V. Distribution dans l’intérieur des villes

— Réservoirs.— Tracé et diamètre des conduites.

— Nature des tuyaux. — Dimensions et poids des divers tuyaux employés à Paris. — Robinets divers. Ventouse. — Appareils d’écoulement.

— Modes de vente.

ÉGOUTS, par M. Hervé- Mangon. — Étode complementaire de la précédente relativement aux moyens d'assainir les villes. — Formes et dimensions des égouts de Paris et de Londres. — Valeur agricole des eaux d’égout. — Leur analyse.

synthèse pour Paris, d’après le calcul de ce qui doit se trouver el ce que donne l’analyse. — Procédé de Leicesler.

Arts d'imitation.

GRAVURE en relief par les acides. — Procédé de M. Gillot. — Gravure au gai.

BRONZES (Moulage des).

ART INDUSTRIEL

ART INDUSTRIEL. — 1. De l'importance de l'xrl dans l'industrie. — i. L’urt est un; il est la source de tous les progrès, par M. lé comte de haborde. — i. Des musees d'art Industriel , par M. A. Rondol. — A. Des vases grecs el des vases chinois, par M. Beulé. ......

Classification. — Éléments de I art industriel.

— De la méthode propre à son étude. — Elle est

nécessairement autre que celle qui convient pour les sciences. — Du beau. — De la méthode historique. — Des grandes époques de l'humanité. — Des idées qui ont alors passionné et des styles qui I y correspondent. .

Étude de ces styles dans ^architecture ou ils ont leur plus complète manifestation. ^Caractères de l’architecture : Egyptienne, — Grecque,

— Romaine, — Byzantine, — Gothique, — de ia Renaissance, — Louis XIV, — Louis XV, — Epoque actuelle.

Styles orientaux. — Architecture Mauresque, Inctoue, — Chinoise.

Succession des styles dans les Industries qui revent de l'architecture. — Meubles, céramique t'errer m.

Succession des styles dans la sculpture el les dustries qui eu relèvent. — Les Bronzes, Orfèvrerie, — Ia Bijouterie.

Industries qui relèvent de la printure. — Desn. — Vignettes caractéristiques des principaux ylea. — Divers genres de gravure. -» Impression.

- Typographie. - Calligraphie. — Lithographie.

- Photographie.

Application des couleurs. — Des gammes des , meurs. — Du contraste simultané. — Goloraon appliquée à l'architecture, — il la céramique,

- à Yurferrerie. — Papier peint. — Impression sur toffel. — Peinture.

Juxtaposition d’éléments colorés. — Des comlinaisons. — Mosaïques. — Vitraux. — Enels optiques des étoffes. - Tapis, - Tissus broches, —Cachemires, — Dentelles, — Broderies.

INTRODUCTION

Nous devons commencer ce Complément, comme le Dictionnaire, en rappelant l’importance capitale des sciences pour la production industrielle, afin de ne jamais laisser oublier ce qui fait la noblesse, la valeur du travail humain; la subordination de la matière à l’esprit.

L’élude d'un art, aussi bien que celle d'une science, pour en étendre le domaine, est un travail intellectuel qui exige une méthode philosophique pour rapporter à l’édifice en construction tout résultat nouveau.

La vulgarisation d’une semblable méthode dans les ateliers est la principale source du véritable progrès industriel. Or, comme ce sont les sciences qui apprennent à s’élever du eoifnu à l’inconnu, rien ne peut plus contribuer à enseigner aux producteurs les lionnes méthodes intellectuelles que l’analyse des procédés do fabrication ramenés à des principes scientifiques; que l'exposition claire de la théorie de chaque fabrication considérée comme une application des sciences physiques, théorie à laquollc tous les progrès de la pratique peuvent venir se rattacher comme à un centre commun. C'est là le but le plus élevé que l’on puisse se proposer en écrivant sur l’industrie, et surtout dans un travail qui comprend l'ensemble de la technologie. C'est fondre dans un même ensemble les travaux des savants et des praticiens avec quoique avantage pour la science et un immense profit pour la pratique, qui apprend à utiliser toutes les découvertes de la' science.

