - The sewing machine is invented by Elias Howe.

1853 - Elisha Otis invents a safety break for elevators making them practical and safe for the first time. This allows for tall buildings and skyscrapers to be built.

1856 - The Bessemer Process for making steel is invented by Henry Bessemer. This allowed for the mass production of inexpensive steel.

1869 - The Transcontinental Railroad is completed.

1870 - Around this time the Second Industrial Revolution begins. This phase of the Industrial Revolution is characterized by rapid expansion of new technologies such as the telephone, railroads, and electrical power.

1876 - Alexander Graham Bell invents the telephone.

1877 - The Great Railroad Strike occurs when railroad companies reduce wages. Violence erupts and federal troops are brought in to restore the peace.

1879 - Thomas Edison invents the first practical incandescent light bulb. It will allow factories to remain open after dark.

1886 - The American Federation of Labor is formed.

1891 - The first modern electrical power station is completed to provide power to central London.

1903 - The Wright Brothers make the first successful airplane flight in Kitty Hawk, North Carolina.

1908 - Henry Ford begins production on the Model T Ford. He uses the assembly line to build the first affordable automobile.

1914 - Historians often place the end of the Second Industrial Revolution with the start of World War I in 1914.


How Steam Technology Works

While the Newcomen Engine and Savery's "Miner's Friend" certainly employed steam technology, today's steam engine is generally credited to the work of one man: James Watt.

Trained as an instrument maker in London, Watt eventually found employment near Glasgow University in Scotland. When one of the University's Newcomen Engines needed repairs, Watt found himself elbow-deep in the inner workings of steam technology. Watt soon recognized a basic design flaw: Time, steam and fuel were wasted by having both heating and cooling take place inside the piston cylinder.

Watt solved the problem by creating the separate condenser. He added a chamber separate from the cylinder (which he also insulated), where steam would be cooled to create the necessary vacuum. This separation allowed the piston cylinder to remain the same temperature as the entering steam with no energy wasted heating it and the water inside. Additionally, the separate condenser could be kept at a much lower temperature and required less cooling.

After partnering with Matthew Boulton, Watt was able to produce a faster, more fuel-efficient engine using the separate condenser. The pair's attempt to find new uses for their successful engine led to two more crucial inventions -- the double-acting engine et le fly-ball governor.

The fly-ball governor created an automated method of opening and shutting steam valves to a piston. Sun and planet gear were fixed to a wheel-driven shaft. As steam power caused the rod to spin, the two balls spun outward from the shaft. When they reached their highest point, they caused the steam valve to shut. As their spinning slowed, they spun back toward the rod and caused the valve to open again. This transformed the motion in the steam engine from back and forth -- reciprocating motion -- into the circular motion required to operate a wheel.

The double-acting engine helped make the steam engine more efficient by harnessing the power of formerly idle steam to push down pistons.

In the next section, we'll look at the Cornish Engine: the next step in steam engine technology.


Voir la vidéo: James Watts Steam Engine