CHAPITRE IL

Du peu d'utilité des recherches actuelles sur les régulateurs. — Expériences de De» leuil. — Appareil Thomas Wright. — Régulateur Staite et Edwards. — Régulateur Le Molt. — Régulateur Archereau. — Régulateur Lacassagne et Thiers. — Régulateur Gaiffe. — Régulateur Foucault et Duboscq. — Régulateur Way. — Régulateur Hafner Alteneck. — Régulateur Serrin. — Régulateur Girouard. — Régulateur Can^é. — Inventions de M. Jablochkoff.

Le succès croissant de Téclairag^e électrique dans les éta* blissements industriels a donné une nouvelle impulsion aux recherches des électriciens et beaucoup d'entre eux se sont spécialement attachés à la régularisation de la lumière, c'est-à-dire au problème qui consiste à maintenir constant l'écartement des deux charbons entre lesquels jaillit l'arc voltaïque.

Gomme la plupart des inventeurs connaissaient mal la question et ig'noraient les travaux antérieurs, presque toutes les recherches n'ont jusqu'à ce jour abouti qu'à des combinaisons anciennes depuis long*temps abandonnées ou à des conceptions orig^inales, mais impraticables. C'est pour éviter le retour de semblables travaux, qui occasionnent toujours des pertes considérables de temps et d'arg'ent, que nous décrirons un assez g*rand nombre de * rég^ulateurs de types différents.

Disons tout d'abord que les recherches actuelles n'ont pas une utilité absolue, car iï existe un bon rég^ulateur, celui de M. Serrin. Cet appareil fonctionne avec précision et donne une lumière fixe, à la seule condition d'être garni de bons charbons et alimenté par une source bien constante d'élec-

16 ÉCLAIRAGE A LÉLEGTRIGITÉ.

tricité. Certes, nous ne voulons décourager personne et nous ne dirons pas que le régpulateur de M. Serrin est le dernier mot du progrès; mais nous le trouvons si supérieur à tout ce qu'on nous a présenté, que nous engageons les inventeurs à bien l'étudier avant de se torturer l'imagination pour le remplacer. On pourra, peut-être, trouver un appareil un peu plus simple et un peu moins cher, mais on trouvera difficilement quelque chose de mieux compris et déplus facile à en^ployer.

A notre avis, une invention nouvelle, possédât-elle toutes les qualités requises pour les applications les plus variées et aucun des défauts qu'on rencontre si fréquemment dans les régulateurs, ne pourrait avoir qu'une importance secondaire au point de vue de la propagation de l'éclairage électrique, à moins toutefois que son prix de vente ne soit trèsréduit et sa construction extrêmement simple.

Jusqu'en 1844, les expériences sur l'arc voltaïque n'eurent aucun résultat utilisable : l'absence de crayons et de piles convenables limitait la durée du phénomène au temps strictement nécessaire pour le faire apprécier dans un cours de physique, mais personne ne songeait à s'en servir pratiquement. A cette époque, Léon Foucault, tout en mettant à profit la pile puissante que venait de combiner Bunsen, eut l'heureuse idée de substituer des baguettes de carbone, prises dans les cornues à gaz, aux baguettes de charbon de bois qu'on employait généralement comme électrodes* Cet habile physicien put dès lors établir une petite lampe très-simple et remplacer le soleil par l'arc voltaïque pour l'obtention d'épreuves photographiques.

Cette première lampe, dont le fonctionnement exigeait la main de l'opérateur, servit à M. Deleuil pour exécuter des expériences d'éclairage électrique, pendant la même année 1844, sur la place de la Concorde, à Paris. (M. Deleuil avait déjà fait des expériences publiques en 1841

avec des charbons ordinaires placés dans un récipient privé d'air.)

En 1845, Thomas Wrig^ht, de Londres, imag'ina de faire jaillir Tare voltaïque entre des disques de carbone ayant leur circonférence taillée en V et recevant le mouvement d'un mécanisme quelconque. Ce fut là le premier rég^ulateur automatique et Forig^ine de l'appareil Le Molt, dont nous parlerons plus loin.

Fio. 3. Régulateur Staite et Edwards.

En 1846, Staite et William Edwards, de Londres, se firent breveter pour plusieurs dispositions orig^inales dont l'une est représentée flg^ure 3. Les deux électrodes dé charbon sont renfermées dans des petites gaines et se rencontrent obliquement sur une substance résistant à la chaleur et non conductrice de l'électricité. Des ressorts ramènent les pointes à leur place au fur et à mesure qu'elles s'usent.

iS ÉCLAIRAGE A L'ÉLECTRICITÉ.

