La Machine à Vapeur des Liberty Ships
Document rédigé par Pierre-Yves Larrieu - 6 août 2024
A la suite de la vidéo récemment parue sur Linked'in (Voir : https://www.linkedin.com/posts/pierre-yves-larrieu-4457056b_maritimeindustry-shipping-marinetechnology-activity-7226335311872618496-umcc?utm_source=share&utm_medium=member_desktop) , pour aller au-delà de l'aspect esthétique, il a semblé intéressant de se plonger dans la description et le fonctionnement de ces machines.
Lors de la seconde guerre mondiale, les États-Unis se mettent à construire des navires de commerce en grande série : les Liberty Ships.
La propulsion à vapeur était assurée par une machine à vapeur alimentée par une chaudière à mazout « Babcox & Wilcox ». A cette époque, les turbines à vapeur étaient déjà très répandues. Mais pour des raisons de disponibilité, de robustesse et de fiabilité, les Liberty Ships ont été équipés de machines alternatives à vapeur. La formation des équipages était sommaire et il fallait des machines simples à conduire et à entretenir, et capable de résister à de rudes conditions d'exploitation.
Il s'agissait de la forme la plus aboutie de la machine à vapeur : la machine à triple expansion et à pistons double-effet. Triple expansion voulait dire que la vapeur, produite à une pression de 15 à 18 bars, subissait trois détentes successives, en passant dans les cylindres HP, MP et BP, avant d'être envoyée au condenseur. Piston double-effet voulait dire que, dans chaque cylindre, la vapeur était envoyée alternativement sur la face inférieure et la face supérieure du piston. L'étanchéité en partie basse des cylindres nécessitait un positionnement précis de la tige de piston, d'où le système de bielle à crosse.
Pour chaque cylindre, deux fines bielles sont montées sur des excentriques positionnés en opposition de la manivelle sur laquelle la bielle principale du cylindre se meut. Il s'agit du dispositif de manœuvre de la soupape (Cylindre HP) et des tiroirs qui assurent la distribution de la vapeur dans les cylindres. Grace à ce dispositif, la distribution de la vapeur (admission et échappement) est synchronisée avec le mouvement du piston. Un système de coulisse (Stephenson) permet d'activer soit l'excentrique de marche avant, soit l'excentrique de marche arrière.
Chaque cylindre était doté de soupapes de sûreté en partie haute et basse. Ces soupapes avaient plus pour but de protéger l'installation de la présence d'eau condensée que d'une hypothétique surpression de vapeur. La machine était dotée d'un vireur pour permettre le réchauffage uniforme de la machine lors de son démarrage. Asservi à la crosse du piston BP, un levier entraînait en mouvement une pompe à vide destinée à extraire l'air du condenseur et à permettre la condensation sous vide de la vapeur.
La photo légendée ci-dessous permet enfin d'identifier les principaux organes.
- Plaque de fondation
- Colonnes
- Cylindres
- Glissière sur laquelle s'appliquent les patins de la crosse
- Tige de piston
- Boîte-étanche de tige de piston
- Crosse
- Bielle
- Accouplement du vilebrequin
- Vireur
- Levier d’entraînement de la pompe à vide
- Pompe à vide
- Renversement de marche
- Commande et régulateur de vitesse.
Les machines alternatives à vapeur ont désormais disparu, mais leurs principes technologiques survivent encore dans les gros moteurs deux temps qui en ont repris l'architecture générale.
Les schémas et photos sont issus du guide de conduite disponible ici : https://maritime.org/doc/merchant/engineering/part3.php .
On pourra également consulter la page dédiée, avec de nombreuses photos, de l'excellent site marine-marchande.net :
https://www.marine-marchande.net/FM/Liberty-ship/page-1_JOB.htm .
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