Biographie de Thomas Newcomen, inventeur de la machine à vapeur

Thomas Newcomen (28 février 1663-5 août 1729) était un forgeron de Dartmouth, en Angleterre, qui a assemblé le prototype de la première machine à vapeur moderne. Sa machine, construite en 1712, était connue sous le nom de «machine à vapeur atmosphérique».

Faits en bref: Thomas Newcomen

• Connu pour: Inventeur de la machine à vapeur atmosphérique
• Née: 28 février 1663 à Dartmouth, Angleterre
• Parents: Elias Newcomen et sa première femme Sarah
• Décédés: 5 août 1729 à Londres, Angleterre
• Éducation: Formé en tant que forgeron (forgeron) à Exeter
• Époux: Hannah Waymouth (née le 13 juillet 1705)
• Les enfants: Thomas (décédé en 1767), Elias (décédé en 1765), Hannah

Avant l'époque de Thomas Newcomen, la technologie des moteurs à vapeur en était à ses balbutiements. Des inventeurs tels qu'Edward Somerset de Worcester, le voisin de Newcomen, Thomas Savery, et le philosophe français John Desaguliers faisaient tous des recherches sur la technologie avant que Thomas Newcomen ne commence ses expériences. Leurs recherches ont inspiré des inventeurs tels que Newcomen et James Watt pour inventer des machines à vapeur pratiques et utiles.

Jeunesse

Thomas Newcomen est né le 28 février 1663, l'un des six enfants d'Elias Newcomen (décédé en 1702) et de son épouse Sarah (décédée en 1666). La famille était solidement bourgeoise: Elias était propriétaire, armateur et marchand. Après la mort de Sarah, Elias s'est remarié avec Alice Trenhale le 6 janvier 1668, et c'est Alice qui a élevé Thomas, ses deux frères et ses trois sœurs.

Thomas a probablement servi comme apprenti chez un forgeron à Exeter: bien qu'il n'y ait aucune trace de cela, il a commencé à travailler comme forgeron à Dartmouth vers 1685. Des preuves documentaires l'ont amené à acheter des quantités de fer jusqu'à 10 tonnes dans diverses usines entre 1694 et 1700, et il a réparé l'horloge de la ville de Dartmouth en 1704. Newcomen avait un magasin de détail à l'époque, vendant des outils, des charnières, des clous et des chaînes.

Le 13 juillet 1705, Newcomen épousa Hannah Waymouth, la fille de Peter Waymouth de Marlborough. Ils ont finalement eu trois enfants: Thomas, Elias et Hannah.

Partenariat avec John Calley

Thomas Newcomen a été aidé dans ses recherches sur la vapeur par John Calley (v. 1663-1717), un homme de Brixton, Devonshire. Les deux sont inscrits sur le brevet du moteur à vapeur atmosphérique. John Calley (parfois orthographié Cawley) était un vitrier - certaines sources disent qu'il était plombier - qui a fait un apprentissage dans les ateliers de Newcomen et a continué à travailler avec lui par la suite. Ensemble, ils ont probablement commencé à travailler sur la machine à vapeur à la fin du XVIIe siècle et, en 1707, Newcomen a étendu ses activités en concluant ou en renouvelant de nouveaux baux sur un certain nombre de propriétés à Dartmouth..

Ni Newcomen ni Calley n'ont été formés en génie mécanique, et ils ont correspondu avec le scientifique Robert Hooke, lui demandant de les informer de leurs projets de construire une machine à vapeur avec un cylindre à vapeur contenant un piston similaire à celui de Denis Papin. Hooke a déconseillé leur plan, mais, heureusement, les mécaniciens obstinés et sans instruction ont respecté leurs plans: en 1698, Newcomen et Calley ont fabriqué un cylindre en laiton expérimental de 7 pouces de diamètre, scellé avec un rabat en cuir autour du bord du piston. Le but des premières machines à vapeur comme celles expérimentées par Newcomen était de drainer l'eau des mines de charbon.

Thomas Savery

Newcomen était considéré comme un excentrique et un intrigant par les habitants, mais il connaissait la machine à vapeur inventée par Thomas Savery (1650-1715). Newcomen a visité la maison de Savery à Modbury, en Angleterre, à 24 kilomètres de l'endroit où Newcomen vivait. Savery a engagé Newcomen, un forgeron qualifié et un forgeron, pour forger un modèle fonctionnel de son moteur. Newcomen a été autorisé à faire une copie de la machine Savery pour lui-même, qu'il a installée dans sa propre arrière-cour, où lui et Calley ont travaillé sur l'amélioration du design Savery.