Mais de là ne résulte pas que le rôle des savants soit de descendre dans les ateliers, d’abandonner les études spéculatives pour ne s’occuper que des applications. Leur rôle est plus important, il consiste à créer, à accroître les connaissances dont la vulgarisation a tant d’utilité. C’est la science qui fait naître l’industrie; celle-ci applique les découvertes, mais no les fait pas en' général, et surtout ne leur donne pas leur développement. Nous ne pourrions, à cet égard, nous expliquer avec l’autorité du doyen des sava’nts français, de l’illustre M. Biot, qui a combattu avec toute l’autorité qu’il a si justement acquise par tant do travaux, une erreur trop commune do nos jours, un oubli trop fréquent du rôle du savant.

Nous extrayons le passage ci-après d’un article publié par lui dans le Journal des savants, sur le Commercium epistolicum J. Collins et aliorum de analysi promota, publication curieuse relative au plus grand progrès des sciences modernes, à la découverte du calcul infinitésimal. Ce passage renferme des conseils qui ont aulantd’n-propos que d’utilité.

« Depuis cinquante ans, les sciences physiques et chimiques ont rempli le monde de leurs merveilles. La navigation à la vapeur, la télégraphie électrique, l’éclairage au gaz et celui qu’on obtient par la lumière éblouissante de l'électricité, les rayons solaires deve •

INTRODUCTION

nus îles instruments île dessin, d’impression, de gravure, cent autres miracles humains que j'oublie, ont frappe les peuples d’une immense et universelle admiration. Alors la foidc irréfléchie, ignorante des causes, n’a plus vu des sciences que leurs résultats ; et, comme le sauvage, elle aurait volontiers trouve bon que l'on coupât l’arbre pour avoir le fruit. Allez donc lui parler d’études antérieures, des théories physiques, chimiques, qui, longlemps élaborées dans le silence du cabinet, ont donné naissance à ces prodiges! Vantezlui aussi les mathématiques, ces racines génératrices de toutes les sciences positives; elle ne s'arrèlera pas à vous écouler. A quoi bon des théoriciens ï Lagrange, Laplacc ont-ils crée des usines ou des industries? Voilà ce qu’il faut! Elle ne veut que jouir. Pour elle lo résultat est tout ; elle ignore les antécédents et les dédaigne. Cardons-nous, tous tant que nous sommes qui cultivons les sciences, de nous laisser troubler à ce bruit des exigences populaires. Poursuivons avec une invariable persévérance notre patient travail d'exploration sans les écouter. Continuons à étudier la nature dans ses secrets intimes, à découvrir, mesurer, calculer les forces qu’elle met en oeuvre, nullement préoccupés des applications profitables qu’on en pourra faire. Elles viendront toujours à leur temps, comme conséquencos. Surtout, que nos leçons et notre exemple dirigent cl entretiennent constamment la jeunesse studieuse dans ces vues élevées. C’est la condition de son développement et de tout progrès à venir. Car si pour le motif étroit de la préparer de bonne heure aux applications pratiques on la jetait prématurément dans le mécanisme des faits matériels, sans l’avoir d'abord instruite des lois abstraites qui. les régissent et des théories générales qui les rassemblent, lui ôtant môme le goût ainsi que la volonté de s'en instruire, on arrêterait, on enchaînerait pour toujours l’essor de son intelligence, et l’on verrait bientôt s’éteindre en elle ce feu, cette vivacité de perception, d’imagination, qui est une des qualités les plus brillantes et les plus distinctives de l’esprit français. Quod Deut avertat ! A défaut de moyens de défense plus directs, la réimpression d’ouvrages purement abstraits, tels que la mécanique analytique de Lagrange et le livre que nous annonçons, si elle est favorablement accueillie du public, pourra être regardée comine une protestation pacifique contre ces tendances à notre abaissement intellectuel, et ce sera aussi l’un des meilleurs antidotes que l'on puisse leur opposer. >

Celle exclusion de la science pure par l’esprit utilitaire contre laquelle cherche avec si grande raison à réagir le savant M. Biol, si elle est à craindre pour les sciences les plus abstraites, pour les sciences mathématiques pures, est bien moins à redouter |wur la partie des sciences comprise généralement sous le nom de philosophie naturelle, dont les progrès se traduisent immédiatement en résultats pratiques, cl excitent lo vif intérêt des hommes qui apprécient le moins la pure théorie, mais qui sav'enl bien y découvrir des moyens assurés do succès.

