CHAPITRE V

Sommaire : De renregistrement des phénomènes naturels. — Principe des appareils de M. A. Redier. — baromètre, thermomètre sec et humide, pluviomètre, anémomètre, électromètre enregistreurs. — Bascule physiologique. — Applications des enregistreurs à la physiologie et à la chimie agricoles.

111. — Importance des appareils enregistreurs. — Les phéno* mènes météorologiques exercent, comme nous l'avons vu, un rôle des plus considérables sur la végétation. En dehors de Faction directe des agents atmosphériques sur la nutrition des plantes, dont l'étude offre un intérêt si puissant au physiologiste, la connaissance et surtout la prévision des changements brusques qui surviennent dans l'atmosphère a pour le praticien une importance capitale. Si le cultivateur est informé 24 ou 36 heures à l'avance des modifications de température ou de pression qui peuvent survenir, il prendra ses précautions pouf rentrer ses récoltes coupées, afin de les soustraire à la pluie ou au froid ; il devancei*a ou retardera de quelques jours, suivant les cas, l'époque qu'il avait fixée pour la moisson, la fenaison, l'arrachage des pommes de terre et des betteraves, la vendange, etc*.*. Le service des avertissements, établi depuis quelques années à l'étranger, créé en France par Le Verrier, et placé aujourd'hui SOU& l'habile direction de M. E. Mascait, est donc appelé à rendre les plus grands services à l'agriculture, en fournissant du même coup, à la science, des données précieuses pour l'étude des questions si obscures encore que soulèvent la physique du globe et la physiologie végétale. L'État, les départements, les communes, les associations agricoles, les particuliers, tout le monde, en un mot.

[ doit concourir, dans sa sphère d'action, au développement des sta-

f tions météorologiques.

Jusqu'ici, les observations météorologiques ont été faites, presque partout, à Taide d'instruments dont la lecture a lieu deux, trois ou quatre fois par jour, et les moyennes obtenues ont servi à établir la climatologie d'une région. Cette méthode est loin de conduire à des indications rigoureuses sur les variations de température, d'état hygrométrique et de pression des lieux où Ton fait les observations. La mobilité des phénomènes atmosphériques, les changements incessants qui les caractérisent ne sont pas traduits numériquement par des observations faites à des heures déterminées : celles-ci ne peuvent, en effet, nous donner d'indications; même approchées , sur les phénomènes, en dehors du moment précis où on les observe. Très-utiles pour indiquer la marche générale de la pression barométrique, de la température et de Thumidité de Tair, elles nous laissent dans une ignorance complète sur la continuité des phénomènes météorologiques et sur les écarts qu'ils présentent à un moment donné.

L'invention des appareils dits enregistreurs, devenus entre les mains de M. A. Redier des instruments d'une précision qui n'avait jamais été atteinte jusqu'ici, a doté la météorologie, l'industrie et la science de moyens d'étude des plus précieux, en ce qu'ils les mettent en possession de témoins constants et fidèles des moindres changements survenus dans les phénomènes qu'ils enregistrent automatiquement. L'avenir de la météorologie, en particuhér, me paraît lié à l'application de cette nouvelle méthode d'observation à tous les phénomènes dont elle s'occupe : udométrie, température, pression, vents, électricité atmosphérique, etc. Je crois donc utile de faire connaître, d'une manière suffisante pour en donner une idée nette, les appareils imaginés et construits par M. A. Redier, auquel ses remarquables travaux ont valu un grand prix à l'Exposition universelle de 1878. J'emprunterai à une notice pubUée par cet inventeur, aussi ingénieux dans la conception qu'habile dans l'exécution, les traits principaux des descriptions qui vont suivre ; j'aurai aussi très-largement recours au remarquable rapport présenté à la Société d'encouragement pour l'industrie nationale, par M. le colonel Goulier.

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lia.— Principe des enreglstreiirB A. Redier. — Enregistrer un phénomène physique, chimique ou physiologique, c'est tracer, à l'aide d'un appareil automatique, sur des bandes de papier, des courbes dont les abscisses sont proportionnelles aux temps écoulés, et dont les ordonnées sont, à chaque instant, proportionnelles à la grandeur du phénomène.

Dans tous les appareils de M. Redier, le moteur principal, essentiel, est I'ari)re d'un train difiërentiel entraîné par les barillets de deux forts ressorts d'horlogerie qui se déroulent en sens inverse quand l'appareil directeur leur en laisse la libellé.

