Machine à vapeur
Objectifs d’apprentissage
- Comprendre le principe de fonctionnement d'une machine à vapeur.
- Simuler la conversion de l'énergie thermique (chaleur) en énergie mécanique (travail).
- Savoir identifier la fonction de chaque partie de la machine de Watt.
- Aborder les répercussions de cette invention sur son époque : la révolution industrielle.
eduMedia propose des activités pédagogiques en mathématiques et en technologie autour du fonctionnement de la locomotive à vapeur. Ce document est téléchargeable ici.
Comme son nom l'indique, la machine à vapeur exploite la force motrice de la vapeur d'eau portée à haute pression. C'est une technologie qui convertit l'énergie thermique (chaleur) en énergie mécanique (travail).
La chaudière chauffe l'eau pour la transformer en vapeur. La pression générée est ensuite utilisée pour pousser un piston à l'intérieur d'un cylindre. Le piston est accroché à une bielle qui permet de transformer le mouvement de translation en mouvement de rotation.
L'animation ci-dessus représente la machine à vapeur de l'écossais James Watt. Elle comporte de nombreuses améliorations par rapport aux machines de ses prédécesseurs (Somerset, Papin, Savery, Newcomen). Il invente en 1782 le principe d'une machine à double effet (ou double action) dans laquelle un tiroir glissant distribue la pression pour que le piston soit entraîné à l'aller comme au retour.
Le régulateur à boule est une autre innovation apportée par James Watt (1788). Il permet de maintenir une vitesse quasiment constante malgré les fluctuations de la pression disponible.
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