James Watt, né le 19 janvier 1736 à Greenock en Écosse et mort le 25 août 1819 à Heathfield Hall, dans sa maison à Handsworth (en) (localité maintenant intégrée à Birmingham, en Angleterre) est un ingénieur écossais dont les améliorations sur la machine à vapeur furent une des étapes clé dans la révolution industrielle. Il a animé la Lunar Society de Birmingham. En hommage à ses recherches, le watt (symbole W), a été donné à l’Unité internationale de puissance, ou de flux énergétique (dont le flux thermique).
James Watt est né le 19 janvier 1736 à Greenock, petite ville d’Écosse. Son père, charpentier de marine, était aussi propriétaire de bateaux, entrepreneur et occupait une fonction dans la magistrature municipale. Sa mère, Agnes Muirhead, venait d’une famille distinguée et elle était instruite. Tous les deux étaient des presbytériens et des covenantaires convaincus. James Watt était préférentiellement instruit dans la demeure de ses parents par le soin de sa mère. Il faisait montre d’une grande dextérité manuelle et d’une aptitude pour les mathématiques, tandis que les langues grecques et latines lui déplaisaient.
- 1736 : naissance à Greenock, en Écosse le 19 janvier 1736.
- 1750 : une centaine de machines de Thomas Newcomen fonctionnent en Angleterre.
- 1754 : apprend la fabrication d’instruments mathématiques à Londres avant de retourner à Glasgow.
- 1763 : en tant que fabricant d’instruments à l’université de Glasgow, répare une machine à vapeur de Newcomen, ce qui l’amène à réfléchir aux manières d’améliorer la machine.
- 1765 : en se promenant dans le « Parcours de Golf ‘ du parc Glasgow Green, l’idée lui vient d’une chambre de condensation séparée pour les machines à vapeur.
- 1765 : son ami et professeur à l’université de Glasgow, le chimiste Joseph Black (1728-1799), découvreur de la chaleur latente de la vapeur d’eau investit dans l’entreprise.
- 1765 : Joseph Black lui présente le savant et industriel John Roebuck, qui propose de l’aider financièrement et industriellement en échange d’une participation des deux-tiers du capital. John Roebuck avait percé une mine de charbon se heurtant à des ruissellements d’eau, qui génèrent un niveau d’humidité tel que la machine brevetée par Thomas Newcomen en 1712 ne suffisait pas pour évacuer l’eau et s’intéressait pour cette raison à la machine de James Watt.
- 1767 : arpenteur du canal de Forth et Clyde.
- 1768 : il accepte la proposition de John Roebuck, qui se retrouve cependant en difficultés financières dès 1772.
- 1769 : il fait breveter la chambre de condensation séparée pour la machine à vapeur.
- 1774 : il crée une entreprise à Soho, près de Birmingham, pour produire sa machine à vapeur améliorée.
- 1775 : Matthew Boulton rachète les 66 % du capital détenus par John Roebuck, alors en difficulté financière dans une manufacture de sulfate de fer créée pour approvisionner en blanchisseurs les fabricants de vêtements en lin.
- 1781 : il fait breveter l’engrenage soleil et planète inventé par William Murdoch pour convertir un mouvement vertical en mouvement de rotation.
- 1782 : invente la machine à double action.
- 1784 : il fait breveter une locomotive à vapeur.
- 1788 : il adapte le régulateur à boules pour une utilisation sur la machine à vapeur.
- 1800 : environ 500 machines à vapeur de James Watt en service.
- 1819 : mort le 25 août à Heathfield Hall, dans sa maison à Handsworth.
James Watt a adapté le régulateur à boules — déjà utilisé pour la régulation des moulins à vent et à eau — pour assurer la régulation de la vitesse d’une machine à vapeur. Il rajoute la jonction à mouvement parallèle qui convertit un mouvement circulaire en mouvement vertical et le diagramme indicateur de vapeur pour mesurer la pression de la vapeur dans le cylindre pendant le cycle de fonctionnement de la machine, montrant ainsi son efficacité.
Watt a grandement contribué à la transformation de la machine à vapeur embryonnaire en un moyen de production d’énergie fiable et économique. Il a d’abord mis en évidence que la machine à vapeur de Newcomen gâchait presque trois quarts de l’énergie de la vapeur en chauffant et refroidissant le piston et la chambre à chaque cycle. Watt a développé une chambre de condensation séparée ce qui, en évitant de refroidir les parois de la chambre, a augmenté significativement l’efficacité. Des améliorations supplémentaires (isolation du cylindre de vapeur, la machine à double action, un compteur, l’indicatrice et une soupape de commande de puissance) ont fait de la machine à vapeur l’œuvre de sa vie.
Watt était opposé à l’utilisation de la vapeur à haute pression et certains considèrent qu’il a freiné le développement technique de la machine à vapeur par d’autres ingénieurs, jusqu’à ce que ses brevets expirent en 1800. En particulier l’interdiction faite à son employé William Murdoch de travailler avec de la vapeur à haute pression pour ses expérimentations sur
la locomotive à vapeur aurait retardé le développement et l’application de cette invention. Avec l’aide de son associé Matthew Boulton (cofondateur de l’entreprise Boulton & Watt), il s’est battu contre des ingénieurs rivaux comme Jonathan Hornblower qui essayait de développer des machines qui échapperaient à ses brevets généraux. Boulton s’est avéré excellent homme d’affaires et les deux hommes ont fini par faire fortune.
Il a introduit une unité appelée le cheval-vapeur pour comparer la puissance fournie par les machines à vapeur, sa version de l’unité étant équivalente à 550 livres-pied par seconde (environ 745,7 watts).
Watt a également inventé plusieurs autres équipements, un appareil pour copier les lettres par procédé offset n’étant pas la moindre.
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Sources : Wikipédia, YouTube.