CHAPITRE XII

ApplIeatlmM 4iver»M 4e l'électricité.

134. — Les applications pratiques de l'électricité , autres que l'éclairage et la transmission de force, sont extrêmement nombreuses et se multiplient presque journellement. Nous avons vu , par exemple, que le passage d'un courant dans un liquide produisait une décomposition de ce liquide, certains éléments se portant à l'électrode positive, d'autres à l'électrode négative. En prenant par exemple une électrode positive en cuivre et une électrode négative formée d'une matière conductrice quelconque, plongées dans une dissolution de sulfate de cuivre, on constate que le passage du courant donne lieu à un dépôt de cuivre sur l'électrode négative ; l'électrode positive se dissout au contraire peu à peu , et on réalise ainsi un véritable transport de cuivre d'une électrode à l'autre. Cette opération porte le nom A'èlectrolyse. En prenant pour électrode négative des objets métalliques quelconques, ou même des moules en plâtre recouverts d'une légère couche de plombagine, on obtient par un passage suffisamment prolongé du courant un dépôt de cuivre bien adhérent, d'épaisseur uniforme, reproduisant fidèlement tous les contours de l'électrode ; tel est le principe de la galvanoplastie. En modifiant la nature de l'électrode positive et du liquide, on peut obtenir de la même manière, par électrolyse, des dépôts de nickel, d'or, d'argent, etc.

Le courant électrique est également utilisé pour produire l'affinage de certains métaux (cuivre, plomb, or, argent, platine). On

a pu môme pour quelques métaux, l'aluminium par exemple, décomposer le minerai par le passage du courant électrique et en extraire ainsi le métal.

En prenant deux barres de fer, par exemple, mises bout à bout, et en les faisant traverser par des courants très intenses, on comprend qu'on puisse élever suffisamment la température des surfaces de contact pour produire leur soudure. La haute température de Tare voltalque a été aussi utilisée , et a permis d'obtenir certaines réactions chimiques qu'on n'avait pu produire jusqu'alors, faute de températures suffisantes.

Depuis quelques années, l'emploi du courant électrique a permis de diminuer considérablement la durée des opérations de tannage des peaux. On en fait également usage pour la rectification des alcools.

Nous ne pouvons passer ici en revue, même sommairement, tous ces divers modes d'utilisation de l'énergie électrique, et nous nous bornerons à dire quelques mots de certaines applications d'usage courant.

135. Sonneries électriques. — Les sonneries actionnées par l'électricité, appelées souvent sonneries à trembleur, sont très fréquemment employées pour produire à distance un signal d'avertissement. La figure 225 représente la disposition la plus simple et la plus usitée. Le marteau du timbre est porté par une lame métallique formant ressort, fixée à sa partie supérieure, et reliée à l'une des bornes d arrivée du courant. Cette lame est appliquée en vertu de son élasticité contre une vis-butoir mise en communication avec la seconde borne par un fil enroulé sur les noyaux d'un électro-aimant. Une partie de la lame métallique est disposée de manière à former armature de cet électro-aimant. Si on fait passer un courant dans l'appareil, l'électro -aimant attire la lame, mais, le contact avec la vis-butoir étant rompu, le courant cesse de passer et la lame revient s'appliquer sur le butoir. Le courant actionne de nouveau F électro-aimant, et ainsi de suite. La lame métallique effectue ainsi une série d'oscillations rapides, et le marteau vient frapper le timbre à chaque oscillation.

Il est à peu près impossible de calculer l'intensité du courant nécessaire pour actionner une sonnerie déterminée. Cette intensité dé-

APPLICATIONS DIVERSES DE I/ÉLECTRICITÉ

pend en effet de la longueur du fil enroulé sur l'électro-aimant , de la nature du fer qui constitue les noyaux, de la raideur du ressort qui forme l'armature, etc. La source de courant la plus communément employée est la pile Leclanché, à cause de sa facilité d'entretien. L'intensité du courant nécessaire pour les sonneries usuelles ne dépassant jamais 1 A ,5, on emploie une batterie formée d'éléments groupés en tension. Le nombre d'éléments varie suivant le mode de construction des sonneries, leur résistance, et la longueur de la ligne. Pour de petites installations, telles que les installations d'appartements, deux ou trois éléments suffisent en général. Comme conducteur, on emploie à peu près exclusivement du fil de cuivre de ^-, isolé à l'aide de gutta et d'une ou deux couches de coton.

Lorsqu'on veut pouvoir produire un signal en un endroit déterminé , mais de points différents , on dispose en ces points des interrupteurs à ressort, montés comme l'indique la figure 226. En appuyant sur l'un quelconque des boutons, on fait agir la sonnerie.

Fig. 225.

iP

Fig. 226.

11 est souvent nécessaire que la personne appelée par la sonnerie puisse savoir quel est l'endroit d'où est parti l'appel. On dispose dans ce but, à proximité de la sonnerie, un tableau indicateur formé d'une boite dont le couvercle est percé d'autant de trous qu'il y a de postes d'appeL Lorsqu'on presse un des boutons, un

voyant en carton (1) apparaît derrière le trou correspondant, et indique ainsi d'où est parti le signal. La figure 227 représente le mode de montage d'une installation de ce genre. A chaque poste correspondent sur le tableau indicateur deux petits électro-aimants

Fig. 227.

à un seul noyau , placés parallèlement à une faible distance l'un de l'autre. Entre ces deux noyaux est disposé un petit barreau aimanté mobile autour d'un axe et prolongé par une tige légère terminée par un voyant en carton. L'ensemble est mis en équilibre à

(1) Ce voyant est fréquemment désigné sous le nom de lapin.

