Dans le cas de la machine de Newcomen, la pression de l'air extérieur est à l'origine de la force motrice du système. C'est pour cela qu'on l'appelle "machine atmosphérique". Les machines atmosphériques étaient utilisées dans les mines pour l'évacuation des eaux et dans la distribution de l'eau dans les villes. La réalisation de cette machine en 1712 résulte de l'association de deux anglais, Thomas Newcomen qui était forgeron, quincaillier et surtout amateur de machines à vapeur et de John Cawley, ingénieur. Newcomen

L'animation suivante décrit le principe de fonctionnement de cette machine atmosphérique.

1. Le piston est au repos dans le cylindre.
2. La vapeur provenant de la chaudière remplit le cylindre et pousse le piston (la pression étant à peine supérieure à la pression atmosphérique, le mouvement n'était possible que grâce au contre-poids). L'air est ainsi chassé.
3. On ouvre un robinet pour faire rentrer de l'eau froide dans le cylindre. La vapeur se condense.
4. Le vide étant fait dans le cylindre, la pression atmosphérique externe pousse le piston et le fait descendre.
5. Pour rééquilibrer les pressions, un tiroir amovible s'ouvrait au niveau supérieur de la chaudière. Le piston remontait et le cycle recommençait.

Newcomen
Animation © Copyright Philippe Morin 2001

Pendant plusieurs années, les machines à vapeur n'ont plus beaucoup évolué. Certaines améliorations ont été apportées, mais le rendement de telles machines restait faible. Il a fallu attendre 1769 pour qu'un jeune génie réalise une nouvelle machine puissante, c'était James Watt.