DÉCRIT PAR

M. SNELLEN,

Directeur de V observatoire météorologique d'Utrecht.

(Voir PI. VI.)

En 1868, M. le professeur Buys-Ballot exprimait le vœu de pouvoir suivre d’un coup d’œil , à Utrecht , les variations simultanées de l’état de l’atmosphère dans les différentes stations météorologiques des Pays-Bas * *). Qui aurait osé supposer que dix années s’écouleraient à peine sans que ce vœu fût devenu une réalité ! Et pourtant , l’instrument dont la description fournira la matière du présent article offre la solution complète du problème. Rappelons d’abord brièvement , en guise d’introduction , comment cet appareil a pris naissance.

En 1874 , M. le professeur E. H. von Baumhauer , ayant réfléchi au principe d’après lequel pourrait être construit un semblable appareil, fit connaître ses vues dans un Mémoire intitulé : „ Sur un météorograpbe universel destiné aux observatoires solitaires” ^). La lecture de cet article, jointe à celle de la description du météorographe de M. van Rysselberghe , de Grand ^), raviva chez M. Olland, fabricant d’instruments de précision à Utrecht, le désir déjà ancien d’exécuter un appareil à l’aide duquel l’indication

Voir: De invoering en verklaring van den Aëroklinoskoop , door Dr. Buys- Ballot, Utrecht, 1868.

*) Archives 7werland. des sciences exactes et natur.^ t. IX, pag. 280 etsuiv.

*) Notice sur un système météorographique universel, par M. F. van Rysselberghe, professeur à l’Ecole de navigation de l’Etat à Ostende ; Bruxelles , 1873. Extrait des Bull, de l'Ac. roy . de Belg . , t. XXXVI, p. 9.

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d’un instrument pût être transmise automatiquement à une distance quelconque. M. Olland crut avoir trouvé le moyen d’obtenir ce résultat, et il se proposa de l’appliquer d’abord à l’enregistrement des variations de niveau des eaux. A cet effet, il adressa au Ministre de l’intérieur, en janvier 1875 , une lettre par laquelle il demandait à être mis dans l’occasion d’exposer ses idées et de construire un appareil à titre d’essai. Il donnait en même temps l’assurance que son système se prêterait , tout aussi bien , à l’inscription des indications des instruments météorologiques. Cette dernière idée fut effectivement réalisée , car l’Académie des sciences d’Amsterdam, ayant été consultée par le Ministre au sujet de la susdite requête et ayant émis un avis favorable, la construction d’un appareil météorologique fut confiée à M. Olland. Cet appareil devait inscrire, dans le cabinet du Directeur en chef de l’Institut royal météorologique , les indications d’un baromètre et d’un anémomètre placés au sommet de la tour de la cathédrale d’Utrecht ; la condition était imposée, en outre, que ces deux stations ne seraient reliées entre elles que par un seul fil télégraphique.

M. Olland se mit à la besogne, mais éprouva au début quelques déceptions , ainsi qu’il arrive généralement pour toute œuvre nouvelle. Une partie essentielle de l’appareil était formée par deux systèmes de roues dentées, un à chaque station (tour et institut) , qui devaient avoir un mouvement isochrone ; or , tous les efforts pour obtenir cet isochronisme au moyen d’un fil unique semblaient devoir échouer , bien qu’avec deux fils la solution ne fût pas difficile. Les choses en étaient là , lorsque M. von Baumhauer , qui venait d’être nommé président de la Commission néerlandaise à l’Exposition de Philadelphie de 1876 , se mit en rapport avec M. Olland et le chargea de construire pour l’Exposition, d’après le principe exposé dans son Mémoire, un modèle de l’apparefl, celui-ci dût-il fonctionner avec un double fil. Un appareil de ce genre fut effectivement envoyé à Philadelphie , où il obtint la médaille.

En ce qui concerne la réunion des deux stations par un seul fil télégraphique , il n’avait donc par encore été satisfait au mandat donné par l’Académie des sciences , et M. Olland désespérait presque

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de pouvoir l’exécuter , lorsque l’idée lui vint de réaliser le mouvement isochrone des deux engrenages au moyen de pendules coniques. L’essai réussit complètement , et il en résulta un appareil qui , livré à l’Institut météorologique , y fonctionne depuis un an et demi avec une régularité parfaite. Il satisfait si bien sous tous les rapports , que le Directeur en chef de l’Institut , M. Buys-Ballot , a cru devoir proposer au Gouvernement d’établir en quatre stations éloignées , convenablement choisies aux extrémités du pays et reliées par des fils à la station centrale, des appareils semblables à celui qui occupe maintenant la tour de la cathédrale d’Utrecht.

Un second exemplaire de l’appareil a figuré à l’Exposition internationale de Paris de 1878; l’appareil de M. Olland est donc le premier dans lequel ait été résolu le problème , car , bien qu’en Belgique le gouvernement ait accordé les fonds pour installer dans ce pays des instruments analogues d’après le principe de M. van Kysselberghe , et qu’on s’y occupe de leur fabrication, l’enregistrement à distance des phénomènes météorologiques ne s’y fait pas encore jusqu’ici.

Les services qui peuvent être demandés à un télémétéorographe sont de deux sortes. On peut se proposer, en effet, d’obtenir des observations d’une station qui n’est pas accessible à toutes les époques de l’année {„ station solitaire” de M. von Baumhauer), par exemple du sommet d’une haute montagne, bien que l’installation du moins de quelques instruments aurait encore à vaincre de fort grandes difficultés ; la partie de l’appareil qui comprend les instruments météorologiques (baromètre, thermomètre, girouette, anémomètre, etc.) doit alors se suffire à elle-même pendant au moins six mois, n’avoir aucun besoin de la main de l’homme durant ce laps de temps. Ou bien, en un lieu déterminé (station centrale), on veut recevoir des indications simultanées de une ou plusieurs stations situées à une distance plus ou moins considérable. Cette seconde condition est moins embarrassante que la première; l’appareil placé à la

') Voir la brochure citée, p. 24.

