L'âge des chaudières marines est bien passé. Aujourd'hui le moteur et la turbine à gaz remplacent la lourde installation que représentait une machine à vapeur. Il n'y a plus de chaudière à bord en dehors de celle qui produit de la vapeur pour réchauffer le mazout dans les ballasts.

Les premières chaudières n'étaient en fait que des bouilloires alimentées en eau de mer. Le métal utilisé était le cuivre ou du fer puddlé à basse teneur en carbone, I'assemblage des plaques se faisait par l'intermédiaire de rivets, les fuites étaient fréquentes mais peu graves, la pression de la vapeur étant faible, à peine supérieure à la pression atmosphérique. Le niveau de l'eau était repéré à l'aide d'un flotteur à index (I'indicateur en verre n'étant introduit que beaucoup plus tard): compte tenu de la salinité de l'eau, les extractions étaient répétées. On comprend que dans ces conditions le rendement était catastrophique et la consommation de charbon énorme.

Vers 1817, compte tenu des nombreuses explosions de chaudières, le gouvernement britannique établit le premier une réglementation relative à la construction des chaudières: les règles principales étant les suivantes:
  - épreuve du réservoir à 3 fois la pression normale de fonctionnement;
  - deux soupapes de sûreté (au début pas de ressort mais un simple poids mort);
  - inspection 2 fois par an.

A titre indicatif et pour suivre l'évolution de la pression de vapeur au cours des 150 ans de son règne, il faut préciser que la pression effective de la vapeur alimentant l'un des premiers navires à roues en 1819, le Savannah, était de 0,07 kg/cm2.
Il est bon de rappeler que la pression effective est égale à la pression absolue moins la pression atmosphérique. On a pour habitude de dire que le timbre de la chaudière est égal à la pression effective que la chaudière peut supporter sans déformation et qui ne doit pas être dépassée.

Vers 1825 serait apparue le chaudière à tubes foyers dans laquelle les fumées circulaient au travers de buses rectangulaires immergées dans la chambre d'eau: la taille et la forme de ces buses permettaient à un homme de pénétrer à l'intérieur pour nettoyages et interventions. On ne connaît pas exactement le nom de l'inventeur, plusieurs personnes ayant sans doute eu la même idée en même temps. En 1827, le Français Marc Seguin et l'Anglais George Stephenson auraient réalisé la première chaudière à tubes de fumée (de nombreux tubes traversés par les fumées sont immergés dans l'eau à réchauffer). Vers 1840, les désavantages de la chaudière à tubes foyers étant évidents (surface d'échange trop faible, poids et volume trop importants), on se dirigea définitivement vers la chaudière à tubes de fumées. Vers 1850, introduction en France de la chaudière 'Belleville' à tubes d'eau (à l'inverse de la chaudière à tubes de fumées, I'eau réchauffée circule à l'intérieur des tubes): ce type de chaudière avait été inventé par l'Anglais Gurnay en 1827, sans applications pratiques à cette date. Economique et fiable elle pouvait produire un taux de vapeur suffisant. A cette date également apparaissaient les premières soupapes de sûreté à ressort.

En 1855, le Français Gustave Him inventa le premier surchauffeur de vapeur. Vers 1880, avec l'arrivée de la machine à vapeur compound équipée d'un condenseur à surface, la pression de la vapeur s'élève à 2,8 kg/cm2. A cette date, les surchauffeurs installés au-dessus des tubes de fumée sont appréciés pour assécher la vapeur, réduisant ainsi le risque de primage (entraînement d'eau par la vapeur). Cela conduisait à une économie de combustible d'environ 20%. Un peu plus tard, avec une pression de vapeur de 4,2 kg/cm2, la surchauffe atteignait 200°C, ce qui provoquait des problèmes de lubrification; il fallut attendre plusieurs décades pour obtenir une qualité de machines compatible avec cette température. En 1882 fut testée une installation de tirage forcé par I'intermédiaire de ventilateurs, qui permettait de plus hautes températures de foyer et une meilleure combustion du charbon de moins bonne qualité. La plus haute température des gaz augmentait le transfert de chaleur et réduisait les dimensions de la chaudière pour une même puissance.

