James Watt

James Watt

1736 — 1819

Écosse

TechnologieÉconomieSciencesInventeur/triceEntrepreneur(e)Temps modernesXVIIIe siècle — Révolution industrielle, Lumières, essor du capitalisme industriel britannique

Ingénieur et inventeur écossais (1736-1819), James Watt améliore considérablement la machine à vapeur de Newcomen en 1769, la rendant efficace et économique. Son invention révolutionne l'industrie et les transports, faisant de lui l'un des pères de la révolution industrielle.

Faits marquants

  • 1736 : naissance à Greenock, en Écosse
  • 1769 : dépôt du brevet pour son amélioration de la machine à vapeur (condenseur séparé)
  • 1775 : association avec Matthew Boulton pour la production et commercialisation des machines à vapeur
  • 1782 : invention du mouvement alternatif double effet, rendant la machine utilisable pour l'industrie
  • 1819 : mort à Handsworth, Angleterre ; l'unité de puissance « watt » sera nommée en son honneur

Œuvres & réalisations

Brevet du condenseur séparé (brevet n°913) (1769)

Invention fondamentale qui améliore radicalement l'efficacité thermique de la machine à vapeur de Newcomen en maintenant le cylindre chaud et en condensant la vapeur dans un vase séparé. C'est la naissance de la machine à vapeur moderne.

Machine à vapeur à double effet (1782)

Brevet permettant à la vapeur d'agir alternativement des deux côtés du piston, doublant la puissance de la machine et la rendant utilisable dans toutes les industries, pas seulement dans les mines.

Mécanisme bielle-manivelle et mouvement rotatif (1781)

Watt brevète un système permettant de transformer le mouvement de va-et-vient du piston en mouvement rotatif continu, rendant la machine à vapeur applicable aux moulins, filatures et toutes les machines-outils.

Régulateur centrifuge à boules (1784)

Premier système de contrôle automatique de la vitesse d'une machine, ancêtre de tous les régulateurs modernes. Deux boules de métal reliées à l'axe de rotation s'écartent par la force centrifuge pour réguler l'admission de vapeur.

Machine à copier les lettres (Copying Machine) (1780)

Invention commerciale de Watt permettant de dupliquer instantanément des documents par contact avec du papier humide. Commercialisée avec succès en Grande-Bretagne et à l'étranger, elle représente son seul succès commercial hors de l'association avec Boulton.

Définition du 'cheval-vapeur' (horsepower) (vers 1782)

Watt établit une unité de puissance comparable à la force d'un cheval pour permettre aux industriels d'évaluer l'intérêt économique de ses machines. Cette unité, toujours utilisée aujourd'hui, facilita considérablement la diffusion de ses inventions.

Anecdotes

Enfant souvent malade, James Watt passa une grande partie de son jeune âge à la maison, où il s'amusa à démonter et remonter des instruments scientifiques. La légende veut qu'il ait observé la vapeur soulever le couvercle d'une bouilloire et en ait tiré l'intuition de ses futures inventions, mais cette histoire est probablement apocryphe. Ce qui est certain, c'est que sa curiosité mécanique précoce était remarquable.

En 1764, Watt reçut pour réparation un modèle réduit de la machine à vapeur de Newcomen appartenant à l'Université de Glasgow. Plutôt que de simplement la réparer, il en analysa les inefficacités fondamentales et comprit que le problème venait du refroidissement et du réchauffement alternatifs du cylindre. Cette intuition le conduisit à inventer le condenseur séparé, l'amélioration la plus décisive de l'histoire de la machine à vapeur.

Watt s'associa en 1775 avec le fabricant Matthew Boulton, formant la firme Boulton & Watt. Boulton aurait déclaré avec enthousiasme à un visiteur : 'Je vends ici quelque chose que le monde entier veut avoir : de la puissance.' Cette association fut essentielle, car Watt était un ingénieur génial mais peu habile en affaires, tandis que Boulton excellait dans la commercialisation.

C'est James Watt qui inventa le terme 'cheval-vapeur' (horsepower) pour permettre aux industriels de comprendre la puissance de ses machines en la comparant à celle des chevaux qu'elles remplaçaient. Il calcula qu'un cheval pouvait soulever environ 33 000 livres d'un pied par minute. L'unité SI de puissance, le watt, a été nommée en son honneur en 1882, soit plus de soixante ans après sa mort.

