(né à Austhorpe, Angleterre, 8 juin 1724: décédé à Austhorpe, 28 octobre 1792)
génie civil, mécanique appliquée.
L’un des plus grands ingénieurs britanniques du XVIIIe siècle, Smeaton a également acquis une réputation d’homme de science et s’est distingué par des recherches expérimentales sur l’hydraulique appliquée. Il descendait d’une famille d’Écossais, dont l’un, Thomas Smeton, s’est tourné vers le protestantisme à la fin du XVIe siècle et a occupé des postes importants dans l’église et à l’Université de Glasgow. Au moment de la naissance de Smeaton, la famille résidait près de Leeds, où son père, William, pratiquait le droit. Smeaton a été encouragé à suivre une carrière juridique et, après une solide éducation élémentaire, il a servi dans le bureau de son père et a ensuite été envoyé à Londres pour un emploi et une formation supplémentaires dans les tribunaux. Cependant, un penchant précoce pour les arts mécaniques l’emporta bientôt : et, avec le consentement de son père, il devint fabricant d’instruments scientifiques, une activité qui lui permit de s’intéresser à la fois à la science et à son ingéniosité mécanique.
Au début des années 1750, Smeaton a commencé les expériences qui constituaient sa principale contribution à la science; et pendant cette période, il s’est également occupé de plusieurs innovations techniques, y compris un nouveau pyromètre avec lequel il a étudié les caractéristiques expansives de divers matériaux. Cependant, le rythme des progrès industriels et commerciaux s’accélérait en Grande-Bretagne et l’attention des techniciens s’orientait de plus en plus vers les travaux d’ingénierie à grande échelle. De 1756 à 1759, Smeaton fut occupé par sa réalisation la plus connue, la reconstruction du phare d’Eddystone. À la fin de la décennie, il était devenu évident que l’ingénierie des structures et les travaux fluviaux et portuaires étaient plus rentables que la fabrication d’instruments scientifiques. En conséquence, Smeaton s’est imposé comme consultant dans ces domaines; en effet, c’est lui qui a adopté le terme « ingénieur civil » pour distinguer les consultants et les concepteurs civils du nombre croissant d’ingénieurs militaires diplômés de l’Académie royale militaire de Woolwich. Au cours des trente-cinq dernières années de sa vie, il a été responsable de nombreux projets d’ingénierie, notamment des ponts, des installations de machines à vapeur, des centrales électriques alimentées par le vent ou l’eau, des structures et des machines de moulins, ainsi que des améliorations fluviales et portuaires.
Smeaton est devenu membre de la Royal Society, membre du Royal Society Club et invité occasionnel aux réunions de la Lunar Society. Il était également membre fondateur de la première société d’ingénieurs professionnels, la Society of Civil Engineers (à ne pas confondre avec la future Institution of Civil Engineers), fondée en 1771; après sa mort, il est devenu connu sous le nom de Smeatonian Society. Sa fondation reflète le sens croissant de la profession chez les ingénieurs civils britanniques au cours du XVIIIe siècle.
En 1759, les carrières d’ingénieur et de scientifique de Smeaton furent couronnées d’un succès remarquable. Cette année-là, il acheva le phare d’Eddystone, ce qui confirma sa réputation d’ingénieur, et publia un article sur les roues à eau et les moulins à vent, pour lequel il reçut la médaille Copley de la Royal Society
Dans ses recherches sur les roues à eau, Smeaton rouvrit la question de l’efficacité relative des roues inférieures (qui fonctionnent par impulsion de l’eau contre les pales) et des roues supérieures (où l’eau coule d’en haut et déplace la roue par la force de son poids). Grâce à des expériences sur une roue modèle, il a montré que, contrairement à l’opinion commune, les roues dépassées sont deux fois plus efficaces que les roues inférieures. Au—delà de cette généralisation empirique, Smeaton a montré son penchant scientifique en spéculant sur la cause d’une plus grande perte d’énergie (« puissance mécanique », comme on l’appelle) dans la roue inférieure et en concluant qu’elle était consommée dans la turbulence – « les corps non élastiques, lorsqu’ils agissent par collision impulsionnelle, ne communiquent qu’une partie de leur puissance d’origine; l’autre partie étant dépensée en changement de figure à la suite de la course. »
Après ce succès initial dans la recherche sur la mécanique appliquée, les intérêts de Smeaton se sont orientés vers la philosophie naturelle et il a consacré deux autres recherches expérimentales à la dispute vis viva et aux lois de collision. Il soutenait que ces études apparemment abstraites étaient importantes dans la pratique, dans la mesure où les conclusions des philosophes naturels pouvaient, si elles étaient incorrectes, induire en erreur les hommes pratiques à adopter des procédures malsaines. Les résultats qu’il obtenait étaient cependant plus conséquents en théorie qu’en pratique, car ils confirmaient non seulement la croyance que l’effort mécanique pouvait effectivement être « perdu », mais aussi que mv2 (vis viva) était une mesure de « puissance mécanique ». »Smeaton a reconnu que ses conclusions étaient en opposition avec celles favorisées par les disciples de Newton, et il a diplomatiquement spécifié que mv et mv2 étaient des valeurs utiles lorsqu’elles étaient correctement interprétées.