Vers 1862, la première chaudière cylindrique à tubes de fumée appelée aussi Scotch faisait son apparition. Elle était équipée de deux ou trois foyers... au cours des années 1870 et vers 1880 quelques grosses chaudières en avaient quatre avec une pression limitée à 6 kg/cm2.

En 1883 fut construite la première locomotive à chaudière en acier, la chaudière marine suivit peu après. En 1870, la construction en acier se généralisait avec des pressions de 7 kg/cm2, I'épaisseur des tôles fut réduite et par conséquent le poids des chaudières.

En 1870, le Ville de Saint-Nazaire (CGT) avec machines compound d'une puissance totale de 600 ch, était équipé de 2 chaudières cylindriques double timbrées à 5,5 kg/cm2.

Vers 1874, on réalisa des chaudières ovales, à cette date certaines chaudières à tubes d'eau atteignaient la pression de 10,5 kg/cm2, mais compte tenu des explosions fréquentes, cette pression était réduite. En 1877 on commença à rencontrer des foyers ondulés (la chaudière Scotch à foyer ondulé en est un exemple). Ce système fut breveté pas Samson Fox, c'était la meilleure méthode pour renforcer un foyer de chaudière cylindrique. Ce type de foyer fut utilisé jusqu'à la fin du XlXe siècle.

En 1880, la corrosion était principalement due aux effets du suif et autres substances grasses qui se décomposaient pour former des acides gras comme cela se passait dans les cylindres de machines alternatives. L'utilisation d'huile minérale ou composée réduisit le phénomène comme le fit l'installation de séparateurs de graisse sur le circuit de condensation.
L'autre cause de corrosion était l'oxygène dissout dans l'eau qui produisait des piqûres dans la chaudière côté eau. L'installation d'un désaérateur réduisit le taux d'oxygène (ce phénomène existe toujours de nos jours et il faut introduire de la soude caustique dans l'eau pour la rendre alcaline). Aux alentours de 1880 la plupart des causes de corrosion étaient connues et des traitements chimiques de l'eau furent bientôt disponibles.
La présence du tartre causait une surchauffe locale du métal et de fréquentes extractions étaient nécessaires, la déminéralisation de l'eau n'existait pas à cette époque .

En 1882, le tirage forcé développé par James Howden fut de loin celui le plus utilisé en Grande-Bretagne comme ailleurs dans la marine marchande, mais les premiers résultats ne furent pas très satisfaisants. En 1884, ce système donna satisfaction sur une nouvelle chaudière cylindrique équipant Ie vapeur New York City de 1 723 Tx.
Le tirage forcé réduisait la taille des grilles supportant le charbon à brûler mais il était salissant pour le navire (suies, poussières de charbon propagées sur le bâtiment). Il fut par la suite préférable d'utiliser un cendrier entièrement clos. Le tirage forcé réduisait la consommation de charbon de 10 tonnes par jour sur les paquebots Teutonic et Majestic en 1890 qui consommaient 320 t/jour.
Dans les vingt années qui suivirent, Howden conçut un nouveau système de tirage forcé avec réchauffage de l'air introduit avant d'entrer dans les foyers.

En 1900, le Deutschland (33 ooo ch avec machines alternatives à quadruple expansion) était équipé de chaudières timbrées à 15,5 kg/cm2.

Vers 1890, la taille des navires de guerre rapides ne permettait pas l'installation de grosses chaudières. Compte tenu du bon fonctionnement des chaudières Belleville, on en recommanda l'utilisation dans la marine française. La Royal Navy préférait les chaudières Yarrow à tubes d'eau introduites en 1891 avec la Normand Type, la favorite étant la Babcock and Wilcox, toujours à tubes d'eau. Il fallut vingt ans pour que ces deux constructeurs s'établissent comme leader, position qu'ils gardèrent pour les cinquante années suivantes.

