ÉBULLITION

EBULLITION

tion par l'air est encore suspendue et d'ailleurs le véhicule fait défaut. Il faut de l'eau, mais il faut aussi de l'air dans le sol, comme il lui faut encore des produits organiques oxydables et des substances minérales que la plante réclame : ce qu'on nomme engrais, amendements.

Dans les pays de médiocre lumière solaire, comme le nord et le nord-ouest de la France, les terres doivent être riches en engrais : l'eau aspirée par les racines doit être d'autant plus chargée de matières alimentaires que sa circulation dans la plante est moins fortement excitée par la lumière: l'irrigation y produit cependant encore d'excellents effets. Dans les pays à ciel clair et à vive lumière, l'eau peut être proportionnellement moins riche quand elle ne fait pas défaut ; mais comme elle traverse la plante en quantités considérables, la somme de matières qu'elle lui fournit après les avoir enlevées au sol est elle-même très forte. Là, il faut de l'eau d'abord et beaucoup ; il faut ensuite beaucoup d'engrais pour obtenir de grandes récoltes en conservant la fertilité du sol.

D'après un rapport de M. Barrai au ministre de l'agriculture, le produit brut des terres arrosées est, dans les Bouches-du-Rhône, de 1500 à 3500 francs à l'hectare, au lieu de 200 àooO ou 600 francs à peine pour les meilleures terres qui n'ont pas l'avantage de l'irrigation. Le revenu net de l'hectare des terres arrosées est, tous frais payés, de 200 i\ 500 francs et même davantage, souvent quintuple de celui des terres similaires non arrosées. La valeur de la propriété s'accroît dans une proportion analogue par le fait de l'introduction des irrigations. Même dans nos pays du nord, les agriculteurs savent combien les terres de labour gagnent à être transformées en prairies permanentes ; et un judicieux emploi des eaux pluviales et des eaux courantes, inutiles ou nuisibles en hiver par leur excès, rendrait cette transformation possible sur une grande partie du territoire. Là où l'irrigation n'est pas pratiquée ni praticable, les plantes ne vivent que de l'eau des pluies, et comme dui-ant la période d'activité de la végétation les pluies sont insuffisantes pour leurs besoins, les récoltes puisent dans les réserves du sol le complément qu'elles y peuvent trouver. Il importe d'accroître ces réserves en augmentant par dos labours profonds l'épaisseur de la couche arable qui les fournit. On accroît ainsi en même temps le cube de la terre qui concourt à l'alimentation minérale de la plante. Mais on commettrait une grave erreur si l'on supposait que ce moyen peut suffire à lui seul. En augmentant le produit des récoltes, on accroît la somme des matières fertilisantes qu'on lui enlève chaque année, et on arriverait à l'épuisement si on ne lui restituait ces matières par des engrais plus abondants. [Marié-Davy.]

EAUX MÉTÉORIQUES. —Météorologie, VII-IX.

— Eaux du ciel, provenant des pluies, neiges, grêles, etc. (V. Pluies, Orages).

ÉBULLITION. — Physique, XVIIL — L'ébullition est la transformation d'un liquide en vapeur, s'eflectuant tumultueusement au milieu môme du liquide et sous forme de bulles plus ou moins grosses qui montent et viennent crever à la surlace. Quand on place sur le feu un vase de verre contenant de l'eau où plonge un thermomètre, le vase s'échauffe, transmet la chaleur à son contenu, et la température du liquide s'élève peu à peu. Il s'établit dans l'eau un mouvement d'ascension des parties plus chaudes et plus légères, de descente des parties plus froides et plus lourdes, dos courants qu/ répartissent la chaleur et que l'on met en évidence en jetant dans l'eau un peu de sciure de bois. On voit bientôt se former au fond du ballon des bulles de vapeur qui montent à travers le liquide et se condensent sans atteindre la surface; elles rencontrent des couches d'eau de moins en

moins chaudes, dont elles prennent la température, et leur disparition produit un frémissement, une agitation du liquide qui fait dire que l'eau chante. Le thermomètre accuse une température croissante. En même temps, les bulles formées au fond montent plus haut, se renouvellent sans cesse, et quand elles viennent crever à la surface, le mouvement est tumultueux, le liquide bout. La vapeur, en arrivant dans l'atmosphère plus froide qu'elle, repasse à l'état liquide et forme au-dessus du vase un nuage blanchâtre de gouttelettes excessivement fines qui se répandent dans l'air.

Si on observe le thermomètre, on constate que tout le temps de l'ébuUition, il reste absolument stationnaire, quelle que puisse être d'ailleurs l'ardeur du foyer. Et si on recommence plusieurs fois l'expérience avec le même liquide en se plaçant dans les mêmes conditions, on retrouve toujours la même température d'ébullition.