La philosophie naturelle qui comprend toutes les sciences physiques, toutes celles qui traitent des phénomènes de la nature, est, on peut dire, moderne sous sa forme actuelle. Son renouvellement date véritablement de Bacon et do tialiléc, cl les nouvelles méthodes ont trouvé dans Newton leur plus éminent interprète. Pendant tout lo moyen âge et jusqu'au mouvement de rénovation , do confiance en soi de l’esprit humain qui s’est manifesté lors do la Réforme , à une époque si fertile en grands efforts intellectuels , le monde était considéré comme se maintenant par l'effet du hasard pour les uns, par l’intervention incessante de la volonté divine pour les autres. Ce ne fut guère qu’à partir de cette époque que, secouant le joug de la théologie scolastique, l'esprit humain reprit la tradition des grands génies de l'antiquité; ce fut surtout par l'influence des grands esprits du dix-septième siècle, de Descartes, de Leibnitz notamment, que le monde fut regardé comme se maintenant par le jeu de forces obéissant à des lois parfaitement déter-

INTRODUCTION

minées. Si quelques esprits s'étaient, dans plusieurs directions, élevés dans l'antiquité à cette notion de lois, c’était sans en faire un point de départ pour des recherches variées à l'inlini. Ce n'est que depuis qu'elle est devenue prédominante que s'est construit l'immense édilicc des sciences, qui ont permis le développement de la civilisation moderne, au |ioint de vue matériel. Ijd nombre, l'étendue de ces sciences dont plusieurs, la chimie notamment, sont entièrement nouvelles, en a prouvé tonte la vérité.

C’est parce qu'il existe des lois, que la méthode expérimentale qui consiste à produire un phénomène en faisant varier un ou plusieurs des éléments de son existence, permet d’obtenir la relation de cet élément avec le phénomène pour tous les cas possibles. Ce sont ces lois bien établies, dont la mathématique permet de tirer toutes les conséquences même les plus éloignées, qui constituent la masse de connaissances qui forment la plus véritable richesse que nous puissions transmettre aux générations futures.

Je ne reviendrai pas ici sur les principes, les méthodes que j'ai cherché à analyser dans l'introduction de cet ouvrage; je me bornerai, pour compléter mon premier travail, à exposer avec quelques détails une loi peu connue encore, vaguement admise jusqu’ici dans la science comme conséquence' du grand principe que je viens de rappeler, et dont on n’a nullement tiré les fécondes, conséquences qui doivent résulter de son application. Elle est cependant au plus haut degré fondamentale aussi bien qu'incontestable.

Bien des lois que nous admettons comme la meilleure manière d'expliquer les phénomènes dans un état donné de la science n'ont de valeur que momentanément; il n'en est pas de même de celles qui comme l'attraction définie par Newton, simples cl étant l'expression directe de faits certains, sans prétendre révéler la nature intime des forces naturelles dont la conception change avec chaque progrès que nous faisons dans la connaissance de la nature, suffisent à expliquer un monde de faits, comme celle que nous venons do citer qui suffit pour l’analyse de tous les faits astronomiques, lai conquête de semblables principes est la plus belle que l'on puisse tenter, cl celui dont nous voulons parler, à rétablissement duquel nous consacrons tous nos efforts, nous semble aussi peu contestable que celui de l'attraction.

