* Brevet découvert en Avril 2006 !!!

BREVET   N° 8282
du 25 avril 1849

  Description de l’Arithmomètre,
machine à calculer inventé et perfectionné  par Charles Xavier Thomas (de Colmar),
 demeurant à Paris, Rue du Helder, 13

Considérations préliminaires

Cette machine au moyen de laquelle on peut facilement et promptement faire toutes les opérations d’arithmétique est le perfectionnement de celle que Mr Thomas (de Colmar) présenta en 1822 à la Société d’Encouragement pour l’Industrie Nationale et pour laquelle il avait pris un brevet en novembre 1820 (Voir le N° CCXXI de novembre 1822, Bulletin de la Société d’Encouragement pour l’Industrie Nationale).

C’est en 1818 que Mr Thomas commença les essais de cette invention qui est la première de ce genre.

Pascal n’avait inventé qu’un additionneur incapable de rendre service. Cent années après, Mr Lépine présenta un additionneur perfectionné mais encore sans utilité réelle. Il parait que depuis plus de 200 ans, beaucoup de personnes se sont occupées de chercher le moyen d’abréger les opérations d’arithmétique par machines à calculer ; Personne n’a réussi avant Mr Thomas (de Colmar).

Son arithmomètre est une invention toute nouvelle ; Il ne s’agit pas d’une machine simple pour faire des additions, c’est un multiplicateur mécanique avec lequel on peut résoudre les problèmes les plus compliqués.
Les quatre règles d’arithmétique se font avec une promptitude et une exactitude étonnantes.
Les règles de trois et l’extraction des racines carrées, cubiques, se font comme par enchantement.

Cette machine est à celles qui ont paru antérieurement, ce que serait un calculateur habile à l’homme qui ne saurait compter que sur les doigts.

La première machine de Mr Thomas contenait la découverte du secret de multiplier plusieurs chiffres par un ; Celle qui nous occupe ici contient le développement et le perfectionnement da la première ; c’est le fruit de trente années de travail et de veilles. Ce que des siècles n’ont pu produire se trouve aujourd’hui réalisé par Mr Thomas ; la réussite et l’utilité sont incontestables.
Plus de cinquante mille francs ont été dépensés par l’auteur pour les nombreux essais qu’il a fait faire.
Mr Thomas n’est pas mécanicien ; Il lui a fallu des ouvriers auxquels il devait expliquer ses idées, et après deux, trois années de travail, c’était à recommencer : les pièces étaient mal faites, les mouvements ne se faisaient pas régulièrement.

Enfin Mr Thomas avait trouvé un jeune homme, Mr Piolaine, fils d’un horloger de Neuilly, qui fut chargé de compléter l’atelier de Mr Thomas, et de confectionner sous ses yeux, une machine sur un nouveau système.
Bientôt, le jeune homme se dégoûta de cet ouvrage et partit en Angleterre.
Pendant ce temps, Mr Thomas fit construire un arithmomètre en grand, mais l’ouvrier manqua plusieurs pièces : la machine ne fonctionnait pas.

Toujours persévérant, il fit revenir, à ses frais, Mr Piolaine, d’Angleterre, et le chargea d’abord de faire fonctionner l’arithmomètre ; Celui-ci remania toutes les pièces, en refit un grand nombre, et il fut terminé en juillet 1848.
Cette machine marche parfaitement bien. 

Immédiatement après, on recommença une nouvelle machine sur un système plus simple. Le jeune homme fit une longue maladie à laquelle il succomba en 1848, sans avoir terminé ni celle qu’il avait commencé avant son départ pour l’Angleterre, ni celle commencé après l’achèvement de la grande.

 Plusieurs ouvriers sont occupés pour terminer sous les yeux de Mr Thomas les deux machines commencées avant la mort de Mr Piolaine, et d’autres moins importantes ne tarderont pas à être confectionnées ; Elles donneront lieu à constater de nouveaux et importants perfectionnements.
IL y a dix mois que la grande machine est terminée, et monsieur Thomas ne demande son brevet qu’aujourd’hui. Il croyait pouvoir attendre la fin de ses nombreux essais de perfectionnement sans s’inquiéter des brevets, mais une publication faîte dans plusieurs journaux lui a prouvé que d’autres que lui s’occupaient aussi de machines à calculer ; Alors il a pensé qu’il était prudent de prendre date de ces perfectionnements, et des additions qu’il a faîtes à son arithmomètre

Description

Cette machine exécutée en grand, contient le double des dimensions de celle qui sera à l’usage du public ; Elle a donc huit fois la grandeur naturelle.

Nous donnerons ici les dimensions de la petite machine.
Entre deux platines de cuivre de 0m18 sur 0m05, liées par quatre piliers de 0m09 [ ?], se trouve ajouté le système du multiplicande, du multiplicateur et du mouvement de l’ensemble.

