James Watt Biographie, inventions et contributions

James Watt (1736-1819) était un ingénieur et inventeur écossais renommé dont les améliorations à la machine à vapeur étaient fondamentales pour son expansion et rendaient possible la première révolution industrielle, qui impliquait de grands changements dans la société du moment.

Quand on parle de cet inventeur, l’histoire d’un Watt est souvent fascinée par la vue d’un chaudron bouillonnant; en particulier, en observant la force que la vapeur a exercée sur le couvercle. Les versions varient: chez certains Watt, il est jeune et dans d'autres, il est plus âgé. L'objet observé change également de propriétaire, étant attribué à la mère et à d'autres moments à sa tante.

Ce qui est certain, c'est que cette histoire simple symbolise la fascination qui a conduit James Watt à devenir l'un des hommes les plus influents de son temps.

En son honneur, plusieurs endroits portent son nom. Parmi celles-ci, la bibliothèque Watt, située à Greenock; Université James Watt, également située dans sa ville natale; l'Université Heriot-Watt, basée à Edimbourg; et quelques facultés de sciences à travers le Royaume-Uni.

Index

• 1 Biographie
  • 1.1 Retour à Glasgow
  • 1.2 Boulton & Watt: le début d'une révolution
  • 1.3 dernières années
• 2 inventions
  • 2.1 Panne de machine
  • 2.2 Temps pour les améliorations
  • 2.3 Expériences chimiques
  • 2.4 Autres inventions
• 3 contributions
• 4 références

Biographie

James Watt est né le 19 janvier 1736 dans la ville écossaise de Greenock, en Écosse. Fils d'un négociant et fabricant de navires à succès, Watts était un enfant dont la santé était très fragile.

De l'école primaire, il apprend seulement la géométrie, le latin et le grec, car ses parents l'éduquent chez eux. C’est là que sa mère lui a appris à écrire et à lire, ainsi qu’à apprendre l’arithmétique.

Watt passa le plus clair de son temps dans l'atelier de son père. Il y avait des outils et une forge avec lesquels il a appris à améliorer et à renforcer les navires de son père. C'est lui qui a appris à James à fabriquer des instruments et des artefacts en bois et en métal.

Le jeune Watt a rapidement appris le métier de menuisier avec un jeu que son père lui a donné: avec ce défaire, il a modifié ses jouets et les a transformés en nouvelles choses.

La mère de James est morte alors qu'il n'avait que dix-sept ans; Peu de temps après, les affaires de son père ont rapidement décliné. Ces événements ont motivé James à rechercher de meilleures opportunités dans de nouveaux endroits.

En 1755, Watt s'installe à Londres, capitale de l'Angleterre, pour y exercer son métier d'apprenti dans un atelier d'instruments mathématiques. À cette époque, il a appris à fabriquer des instruments liés à la navigation. Le jeune Watt a décidé de retourner en Écosse un an plus tard, car il voyait à Londres un environnement inconfortable et désagréable.

Retour à Glasgow

James Watt voulait s'établir à Glasgow, la capitale écossaise, en tant que fabricant d'instruments. Cependant, la guilde des forgerons de Glasgow lui limitait la possibilité d'échanger ses instruments. Les forgerons ont fait valoir qu’il devait être apprenti pendant au moins sept ans avant d’échanger ses outils.

Cet incident a conduit Watt à l'Université de Glasgow en 1756. Sa première mission consistait à réparer une cargaison d'instruments astronomiques appartenant à Alexander Macfarlane, un commerçant écossais basé en Jamaïque. Une partie de ces artefacts a ensuite été installée dans l'observatoire de ladite maison d'études.

C'est à l'université de Glasgow que Watt a rencontré un grand nombre de scientifiques. Parmi eux se trouve Joseph Black, père de la chimie moderne et de l’étude de la chaleur, avec qui il a établi une relation fondamentale pour le développement de la machine à vapeur.

En 1759, Watt rencontre James Craig, architecte et homme d'affaires. Les deux ont établi une relation commerciale: pendant six ans, Watt fabriquait des quadrants, des microscopes et d'autres instruments optiques dans un petit atelier sur Trongate.

En 1763, il devint actionnaire de la poterie Delftfield Pottery Co. Watt travailla également comme ingénieur civil, effectuant diverses inspections et constructions des canaux Forth et Clyde et Calédonien.

Watt a épousé sa cousine Margaret Miller en 1764, avec qui il a eu cinq enfants. Parmi eux, seuls deux vivaient jusqu'à l'âge adulte: James Jr. et Margaret. Huit ans plus tard, Watt est devenu veuf.

Boulton & Watt: le début d'une révolution

Watt passa les quelques années suivantes à améliorer la conception de la machine à vapeur avant de s’installer à Birmingham en 1774.