Au moyen d'une coulisse et d'une vis placées à la partie inférieure du bâti, on peut à volonté aug'menter ou raccourcir l'écart des charbons et par conséquent faire varier la longueur de l'arc voltaïque.

En 1848, Foucault en France, Staite et Pétrie en Ang'leterre, imag'inèrent de se servir du courant lui-même pour rég-ler l'écartement des charbons en se basant sur ces deux phénomènes : 1* qu'un courant électrique peut faire naître une aimantation dans un fer doux entouré d'un fil de cuivre, laquelle faiblit et disparaît dès que le courant diminue ou devient nul; 2"* que l'arc voltaïque étant une portion du conducteur réag^it sur le courant en lui conservant une g^rande partie de son intensité pour un écart déterminé et en l'annulant complètement lorsque l'écart des charbons devient trop grand.

En 1849, Le Molt reprenant l'idée de Thomas Wright, construisit l'appareil que nous représentons figure 4 et qui est ainsi décrit dans le brevet français :

« Gomme électrodes produisant la lumière, je breveté l'emploi de toute matière carburée, surtout celle des charbons de cornues, et les deux mouvements combinés de rotation et de rapprochement à des intervalles donnés de deux disques d'épaisseur et de diamètre variables.

« Les rondelles sonl maintenues en regard l'une de l'autre dans une situation parallèle, verticale ou horizontale, ou mieux dans une situation à angle droit et convenablement distancées l'une de l'autre pour produire la lumière électrique. Elles tournent d'une manière régulière sur deux axes métalliques mis en relation avec les pôles de l'appareil générateur et elles présentent successivement, par un jeu de rotation et de rapprochement combinés, tous les points extrêmes de leur circonférence à* la production et à l'émission de la lumière électrique ; de manière qu'à chaque tour ou révolution des disques, ces derniers se rap-

RÉGULATEURS ÉLECTRIQUES. i9

prochent l'un de Fautre à la distance requise dont les avait éloig'nés la combustion d'une partie du carbone et se replacent ainsi dans la même situation d'invariable écartement ; et comme les deux mouvements de rotation et de rapprochement combinés des rondelles électrodes peuvent être obtenus à Faide, de toute espèce de système mécanique, je me bornerai à indiquer dans mon dessin un de ces dispo-

FiG. 4. Régulateur Le M oit.

sitifs, afin de faire comprendre comment la rotation et le rapprochement combinés peuvent s'opérer.

« Je me réserve de purifier la matière carburée formant les électrodes émetteurs de la lumière par des immersions plus ou moins prolong^ées dans toute espèce d'acides et notamment d'abord dans les acides nitrique et muriatique mélangées et ensuite dans l'acide fluorique. )>

Cette disposition est très-intéressante, en ce sens qu'elle permet de fonctionner de ving't à trente heures sans toucher

20 ÉGLAlhAGE A L'ÉLECTRICITÉ.

à la lampe, mais elle donne une lumière moins intense que celle qu'on obtient avec deux tigres verticales de charbon. La Gompag*nie du chemin de fer du Nord a fait des essais tout récemment avec un appareil analog*ue et a obtenu d'assez bons résultats.

Les appareils les plus connus, reposant sur l'emploi du mag^nétisme pour le rég'lag^e des charbons, sont ceux d'Archereau, de Lacassag^ne et Thiers, de Gaiffe, de Foucault et Duboscq, d'Hafner-Alteneck et de Serrin. Bien que les deux premiers ne soient plus en usagée aujourd'hui, comme ils sont intéressants, nous en donnerons une description succincte.

Régulateur Archereau.

Le rég'ulateur Archereau, représenté fîg'ure 5, est le plus simple de tous. Il se compose d'une bobine creuse en cuivre recouverte d'un fil isolé, d'un montant vertical, de deux porte-charbons et d'un contre-poids. Le charbon supérieur est porté par une tig'e qui peut g^lisser et tourner à l'extrémité d'une traverse horizontale de cuivre, isolée et en communication avec le conducteur nég^atif du courant électrique. Le charbon inférieur repose sur un cylindre moitié en cuivre, moitié en fer, qui peut monter ou descendre dans la bobine creuse. Le conducteur positif est attaché à l'une des extrémités du fil de la bobine et l'autre extrémité de ce fil est fixée au cylindre intérieur de ladite bobine. Le charbon inférieur se trouve en communication directe avec le pôle positif, parce que le cylindre qui le porte touche toujours en plusieurs points à l'âme de la bobine. Un contrepoids équilibre le porte-charbon inférieur, de manière que le mouvement de celui-ci puisse s'effectuer de bas en haut ou de haut en bas, avec un effort insig^nifiant. (Il suffît pour détruire l'équilibre de vaincre le frottement du cylindre contre la paroi intérieure de liai bobine.)