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station éloignée peut alors recevoir la visite de l’homme, par exemple pour être remonté, et au besoin corrigé, à des intervalles réguliers; il doit toutefois être d’une construction très simple, de manière à ne pas éprouver facilement des dérangements nécessitant l’intervention d’un mécanicien , qui peut-être ne se trouverait pas sur les lieux. L’appareil de M. Olland satisfait à l’une et à l’autre de ces deux exigences. Bien que dans les modèles exécutés on n’ait pas visé à ce résultat, il est facile de disposer le mécanisme de façon qu’il n’ait besoin d’être remonté que deux fois par an, ou même tous les ans seulement; les derniers perfectionnements introduits permettent même de gouverner tout l’appareil sans quitter la station centrale.

Ainsi qu’on l’a déjà fait pressentir dans ce qui précède, l’appareil se compose de deux parties , placées respectivement aux deux stations. La station éloignée contient les instruments dont on veut connaître les indications, lesquelles doivent de là être transmises à l’autre station par le fil qui les relie. A des intervalles déterminés, par exemple tous les quarts d’heure, il est donc envoyé une dépêche marquant l’état de l’atmosphère au moment donné. Pour cette raison, cette partie de l’appareil prend le nom de transmetteur. A la station centrale se trouve l’autre partie, qui sert uniquement à recevoir et à rendre en caractères intelligibles la dépêche de la station éloignée. Cette partie s’appelle le récepteur.

Le mode d’enregistrement est celui proposé dans la brochure de M. von Baumhauer , et pour une partie celui employé par M. van Rysselberghe, au moins en ce qui concerne ses instruments à aiguille.

Un exemple fera mieux comprendre la manière dont fonctionnent les deux parties de l’appareil. Supposons qu’il s’agisse de faire connaître à la station centrale , de quart d’heure en quart d’heure, la hauteur du baromètre. Pour cela, il faut en premier lieu que l’instrument soit d’une construction appropriée au but. M. Olland emploie un baromètre à balance. La languette du fléau , sous l’influence des oscillations barométriques , fait tourner une aiguille à droite ou à gauche sur un cadran divisé. Les

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traits de cette division sont travaillés en relief; ils font donc saillie , sous forme de dents. L’aiguille se place successivement en face d’autres dents, de sorte qu’on pourrait déjà lire directement, à simple vue, la hauteur barométrique. Pour la transmettre toutefois à l’autre station , il y a sur le prolongement de l’axe de l’aiguille un second axe, qui porte un bras métallique (le bras observateur) pourvu d’un ressort léger en platine. Tous les quarts d’heure, un engrenage fait accomplir à ce bras une révolution (d’une durée d’environ 70 secondes), pendant laquelle le ressort en platine touche successivement chacune des divisions du cadran et en outre l’aiguille du baromètre, qui se trouve quelque part entre deux de ces divisions ou précisément en face de l’une d’elles. Si maintenant l’aiguille et le cadran sont reliés à l’une des électrodes d’une pile galvanique, dont l’autre pôle communique avec le bras observateur, le circuit sera fermé chaque fois que le ressort en platine touchera soit une division, soit l’aiguille. Le courant se rend alors par le fil de ligne à la station centrale, où il parcourt l’hélice d’un électro-aimant dont l’armature porte un style traceur. En face de ce style se trouve un cylindre, qui tourne exactement une fois sur lui-même pendant que le bras observateur fait une révolution, de sorte qu’à chaque fermeture du courant un petit trait bien distinct est tracé sur le papier satiné, noirci à la fumée de lampe, qui entoure le cylindre. Pendant le mouvement isochrone du bras observateur et du cylindre enregistreur, il s’inscrit à la surface de celui-ci une série de petits traits situés tous à la même distance l’un de l’autre, et qui correspondent aux millimètres de l’échelle barométrique 5 mais, entre ces traits, ou en coïncidence avec l’un d’eux, il y en a un qui résulte du contact du bras observateur avec l’aiguille du baromètre, et qui reproduit par conséquent la position de cette aiguille entre les divisions de l’échelle ou sur l’une d’elles. C’est là un des avantages de l’appareil de M. Olland , qu’à chaque inscription il ne donne pas seulement l’indication de l’instrument, mais en outre l’échelle tout entière,

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Ce qui vient d’être dit du baromètre s’applique aussi aux autres instruments. Leurs aiguilles se promènent toutes sur le même cadran;^ seulement, pour qu’elles ne puissent jamais se gêner mutuellement dans leur marche, il est assigné à chacune d’elles un arc déterminé, sur lequel elle doit rester. Le bras observateur , arrivant donc successivement en contact avec chaque aiguille et avec son échelle , transmet la lecture de chacun des instruments au cylindre de la station centrale, et cela en une durée de temps inférieure à 1 minute et demie.

En suivant cet exposé du fonctionnement général à chaque observation, on aura remarqué que l’appareil doit se composer: 1^. A la station centrale, ou station I, de: a. Une horloge, n’ayant d’autre travail à exécuter que de fermer à des intervalles déterminés, d’un quart d’heure par exemple, un courant, qui donne le branle à tout l’appareil.

h. Un engrenage, qui, mis en mouvement par la fermeture du courant, fait tourner, dès que son mouvement est devenu uniforme, le cylindre enregistreur.

2°. A la station éloignée, ou station II, de:

c. Un engrenage tout pareil, qui commence à marcher au même instant , et qui communique au bras observateur un mouvement isochrone à celui du cylindre de la station I.

d. Les instruments météorologiques avec leurs aiguilles. Chacune de ces parties va maintenant être l’objet d’une

description plus détaillée.

L’horloge régulatrice et la distribution du courant.

Pour faciliter l’intelligence des descriptions qui vont suivre , les différentes parties du télémétéorographe ont été représentées sur la PI. VI ; au côté gauche de la planche se trouvent figurés les appareils de la station I, au côté droit ceux de la station II. Dans toutes ces figures, les mêmes lettres ont la même signification.

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Sur un solide cadre en fonte A. A. A. sont fixées les différentes parties du récepteur, ainsi que Fliorloge régulatrice. Celle-ci, qui est indiquée par la lettre B, ne se distingue^ d’une horloge ordinaire à pendule qu’en ce que l’axe C j de l’aiguille des minutes est prolongé au-delà de la platine d’arrière , où il porte un disque de laiton C, dont la circonférence est pourvue de 4 entailles; tous les quarts d’heure, l’une des extrémités d’un levier coudé a , qui peut tourner autour de l’axe , est donc poussée dans une de ces entailles, ce qui ferme un courant par lequel les appareils des deux stations sont mis en mouvement. Yoici comment ce résultat est obtenu.