Avant d’en traiter, nous rappellerons que nous avons établi en traitant de la physique que la réduction à la mécanique, c'est-à-dire à la science du mouvement, est en physique , le dernier progrès possible; qu'en dernière analyse il n'y a qu'étendue et mouvement comme l’a proclamé Descartes, et que c'est à ramener à ces premières notions, les plus simples, les plus abstraites que nous puissions concevoir des phénomènes du monde matériel, que nous devons nous appliquer. Nous avons pris |>our exemple les sons produits par les vibrations des corps; celles-ci étant counues et quant à leur rapidité et quant à leur amplitude, la théorie de la production des sons est complète et il n’y a rien de plus à découvrir dans cette voie. C'est un semblable progrès qui me parait pouvoir être accompli relativement aux puissances qui produisent les grands phénomènes de la nature, c'est la conséquènce du grand et important princi|>c que je définis le principe de la permanence des puissances de la nature.

DE LA PERMANENCE DES PUISSANCES NATURELLES

Au siècle dernier, un puissant génie, Lavoisier, régénérait ou plutôt créait la chimie, en posant pour base de ses recherches la permanence de la matière. Rien ne ne perd , rien ne se crfr, était son point de départ, le principe qui lui faisait retrouver à l’aide de la balance tous les éléments des compositions et décompositions qu’étudie le chimiste.

Cette grande idée, qui, introduite dans la science, a permis d’élever avec uhc rapidité inouïe un admirable édiüce qui en a montré l'exactitude et la profondeur, appelait un complément plus important peut-être au point de vue de la philosophie de la science physique, qui tend à se démontrer complètement de nos jours : la permanence des puissances de la nature qui semble la conséquence nécessaire de la régularité des phénomènes astronomiques.

Formulé plusieurs fois par les philosophes, (ne rcconnatt-on pas dans celte idée la monade de Leibnitz?) ce principe n’est entré que nouvellement dans la science, non sous forme de permanence, mais sous la forme d’équivalence de diverses forces naturelles, ce qui revient au même, comme nous allons le voir.

Éludions d’abord les forces dont les elTels nous sont le mieux connus, A savoir les mouvements des corps qu’étudie la mécanique. Montgolfler, l’inventeur- des aérostats, qui n'était pas seulement, comme on le croit trop, un heureux chercheur, mais un savant ayant un sentiment profond des lois naturelles, posa en principe vers 1800 la permanence des mouvements. De cette aperception incomplète comme nous allons le voir, d’un principe juste, il fit une application extrêmement remarquable dans un très-ingénieux appareil à l’invention duquel les principes reçus alors de la science ne l’eussent sûrement pas conduit, et dont Ilossut nia la possibilité à l’origine, le bélier hydraulique.

Faire remonter l’eau, par sa propre action, à un niveau supérieur à celui d’où elle tombe, était un problème qui paraissait insoluble; c’est cependant ce qui se passe dans le bélier de Montgolfler, dans lequel l’eau mise en mouvement dans un tuyau entraîne un boulet qui ferme momentanément l’orifice de sortie, et le

' Sou* avons fait plusieurs emprunta à l'etrcRcnt iWours de VI. A. Riunif'iirtvu de Vienne sur l'équivalent mécanique de la ehatmr.

mouvement de l’eau ne pouvant être instantanément anéanti, produit le seul effet qui est resté possible; l’eau soulève une soupape chargée d’une haute colonne d’eau et à chaque fois y fait passer une nouvelle quantité d’eau.

Malgré cette curieuse expérience, il est bien évident que si l’idée de Montgolfler contient une part de vérité, elle n’est pas toute la vérité, car nous voyons dans mille circonstances le mouvement s’anéantir sans laisser de traces. Ce n’est pas le mouvement qui persiste, en présence de résistances, c’est le travail de la force qui produit le mouvement par suite d’une pression exercée sur le mobile.

Lorsqu'une force produit un mouvement, elle engendre, en exerçant son action d’une manière continue sur un corps résistant, un effet qui doit évidemment s’évaluer par la répétition d’une pression, par le produit de cet effort et du chemin qu’il fait parcourir à son point d’application. C’est là le travail, l’unité complète dont l'introduction dans la science mécanique a été un immense progrès, d’une très-grande valeur logique, quo Coriolis, Navier et surtout Poncelet ont bien fait apprécier de nos jours par leurs beaux travaux. Elle l’a débarrassé de bien des difficultés, de bien des obscurités qu’y avait introduites l’abus des considérations statiques, se rapportant à l’état d’équilibre ^qui tendaient à remplacer les forces par des lignes, la mécanique par la géométrie.