La partie supérieure du cylindre est en fer, la partie inférieure en cuivre. Quand le courant passe dans le fil extérieur, il se produit une action mag*nétique qui fait descendre le cylindre dans la bobine, et dès que le courant est interrompu, Faction du contre-poids relève le cylindre.

• FiG. 5. Régulateur Archereau.

Pour mettre l'appareil en activité, il suffit d'amener le charbon supérieur au contact de l'autre, puis d'éloig^ner lég^èrement le premier; l'arc voltaïque jaillit, le cylindre reste fixe dans la bobine et le contre-poids est immobile. Cette situation persiste tant que l'écart des charbons n'est pas trop g'rand; mais il arrive un moment où l'arc voltaïque dépasse une long'ueur déterminée et où le courant est trop faible pour faire résister le cylindre à l'action du contre-poids. A ce moment, le cylindre inférieur remonte, puis le courant reprend sa puissance et arrête le cylindre jusqu'à ce qu'une nouvelle usure provoque un nouveau mouvement du charbon inférieur. C'est une simple question

d'équilibre à réaliser par une bonne proportion dans les orgtines et par la détermination exacte de la position relative de chacun d'eux.

Le régulateur Archereau diffère de ceux de Foucault et de Staite en ce qu'il possède un solénoïde au lieu d'un électro-aimant pour assurer l'écart constant des deux pointes de charbon.

Régulateur Lacassagne et Thiers.

Les rég^ulateurs qui suivirent ceux de Foucault et d' Archereau possédaient tous un mécanisme d'horlog^erie chargée de rapprocher les électrodes et un débrayeur électrique chargée d'arrêter le mécanisme en temps utile. MM. Lacassag^ne et Thiers ayant reconnu divers inconvénients dans l'emploi d'un mouvement d'horlog'erie, remplacèrent celui-ci par un flotteur ag*issant sur un bain de mercure.

Ce rég'ulateur a été breveté en 1855.

Le cylindre récepteur contient un flotteur, que supporte le bain métallique ; ce flotteur est surmonté d'uYie électrode de carbone; il est en rapport avec le conducteur positif, et en reg^ard d'une autre électrode de carbone fixée à la partie supérieure de la tig'e de la lampe. Le flotteur doit monter toutes les fois que l'écart des pointes en reg'ard aug^mente par l'effet de la combustion. On comprend de suite que c'est au déplacement du mercure qu'est dû cet effet; mais ce déplacement devant avoir lieu en temps utile, un org^ane spécial, mis en jeu par le courant électrique lui-même, est charg-é de le régler.

Le mercure du réservoir, avant d'arriver dans le cylindre récepteur, traverse par un tube l'une des branches d'un électro-aimant, interposé dans le courant et faisant partie de la lampe; à ce tube est ajustée une petite soupape en

caoutchouc, qu'ouvre et ferme une armature en fer doux, attirée par un ressort antag'oniste à l'attraction de Félectroaimant de la lampe ; l'ouverture de cette soupape permet au mercure d'effectuer son passag'e, et sa fermeture retient le mercure dans le réservoir. — Toutes les fois que l'écart interpolaire aug^mente, l'action mag'nétique diminue, et l'armature cède à l'action du ressort antag'oniste (préalablement tendu, plus ou moins, suivant l'intensité du courant); la soupape s'ouvre et permet la rentrée du mercure, qui fait alors monter le flotteur, et conséquemment ramener les pointes à leur distance focale; après quoi, l'attraction magpnétique, croissant en raison inverse de cette distance, referme la soupape, et vice versa.

La sensibilité de cet org^ane est telle, que l'armature charg'ée de livrer passag^e au mercure dans le récepteur, pour opérer l'ascension de l'électrode que supporte le flotteur, au lieu de se manifester par saccades, s'écarte, sollicitée par deux forces antag^onistes qui s'équilibrent constamment de manière à laisser passer un petit jet continu de mercure dans le récepteur, en raison précise de l'usure des charbons dans un temps donné. Les électrodes se rapprochent donc continuellement.