Chaque fois que l’extrémité a, de a tombe dans une entaille, la vis «3 est pressée sur l’extrémité du ressort à, qui alors vient toucher la lame de contact en àj. Le courant peut alors passer et va, en premier lieu, déclencher l’engrenage de chaque station. La roue à entailles continuant à tourner, le courant est de nouveau interrompu, sans toutefois que sa tâche soit déjà accomplie. Il doit encore, en second lieu, servir à déclencher le cylindre à la station centrale et en même temps le bras observateur à la station éloignée, afin que ces organes puissent commencer leur révolution; en troisième lieu, il doit passer par l’hélice de l’électro -aimant qui meut le style traceur, ainsi que par le bras observateur et le cadran. A cet effet, le circuit est divisé à chaque station en trois branches , dans chacune desquelles sont intercalés les appareils que le courant doit successivement parcourir. On aura une idée nette de la marche du courant en jetant un coup d’œil sur les figures schématiques y et YI dont la première représente la station centrale, la seconde la station éloignée.

A la station centrale se trouve la pile galvanique , dont l’une des

électrodes est dérivée vers la terre, tandis que l’autre est reliée,

au moyen d’une vis de serrage, à une borne en laiton bien

isolée qui est encore pourvue de trois autres vis de serrage.

D’une seconde borne semblable A;j , le courant se rend par le

fil de ligne à la seconde station, où se trouvent également deux

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pareilles bornes, l’une A; 2 en communication avec le fil de ligne, l’autre en rapport avec la terre. Pour passer à chaque station d’une borne à l’autre, le courant peut suivre trois voies différentes, selon la position que prend à chaque station une roue dont nous devons maintenant parler , la roue de distribution. Cette roue , représentée pour la station I par H , pour la station II par H2 , est montée sur l’un des axes de l’engrenage, et se met donc à tourner dès que la première fermeture de courant a été effectuée par l’horloge ; le nombre des dents de l’engrenage est calculé de manière que la roue de distribution n’accomplit qu’un seul tour pendant la durée d’une observation , et qu’ainsi elle se retrouve à la fin dans la même position qu’au commencement.

Les trois voies , dont il a été question ci-dessus , sont indiquées à la station centrale par:

P k — b 2 — b^ — autour de E — vers k^

2® k c c „ » ï' îî

et à la station d’expédition par:

1® k^ — C2 — C2 — autour de Ej — vers k^

2° k^ C3 C3 „ » îj ^3

3® k^ — V — W — vers k^.

Aux deux stations la roue de distribution est représentée à l’état de repos. A la station I, la position de la roue C, centrée sur l’axe des minutes, montre que l’observation est sur le point de commencer ; pour peu , en effet , que cette roue continue à avancer, tonibe dans une de ses encoches et la

première branche du circuit est fermée; dans cette branche se trouve r électro-aimant E , qui déclenche l’engrenage. A la station II, pendant l’état de repos, une petite pièce d’ébonite Wj presse sur le ressort ^3 , de sorte que là aussi la première branche peut être parcourue; de même qu’à la station I, cette branche comprend un électro-aimant Ej , qui lève l’arrêt de

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l’engrenage aussitôt que son hélice est traversée par un courant. Les deux appareils commenceront donc à se mouvoir au même instant.

Après un temps très court, le contact en b 2 est de nouveau rompu à la station I. D’autre part , les deux roues de distribution ont marché suffisamment pour qu’à la station II le bouton d’ébonite abaisse le ressort V2 ^ ce qui fait naître un contact en C3 C3 ; de la même manière, un contact s’établit en c c à la station I. Le courant parcourra donc maintenant, à chacune des deux stations, le second circuit, et il mettra par conséquent en action les électro-aimants F et Fj , d’où résultera à la station I le déclenchement du cylindre S S j , et à la station II celui de la roue Lj , dont l’axe porte le bras observateur. La pièce d’ébonite n, de la station II est un peu plus, longue que son analogue de la station I , de sorte qu’au premier endroit le contact est déjà établi avant que le courant soit fermé à la station centrale; ici le bouton est très court et par suite le courant ne dure qu’un instant, ce qui est toutefois très suffisant, vu qu’il sert seulement à dégager de leurs arrêts le cylindre et le bras observateur.

L’engrenage continuant à marcher, la roue de distribution de la station I arrive dans une position telle que le ressort est pressé contre et que par conséquent le contact est établi; la troisième branche, dans laquelle se trouve l’électro-aimant C du style traceur, entre donc dans le circuit, et dès qu’à la station II le bras observateur W touche une des divisions de l’échelle Y ou l’aiguille d’un des instruments, le courant est fermé et le style trace une marque sur le cylindre.'

La réprésentation schématique entraîne des inexactitudes qui peut-être occasioneraient des difficultés au lecteur. Ainsi à la station I le cylindre est représenté une fois debout, l’autre fois renversé. A la station II on doit se figurer que la partie W W2 Y se trouve en avant de la roue L2 , car le bras observateur W est fixé à l’axe de cette roue , tandis que celui de l’aiguille W2 se trouve dans son prolongement.

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Lorsque le cylindre enregistreur a presque achevé une révolution, le ressort d redevient libre à la station I, et par suite aucune inscription ne peut plus se faire ; en même temps , le bras observateur a aussi exécuté presque un tour entier et a par conséquent parcouru les échelles des différents instruments. Les deux appareils arrivent alors bientôt à l’état de repos , mais , quand cela a dieu, le ressort est abaissé par la saillie w, , de sorte que l’appareil de la station II se trouve de nouveau prêt pour l’observation suivante.

Engrenage de la station I, avec pendule conique et cylindre enregistreur.

Après avoir expliqué dans le paragraphe précédent la marche du courant , il faut maintenant étudier de plus près les deux appareils, ce qui fournira en même temps l’occasion de mieux apprécier le rôle qu’y joue le courant galvanique. Remarquons, tout d’abord , que ce courant est seulement nécessaire à expédier les indications de la station éloignée à la station centrale. L’appareil de la première de ces stations forme un tout indépendant , sur lequel on peut lire l’état des divers instruments. Cet état doit ensuite être transmis à la station centrale, et c’est à cela que servent le fil conducteur et le courant galvanique.