Pour les différents liquides, cette température change ; elle varie beaucoup de l'un à l'autre; ainsi, le mercure, pour bouillir, exige une température supérieure à celle de la fusion du plomb ; tandis que la chaleur de la main suffit presque pour faire bouillir l'éther, et que l'acide sulfureux liquide entre en ébullition au contact d'un morceau de glace. La température constante à laquelle un liquide bout sous la pression barométrique de 760 millimètres s'appelle le point d'ébullition. ■Voici ce point pour certains liquides bien connus:

Acide sulfureux — 10°

Éther ordinaire -\- 37°

Sulfure de carbone 47»

Alcool de bois 63"

(Chloroforme 63°

Alcool de vin 79°

Benzine 80°

Acide azotique concentré 86"

Eau 100°

Essence de térébenthine 157°

Acide sulfurique 325°

Huile de lin 316o

Mercure 3(iO'

Soufre 440°

Influence de la pression sur le point d'ébullition. — Parmi les conditions qui influent sur la température à laquelle se fait lébullition, la plus importante est la pression que supporte la surface du liquide. Les bulles de vapeur, pour se dégager, ont à vaincre la résistance de l'air ; il faut donc que leur force élastique soit égale à la pression de l'atmosphère qui surmonte le liquide. Il est alors évident que si la résistance de l'air ambiant augmente, l'ébuUition sera plus difficile, exigera une température plus élevée ; tandis que si la résistance diminue. l'ébuUition rendue plus facile nécessitera une température moindre. Il semble donc qu'on puisse faire bouillir l'eau à toutes les températures au-dessous de 100», son point d'ébullition sous la pression normale, si on diminue assez la pression de l'air ambiant, et à toutes les températures au-dessus de 100°, en rendant la pression de l'air ambiant supérieure à celle do l'atmosphère. C'est ce que l'expérience vérifie pleinemerit.

1. Ébullition sous des pressions faibles. — Si l'on dispose d'une pompe pneumatique, il est facile de montrer que la raréfaction do l'air favorise et avance l'ébuUition. On place sous la cloche de la machine un long vase contenant de l'eau, puis on fait le vide ; quand la pression de l'air dans la cloche est devenue assez faible pour ne plus dépasser la force élastique que prend spontanément la vapeur, le liquide se met à bouillir comme s'il était sur des charbons ardents, bien qu'il soit à la température ordinaire.

EBULLITION

Si l'on n'a pas de machine pneumatique, on démontre le même fait par l'expérience suivante aussi simple que frappante :

On fait bouillir de l'eau dans un ballon à long col de manière à, chasser, par la vapeur qui se dégage, l'air que contient le ballon. On le ferme avec un bon bouchon ; on le renverse, le col en bas, en le supportant convenablement et en faisant plonger l'ouverture fermée dans un verre plein d'eau, afin d'empêcher l'air extérieur de rentrer dans le ballon. Si alors on verse de l'eau froide sur le haut du ballon, l'ébullition se produit tumultueuse à l'intérieur par des bulles qui prennent naissance dans la masse du liquide et en soulèvent vivement la surface ; et ce phénomène se reproduit par toutes les additions d'eau froide sur le ballon tant que celui-ci n'est pas arrivé à la température ambiante. C'est une contradiction avec nos idées habituelles, de recourir au refroidissement pour produire l'ébullition. L'explication en est simple : l'air ayant été chassé du vase, il n'y a au-dessus du liquide que de la vapeur ; si on la refroidit, une partie se condense, la pression diminue, et l'ébullition 5e trouve favorisée. Quand elle se produit vivement , on peut la faire cesser si l'on jette de l'eau chaude sur le ballon ; celle-ci en effet, au lieu de condenser la vapeur intérieure qui est l'atmosphère du liquide bouillant, en favorise le développement, augmente sa pression au lieu de la diminuer.

Sur une haute montagne, l'ébullition de l'eau a lieu à une température plus basse que dans la plaine. Ce fait s'explique facilement, puisque la pression diminue à mesure qu'on s'élève dans l'atmosphère. Ainsi, aux bains du mont Dore, à 1040 mètres d'altitude, l'eau bouta 90° ; à l'hospice du Saint-Gothard, à 2075 mètres, elle bout à 92° ; au sommet du mont Blanc, à 4800 mètres, l'ébullition se fait à 84".

Comme le point d'ébullition de l'eau dépend de la pression que supporte le liquide, il peut servir à mesurer cette pression. Si donc on a constaté dans deux expériences la température à laquelle l'eau bout à la base et au sommet d'une montagne, on en déduira la différence des pressions et la hauteur de la montagne, comme on aurait pu l'avoir par le baromètre. Mais pour servir à des observations de ce genre, le thermomètre doit accuser de petites fractions de degrés aux abords de son point 100, car pour une différence de niveau de 10 mètres, le point d'ébullition ne baisse que de 1/27 de degré.

La facilité de l'ébullition sous des pressions faibles est mise à profit dans l'industrie, quand il faut vaporiser prompicment certains liquides, comme les jus sucrés qu'un trop long contact avec une source de chaleur pourrait altérer.

2. Ehullition sous de fortes pressions. — Pour retarder l'ébullition, il suffit d'augmenter la pression au-dessus de la surface du liquide. On se sert dans ce cas de la vapeur elle-même ; au lieu d'opérer dans un vase ouvert où l'eau n'atteindrait qu'une température de 100", on chauffe l'eau dans un vase fermé ; alors les vapeurs accumulées dans la partie supérieure du vase exercent sur le liquide une pression qui augmente avec la température et qui retarde l'ébullition. Il faut nécessairement que la paroi du vase soit assez forte pour résister à cette pression croissante. Celui qu'on emploie dans les cabinets de physique porte le nom de marmite de Papin. C'est un vase en bronze, à parois épaisses, que l'on ferme par un couvercle solidement fixé, après avoir mis de l'eau dedans. Ce couvercle porte une ouverture fermée d'une petite plaque supportant un poids. C'est une soupape de sûreté que la vapeur peut ouvrir pour s'échapper quand sa force élastique devient capable de soulever le poids. On peut porter l'eau

dans cet appareil à des températures bien supérieures à 100°; à 123°, si la soupape supporte un poids correspondant ;\ 2 atmosphères; à 180°, si les parois peuvent supporter une pression de 10 atmosphères. On a même pu, dans une marmite assez résistante, chaufl'er assez l'eau pour y fondre de l'étain ; il fallait pour cela une température de 230° qui correspond à une pression de 27 atmosphères.