Cette cage est couverte d’une plaque de cuivre dans laquelle sont pratiquées autant de fentes qu’il y a de chiffres au multiplicande, plus une pour le multiplicateur.
Dans ces fentes, o, fait glisser un bouton pour marquer les chiffres du multiplicande et ceux d’un des chiffres du multiplicateur.
Sur une platine séparée de 0m28 sur 0m24 sont ajustés des cadrans, dont chacune porte dix chiffres de 0 à 9 qui indiquent au travers de petites lucarnes pratiquées sur la platine les produits obtenus. Cette platine peut se lever et glisser le long de la cage sur une barre d’acier qui lui sert de charnière, de manière à changer de place la ligne des dix cadrans, et de les rendre successivement indépendants du mécanisme en mouvement.

Au dessous de chaque cadran est fixé une roue à 10 dents et le cadran porte une pointe ou un petit bras qui fait partir une détente lorsque le cadran passe du 9 au 0 ou du 0 au 9 (Voir Fig.1 & Fig.2)

Dans l’intérieur, on voit (Figure 2) des cylindres cannelés de 20 dents dont on en a coupé onze sur toute la longueur, puis les neuf restantes sont coupées par neuvièmes, en forme d’escalier pour représenter le chiffre du multiplicande de 1 à 9  (voir la Figure 5 qui représente un des cylindres, ils ont 0m07 de longueur).
Une dixième dent mobile est placée à la suite des 9 dents comme il est expliqué ci-après.

Les dents des cylindres peuvent engrener dans une petite roue de dix dents qui est conduite par une fourche attachée au bouton indicateur. La petite roue glisse sur un arbre carré et se laisse conduire au chiffre du multiplicande. Alors cette place la fait engrener à la section des dents dont le nombre est égal au chiffre indiqué par le bouton.
Quand le cylindre a fait un tour, il a tourné la petite roue du nombre de dents qu’indique le chiffre et le cadran a rendu ce chiffre visible.
Un cliquet soulevé par les dents des cylindres accompagne les petites roues. Lorsqu’elles ne sont plus en prise avec les dents du cylindre, le cliquet tombe et les arrête. 

A la gauche de ces cylindres est un autre cylindre taillé en spirale (voir Figure 7). Une fente taillée dans sa longueur permet à un bras conduit par un bouton, de régler le nombre de tours que les cylindres doivent faire ensemble pour représenter un des chiffres du multiplicateur.

Ainsi quand le bouton du multiplicateur est au N° 9, le multiplicande, fut-il de dix chiffres, sera multiplié par 9.

Tous les cylindres du multiplicande, y compris celui du multiplicateur engrènent dans une suite de roues, dont l’une sera armée d’une manivelle, de manière que chaque tour de manivelle fait faire un tour à tous les cylindres ensemble (voir cet engrenage Figure 3).

On obtient ce même mouvement par un arbre placé sur la longueur de la platine engrenant  [….] roues de champ, avec celles des cylindres. Ce mouvement est bien meilleur, mais il est plus dispendieux. 

Sur les cylindres placés entre le premier et le dernier, il y a un système d’engrenage pour opérer les retenues. Une dent mobile, qui prend toute la longueur du cylindre, remplace la dixième dent. Elle est cachée dans l’épaisseur du cylindre (Fig. 6) et ne parait au niveau des autres dents pour engrener avec la petite roue que pour produire la retenue (Fig. 6)

Pour produire cet effet, un ressort à boudin sur l’arbre du cylindre, comme on le voit Figure 6, pousse  la dent à sortir sur deux plans inclinés ; Un plan incliné fixé sur la platine comprime le ressort en repoussant la dent à chaque tour de cylindre ; Un petit bras qui communique avec le cadran de droite tient le ressort bandé pendant tout le temps qu’il n’y a pas de retenue à reporter, mais lorsque le cadran passe du 9 au 0 ou du 0 au 9, la petite cheville ou le petit bras du cadran fait partir le cliquet, et le ressort pousse la dent du chiffre de gauche, et quand le chiffre est produit, la retenue vient s’ajouter.

C’est ici le cas d’expliquer pourquoi on a coupé entièrement onze dents des cylindres ; Ce vide était indispensable pour opérer les retenues ; Il faut que chaque cylindre puisse recevoir la retenue après avoir produit son chiffre. Pour que cela puisse avoir lieu, il faut que les retenues se fassent successivement l’une après l’autre : il a donc fallu que les dizaines se produisent avant les centaines, celles des centaines avant celle des milles et ainsi de suite. C’est pourquoi il faut placer les cylindres de manière à engrener avec les roues du chiffre multiplicande les uns après les autres. On doit laisser 2 dents de différence entre chaque cylindre ; C’est-à-dire le second cylindre aura 2 dents de vide, le troisième 4 dents, le cinquième 6 dents, le sixième 8 dents.
Chaque cylindre doit avoir deux dents de coupées par chaque chiffre du multiplicande, pour lequel la machine est construite, plus une pour la retenue, ce qui fait pour la machine à cinq chiffres onze dents. 

Les soustractions et les divisions étant des opérations inverses des additions et des multiplications, pour faire les opérations, on a ajouté à la suite des arbres qui communiquent le mouvement aux cadrans, et sur les mêmes arbres, un double engrenage au moyen duquel on peut faire tourner les cadrans de droite à gauche et de gauche à droite (Figure 5).

