DES EFFETS DE LA CHALEUR ET DU FROID DANS LE PENDULE

Le savant F. Berllioud a dit : « C’est une vérité reconnue et prouvée par l'expérience, que la chaleur dilate tous les corps et que le froid les condense, et que, par conséquent, les corps sont plus grands en clé qu’eu hiver, et le jour que la nuit. » ( Essai sur (horlogerie, t. II, chap. xx).

On sait aussi que plus tiu pendule est long, plus ses vibrations sont lentes, cl que plus il est court, plus elles sont promptes. Or, la chaleur dilatant la verge du pendule en été, il en résulte que l’horloge doit retarder et qu’en hiver elle doit avancer par l'effet contraire. Il est donc essentiel, pour la perfection des machines qui mesurent le lenqts, de connaître les qualités de la dilatation et de la condensation des différents métaux par le chaud et par le froid, et de trouver les moyens de corriger ces effets. Par des expériences exactes, faites sur des verges de différents métaux, de 461 lignes de longueur, passant du froid de la glace au 27* degré du thermomètre de Itcaumur, Ferdinand Berllioud a trouvé les rapports suivants : acier recuit, 69; fer recuit, 75; acier trempé, 77; fer battu, 78'; or recuit, 82; or tiré à la filière, 94; cuivre rouge, 107; argent, 119; cuivre jaune, 121.; étain, 160; plomb, 193; le verre, 62; le platine, à peu près comme le verre.

Les quantités ci-dessus expriment les trois cent soixantièmes de ligue. Ainsi, l’acier recuit donne pour la quautité absolue de sou allongement, sur

-fOI ligues, soixante-neuf trois cent soixantièmes de ligne, eu passant du terme de la glace à 27 degrés de la chaleur donnée par le lliennomètre de Réauniur.

C’est vers le commencement du xviit' siècle, après l'invention d’uu échappement qui décrivait de petits ares, et permettait l'emploi d'une lentille pesante, que lo pendule est devenu un régulateur assez partait pour faire connaître qu’en passant de l’été à l’hiver, l’horloge éprouvait des variations dont les véritables causes étaient dans la dilatation et la contraction des métaux. Yendelin avait déjà fait des remarques a ce sujet vers la fin du xvir siècle.

La théorie du pendule, si bien établie par Galilée et Huyghens, prouvait que, par le changement de sa longueur, les oscillations ne conservaient plus la même durée; car, suivant cette théorie, les durées des vibrations, dans les pendules, sont entre elles comme les racines carrées des longueurs de ces pendules; et le calcul nous fait connaître que, si, dans le pendule qui bat les secondes ou qui a trois pieds huit lignes et demie, lu longueur change de la centième partie d'une ligue, l’horloge variera d'une seconde en vingtquatre heures, et, si le pendule bal les demi-secondes, la centième partie d’une ligne fera varier l'horloge de quatre secondes dans le même temps.

Après avoir reconnu ces variations de l’horloge et les causes qui les produisent, les artistes se sont occupés des moyens de correction, et ils les ont trouvés dans la cause même. Pour cet elfet, ils otd employé la dilatation du métal à ramener continuellement la lentille du pendule à la même distance du point de suspension. Celle première idée a produit ce qu'on appelle une contre-verge, semblable à celle du pendule et de même longueur. Cette verge étant fixée par le bout inférieur au mur solide auquel est attachée l’horloge, le bout supérieur, qui est coudé, soutient le ressort qui suspend le pendule, en sorte qu'à mesure que la dilatation allonge la verge de ce pendule, la même dilatation allonge la contre-verge et remonte le ressort de suspension ; ce ressort, pincé par le pont qui fixe le point de suspension, devient nécessairement plus court, et ramène le pendule à la même longueur. Tel est le principe de ce premier moyen de compensation, qui agit hors du |H'tidule.

Un autre moyen très-ingénieux, c'est celui qui est fondé sur les dilatations différentes qu’éprouvent deux métaux exposés à la même chaleur; celui-ci s’adapte au pendule même, dont la verge devient composée de plusieurs barres de deux métaux. On fait servir l'excès de la dilatation du

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métal le plus extensible à remonter la lentille, afin qu'elle conserve toujours la môme distance au point de suspension. Tel est le principe de compensation qui s’applique au pendule même, et pour le succès duquel il faut que les longueurs des verges soient en raison inverse de leurs dilatations; en sorte «pie, si l'artiste emploie, dans la composition d’un pendule, des verges d'acier recuit et de cuivre jaune, il faudra, pour obtenir une compensation complète, que le produit des longueurs des barres d’acier par 121 soit le même que celui des longueurs du cuivre par (30.

I.c principe d'excès de dilatation de deux métaux est également applicable au compensateur placé hors du pendule. Après ce court exposé du système de compensation dans le pendule des horloges, nous allons en établir l'origine, et indiquer les auteurs à qui ces inventions appartiennent ou qui les ont perfectionnées.

George Graham fut le premier qui s’en occupa. Il employa d’abord le mercure, qui. placé dans un tube attaché au bas du pendule, remonte en se dilatant le centre d’oscillation de la même quantité (pie la dilatation de la verge du pendule l'avait fait descendre. Ge fut en 171 fi que Graham fit cette découverte; il exposa sa recherche dans un mémoire qui fut imprimé en 1 7 20. 1,’aulcur propose aussi, dans ce mémoire, d’employer deux métaux dont les dilatations different le plus entre elles, comme l'acier et le cuivre.

Le moyen indique par Graham, conçu et développé par Harisson, produisit b' pendule composé de neuf tringles qui fut porté à sa perfection dès l’année 1720.

Un peu plus tard, Graham employa, dans ses horloges astronomiques, le pendule perfectionné de Harisson, qu’on nomme en Angleterre le pendule à gril, et qui est encore de nos jours généralement adopté. Cependant quelques artistes emploient avec succès un pendule dont la compensatio se produit par des leviers.

Celle recherche de l’artiste anglais a été le fondement de tout ce qui s’est fait depuis sur celte matière, I’iiuc des plus importantes de la mesure du temps: car, sans la compensation des effets de la température dans les horloges à pendule, ce"s machines feraient des écarts de vingt secondes par jour lorsque l’horloge passerait de la glace à la température de 27 degrés du thermomètre de Réaumur.

Regnnuld, habile horloger de Giflions, s’était occupé dès 1783 de la correction des effets de la température sur le pendule. On peut voir les moyens qu’il a employés dans le Traité (i'Iiorlof/crie de Thiout, t. II, p. 207.