Insistons sur cette notion fondamentale, en expliquant la manière de mesurer le travail des forces, et la nature de l’unité adoptée.

La force la plus importante, dont nous rencontrons sans cesse les effets, est la gravitation en tant qu’elle détermine la chute des corps. La nature des forces nous étant complètement inconnue, nous ne pouvons les comparer que par leurs effets, et comme les effets de la pesanteur nous sont les mieux connus, c’est par la comparaison avec ceux-ci que nous jugeons ceux des autres forces; de la comparaison des . effets nous déduisons ensuite celle des forces mêmes.

La pression exercée par une force à l’état de repos, etqui en est la mesure, pourra toujours être évaluée par un poids. Quant à ce qui concerne les forces produisant du mouvement, le travail peut toujours être considéré comme l’équivalent d’un poids soulevé, et être exprimé par conséquent par un poids élevé'à une hauteur

DF. LA PERMANENCE DES PUISSANCES NATURELLES

déterminée, ou par la hauteur à laquelle on a élevé un poids déterminé. Si on multiplie le poids par la hauteur, on a, sous la forme la plus concise, l’expression numérique de l'effet produit. Les poids était exprimés en kilogrammes et les hauteurs en métrés, c’est la même chose de dire par exemple : 20 kilog. élevés à I" ou 10 kilog. élevés «A 2“, parce que le produit de ces nombres est toujours 20.

Le travail par lequel un kilogramme est élevé «A la hauteur d’un mètre ou le kilogrammôtrc sera donc l’unité de travail, comme le mètre est Vunité de longueur, la seconde l’unité de temps.

Devenons maintenant à notre point de départ. Il sera facile par l'examen de phénomènes dans lesquels le mouvement disparaît de voir que le travail des forces enjeu n’est nullement détruit. En général quand un travail a été produit, quand, par exemple, un poids a été élevé à une certaine hauteur par un treuil, bien qu’il n’apparaisse plus de mouvement , la permanence du travail est complète, puisque le poids élevé possède la faculté de restituer ce même travail par sa chute; il y a eu déplacement, cnimagasinement , mais non consommation.

Avec les communications de travail, ces passages de l’état actif A l’état latent , res dissimulations du travail possible qui n’est plus indiqué que par des pressions, servent à analyser les phénomènes du mouvement.

Toutefois, on ne peut pas, en général, retrouver la totalité du travail dépensé pour produire un effet donné; une partie dans la mécanique terrestre disparait toujours, sous forme de frottement notamment; c’est de lAquC résulte l'impossibilité du mouvement perpétuel. Le principe de la permanence du travail mécanique semblerait donc inadmissible, dans les applications de chaque jour au moins, si l’on ne remarquait que lorsque ces déficit se produisent, on voit apparaître de la chaleur. Ainsi dans les frottements des axes de rotation, dans l'emploi desoutils, des scies, des vrilles, etc., toujours il y a échauflVment.On sait que les sauvages des forêts américaines se procurent du feu en frottant deux morceaux de bois l’un sur l'autre, et que bien souvent on a essayé de produire industriellement de la chaleur par le frottement. A la dernière exposition universelle on a vu un curieux appareil de ce genre, une chaudière & vapeur dans laquelle la vaporisation était produite par la rotation d’un cylindre.

Lorsque toutes les idées que nous nous faisons du travail des forces, d’après tous les faits de la science, nous portent A penser qn’il ne peut s’anéantir de lui-même; lorsque nous voyons les corps cclestes obéir, sans variation aucune, aux forces qui les sollicitent, nous devons croire A la permanence du travail. Il est

donc nécessaire de conclure que dans les cas où un déficit se produit et un échauffement apparaît, il doit y avoir équivalence entre le travail et la chaleur. Tel est en effet le principe, déjà entrevu par Montgolficr, qui a été posé nettement en f 842 par le docteur Meyer ri'lleilbronn. En établissant entre les deux phénomènes les relations de cause à effet, il formula le principe que les deux quantités devaient varier, l'une proportionnellement A l'antre. C’est celte notion d’équivalence qui s’est introduite récemment dans la science.

