Inventions et machines

Cambridge Museum of Technology: Une histoire de l'évacuation des eaux usées et des déchets dans la révolution industrielle victorienne

Cambridge Museum of Technology: Une histoire de l'évacuation des eaux usées et des déchets dans la révolution industrielle victorienne


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La ville de Cambridge, en Angleterre, est bien connue et reconnue dans le monde entier pour sa prestigieuse université. Cependant, peu de gens connaissent le Musée de la technologie de Cambridgeet les trésors d'ingénierie qu'il abrite. Ce musée du patrimoine industriel soutenu par Historic England est situé au Ancienne station de pompage des eaux usées sur Cheddars Lane, juste à côté de la rivière Cam. Le bâtiment d'origine, un monument ancien répertorié, abritait une station combinée de pompage des eaux usées et de destruction des déchets construite en 1894.

Au 18ème siècle, les canaux britanniques étaient un élément clé de la révolution industrielle. Au XIXe siècle, l'invention de la machine à vapeur et de la turbine à vapeur a contribué à alimenter la révolution industrielle.

L'histoire de la station de pompage et les origines du musée remontent à 1894 lorsque la station de pompage a été construite pour abriter les deux grands Machines à vapeur Hathorn Davey et des pompes pour pomper les eaux usées de la ville vers les installations de traitement à deux milles (3 km). Les Victoriens étaient très attachés à l'efficacité et à l'incinération des déchets. Les deux objectifs ont été atteints en brûlant les ordures ménagères comme combustible de chaudière pour produire de la vapeur.

À mesure que la population de Cambridge augmentait, la station de pompage a dû être agrandie avec une capacité de pompage supplémentaire. Tout d'abord, deux moteurs et pompes à essence ont été ajoutés, puis un moteur électrique et une pompe. En 1968, après 72 ans dans la vapeur, une nouvelle station de pompage entièrement électrique est construite à côté; il est connu comme Riverside.

Une visite au Cambridge Museum of Technology montre comment la technologie industrielle a évolué de la vapeur au gaz en passant par l'électricité. De plus, en regardant la conception des bâtiments, on peut voir comment l'approche de l'architecture a changé au fil des ans. Le musée organise plusieurs week-ends de vapeur lorsque l'un des moteurs Hathorn Davey est en marche. Un programme de bénévolat est ouvert à des rôles tels que faire fonctionner les moteurs, s'occuper de la collection, donner des visites guidées ou aider aux visites d'écoles.

Cambridge avant la station de pompage

Pour comprendre l'importance de soutenir et d'améliorer le progrès technologique, il faut apprendre comment était la vie avant la mise en place de la technologie industrielle. Au 19e siècle, comme partout ailleurs dans le monde, les rues de Cambridge étaient sales et la rivière Cam était un égout à ciel ouvert.

Les conditions ont conduit à une mauvaise santé publique et à des flambées rapides de maladies telles que le choléra, la typhoïde et la scarlatine. Les gens meurent souvent jeunes. La collecte des ordures et l'évacuation des eaux usées étaient des conditions de base ainsi que d'hygiène. Un rapport de la situation a été publié en 1849.

Les commissions d'amélioration ont payé des charognards officiels pour ramasser les ordures et nettoyer les rues. Le système d'égouts ne couvrait pas toute la ville et se déversait dans la rivière Cam.

La reine Victoria a un jour interrogé le maître du Trinity College sur les morceaux de papier flottant dans la rivière. Il a répondu avec tact: "Ce sont, Madame, des avis interdisant de se baigner." En vérité, c'était du papier toilette.

Ensuite, les commissaires ont compris le problème et ont recherché des experts pour trouver une solution. L'un de ces experts était Joseph Bazalgette, l'ingénieur civil qui avait planifié et construit le premier système d'égouts de Londres, l'un des plus grands progrès de l'urbanisme encore en usage aujourd'hui.

Bazalgette était également l'ingénieur en chef du Metropolitan Board of Works de Londres. Il a conçu les remblais Albert, Victoria et Chelsea qui abritaient les égouts du centre de Londres. Malheureusement, les commissaires n'avaient pas les fonds nécessaires pour payer les travaux. Il a fallu encore 40 ans pour que quelque chose change à Cambridge.

Le conseil local a construit la station de pompage en 1894

La reine Victoria a un jour interrogé le maître du Trinity College sur les morceaux de papier flottant dans la rivière. Il a répondu avec tact: "Ce sont, Madame, des avis interdisant de se baigner." En vérité, c'était du papier toilette.

