The3-3 - Digesteur ou marmite de Papin
Aussi connu sous les appellations digesteur, marmite de Papin, bain-marie à vis.
Fonction
Il réalise l'équilibre liquide vapeur, pour l'eau, à des températures supérieures à 100°C ; c'est l'ancêtre de la « cocotte-minute ».
Dans l'ouvrage intitulé La manière d'amolir les os et de faire cuire toute sorte de viandes, en fort peu de temps et à peu de frais, avec une description de la machine dont il faut se servir pour cet effet, ses propriétés et ses usages, confirmés par plusieurs expériences nouvellement inventées par M. Papin, Docteur en médecine(1682), on trouve la phrase suivante: «... par le moyen de la machine dont il s'agit icy, la vache la plus vieille et la plus dure se peut rendre aussi tendre et d'aussy bon goust que la viande la mieux choisie.»
Description
L'appareil du musée est assez bien décrit dans le traité de physique de Ganot de 1862.
La figure suivante reproduit le schéma fourni par Denis Papin dans l'ouvrage cité plus haut.
Deux innovations sont à souligner : l'utilisation de la pression pour appliquer l'organe de fermeture sur son siège, et surtout la soupape de sûreté (avec levier et contrepoids qui permettent le calcul de la pression), qui reste pratiquement inchangée de nos jours dans les autocuiseurs.
Le problème du joint à une époque où l'on ne connaissait pas le latex était des plus difficiles. Le cuir, même épais, ne résistait pas à la vapeur. C'est un joint en papier qui fut utilisé.
Le « bain marie à vis » de Papin se présente sous la forme d'un cylindre en fonte de six pouces (16,2 cm) de diamètre et de 18 (48,6 cm) de haut, fermé par une culasse articulée sur deux tourillons et maintenue par des vis de serrage (d'où le nom utilisé par Papin et ses contemporains).
En bon physicien, Papin eut le souci d'établir une relation entre la pression (facile à calculer) et la température. Papin repérait celle-ci en mesurant le temps nécessaire pour que s'évapore une goutte d'eau déposée sur le couvercle.
Histoire
Denis Papin est né à Blois en 1647, il est mort dans la misère à Londres (vraisemblablement en 1714). Le dernier document de sa main date du 23 juin 1712). Son père était contrôleur des eaux, forêts et domaines des comtes de Blois et portait le titre de diacre de l'Église protestante. Aux environs de 1669 Denis Papin terminait ses études de médecine à Angers.
Vers 1671, on retrouve Papin à Paris, il y a rencontré Huygens dont il devient élève, aide et préparateur à partir de 1673. En 1675, il publie un mémoire sous le titre Nouvelles expériences du vide avec la description des machines pour le faire. Il y décrit un joint en peau d'anguille pour manipuler de l'extérieur, des objets placés dans une cloche où l'on a fait le vide. En 1675, Huygens expédie son préparateur à Londres avec mission de remettre à Oldenburg une précieuse « horloge portative » dont il venait d'inventer le ressort spiral et l'échappement à ancre. Papin y restera 12 ans. Papin perfectionne la machine pneumatique (ajout d'un second cylindre), attire l'attention de Robert Boyle et devient son aide et préparateur tout en poursuivant ses travaux personnels.
En 1679 il réalise le digester dont il ne donne la description que deux ans après. Tous les savants d'Europe admirèrent cette invention. Le roi d'Angleterre voulut avoir son digester ; l'Académie des sciences lui consacra une séance au cours de laquelle une démonstration fut faite.
Papin fut proclamé fellow de la société royale de physique le 16 décembre 1680 (il avait alors 33 ans). Un certain de Comiers exploita à Paris un digesteur qu'il fit construire par Hulin, émailleur du roi. Nicolas Papin, neveu de Denis, fit à Blois des bouillons pour les pauvres à partir d'os. Après un bref séjour de deux ans à Venise, Papin rentre à Londres en 1684. Papin semble s'être fait une spécialité de pourfendre les inventeurs de mouvement perpétuel (dont entre autres Jacques Bernoulli). Il construit une machine élévatrice d'eau qui ne marcha pas très bien.
En 1687, il accepte une chaire de mathématiques à Marbourg sur invitation de Charles-Auguste, landgrave, électeur de Hess-Cassel. Il correspond avec Leibniz. Denis Papin propose la réalisation d'un « bateau plongeur » (sous-marin) : c'est l'échec en Août 1691, mais la réussite en mai 1692, réussite sans lendemain car le landgrave ne voyait là qu'une expérience amusante.
Après divers réflexions et essais sur la machine à vapeur, Papin, réalisa la « machine de l'électeur » qu'il décrivit en 1707 dans Nouvelle manière pour lever l'eau par la force du feu. La puissance utile était d'environ deux chevaux. La machine de l'électeur était postérieure à celle de Savéry (1699) mais moins dangereuse et plus perfectionnée. La machine fut démontée après démonstration ! Autre invention : l'urinator ancêtre de nos ventilateurs et pompes centrifuges.
Charles-Auguste appela Papin près de lui à Cassel. Papin étudie, entre autres recherches, le moyen de conserver les aliments par le dioxyde de soufre. Il consacre une partie de son activité à la construction des fours et au tirage forcé. Papin décide ensuite son retour en Angleterre qu'il compte rejoindre sur un bateau à vapeur (avant Fulton !) qu'il commence à construire en 1704.
Il part en 1707 mais les bateliers de Münden jaloux de leur monopole détruisent son embarcation. Laissant sa femme qui refuse de le suivre, c'est seul et sans ressources qu'il rejoint Londres où il meurt dans la misère.
Si James Watt a joué un rôle décisif dans la mise au point de la machine à vapeur, il est incontestable que D. Papin a tenu une place importante comme maillon dans la chaîne de ses inventeurs. Si justice ne fut pas rendue à Denis Papin, c'est que Sadi Carnot, mal informé, a parlé d’« essais presque informes » et attribué l'invention à la nation anglaise.