Denis Papin

« Denis Papin D'origine blésoise et de famille protestante, Denis Papin naquit en 1647 et vint en 1671 à Paris, alors centre intellectuel rendu trèsattractif par l'action de Colbert.

Négligeant d'utiliser son diplôme de médecin obtenu à l'Université d'Angers, Denis Papin travaille àpartir de 1673 chez le physicien Huyghens.

Il est son préparateur et son aide ; il apporte ainsi sa contribution aux recherches de cesavant : perfectionnement des horloges et du baromètre, machine à poudre, et surtout expériences sur le vide.

En même temps il seforme, commençant à exercer son originalité dans la technique du laboratoire avant d'imaginer lui-même de nouvelles expériences.L'essentiel de son activité d'alors est contenu dans un mémoire publié en 1675 sous le titre : Nouvelles expériences du vide, avec ladescription des machines qui servent à le faire.

Dès ces premières années on devine dans la pensée du physicien (dont la méthodeexpérimentale paraît si moderne quand on la compare à certaines élucubrations philosophiques de l'époque) une préoccupation quidominera la plupart de ses recherches : celle d'économiser l'énergie humaine par l'utilisation pratique de la science.

Aussi mérite-t-il letitre d'ingénieur autant que celui de physicien, car ses dons s'étendent des mathématiques pures à la technique la plus humble dulaboratoire.

Un de ses historiens, Charles Cabanes, a su d'un trait mettre en relief son ingéniosité pratique en relevant, dans sonmémoire de 1675, l'une de ces petites inventions sans lesquelles le meilleur théoricien échoue dans la mise en Oeuvre de sesconceptions : il s'agit de l'idée d'employer une peau d'anguille pour former le joint autour du crochet qu'il utilise pour des manipulationsà l'intérieur de la cloche à vide. C'est en janvier 1675 que Huyghens inventa le régulateur à spirale qui révolutionna la construction des montres et horloges.

Désireuxde présenter Papin aux savants d'outre-Manche, Huyghens le charge de remettre à son collègue Oldenbourg sa précieuse horlogeportative destinée à lord Brouckner, en le recommandant par une lettre qui se termine ainsi : "Du reste, pour être sage et modeste,j'en puis répondre par l'expérience que j'en ai eu pendant tout le temps qu'il est resté avec moi, et il est de parents trop honnêtes pourmanquer de ce côté-là." Établi en Angleterre auprès du savant Boyle, Papin va y jouer, dans des conditions encore meilleures, le même rôle qu'en Franceauprès de Huyghens.

Il perfectionne la machine pneumatique en conjuguant l'action de deux cylindres conduits par un levier commun.Il réalise une arme de jet, dans laquelle la balle est lancée, non par l'air comprimé comme on savait déjà le faire, mais par l'action duvide et de la pression atmosphérique.

Enfin il met au point l'invention qui devait lui donner la célébrité pour la première fois : son"Digesteur", ou "bain-marie à vis", ancêtre des autoclaves.

"Par le moyen de la machine dont il s'agit ici, dit-il, la vache la plus vieille etla plus dure se peut rendre aussi tendre et d'aussi bon goût que la viande la mieux choisie." Papin sait que l'effet du vide est de réduirela température d'ébullition et il en conclut à l'action inverse d'une pression supérieure à l'atmosphère, pression qui nécessite la mise aupoint si ingénieuse de la soupape de sûreté munie d'un levier et d'un contrepoids, constamment utilisée depuis.

Denis Papin arrivemême, à propos de son digesteur, à établir une loi approchée des tensions de vapeur saturante de l'eau en fonction des températures. Le succès fut complet.

Papin n'en tira aucun profit, mais il entra, en 1680, à la Société Royale de Physique.

Il fait ensuite quelquestravaux critiques sur les prétendues réalisations du mouvement perpétuel.

Il imagine des fontaines hydrostatiques, etc.

Surtout ilessaye de résoudre le problème, capital pour les mines, du transport de l'énergie, par le moyen du vide et de pompes combinées.