La station de pompage, construite en 1894, a résolu les problèmes d'égouts et d'ordures de la ville. Il a continué à fonctionner pendant plus de 70 ans. Le pompage a commencé en 1895 après l'achèvement du projet de 18 mois qui a coûté plus de 120 000 £ (environ 10 millions de £ ou près de 13 millions de dollars aujourd'hui). Il a également fourni suffisamment de travail aux chômeurs locaux.

Le conseil a remplacé les anciens égouts et construit 37 miles de nouveaux égouts. Un égout intercepteur a détourné les eaux usées et les a empêchées d'atteindre la rivière Cam. Les eaux usées coulaient alors sous la ville, tirées par gravité; il s'est recueilli dans le puits sous la station de pompage.

L'emplacement de la station de pompage a été choisi à proximité de la zone de collecte des ordures de la ville. Les déchets étaient brûlés dans des fours appelés destructeurs; cette eau chauffée dans des chaudières pour faire de la vapeur qui alimentait les moteurs. Les moteurs ont ensuite pompé les eaux usées vers une ferme d'épuration à Milton où elles ont été utilisées comme engrais.

Grâce à la station de pompage et à son impact sur la vie des gens, le taux de mortalité local a chuté de 15 pour cent au cours des 10 premières années après son ouverture. Des moteurs à essence et une pompe électrique ont été ajoutés à la station de pompage afin d'augmenter sa capacité de pompage. En 1923, une chaudière supplémentaire a été installée; il est devenu la chaudière principale après la Seconde Guerre mondiale. Lorsque l'ancienne station de pompage a fermé ses portes en 1968, elle a été remplacée par la station de pompage électrique Riverside voisine.

Trois étudiants en génie de l'Université de Cambridge ont sauvé la station de pompage

Peut-être est-il juste de dire que le Musée de la technologie de Cambridge existe aujourd'hui grâce à trois étudiants en génie de l'Université de Cambridge qui ont apprécié la grande valeur historique et pédagogique des moteurs installés dans l'ancienne station de pompage.

À l'époque, lorsque la station de pompage a fermé ses portes en 1968, les travailleurs ont coupé les moteurs, ont déposé leurs outils et ont tranquillement quitté le site. Le conseil local a décidé de démolir le bâtiment et de mettre au rebut les machines. Ensuite, les étudiants et les résidents ont fait campagne pour sauver le site et les moteurs. Ils ont créé le musée pour raconter l'histoire du passé industriel de Cambridge, une pierre fondamentale de la révolution industrielle. Il était impératif de préserver l'ancienne station de pompage en tant qu'héritage important pour Cambridge, au Royaume-Uni, et pour le monde.

Grâce à Ken Moxham, John Sharpe, et Alex Ritchie, les étudiants en génie qui ont mené avec succès la lutte pour sauver la station de pompage dans les années 1960, le musée a ouvert ses portes en mai 1971 et environ 5 000 personnes l'ont visité.

Depuis, et pendant la majeure partie de son histoire, le Musée a été entièrement géré par des bénévoles. Ils ont créé une «fiducie» pour acheter le site et développer le musée, ont donné leur temps, leurs connaissances et leurs compétences pour réparer les bâtiments, remettre les machines en état de marche et collecter des objets qui représentent l'industrie et la technologie locales.

En 2013, le Heritage Lottery Fund a octroyé au Musée un financement majeur pour transformer le site. En 2016, Dr Ken Moxham de l'Université d'Adélaïde et fondateur du musée est revenu à Cambridge en tant que conférencier invité lors d'une garden-party organisée par le Cambridge Museum of Technology à la maison de l'ingénieur sur Riverside. Grâce à une collecte de fonds, l'ancienne maison de l'ingénieur a été restaurée et réunie avec le musée, ajoutant également un centre d'accueil et un café.

Et enfin, le Musée a rouvert en 2019 avec de nouvelles expositions et installations. Pour tout ingénieur ou passionné de technologie, une visite au Cambridge Museum of Technology représentera une expérience unique, transportant quiconque avec un peu d'imagination au jour où la station de pompage et les machines à vapeur étaient au cœur de l'évolution de la révolution industrielle. .

Ce qui suit est une illustration de certains des artefacts de l'histoire du génie industriel qui peuvent être vus au Cambridge Museum of Technology.

Hathorn Davey

La Hathorn Davey Company était un fabricant britannique de moteurs à vapeur à Leeds et considéré comme l'un des fabricants les plus importants et les plus connus de moteurs de pompage à vapeur depuis qu'ils ont repris la fonderie Sun qui fabriquait des moteurs de chemin de fer et des machines de pompage en 1872.