Dès que l’horloge régulatrice a fermé le courant, celui-ci suit la première des trois branches sus-mentionnées et parcourt donc aussi l’hélice de l’électro-aimant E. L’armature e est alors attirée , et le levier coudé à trois branches e opère une rotation

à gauche , dans laquelle le doigt e j lâche la came g dont est muni l’axe vertical de sorte que l’engrenage D n’est plus empêché d’obéir à l’action de son poids moteur assez lourd. Le dernier axe de cet engrenage porte en effet la roue conique Lj , dont les dents engrènent avec celles du pignon L’avantdernier axe porte la roue de distribution H, déjà mentionnée plus haut , qui à proprement parler consiste en deux roues indé-

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pendantes l’une de l’autre et pouvant glisser sur l’axe. Celle des deux qui est placée en arrière, ou en dedans, sert uniquement à empêcher que l’engrenage, une fois mis en mouvement par le courant qui a déclenché le doigt e^ , ne soit de nouveau arrêté, aussitôt que le courant est interrompu, par une nouvelle rencontre de ce doigt avec la came ^ de l’axe l. A cet effet, la roue en question est pourvue d’une encoch'e dans laquelle repose, à l’état représenté par la figure, le doigt e^. Lorsque l’armature e est attirée, retiré latéralement et maintenu

dans cette position aussi longtemps que le courant traverse l’hélice de E; mais, en l’absence du courant, reprendrait son ancienne position, et par suite p et l’engrenage seraient de nouveau arrêtés. Cela ne peut avoir lieu toutefois , parce que , au moment où le courant s’interrompt , la roue H est déjà assez avancée dans sa révolution pour que l’encoche ne se trouve plus en face de e^; ce doigt, au lieu d’occuper sa position première, sera donc pressé latéralement contre la roue , et par conséquent la came ^ ne sera pas retenue non plus; l’axe l, qui porte cette came, pourra donc continuer librement à se mouvoir, jusqu’à ce que, après une révolution de H, le doigt retombe

dans son ancienne position.

L’axe l , mis en mouvement , fait tourner le bras f qui y est fixé , ainsi que le poids Q du pendule conique , dont le point de suspension se trouve à une distance notable au-dessus de D, dans le prolongement de l’axe l, A mesure que la vitesse devient plus grande, le poids Q s’écarte de l’axe, et il atteint bientôt une position d’équilibre, telle qu’un mouvement de rotation uniforme soit communiqué à tout l’engrenage et par conséquent aussi à l’axe l. Pour obtenir rapidement ce résultat , M. Olland a imaginé une disposition très ingénieuse. L’axe de la roue de distribution porte au côté antérieur un petit bras T, qui fait donc un tour à chaque inscription. Sur ce bras repose l’extrémité , taillée en double plan incliné, d’un levier K, dont le centre de rotation est à gauche et qui porte en i un poids Qj. Dès que l’engrenage est déclenché, le bras T est pressé latéralement par le

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plan incliné, et par conséquent l’action du poids moteur se trouve augmentée; cet effet ne dure toutefois que pendant une petite partie de la rotation de T, à savoir, aussi longtemps qu’il est nécessaire pour donner à l’axe l la vitesse voulue , laquelle est ensuite entretenue par la seule action du poids moteur. Vers la fin de la rotation, T vient appuyer contre le plan incliné de gauche, et par là soulève de nouveau le levier K avec le poids Qj. L’action revient donc à ceci: pendant la première partie de la rotation de T l’énergie de ^ieu du poids Qj est transformée en énergie de mouvement, ce qui donne rapidement au pendule' conique la vitesse convenable, tandis que vers la fin de la rotation la force vive amassée dans le pendule soulève de nouveau le poids Qj , de sorte que l’énergie de mouvement est alors convertie en énergie de lieu, qui sera utilisée pour l’observation suivante. Il suffit donc que le poids moteur ait la masse nécessaire pour entretenir la vitesse une fois acquise, le pendule se chargeant, avant d’arriver au repos, d’accumuler en Qj assez d’énergie potentielle pour que, lors de la révolution suivante, la vitesse exigée soit promptement obtenue.

Lorsque T est revenu dans sa position première, représentée par la figure , la roue de distribution , qui est portée sur le même axe, se retrouve aussi dans la position où ^4 tombe dans l’encoche de cette roue ; e ^ bute donc de nouveau contre la came de l’axe Z, et tout l’engrenage s’arrête. Pour qu’il n’en résulte pas de chocs nuisibles, le bras f n’est pas uni d’une manière immuable à l’axe /, mais seulement fixé à frottement, de sorte que le poids Q peut encore exécuter quelques révolutions avant de s’arrêter à son tour.

C’est aussi de cette manière qu’est fixé sur le même axe, à sa partie inférieure, le pignon dont les dents engrènent avec celles de la grande roue horizontale L^ , qui tourne autour de l’axe S J ; celui-ci est maintenu dans sa position verticale en haut par trois galets et en bas par un pivot; à son extrémité supérieure est fixé le porte-cylindre S , roue pourvue d’un rebord

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dressé dans lequel le cylindre s’adapte exactement ^). Lorsque l est mis en mouvement, le cylindre participerait donc immédiatement à la rotation, si la roue , et par conséquent aussi le pignon qui engrène avec elle , n’était retenue par un bras h j , qui bute contre une came h fixée à la roue. Pour dégager le cylindre, il faut que soit soulevé, ce qui a lieu aussitôt que l’armature A 2 de l’électro-aimant F est attirée. Nous avons déjà vu comment ce dernier effet se produit : l’électro-aimant F fait partie de la seconde branche du circuit et entre donc en action dès que le contact est établi en c (fig. Y). Le cylindre , devenu libre , est alors entraîné jusqu’à ce que , au bout d’une révolution , la came h vienne de nouveau buter contre Aj.

