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Petite histoire de la propulsion motorisée des bateaux
Services commerciaux de navires à vapeur en Angleterre
Lord Dundas – William Symington – Charlotte Dundas de 1801

Dans notre dernier article, nous avons vu William Symington, notre ingénieur écossais, suggérer à Patrick Miller, un inventeur écossais, d’utiliser une machine à vapeur pour propulser ses bateaux expérimentaux à double coque et roues à aubes. Une machine fut construite et montée sur un de ses bateaux sur le lac de Dalswinton. L’expérience, menée en octobre 1788, fut un succès et en juin 1789, Miller ordonna la construction d’une nouvelle machine à vapeur et l’installa sur un autre bateau plus grand et déjà équipé de roues à aubes. L’expérience, menée en octobre sur le canal de Forth and Clyde, fut, elle aussi, un succès. Mais Miller, probablement pour des raisons financières, abandonnait subitement ses expériences de navigation à vapeur. Privé de financement, Symington continua sa carrière à la Wanlockhead Mining Company. Douze ans plus tard, il rejoindra Lord Dundas, président de la Forth and Clyde Canal Company, pour superviser une série d’expériences afin de remorquer des navires le long du canal à l’aide de bateaux à vapeur au lieu de chevaux. C’est l’objet de cet article.

Positionnement de nos propos sur la chronologie du développement des navires à vapeur

Les expériences sous l’égide de Lord Dundas

Le Charlotte Dundas de 1801

Jusqu’en 1800, Symington dut laisser de côté ses expériences maritimes, ses ressources financières ne lui permettant pas, sans aides, de développer un projet.
Une nouvelle opportunité se fit jour avec Lord Dundas *, grand propriétaire et administrateur du canal Forth and Clyde.
Ce dernier avait vu l’expérience menée avec Miller et se demandait si les bateaux à vapeur ne pouvaient pas substituer les chevaux sur le canal **. Il se déplaça de Londres pour rencontrer Symington. Celui-ci étant très heureux de pouvoir reprendre ses expérimentations favorites, un accord fut rapidement conclu en 1801. Le Charlotte Dundas *** fut mis en chantier avec pour destinée de touer des navires sur le canal Forth and Clyde entre Clyde et Grangemouth.

Il a été construit aux frais des propriétaires de la Forth and Clyde Navigation et sous le patronage de Lord Dundas ****.

*) Thomas Dudas (1st Baron Dundas) est né le 16 février 1741 et décédé le 14 juin 1820. Homme politique, marchand et officier de Marine. Il est le fils unique de Sir Lawrence Dundas (1712-81), qui possédait une fortune considérable.
Dundas a fait ses études au collège d’Eton et à l’université de St. Andrews. Il est devenu membre du parlement du Richmond (Yorkshire) de 1763 à 1768 puis du Stirlingshire de1768 à 1794. En 1794, il est fait baron Dundas de Aske. Il a aussi servi comme vice-amiral des Orcades (Orkney en gaélique écossais) et des Shetland.
**) Un chroniqueur écrivait à propos de cette expérience : « Tout ce qui diminue le nombre de chevaux et effectue le travail avec un avantage égal doit toujours être important, et surtout en cette période où le prix des provisions est si élevé. »
***) Nommé ainsi en l’honneur de la fille de Lord Dundas, devenue Lady Milton.
****) Selon une estimation de Symington un bateau capable de fournir le travail de douze chevaux pouvait être construit pour huit ou neuf cents livres.

Description

Nous avons repris la description issue d’une publication « Journals of the Royal Institution of Great Britain » de 1802 avec un croquis réalisé à partir d’une maquette que Symington avait apportée à la Royal Institution à la demande de Lord Dundas.

« En plaçant le cylindre presque à l’horizontale (1), il évite l’ajout d’une poutre, élément toujours problématique et coûteux des machines à vapeur classiques : le piston est maintenu en place par des roues de friction (2) et communique, par une articulation (3), avec une manivelle (4) reliée à une roue qui, grâce à ses dents, entraîne la roue à aubes (5) à un mouvement légèrement plus lent que le sien ; la roue à aubes servant également de volant d’inertie. La machine à vapeur diffère peu, en ce qui concerne la condensation de la vapeur, de celles de Boulton et Watt actuellement d’usage courant : un dispositif permet d’ouvrir et de fermer les robinets à volonté, afin d’inverser le sens de marche du bateau si nécessaire. La roue à aubes est située dans une cavité près de la poupe, au milieu de la largeur du bateau, ce qui nécessite deux gouvernails, un de chaque côté, reliés par des bielles actionnées par un treuil situé près de l’avant, permettant ainsi à la personne qui assiste la machine de diriger également le bateau. Il s’avère très avantageux d’avoir un nombre très réduit d’aubes dans la roue.
Un autre élément important de l’invention réside dans la disposition de brise-glace à l’avant du bateau (6), destinés à briser la glace sur les canaux, une opération souvent laborieuse et coûteuse. Ces brise-glace sont levés successivement au moyen de leviers dont les extrémités sont actionnées par les axes de roues, elles-mêmes entraînées par un axe communiquant avec la roue à aubes.»