L'industrie emploie aujourd'hui beaucoup d'appareils de ce genre pour y soumettre des substances à l'action de la vapeur d'eau très chaude ; tous sont munis d'une soupape de siireté que la vapeur peut soulever pour s'échapper avant que sa force soit devenue assez grande pour briser les parois qui la contiennent.

Autres influenxes qui modifient l'ébullition. — C'est d'abord la ?tature du vase. L'eau bout plus facilement et avec plus de régularité dans un vase métallique que dans un vase de verre. Cela tient probablement à l'adhérence plus ou moins grande du liquide aux parois du vase, qui gêne plus ou moins la formation des bulles de vapeur. Une expérience due à Gay-Lussac vient appuyer cette hypothèse : on fait bouillir de l'eau dans un ballon de verre, et quand elle bout, on retire le vase du feu; l'ébullition s'arrête; mais si on projette dans le liquide une pincée de limaille de fer, l'ébullition reprend aussitôt.

L'adhérence de l'acide sulfurique pour le verre explique les soubresauts qui se produisent dans l'ébullition de ce liquide et qui en font une opération irrégulière et dangereuse; de petits morceaux de ponce ou des fils de platine mêlés à l'acide favorisent la formation des bulles de vapeur, et rendent l'ébullition aussi régulière que l'est celle de l'eau.

Une autre influence est celle des substances dissoutes dans l'eau, qui en retardent l'ébullition ; ainsi l'eau de mer ne bout qu'à 104°; à 108°, si elle est saturée de sel. Tandis que quand c'est de l'air que l'eau tient en dissolution, l'ébullition est favorisée ; de l'eau complètement privée d'air a pu être portée jusqu'à l35o sans bouillir.

Applications- — La constance de la température d'ébullition tant que la pression ne change pas a servi pour déterminer l'un des points fixes du thermomètre. Elle est appliquée souvent quand on veut maintenir un corps à une température invariable ou ne pas le chauffer au-delà d'une certaine hmite. Il suffit de le plonger dans L'eau, si celle-ci ne doit pas l'altérer, ou de le placer dans un vase plongeant dans de la vapeur d'eau bouillante ou dans de l'eau que l'on fait bouillir; c'est le principe du bain-marie, que l'on applique comme mode de chauffage pour toutes les substances que la chaleur directe pourrait altérer.

L'application la plus fréquente est la distillation.

Distillation. — Son but est de séparer un liquide des solides qu'il a dissous, comme l'eau des sels qu'elle contient pour obtenir l'eau pure ; ou bien deux liquides dont les points d'ébullition sont différents, comme l'alcool des corps avec lesquels il est mélangé dans le vin. Elle consiste essentiellement à faire bouillir le liquide, ou l'élément le plus volatil, pour le réduire en vapeur, et à faire repasser celles-ci à l'état liquide. Tout appareil distillatoire se composera donc de deux parties : une pour chauffer le mélange, c'est la cornue ou la chaudière ; l'autre pour recevoir la vapeur et la ramener en liquide, c'est le réfrigérant ou condenseur.

Pour condenser le plus possible de vapeur, on la fait circuler dans un tube long, contourné en spirale^ et qu'à cause de sa forme on nomme serpentin. Comme la vapeur a beaucoup de chaleur à perdre, le refroidissement par son passage dans un

EGHASSIERS

serpentin en contact avec l'air ambiant serait absolument insuffisant et de peu de durée ; aussi plonget-on le serpentin dans un vase où l'eau froide peut se renouveler avant d'être chaude, cette eau suivant dans son trajet une marche inverse à celle do la vapeur. L'ensemble d'un appareil porte le nom A'alambic; il sert à distiller l'eau, l'alcool, les essences et un grand nombre d'autres liquides.

Expériences- — Faire bouillir de l'éther, y plonger un thermomètre pour constater son point d'ébuUition.

Constater le point d'ébuUition do deux mélanges difiërents d'alcool et d'eau.

Faire bouillir de l'eau un jour où le baromètre est bas, où il marque par exemple 745, et constater que le thermomètre marque à peine 99.

S'assurer que, quelle que soit l'ardeur du foyer, la température reste constante pendant l'ébullit.ion; que dans un bain-marie à l'eau, la température du vase intérieur n'excédera pas 100°; que si on remplace l'eau par l'huile, on pourra atteindre une température constante de plus de 300°.

Distiller du vin pour chercher dans le liquide recueilli la proportion d'alcool qui y est contenu. S'assurer que tout l'alcool a passé à la distillation quand on a recueilli la moitié du liquide au réfrigérant. [Haraucourt.J