Tig. IS. — Tnln dUHnattel de A. Reâltn

La figure 15 représente cette pièce. Le mouvement d'horlogerie est muni de deux moteurs M et N ; le moteur M est terminé par un échappement de chronomètre, «t le rouage N par un petit volant très-délicat qui tourne avec une grande rapidité (V. /î^. 17, E, V), Ces deux mouvements sont reliés entre eux par un train différentiel RR'S. La satelhte S entraîne (par la roue Y) l'axe A, qui porte d'un côté la poulie P, sur laquelle s'enroule la corde qui mène le crayon, et de l'autre côté un pignon E, qui engrène avec la roue D {fig. 17) du thermomètre ou du baromètre. Ces deux rouages sont calculés

de façon que, la vitesse du moteur M étant 1, celle du moteur N soit ±

Dans ce train différentiel, comme on le voit, l'arbre principal porte , fixé perpendiculairement à sa direction , un second arbre autour duquel tourne une roue satellite conique S, comme une roue de voiture autour de la fusée de son essieu. Cette roue satellite est comprise entre deux disques qui peuvent tourner librement autour de Tarbre principal. Chacun de ces disques porte d'ailleurs ime double denture : d'abord une denture conique, entaillée sur sa base, et qui engrène avec la roue satellite ; puis une seconde denture, taillée sur sa tranche, et par laquelle il engrène avec une couronne dentée entourant la base de l'un des barillets et faisant coi^ps avec lui. *

Il résulte de ces dispositions que, lorsqu'un des barillets reste fixe, si l'autre a la liberté de tourner, il communique sa rotation au disque avec lequel il engrène, et celui-ci entraîne, dans son mouvement, la roue satellite sur laquelle il roule et qui roule elle-même sur la denture conique du second disque fixe. Si le second barillet tourne seul, c'est ce second disque qui fait rouler la roue satellite, mais cette fois en sens inverse de celle de l'autre. Or, l'arbre de la roue satellite le suit dans son roulement, et, comme il est fixé perpendiculairement sur l'arbre du train différentiel , il agit sur cet arbre, comme le bras d'un manège, pour le faire tourner, soit à droite, soit à gauche, selon que la liberté de tourner est donnée à l'un ou à l'autre des deux barillets.

On peut remarquer que le mouvement de rotation de l'arbre du train serait encore obtenu si les deux barillets tournaient à la fois, mais avec des vitesses différentes ; le tour de la rotation et même la vitesse de l'arbre des trains seraient alors déterminés par l'excès de la vitesse de l'un des barillets sur celle de l'autre.

C'est l'arbre différentiel qui, dans les enregistreurs, commande le mouvement du crayon. .Maintenant que nous connaissons le principe de l'appareil, examinons ses applications à l'enregistrement des divers phénomènes météorologiques.

113. — Thermomètre emregistreur. — Le thermomètre de M. A. Redier est un tube en acier de 70 centimètres de longueur, A (fig. 16), de 22 millimètres de diamètre et de 3 millimètres d'épaisseur. Dans

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ce cylindre est placé ud second tube en zinc de même longueur et un peu moins épais (c'est une disposition aiialo^e à celle du pendule à gril). La différence de dilatation des deux métaux sert à Taire marcher l'aiguille dont nous indiquerons tout à l'heure l'emploi. Voici h description de l'ensemble de l'appareil :

FI», le. — Tblraamèlra cnreglslreu.

La figure 16 représente le thermomètre proprement dit : un lubo extérieur en acier A porte une roue dentée D, sur laquelle se trouve monté le premier mécanisme multiplicateur du thermomètre ; à l'intérieur de ce tube A est un tube de zinc m, s'ajustant bien dans l'intérieur du tube d'acier, de manière à ne laisser aucun vide entre les deux. Ces deux tubes sont attachés l'un à l'autre par l'extrémité P, qui porte d'aiUeurs un pivot qui doit les maintenir horizontalement iur un support enfer.

Nous avons donné pl^ haut les dimensions des deux tubes. Le tube de zinc z porte à sa partie supérieure un plateau L, sur lequel est fixé un petit chariot y; ce chariot est muni d'un petit doigt terminé par une pointe émoussée que l'on peut déplacer au moyen du bouton mollelé B.

Ce doigt agit sur une petite palette X. mobile autour de deux points fixes, et transmet ainsi, au moyen d'un mécanisme très-simple, l'allongement produit par la dilatation à l'aiguille A, qui fait partie de l'ensemble du mouvement monté sur le tube d'acier. L'aiguille A

est terminée par un petit crochet C. Cette partie de Tenregistreur, représentée par la figure 16, est montée sur une platine en regard d'un double mouvement d'horlogerie et disposée de telle sorte qu'elle puisse traverser à droite et à gauche le tube extérieur d'acier A servant de pivot. J'ai donné plus liaut la description du train différentiel, je n'y reviens pas.