APPLICATIONS DIVERSES DE L'ÉLECTRICITÉ

peu près indifférent autour de Taxe de rotation , le tableau étant accroché contre un mur vertical. Les connexions sont faites comme l'indique la figure. Lorsqu'on presse un des boutons d'appel, la sonnerie tinte et en même temps le courant passe dans un des noyaux de la paire correspondante; l'enroulement est fait de telle sorte que le barreau soit attiré, et ce mouvement a pour effet d'amener le voyant en regard de la fenêtre. Pour faire disparaître le signal , il suffit de presser le bouton à ressort placé à la partie inférieure du tableau. On voit immédiatement sur la figure que le courant passe alors dans le deuxième noyau , dont l'enroulement est fait de telle sorte qu'il attire à son tour le barreau. Le voyant s'écarte de la fenêtre, et reste en équilibre dans cette nouvelle position.

Tel est le principe des tableaux dits à disparition électrique, dont l'usage est très fréquent dans les installations à terre. A bord des navires, et dans les endroits exposés aux trépidations, ces tableaux ne peuvent être employés, une très légère impulsion étant suffisante pour déplacer les voyants. On se sert alors de tableaux à disparition mécanique, dans lesquels l'apparition du voyant est seule déterminée par le passage du courant dans un électro-aimant, la disparition étant obtenue à la main au moyen de dispositions mécaniques variées.

Fig. 228.

Les combinaisons d'appel par sonnerie sont assez multiples, suivant les conditions à réaliser. Nous citerons par exemple le cas où l'on veut avoir deux postes disposés de manière à envoyer un signal et à recevoir la réponse. On emploiera alors le montage re-

présenté par la figure 228 ; on voit immédiatement que le bouton de chaque poste actionne la sonnerie de Vautre poste, la ligne ne comportant que trois fils.

136. Paratonnerres. — L'atmosphère qui entoure le globe terrestre est le siège de phénomènes électriques dont le mode d'action n'a pas été encore complètement élucidé, mais dont l'existence constante est mise en évidence par des expériences nombreuses. Il . arrive d'ailleurs dans certains cas que ces phénomènes acquièrent une intensité suffisante pour donner lieu à des manifestations accessibles à nos sens; la foudre, les aurores boréales ne sont autres que des manifestations de ce genre.

On a constaté par l'expérience que les différentes couches concentriques qui constituent l'atmosphère ne sont jamais au même potentiel. De même que dans un corps mauvais conducteur de la chaleur la température est en général inégalement répartie, de même une masse d'air, qui constitue un corps peu conducteur de l'électricité, n'a pas le même potentiel en tous ses points. Cette variation de potentiel entre les différentes couches d'air est assez rapide, et peut très bien atteindre 300 volts par mètre d'altitude. On voit donc que les nuages formés par la condensation de la vapeur d'eau constituent des masses dont la partie supérieure peut être à un potentiel extrêmement différent de celui de la partie inférieure, cette différence pouvant atteindre plusieurs centaines de milliers de volts. Si on suppose ces nuages déchirés et ballottés par les vents, on voit qu'il peut arriver que des masses nuageuses ayant ainsi des potentiels très différents soient amenées à se rapprocher assez pour qu'il y ait entre elles échange d'électricité, c'est-à-dire décharge. Cette décharge se manifeste par une étincelle de grande longueur qui jaillit entre les deux nuages (éclair), accompagnée d'un bruit plus ou moins fort (tonnerre) (1). Cette étincelle suit dans l'air le chemin qui lui offre le moins de résistance, chemin qui défi) Il arrive en général que le bruit du tonnerre n'est entendu qu'un certain temps après l'apparition de l'éclair qu'il accompagne. Cela tient à ce que la vitesse de propagation du son est environ un million de fois plus faible que celle de la lumière. On peut considérer la propagation de la lumière comme instantanée, et par suite, sachant que le son se propage avec une vitesse de 340 mètres par seconde, il est facile de calculer approximativement la distance à laquelle on se trouve des nuages entre lesquels s'est opérée la décharge.

APPLICATIONS DIVERSES DE L'ÉLECTRICITÉ. 281

pend par conséquent de l'état des diverses couches d'air et n'est pas en général une ligne droite. De même, si un nuage ainsi chargé d'une certaine quantité d'électricité vient à se rapprocher du sol, il peut arriver que la décharge ait lieu entre ce nuage et le sol, en suivant toujours le chemin le moins résistant. On dit alors que la foudre tombe. On comprend par suite pourquoi la foudre tombe plutôt en général sur les endroits élevés, édifices, arbres, cheminées, qui sont plus rapprochés des nuages que le niveau moyen du sol.

La haute température développée par le passage du courant électrique pendant la décharge et la secousse qui en résulte peuvent amener la destruction ou la désorganisation des objets qui se trouvent sur son passage. On comprend donc qu'on se soit préoccupé des moyens de mettre à l'abri de ces décharges les édifices qui par leur élévation ou leur situation isolée y sont plus fortement exposés. Les moyens de protection que l'on emploie reposent sur les deux faits d'observation suivants.

1° Lorsque deux corps placés dans le voisinage l'un de l'autre ont des potentiels différents, si l'un de ces corps présente en regard de l'autre une saillie ou une arête vive, le courant de décharge passera de préférence par cette saillie ou cette arête vive ; le phénomène est d'ailleurs d'autant plus net que la saillie est plus aiguë. Si par conséquent un des corps en présence est muni d'une pointe effilée , la décharge s'effectuera de préférence par l'intermédiaire de cette pointe.