Sonsystème, pour l'époque très ingénieux, se heurta à trop de difficultés de réalisation technique.

Il reçoit alors, en 1687, de Charles-Auguste, Landgrave-Electeur de Hesse-C assel, une invitation à venir occuper la chaire de mathématiques de l'Université de Marbourg ;et il rejoint, auprès de ce nouveau protecteur, d'autres Français, certains ses parents, chassés par la révocation de l'Édit de Nantes.L'accueil très froid de ses collègues et les difficultés familiales ne tardent pas à lui donner des regrets, malgré la flatteuse protection duphilosophe Leibniz et la toujours fidèle amitié de Huyghens.

Il trouve le moyen d'intéresser le Landgrave en reprenant l'expérience dubateau-plongeur, bientôt abandonnée malgré le succès, faute de subsides.

Seules les recherches d'un intérêt plus immédiat pour leLandgrave ou les propriétaires de mines sont financées.

C 'est ainsi que Papin inventa, pour l'aération des puits de mines, le ventilateurcentrifuge.

Le "rotatilis suctor", extrêmement ingénieux ; des machines pour l'épuisement des salines, le soufflage des foyers, desmoyens de conserver les aliments.

Mais la machine à vapeur demeure sa préoccupation essentielle.

Dès 1690 il a entièrement conçu lamachine à cycle atmosphérique, qu'il réalisera d'abord imparfaitement à Cassel, puis avec un succès complet en 1707, après laréussite de Savery en Angleterre.

La grande supériorité de la machine de Papin réside dans le piston dont le mouvement peut êtretransmis à la roue à aubes d'un bateau par exemple.

Désireux de rentrer en Angleterre, Papin fait construire un bateau destiné à letransporter avec sa famille, et qu'il compte actionner à la vapeur.

Il n'eut pas à surmonter toutes les difficultés d'une telle entreprise,car son embarcation fut détruite par les bateliers de Minden.

Parvenu seul à Londres, sans sa machine pour convaincre les membres dela Royal Society, il se vit refuser la publication de sa communication dans les "Philosophical Transactions".

Malgré de nouvellesrecherches, ses ressources allèrent en diminuant dans une Angleterre d'ailleurs appauvrie par la guerre, et, victime de l'oubli général, ilmourut pauvre on ne sait où ni quand.

Sa dernière lettre, de 1712, exprimait sa foi dans le Dieu tout-puissant. Vers la fin de la vie de Denis Papin, alors que la Royal Society, après avoir si bien accueilli ses premiers mémoires sur la machine àvapeur, cessait de s'intéresser à son invention, une autre machine attira l'attention : elle était construite par un artisan de Dartmouth(Devonshire), Thomas Newcomen, et différait de la machine de Savery par le piston moteur sous lequel se condensait la vapeur,invention due à Papin.

Mais dans la machine de Papin, la vapeur se formait dans le cylindre lui-même alternativement chauffé etrefroidi.

Newcomen imagina de relier la chaudière au cylindre par un tuyau muni d'un robinet ouvert pendant la montée du piston etfermé durant sa descente.

En outre le cylindre était refroidi par un courant intermittent d'eau froide.

Enfin Newcomen trouva par lasuite l'idée de condenser la vapeur par l'injection d'une petite quantité d'eau froide dans le bas du cylindre ; cette idée lui fut suggéréepar le fonctionnement plus rapide d'une de ses machines dont le piston, mal ajusté, laissait couler un peu de l'eau placée dessus pourassurer l'étanchéité. La machine de Newcomen était faite de la réunion ingénieuse d'éléments déjà connus : cylindre et piston, vapeur produite à la pressionatmosphérique dans une chaudière séparée, condensation de la vapeur par l'eau froide.

Il y ajouta la soupape d'admission et lemécanisme de commande automatique.

Elle fut d'abord installée pour épuiser les eaux sur la mine de charbon de Griff, près deCoventry, où elle remplaçait cinquante chevaux.

Il y en eut bientôt sur toutes les mines, et ce fut le début de l'industrie moderne.. »