Déjà, dans un admirable travail publié dès 4 824, S. Carnot (Biflexions sur la ynissanre motrice du feu) avait formulé une grande partie de la vérité, en montrant que le mouvement perpétuel était une conséquence nécessaire dos idées qui régnaient alors sur la manière d’agir de la chaleur, qui falsaieut considérer le travail qui peut être produit par la chaleur comme variant avec les divers corps auxquels elle est communiquée. On ne rendit pas justice A cet esprit éminent et cependant les principes qu’il a posés restent la hase de la théorie de la production du travail mécanique delà chaleur; surtout celui que le travail théorique produit ne dépend pas de la nature du corps chauffé, mais seulement de la chaleur employée. De IA se déduisait naturellement la mesure de l’effet utile que pouvait produire la chaleur, hase de la théorie de la machine A vapeur, cas inverse de celui dont nous axons parlé ci-dessus. Ici c’est du charbon qui , brûlant sous une chaudière détermine le mouvement du piston de la machine; l’eau et la vapeur ne sont que des intermédiaires matériels à l’aide desquels la chaleur agit sur le piston.

Pour approfondir davantage les relations de la chaleur et du travail mécanique , pour qu’une scmhlnble étude devint possible, il fallait comparer des unités complètes; et on ne pouvait arriver A reconnaître la vérité par l’expérience, si on ne tenait compte que de forces, de tensions ou de températures setrlcment. On a dû constituer une unité de chaleur adéquate A celle du travail, définir exactement la quantité de chaleur. On a adopté k cet effet pour unité la calorie, la quantité qui échauffe un kilog. d’eau d’un degré, qui no dépend pas plus de la température que la quantité do travail de la vitesse, c’esl-A-dirc, qui est dégagée de la considéralion des phénomènes secondaires, ne changeant pas la valeur de l’unité complète formée du produit de plusieurs quantités, si pendant que l’une d’elles varie, le produit ne varie pas, l’autre varie inversement.

Ceci établi, si l’on interroge les faits, on reconnaît expérimentalement la disparition,

INTRODUCTION

la consommation de chaleur dans la machine à vapeur, en proportion du travail produit,

aussi bien que la production de la chaleur dans tous les cas d’emploi de travail mécanique, et cela en proportion de ce qui disparaît comme travail ; ce qui démontre incontestablement une certaine similitude de nature, une homogénéité entre des causes qui produisent des effets semblables et permet de conclure la généralité de la loi d’équivalence, dont la probabilité résulte si complètement de l'ensemble des faits mécaniques et lorsque la loi de Carnot démontre la constance nécessaire du rapport des deux éléments.

En effet , établir que la conversion de travail en chaleur et réciproquement est soumise à la loi constante d'équivalence , est surtout uffuire de logique. C’est ainsi qu'on ne peut pas démontrer expérimentalement l*im possibilité du mouvement perpétuel, et qu’il faut que l’esprit tire de l'étude d’un nombre limité de mouvements la certitude qu’il ne pourra jamais être réalisé, que toutes les résistances ne pourront jamais être annulées. I.a démonstration de S. Carnot que l’on arrive directement au mouvement perpétuel , si on admet que le travail engendré par une quantité de chaleur déterminée n’est pas une quantité constante, peut varier avec le corps auquel elle serait communiquée, est du seul genre possible; car comme on ne peut faire sur tous les corps de la nature l’expérience qui prouverait la vérité de cette proposition , et que l'action de la chaleur u'est pas toujours aisément mesurable, il faut se contenter d'une démonstration par l’absurde que l’expérience confirme et qu'aucun fait suffisamment étudié ne vient infirmer. A quoi il faut ajouter les vérifications de tout genre qui doivent résulter de l’exactitude des conséquences tirées de la nouvelle théorie.