ÉCHASSIERS. —Zoologie, XVIII. — Les Echassiers sont des oiseaux aux formes généralement élancées, presque toujours montés sur de longues jambes, de véritables cc/nisses, qui sont dénudées, sauf dans la partie immédiatement contigue à l'abdomen, et qui se terminent par des doigts grêles souvent réunis les uns aux autres ou bordés par une membrane. Grâce à cette organisation, les Echassiers peuvent courir avec rapidité sur le sable des rivages, traverser, sans mouiller leurs plumes, les ruisseaux et les marais, ou, quand la mer est basse, se livrer à la pêche des mollusques et des petits crustacés. En revanche, ces oiseaux ne perchent, pour la plupart, qu'avec beaucoup de difficulté. Leurs ailes sont assez développées pour qu'ils puissent traverser les airs d'un vol soutenu, et même exécuter des migrations lointaines. Quand ils volent, leurs pattes, au lieu d'être repliées sous le ventre comme chez les autres oiseaux, sont généralement étendues en arrière, pour faire contre-poids à la partie antérieure du corps. Celle-ci est en effet généralement allongée, et la tête est portée sur un cou mince et flexible, dont les dimensions sont calculées de telle sorte que l'animal, sans se baisser, peut facilement prendre sa nourriture. Le bec varie beaucoup de forme : il est large et aplati chez les Spatules, excavé en cuiller chez les Flammants, recourbé vers le haut chez les Avocettes, ou vers le bas chez les Ibis, long et droit chez les Bécasses, avec une extrémité renflée et criblée de trous comme un dé à coudre, de forme conique et h pointe acérée chez les Hérons et chez les Grues, etc. Quant au plumage, il n'offre en général que des couleurs ternes, du brun, du noir, du gris et du blanc ; quelques Ibis, cependant, ainsi que les Flammants et les Agamis, se font remarquer par une livrée somptueuse, d'un rouge éclatant, d'un rose vif, ou d'un vert métallique.

De caractère triste et d'humeur sauvage, les Echassiers ne sont guère susceptibles d'éducation, et ne montrent qu'une intelligence assez médiocre. Aussi sont-ils peu recherchés comme oiseaux de volière ou de basse cour : en revanche, plusieurs d'entre eux, les Râles, les Pluviers, les Bécasses, sont fort estimés comme gibier.

Les Echassiers sont répandus sur toute la surface du globe : mais les Hérons, les Grues, les Cigognes et les Ibis se trouvent principalement dans les contrées chaudes et tempérées, tandis que les Pluviers, les Chevaliers et les Combattants remon-

tent volontiers jusque sous les latitudes boréales. Ils ont été divisés par Cuvier en 5 groupes principaux, savoir :

1° Les Pressi7'0stres, à bec médiocre, h. jambes longues et munies seulement de trois doigts, le pouce étant atrophié ou ne touchant pas le sol. Dans ce groupe se placent les Outar les, qui étaient jadis fort communes dans les plaines do l'est et du centre de la France^; les Pluviers, dont les uns, comme le Pluvier doré, ont le plumage moucheté de brun et de jaune, tandis que les autres, comme le Pluvier à collier, portent sur la poitrine une écharpe brune ; les Vanneaux, à la tête ornée d'une huppe élégante, au manteau vert et pourpre ; les Huilriers, au bec et aux pieds rouges, à la livrée pie, etc.

2° Les Cultrirostres, dont le bec est robuste et tranchant sur les bords, et dont le pouce est assez développé pour toucher le sol : ils comprennent les Cigognes, qui nichent en grand nombre sur les cheminées des villes d'Alsace, les Hérons, les Bec-Ouvert, etc.

3" Les Lo?igirostres, au bec grêle, faible, au pouce court ou même complètement avorté. Parmi eux sont les Courlis, les Ibis vénérés des Egyptiens, les Bécasses si recherchées des chasseurs, les Comba liants, dont le col est orné chez les mâles d'une fraise de plumes, les Mies, qui se coulent avec une prestesse singulière parmi les herbes des marécages, etc.

4° Les Macrodactyles ; ils sont, comme l'indique le nom qu'ils portent et qui est tiré de deux mots grecs, pourvus de doigts démesurément longs, etsouvent bordés de membranes découpées, ce qui leur permet de courir facilement sur la vase et sur les herbes des marais. Les Porphyrions ou Poules- Sullanes, au plumage azuré, et les Foulques, à la livrée sombre, rentrent dans ce groupe.

5° Les Urévipeûies ou Coureurs, dont les naturalistes modernes font un ordre à part.

Enfin, dans l'ancienne classification, on plaçait à la fin des Echassiers les Flammants ou Phœnicoptères, qui doivent probablement être plutôt rapprochés des Palmipèdes, ayant comme ces derniers les pieds complètement palmés et le bec muni de lamelles membraneuses.

Les Brévipennes ou Coureurs, que tous les naturalistes sont d'accord maintenant pour ranger dans un ordre h part, se distinguent des Echassiers par l'ensemble de leur organisation, et ne leur ressemblent guère que par l'allongement de leurs membres postérieurs. Les membres antérieurs au contraire, qui chez les Echassiers, comme chez la plupart des oiseaux, sont transformés en ailes plus ou moins puissantes, sont ici presque entièrement atrophiés; aussi les Brévipennes ne peuvent-ils s'élever dans les airs, tandis qu'ils courent sur le sol avec une grande rapidité. Les plumes qui revêtent certaines parties du corps affectent la nature des poils ou des piquants, ou présentent une structure beaucoup plus simple que celle que l'on observe chez les autres oiseaux. Les Autruches, qui habitent les plaines sablonneuses de l'Afrique, les Na>idous, qui représentent les Autruches dans les steppes de l'Amérique, les Caso'u-s et les Emeux, qui sont dispersés à la Nouvelle-Guinée, dans le nord de l'Australie et dans quelques petites îles voisines, et les Aptéryx, qui vivent à la Nouvelle-Zélande, sont actuellement les seuls représentants de ce groupe, qui comptait jadis des animaux de taille colossale. Les Autruches et les Casoars, tout en étant inférieurs, sous le rapport des dimensions, aux espèces éteintes, atteignent cependant encore une grandeur remarquable, et sont pourvus de pattes robustes, admirablement conformées pour la course. La tête est petite chez l'Autruche et chez les Nandous, un peu plus grosse et surmontée d'un casque corné de forme variable chez les Ca-

ECLAIRAGE

soars : ces derniers ont en outre pour la plupart le cou dénudé et coloré de teintes plus ou moins vives. Les Aptéryx, beaucoup plus petits que les Casoars et les Autruches, diffèrent en outre de ces derniers par leur bec allongé comme celui d'une bécasse.

