DES EFFETS DE LA CHALEUR ET DU FROID DANS LE PENDULE

Le savant F. Rerthoud 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 tn été qu’en hiver, et le jour que la nuit. » (Essai sur l'horlogerie, t. Il, chap. xx).

On sait aussi que plus un pendule est long, plus ses vibrations sont lentes, et 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’eu hiver elle doit avancer par l’effet contraire. Il est donc essentiel, pour la perfection des machiues qui mesurent le temps, 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 do différents métaux, de 461 lignes de longueur, passant du froid de la glace au 27’ degré du thermomètre de Réaumur, Ferdinand Rerthoud 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 ; étaiu, ICO; plomb, 193; le verre, 62; le platine, à peu près comme le verre.

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

461 lignes, soixante-neuf trois cent soixantièmes de ligne, en passant du terme de la glace à 27 degrés de la chaleur donnée par le thermomètre de Réaumur.

C’est vers le commencement du XVIII' siècle, après l’invention d’un échappement qui décrivait de petits arcs, et permettait l’emploi d’une lentille pesante, que le pendule est devenu un régulateur assez parfait 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 In contraction des métaux. Yeudelin avait déjà fait des remarques à ce sujet vers la fin du xvif siècle.

I,a théorie du pendule, si bien établie par Galilée ctlluygbens, prouvait que, par le changement de sa longueur, les oscillations ne conservaient plus la même durée; car, suivant cette théorie, les durées des vibratious. 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 peudule qui bat les secondes ou qui a trois pieds huit ligues et demie, la longueur change de la centième partie d’une ligne, l’horloge variera d’une seconde en vingtquatre heures, et, si le pendule bat 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 effet, ils ont 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 peudule 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 suspeud 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 moyeu de compensation, qui agit hors du pendule.

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 lu verge devient composée de plusieurs barres de deux métaux. On fait servir l'excès de la dilaluliou du

DU PRINCE SOLTYKOKF.

métal le plus exteusiblc à remonter la lentille, afin qu'elle conserve toujours la même distance au point de suspension. Tel est le principe de compensation qui s'applique au pendule même, cl pour le succès duquel il faut que les longueurs des verges soient en raison inverse de leurs dilatations; en sorte que, 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 69.

Le 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'origiue, et indiquer les auteurs à qui ces inventions appartiennent ou qui les ont perfectionnées.

George Grahain 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 que la dilatation de la verge du pendule l'avait fait descendre. Ce fut en 1716 que Graham fil cette découverte; il exposa sa recherche dans un mémoire qui fut imprimé en 1726. L'auteur propose aussi, dans ce mémoire, d’employer deux métaux dont les dilatations diffèrent le plus entre elles, comme l’acier et le cuivre.

Le moyen indiqué par Graham, conçu et développé par liarisson, produisit le pendule composé de neuf tringles qui fut porté à sa perfection dès l'année 1726.

Un peu plus tard, Graham employa, dans ses horloges astronomiques, le pendule perfectionné de liarisson, qu'on nommer en Angleterre le pendule à gril, et qui est encore de nos jours généraletnent adopté. Cependant quelques artistes emploient avec succès un pendule dout la compensation se produit par des leviers.

Cette recherche do l'artiste anglais a été le fondement de tout ce qui s’est fait depuis sur cette matière, l’une des plus importantes de la mesure du temps: car, sans la compensation des effets de la température dans les horloges à pendule, ces machines feraieut des écarts de vingt secondes par jour lorsque l'horloge {tasserait de la glace à la température de 27 degrés du thermomètre de Kéaumur.

Regnauld, habile horloger de Châlons, 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 Truité a'hfrlo'jerie. de Thiout, t. II, p. 207.