Hugh Campbel, Alfred Davis et John Hathorn ont été rejoints par Henry Davey en 1873 et échangés sous le nom de Hathorn, Davey & Co à partir de 1880. Le partenariat a été converti en société à responsabilité limitée en 1901. Hathorn, Davey & Co fabriquaient également des moteurs et des pompes marins. comme leurs moteurs de pompage pour les mines et les aqueducs.

Le moteur de pompage conçu pour Tunnel de la Mersey en 1881 a été décrit comme le plus puissant qui existait à l'époque. Sulzer a repris l'entreprise en 1936 et les locaux ont finalement été fermés à la fin de 1981 lorsque Sulzer a déménagé sur un nouveau site.

Les principaux composants du moteur sont le disque à bascule, les deux cylindres et le boîtier de commande, qui est souvent appelé le Homme de vapeur, avec les pompes au sous-sol.

La maison des moteurs à vapeur

La maison des machines à vapeur contient les deux grandes machines à vapeur fabriquées par Hathorn Davey. Beaucoup d'entre nous qui sont proches de la technologie et de l'ingénierie sont familiers avec une machine à vapeur tirant un train de chemin de fer. Ce qui est inhabituel maintenant, c'est la machine à vapeur stationnaire.

Pendant les jours de la révolution industrielle, cependant, une machine à vapeur stationnaire n'était pas rare; l'ère industrielle a été construite sur la puissance de la machine à vapeur stationnaire.

Il était courant de voir des moteurs à vapeur stationnaires partout, depuis un engrenage de tête de fosse aux tanneries, en passant par les filatures de coton, les brasseries et les mines de drainage. Ils étaient utilisés pour pomper de l'eau douce vers les villes et pour pomper les eaux usées hors des villes.

Machines à vapeur Hathorn Davey: Les deux seules machines fonctionnelles de ce type au monde

Les deux moteurs à vapeur Hathorn Davey photographiés ici et logés au Cambridge Museum of Technology sont les deux seuls moteurs fonctionnels de leur type au monde.

Ces moteurs sont des moteurs composés non rotatifs, tandem, fabriqués par Hathorn Davey. Ils ont tous deux été installés lors de la construction de la station de pompage en 1894.

Les machines à vapeur fonctionnaient en alternance; un pompé 24 heures sur 24 pendant jusqu'à deux semaines, tandis que le moteur au repos a été nettoyé, entretenu et réparé.

La vidéo ci-dessus montre l'un des principaux moteurs Hathorn Davey du Museum of Technology de Cambridge, installé en 1894 et toujours en fonctionnement.

Chaque moteur a deux cylindres à vapeur qui reposent bout à bout (en tandem) sur la même tige de piston. La tige pousse le grand double disque en bout de moteur. Il ne fait pas de révolutions complètes. Au lieu de cela, il bascule d'avant en arrière en quarts de tour (non rotatif). Cela convertit le mouvement horizontal des tiges de piston en mouvement vertical des tiges de pompe.

L'industrie brassicole: les bières fines de Cambridge

Il n'est pas surprenant que le Cambridge Museum of Technology consacre un espace à l'industrie brassicole; Cambridge était bien connue pour son brassage avec environ 40 brasseries existantes en 1887 et l'odeur du brassage aurait imprégné la ville. Des entreprises telles que la brasserie Anchor et la brasserie Star étaient des sites d'intérêt locaux.

La bière faible était brassée dans les maisons et les collèges avant la construction des brasseries. Après la révolution industrielle, les brasseries de Cambridge ont prospéré en raison de la demande croissante. Certaines brasseries comme Dale's ont investi dans les équipements les plus avancés, tels que les remplisseuses de bouteilles et les réfrigérateurs.

Pendant la Première Guerre mondiale, Star Brewery était dirigée par des femmes. Les plus grandes brasseries ont repris les plus petites et en 1900, il n'en restait plus que 16. Au milieu du XXe siècle, les brasseries nationales ont pris le relais. Cependant, des traces de l'industrie brassicole à Cambridge subsistent. Thomson's Lane doit son nom à un brasseur de premier plan du 17e siècle.

Le tunnel des cendres

La station de pompage a brûlé les déchets de Cambridge dans des fours appelés destructeurs. L'énergie produite était utilisée pour chauffer l'eau dans des chaudières, ce qui faisait fonctionner la vapeur des moteurs de pompage des eaux usées.