Les plumes d'autruche ont été depuisla plus haute antiquité l'objet d'un commerce important : mais jadis, pour se les procurer, on mettait h mort l'animal, ce qui amenait une diminution très rapide dans le nombre des représentants de l'espèce, tandis qu'aujourd'hui on a recours à une méthode beaucoup plus sage; on élève des autruches en domesticité dans le sud de l'Afrique et au cap de Bonne-Espérance, et on les soumet à une exploitation régulière. lE. Oustalet.J

ÉCLAIRAGE. — Quand la température d'un corps s'élève, il arrive un moment où il devient incandescent : il est alors lumineux. Si l'incandescence résulte de la constitution même du corps, si elle est permanente, comme cela a lieu pour le soleil et les étoiles, le corps est dit lumineux par luimême.

La lumière produite à la surface de ces corps se propage dans l'espace comme le son ; il y a des ondes lumineuses comme des ondes sonores. Si ces ondes lumineuses rencontrent un corps qui n'est pas lumineux par lui-même, une partie de la lumière est absorbée par le corps, une autre rebondit pour ainsi dire sur le corps et se remet en mouvement en sens contraire, comme si elle était émise par le corps lui-même : c'est le phénomène de la réflexion ; et le corps qui était obscur, c'est-à-dire invisible, semble être devenu lumineux lui-même, il devient visible, il est éclairé.

Le soleil, lumineux par lui-même, est la source naturelle de lumière qui éclaire les objets terrestres. Quand une partie de la terre cesse de recevoir cette lumière, elle est obscure ainsi que les objets qui sont à sa surface ; pour suppléer à cette lumière naturelle, il faut faire naître une lumière artificielle qui puisse éclairer et rendre visibles les corps. Les qualités qu'on devra chercher adonner à cette lumière artificielle seront celles de la lumière naturelle, de la lumière du jour . L'art de l'éclairage consiste à, chercher les procédés propres à produire une lumière artificielle se rapprochant le plus possible de celle du soleil.

Cet art s'est borné longtemps à des procédé» grossiers et insuffisants ; ce n'est qu'à la fin du dernier siècle que ces procédés se sont perfectionnés par l'introduction des appareils à double courant d'air. Comme pour un grand nombre de procédés industriels, le progrès, activé par le besoin de bien-être général résultant du nouvel état social, fut rapide, et les perfectionnements se succédèrent sans interruption.

Tous les procédés d'éclairage, à l'exception du plus récent, l'éclairage électrique, qui est encore à son début, consistent dans la combustion ignée (V. CombustioJi) d'un corps solide et plus généralement gazeux. Ces procédés exigent doac la picsence d'un corps combustible. Le corps comburant est généralement l'oxygène, fourni par l'air, qui en contient 21 parties, mélangées avec 79 d'azote, corps neutre qui ne peut que diminuer l'intensité de la lumière. Les corps combustibles employés sont en général des corps désignés sous le nom d'hydrocarbures, ce qui veut dire composés d'hydrogène et de carbone. Les hydrocarbures employés sont : 1° les différentes espèces d'huile : huile de colza, de navette, de noix, de baleine : 20 les graisses provenant du corps des animaux : on les désigne sous le nom de suifs ; modifiés, ilconstituent l'acide stéarique ; 3° les huiles dischiste, qu'on extrait d'un minerai; 4° les huiles de pétrole, qu'on trouve à l'état naturel dans le sol.

Dans les appareils anciens, on employait uniquement les huiles de graine ou de baleine et les suifs à l'état brut. Une mèche plongeait dans l'huile et le liquide, par la capillarité, montait jusqu'à un orifice où la mèche enflammée transformait l'huile en un produit gazeux plus ou moins riche en hydrogène. Ce gaz éminemment combustible brûle facilement, mais le charboiî mis en liberté ou celui produit par la mèche [brûlait très incomplètement ; par suite, la flamme devenait fuligineuse et peu éclairante ; déplus, la respiration et l'odorat étaient péniblement affectés par les produits de cette combustion incomplète.

La chandelle rentrait dans ce système. Elle présentait un grave inconvénient, c est que la mèche carbonisée et non brûlée a besoin d'être coupée fréquemment. Avec la bougie stéarique, formée de même avec un suif traité par la chaux, mais ayant une mèche tressée, on évite l'inconvénient" du mouchage de la chandelle. La bougie présente sur la chandelle un progrès considérable ; mais malgré l'abaissement de prix amené par le perfectionnement des procédés, ce mode d'éclairage rentre encore dans les éclairages de luxe. Il est bon de dire que cette industrie si importante aujourd'hui a été créée par deux savants français, ^LM. Gay-Lussac et Chevreul, qui prirent le premier brevet en Angleterre en juin 1825.

Argand, physicien et chimiste do Genève, substitua en 1182 aux mèches plates ou rondes, mais pleines, des anciennes lampes, des mèches cylindriques tissées au métier; ces mèches s'adaptaient à des griffes soudées à un tube mobile et cylindrique, glissant à l'aide d'une crémaillère le long d'un autre cylindre fixe, de manière à pouvoir à volonté faire monter ou descendre cette mèche. L'huile, fournie par un réservoir placé un peu au-dessus de l'orifice où brûle la mèche, l'alimente d'une façon constante par le principe du vase de Mariette. La mèche est entourée d'un double courant d'air, l'un intérieur au cylindre porte-mèche, l'autre extérieur : la combustion ainsi activée empêche le dépôt de charbon.

