rue Watt, à Greenock | écouter la chanson de Boris Vian, par P. Clay | rue Watt, à Paris (source de l'image: l'étrange rue Watt, de Paris Promeneurs) |
une bâtisse... très britannique. | une stèle en l'honneur de l'enfant du pays |
![]() |
![]() |
![]() |
petits objets souvenirs, dans une
vitrine. Noter le médaillon qui reprend ce portrait |
![]() |
![]() |
||
William
Street (source de l'image) |
Toon-Kirk | autre
vue (partielle) deWilliam Street, trouvée sur... |
...le
panneau présentant le quartier historique de la ville. Remarquer, en haut et à Gauche, Watt et sa machine à vapeur! |
paralélélogramme seul |
le mécanisme de Watt |
|
![]() |
"J'ai
été moi-même surpris de la régularité de son action. Quand je l'ai vu
marcher pour la première fois, j'ai eu véritablement tout le plaisir de
la nouveauté, comme si j'avais examiné l'invention d'une autre
personne." J. WATT cité par F. ARAGO, Watt in Œuvres, t.1
|
||
On
constate effectivement une longue portion de "ligne droite" (pas tout à
fait, mais c'est à peine perceptible) en lançant le tracé; mais la
courbe complète est une lemniscate,
une sorte de nœud papillon, si l'on préfère. Et non, ce n'est pas la très célèbre lemniscate de Bernoulli: cette dernière est du quatrième degré, tandis que celle qu'on vient de tracer, et qui fut baptisée courbe de Watt (évidemment!) est, elle du sixième degré. d² = a² + b² - c²
[2a est la distance des centres, 2c celle de la manivelle (barre médiane), et b le rayon des bielles.]
|
||
On l'appelle
parfois, plus prosaïquement, courbe
à longue inflexion. Pour en savoir plus mathématiquement, et voir des animations, reportez-vous, comme d'habitude, à l'encyclopédie des courbes en ligne de Robert Férreol. |
La question
passionnait le russe Tchebychev,
constructeur de
nombreux mécanismes, mais qui échoua à la résoudre. Ce qui est heureux,
d'une manière pour le moins imprévue, car c'est ce qui le conduisit à
sa théorie des meilleures
approximations uniformes en analyse. Ou
comment un problème de mécanique
pratique a donné naissance à de très belles recherches théoriques,
et voilà donc un joli sujet pour une méditation philosophique! En revenant à la pratique, c'est une variante du mécanisme de Watt qu'il réalisa, puisque dans les deux cas il s'agit d'un système à trois barres et deux points fixes. Lorsque les paramètres vérifient cb² = (a + c)3
la courbe possède avec sa tangente à l'origine un contact d'ordre plus élevé, donc en reste proche plus longtemps. Avec a = 2, c =1, ce cas est celui où b² = 27; Tchebychev avait en fait pris par commodité b=5, ce qui n'en est vraiment pas loin!... et rendait sa solution meilleure que celle de Watt. |
Mécanisme de Tchebychev: on remarque la partie quasi droite du tracé. |
![]() Timbre russe célébrant Tchebychev, avec un de ses mécanismes. |
Et pourtant, une solution exacte existe bel
et bien, et elle a été découverte en 1868 par un officier du
génie français, polytechnicien, Charles Peaucellier
(1832-1919), et retrouvée 3 ans plus tard, indépendamment, par le
Lituanien Lipkin (1840-1876). Lequel a été plus célébré en URSS que
Peaucellier en France, soit dit en passant... Elle repose sur une tranformation géométrique classique, l'inversion, qui a justement la propriété de transformer les droites en cercles. Qu'on avait le bon goût d'étudier avant le bac aux beaux temps de la Terminale C! Et c'est pourquoi le mécanisme est souvent qualifié d'inverseur de Peaucellier. |
||
Premier train de voyageurs de l'histoire: 15 septembre 1815, ligne Liverpool-Manchester sous l'œil de son inventeur... |
...George Stephenson | Sa
locomotive, la célèbre "Rocket" Le piston, la bielle, et la manivelle |
De
même, tout système articulé trace une