Un instant après que le cylindre a été mis en mouvement, le troisième contact s’établit. La roue de distribution est en effet pressée latéralement par un ressort , qui est muni en c? d’une petite pièce isolante d’ébonite; à l’état de repos, d se trouve dans une rainure qui a été pratiquée, sur une petite longueur d’arc, dans la jante de la roue de distribution; par la rotation, le bouton d vient en face de la partie pleine de la roue et est alors un peu repoussé dans la direction opposée de celle indiquée par la fièche en c? , ce qui fait appuyer le ressort contre la vis de contact d^ ; cela dure jusqu’à ce que la roue ait à peu près achevé une révolution entière et que d soit de nouveau poussé dans la rainure ^). Durant cet intervalle de temps, la troisième branche du circuit est donc fermée et l’occasion est offerte au courant de parcourir l’hélice de l’électro-aimant G, qui met en action le style traceur Gj.

Ce dernier électro-aimant peut glisser entre deux montants G 2 et G3 , dans l’intervalle desquels se trouve une tige P munie d’un filet de vis ; l’écrou de cette vis est fixé à la monture de

*) Dans la figure le cylindre n’est pas représenté, afin de mieux faire voir les parties de l’instrument qui sont placées derrière lui.

*) Pour plus de clarté, le mouvement du ressort de contact a été représenté , dans la figure schématique , comme s’opérant de bas en haut et de haut en bas . En réalité, la disposition de l’appareil est telle qu’on l’a décrite ci-dessus.

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l’électro-aimant , de sorte que, quand la vis tourne, l’électroaimant monte ou descend. Le mouvement descendant est produit par l’horloge régulatrice; à cet effet, celle-ci fait tourner l’axe Z, qui, par le moyen des roues d’angle Zj , Z^ et Z3 , communique le mouvement à la roue Z j , montée sur la tige de la vis P. Le mouvement de l’axe Z est calculé de manière que dans chaque quart d’heure , par conséquent d’une observation à la suivante, l’électro-aimant Gr s’abaisse de | de millimètre, ce qui est juste assez pour que les signes tracés sur le cylindre soient suffisamment séparés l’un de l’autre. Lorsque l’aimant est enfin parvenu au bas de sa course, et que 'le papier du cylindre est par suite entièrement couvert de signes , l’aimant doit être remonté ; pour cela, la roue Z^ peut être un peu soulevée, ce qui permet à la main de tourner la vis et de ramener ainsi l’électro-aimant à sa position la plus élevée, afin que l’inscription puisse recommencer sur une nouvelle feuille de papier.

Voici donc, en résumé, ce qui s’observe à la station centrale , à chaque inscription. L’horloge régulatrice commence par fermer un courant , ce qui détermine la mise en mouvement de l’engrenage et du pendule conique ; le poids Q j s’abaisse , et par là le pendule arrive bientôt à la vitesse requise ; ensuite , le cylindre se met à tourner et on voit se faire l’inscription; celle-ci terminée, le cylindre s’arrête de nouveau, le poids Qj est soulevé, et tout rentre dans l’état de repos.

Engrenage de la station II, bras observateur et aiguilles des instruments.

L’engrenage de là station II est , quant à ses parties essentielles , conforme à celui de la station centrale. De même que dans celui-ci , une roue conique, montée sur le dernier axe, engrène avec un pignon Z J , qui met en mouvement un axe vertical l. Ce dernier, toutefois , est ici un peu plus court ; au moyen d’un pignon , Archives Néerlandaises, T. XIV. 13

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qui y est fixé à frottement, le mouvement est communiqué à la grande roue dentée L2 , roue d’’ observation ^ tout comme il l’est au cylindre dans la station I. L’axe de cette roue porte le bras observateur W. L’axe l est relié , de la même manière qu’à l’autre station, au pendule conique Q.

La roue de distribution Hj , représentée séparément dans la figure YII, est aussi presque entièrement semblable à celle de la station centrale. Comme l’a déjà montré la figure schématique , cette roue porte une petite came n j en ébonite , qui est un peu plus longue que celle de l’autre station, et qui abaisse successivement les ressorts v^ et résulte

un contact en puis en C3 , et par conséquent la fermeture successive de la première et de la seconde branche du circuit. La raison pour laquelle la pièce d’ébonite est un peu plus longue que son analogue de la station I , est que la fermeture proprement dite du courant se fait à cette station I, mais que, au moment où cela a lieu, le courant doit trouver le passage libre à la station II, de sorte qu’ici le contact doit déjà être établi d’avance. A l’état de repos, tient abaissé le ressort v^'^ dès que le courant est fermé à la station centrale, il traverse donc l’hélice de l’électro-aimant Ej de la station II, lequel électroaimant met l’appareil en marche , exactement comme le fait celui de la station I. Après 5 révolutions du pendule conique, la roue de distribution, à l’une et à l’autre station, est assez avancée pour que les électro-aimants F et Fj entrent dans le circuit. Le cylindre de la station I et le bras observateur de la station II se mettent donc à tourner au même instant, car la roue L2 7 tout comme le cylindre, est retenue seulement par une came, qui ne devient libre que lorsque Fj attire son armature. A cette station aussi , en même temps que tourne le pendule conique, s’abaisse un poids Q, , qui toutefois, outre la fonction mentionnée précédemment, en a ici encore une autre à remplir.

Dans notre explication sommaire , il a été supposé en effet que les traits de division de l’échelle étaient travaillés en relief, que

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l’aiguille se mouvait au-devant d’eux, et qu’alors le même bras observateur touchait successivement les traits de l’échelle et l’aiguille de l’instrument dont il s’agissait de recueillir l’indication. Mais en fait, pour des raisons techniques, cela n’est pas exécutable , et c’est seulement pour simplifier les idées que les choses ont été présentées de cette manière. Le bras observateur W se meut en face d’un anneau fixe V, garni de petites goupilles en platine, qui représentent les divisions de l’échelle. L’aiguille W 2 de l’instrument (dans la figure c’est l’aiguille du baromètre à balance , nous la décrirons plus loin) parcourt un second anneau Y, , pourvu d’une échelle graduée ordinaire, sur laquelle on peut effectivement lire l’indication de l’instrument. Mais, pour que la lecture soit transmise automatiquement à la station centrale, il faut d’abord que l’aiguille soit rendue momentanément immobile ; à cet effet, elle est recourbée autour du bord de l’anneau Yj , de sorte qu’un troisième anneau Y 2 , lorsqu’il vient s’appliquer sur Yj , la serre fortement. Sur l’axe de la roue d’observation se trouve maintenant, outre le bras W dont il a déjà été question et qui tourne devant l’anneau Y , un second bras semblable Wj , dont l’extrémité touche à chaque révolution l’aiguille de l’instrument. Si celle-ci* n’était pas solidement retenue, le frottement du bras observateur pourrait facilement déranger l’instrument. Comme les deux bras observateurs sont fixés sur le même axe, l’effet est le même que s’il n’y en avait qu’un seul.