Un pharmacien français, Quinquet, modifia un peu la distribution de l'huile et adapta aux appareils une galerie extérieure sur laquelle on posa un verre cylindrique, qui régularisait et augmentait le courant d'air : par ce moyen une grande partie des produits non brûlés dans les anciens appareils l'étaient par le renouvellement plus rapide de l'oxygène ; de plus, les produits de la combustion étaient entraînés dans la partie supérieure de la chambre. Les progrès réalisés depuis dans toutes les lampes à huile n'ont eu pour but que la distribution plus régulière du combustible ; l'idée ingénieuse du bec Argand et du verre formant cheminée est restée dans l'application.

Les lampes à huile ont maintenant le réservoir au-dessous de la mèche; un mécanisme fait monter l'huile de manière à alimenter la mèche régulièrement, ce qui est très important pour la bonne (jualité de la lumière.

La lampe Carcel réalise toutes les conditions d'un éclairage excellent. L'huile monte au moyen d'un système do pompe mu par un mécanisme ; mais la délicatesse de l'appareil exige l'emploi d'huile bien épurée et demande un entretien mi- !mtieux. Aussi, tout en restant un type de ln-^iière ïilanche assez régulière pour qu'on puisse la prendre pour unité dans les expériences de photomérrie (mesure de l'intensité des lumières), cette iampe est d'un prix trop élevé et demande trop d'entretien pour se vulgariser.

La lampe modérateur, à ce point de vue, a été un grand progrès : sans avoir toutes les qualités de la lampe Carcel, elle donne une lumière blan- ■ •he régulière. L'huile, placée dans un réservoir inférieur, monte par un tube assez fin sous la près-

ÉCLAIRAGE

sion d'un piston poussé par un ressort en hélice ; la force du ressort diminuant à mesure que le piston descend, la force ascensionnelle de l'huile diminuerait également : on y obvie au moyen du jnodéi ateur, formé par une tige qui s'engage dans le tube de distribution et qui est fixée de laçon à descendre avec le piston. Au commencement delà détente, le modérateur empêche l'huile de monter avec autant de force, et dégage, au contraire, l'ouverture à la fin de la détente du ressort, et cela, progressivement, de façon à obtenir une alimentation régulière de la mèche. Cet appareil simple et à bon marché s'est promptement vulgarisé.

Depuis quelques années on a substitué, aux huiles ordinaires, l'huile de schiste et l'huile de pétrole.

L'huile de schiste s'extrait du schiste bitumineux que l'on trouve en assez grande quantité aux environs d'Autun. Cette ville est restée le centre de la fabrication de cette huile. Cet éclairage, par son bon marché et la blancheur de sa lumière, a eu un moment un certain succès à Paris ; mais l'odeur, ainsi que l'irrégularité de l'approvisionnement, en ont beaucoup restreint l'usage.

L'huile de pétrole, huile minérale naturelle qui nous vient des Etats-Unis, a pris à son tour une place importante dans l'éclairage, d'abord à cause do son bon marché, ensuite par la simplicité des appareils et du mode d'emploi. La disposition des appareils doit avoir pour but d'augmenter assez la température pour transformer rapidement l'hydrocarbure liquide en gaz, puis de fournir un rapide courant d'air pour activer la combustion ; une mèche plongeante suffit pour amener l'huile dans un bec à capsule qui s'échaulTe rapidement. Ce produit, comme l'huile de schiste, étant riche en carbone, donnerait facilement par une combustion imparfaite une grande quantité de noir de fumée.

Nous venons d'indiquer les principaux modes d'éclairage par l'emploi des hydrocarbures solides ou liquides ; il nous reste à parler de l'éclairage au gaz et de l'éclairage électrique.

Eclairage au gaz. — La distillation de la houille donne un gaz formé principalement d'hydrogène, de carbone, et de leurs composés : c'est par cette distillation qu'on obtient le gaz d'éclairage.

Ce fut Lebon, ingénieur des ponts et chaussées, qui eut le premier l'idée d'employer à l'éclairage le gaz provenant de la combustion du bois. Il fit part de sa découverte à l'Académie des sciences en 178G, et publia un mémoire relatif à des appareils qu'il appelait thermolampes. Les premiers furent fabriqués au Havre et ne réussirent pas, surtout par la mauvaise qualité du gaz employé. Murdoch, en Angleterre, fit les premières applications industrielles de la découverte de Lebon. Le premier établissement éclairé par lui, l'usine de Bultcn et Watt, près Birmingham, le fut en 1798 ; et en 1808 seulement l'éclairage au gaz fit son apparition dans les rues de Londres. Les premiers essais ne furent faits à Paris qu'en 1816, au passage des Panoramas, puis au Luxembourg et au pourtour de l'Odéon, et simultanément à l'hôpital Saint- Louis, sous l'impulsion du préfet de la Seine, M. de Chabrol, et sous la direction du chimiste Darcet. Aujourd'hui la ville entière, les magasins, les théâtres, beaucoup d'appartements sont éclairés au gaz. De ce mode d'éclairage si commode^ si économique, on a déduit encore des appareils de chauffage, surtout pour les fourneaux de cuisine et les laboratoires de chimie.

Comme nous l'avons dit, on extrait le gaz de la houille. L'opération se fait dans des vases clos appelés cornues; elles étaient autrefois en fonte; on les fabrique maintenant presque toujours en terre réfractaire. Ce sont de longs demi-cylindres aplatis dont la coupe transversale présente la

forme d'un D. Klle.= se composent de deux parties: le corps et la tète ; celle-ci est fixée par des écrous, et le joint se fait avec un mélange de terre et de mastic de fer.

