• L’invention du moteur à essence : 1817 : Claude se prépare à la construction d’un petit bateau devant être mu le pyréolophore. Nicéphore entreprend de nouvelles expériences sur le carburant . A la fin du mois de mai 1816, Claude avait eu l’idée d’un autre carburant, le charbon de pierre. Coupe longitudinale du bateau mu par le Pyréolophore, dessiné par les frères Niépce

Mais dès le 2 juin 1816, Nicéphore écrit :« je suis charmé que le résultat de tes expériences sur l'inflammation du charbon de pierre, t'aient mis à même de connaître les inconvénients nombreux attachés à l'emploi de ce combustible, et t'aient donné l'idée heureuse de le remplacer par l'huile de pétrole blanche. [...] je t'engage donc très fort à répéter plus en grand cette intéressante expérience ; car lorsqu'on verra qu'avec une faible consommation d'huile on obtient d'énormes bouffées de flamme, on en sera étonné et on reconnaîtra toute l'importance de notre découverte. »
L’huile de pétrole blanche s’apparente au kérosène que nous connaissons aussi sous le nom de pétrole lampant .
Dès le 8 juillet 1817, les essais de Claude se précisent comme le laisse entendre Nicéphore : « Si tu parviens, en effet à injecter l'huile de P. avec force afin que la vaporisation se fasse instantanément il est hors de doute, Mon cher ami, que tu obtiendras le résultat le plus satisfaisant. » C'est bel et bien le système d'injection de l'essence, tel que nous le connaissons dans nos moteurs actuels, que Claude est en train d'inventer et de mettre au point. Les frères Niépce sont, en effet, reconnus aujourd'hui comme étant les inventeurs du principe de l'injection de l’essence.


• Découverte de l’injection

Les essais sont prometteurs. Le 16 juillet, Nicéphore écrit : « tu viens de vérifier à nouveau, Mon cher ami, que le Lycopode, la substance concrète la plus éminemment inflammable, produit cependant moins de flamme qu'une quantité donnée d'huile de P. réduite en vapeur. »
Nicéphore fait plusieurs tentatives. Il vaporise l'essence en portant au rouge l'embout du tuyau par lequel elle s'écoule, mais les résultats sont peu reproductibles. Il essaie alors une nouvelle technique pour obtenir l’huile divisée comme la poudre de lycopode lors de l'inflammation. Il se munit d’abord un tuyau d’une vingtaine de centimètres de long et de sept millimètres de diamètre. Il le remplit d’eau sur environ trois centimètres puis, l’ayant porté à sa bouche, souffle violemment. L’eau sort du tube en un jet constitué de fines gouttelettes, donc bien divisée comme une poudre. Il améliore ce résultat en aplatissant l’orifice de sortie en un « biseau assez court » rappelant « une anche de hautbois ». Il répète ensuite l’expérience en remplaçant l’eau par de l'alcool et en garnissant l’orifice de sortie d’une mèche allumée, destinée à enflammer les gouttelettes de liquide.
C’est la réussite : « l'alcool s'enflamma en détonant comme le lycopode », racontera-t-il. Nicéphore vient de découvrir qu’il faut enflammer le liquide à froid et non sous forme de vapeur, comme c’était le cas avec les tuyaux chauffés qu’il utilisait précédemment. Le mélange d’air et de minuscules gouttelettes de liquide inflammable devenait alors explosif. Il ne restait plus qu’à expérimenter l’huile de pétrole blanche. Nicéphore fit fabriquer un tuyau de neuf millimètres de diamètre et coudé à angle droit, afin de ne plus avoir à utiliser la langue en guise de soupape. La partie par laquelle il devait souffler mesurait environ soixante-six centimètres et celle par où devait s’échapper l’huile était d’environ trente-trois centimètres. La sortie était aplatie comme dans l’expérience précédente.
Le succès fut total : « La flamme, vu la petite quantité d'huile employée est énorme ; elle est vive, instantanée, et détonne comme le lycopode », raconte Nicéphore qui ajoute : « les résultats que je viens d'obtenir ont ranimé mon courage et m'ont pleinement satisfait. » Plus la quantité d'huile de pétrole utilisée était faible, plus l'explosion était puissante.
Tout y était : rendement et économie. Il interrompit alors tout essai tant il était persuadé des performances de ce combustible


• L’avis de S. Carnot.

Quelques années plus tard, en 1824, Sadi Carnot (1796-1832), fils de Lazare Carnot (1753-1823), rédigera un ouvrage intitulé Réflexions sur la puissance motrice du feu et sur les machines propres à développer cette puissance, dans lequel il fera un commentaire sur le moteur des frères Niépce :

« Parmi les premières tentatives faites pour développer la puissance motrice du feu par l’intermédiaire de l’air atmosphérique, on doit distinguer celles de MM. Niepce, qui ont eu lieu en France il y a plusieurs années, au moyen d’un appareil nommé par les inventeurs pyréolophore. Voici en quoi consistait à peu près cet appareil : c’était un cylindre, muni d’un piston, où l’air atmosphérique était introduit à la densité ordinaire. L’on y projetait une matière très-combustible, réduite à un grand état de ténuité, et qui restait un moment en suspension dans l’air, puis on y mettait le feu. L’inflammation produisait à peu près le même effet que si le fluide élastique eût été un mélange d’air et de gaz combustible, d’air et d’hydrogène carboné, par exemple ; il y avait une sorte d’explosion et une dilatation subite du fluide élastique, dilatation que l’on mettait à profit en la faisant agir tout entière contre le piston. Celui-ci prenait un mouvement d’une amplitude quelconque, et la puissance motrice se trouvait ainsi réalisée. Rien n’empêchait ensuite de renouveler l’air et de recommencer une opération semblable à la première.

« Cette machine, fort ingénieuse et intéressante surtout par la nouveauté de son principe, péchait par un point capital. La matière dont on faisait usage comme combustible (c’était la poussière de lycopode, employée à produire les flammes sur nos théatres) était trop chère pour que tout avantage ne disparût pas par cette cause ; et malheureusement il était difficile d’employer un combustible de prix modéré, car il fallait un corps en poudre très-fine, dont l’inflammation fût prompte, facile à propager, et laissât peu ou point de cendres. »
Sadi Carnot ne se cantonne qu’au texte du premier brevet et semble ignorer les travaux ultérieurs des frères Niépce avec l’huile de pétrole blanche.