Les arbres carrés des roues qui engrènent avec les cylindres se prolongent au-delà de la cage, jusque sous les cadrans ; Un tube sur lequel sont fixées deux roues à couronne de dix dents, se faisant face, s’emboite sur les arbres de manière à pouvoir glisser pour engrener avec l’une ou avec l’autre, avec la roue qui mène les cadrans.
On conçoit que l’engrenage de l’une fait tourner la cadran le cadran à gauche et l’autre à droite. Une règle parallèle qui passe dans les gorges pratiquées sur les tubes, les fait tous ensemble reculer ou avancer pour changer l’engrenage des cadrans. Ce mouvement s’opère au moyen d’un bouton qui porte une aiguille ; En tournant le bouton, on prépare les cadrans à produire la multiplication ou la division à volonté. (Voir ce bouton sur les Figures 1 & 2). Il est placé au dessus de la fente du multiplicateur.

Manière de se servir de l’Arithmomètre   

La machine par sa position imite parfaitement les 4 opérations de l’arithmétique, et les mouvements semblent peindre tous les raisonnements qu’il faut faire pour arriver au résultat.

Addition

En poussant les boutons sur les chiffres indiqués, le long des fentes, et en poussant celui du multiplicateur, qui est le dernier à gauche à 1, on tourne la manivelle un tour jusqu’à ce que la main se trouve arrêtée, et on a produit sur les cadrans les chiffres marqués par les boutons.

En faisant cette opération,deux fois, on aura ajouté deux sommes pareilles, et les cadrans produiront l’addition toute faite soit :

35695 + 35695 = 71390

Total qu’on verra Figurer dans les lucarnes.

Si on veut ajouter une autre somme différente, on pousse les boutons qui indiquent les chiffres dont la somme se compose, on remet le multiplicateur à 1, et un tour de manivelle ajoute cette troisième somme aux deux autres, et donne le produit dans les lucarnes, et ainsi de suite pour chaque somme qu’on veut ajouter.

Multiplication  

Soit  35695 x 2 = 71.390

On opère comme pour l’addition, avec cette différence qu’au lieu de mettre le bouton du multiplicateur deus fois à 1, on le met à 2, et on tourne la manivelle deux tours. On conçoit qu’il en sera de même, si on veut multiplier la même somme par tout autre chiffre, il suffit de pousser le bouton au chiffre qui doit multiplier.
Si on veut multiplier  25x25, il faut faire comme avec la plume, multiplier d’abord par les unités 25x5, on aura 125, puis lever la platine des cadrans, et la pousser d’un cran de gauche à droite, afin de ne plus opérer sur les unités. Le 5 sera dégagé, alors on opère comme avec le premier chiffre ; On pousse le bouton du multiplicateur au second chiffre, c’est-à-dire on marque les dizaines 2. En tournant la manivelle, le produit des dizaines se trouve ajouté à la première somme et aura 625, produit de 25x25, et ainsi de suite pour les centaines, mille et dizaines de mille.

Si on veut multiplier plusieurs chiffres par plusieurs, la machine confectionnée peut multiplier cinq chiffres par cinq chiffres ; On en confectionnera de dix chiffres par dix chiffres, ce qui donnera 20 chiffres au produit.

Soustraction 

On opère absolument de la même manière que pour l’addition ; Seulement on tourne l’aiguille du côté de la soustraction. Ce mouvement fait tourner les cadrans en sens inverse

Division 

Tourner l’aiguille du côté de la division ou de la soustraction, c’est la même chose

Exemple  : diviser 625 par 25.

 

On lève la platine des cadrans pour tourner les boutons des cadrans, et faire paraître la somme 625, ce qui peut se faire par un tour de manivelle, comme pour placer une somme d’addition.

Ainsi le dividende 625 se trouve écrit dans les lucarnes, et le diviseur 25 marqué par les boutons du multiplicande.

On retire la platine des cadrans pour mettre le 5 dehors, et on tourne la manivelle jusqu’à ce que la somme à diviser soit plus petite que le diviseur. Le bouton du multiplicateur aura marqué combien de fois le diviseur était contenu dans le dividende, et les cadrans marqueront la somme qui reste à diviser.

On pousse la platine des cadrans d’un cran à droite, et on opère comme pour les dizaines, on aura trouvé que pour les dizaines, 25 était contenu deus fois dans 62, et qu’il restait 125.
Sur les cadrans, la seconde fois, on aura trouvé que 25 était contenu 5 fois dans 125, et qu’il ne restait que des zéro.

Une instruction plus détaillée fera connaître tous les avantages qu’on pourra tirer de cette machine pour les grandes opérations d’arithmétique et d’algèbre.

On sera étonné de voir avec quelle facilité on peut résoudre les plus grands problèmes.

Fait double à Paris le 23 avril 1849

Thomas

* Document transcrit à partir du brevet manuscrit par Valéry Monnier, France 2006