courbe algébrique, et, encore plus remarquable, inversement, pour toute courbe
algébrique, il est possible de trouver un système de tiges articulées
qui la trace! C'est le théorème de Kempe (1879) Son
auteur (1849-1922) est un anglais, élève de Cayley, et il précisait
dans son article: "Il reste cependant un large champ ouvert à l'artiste mathématicien pour découvrir les liaisons les plus simples qui décriront des courbes particulières" Concrètement, on a pu facilement donner des mécanismes simpl es construisant les coniques, ainsi que d'autres courbes. D'après le théorème, nous avons, par exemple, la certitude qu'il en existe pour la lemniscate de Bernoulli citée plus haut (puisqu'elle est algébrique de degré 4), et une certitude non loins forte: qu'il n'en existe pas pour la chaînette y = ch x , qui n'est pas algébrique. |
![]() Le début de l'article de Kempe |
![]() |
![]() |
![]() |
Le mécanisme de Watt, bien sûr, mais aussi
celui de Roberts. |
Les mécanismes de Tchebychev et
Peaucellier. C'est lui qui signale que Lipkin fut plus honoré par son pays! |
Super-Pacific 231E, le chef d'œuvre du génial ingénieur André Chapelon Cité du Train, Mulhouse |
Sa
distribution Walschaerts (du nom de l'ingénieur belge Égide Walschaerts) |
la "Mallard",
recordwoman de vitesse vapeur (202km/h) National Railway Museum, York (Angleterre) |
à Westminster Abbey, (photo ancienne) (voir cette page web de l'abbaye) |
![]() au Hunterian Museum, Glasgow (source de l'image) Plus d'informations sur le Hunterian Blog |
![]() plaque à Westminster Abbey (source: cette page web de l'abbaye) |
||
Des copies en bronze ont également été réalisées; faute de les avoir vues de ses propres yeux et photographiées de ses propres objectifs, le Mathouriste vous renvoie aux pages Web qui les mentionnent. |
![]() à Manchester (Angleterre) [source: Wikimedia Commons] |
![]() à Glasgow (Écosse) [Wikimedia Commons] |
![]() de gauche à droite: Boulton, Wattet Murdoch à Birmingham [source: Wikimedia Commons] |
Peu représenté en peinture, Watt a donc plus de chances en 3 dimensions! La statue dorée le représentant avec ses associés leur a valu le surnom populaire... et mérité de "Golden Boys". Mérité, non seulement en raison du revêtement étincelant, mais aussi au sens propre, puisqu'ils ont fait de fructueuses affaires grâce à l'invention de Watt. Le monument avait été provisoirement retiré en 2017, en raison des travaux d'installation du métro, comme l'explique cet article du Daily Mail (12/06/2021). Mais elle a été replacée avec une plaque indiquant le côté plus sombre de la famille Watt, dont la fortune était bâtie sur le commerce avec les colonies d'Amérique du Nord et des Caraïbes, activité incluant le tarffic d'esclaves. Le Hunterian Blog, mentionné plus haut à propos de la statue de marbre de Chantrey, rappelle également ces faits. Watt est également honoré par des statues, différentes de celles déjà rencontrées, à Leeds, et à Glasgow, où il est entouré de grilles comme si on l'observait dans un zoo... De surcroît, cette dernière aurait de toute urgence besoin d'un sérieux nettoyage! |
![]() Au Museum d'Histoire Naturelle d'Oxford [Wikimedia Commons] |
![]() |
![]() |
Le
timbre précédent fait partie d'une série sur les acteurs essentiels de
la révolution industrielle; Watt est "groupé" avec son associé Boulton (tarif identique) Voir cette page pour plus de détails |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
Les
quelques exemples ci-dessus et ci-contre renvoient à une page de l'Université du Colorado, qui dresse une
liste complète. La très belle série ci-contre, commémorant son bicentenaire, a l'originalité de ne pas oublier sa machine à dupliquer et sa valise de transport! |