La proposition de Carnot, établie en raisonnant snr un gax parfait, qu’une quantité déterminée de chaleur produit nu maximum nue quantité également déterminée de travail mécanique utilisable, conduisait à admettre, en présence de tous les cas où ce travail utilisable était inférieur à ce maximum, qu’il répondait A la tululité des actions tant extérieures qu’intérieures, c’est-à-dire non-seulement à celles qui surmontent les résistances extérieures, mais encore à celles employées A modifier l’état des molécules. Celte dernière partie est dans les solides une partie importante de travail produit; elle est même la totalité à la température où le corps se fond, où toute cohésion entre les molécules qui constituent le corps solide disparaît. Ou sait (fu’alors il faut consommer pour le foudre une quantité considérable de chaleur qui est dite

chaleur latente; cas anciennement connu et très-remarquahie de la conversion d’une quantité considérable de chaleur en travail..

Dans ce qui précède, nous avons eu surtout en vue la production du travail par la chaleur, la proposition inverse, ou la constance du rapport du travail A la chaleur produite, le renversement de la proposition ci-dessus ne peut être davantage contesté; c’est au fond la même proposition.

Ce n’est que dans ces dernières années que la valeur du rapport entre la chaleur et le travail produit, de ce qu’on nomme l’équivalent mécanique de la chaleur, a été déterminée par le calcul cl par l’expérimentation. De la discussion complète A laquelle je me suis livré, comprenant les résultats obtenus par divers expérimentateurs en cherchant à apprécier les causes d'erreur , et surtout d’une expérience parfaitement probhnte faite par l’observation de la chaleur dégagée lors de l’écrasement d'un métal malléable, seul cas dans lequel il ne se produit sûrement que de la chaleur (sans mouvements intérieurs ou développement d'électricité comme dans beaucoup d’expériences tentées dans le même but), j’ai déduit comme valeur très-approchée 1 40 kilogr. mètres. En d’autres termes, la quantité de chaleur qui peut éle\er d’un degré la température d’un kilogramme d’eau peut engendrer un travail mécanique mesuré par un poids de 140 kilogrammes tombant d'un mètre.

On peut dire de même que est l'équivalent calorifique du travail, c’est-à-dire qu'un kilogranmiètrc peut produire une quantité de chaleur égale & tt«' tic calorie.

La métamorphose de la chaleur en travail cl réciproquement exige pour s’effectuer des conditions déterminées. Elles peuvent en principe se résumer en disant qu'il fuutque le travail soit employé à mettre enjeu les forces qui s’exercent sur les molécules d’un corps, pour produire de la chaleur. D'une autre part , pour qu'une quantité de chaleur se transforme eu travail, il faut qu’elle produise une dilatation, c’est-àdire que la chaleur soit dirigée d’un corps plus chaud sur un corps moins chaud; d’où cette règle capitale pour la théorie de la machine à vapeur, formulée par S. Carnot, que l’utilisation pratique de la totalité de la chaleur exige qu’il ne sc fasse, dans les corps employés pour communiquer le truvail, aucun changement de température qui ne corresponde à un changement utilisé de volume. 11 faut encore que cette dilatation rencontre une résistance, des obstacles mobiles, afin qu’il y ait travail produit; autrement il n’y a pas de métamorphose. C’est ce qui explique pourquoi une masse

DE LA. PERMANENCE DES PUISSANCES NATURELLES

ru

d’air se refroid Ü quand elle s'étend cilsumionlant une pression, tandisque sa température ne change pas, quand l’extension a lieu sans obstacle, si la niasse d’air se répand dans un vase fermé.

Les importants principes *que nous venons d'établir ont eu une réaction naturelle sur la manière de concevoir la nature de la chaleur. Une ancienne expérience de Davy, qui était parvenu à fondre deux morceaux de glace en les frottant l’un sur l’autre, avait bien ébranlé la confiance en un fluide spécial qu’on appelait le calorique, et avait tourné les esprits vers la vibration des molécules des corps pour expliquer les effets de la chaleur.