De 1855 à 1859, les inventeurs de cet appareil firent de nombreux éclairag'es à Paris et à Lyon, mais bien que leur rég'ulateiir fonctionnât rég'ulièrement, ils n'eurent qu'un succès de curiosité. Ce résultat, plutôt négatif que favorable, tient à plusieurs causes : d'abord l'emploi de piles, comme g'énérateur du courant électrique, est fertile en inconvénients, puis la nécessité de remettre à chaque instant l'arc voltaïque au foyer du réflecteur (le charbon supérieur s'usant et ne boug'eant pas, il est clair que le centre du foyer lumineux variait à chaque instant). D'autre part, l'emploi du mercure en remplacement d'un mécanisme d'horlog'erie n'était pas très-heureux en industrie, il créait plus de sujétions

qu'il ne détruisait d'inconvénients. Malgré cela, ces expériences firent grand bruit, et nous avons sous les yeux tout un volume consacré à leur élog^e. Nous en détachons les lig'nes suivantes, qui parurent dans la Gazette de France, le 5 juillet 1855, il y a ving't-deux ans.

« Hier, les promeneurs qui se trouvaient à neuf heures du soir dans les environs du château Beaujon ont été tout à coup inondés d'une lumière aussi puissante que celle du soleil. En effet, on eût dit que le soleil venait de se lever, et telle était l'illusion, que des oiseaux, surpris dans leur sommeil, ont voltig^é devant ce jour artificiel. Le foyer lumineux partait de la terrasse du château Beaujon, où MM. Lacassag^ne et Thiers, chimistes lyonnais, démontraient devant une société d'élite, réunie chez M. Théodore Gudin, les avantages de la lumière électrique sortie des lang*es de la théorie et abordant franchement le domaine du fait accompli. L'expérience a été complète.

<( La puissance du foyer lumineux embrassant une vaste surface était si fulgurante, que les dames conviées à l'expérience ont ouvert leurs ombrelles, non pour faire une galanterie aux inventeurs, mais pour se garantir contre les ardeurs de ce mystérieux et nouveau soleil. »

Ces dernières lignes contiennent, en réalité, une des critiques les plus justes qu'on ait jamais adressées à la lumière électrique ; les rayons projetés par un réflecteur éblouissent tellement, en effet, que si l'on n'avait pas réussi à faire de l'éclairage électrique sans réflecteur, jamais l'usage ne s'en fût répandu dans les manufactures.

La puissance du foyer, qu'on comparait alors à un mystérieux soleil, n'était d'ailleurs que de 60 à 80 becs carcel. Qu'aurait donc dit la Gazette de France si la lampe Lacassagne et Thiers eût brillé d'un éclat égal à 4500 becs, comme brille aujourd'hui la lampe Serrin alimentée par une seule machine Gramme?

Régulateur Gaitte.

Le rég'ulateur de M. Gaiffe est représenté figure 6*. La lég*ende suivante fera comprendre le rôle et le fonctionnement de chaque org'ane.

ABCD est une cage cylindrique renfermant tout le mécanisme. Elle se compose d'une platine circulaire AB, reliée à une embase ou pied tronc-conique CD par quatre tiges ou colonnettes verticales. Une enveloppe F, qui s'enlève par le haut, préserve le tout et se fixe àla platine AB, au moyen de deux vis G placées aux extrémités d'un même diamètre.

H, porte-charbon supérieur formé de deux coquilles entre lesquelles on pince le crayon de graphite. H', porte-charbon inférieur, disposé comme le précédent.

I, tige cylindrique en cuivre, commandant le porte-charbon H , et se mouvant dans l'intérieur d'une colonne creuse J, fixée verticalement sur la platine AB. Cette tige est terminée à la partie inférieure par une crémaillère, munie d'îin retour d'équerre destiné à limiter la course ascendante.

K, tige en fer doux, armée d'une crémaillère et commandant le porte-charbon H'. Cette tige est de forme prismatique quadrangulaire, et descend verticalement dans l'intérieur de la bobine l.

/, bobine à axe vertical, portant un fil de cuivre roulé en spirale. Lorsque le circuit électrique est fermé, elle agit sur la tige K, qui descend alors en vertu de l'attraction à laquelle elle est soumise.

0, deux roues dentées, tournant librement sur l'axe N et isolées l'une de l'autre par une rondelle d'ivoire. Les diamètres des roues sont dans le rapport de 2 à 1. La -plus grande

i . Nous empruntons cette figure et la description du régulateur Gaiffe à Texcellent ouvrage de M. Louis Figuier, les Merveilles de la science, Fume, Jouvetet G®, éditeurs, t. IV, p. 225. Les figures 2 et 17 sont également empruntées au même ouvrage.

eng^renant avec la crémaillère de la tige I, dont elle commande le mouvement, et la plus petite engrenant avec la crémaillère de la tige K, il s'ensuit que lorsque la tige K s'élève ou s'abaisse d'une certaine quantité, la tige I s'abaisse ou s'élève d'une quantité double. Cette disposition est nécessitée par l'usure inégale des deux charbons qui se fait, avec la pile, dans la proportion de 2 à 1.