C'est à la tête que s'embranchent les tuyaux conduisant le gaz. Quand il sort des cornues, il contient plusieurs matières étrangères au gaz d'éclairage proprement dit, et dont il faut le débarrasser. On le soumet à deux épurations successives, qui lui enlèvent du goudron, des produits ammoniacaux, de l'acide carbonique, et de l'acide sulfhydrique. Il reste néanmoins toujours un peu d'acide sulfhydrique, dont la présence est accusée par l'odeur que répand la moindre fuite de gaz ; l'inconvénient de cette odeur est en partie compensé par l'avantage de dénoncer cette fuite, qui pourrait devenir dangereuse par la détonation formidable que produit l'inflammation d'un mélange d'air et de gaz.

Les corps combustibles que contient le gaz épuré sont de l'oxyde de carbone, de l'hydrogène et de l'hydrogène protocarboné. L'hydrogène pur brûle avec une flamme dégageant beaucoup de chaleur, mais peu de lumière; les deux autres gaz donnent du charbon qui, brûlant dans la flamme, la rend plus éclairante.

Cent kilogrammes de houille de Mons donnent environ 2'i mètres cubes de gaz; les houilles anglaises, plus riches en hydrogène, donnent jusqu'à 27 mètres cubes. Le mètre cube de gaz coûte environ Ofr. 30.

Aussitôt après l'épuration, le gaz se rond dans de vastes réservoirs cylindriques ou gazomètres, recouverts d'une cloche de même forme qui peut monter ou descendre au moyen de poulies et de contre-poids. Sous cette cloche débouchent le tuyau de production, qui amène le gaz, et le tuyau de consommation, qui le distribue. Quand le gazomètre est plein, la cloche est à son maximum de hauteur. Au fur et à mesure que le gaz se consomme, la pression sous la cloche diminue, les contre-poids la font descendre, de sorte que l'écoulement du gaz se fait sous une pression constante.

On a étudié avec soin les diamètres à donner aux tubes de distribution, la nature du métal, la forme des coudes, au double point de vue de l'économie et du minimum de résistance à l'écoulement da gaz. Cet écoulement doit se faire avec une vitesse constante, et pour que le consommateur puisse avoir du gaz à volonté, il faut qu'avant le compteur il ait une pression de 20 millimètres ; il faut donc une pression plus forte dans les con duites, qui doit atteindre .'iO millimètres pendant l'éclairage. La pression dans l'usine doit être en proportion , d'après la distance, les montées et descentes des tuyaux. D'ailleurs pour les cas particuliers et accidents du terrain, des régulateurs sont disposés afin de maintenir la régularité de la distribution.

Dans les premiers temps de l'application du gaz à l'éclairage des maisons particulières, la dépense était réglée à tant l'heure et le bec. Certains magasins étaient éclairés jusqu'à dix heures, d'autres jusqu'à onze heures, etc. ; à l'heure dite, l'emploj'é de la compagnie fermait le robinet et l'obscurité se produisait instantanément. Il n'est pas nécessaire d'insister sur les inconvénients de ce système. Aujourd'hui la consommation est réglée par le consommateur lui-môme, au moyen d'un appareil appelé compteur, qui est poinçonné par l'administration avant d'être livré au public. Cet appareil est formé d'une boîte cylindri(|ue renfermant à l'intérieur une caisse rectangulaire à plusieurs compartiments. Le gaz arrive dans une première caisse munie d'une ouverture à soupape, qui n'est ouverte et ne donne passage au gaz que si le compteur contient l'eau nécessaire. De cette pre-

ECLAIRAGE

ÉCLAIRAGE

mière caisse, il passe dans une seconde à moitié pleine d'eau, débouche par un tube en f/sous une cloche, et par son écoulement dans les appareils détermine la rotation d'un volant, lequel, au moyen d'une vis sans fin et d'une crémaillère, donne le mouvement à un arbre vertical ; celui-ci fait mouvoir les aiguilles de trois cadrans disposés de façon à marquer les tours, dizaines et centaines de tours du volant, qui fait d'ordinaire un tour par ICO litres de gaz consommés.

Les becs les plus employés pour l'éclairage au gaz sont les becs à double courant d'air, comme les becs Argand ; puis les becs à fente, donnant une flamme large et plate appelée papillo7i.

Le bec réglementaire de Paris, dit bec de ville, consomme 140 litres de gaz à l'heure, la flamme ayant 67 millimètres de large sur 32 de haut; la lumière est un peu supérieure à celle de la lampe Carcel normale, c'est-à-dire ayant un bec Argand de 23°"",5 de diamètre extérieur sur 17 de diamètre intérieur, la mèche brûlant à blanc, montée k 10 millimètres et consommant 42 grammes d'huile à l'heure.

L'éclairage au gaz a réalisé d'immenses progrès comme économie, propreté et facilité d'entretien ; mais il présente divers inconvénients, entre autres le danger des explosions, que nous avons déjà signalé.

Eclairage électrique. — Quinze années après la découverte de Volta, vers 1S13, Humphry Davy fit l'expérience suivante, qui a donné naissance à l'éclairage électrique :

Il prit deux morceaux de charbon rouge, qu'il éteignit dans le mercure ; les ayant taillés en pointe, il fit passer entre eux le courant d'une forte pile ; les deux pointes, au contact, devinrent incandescentes; les ayant éloignées l'une de l'autre, il vit jaillir entre elles un arc lumineux du plus grand éclat; il put l'agrandir ainsi jusqu'à lO centimètres; à partir de cette distance, l'arc s'éteignait, et ne pouvait être rallumé qu'au contact.