Bien qu’on tende à exagérer peut-être aujourd’hui cette conception, et que l’on veuiHe par trop assimiler les effets de la chalear à une action purement mécanique, que les propriétés du calorique rayonnant tout À fait semblables à celles de la lumière qu'il fait souvent apparaître , ne puissent s’expliquer que par les vibrations de l’éther, doivent faire toujours considérer la chaleur comme appartenant à un ordre en partie spécial de phénomènes; il n’en est pas moins certain que la majeure partie des effets de la chaleur : engendrant des mouvements moléculaires des molécules des liquides en les dilatant, accroissant la répulsion mutuelle des molécules gazeuses (ou plutôt le mouvement pérmanent des molécules gazeuses, suivant l’ingénieuse conception de M. Krônig, qui fait disparaître l’idée de répulsion , qui est pèu satisfaisante, et permet de comprendre comment une .dilatation de gaz qui ne produit pas de travail n'est pas accompagnée de refroidissement), s’explique d’une manière satisfaisante en admettant des mouvements moléculaires.

On en revient ainsi à la définition de Newton qui pensait que la chaleur consiste en un petit mouvement vibratoire des molécules des corps, susceptible d’être communiqué par les ondulations de l'éther.

La différence entre la chaleur et le travail mécanique serait donc surtout celle qui existe entre le mouvement de molécules et le mouvement d’une masse; et la métamorphose de l’un dans l'autre une communication, d'après les lois de la mécanique, pendant laquelle le mouvement passe de la masse dans les molécules, ou inversement.

Nous voyons s’accomplir sous nos yeux des métamorphoses analogues du mouvement. Les sons du violon et du piano sont le résultat du mouvement vibratoire particulier des cordes produit en agissant sur la masse de la corde au moyen d’un archet ou d’un marteau. Par un changement inverse, quand, après un coup de canon , les oscillations de l’air cassent nos vi-

tres, c’est que le mouvement a passé des molécules de la poudre A la masse de l’air.

1 a travail mécanique (dont on trouve la source principale dans la pesanteur, dans l’attraction terrestre qui produit les chutes d’eau par exemple) et la chaleur ne sont pas, on le sait, les seules puissances qui jouent un grand rôle dans la nature. La lumière, l’électricité», le magnétisme, les forces chimiques, les cohésions moléculaires , ne leur cèdent pas en importance. Chacun de ces agents produit des effets particuliers qui le caractérisent, et qui ont précisément amené le physicien A reconnaître l’existence de tant de forces diverses; niais A côté de ces effets caractéristiques, il s'en manifeste d’autres, qui appartiennent à des agents différents, comme de la chaleur et de la lumière dans les actions chimiques et dans les phénomènes électriques et magnétiques, et réciproquement des phénomènes électriques avec de la chaleur et la lumière , ou des combinaisons et des décompositions chimiques avec de la lumière et de l’électricité. Dans l'état actuel des sciences naturelles, nous ne pouvons plus considérer^ de tels effets comme hétérogènes ou secondaires; nous devons, au contraire, les considérer comme le résultat d'une corrélation qui existe entre ees forces, d’une métamorphose possible , d'après une loi d'équivalence. Nous allons même voir qu’elles se ramènent & l’équivalence du travail mécanique et de la chaleur, autour de laquelle roule toute la question de permanence des autres forces naturelles.

La lumière cl la chaleur rayonnante sont de même nature : toutes deux se propagent par les vibrations de l’éther. Les vibrations lumineuses, même celles qui sont trop faibles pour impressionner notre organe visuel , propagent aussi de la chaleur, et les vibra lions calorifiques deviennent lumineuses quand elles ont une intensité suffisante. La lumière n'est donc qu’une seconde perception, à l’aide du sens de la vue, du phénomène calorifique, quand il se produit d'une certaine manière , et il n’y a pas à établir une loi nouvelle d’équivalence.

L’éleclricité peut produire h volonté du travail mécanique , ou de [a chaleur, ou des décompositions chimiques. Elle-même est produite par une action chimique, par l’oxydation du zinc le plus souvent.

Le progrès des sciences a conduit récemment à établir d’une manière très-satisfaisante l'équivalence de la chaleur et de l’électricité, cl par suite du travail mécanique qui ne peut évidemment différer de celui qui correspond à la chaleur équivalente à l’électricité. L’expérience