Watt souffrit toute sa vie de migraines et de dépression, ce qu'il appelait ses 'nerfs'. Malgré ces épreuves, il continua à inventer jusqu'à un âge avancé. À la retraite, il aménagea un atelier dans le grenier de sa maison de Heathfield et continua à expérimenter avec passion, notamment sur la sculpture mécanique. Il mourut à 83 ans en 1819, universellement reconnu comme l'un des plus grands esprits de son temps.

Sources primaires

Lettre de James Watt à son ami John Robison sur l'invention du condenseur séparé (1769)
Je me promenais un dimanche après-midi sur le Green de Glasgow… L'idée me vint que, la vapeur étant un corps élastique, elle se précipiterait dans un vase vide, et si ce vase était maintenu froid, elle se condenserait sans refroidir le cylindre.
Brevet britannique n°913 de James Watt — Méthode pour diminuer la consommation de vapeur et de combustible dans les machines à feu (1769)
Mon invention consiste à maintenir l'espace ou cylindre dans lequel le piston est mis en mouvement toujours aussi chaud que la vapeur qui y entre, et à condenser la vapeur dans un vase séparé du cylindre.
Correspondance entre James Watt et Matthew Boulton (1781)
J'ai maintenant une méthode pour faire tourner la machine à mouvement rotatif continu, ce qui la rendra propre à toutes sortes d'usages dans les moulins et les manufactures.
Discours de James Watt devant la Lunar Society de Birmingham (vers 1780)
Les sciences et les arts mécaniques sont si intimement liés qu'il est impossible de faire progresser l'un sans l'autre. Chaque amélioration dans les machines est le résultat d'une observation attentive des principes naturels.

Lieux clés

Greenock, Écosse

Ville portuaire d'Écosse où James Watt naquit en 1736. Fils d'un marchand et artisan, il y reçut une éducation technique précoce dans l'atelier familial.

Université de Glasgow

C'est ici que Watt travailla comme fabricant d'instruments et qu'il rencontra des savants comme Joseph Black. Il y répara le modèle de la machine de Newcomen qui allait transformer sa vie.

Soho Manufactory, Birmingham

Grande manufacture fondée par Matthew Boulton à Birmingham, où la firme Boulton & Watt produisit et commercialisa les machines à vapeur à partir de 1775. C'était le centre industriel le plus avancé d'Europe.

Heathfield Hall, Birmingham

Maison de campagne acquise par Watt en 1790, où il passa sa retraite. Son atelier privé situé dans le grenier, conservé intact après sa mort, est aujourd'hui exposé au Science Museum de Londres.

Mines de Cornouailles, Angleterre

Les mines d'étain et de cuivre de Cornouailles furent parmi les premières à adopter massivement les machines Boulton & Watt pour pomper l'eau. Elles constituèrent le principal marché et banc d'essai des inventions de Watt.

Galerie


Portrait of James Watt (1736-1819)

Portrait of James Watt (1736-1819)

Wikimedia Commons, Public domain — Henry Howard


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Sir William Hamilton (1730-1803)label QS:Len,"Sir William Hamilton (1730-1803)"

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Wikimedia Commons, Public domain — William Beechey


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Wikimedia Commons, Public domain — William Cochran

Chicago and Northwestern railroad locomotive shop fsac.1a34676u

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Wikimedia Commons, Public domain — Jack Delano

Glasgow Green Sculpture Garden, James Watt Statue - geograph.org.uk - 2033626

Glasgow Green Sculpture Garden, James Watt Statue - geograph.org.uk - 2033626

Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.0 — David Dixon

Marble statue of James Watt (made 1827-1832 CE). By Sir Francis Chantrey, 1782-1841 CE. Lent by Heriot-Watt University. National Museum of Scotland, Edinburgh

Marble statue of James Watt (made 1827-1832 CE). By Sir Francis Chantrey, 1782-1841 CE. Lent by Heriot-Watt University. National Museum of Scotland, Edinburgh

Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0 — Osama Shukir Muhammed Amin FRCP(Glasg)

James Watt Statue, Glasgow Green - geograph.org.uk - 2770007

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Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.0 — David Dixon

Glasgow monuments and sculptures (13) - geograph.org.uk - 6255424

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Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.0 — Michael Dibb

Voir aussi