Ainsi qu’il a été dit, l’immobilisation de l’aiguille résulte de ce que l’anneau Y 2 est pressé contre l’anneau Yj , l’extrémité recourbée de l’aiguille se trouvant entre deux. Cette pression est effectuée par le poids Qj. L’anneau Y 2 est soutenu par deux tringles x et qui sont poussées en avant par un système de leviers , non visibles dans la figure , sous l’action d’une pédale sur laquelle le poids Qj vient appuyer lors de sa descente.

Si maintenant nous récapitulons pour la station éloignée , comme nous l’avons fait pour la station centrale , ce qui s’y passe successivement à chaque observation, nous voyons que d’abord le pendule conique est rendu libre, de sorte que l’engrenage com-

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mence à marcher; ensuite les aiguilles des divers instruments sont arrêtées fixement par la descente du poids Qj ; enfin les bras observateurs se mettent à l’œuvre, et tout revient au repos après que la roue d’observation a fait un tour , que le poids Q ^ a de nouveau été soulevé, que les aiguilles des instruments ont recouvré leur mobilité, et que par conséquent l’appareil a été remis en état pour l’observation suivante.

Les instruments.

L’appareil qui a été exposé à Paris est construit de manière à fournir les indications de 4 instruments , à savoir , du baromètre , de l’anémomètre , du thermomètre et de la girouette. Quant aux deux premiers , les figures III et lY en montrent la disposition. Les deux autres ne se distinguent pas bien dans nos dessins , raison pour laquelle nous ne les décrirons pas.

Les aiguilles du baromètre et de l’anénomètre se meuvent le long de l’anneau Yj , tandis que l’indication de la température et de la direction du vent exige un second système d’anneaux, qui se trouve derrière l’engrenage^ D et par conséquent n’est pas visible. Comme la roue h 2 ne peut toutefois faire qu’une seule révolution, parce qu’autrement une même aiguille pourrait être touchée deux fois par le bras observateur, les plus grands arcs parcourus par les aiguilles des quatre instruments ne doivent pas occuper ensemble plus de 360^. Un arc de 97 a été attribué au baromètre, un de 60° à l’anémomètre , de 77° au thermomètre et de 60° à la girouette ; le reste de la circonférence est occupé par de petits intervalles, qui servent à séparer les échelles des divers instruments et à laisser sur le cylindre un espace vide, où les bords du papier qui l’enveloppe sont collés l’un sur l’autre.

Ainsi qu’il a été dit précédemment, les instruments dont on veut transmettre les indications doivent être des instruments à aiguille. Il est donc de la plus haute importance de savoir comment cette condition a été remplie par M. Olland, car l’exacti-

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tude des observations en dépend pour une grande partie. On serait peut-être porté à croire que la nécessité de donner cette disposition particulière aux instruments doit en diminuer la précision. La description suivante montrera que cela n’est pas le cas dans notre télémétéorographe.

Le baromètre est un baromètre à balance. Il se distingue toutefois des autres instruments de ce genre en ce que ce n’est pas le tube du baromètre, mais la cuvette, qui est portée par l’un des bras de la balance , comme la' figure le montre clairement. Dans cette figure, Y représente le tube barométrique fixe; la cuvette y est suspendue par les anses h à l’extrémité d’une balance I , de la manière usitée dans les bonnes balances , c’està-dire au moyen de couteaux ; le fléau repose aussi sur un couteau , en i , .

Deux poids qui peuvent glisser le long de deux tringles verticales , servent à régler la position du centre de gravité , tandis que le second bras du fléau porte un poids mobile destiné à 'faire équilibre à la cuvette du baromètre. Comparé à celui d’une balance ordinaire , le centre de gravité se trouve très bas; cela rend notre balance barométrique très peu sensible, comme elle doit d’ailleurs l’être en un certain sens.

De même que dans d’autres instruments, on peut aussi dans la balance distinguer deux sortes de sensibilité. Celle-ci peut consister, premièrement, en ce que le fléau s’incline visiblement sous l’action d’un très petit poids additionnel , autrement dit , en ce que le frottement est atténué autant que possible , de manière a être vaincu par le plus léger effort. Cette sensibilité dépend uniquement de la bonne construction des couteaux , et c’est là une condition à laquelle la. balance décrite satisfait complètement. Une autre espèce de sensibilité , celle qu’on entend ordinairement par ce mot , consiste' en ce que , pour un très petit poids additionnel, l’inclinaison du fléau est aussi grande que possible. Cela ne saurait être désirable dans le cas actuel, car il faut que l’inclinaison soit proportionnelle à l’accroissement du poids , c’està-dire, à la quantité de mercure qui pour une variation déter-

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minée de la hauteur barométrique entre dans la cuvette ou en sort ; or cette proportionnalité n’existe plus dès que les arcs parcourus acquièrent une grandeur considérable.

Pour que la balance transmette son mouvement à l’aiguille W2 déjà mentionnée, sa languette Ij est pourvue d’un arc de cercle denté qui agit sur le secteur I2 auquel est fixée l’aiguille W2. L’indication est donc amplifiée dans le rapport de la longueur de l’aiguille au rayon du secteur I2.

Qu’arrive-t-il maintenant lorsque le niveau barométrique varie , par exemple s’abaisse? Une certaine quantité de mercure passe alors du tube dans la cuvette, la balance penche à droite, et l’aiguille W2 tourne par conséquent à gauche , c’est-à-dire , rétrogade sur son échelle. De la même façon, quand le baromètre monte, l’aiguille avance.

