Moteurs à vapeur et révolution industrielle

La machine à vapeur, utilisée seule ou dans le cadre d'un train, est l'invention emblématique de la révolution industrielle. Les expériences du XVIIe siècle se sont transformées, au milieu du XIXe siècle, en une technologie qui alimentait d'énormes usines, permettait des mines plus profondes et déplaçait un réseau de transport.

Avant 1750, la date de début arbitraire traditionnelle du révolution industrielle, la majorité des industries britanniques et européennes étaient traditionnelles et comptaient sur l'eau comme principale source d'énergie. Il s'agissait d'une technologie bien établie, utilisant des ruisseaux et des roues hydrauliques, et qui était à la fois éprouvée et largement disponible dans le paysage britannique. Il y avait des problèmes majeurs parce que vous deviez être à proximité d'une eau appropriée, ce qui pouvait vous conduire à des endroits isolés, et elle avait tendance à geler ou à sécher. D'un autre côté, c'était bon marché. L'eau était également vitale pour le transport, avec les fleuves et le commerce côtier. Les animaux étaient également utilisés à la fois pour l'électricité et le transport, mais ils coûtaient cher à gérer en raison de leur nourriture et de leurs soins. Pour qu'une industrialisation rapide ait lieu, des sources d'énergie alternatives étaient nécessaires.

Les gens avaient expérimenté avec des moteurs à vapeur au XVIIe siècle comme une solution à problèmes d'alimentation, et en 1698, Thomas Savery a inventé sa «Machine pour faire monter l'eau par le feu». Utilisée dans les mines d'étain de Cornouailles, cette eau pompée avec un simple mouvement de haut en bas qui n'avait qu'une utilisation limitée et ne pouvait pas être appliquée aux machines. Il avait également tendance à exploser, et le développement de la vapeur était freiné par le brevet, Savery détenu pendant trente-cinq ans. En 1712 Thomas Newcomen développé un type de moteur différent et contourné les brevets. Il a été utilisé pour la première fois dans les mines de charbon du Staffordshire, avait la plupart des anciennes limitations et était coûteux à exploiter, mais avait l'avantage distinct de ne pas exploser.

Dans la seconde moitié du XVIIIe siècle est venu inventeur James Watt, un homme qui a bâti sur le développement des autres et est devenu un contributeur majeur à la technologie de la vapeur. En 1763, Watt a ajouté un condenseur séparé au moteur de Newcomen, ce qui a permis d'économiser du carburant; au cours de cette période, il travaillait avec des personnes impliquées dans l'industrie sidérurgique. Watt a ensuite fait équipe avec un ancien fabricant de jouets qui avait changé de profession. En 1781 Watt, l’ancien homme jouet Boulton et Murdoch ont construit la «machine à vapeur à action rotative». Ce fut la percée majeure car il pouvait être utilisé pour alimenter des machines, et en 1788 un régulateur centrifuge a été installé pour maintenir le moteur en marche à une vitesse uniforme. Il existait désormais une source d'énergie alternative pour l'ensemble de l'industrie et après 1800, la production de masse des moteurs à vapeur a commencé.

Compte tenu de la réputation de la vapeur dans une révolution qui se déroulerait traditionnellement à partir de 1750, l'adoption de la vapeur a été relativement lente. Une grande partie de l'industrialisation avait déjà eu lieu avant que la puissance de la vapeur ne soit largement utilisée, et beaucoup s'était développée et améliorée sans elle. Le coût était initialement un facteur retenant les moteurs, les industriels ayant utilisé d'autres sources d'énergie pour réduire les coûts de démarrage et éviter les risques majeurs. Certains industriels avaient une attitude conservatrice qui ne s'est lentement transformée qu'en vapeur. Peut-être plus important encore, les premières machines à vapeur étaient inefficaces, utilisant beaucoup de charbon et nécessitaient des installations de production à grande échelle pour fonctionner correctement, alors qu'une grande partie de l'industrie était à petite échelle. Il a fallu du temps (jusqu'aux années 1830/40) pour que les prix du charbon baissent et que l'industrie devienne suffisamment grande pour avoir besoin de plus d'énergie.

le industrie textile avait utilisé de nombreuses sources d'énergie différentes, de l'eau à l'homme dans les nombreux travailleurs du système domestique. La première usine avait été construite au début du XVIIIe siècle et utilisait l'énergie hydraulique car à l'époque les textiles ne pouvaient être produits qu'avec une petite quantité d'énergie. L'expansion a pris la forme d'une expansion sur plus de rivières pour les roues hydrauliques. Lorsque des machines à vapeur sont devenues possibles c. En 1780, les textiles ont d'abord été lents à adopter la technologie, car elle était chère et nécessitait un coût de démarrage élevé et causait des problèmes. Cependant, au fil du temps, les coûts de la vapeur ont chuté et son utilisation a augmenté. L'eau et la vapeur sont devenues égales en 1820 et, en 1830, la vapeur était bien en avance, entraînant une forte augmentation de la productivité de l'industrie textile avec la création de nouvelles usines.

le charbon, les industries du fer et de l'acier se sont mutuellement stimulées pendant la révolution. Il y avait un besoin évident de charbon pour alimenter les moteurs à vapeur, mais ces moteurs permettaient également des mines plus profondes et une plus grande production de charbon, rendant le combustible moins cher et la vapeur moins chère, produisant ainsi une demande charbon.

le industrie du fer également bénéficié. Au début, la vapeur était utilisée pour pomper l'eau dans les réservoirs, mais cela s'est rapidement développé et la vapeur a été utilisée pour alimenter des hauts fourneaux plus grands et meilleurs, permettant une augmentation de la production de fer. Les moteurs à vapeur à action rotative pouvaient être liés à d'autres parties du processus du fer, et en 1839, le marteau à vapeur a été utilisé pour la première fois. La vapeur et le fer ont été liés dès 1722 lorsque Darby, un magnat du fer, et Newcomen ont travaillé ensemble pour améliorer la qualité du fer pour la production de moteurs à vapeur. Un meilleur fer signifiait une ingénierie plus précise pour la vapeur. Plus d'informations sur le charbon et le fer.

La machine à vapeur est peut-être l'icône de la révolution industrielle, mais quelle est son importance dans cette première étape industrielle? Des historiens comme Deane ont déclaré que le moteur avait eu peu d'impact au début, car il n'était applicable qu'aux processus industriels à grande échelle et jusqu'en 1830, la majorité était à petite échelle. Elle admet que certaines industries l'ont utilisé, comme le fer et le charbon, mais que les dépenses en capital ne sont devenues intéressantes pour la majorité qu'après 1830 parce que des retards dans la production de moteurs viables, des coûts élevés au début et de la facilité avec laquelle le travail manuel peut être loué et tiré par rapport à une machine à vapeur. Peter Mathias soutient à peu près la même chose mais souligne que la vapeur devrait toujours être considérée comme l'une des clés les avancées de la révolution industrielle, qui s'est produite vers la fin, amorçant une deuxième phase.