2° La décharge s'effectue toujours par le chemin qui offre la moindre résistance au passage du courant.

Il résulte de là que si un corps est muni d'une pointe effilée conductrice reliée au sol par une chaîne également conductrice, toute décharge frappant ce corps s'effectuera sur la pointe, et l'électricité s'écoulera dans le sol, considéré comme un conducteur de dimensions indéfinies, sans atteindre les autres points du corps. Lés pointes ainsi disposées portent le nom de paratonnerres; elles ont été imaginées par Franklin. Un paratonnerre ne protège, bien entendu, qu'un espace assez restreint autour de lui; on admet généralement que la zone de protection efficace est limitée par un cône ayant pour sommet la pointe du paratonnerre et dont l'angle au

sommet est égal à 90° (1). Il est nécessaire de tenir compte de ce fait pour la répartition des paratonnerres destinés à protéger les édifices.

Lorsqu'un édifice est formé de matériaux bons conducteurs, ce qui est le cas des charpentes métalliques , ces matériaux forment eux-mêmes des conducteurs suffisants pour permettre à l'électricité de s'écouler dans le sol, à condition bien entendu qu'ils soient reliés au sol d'une manière efficace. On a constaté en effet qu'un animal placé dans l'intérieur d'une cage métallique , et touchant même les parois de cette cage , était parfaitement à l'abri des décharges électriques les plus puissantes. C'est ainsi que la tour de 300 mètres élevée à l'occasion de l'Exposition de 1889 n'a pas été munie de paratonnerres; on s'est contenté de mettre la charpente en communication avec le sol et de placer quelques pointes autour de la galerie supérieure , pour protéger les personnes qui , appuyées sur cette galerie, pourraient se trouver en saillie sur le reste de la construction.

Un navire, formant une saillie isolée sur la surface de la mer, et muni en général de mâts d'assez grande hauteur, constitue un ensemble éminemment exposé aux coups de la foudre. Il est par suite nécessaire de le munir de paratonnerres, dont l'installation a été réglementée par la circulaire du 29 octobre 1887. On doit d'abord, pendant la construction d'un navire, s'attacher à établir, entre toutes les parties métalliques un peu importantes, un contact suffisant pour que le navire , une fois terminé, ne forme en réalité qu'un seul conducteur. En outre, tous les mâts verticaux doivent être munis d'un paratonnerre. Pour s'assurer que cette protection est suffisante, on trace, sur une vue longitudinale et une vue transversale du navire, des lignes inclinées à 45° sur la verticale, partant de la pointe des paratonnerres et prolongées jusqu'à ce qu'elles se rencontrent entre elles ou avec la flottaison. Si certaines parties du navire sortent du contour ainsi obtenu, on les munit de paratonnerres, et on trace de nouvelles lignes à 45° de manière à modifier convenablement le contour de protection.

(I) On admet quelquefois 12 à comme angle au sommet du cône de protection, ce qui revient à dire qu'une section droite quelconque du cône a pour rayon le double de sa dislance au sommet.

APPLICATIONS DIVERSES DE L'ÉLECTRICITÉ. 283

Pour les mâtures en bois, on place à la partie supérieure une tige effilée en cuivre (1). Cette tige est reliée à la coque en fer ou au doublage en cuivre (la mer servant ici de conducteur de dimensions infinies) par un câble en cuivre rouge d'une section de 50 m fi , descendant le long d'un galhauban.

Pour les mâtures en fer, le bas mât sert de conducteur, et est relié â la tige par des bandes superposées en cuivre rouge incrustées dans les mâts supérieurs en bois. La section de ces bandes doit être d'au moins 50 m j£ pour le plan intérieur, et 100 "/â pour le plan extérieur. Le cuivre peut être remplacé par du fer zingué, en ayant soin de multiplier les sections par 1,5.

137. Télégraphie électrique. — La vitesse considérable de propagation de l'électricité (400000 kilomètres environ par seconde) la rend éminemment propre à la transmission des signaux â grande distance. Les appareils construits dans ce but ont reçu le nom de télégraphes électriques. L'ensemble d'une ligne télégraphique comprend : un générateur de courant, un appareil transmetteur, un appareil récepteur, et une ligne conductrice réunissant ces deux appareils.

Le générateur de courant habituellement employé est la pile. Les seuls éléments dont on fasse usage aujourd'hui en télégragraphie sont la pile Daniel 1, la pile Callaud, la pile Leclanché et la pile au bichromate de potasse, ou des piles dérivant directement des précédentes.

L'appareil transmetteur est un simple interrupteur permettant d'envoyer à volonté le courant dans la ligne. L'appareil récepteur est constitué essentiellement par un électro-aimant et une armature en fer doux. Lorsque le courant passe dans l'élcctro-aimant, l'armature est attirée; lorsque le courant est rompu, un ressort antagoniste la ramène à sa position initiale. A chaque mouvement du récepteur correspond donc un mouvement similaire de l'armature, à l'autre extrémité de la ligne. En faisant usage d'alphabets conventionnels, on peut ainsi transmettre à volonté des signaux quelconques.

(1) On employait autrefois une tige en cuivre terminée par une pointe de platine. On se contente maintenant défaire la tige, en cuivre, en tournant son extrémité en forme de cône ayant pour hauteur deux fois le diamètre de la tige.