En entrant dans le tunnel des cendres du Cambridge Museum of Technology, vous vous sentez d'abord comme si vous étiez transporté dans le passé. Vous entendez des sons et vous pouvez voir les portes qui recouvrent les grilles coupe-feu des destructeurs. Les employés de la station de pompage ont dû ouvrir les portes du four pour éliminer les cendres et le clinker malodorants. Ensuite, ils l'ont vidé dans des chariots à main et l'ont emporté à la roue. Après 1926, les ouvriers ont commencé à utiliser des camions roulant sur des rails.

Il y a une auge sur le sol en face des grilles de feu qui contenait de l'eau pour refroidir les longs outils en fer utilisés pour le ratissage. Les échancrures sur le sol montrent où se tenaient les ouvriers, décentrés pour éviter la chaleur directe des fours. À partir de 1926, les camions pleins ont été poussés à la main le long des rails devant le bâtiment, un endroit maintenant utilisé comme salle d'impression.

Ici, ils ont été balancés sur une plaque tournante sur des rails et tirés par un treuil à vapeur jusqu'au sommet du site. Une fois au sommet, les camions ont été poussés à la main et vidés dans les nombreuses fosses de cette zone. Les fosses ont été créées lorsque de l'argile a été creusée pour fabriquer des briques.

La chaufferie

Ce numéro 4 illustré ci-dessus est une chaudière à tubes d'eau fabriquée par Babcock et Wilcox à Glasgow. Il a été installé dans la station de pompage en 1923. Les tubes en verre et les raccords en laiton au sommet sont deux jauges qui indiquent le niveau d'eau dans le tambour. Si le niveau d'eau tombe trop bas, la chaudière surchauffe et les tubes d'eau fondent.

Le grand cadran entre les jauges de niveau d'eau est le manomètre de vapeur. Si la pression générée est trop élevée, les soupapes de sécurité se soulèvent pour réduire la pression. Si la pression est trop basse, les moteurs ne fonctionneront pas. La chaudière numéro 4 produit encore de la vapeur pour faire fonctionner les moteurs de pompage du Cambridge Museum of Technology. Il a été restauré en 2018.

Ingénieur en charge de la station de pompage

Charles Herbert Copeland était l'ingénieur responsable de la station de pompage entre 1902 et 1934. Il est né dans le Yorkshire en 1864 et est décédé en 1944. Copeland s'est assuré que tout se passait bien.

Il vivait à la maison de l'ingénieur juste à côté de la station de pompage avec sa femme et ses sept enfants; il était toujours à proximité pour être appelé en cas de problème à la station de pompage. Copeland était toujours élégamment habillé, vêtu d'un costume trois pièces sous sa salopette de style salopette.

Travailler à la station de pompage

La station de pompage devait fonctionner 24 heures sur 24, 7 jours sur 7. Pour le faire fonctionner, une équipe qualifiée a passé la moitié de sa journée à la gare. Il y avait deux équipes; chaque équipe a travaillé un quart de 12 heures en 1895. Ce n'est que dans les années 1920 que trois équipes de huit heures ont été introduites. Il n'y avait pas de douches, d'éviers ou d'aires de repos à la station de pompage jusqu'à la fin des années 1940.

Le personnel chauffait les repas qu'il apportait pour travailler sur les moteurs à vapeur et faisait bouillir de l'eau pour le thé dans les fours. La nuit, la gare était éclairée par quelques ampoules nues, ce qui la rendait sombre et ombragée. On ne peut qu'imaginer comment c'était d'y travailler 12 heures par jour. Un conducteur de moteur, un nettoyeur et un chauffeur étaient nécessaires pour faire fonctionner les moteurs.

Le conducteur du moteur a vérifié la profondeur des eaux usées dans le puits, a prédit une augmentation des niveaux et s'est assuré que la machinerie fonctionnait bien. Les nettoyeurs ont gardé les moteurs et les salles des machines étincelants et ont aidé le conducteur du moteur. Ils ont également nettoyé les 52 fenêtres de la station de pompage chaque semaine. Dans les années 1930, un nettoyeur gagnait 4 £, 14 shillings et 6 pence par semaine (soit environ 186 £ ou 239,74 $ aujourd'hui).

Le chauffeur a pelleté du charbon dans les chaudières de la chaudière sombre et chaude. Le chauffeur devait déplacer 20 lourdes charges de brouette vers la chaudière à chaque quart de travail. Il a également ratissé les cendres chaudes des chaudières et a dû porter des sabots en bois pour protéger ses pieds. Les autres membres du personnel, y compris l'ingénieur responsable et les ouvriers destructeurs qui triaient les ordures, travaillaient pendant la journée. Les femmes n'ont jamais été employées à la station de pompage. La station de pompage est restée ouverte pendant plus de 70 ans.