Bien que le moteur que Newcomen et Calley aient construit n'a pas été un succès total, ils ont pu obtenir un brevet en 1708. C'était pour un moteur combinant un cylindre à vapeur et un piston, de la condensation en surface, une chaudière séparée et des pompes séparées. Thomas Savery, également nommé sur le brevet, détenait à l'époque les droits exclusifs d'utilisation de la condensation de surface.

La machine à vapeur atmosphérique

Le moteur atmosphérique, tel qu'il a été conçu pour la première fois, a utilisé un processus de condensation lent en appliquant de l'eau de condensation à l'extérieur du cylindre, pour produire le vide, qui à son tour a provoqué des coups de moteur à très longs intervalles. D'autres améliorations ont été apportées, ce qui a considérablement augmenté la rapidité de la condensation. Le premier moteur de Thomas Newcomen a produit 6 ou 8 coups par minute, qu'il a amélioré à 10 ou 12 coups.

Le moteur de Newcomen faisait passer de la vapeur dans le robinet et montait dans le cylindre, ce qui équilibrait la pression de l'atmosphère et permettait à la lourde tige de pompe de tomber et, par le plus grand poids agissant à travers la poutre, de soulever le piston dans la bonne position. La tige portait un contrepoids si nécessaire. Le robinet s'est alors ouvert et un jet d'eau du réservoir est entré dans le cylindre, produisant un vide par la condensation de la vapeur. La pression de l'air au-dessus du piston l'a ensuite forcé à descendre, soulevant à nouveau les tiges de pompe, et donc le moteur a travaillé indéfiniment.

Le tuyau est utilisé dans le but de garder le côté supérieur du piston couvert d'eau, pour éviter les fuites d'air - une invention de Thomas Newcomen. Deux robinets de jauge et une soupape de sécurité ont été intégrés; la pression utilisée était à peine supérieure à celle de l'atmosphère, et le poids de la soupape elle-même était ordinairement suffisant pour maintenir la conduite basse. L'eau de condensation, ainsi que l'eau de condensation, s'écoulait à travers le tuyau ouvert.

Thomas Newcomen a modifié sa machine à vapeur afin d'alimenter les pompes utilisées dans les opérations minières qui éliminaient l'eau des puits de mine. Il a ajouté une poutre suspendue, à partir de laquelle le piston était suspendu à une extrémité et la tige de pompe à l'autre.

Décès

Thomas Newcomen est décédé le 5 août 1729 à Londres chez un ami. Sa femme Hannah lui a survécu, elle a déménagé à Marlborough et est décédée en 1756. Son fils Thomas est devenu serge maker (cloth maker) à Taunton, et son fils Elias est devenu ferronnier (mais pas inventeur) comme son père..

Héritage

Au début, la machine à vapeur de Thomas Newcomen était considérée comme une refonte des idées antérieures. Il était comparé à un moteur à pistons propulsé par la poudre à canon, conçu (mais jamais construit) par Christian Huyghens, avec une substitution de la vapeur pour les gaz générés par l'explosion de la poudre à canon. Une partie du problème pour lequel le travail de Newcomen n'a pas été reconnu pourrait être que, par rapport aux autres inventeurs de l'époque, Newcomen était un forgeron de la classe moyenne, et les inventeurs les plus instruits et les plus élitistes ne pouvaient tout simplement pas imaginer qu'une telle personne serait capable d'inventer quelque chose de nouveau.

Il a ensuite été reconnu que Thomas Newcomen et John Calley avaient amélioré la méthode de condensation utilisée dans le moteur Savery. L'inventeur et philosophe français John Theophilus Desaguliers (1683-1744), a écrit que la machine à vapeur de Newcomen était largement utilisée dans tous les districts miniers, en particulier à Cornwall, et était également appliquée au drainage des zones humides, à l'approvisionnement en eau des villes et propulsion des navires. La première locomotive à vapeur a été inventée au cours de la première décennie du 19e siècle, basée en partie sur la technologie de Newcomen.

Sources

• Allen, J.S. "Newcomen, Thomas (1663-1729)." A Biographical Dictionary of Civil Engineers in Great Britain and Ireland, Volume 1: 1500-1830. Eds. Skempton, A.W. et al. Londres: Thomas Telford Publishing and Institution of Civil Engineers, 2002. 476-78.
• Dickinson, Henry Winram. "Newcomen et son moteur à vide." Une courte histoire de la machine à vapeur. Cambridge: Cambridge University Press, 2011. 29-53.
• Karwatka, Dennis. "Thomas Newcomen, inventeur de la machine à vapeur." Tech Directions 60.7: 9, 2001. 
• Prosser, R.B. "Thomas Newcomen (1663-1729)". Dictionnaire biographique national Volume 40 Myllar-Nicholls. Ed. Lee, Sidney. Londres: Smith, Elder & Co., 1894. 326-29.