La ligne peut être formée par un double fil constituant un circuit continu. Mais actuellement on emploie presque toujours comme conducteur de retour le sol terrestre, que Ton peut assimiler à un conducteur de résistance négligeable, en raison de ses grandes dimensions. Les deux extrémités de la ligne sont alors fixées à une plaque noyée dans le sol (fig. 229).

Les lignes aériennes sont formées le plus ordinairement de fil de fer zingué de 5, k ou quelquefois 3 millimètres de diamètre, supporté par des cloches isolantes en porcelaine. On emploie aussi des fils en cuivre ou en bronze silicieux. Pour que la ligne fonctionne dans de bonnes conditions, l'isolement doit être d'environ 300000 ohms au moins par kilomètre. Dans ces conditions,

Récepteur. F Transmetteur.

Ligne.

Terre. Terre

Fig. 229.

il y a néanmoins de petites pertes par dérivation le long de la ligne; on admet généralement que le courant reçu au poste récepteur est environ le tiers du courant envoyé par le poste transmetteur.

Les lignes souterraines sont formées de câbles à sept fils de cuivre (fils de fô ou {ô suivant les cas) entourés d'une enveloppe isolante, et généralement enfermés dans des tuyaux. Les lignes sous-marines sont constituées par des câbles en cuivre recouverts de matière isolante et d'une enveloppe métallique formée de fils d'acier enroulés en hélice.

L'intensité des courants envoyés au poste de départ varie en général entre 12 et 20 milliampères. Le courant reçu et agissant effectivement sur le récepteur est diminué comme nous l'avons dit par l'influence des dérivations et n'est guère que le tiers du courant initial. Connaissant la résistance de la ligne et l'intensité du courant initial que l'on veut employer, il est facile de calculer les données de la pile nécessaire pour desservir la ligne.

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Un des appareils télégraphiques les plus simples, et dont l'emploi est encore très fréquent, est l'appareil Morse. Le transmetteur, qui porte le nom de manipulateur, se compose d'un levier métallique M (fig. 230) muni d'une poignée en bois B. Ce levier peut osciller autour d'un axe horizontal, en communiquant toujours avec la ligne par l'intermédiaire du fil b et de la borne L; il porte en dessous de la poignée B une petite pointe émoussée qui se trouve en regard d'un contact métallique; ce contact est en communication par la borne P avec un des pôles de la pile, dont l'autre pôle est relié à la terre. Au repos, le levier maintenu par le ressort r est en relation, au moyen de la borne R, avec le récepteur du même poste, et l'on peut ainsi recevoir les signaux transmis par la ligne. Quand on appuie sur la poignée B, on interrompt

d'une part la communication entre la ligne et le récepteur, et d'autre part on relie la pile à la ligne; le courant est ainsi envoyé au poste placé à l'autre extrémité. Suivant qu'on appuie plus ou moins longtemps sur la poignée du manipulateur, on produit une émission de courant de plus ou moins de durée; ces deux modes d'émission, brève et longue, constituent la base de l'alphabet Morse.

Le récepteur (fig. 231) se compose d'un électro-aimant (1) dont le fil communique d'une part avec la ligne, de l'autre avec la terre. L'armature mobile P de cet électro-aimant est portée par un levier oscillant autour d'un axe horizontal 0'. L'autre extrémité D du levier, appelée couteau, vient appuyer une bande de papier contre une molette m, imprégnée d'encre grasse, quand l'armature est attirée, c'est-à-dire quand le courant passe dans l'électro-

(1) Cet électro aimant est formé de deux noyaux dont un seul est visible sur la figure. La résistance du fil enroulé sur ces noyaux est de 500" environ.

Fig. 230.

aimant. Lorsque le courant est rompu, un ressort R dont on peut régler la tension au moyen du bouton B ramène l'armature dans la position de repos; la course de l'armature est limitée par deux butoirs E et E'. Un mécanisme d'horlogerie, qui peut être arrêté ou mis en marche au moyen d'un verrou V, sert à entraîner d'un mouvement uniforme la bande de papier entre deux cylindres de cuivre C, C, à surface rugueuse. Un levier L tournant autour d'un axe sert à soulever le cylindre supérieur quand on veut introduire la bande de papier ou empêcher momentanément son déroulement.

La molette m est également mise en mouvement par le mécanisme d'horlogerie; elle frotte contre un tampon en drap /, chargé d'encre grasse et soutenu par un étrier. La bande de papier est enroulée sur un tambour mobile M porté par deux tourillons.

Lorsqu'on appuie sur le manipulateur d'un poste, le couteau du poste opposé presse le papier sur la molette qui y imprime une trace rectiligne dont la longueur dépend de la durée du contact. Pour une émission de faible durée, on a le point; pour une émission un peu plus longue, on a le irait. L'alphabet Morse est formé par des combinaisons de traits et de points. Ainsi la lettre A est représentée par m —, la lettre B par -^ - * -, etc.

Une sonnerie électrique est placée à chaque poste, et sert à avertir qu'il y a une dépêche à recevoir. Gomme le courant de

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ligne serait trop faible pour actionner cette sonnerie, on le fait passer dans un électro-aimant auxiliaire formant relai qui, par le mouvement de son armature, déclanche un contact qui met la sonnerie dans le circuit de la pile du poste. La figure 232

Commutateur Rrafoudr*.

Lune.

Manipulateur.

Lo-'

ofltopleuro ^

hd«

I^lPile.

Swinerie.