Voyons maintenant ce qui se passe en supposant la température constante. Le crochet C de l'aiguille A (fig. 46), arrête le petit volant V; l'échappement E du rouage M, qui marche toujours, va faire tourner la grande roue D, qui porte le thermomètre, de gauche à droite; l'aiguille A va suivre le mouvement et dégagera le volant V; ce volant, une fois Ubre, comme la vitesse est 2, celle de l'échappement étant 1, tendra à faire tourner la roue D de droite à gauche jusqu'au moment où l'aiguille A viendra se raccrocher de nouveau ; les choses recommenceront alors comme précédemment, et comme la poulie P fait le même mouvement que la roue, le crayon tracera sur le papier, si, bien entendu, la température reste constante, une ligne droite paraissant continue, mais qui sera formée d'une série de zigzags très-fins.

Ce mouvement d'oscillation constant a une grande importance au point de vue de la sensibilité de l'instrument ; il supprime, en effet, le frottement au départ et met l'instrument toujours en état de saisir, sans perte de temps, le moindre changement de position de l'aiguille A. *

Si la température varie, si elle augmente, par exemple, le volant V restera accroché pendant un temps plus ou moins long, temps qui sera proportionnel au changement de température ; et comme l'échappement E, tout en ramenant la roue D de gauche à droite, pour décrocher le volant, fait aussi tourner la poulie P, cette poulie tournera d'un angle proportionnel à celui que le changement de température aura fait faire à l'aiguille A.

L'effet inverse se produirait si la température s'abaissait. Le crayon K se meut sur un cylindre CC, sur lequel le papier 1 1 est enroulé, le chronomètre R règle la marche de ce cyUndre à une vitesse de 4 millimètres à l'heure.

L'instrument thermométrique proprement dit peut se placer à

une distance suffisante du mur pour éviter les causes d'erreur qui proviendraient du voisinage des objets environnants. Le mécanisme étant à l'intérieur de la salle d'observation, il suffit, en efTel, de donner au tube extérieur d'acier A une longueur suffisante, le tube de zinc gardant sa longueur de 70 centimètres. On rapporte à l'extrémité libre de ce dernier un tube d'acier ; toute cette nouvelle

partie, étant de même nature que le tube extérieur, n'agit pas sur l'appareil thermométrique.

Le tube extérieur est nickelé ou platiné de manière à éviter l'oxydation qui pourrait se produire par son séjour à l'air extérieur. On

peut aussi faire de cet instrument un thermomètre mouillé ; il sulBt pour cela d'entourer le tube d'acier de mousseline comme un psycliromètre ordinaire. Cette dernière disposition sera surtout commode lorsque M. Redier aura réalisé un perfectionnement consistant à trouver un système qui permette d'obtenir des courbes représentant la moyenne journalière d'une observation.

Tel est dans son ensemble le thermomètre enregistreur. Si nous l'examinons dans les détails, nous trouvons en ce qui concerne la sensibilité de l'appareil les résultats suivants : en nombres ronds, la différence de dilatation entre l'acier et le zinc , pour un mètre de longueur et pour un écart. de 400 degrés, est de 2 millimètres. Les deux tubes n'ayant que 70 centimètres de longueur, la différence de dilatation se réduit à 4 "",4, soit, pour un degré de température, 14 millièmes de millimètre. Ces 14 millièmes de millimètre sont représentés par 5 millimètres sur le tracé automatique, par suite des appareils multiplicateurs. On peut donc apprécier aisément, sur la courbe, un cinquième de degré.

La figure 47 représente dans son ensemble le thermomètre enregistreur vu de face :

M, N, double rouage d'horlogerie ;

E, échappement réglant le rouage H; V, volant réglant le rouage N;

Y, grande roue montée sur Taxe du train différentiel;

P, poulie montée sur un axe conduit par la roue Y;

D, roue dentée portant le mécanisme multiplicateur du thermomètre et

montée sur le tube extérieur d'acier; À, aiguille à crochet; U, axe de l'aiguille A ; C, crochet de Taiguille A; B, bouton moUeté servant à régler la course du thermomètre ;

F, corde enroulée sur la poulie P et qui entraine le crayon K ;

R, Rouage d'horlogerie conduisant le cylindre CC à raison de 4 millimètres à l'heure ; II, papier quadrillé enroulé sur le cylindre CC; K, por^e-crayon et crayon traçant la courbe sur le papier; Q, poids tendeur du crayon.

Le maniement de cet instrument ne présente aucune difficulté. Les rouages MN et R doivent être remontés tous les quatre ou cinq jours.

La ligure 18 représente une courbe obtenue, dans une journée du mois d'août 1877, par le thermomètre enregistreur.

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