Il s'est associé à Matthew Boulton, magnat de l'industrie et propriétaire de la fonderie Soho. En tant qu'homme suspect, Watt n'était pas habile dans les affaires. Cependant, son amitié avec Boulton lui permet de faire connaître sa machine et de s’enrichir.

Un an plus tard, la fonderie a reçu deux commandes pour construire la machine à vapeur Watt. En 1776 les machines ont été installées; son succès s'est étendu et la fonderie a continué à recevoir des commandes de fabrication. En 1777, Watt épousa Ann MacGregor, fille d'un fabricant d'encres; Gregory, Janet et Ann sont nés de ce second mariage.

Le partenariat avec Boulton a conduit Watt à améliorer son moteur à vapeur cinq fois plus efficace que celui de Newcomen. Bientôt, son invention a été utilisée dans les mines, les usines, les moulins, les fonderies et les textileries. À partir de ce moment, la révolution industrielle commence à prendre forme et à se développer à travers le monde.

Dernières années

Les améliorations apportées à la machine à vapeur ont fait de James Watt un homme riche: il a pu prendre sa retraite en 1800, acheter des cottages en Écosse, voyager avec sa femme en France et en Allemagne et participer à des sociétés dédiées aux sciences et aux arts.

Les contributions de Watt ont été largement reconnues au cours de sa vie: il était membre de la Royal Society of London et de la Royal Society of Edinburgh. L'Université de Glasgow lui a décerné le titre de docteur en droit en 1806, l'Académie des sciences française l'a nommé membre en 1814 et s'est également vu offrir le titre de baron, mais Watt l'a rejeté.

L’invention occupe une place centrale dans la vie de James Watt. Après sa retraite, il a conçu de nouveaux instruments dans un petit atelier jusqu'à sa mort le 19 août 1819. Ses contributions ont permis à la Grande-Bretagne de devenir la première société industrialisée au monde.

Inventions

Depuis sa relation avec James Craig, Watt s’intéresse à la conception des machines à vapeur et ce n’est qu’en 1763 qu’il a eu l’occasion de les étudier: le professeur de philosophie naturelle John Anderson a chargé Watt de réparer une machine à vapeur conçue par Thomas Newcomen en 1711.

Watt a pu réparer la machine, mais elle a toujours été endommagée après une utilisation prolongée. Watt a effectué plusieurs tests pour découvrir que l'erreur fondamentale de la machine Newcomen était sa conception et non ses composants.

Défaillance de la machine

La machine Newcomen présentait l'erreur suivante: la vapeur était condensée dans le même cylindre dans lequel elle devait également se dilater pour déplacer le piston. Watt a estimé que le gaspillage d'énergie était de 80% pour chaque cycle, car il fallait attendre longtemps avant que la vapeur se réchauffe pour pousser le piston.

Deux ans plus tard, Glasgow a trouvé la solution au problème en se promenant dans le Glasgow Green Park: un cylindre séparé servant de condensateur. Cela permettrait d'économiser plus de carburant et d'améliorer l'efficacité de la machine à vapeur.

La solution de Watt permettait au piston de garder la chaleur, tandis que la vapeur se condensait dans un cylindre différent; ce condenseur a évité les grandes quantités de chaleur perdues en chauffant et en refroidissant le piston à plusieurs reprises. Watt a été en mesure de fabriquer le premier modèle entièrement fonctionnel en 1765.

Au cours de cette période, l'un de ses principaux financiers était Joseph Black. Il l'a également présenté à John Roebuck, responsable de la célèbre fonderie Carron. Roebuck et Watt ont travaillé ensemble pendant quatre ans, jusqu'à ce que des problèmes financiers forcent Roebuck à paralyser la fonderie en 1773.

Peu de temps après, Watt a rencontré Matthew Boulton et la relation commerciale qu'ils lui avaient permis de se consacrer entièrement à son invention. À l'usine de Boulton, il a pu fabriquer différentes versions de sa machine à vapeur.

Temps d'amélioration

Les watt machines étaient largement utilisées et leur renommée se répandait dans tout le Royaume-Uni. Cependant, les plus grandes avancées dans la machine à vapeur ont été faites entre 1781 et 1788. Les modifications apportées par Watt ont permis à la machine d'utiliser la vapeur plus efficacement

Parmi les améliorations apportées, citons l'utilisation d'un piston à double action, le remplacement de la liaison entre la chaîne et le cylindre par trois barres rigides et la création d'un autre dispositif mécanique modifiant le mouvement réciproque (vers le haut et vers le bas) du cylindre. à un déplacement circulaire, avec des possibilités de régler la vitesse.

Cette nouvelle machine a remplacé l'utilisation de l'animal en tant que force. Watt a donc décidé que sa machine devait être mesurée en fonction du nombre de chevaux qu'elle remplaçait.