. Terre.

indique le schéma des communications d'un poste. En temps ordinaire le commutateur doit être placé de manière que la borne S soit en communication avec la ligne. La sonnerie peut alors être mise en mouvement par un courant envoyé par l'autre poste. Lorsqu'elle tinte, l'opérateur place le commutateur sur la borne T, et le récepteur fonctionne alors, les bornes R et L étant en communication comme nous l'avons déjà dit. Lorsqu'il veut à son tour envoyer une dépêche, il presse sur le manipulateur, ce qui actionne la sonnerie de l'autre poste ; il en voie ensuite les signaux voulus à l'aide du manipulateur.

On dispose à l'origine de la ligne un parafoudre destiné à préserver les appareils des effets de la foudre. Sur le parcours de la ligne est intercalée une plaque métallique adentée en regard de laquelle il existe à faible distance une deuxième plaque semblable reliée à la terre. Les courants violents produits par induction dans le fil de ligne sous l'influence de l'électricité atmosphérique s'écoulent dans le sol sous forme d'étincelles éclatant entre les dents des plaques, sans traverser les appareils.

138. Téléphonie. — On désigne sous le non de téléphone un appareil permettant de transmettre les sons à distance au moyen du courant électrique. Un système téléphonique comprend un appareil transmetteur destiné à transformer les sons, c'est-à-dire les vibrations, en courants, et un appareil récepteur destiné à transformer les courants en vibrations, c'est-à-dire en sons. Ces deux appareils sont reliés, bien entendu, par une ligne conductrice.

On distingue deux classes de téléphones. Dans les téléphones magnétiques, les vibrations produisent le courant qui agit sur le récepteur; dans les téléphones à pile, ces vibrations ne font que modifier le courant produit par la source, et ce sont ces modifications dans l'intensité du courant qui agissent sur le récepteur.

La théorie du téléphone magnétique repose sur les phénomènes d'induction. Étant donné un aimant fixe, placé dans l'intérieur d'une bobine sur laquelle est enroulé un fil de cuivre, si on modifie l'intensité de son champ magnétique en déplaçant devant ses pôles une armature de fer doux, on développera dans le fil des courants induits. Une plaque de fer doux vibrant devant l'aimant produira donc une série de courants induits dont le sens et l'intensité dépendront du sens et de l'amplitude du mouvement de la plaque. Inversement, si les courants induits ainsi développés sont envoyés dans un appareil identique au premier, ils modifieront le champ magnétique de l'aimant de cet appareil et produiront des déplacements de l'armature en fer doux, c'est-à-dire des vibrations de la plaque.

Le type des téléphones magnétiques est le téléphone de Bell. Dans cet appareil, le transmetteur et le récepteur sont identiques. Ils se composent d'un barreau aimanté N S (fig. 233). Autour d'un des pôles de cet aimant est enroulée une bobine de fil B, dont les extrémités communiquent avec les bornes I et 1'. Une lame mince de fer V est placée en regard du pôle qui porte la bobine, aussi près que possible du barreau, sans pourtant que les vibrations puissent jamais produire un contact. Une vis commandée par l'anneau E permet de régler la position de l'aimant. L'appareil est renfermé dans une gaine de bois M formant un manche qu'on peut tenir à

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la main et présentant un pavillon évasé destiné à renforcer les sons. Les bornes du transmetteur et du récepteur sont reliées par un double fil. On pourrait aussi employer un fil de ligne unique, la deuxième borne étant mise à la terre ; mais pour les transmissions téléphoniques il est toujours préférable d'employer une double ligne.

L'appareil étant ainsi disposé, si on parle devant le transmetteur en approchant la bouche du pavillon, la plaque de fer du récepteur reproduira des vibrations et par suite des sons semblables à ceux reçus par le transmetteur, et il suffira d'approcher l'oreille du pavillon pour percevoir nettement ces sons.

Le téléphone magnétique est suffisant lorsque le circuit de ligne n'a pas une très grande résistance. Mais dès que la ligne atteint une résistance un peu considérable, les courants induits du téléphone magnétique ne sont plus assez intenses, et on est obligé d'employer le téléphone à pile. Dans ces appareils, le transmetteur est distinct du récepteur, et a reçu le nom de microphone, le nom de téléphone restant dans ce cas plus particulièrement réservé au récepteur, qui est généralement un téléphone magnétique.

Les transmetteurs microphoniques, imaginés par Hughes en 1878, reposent sur le fait d'expérience suivant. Dans un circuit comprenant en un certain point un contact imparfait, la résistance de contact, et par suite l'intensité du courant dans le circuit, varie suivant le degré de pression auquel sont soumises les pièces en contact : le phénomène est surtout sensible lorsqu'on emploie le charbon pour former les pièces en contact.

Le microphone de Hughes, basé sur ce principe, est formé d'un crayon de charbon C à double pointe (fig. 234), maintenu verticalement entre deux supports M et N également en charbon, fixés à une table vibrante P. Le crayon C n'est pas serré entre les supports M et N et peut prendre de légers déplacements. En M et N viennent s'attacher les extrémités d'un circuit compre*

nant une pile et un téléphone magnétique ordinaire. Les vibrations sonores imprimées à la table produisent des variations de résistance dans les contacts de charbon. L'intensité du courant subit alors des variations qui actionnent le téléphone récepteur.

Lorsqu'on a affaire à des lignes longues ou à des circuits très résistants, il faut que les courants aient une force électromotrice élevée pour pouvoir vaincre cette résistance. On arrive à ce résultat en employant un transformateur, qui transforme le cou-

Fig. 234.

Fig. 235.

rant fourni par la pile en un courant à plus haute tension. Ce transformateur, appelé bobine cTinduction, est constitué simplement par une bobine B (fig. 235) sur laquelle sont enroulés deux circuits, un à gros fil et un à fil fin. Le courant de la pile circule dans le gros fil (circuit primaire); le téléphone récepteur est intercalé sur le circuit à fil fin (circuit secondaire).