Un avantage du baromètre à balance, c’est qu’il ne demande pas de correction de température. En effet, si la température croît, sans que la pression atmosphérique change, le mercure s’élèvera bien dans le tube, mais sans qu’il sorte quelque chose de la cuvette pour entrer dans le tube. La cuvette n’en deviendra ni plus lourde ni plus légère, et par conséquent l’indication ne sera pas altérée de ce chef. Toutefois , le mercure de la cuvette participera aussi à l’accroissement de température, ce qui en soi n’aurait encore absolument aucune influence sur le poids, s’il n’en résultait que le niveau monte un peu dans la cuvette et par suite doit monter de la même quantité dans le tube , de sorte que la cuvette devient un peu plus légère. Cette petite source d’erreur peut du reste être entièrement évitée, en donnant aux anses h une longueur telle que, par la dilatation de ces anses, le niveau en y s’abaisse précisément autant qu’il s’élève par la dilatation du mercure.

L’inscription de la vitesse du vent se fait d’une manière un peu différente de celle des autres éléments météorologiques. L’instrument consiste en un moulinet de Robinson. Après un certain nombre de révolutions, un engrenage ferme à la station II un courant local, qui traverse l’hélice de l’électro-aimant B

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et par là fait avancer de une dent la roue à rochet C. Ce mouvement est transmis par un pignon à la roue , et par suite à l’aiguille qui est montée sur le même axe. Celle-ci tourne donc toujours à droite , s’avance de plus en plus sur l’arc de Y J qui lui est assigné, et finirait par le dépasser ; pour empêcher que cela n’arrive, l’aiguille est ramenée tous les quarts d’heure au zéro de son échelle, par l’intermédiaire du bras observateur. Celui-ci tourne en sens inverse de l’aiguille de l’anémomètre, qu’il doit donc rencontrer et toucher; mais, au lieu de glisser alors sur elle, comme cela a lieu pour le baromètre, il lui fait rebrousser chemin. L’aiguille, en effet, n’'est pas serrée par l’anneau mobile , elle reste donc libre et de plus elle est montée sur son axe à frottement assez doux pour se laisser entraîner par le bras observateul* , qui ne l’abandonne qu’au commencement de l’arc, où elle est arrêtée par un butoir. L’inscription sur le cylindre a donc lieu de la manière suivante. Tant que l’aiguille n’est pas encore touchée , l’échelle de l’instrument est reproduite comme nous l’avons expliqué à propos du baromètre, mais d’arrière en avant, c’est-à-dire, en commençant par la plus haute division. Cela continue jusqu’à ce que le bras observateur rencontre l’aiguille et qu’ainsi le contact électrique soit établi. Le style traceur reste alors abaissé sur le cylindre aussi longtemps que ce contact dure , et par conséquent jusqu’à ce que l’aiguille soit revenue au zéro de son échelle. Sur le cylindre il se forme donc une série de points , qui , à partir de la division qu’occupait l’aiguille , se transforme en une ligne pleine , continuée jusqu’à la division zéro. On voit que la lecture est tout aussi facile que pour le baromètre, et qu’en outre l’aiguille est ramenée à son point de départ , pour pouvoir reprendre sa course au bout d’un quart d’heure.

Comme nous l’avons déjà dit , les indications des autres instruments se font d’une manière analogue à celle qui a été décrite pour le baromètre. En ce qui concerne le thermomètre, nous nous bornerons à remarquer que dans notre appareil il a la disposition du thermomètre métallique de M. Krecke ^). Toutefois,

' ) E. H. von Baumhauer, Sur un météoro graphe universel, Arch, néerl,,i. IX , p. 253 .

200 M. SXELLEN. LE TÉLÉMÉTÉOROGRAPHE d’oLLAND.

un instrument d’une autre construction pourrait aussi facilement être employé.

La girouette offre une disposition toute particulière; la tige verticale sur laquelle elle est fixée porte une roue conique, qui engrène aux deux côtés avec deux autres roues; sur les axes de celles-ci sont centrés des disques métalliques, dans le bord extérieur desquels sont incrustées de petites pièces d’ébonite. LTn ressort, qui presse sur ce bord extérieur, repose donc alternativement sur le métal et sur l’ébonite , de sorte que les disques forment deux interrupteurs de courant. Grâce à un encliquetage spécial, ces deux interrupteurs ne peuvent jamais tourner en même temps ; l’un est seulement entraîné quand la girouette tourne dans un sens, l’autre quand elle tourne dans le sens contraire. Une petite pile locale est reliée à ces commutateurs, de telle façon qu’elle engendre des courants de direction opposée suivant que c’est le premier commutateur qui fonctionne ou bien le second; ces courants parcourent les spires de deux électroaimants , dont chacun agit sur une roue à rochet , qui fait tourner une aiguille tantôt dans un sens, tantôt dans le sens opposé; les indications de cette aiguille sont ensuite transmises à la station centrale, tout comme cela a lieu pour les indications du baromètre. La direction du vent est notée pour 16 aires différentes. M. Olland a imaginé une disposition très ingénieuse pour qu’il ne se fasse pas de nouveau contact tant que le vent ne s’est pas déplacé d’une aire entière , et pour que , en cas de rétrogradation du vent, le changement ne s’indique pas non plus avant que le vent ne soit revenu d’un rumb entier sur luimême; de cette manière, l’aiguille doit toujours conserver sur l’échelle de l’instrument une position qui s’accorde avec celle de la girouette elle-même.

Cette indication du vent au moyen d’une petite pile locale et d’un circuit local a l’avantage de rendre l’emplacement de la girouette indépendant de la place que tout le reste de l’appareil occupe dans le bâtiment oîi il est installé. Pour ceux qui condamnent la transmission galvanique partout où elle est évitable

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il va sans dire que l’indication de la direction du vent (de même que celle de la vitesse du vent) pourra aisément se faire par des moyens purement mécaniques; mais alors l’emplacement de l’instrument devra se régler d’après la place où l’on voudra poser la girouette.