Un barillet, solidaire des roues 0, contient un ressort de pendule, dont l'une des extrémités est fixée au barillet luimême et l'autre à l'axe N ; le ressort, agissant sur le barillet et par conséquent sur les roues dentées, tend constamment à faire rapprocher les tiges I, K, et par suite, les charbons.

N, axe d'acier, sur lequel les roues et le barillet sont librement montés. Cet axe est serré entre les coussinets, qui permettent cependant de le faire tourner sur lui-même pour régler la tension du ressort du barillet ; pour cela, on n'a qu'à agir au moyen d'une clef sur son extrémité libre, qui est faite comme un carré de remontoir.

Une embase circulaire recouvre la bobine /. Sur cette bobine, qui est percée au centre pour laisser passer la tige K, sont montées les pièces principales du mécanisme. Les pignons R sont montés sur un axe parallèle à l'axe N, et ils peuvent se déplacer parallèlement à eux-mêmes pour venir commander les roues , et par conséquent agir sur les tiges I, K, pour abaisser ou élever à volonté et simultanément les deux charbons dans les expériences d'optique où il est important de centrer le point lumineux sans interrompre la fonction de l'appareil.

Une clef à trou carré se place sur l'axe N, ou sur l'axe des pignons R, lorsqu'on veut agir sur le ressort du barillet, ou lorsqu'on veut mettre les pignons en prise avec les roues 0.

Un ressort à boudin placé sur l'axe des pignons R sert à repousser ces pignons hors de prise, lorsqu'on n'agit plus sur eux.

Fia. 6. Régulateur Gaiffe.

28 ÉCLAIRAGE A L*ÉLEGTRIGITÉ.

Des galets servent à guider les tiges I, K, et rendent leur mouvement très-doux.

V est une pince à genouillère, permettant d'agir directement sur le porte-charbon H, de manière à mettre les deux pointes de charbon bien exactement en face Tune de l'autre.

N est la borne pour le fil négatif du courant électrique. P est la borne pour le fil positif du courant électrique. X est une tige verticale qui conduit le courant de la borne P à la colonne J.

Y est un galet pénétrant par une ouverture dans la colonne J, et maintenu constamment en contact avec la tige I au moyen d'un ressort, de manière à assurer la communica^ tion entre cette colonne et cette tige.

Les bornes N, P, la tige X et la colonne J sont isolées au moyen de rondelles en caoutchouc.

Voici comment marche le courant dans ces différentes pièces :

Entrant par la borne P, il suit le chemin XJIVHH'K, passe dans la bobine l et sort par la borne N. Quand il ne circule pas, les deux charbons sont maintenus l'un contre l'autre par l'action du ressort du barillet; mais aussitôt que le circuit électrique est fermé, la bobine attire la tige K, dont le mouvement, combiné avec celui de l'autre tige J, détermine l'écart du charbon et la production de l'arc voltaïque.

Pour que ces phénomènes se produisent, il faut que la force attractive de la bobine l'emporte un peu sur l'action du ressort antagoniste du barillet, ce que l'on obtient en tendant plus ou moins celui-ci.

Lorsque le ressort est trop tendu, les deux charbons restent serrés l'un contre l'autre ou sont trop rapprochés pour produire une lumière d'une intensité suffisante ; si, au contraire, il n'est pas assez tendu, l'action de la bobine devient trop prédominante, et par suite, l'écart des charbons étant trop grand, l'arc voltaïque se rompt.

REGULATEURS ELECTRIQUES. 29

Régulateur Foucault et Duboscq.

Le rég'ulateur Foucault, exécuté et perfectionné par M. Duboscq, jouit d'une g^rande réputation : c'est celui que nous préférons après l'appareil de M. Serrin. Nous le représentons, en coupe long'itudinale, figure 7.

L'électro-aimant est placé dans la partie inférieure de l'appareil. Comme tous les électro-aimants, il se compose d'une bobine sur laquelle est enroulé un long* fil de cuivre. En parcourant ce fil, le courant aimante un cylindre en fer formant l'âme de la bobine, et celui-ci attire une plaque de même métal vissée à l'extrémité d'un levier coudé. Un ressort à boudin parallèle à l'électro-aimant équilibre l'attraction magpnétique, de sorte que le contact ne s'opère que lorsque le courant a une énerg'ie déterminée. Le ressort antag^oniste est, comme on le voit, fixé par l'une de ses extrémités à une petite équerre oscillante qui permet de le tendre plus ou moins , et par suite de rendre la lampe plus ou moins sensible.