Les conducteurs téléphoniques placés dans l'intérieur des habitations sont formés de fils de cuivre de ^ , isolés comme les fils de sonnerie. Pour les parties aériennes des lignes, on se sert soit de fils d'acier zingué de 2 m / m de diamètre, soit de fils de bronze phosphoreux, chromé ou silicieux. Pour les lignes souterraines, on emploie des câbles formés de 3 fils de cuivre de ^.

139. Poste téléphonique Ader. — Il existe un grand nombre de modèles de postes téléphoniques. Nous décrirons comme exemple le poste Ader, qui est assez fréquemment employé. Le poste

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complet comprend un transmetteur avec sa pile et sa bobine d'induction, deux récepteurs (un pour chaque oreille), une sonnerie, et une pile auxiliaire pour actionner la sonnerie du poste opposé. Le transmetteur (fig. 236) est formé de trois traverses en charbon a, b, c, disposées parallèlement. Dix cylindres d, également en charbon, et terminés à leurs bouts par des tourillons, sont supportés librement par les traverses munies de trousà cet effet. Les traverses extrêmes a et c communiquent avec les bouts du circuit renfermant la pile et le fil primaire de la bobine d'induction. Les

Fig. 236.

Fig. 237.

trois traverses sont fixées sous une lame vibrante en bois, qui constitue le couvercle d'une boite en forme de pupitre, devant laquelle on parle (fig. 237). Cette boite renferme la bobine d'induction.

Les récepteurs Ader (fig. 238) sont des téléphones magnétiques analogues à celui de Bell, dans lesquels l'aimant est recourbé et forme poignée de l'instrument.

La pile employée doit être une pile à faible résistance intérieure. La pile Leclanché à agglomérés convient bien pour ce service.

Fig. 238.

On emploie en général deux éléments en tension, mais comme

..igne

Fig. 239.

APPLICATIONS DIVERSES DE L'ÉLECTRICITÉ. 293

cette pile serait trop faible pour actionner la sonnerie du poste opposé, on forme une pile auxiliaire de quatre éléments en tension qui peuvent être ajoutés aux précédents lorsqu'il s'agit de faire fonctionner cette sonnerie.

Les deux postes étant réunis par une ligne , les communications sont faites de telle sorte que la sonnerie de chaque poste est en temps ordinaire libre de fonctionner à un appel, et dès que Ton décroche les récepteurs pour les appliquer à l'oreille on interrompt la communication de la ligne avec la sonnerie et on l'établit avec les récepteurs. Dans ce but, l'un des deux crochets auxquels on suspend les récepteurs (fig. 237) constitue un levier mobile , et sert de commutateur. Quand le récepteur est accroché, il abaisse par son poids le levier, qui ferme le circuit de la sonnerie et ouvre celui des récepteurs. La figure 239 indique le schéma des communications; les bornes portent les mêmes numéros que sur la figure 237 et le circuit inducteur du microphone est indiqué par un trait plus gros. Le levier mobile L porte sur sa face latérale une pièce frottante en laiton L', isolée par une plaque d'ébonite. La première position du levier L est représentée en traits pleins (le récepteur étant supposé accroché) ; la seconde est représentée en traits ponctués. Dans le premier cas, on voit qu'un courant envoyé par la ligne et venant du poste opposé actionne la sonnerie S. Si on presse alors le bouton de l'interrupteur K, on envoie dans la ligne le courant des 6 éléments de la pile P et la sonnerie du poste opposé est actionnée. Ce signal sert de réponse pour dire qu'on peut entrer en communication. On décroche alors les récepteurs, et la tension du ressort R amène le levier L dans la deuxième position. Le circuit de la sonnerie est rompu, et celui des deux premiers éléments de la pile du poste est alors fermé sur le microphone et sur le fil primaire de la bobine par l'intermédiaire des contacts C et C, mis en communication par la lame L'. Quant aux récepteurs, ils sont intercalés sur la ligne par l'intermédiaire du ressort R, qui ne cesse d'appuyer sur le levier L. La conversation finie, on replace les récepteurs sur leurs crochets, ce qui ouvre le circuit du microphone et ferme celui de la sonnerie, qui se trouve prête pour un nouvel appel. 140. Amorces électriques. — Les amorces électriques sont

employées dans la Marine pour l'inflammation de certaines torpilles. Le système repose sur l'emploi d'un fil très fin dans lequel on fait circuler un courant. Ce fil, de -fa de millimètre de diamètre, est en platine iridié (15 #. d'iridium). Sa résistance est de 350 à 400 ohms par mètre courant. Il est enroulé en hélice et on engage dans les spires qu'il forme une petite floche de fulmicoton. Les extrémités du fil de platine sont reliées chacune à un fil de cuivre. L'ensemble est placé au centre d'un étui en fer blanc rempli de poudre.

Le courant des piles de bord ou des piles vigilantes est suffisant pour produire l'explosion de l'amorce par suite de l'élévation de température du fil de platine. Le courant de la pile à eau de l'appareil d'essai , au contraire , est trop faible pour déterminer un échauffement sensible; on peut ainsi se servir sans danger de cet appareil pour essayer à l'avance si l'amorce est en bon état, c'est-à-dire si le circuit n'est pas rompu.