Quelques remarques au sujet de la manœuvre et de l’emploi de l’appareil peuvent encore avoir leur utilité. De même que pour tout autre instrument un peu compliqué, il y a eu pour le télémétéorographe de grandes difficultés à vaincre, surtout au début. La plus grave consistait en ceci: lorsque, par suite d’un contact imparfait ou de l’emploi d’un courant trop faible, les électro-aimants qui devaient déclencher les diverses parties du mécanisme refusaient leur service, l’appareil de la station éloignée ne revenait plus à son état primitif. Cela peut arriver, entre autres , de la manière suivante. Si , par exemple , l’électroaimant F ^ de la station II refuse d’attirer son armature , la roue d’observation L2 n’entre pas en rotation, l’axe verticaH éprouve alors durant toute la marche de l’appareil la résistance du frottement avec lequel il engrène dans le pignon qui devait transmettre son mouvement à la roue d’observation. Le pendule conique n’acquiert donc pas une vitesse suffisante pour pouvoir soulever le poids Qj. Il en résulte que l’engrenage s’arrête avant que le bouton d’ébonite de la roue de distribution (voir la figure schématique) ne presse le ressort v^. Au moment de l’observation suivante, le contact sera donc bien établi à la station I par l’horloge régulatrice , mais le courant ne pourra pas circuler , parce que le circuit est interrompu à la station II. Pour obvier à cette grave difficulté , l’appareil a été plus tard disposé de manière que , si le bras observateur n’est pas mis en liberté par le courant, son déclenchement est opéré un instant après par l’engrenage lui-même. L’appareil peut alors marcher régulièrement et ne s’arrête plus avant que la roue de distribution n’ait atteint la position où le courant peut de nouveau librement passer. Le seul inconvénient qui subsiste est donc que le bras observateur

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commence à se mouvoir un instant après le cylindre de la station I ; l’inscription ne se fait donc pas au point précis sur le cylindre , mais cela est sans importance pour l’exactitude de l’observation.

A la page 184 il a déjà été noté que l’un des grands avantages de l’appareil d’Olland consiste en ce que , à chaque observation , l’échelle entière de l’instrument est inscrite en même temps que la position de l’aiguille. Cet avantage devient maintenant évident. De même que par la cause ci-dessus assignée, le cylindre et le bras observateur pourraient aussi être dérangés relativement l’un à l’autre par quelque autre circonstance, ce qui aurait pour conséquence que l’inscription se ferait en un autre point du cylindre ; mais , l’échelle entière étant inscrite , celle-ci subira le même déplacement, et par conséquent la distance de l’aiguille au point zéro ne sera pas changée. Un simple décompte permettra donc d’utiliser une observation qui, sans cela , eût été entièrement perdue.

La manœuvre de l’appareil ne présente pas la moindre difficulté. Le cylindre est d’une dimension telle qu’il peut suffire pendant un peu plus de trois jours à l’inscription des observations répétées de quart d’heure en quart d’heure. Deux fois par semaine le cylindre doit être remis en état. Pour cela, une bande de papier glacé , coupée à la grandeur convenable , est enroulée sur le cylindre, qui se laisse facilement enlever de son support S. Les bords du papier sont tendus aussi fortement que possible, et finalement collés l’un sur l’autre. Le cylindre est ensuite fixé à un petit appareil au moyen duquel il peut recevoir aisément un mouvement de rotation autour d’un axe horizontal. En tenant alors sous lui la flamme fuligineuse d’un lampe à pétrole , on peut recouvrir le papier d’une couche très uniforme de noir de fumée. Cette opération terminée, le cylindre est prêt à prendre sa place dans l’appareil. Lorsque, au bout de 3 jours, le papier est entièrement chargé d’inscriptions, on enlève le cylindre, on coupe le papier suivant une des génératrices du cylindre (lequel, à cet effet, est creusé d’un sillon) et on le détache avec précaution. Pour fixer le noir de fumée et assurer ainsi la conser-

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vation du dessin , le papier est simplement passé dans une solution alcoolique de gomme-laque et ensuite séché à une douce chaleur (au soleil en été, près d’un poêle en hiver). Si l’on voulait pouvoir tirer des épreuves des indications de l’appareil, rien ne serait plus facile que d’entourer le cylindre , au lieu d’un papier , d’une feuille de cuivre, ainsi que le fait M. van Rysselberghe. Ces feuilles sont couvertes d’un vernis gras , que le style traceur enlève; en les soumettant, après quelles ont été détachées du cylindre , pendant quelque temps à l’action d’un acide , on détermine l’attaque des parties qui sont étç mises à nu , et on obtient de cette manière des planches de cuivre aptes à donner un grand nombre d’épreuves.

Une disposition différente de celle qui a été décrite serait peut-être encore préférable. On peut concevoir, en effet, que, tout comme dans le météorographe de M. Theorell, une bande de papier sans fin soit lentement attirée vers le haut par une horloge, et que, chaque quart d’heure, l’électro-aimant à style traceur se promène horizontalement sur cette bande. Le style serait chargé d’une encre ne séchant pas trop vite. On obtiendrait ainsi sur papier ordinaire des séries régulières des différentes inscriptions, et, sans avoir besoin d’appliquer à courts intervalles un nouveau papier, on aurait constamment un aperçu net des derniers changements survenus dans l’état de l’atmosphère. L’expérience devra toutefois décider si une pareille disposition ne rencontrerait pas de trop grandes difficultés.

Quoi qu’il en soit, dans sa constitution présente l’appareil a déjà une valeur inappréciable. Jusqu’ici, l’Institut météorologique d’Utrecht ne reçoit que deux fois par jour des avis télégraphiques concernant le temps aux stations le Helder , Groningue-Delfzÿl , Maestricht et Flessingue. De ces renseignements , on déduit s’il y a danger d’une tempête prochaine. Mais, dans l’intervalle qui sépare les deux dépêches reçues , de grands changements atmosphériques peuvent être survenus et s’être de nouveau effacés, changements dont l’Institut n’aura par conséquent aucune connaissance. Effectivement, il est une fois arrivé que sur les côtes des Pays-Bas

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a soufflé une tempête au sujet de laquelle Utrecht n’avait pu donner l’éveil, parce que la différence barométrique qui devait l’annoncer était survenue précisemént entre les signaux du matin et ceux du soir. Des observations recueillies plus tard, et provenant d’instruments enregistreurs automatiques , ont mis ce fait au jour.

Du reste , même en ne tenant pas compte de ce cas peut-être exceptionnel, il est clair que la prédiction du temps n’acquerra toute sa valeur que lorsqu’on ne sera pas borné à connaître à des instants fixes l’état atmosphérique des lieux environnants, mais qu’on pourra suivre aussi ses incessantes variations. Or, ce but, le télémétéorographe d’Olland nous met pleinement en état de l’atteindre.