En 1917, les problèmes de corrosion étant importants, I'introduction du système d'alimentation en circuit fermé Weir durant la première guerre monndiale minimisa les dégradations. L'utilisation d'un réchauffeur dans le système améliora le rendement en augmentant la température de l'eau d'alimentation.

La chauffe au charbon fut le seul moyen de générer de la vapeur au cours de la première guerre mondiale et de nombreuses années après. On en trouvait pratiquement partout bien que dans certains ports la qualité fut médiocre. La chauffe au charbon posait de nombreux problèmes, elle n'était pas toujours stable, le mâchefer pouvait se coincer entre les barreaux des grilles, il fallait des heures pour l'enlever et assurer une bonne circulation de l'air de combustion. En 1914, les USA ayant leur propre réserve de pétrole décidèrent d'adopter la chauffe au fioul pour tous les futurs bâtiments de guerre. Les navires marchands durent attendre la fin de la guerre afin que le pétrole fut disponible en quantité sufffisante.

Au cours des années 1920 fut inventée la chaudière Prud'Hon Capus qui était une chaudière cylindrique française améliorée avec une partie en tubes d'eau (elle équipait entre autres les paquebots Ile de Franoe et Champollion). Elle pouvait utiliser du charbon ou du fioul comme la Howden-Jonhson (anglaise), combinaison de tubes d'eau et de tubes de fumée, la vapeur étant surchauffée.

C'est à partir de 1930 que les chaudières à tubes d'eau fiables firent leur apparition avec des surchauffeurs, la vapeur étant sèche ce qui était excellent pour les ailettes des turbines. En 1930, apparition des chaudières Jonhson à tubes d'eau plus légères que les Yarrow (sur l'Empress of Britain la pression atteint 30 kg/cm2 et la température de surchauffe 385°C).

En 1935, le Normandie était équipé de chaudières Penhoet avec 3 tambours à tubes d'eau (similaires aux chaudières Yarrow), la pression était de 28 kg/cm2 et la température de surchauffe de 385°C.

En 1939, au début de la Seconde guerre mondiale, 40% de la flotte marchande mondiale s'alimentait encore en charbon avec généralement des machines à vapeur à triple expansion. Les Liberty Ships avaient 2 chaudières Babcock Wilcox du type à gros tubes d'eau, timbrées à 15,5 kg/cm2 alimentées au fioul. En 1951, les paquebots Flandre II et Antilles II de la CGT étaient équipés de 4 chaudières (Lamont sur Flandre et Penhoet sur Antilles), 64 kg/cm2, 485°C de surchauffe avec équipement de chauffe automatique. En 1960, le paquebot France (CGT) était équipé de 8 chaudières Penhoet P 41 timbrées à 71,5 kg/cm2. En 1970, au Japon, Kawasaki Industrie construisait des chaudières marines ayant une pression de 100 kg/cm2 et une température de 521°C. Ces caractéristiques ne seront plus dépassées dans la marine marchande à partir des années 1970, la vapeur ayant cédé sa place aux moteurs Diesel et aux turbines à gaz.

Les chaufferies nucléaires sont principalement utilisées sur les navires de guerre (sous-marins nucléaires et porte-avions). Elles existent encore sur quelques rares bâtiments de la marine marchande en particulier des brise-glace russes.

La France équipe ses sous-marins nucléaires d'attaque (SNA) et ses sous~marins nucléaires lanceurs d'engins (SNLE) ainsi que le porte~avions Charles de Gaulle, de réacteurs nucléaires à eau pressurisée type K 15 pour la dernière génération de réacteurs.

Source: auteur Pierre DRUGY, dans la Lettre des Paquebots