Les Lumières et le développement de la science
Objectif final : Réalisation de deux images interactives au sujet du thème étudié Déroulement de l’activité : Etape 1 : travail de questions autour d’un corpus documentaire Etape 2 : En prenant appui sur le travail préparatoire, réalisation d’une image interactive
sur le site de « genialy » (voir vidéo tutoriel ci-dessous)



Questions : 1) En quoi la machine de Newcomen constitue-t-elle une innovation ? 2) Expliquez le fonctionnement de la machine de Newcomen. 3) Quelles en sont les applications ? 4) Décrivez le succès de la machine de Newcomen en localisant sa diffusion. 5) A quelle autre invention essentielle la machine de Newcomen a-t-elle donnée naissance ? 6) Montrez que toutes ces inventions stimulent la croissance économique et la révolution industrielle au Royaume-Uni.

Thomas Newcomen (1663-1729) Né à Dartmouth (Angleterre) en 1663, il commence une carrière de forgeron. Mais il s'aperçoit que les difficultés soulevées par l'exploitation de mines à charbon, creusées de plus en plus profondément et régulièrement inondées. Il se consacré alors, en compagnie de son assistant, l'ingénieur John Cawley, à l'invention d'une machine à pomper l'eau. La première machine à pression atmosphérique de Newcomen est installée en 1712 pour drainer une mine, à côté de Dudley Castle : c'est la première machine industrielle. Malgré ses dimensions impressionnantes (de la taille d'une maison) cette invention est un succès. Elle est immédiatement employée en Angleterre et dès 1721 sur le continent européen. A sa mort, à Londres en 17 29, une centaine de ses machines est utilisée en Angleterre et dans le reste de l'Europe.
La machine de Newcomen
Machine à vapeur à balancier, dite machine atmosphérique de Newcomen, Louis Figuier, Les Merveilles de la science, t.1, 1867 La machine à vapeur de Newcomen est une machine à balancier de deux tiges : l'une sert de pompe aspirante, tandis que l'autre est un piston coulissant dans un cylindre situé au-dessus d'une chaudière.

 

De l'invention à l'application

Au reste, nous ne pouvons trop nous presser d’observer que cette idée [la pompe à feu] appartient primitivement aux Français. En 1695, Monsieur Papin proposa dans un petit ouvrage qu'il publia, la construction d'une nouvelle pompe, dont les pistons seront mis en mouvement par la vapeur de l'eau bouillante, alternativement condensée et raréfiée. Cette idée fut exécutée en 1705 par Monsieur Dalesme, de l'Académie des sciences (…). Enfin les Anglais l'exécutèrent en grand. C'est par le moyen de cette machine qu’on dessécha les mines de Condé en Flandres ; les Anglais s'en servent aussi dans leurs mines de charbon ; mais ils ne s'en servent plus pour élever les eaux de la Tamise, et cela par 2 raisons, parce qu'elle consume trop de matière, et qu'elle enfume toute la ville. Jean Le Rond d'Alembert, article « feu », Encyclopédie, 1765

Le succès de la machine en Grande-Bretagne

L'invention consiste à faire monter l'eau en utilisant la force impulsive du feu, agréée par le Parlement, a bénéficié récemment de très importants perfectionnements, et permet désormais de drainer entre autres toutes sortes de mines, et de faire monter l'eau jusqu’à la hauteur désirée plus aisément et à un coût moindre qu'avec les autres méthodes utilisées jusqu’à présent, comme le démontre largement
es divers moteurs qui fonctionnent déjà dans les comtés de Stafford, Warwick, des Cornouailles et de Flint. Le présent avis a pour objet d'informer les personnes souhaitant traiter avec les titulaires au sujet de ces moteurs qu'elles seront reçues chaque mercredi au Sword Blade Coffee House, birchin Lane
à Londres.
Gazette de Londres, 11-14 août 1776

Réception de la machine de Newcomen en France

En 1725, une machine de Newcomen est construite à Passy, près de Paris. Des scientifiques de l'Académie des sciences de Paris l'examinent et rédigent un rapport pour leurs confrères.

Du feu entretenu au-dessous de cette chaudière dans un fourneau, fait continuellement bouillir l'eau qui fournit une vapeur d'eau d’où dépend tout l'effet de la machine (…). La disposition de la machine étant telle que dès que la vapeur qui monte dans le tuyau de fer a élevé le piston à la hauteur déterminée, toute entrée est aussitôt bouchée à de nouvelles vapeurs et elle est ouverte à des jets d'eau froide qui arrosent le dedans du tuyau et condensant par conséquent la vapeur qu’il contient. Privé alors de la force, elle n'est plus en état de soutenir le piston contre la pression de l’atmosphère qui fait redescendre le piston dans le tuyau de fer (…). Elle a donné devant nous environ dix coups et demi de piston par minute (…). On pourrait s'en servir pour épuiser l'eau de nos mines de charbon de terre et là son utilité serait grande et son entretien presque rien (…). De sorte que nous pensons que l'établissement de ces machines dans le Royaume ne pourrait être plus très avantageux. Compte-rendu de l'examen de la machine de Newcomen, Archives de l'Académie des sciences, 11mai 1726
Une technique au service d'une industrie naissante
Anonyme, Mine de Newcomen, huile sur toile, 1775-1825, Liverpool, Walker Art Gallery Dès 1712, la pompe à feu est installée dans les mines des Midlands, du Pays de Galles et des Cornouailles pour évacuer l'eau des galeries souterraines.

 
De Newcomen à Watt
James Eckford Lauder, James Watt et la machine à vapeur, huile sur toile, 1855, Edimbourg, National Galleries Scotland L'Ecossais James Watt améliore la machine de Newcomen en inventant en 1769 une machine à vapeur fonctionnant selon un mouvement régulier de vas et viens et créant ainsi
une force motrice remplaçant la force humaine. Grâce aux machines de Newcomen et de Watt, la production de charbon en Angleterre et au pays de Galles passe de 2 500 tonnes en 1700 à 5 000 tonnes en 1750, 6 205 en 1770 et 10 000 en 1800.