Si Denis Papin (1647 - 1714) imagina sa machine à vapeur, c'est qu'avant lui des bases scientifiques ont été posées par différents physiciens comme Otto von Guericke (1602 - 1686) et Christiaan Huygens (1629 - 1695).
Otto von Guericke avait trouvé le moyen de faire le vide grâce à une pompe de son invention. Christiaan Huygens avait imaginé de produire une explosion grâce à de la poudre à canon pour chasser l'air violemment d'un récipient et faire le vide.

Denis Papin qui était un médecin français a eu comme première idée de perfectionner le système de Christiaan Huygens mais il pensa rapidement à substituer de la vapeur d'eau à la poudre à canon !
Il construisit sa première machine à vapeur. Sa "marmite" n'était en fait qu'un simple cylindre muni d'un piston B. Un peu d'eau était introduite dans le cylindre qui était chauffé. De la vapeur d'eau était produite qui poussait le piston vers le haut qui se bloquait à une certaine hauteur grâce à une petite tige G. A ce moment on retirait la marmite du feu et on attendait que la vapeur d'eau se refroidissent et se recondense en eau. Ainsi le vide était créé dans le piston. Il suffisait de relacher le piston en débloquant la tige G pour que celui ci soit poussé violemment vers le bas sous l'action de la pression atmosphérique.
Le but était de soulever des fardeaux et de soulager les hommes des peines les plus lourdes.

Papin qui par la suite devint professeur à Marbourg en Allemagne (1687) travaillait pour le Duc de Hesse. Celui-ci voulait créer des fontaines dans ses jardins de Kassel et demanda à Papin de lui fabriquer la machine qui lui permettrait d'obtenir de beaux jets d'eau.

La machine de Papin exposée au Musée des Arts et Métiers

Voici le principe du dispositif imaginé par Papin pour obtenir des jets d'eau :

La vapeur était obtenue en chauffant l'eau dans la chaudière 1 équipée d'une soupape de sûreté 2. L'eau contenue dans la chaudière était transférée sous forme de vapeur d'eau dans le récipient 3 muni d'un flotteur 4 qui jouait le rôle de piston. Le robinet 5 servait à evacuer la vapeur. Selon le principe décrit plus haut, le piston était repoussé et propulsait l'eau qui arrivait du réservoir par ouverture de la soupape 6 vers la colonne 8 dont la soupape 7 s'ouvrait. L'eau arrivait dans le réservoir situé en hauteur et s'écoulait par la suite vers la fontaine 10.

Ce dispositif ne marcha que très peu de temps car la colonne d'eau montante éclata. Cet échec mis fin aux relations entre Papin et le Duc de Hesse.

A la même époque, un anglais, Thomas Savery mettait au point une pompe fonctionnant sous une pression supérieure à la pression atmosphérique.
Pour découvrir la machine de Savery cliquez sur son image.

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