141. Dynamos. — Nous avons déjà dit (§ 67) qu'on employait exclusivement à bord des navires des dynamos compound accouplées directement avec un moteur à vapeur à allure modérée, dépassant rarement 350 tours par minute. Ces dynamos sont uniformément construites de manière à donner à cette allure une différence de potentiel de 80 volts aux bornes. 11 existe cependant encore des navires sur lesquels l'installation est faite à 70 volts.

En service courant, l'allure du moteur doit être réglée de manière à donner exactement une différence de potentiel de 80 volts (ou 70) entre les bornes placées sur le tableau de distribution principal, et non entre les bornes de la dynamo (circulaire du 3 août 1893). La perte de charge sur les câbles reliant la dynamo au tableau est en général de 2 à 3 volts au maximum, et il suffit d'augmenter de quelques tours l'allure du moteur pour obtenir le voltage voulu, ce qui ne présente aucun inconvénient.

L'intensité maxima du courant nécessaire dépend évidemment de la puissance électrique absorbée par les divers appareils alimentés , c'est-à-dire du nombre et de la nature de ces appareils. Sur les grands navires récents, la puissance électrique nécessaire peut très bien atteindre 80000 watts, soit une intensité de 1000 ampères, l'installation étant faite à 80 volts. Pour ne pas avoir de machines trop encombrantes, et surtout pour empêcher qu'une avarie ne puisse désemparer toute l'installation, on fractionne

l'appareil générateur de courant en un certain nombre de dynamos identiques, de telle sorte qu'elles puissent se servir mutuellement de rechange.

L'emploi de plusieurs dynamos peut quelquefois conduire à des groupements en quantité. Ceux-ci doivent être évités autant que possible, caries dynamos ne sont jamais rigoureusement identiques, et on ne dispose pas de régulateurs de champ permettant de maintenir l'égalité entre les forces électro-motrices. Il faut surtout avoir soin de ne pas alimenter avec une même machine des lampes à incandescence et des lampes de projecteur. L'association de l'arc et de l'incandescence n'a aucun inconvénient tant que les foyers à arc ne dépassent pas 15 ou 20 ampères, mais avec les foyers puissants des projecteurs actuels la disproportion est trop considérable, et pourrait donner lieu à des variations brusques dans l'éclat des lampes à incandescence. Dans ce but, on choisit la puissance des dynamos et on dispose les tableaux de distribution de telle sorte qu'une dynamo quelconque soit affectée spécialement à un groupe d'appareils de même nature. Supposons par exemple qu'il s'agisse d'un navire dans lequel l'éclairage par incandescence exige 230 ampères, et devant recevoir 6 projecteurs de 60 °/ m . Les lampes des projecteurs de 60 c / m pouvant recevoir 75 ampères, l'intensité nécessaire pour les projecteurs sera 6 x 75 = 450 ampères. Ou pourra donc employer trois dynamos de 400 ampères. Une de ces dynamos sera affectée aux projecteurs, car il arrivera bien rarement que les six arcs soient allumés ensemble, et les induits sont d'ailleurs en général assez largement calculés pour supporter cette augmentation d'intensité. La seconde dynamo alimentera l'éclairage par incandescence, et il restera 170 ampères disponibles, pour des électromoteurs par exemple (ventilateurs, treuils, etc.). La troisième dynamo servira de rechange, ou bien pourra être affectée au service de ceux des électro-moteurs qui, par suite de leur nature ou de leur puissance, donnent lieu à des variations étendues et brusques de débit. Les trois dynamos étant identiques, on pourra d'ailleurs les permuter à volonté.

Les dynamos sont installées autant que possible dans les parties protégées du bâtiment, au dessous du pont cuirassé s'il en existe un. Lorsque la hauteur d'entrepont n'est pas trop faible, on les

établit sur un massif en bois de 8 à 10 c /m d'épaisseur, fixé sur la tôle du pont avec interposition d'une feuille de feutre brayé de 10 ra / m d'épaisseur environ. Une circulaire du 28 janvier 1893 prescrit de disposer sur les moteurs des écrans pour empêcher les projections d'huile sur la dynamo. A proximité de chaque dynamo, on installe sur une planchette un volt-mètre avec bouton à ressort, permettant au mécanicien de contrôler fréquemment la marche de l'appareil, et de s'assurer que le voltage conserve bien la valeur voulue.

142. Canalisations. — L'indépendance complète des divers appareils étant indispensable, la distribution est toujours faite en dérivation. Le système adopté est le système à deux fils sans boucle (circulaire du 17 novembre 1890). Sur certains paquebots, on a employé pour le retour du courant la coque métallique du navire. On peut réaliser ainsi une notable économie sur la canalisation, mais cette disposition présente divers inconvénients et n'est jamais admise dans les installations à bord des navires de l'État.

La canalisation comprend un certain nombre de circuits partant du tableau de distribution. La division actuellement adoptée (1) est la suivante :

< circuit de nuit.

Éclairage intérieur < circuit de jour.

f circuit de mer.

...,,. t circuit de navigation.

fccla.rage extérieur \ drcQit de signaux

A chaque projecteur correspond en outre un circuit distinct.

Pour faciliter la recherche et la réparation des avaries, on recouvre les conducteurs d'une couche de peinture de teinte conventionnelle. Les couleurs adoptées sont les suivantes :

Circuit de nuit noir

Circuit de jour rouge

Circuit de mer vert

Circuit de navigation violet

Circuit de signaux jaune

Circuits des projecteurs blanc

(1) Sur la plupart des bâtiments actuellement en service, le nombre des circuits a été multiplié, et certains navires possèdent jusqu'à 20 circuits distincts. Cette complication est exagérée, et augmente plutôt qu'elle ne réduit les chances d'avarie. La circulaire du 17 novembre 1890 a prescrit de simplifier les canalisations, en admettant, en principe, la répartition des points d'allumage en différents endroits du réseau.