A.- Pompe à air ; B.- Chaudière ; C.- Condenseur ; D.- Cylindre ; E.- Bielle ; F.- Barre.

Le concept a ensuite évolué comme le montre la représentation du Charlotte Dundas de 1801 (Fig. O-4) incluse dans la biographie de William Symington par son gendre John Rankine époux de sa fille aînée Elisabeth. Le système de transmission est passé d’un moteur avec roues à rochet utilisé sur les bateaux de M. Miller, à un moteur à action directe et une manivelle. Nous avons là un concept abouti, la porte d’entrée vers les futurs développements de la navigation à vapeur.

Coque :
-) constructeur : Alexander Hart à Grangemouth en 1801 ;
-) longueur : 56 ft (17,1 m) ;
-) largeur : 18 ft (5,5 m) ;
-) creux : 8 ft (2,44 m).

Une cavité pour le passage de la roue à aubes est pratiquée au centre et à l’arrière du bateau. Elle mesure 4 ft (1,22 m) de large sur 12 ft (3,66 m) de long.

Machine :
-) constructeur : Carron Ironworks sous un nouveau brevet de W. Symington ;
-) type : atmosphérique ;
-) puissance : 10 hp.

Le cylindre repose horizontalement sur le pont, avec une bielle de liaison allant de la tige du piston à la manivelle sur l’arbre de la roue à aubes.
La pompe à air est verticale, actionnée par une manivelle.

Propulsion :
1 roue à aubes située à l’arrière dans l’axe du navire.

Mécanisme de direction :
Deux gouvernails reliés par des barres de fer forgé à la barre située à l’avant.

Il a effectué ses premiers essais en décembre 1801 et tracté trois navires de 60 à 70 tons burden * à la vitesse de deux miles et demi à l’heure (4,0 km/h).

*) Jauge d’un navire dans le système de mesure Builder’s Old Measurement (BOM, bm, OM et o.m.). Elle était utilisée en Angleterre entre 1650 à 1849 pour calculer la capacité de chargement d’un navire à partir de sa longueur et de sa largeur maximale. Il s’agit d’une mesure volumétrique exprimée en « tonnes de charge » (en anglais ancien : burthen, en moyen anglais : byrthen), et abrégé en « tonnes bm ».

Après un voyage premier voyage à Glasgow, Lord Dundas le mit en service. Il le fit remorquer à plusieurs reprises des bateaux sur le canal, descendre la rivière Forth et, une seule fois, descendre la rivière Carron * jusqu’à Grangemouth, tirant quatre ou cinq sloops, par un vent contraire.

Les expériences documentées

Autour du 24 juin 1801, on sait par le témoignage d’un passager qu’il a navigué avec “aisance et rapidité” de Carron Shore à Grangemouth, distants de deux à trois miles (3,2 à 4,8 km).
Robert Fulton * se trouvait à bord au mois de juillet 1801 lors d’un voyage sur le canal de huit miles (12,8 km) en une heure vingt minutes (9,6 km/h), il se fit donner des explications, réalisa des croquis du bateau et de sa machine.

*) Robert Fulton (né le 14 novembre 1765 dans le comté de Lancaster, Pennsylvanie [États-Unis] – décédé le 24 février 1815 à New York, New York) est un inventeur, ingénieur et artiste américain qui a fait passer le bateau à vapeur du stade expérimental au succès commercial. Il a également conçu un système de voies navigables intérieures, un sous-marin et un navire de guerre à vapeur.

Dans la première semaine de janvier 1803, avec à son bord : Lord Dundas ; le capitaine Dundas, de la Royal Navy ; M. Spiers, d’Elderslie et plusieurs autres messieurs, le Charlotte Dundas quitta Hamilton Mill et prit en remorque près de Stockingfield l’Active (capitaine Wm. Gow) l’un des plus grands navires du canal pesant plus de 100 tons. Il le remorqua à une vitesse de trois miles à l’heure (4,8 km/h) avec facilité et sécurité jusqu’à l’extrémité Est de Port Dundas à Glasgow.

Malgré le succès des différentes expériences, les administrateurs du canal, à l’exception de Lord Dundas, ordonnèrent son arrêt. Ils craignaient que les ondulations causées par les roues à aubes n’endommagent les berges.
Lord Dundas qui n’était pas homme à être influencé ou à se décourager conseilla à Symington de faire construire une maquette et de lui apporter à Londres. Ce dernier s’exécuta et Lord Dundas fut si enchanté de celle-ci qu’il la présenta au duc de Bridgewater * qui, ravi, donna immédiatement des ordres pour la construction de 8 bateaux similaires pour son canal dans les plus brefs délais, mais la commande fut annulée après le décès du duc.

*) Francis Egerton, 3e duc de Bridgewater (né le 21 mai 1736 à Worsley, Lancashire, Angleterre et décédé le 8 mars 1803 à Londres) fut le fondateur de la navigation intérieure britannique, dont le canal, construit depuis ses domaines de Worsley jusqu’à la ville de Manchester, est appelé le canal de Bridgewater.

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