La carrière de Smeaton fournit un exemple précoce de l’interaction de l’ingénierie et des sciences appliquées. Ses intérêts techniques ont influencé la direction de ses recherches scientifiques; et il a utilisé les résultats de ses recherches dans ses propres conceptions de roues hydrauliques, privilégiant systématiquement les roues mammaires et les roues dépassées et n’utilisant presque jamais le système inférieur. Il y a des raisons de croire que le travail de Smeaton a conduit d’autres concepteurs à prévoir la roue sous-jacente longtemps préférée. De plus, l’importance économique continue des roues hydrauliques contribua à un sentiment d’urgence à la controverse récurrente sur la mesure de la « force »; et dans ces discussions, les recherches de Smeaton et son soutien à l’école de pensée vis viva jouèrent un rôle de premier plan.
Smeaton a également effectué des tests approfondis sur le moteur expérimental Newcomen, optimisant sa conception et augmentant considérablement son efficacité. Ces études, cependant, n’ont jamais dépassé le niveau de l’empirisme systématique et, de plus, ont rapidement été éclipsées par l’invention du condenseur séparé par James Watt. Quelques contributions mineures à l’astronomie d’observation complètent les travaux scientifiques de Smeaton.
BIBLIOGRAPHIE
I. Ouvrages originaux. De nombreux articles de Smeaton ont été collectés et publiés à titre posthume: Reports of the Late John Smeaton, 4 vols. (Londres, 1812-1814). Vol. IV, The Miscellaneous Papers of John Smeaton (1814), contient les articles qu’il a contribué aux Transactions Philosophiques de la Royal Society, dont le plus important est son document de Médaille Copley, « An Experimental Inquiry Concerning the Natural Powers of Water and Wind to Turn Mills and Other Machines Depending on a Circular Motion, » 51 (1759-1760), 100-174: » An Experimental Examination of the Quantity and Proportion of Mechanic Power Necessary to Be Employed in Giving Different Degrees of Velocity to Heavy Bodies From a State of Rest « , 66 (1776), 450-475; et « Nouvelles expériences fondamentales Sur la Collision des corps », 72 (1782), 337-354. Ces trois articles ont été réimprimés ensemble sous le titre Experimental Inquiry Concerning the Natural Powers of Wind and Water (Londres, 1794) et sont également rassemblés dans Thomas Tredgold, ed., Tracts on Hydraulics (Londres, 1826). P. S. Girard les traduit en français sous le titre Recherches expérimentales sur l’eau et le vent (Paris, 1810). Pour les résultats de ses expériences sur la machine à vapeur, voir John Farey, A Treatise on the Steam Engine (Londres, 1827), 158 et suivants.
John Smeaton’s, Journal de Son voyage aux Pays-Bas 1755. Newcomen Society for the Study of the History of Engineering and Technology, Publication supplémentaire n ° 4 (Londres, 1938); et « Description du Moteur hydraulique Statique, Inventé et fabriqué par Feu M. William Westgarth, de Colecleugh dans le comté de Northumberland », dans Transactions of the Royal Society of Arts, 5 (1787). 185-210, jettent un éclairage supplémentaire sur les sources d’ingénierie des intérêts scientifiques de Smeaton.
II. Littérature secondaire. La biographie la plus complète de Smeaton est toujours Samuel Smiles, « Life of John Smeaton », dans Lives of the Engineers, 3 vols. (Londres, 1861-1862). II, 1-89. John Holmes, qui connaissait bien Smeaton, a publié Un Court Récit du Génie, de la Vie et des œuvres de Feu M. J. Smeaton, Ingénieur civil (Londres, 1793). Pour un article biographique récent, voir Gerald Bowman, » John Smeaton – Consulting Engineer « , dans Engineering Heritage, 2 vols. (New York, 1966), II. 8-12. Aucun de ceux-ci ne traite le travail scientifique de Smeaton de manière adéquate.
D.S.L. Cardwell a interprété les recherches de Smeaton dans le contexte du développement de la relation entre la technologie de l’énergie et la thermodynamique; voir « Certains facteurs dans le développement précoce des Concepts de Puissance, de Travail et d’Énergie. » dans British Journal for the History of Science, 3 (1966-1967), 209-224; et De Watt à Clausius (Ithaca, New York, 1971), voir index. L’influence des recherches de Smeaton sur la controverse sur la mesure de la « force » peut être vue dans Peter Ewart, « On the Measure of Moving Force », dans Memoirs of the Literary and Philosophical Society of Manchester, 2e ser., 2 (1813), 105–258. Sur son ingénierie de l’énergie hydraulique, voir Paul N, Wilson. « Les roues hydrauliques de John Smeaton », dans Transactions. Société Newcomen pour l’étude de l’Histoire de l’Ingénierie et de la technologie, 30 (1955-1957), 25-48.
Le peu que l’on sait de la Society of Civil Engineers au XVIIIe siècle est présenté pleinement dans T. E. Allibone, « The Club of the Royal College of Physicians, the Smeatonian Society of Civil Engineers and Their Relationship to the Royal Society Club », dans Notes and Records of the Royal Society of London, 22 (1967), 186-192; S. B. Donkin, « La Société des ingénieurs Civils (Smeatoniens) », dans Transactions. Newcomen Society for the Study of the History of Engineering and Technology, 17 (1936-1937), 51-71; et Esther Clark Wright, » The Early Smeatonians », ibid., 18 (1937–1938), 101–110.
Harold Dorn