Gasworks femmes

Environ six millions d'hommes ont été mobilisés au Royaume-Uni pendant la Première Guerre mondiale. Avec autant d'hommes partis, les femmes ont commencé à remplacer les hommes qui avaient rejoint l'armée jusqu'à la fin de la guerre. C'est alors que les femmes ont commencé à travailler à l'usine à gaz de Cambridge. Le charbon était utilisé pour fabriquer le gaz. Les femmes portaient des manteaux et des pantalons pour travailler, ce qui était très inhabituel pour les femmes à l'époque.

Collecteurs de déchets

Pendant la Première Guerre mondiale, le conseil local a embauché des femmes pour vider les poubelles et balayer les rues pour remplacer les hommes qui avaient rejoint l'armée. Ils étaient connus comme charognards, qui était le vieux mot pour le travail. Le travail consistait à nettoyer les rues et à ramasser les ordures à l'aide de brosses et de pelles. Ils ont mis les déchets dans leurs chariots et les ont ensuite emmenés à la station de pompage où ils ont été brûlés.

Moteurs à gaz

Les moteurs à essence illustrés ci-dessus ont été installés en 1909 pour faire fonctionner les pompes du sous-sol. Ils ont complété les machines à vapeur et augmenté la capacité de la station de pompage.

Les moteurs de la National Gas Engine Company étaient alimentés par du gaz de houille fourni par l'usine à gaz voisine. Ils ont atteint leur pleine capacité en 10 à 20 minutes, alors que les moteurs à vapeur ont besoin de se réchauffer pendant plusieurs heures.

Contrairement aux moteurs à vapeur, cependant, les moteurs à gaz devaient être démarrés sans être connectés aux pompes car ils n'avaient pas assez d'énergie pour les entraîner. Les pompes ont ensuite été connectées lorsque le moteur était en régime.

Kit d'éclairage électrique

La photo ci-dessus montre le groupe électrogène de seconde main qui a été installé dans les années 1920 pour remplacer un groupe de 1898. La station de pompage a été le premier bâtiment avec de l'électricité dans la région. L'ensemble a été utilisé pour éclairer la station de pompage et la maison de l'ingénieur à côté, en remplaçant les lampes à gaz et les lampes à huile.

L'ensemble d'éclairage a été utilisé jusqu'à ce que le site soit connecté au réseau électrique en 1937; cependant, il a été conservé comme sauvegarde. L'inverseur a été utilisé pour permuter entre le réseau électrique et l'électricité produite par le kit d'éclairage.

Électrification: l'électrification de Cambridge

Avant l'électricité, les gens éclairaient leurs maisons avec des lampes à gaz et à pétrole, ou des bougies. Le premier éclairage électrique de Cambridge a été installé à Peterhouse en 1884 pour célébrer le 600e anniversaire du collège. C'est devenu le deuxième endroit en Grande-Bretagne à avoir un éclairage électrique.

En 1888, Baily, Grundy et Barrett ont fourni à Cambridge sa première alimentation électrique commerciale. Le moteur et la dynamo de l'entreprise ont fourni l'éclairage à une petite zone de la ville. En 1892, Cambridge Electric Supply Company a fourni le premier réseau public d'électricité à grande échelle de la ville. Il a été le premier à produire de l'électricité à l'aide d'une nouvelle turbine à vapeur inventée par l'ingénieur et diplômé de l'Université de Cambridge, Charles Parsons. L'entreprise a utilisé la turbine pour entraîner des générateurs pendant les 30 prochaines années.

La Loi sur l'électricité de 1947 a étendu l'industrie de l'électricité à l'échelle nationale. Des centaines de petites entreprises locales ont été fusionnées en conseils régionaux de la Central Electricity Authority. La Cambridge Electric Supply Company est devenue membre du Eastern Electricity Board. La centrale électrique de Cambridge a fermé ses portes en 1966 et sa cheminée emblématique a été démolie en 1967.

Moteur électrique et pompe

Le moteur électrique avec une pompe a été installé en 1937 pour augmenter la capacité de pompage de la station de pompage. Il a été utilisé pour faire face aux ondes de tempête et à l'augmentation du drainage des égouts causée par une population croissante. Cependant, la pompe électrique n'était utilisée qu'en dernier recours car elle coûtait cher à faire fonctionner en plus de ne pomper que vers les réservoirs de rétention.

Une fois le moteur en marche, il n'a pas besoin de supervision. Il a entraîné la pompe dans le sous-sol en dessous à travers un arbre vertical. Lorsque la station de pompage a fermé ses portes en 1968, la station de pompage Riverside entièrement électrique voisine a pris en charge l'évacuation des eaux usées.


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