Les fils reliés au pôle positif sont recouverts d'une couche de peinture uniforme. Les fils reliés au pôle négatif sont de la même couleur que les fils positifs du même circuit, mais ils ne sont peints que par anneaux espacés par des anneaux non peints, par analogie avec la convention admise pour les tuyautages.

Sur certains bâtiments, on a ajouté un circuit d'incandescence, dit circuit de secours , comprenant un certain nombre de lampes réparties dans les différents locaux. Ce circuit est désigné par une couche de peinture brune.

Chacun des trois circuits de l'éclairage intérieur est souvent divisé en deux circuits secondaires , disposés autant que possible de chaque bord, avec traverse assurant le passage du courant en cas d'avarie dans l'un ou l'autre des circuits secondaires. On aura par exemple un circuit de mer tribord et un circuit de mer bâbord. Mais ces deux circuits doivent aboutir à un interrupteur unique sur le tableau de distribution.

Chacun des conducteurs principaux des circuits de l'éclairage intérieur doit être calculé assez largement pour permettre d'augmenter ultérieurement de 10 % le nombre des lampes qu'il dessert. En outre, les sections doivent être calculées de telle sorte que, toutes les lampes étant supposées allumées et absorbant une intensité de À ,5, la chute de potentiel entre le tableau et la lampe la plus éloignée soit limitée à 3 volts (circulaire du 3 août 1893).

Pour les circuits de projecteurs, la densité du cturant ne doit pas être supérieure à 3 ampères par millimètre carré (circulaire du 17 novembre 1890). Le conducteur habituellement employé pour

les projecteurs de 60 c / m (75 ampères) est le câble de 19 fils — .

Les conducteurs sont tous en cuivre de haute conductibilité, ayant une résistance spécifique au plus égale à 1,7 microhmscentimètres à la température de 15° C. L'isolement est fort ou très fort (§ 117) suivant la nature des compartiments traversés. Les conducteurs sont installés autant que possible dans des planchettes en bois rainé, ou, lorsqu'il est nécessaire de mieux les garantir, dans des tuyaux en fer ou en laiton (circulaire du 17 novembre 1890).

143. Éclairage intérieur (1). — L'éclairage intérieur est ob-

(1) Circulaires du 17 novembre 1890, 15 décembre 1890, 1" mai 1891, 15 mai 1893, 7 juin 1893, 3 août 1893.

tenu exclusivement au moyen de lampes à incandescence de 10 bougies, ayant 80 volts comme voltage normal, inscrit sur le culot ( 1 ) . On admet dans les calculs qu'elles absorbent normalement une intensité de 0%5.

Le nombre et la répartition de ces lampes sont bien entendu subordonnés aux dispositions intérieures du bâtiment. Les hauteurs d'entrepont étant en général voisines de 2 mètres, on peut, en se basant sur la règle que nous avons donnée au § 110 (0 B ,5 par mètre cube), admettre une intensité lumineuse de 1 bougie par mètre carré de surface de pont. Ainsi, un compartiment bien dégagé ayant une surface de plancher de 27 m2 devra recevoir 3 lampes. Ceci n'a d'ailleurs rien d'absolu, car il faut tenir compte des objets qui peuvent porter ombre, des endroits qu'il convient d'éclairer plus particulièrement, etc.

Les diverses lampes qui composent l'éclairage intérieur sont, comme nous l'avons dit, réparties sur trois circuits distincts. Le circuit de nuit comprend les lampes destinées à l'éclairage des divers logements et les lampes nécessaires pour assurer, de nuit, la circulation et la surveillance dans les étages supérieurs du bâtiment. Le circuit de jour comprend les lampes destinées à l'éclairage des divers compartiments ne recevant pas directement la lumière du jour. Le circuit de mer complète les précédents en permettant d'alimenter l'éclairage complet des machines, des chaufferies, de la chambre de barre, etc., les lampes de ces compartiments étant groupées sur des dérivations spéciales, ce qui donne la possibilité de régler l'éclairage suivant les besoins. D'une façon générale, d'ailleurs, les lampes d'un même circuit sont divisées en un certain nombre de groupes commandés par des interrupteurs, de manière à obtenir l'indépendance des diverses parties de l'éclairage. Les lampes éclairant les logements sont munies chacune d'un interrupteur distinct.

Sur les bâtiments cuirassés, les circuits de jour et de mer sont à peu près entièrement installés au-dessous du pont cuirassé, assurant ainsi l'éclairage des parties vitales du navire. Le circuit de nuit, au contraire, n'existe qu'au-dessus du pont cuirassé.

Pour diminuer les chances d'extinction, tout compartiment im-

(1) Dans les installations à 70 volts, les lampes sont bien entendu étalonnées à 70 volts.

portant reçoit des lampes desservies par des circuits différents. Une chaufferie, par exemple, sera éclairée par des lampes appartenant au circuit de jour et par des lampes appartenant au circuit de mer. De même, les entreponts supérieurs, éclairés normalement par le circuit de nuit, reçoivent quelques lampes alimentées par le circuit de mer.

L'appareillage pour l'éclairage intérieur comprend un certain nombre de modèles (fig. 2i0 à 256), dont les types ont été fournis par la maison Sautter, Harlé et C'\ Le tableau suivant donne la désignation des différents modèles réglementaires, avec l'indication des signes conventionnels employés pour les représenter sur les plans d'éclairage :