Le scientifique écossais a conclu que la valeur d'une "puissance" équivaut à l'énergie nécessaire pour soulever verticalement une force de 75 kg à la vitesse de 1 m / s. Cette mesure est encore utilisée aujourd'hui.

Expériences chimiques

Dès son plus jeune âge, Watt était fasciné par la chimie. À la fin de 1786, l'inventeur écossais était à Paris lorsqu'il assista à une expérience du comte français et du chimiste Berthollet. L'expérience a montré la création de chlore par la réaction de l'acide chlorhydrique avec le dioxyde de manganèse.

Berthollet a constaté qu'une solution aqueuse composée de chlore était capable de blanchir les textiles. Il a bientôt publié sa découverte, qui a attiré l'attention de rivaux potentiels.

En revenant en Grande-Bretagne, Watt a commencé à expérimenter en suivant les conclusions de Berthollet, dans l’espoir de trouver un processus rentable sur le plan économique.

Watt a découvert que le mélange de sel, de dioxyde de manganèse et d'acide sulfurique était capable de produire du chlore. Il a ensuite passé le chlore à une solution alcaline et obtenu un liquide trouble capable de blanchir les tissus.

Il a rapidement communiqué ses découvertes à sa femme Ann et à James MacGregor, son beau-père, qui fabriquait des colorants. Étant une personne très réservée avec son travail, Watt n'a révélé sa découverte à personne d'autre.

Avec MacGregor et son épouse, Watt a commencé à amplifier le processus. En 1788, Watt et son beau-père purent blanchir 1500 mètres de tissu.

Découverte de Berthollet

En parallèle, Berthollet a découvert le même procédé de sel et d'acide sulfurique. À la différence de Watt, le comte Berthollet a décidé de le rendre public en révélant sa découverte.

Bientôt, de nombreux scientifiques ont commencé à expérimenter le processus. En devenant une telle compétition accélérée, James Watt a décidé de renoncer à ses efforts dans le domaine de la chimie. Plus de dix ans plus tard, en 1799, Charles Tennant fit breveter un nouveau procédé pour produire une poudre blanchissante dont le succès commercial était retentissant.

Autres inventions

Watt a continué à concevoir de nouveaux artefacts après sa retraite. L'une d'elles était une presse d'impression spéciale pour copier des lettres. Cela évitait d'écrire plusieurs fois une lettre, ce qui était habituel pour un homme d'affaires.

L'impression de Watt fonctionne en écrivant la lettre originale avec une encre spécifique; ensuite, les copies ont été faites en plaçant une feuille de papier sur la lettre écrite et en appuyant sur les deux ensemble. Il a également construit des machines pour reproduire des bustes et des sculptures.

Les contributions

Les contributions de Watt au domaine de la science ont transformé le panorama mondial au début de la première révolution industrielle. Grâce à la machine à vapeur, de grandes transformations économiques et sociales ont eu lieu; La productivité des usines a considérablement augmenté grâce à la machine à vapeur conçue par Watt.

Grâce à ses contributions à la science, le système international d’unités baptisé watt -o watt-à l’unité de puissance équivaut à un joule de travail par seconde.

L'impact généré par la machine de Watt dans le monde a conduit les scientifiques à envisager une nouvelle époque géologique: l'Anthropocène. L'année 1784, durant laquelle Watt a apporté les améliorations les plus importantes à sa machine, sert de point de départ à cette époque caractérisée par l'altération de l'homme à la surface de la terre, dans l'atmosphère et dans les océans.

Références

1. Boldrin, M. et Levine, M. "James Watt: Monopolist" (janvier 2009) à l'Institut Mises. Extrait le 13 septembre 2018 de l'Institut Mises: mises.org
2. "James Watt" (2010) chez Undiscovered Scottland. Récupéré le 13 septembre 2018 chez Undiscovered Scotland: undiscoveredscotland.co.uk
3. "James Watt" (2009) sur BBC. Récupéré le 13 septembre 2018 dans BBC History: bbc.co.uk
4. Pettinger, Tejvan. "Biography of James Watt" (2010) dans Biography Online. Récupéré le 13 septembre 2018 dans Biography Online: biographieonline.net
5. Kingsford, P. "James Watt" (2018) à Britannica. Récupéré le 13 septembre 2018 dans Encyclopedia Britannica: britannica.com
6. Sproule, Anna. "James Watt: Maître de la machine à vapeur" (2001) chez BlackBirch Press. Récupéré le 13 septembre 2018 dans l'Encyclopedia of World Biography: notablebiographies.com
7. "James Watt" (2013) dans The University of Glasgow Story. Récupéré le 13 septembre 2018 à l'Université de Glasgow: universitystory.gla.ac.uk