Au-dessus de l'électro-aimant se trouve une boîte cubique renfermant un mouvement d'horlog'erie actionnant, lorsqu'il se meut, les tig'es des deux porte-charbons, lesquelles sont taillées en crémaillère et eng^rènent avec des roues de diamètres différents, comme dans la lampe précédente. Une tig'e oscillante réunit l'arniature à ce mécanisme d'horlogerie et vient embrayer les ailettes d'un moulinet, lequel arrête le mouvement de toutes les pièces lorsque l'arc voltaïque n'est ni trop grand ni trop petit, c'est-à-dire lorsque le courant passe régulièrement dans l'appareil. Dès que l'arc a pris une trop grande longueur, par suite de l'usure des crayons, sa résistance augmente, l'armature est attirée contre l'électro-aimant, la tige du débrayage oscille et laisse fonctionner le moulinet.

Dans l'appareil primitif de M. Duboseq, il fallait écarter à la main les charbons pour régler leur position et leur distance ; Foucault a ajouté un deuxième mécanisme d'horlog'erie qui sert de moteur pour éloigner les charbons l'un de l'autre lorsque cela est nécessaire.

Ce mécanisme auxiliaire agit, comme le premier, sur les roues qui engrènent avec les tiges dentées des porte-charbons; seulement son mouvement est inverse.

Il y a donc dans ce régulateur deux moteurs distincts, l'un éloignant les crayons lorsqu'ils sont trop rapprochés, l'autre rapprochant les crayons lorsqu'ils sont trop éloignés. La difficulté, qui était de réaliser l'indépendance de ces deux moteurs et de les faire agir inversement sur les mêmes roues dentées, a été levée de la manière la plus heureuse par l'emploi d'une roue à satellites. La tige qui réunit l'électro-aimant aux deux mécanismes oscille à droite ou à gauche et débraye chacun des moulinets en temps utile; lorsqu'elle est verticale, les deux moulinets sont calés et aucun mouvement ne se produit.

Les ressorts doivent, bien entendu, être montés avant chaque opération.

On peut, avec la lampe Foucault-Duboscq, exhausser ou abaisser le point lumineux pendant la marche, en faisant tourner à la main une des roues dentées du barillet principal. Cette opération est quelquefois nécessaire lorsqu'on fait des projections scientifiques ; dans l'éclairage industriel elle est sans utilité pratique.

En somme, cet appareil est très-ingénieusement combiné, et il possède l'avantage de pouvoir fonctionner dans toutes les positions ,mais il est un peu délicat, a besoin d'être réglé pour chaque application spéciale, et est un peu plus susceptible de dérangements que celui de M. Serrin. Son usage est très-répandu dans les laboratoires et dans les théâtres.

Fio. 7. Régulateur Foucault et Duboscq.

Régulatear Way.

Le régulateur inventé en 1856 par le professeur angolais Way reposait sur un principe essentiellement différent de celui de Foucault. Dans cet appareil^ les charbons étaient remplacés par un mince filet de mercure sortant d'un petit entonnoir et reçu dans une cuvette en fer renfermant aussi du mercure.

Les deux pôles du générateur électriqup étaient mis en communication l'un avec l'entonnoir, l'autre avec la cuvette, et il se produisait entre les globules successifs de la veine discontinue une série d'arcs voltaïques, comme il s'en produit entre les pointes de charbons, et l'on obtenait ainsi un foyer éclatant assez régulier. La veine liquide lumineuse était placée au sein d'un manchon de verre d'assez petit diamètre pour s'échauffer de manière à ne pas condenser la vapeur de mercure sur ses parois ; et comme la combustion se faisait hors du contact de l'oxygène, le mercure n'était pas oxydé.

M. Way a modifié cette première disposition et a obtenu une meilleure lumière en employant : 1" deux électrodes à écoulement au lieu d'une, telles que deux courants de mercure reliés chacun avec un des pôles de la pile et sortant de deux jets en terre de pipe ; ces courants se rencontraient en un point et s'écoulaient en gouttes ; 2° en formant et brisant très-rapidement le courant électrique continuellement au moyen d'un petit moteur mû par la pile et actionnant une pompe à mercure.

Malgré toutes les précautions prises, l'appareil laissait échapper des vapeurs mercurielles très-dangereuses qui finirent par tuer l'inventeur. La lumière produite par ce moyen n'était d'ailleurs pas très-intense; elle n'atteignait guère que le tiers de celle engendrée, avec le même courant électrique entre deux pointes de charbon.

Régulateur Hatner-Alteneck.

On emploie beaucoup en Prusse le rég'ulateur Hafner- Alteneck construit par MM. Siemens et Halske, de Berlin.

