Première source artificielle d’énergie mécanique, la machine à vapeur sera d’une importance capitale pour la révolution industrielle. En 1712, Newcomen s’appuie sur les inventions de Denis Papin et de Thomas Savery pour concevoir un premier modèle commercial de machine à vapeur. Le principe est le suivant (voir schéma ci-dessus) : on chauffe de l’eau dans un réservoir A jusqu’à produire de la vapeur d’eau envoyée dans le réservoir B. Puis on asperge cette vapeur par de l’eau froide ce qui a pour conséquence de faire condenser la vapeur et de créer un vide dans le réservoir. La différence de pression avec l’extérieur fait que le piston D est tiré vers le bas entraînant une chaîne E. Le mouvement périodique transmis par le balancier à une tige I permet de pomper l’eau d’une mine beaucoup plus rapidement que si on l’écopait à la main.
De 1765 à 1781, James Watt améliore la machine sur trois points essentiels :
il ajoute un compartiment dans lequel la vapeur se condense ce qui évite l’échauffement du cylindre principal et du piston. Les phases de refroidissement et d’échauffement de la machine de Newcomen sont ainsi supprimées ce qui permet de doubler son efficacité.
il développe un système mécanique permettant de transformer le mouvement rectiligne du piston en mouvement de rotation d’une roue.
enfin, il conçoit un cylindre à double action dans lequel la vapeur entraîne le piston à la fois pendant la montée et la descente.
Machine de Watt. On distingue au centre le régulateur à boules permettant d’obtenir une vitesse constante quelles que soient les conditions de chauffe. Si la vitesse du piston augmente, les boules tournent plus vite et s’écartent de l’axe de rotation par effet centrifuge, ce qui fait descendre la tige à laquelle elles sont reliées. La tige vient alors légèrement obstruer l’admission de vapeur ce qui permet de réduire la vitesse de la machine.
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Sujet: La machine à vapeur (1712) 