Tant qu'on n'employa que les piles à un seul liquide., il fallait, pour produire cet effet lumineux, une pile de 500 éléments ; on ne songea même pas à tirer de cette expérience une application industrielle. La lumière ainsi obtenue était égale, quelquefois supérieure, à celle du soleil ; elle se produisait même dans le vide : ce n'était donc pas une lumière provenant d'une combustion; il y avait là un fait scientifique nouveau.

Les piles à deux liquides permirent d'obtenir l'arc lumineux avec un moins grand nombre d'éléments; on essaya dès lors d'en faire des applications, mais elles furent fort restreintes. Les difficultés provenaient de la non-permanence du courant, qui variait d'intensité avec l'appauvrissement du liquide de la pile; puis du transport moléculaire du charbon qui s'effectuait, sous l'action du courant, du pôle positif au pôle négatif, transport qui déformait les cônes de charbon et, faisant par suite varier la distance des extrémités de l'arc, modifiait l'intensité de la lumière. Celle-ci devenait scintillante, agissant sur l'œil par saccade ; il n'y avait pas encore là un procédé d'éclairage.

On commença par modifier la construction des piles de façon à rendre le courant plus constant ; puis on construisit des régulateurs électriques pour maintenir les cônes à la même disT.ance. M. Foucault fil construire le premier appareil, qui est resté comme type. MM. Serrin, Dubosq, etc., en France, et plusieurs savants et constructeurs à l'étranger, cherchèrent et trouvèrent des modifications ingénieuses. Dans tous ces appareils, les charbons, fixés entre des pinces de métal, se rapprochent jusqu'au contact par l'effet d'un mécanisme à ressort; à cet instant la lumière jaillit, le courant établi contourne un électro-aimant nui

agit sur un levier, dont le mouvement, contraire à celui du ressort, écarte lescliarbons et développe l'arc; celui-ci s'éteignant, le levier cesse d'agir puisque le courant est interrompu, le ressort reprend son action, les charbons reviennent au contact et ainsi de suite. On comprend que le problème n'est ainsi résolu qu'en partie : la lumière passe, rapidement il est vrai, successivement d'un plus grand éclat à un moindre, puis de nouveau revient à l'éclat maximum ; elle n'a pas de fixité, les piles ne pouvant fournir lui courant absolument constant. L'application s'était donc bornée à des expériences dans les laboratoires de physique pour des analyses spectrales, des épreuves photographiques, quelques effets scéniques assez réussis d'ailleurs dans les théâtres, quelques éclairages accidentels pour des travaux de nuit, éclairages très ooùteux, peu commodes à établir, et non susceptibles de division, ce qui faisait que, même pour l'esprit si sagace de M. Foucault, l'éclairage électrique semblait encore bien éloigné d'une application simple et économique. En quelques années, toutes les principales difficultés ont disparu.

Les machines électro-magnétiques qui, depuis l'invention de labobine Ruhmkorff, se sont modifiées si rapidement, fournissent maintenant un courant constant, alternatif. La machine Gramme, modifiée par son auteur, et la bougie Jablochkoff, ont résolu le problème do l'éclairage électrique et de la division de l'électricité : la machine, en fournissant la constance et la puissance du courant; la bougie, en fournissant l'équi-distance par le principe naturel qui doit laproduii'e, le parallélisme, et en permettant à la même machine d'alimenter plusieurs foyers. Nous ne pouvons décrire ici en détail ce procédé, qui du reste est encore susceptible de perfectionnement.

Cet éclairage, essayé avec succès sur plusieurs points de la voie publique à Paris, est aussi employé dans plusieurs usines, tant à Paris qu'en province et à l'étranger. Il présente de grands avantages : l'éclat de la lumière, sa facilité d'emploi, son économie qui n'a pas dit son dernier mot, — c'est une industrie née d'hii r. Dans les usines, les avantages hygiéniques sont considérables : contrairement aux autres procédés, pas de corps comburant ni de corps combustible, par conséquent aucune altération de l'air ambiant, aucune formation de produit gazeux délétère ou incommode. Enfin, ce qui est remarquable, ce foyer, qui produit une température suffisante pour fondre comme cire des fils de platine, ne dégage pas, comme le gaz et les autres sources de lumière, de chaleur sensible. Cela s'explique par la nature des rayons lumineux produits. Le gaz et les autres hydrocarbures dégagent de la lumière rouge et jaune, la lumière électrique des rayons bleus et violets ; or, en promenant un thermomètre très sensible dans les couleurs du spectre, on traverse sans échauffement sensible les raies violettes et bleues, la température commence à s'élever dans la partie verte, et l'élévation continue en s'approchant du rouge et de la chaleur obscure.

La température des corps augmentant, la proportion des rayons calorifiques diminue, tandis que celle des rayons lumineux augmente. Ainsi l'arc électrique, qui est le plus chaud des foyers, émet la plus grande quantité de lumière avec le minimum de chaleur.

On comprendra comment, avec tous ces avantages, la lumière électrique est appelée à jouer un grand rôle dans l'éclairage, et pourquoi on lui a décerné la médaille d'or à l'Exposition universelle.

Nous terminerons cet exposé des procédés d'éclairage par un tableau du prix de revient de ces différents procédés ; nous l'empruntons à l'excellent liictionnaire An M. Labouinje.

[E. Dacosta.]

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