PiG. 8. Régulateur Hafner-Alteneck.

La position des charbons dans cet appareil (fig». 8) est rég'lée, comme dans Tappareil Serrin, par le poids du porte-

charbon supérieur, lequel tend à rapprocher les crayons au fur et à mesure qu'ils s'usent, tandis que le courant électrique actionnant un petit moteur électro-magnétique les écarte.

Le support supérieur, qui peut se mouvoir librement de haut en bas, est relié au porte-charbon inférieur par l'intermédiaire d'une crémaillère et d'une roue dentée.

Lorsque le rapprochement des deux pôles de charbon aug^mente trop Fintensité du courant, l'électro-aimant en fer à cheval E attire l'armature A maintenue par le ressort /*, à tension variable ; ce dernier fait appuyer la tig*e T mobile autour de l'axe L, contre l'arrêt d.

Lorsque l'électro-aimant, surmontant l'effort du ressort a attiré l'armature, il s'établit un contact en c; aussitôt le courant cesse de traverser les fils du moteur, l'armature reprend sa position initiale et les courants redeviennent directs.

Les oscillations de la tige T communiquent, au moyen d'un petit cliquet s, un mouvement de rotation à la roue U à fine dentelure, qui, par l'intermédiaire d'engrenages et de crémaillères, écarte les charbons.

Un point fixe n, contre lequel vient buter le rochet, lorsque l'armature reprend sa position normale, oblige celui-ci à quitter les dents de la roue à rochet et à rendre libres les mouvements des crémaillères.

La vitesse de rapprochement des crayons est réglée par un volant à ailettes W, mis en mouvement par l'engrenage R, commandé par un cliquet qui n'est entraîné par la roue U qu'au moment où le cliquet $ s'en sépare.

Lorsque ce régulateur doit servir avec un appareil à courants alternatifs, le moteur E fonctionne de la même manière, avec cette différence que les oscillations de l'armature se produisent, sans le concours du contact c, par le seul changement des pôles. Pour obtenir une longueur

constante de l'are lumineux, la vitesse de rapprochement des charbons doit être rendue proportionnelle à leur usure, qui varie dans le rapport de 1 à 2, suivant que le courant est alternatif ou continu. Un bouton placé à l'extérieur de la lampe permet de faire eng^rener les crémaillères avec un même pignon ou bien avec deux roues dentées dont les diamètres sont dans le rapport de 1 à 2.

Ce nouveau rég'ulateur, abstraction faite de son emploi pour courants continus et pour courants alternatifs, se disting^ue par la régularité de son fonctionnement. Cette précision est obtenue principalement par l'emploi d'un seul point d'appui pour l'armature, au lieu de deux, correspondant chacun à la période d'attraction et à la période de relâchement. De plus, il n'entre dans sa construction aucun mouvement d'horlogerie nécessitant des remontages réguliers; le contact qui reipplace ce mécanisme n'a pas besoin d'être nettoyé fréquemment parce qu'il ne s'y produit que de faibles étincelles.

Régulateur Serrin.

Pour faire naître la lumière électrique, entre les deux charbons de la lampe ou régulateur, il faut d'abord amener les pointes au contact, afin que le courant électrique s'établisse; il faut les reporter ensuite à une petite distance l'une de l'autre, pour que l'arc électrique puisse se développer; enfin, il faut qu'elles se rapprochent constamment à mesure qu'elles s'usent par la combustion ou le transport électrique, de telle sorte que le foyer de lumière occupe toujours le même point de l'espace.

Le régulateur de M. Serrin satisfait complètement à ces trois conditions. Il laisse les charbons en contact quand le courant ne circule pas; il les écarte à distance voulue quand le courant est établi; il les rapproche ensuite incessam-

ment sans les laisser arriver au contact. Si, par une cause accidentelle, les charbons se brisent ou s'éloig^nent trop, ils sont automatiquement ramenés, après un contact d'un instant, à la distance qui doit les séparer pour que Tare voltaïque se développe dans tout son éclat.

D'autres rég^ulateurs remplissent les mêmes fonctions; mais c'est celui de Serrin qui les remplit avec le plus de précision, de délicatesse, si nous pouvons nous exprimer ainsi, et le moins d'inconvénients.

L'appareil est représenté figure 9. Il se compose d'un électro-aimant A, d'une tig'e B servant de moteur, d'une tig»e G supportant le charbon nég-atif, d'une armature D, d'un butoir E, d'une attache F, d'une vis à excentrique G, d'un support de charbon positif H, d'une entretoise fixe I, d'une entretoise à rallonge J, d'un levier de tension KL, d'un double parallélogramme MNPQ, d'un mouvement d'horlogerie 0, d'une vis de réglage inférieure R, d'une vis de réglage supérieure S, d'une vis de jonction T, d'une borne d'ivoire V, servant à arrêter le mouvement de la lampe, d'une enveloppe en cuivre et d'une série de détails accessoires.

Les charbons sont fixés au moyen de vis de pression dans deux porte-charbons. Le charbon positif est maintenu au-dessus du charbon négatif au moyen d'une tige cylindrique massive munie, à la partie supérieure, de deux traverses horizontales reliées au porte-charbon. La traverse ou entretoise supérieure permet, au moyen d'un bouton fileté, d'imprimer au porte-charbon un déplacement dans un plan parallèle au plan du dessin. La traverse inférieure, au moyen d'un excentrique commandé par le bouton G, déplace le charbon dans un plan vertical perpendiculaire au plan de la figure. La combinaison de ces deux mouvements rectangulaires entre eux donne le moyen d'amener rigoureusement en présence les deux pointes de

FiG. 9. Régulateur Serriu.

charbon. C'est entre elles que jaillit Tare voltaïque constamment maintenu à la hauteur d'une petite gorge circulaire ménagfée sur la tige massive du porte-charbon positif.

Quant au porte-charbon nég'atif, placé au-dessous de l'autre, il est introduit dans un tube creux, d'où on peut le retirer pour le débarrasser des frag'ments de charbon qui s'y rompraient accidentellement. Une vis de pression maintient le charbon dans sa gpaîne.

Voyons maintenant comment va se produire le rapprochement des pointes et ensuite le maintien de l'écart convenable.

1*" Rapprochement. — La tige massive du porte-charbon positif tend à descendre verticalement sous l'action de la pesanteur. Elle est, sur sa partie inférieure, taillée en crémaillère et, pendant la descente, engrène avec une roue dentée qui communique le mouvement au système d'engrenages figuré. Sur l'arbre de la première roue dentée est calée une poulie de diamètre moitié moindre que la roue. Cette poulie suit le mouvement et le transmet, au moyen d'une chaîne à la Vaucanson, à une petite poulie de renvoi : la chaîne vient se fixer à une pièce en saillie F rattachée au tube du porte-charbon négatif. Par suite des dimensions et de la disposition de la première poulie, le porte-charbon positif se déplace de bas en haut d'une quantité sensiblement moitié de celle dont descend le portecharbon positif. On compense donc ainsi la différence de l'usure qui, pour le charbon négatif, est à peu près moitié de celle du charbon positif.

La descente du charbon positif est régularisée au moyen du système d'engrenages qui se termine par un pignon commandant à la fois un régulateur à ailettes et un petit volant étoile dont nous verrons plus tard le rôle important.

Lorsqu'on veut renouveler les charbons, on soulève de

bas en haut la tig'e massive du porte-charbon positif : cette opération entraîne la descente du tube du portecharbon nég'atif sous l'influence de son propre poids, et elle ne détermine aucun mouvement des eng*renag*es, parce qu'un encliquetag^e placé sur l'arbre de la seconde roue maintient le système au repos.

2*" Établissement et maintien de Vécart convenable entre les pointes. — Ce résultat est obtenu au moyen du double parallélogramme articulé MNPQ, de l'armature de fer doux D, et de Télectro-aimant A.

Dans le parallélog'ramme, le côté vertical MQ, voisin du porte-charbon positif, est fixe ; deux côtés, MN, PQ, peuvent s'écarter de la direction horizontale ; le troisième côté NP est vertical et les extrémités inférieures de ces côtés verticaux mobiles sont reliées par une armature en fer doux D.

L'influence de la pesanteur sur le parallélog^ramme articulé est contre-balancée au moyen de deux ressorts en spirale. L'un s'attache, d'une part, au côté horizontal inférieur et, d'autre part, à une saillie d'une pièce fixe ; l'autre, relié en bas au côté vertical mobile du parallélog'ramme, est fixé, d'autre part, à l'extrémité d'un levier coudé LK, qu'une vis extérieure R permet de lever plus ou moins.

L'armature de fer doux D, placée en reg^ard de l'électroaimant A, sera attirée par ce dernier lors de la fermeture du circuit, et l'intensité de cette attraction variera avec l'énergie du courant.

Le fil positif de la machine, serré dans une borne, est mis en communication avec la masse de l'appareil, et le courant électrique, passant du charbon supérieur (positif) au charbon inférieur (négatif), par l'arc voltaïque, va du portecharbon inférieur, en traversant le conducteur isolé S, à l'électro-aimant, et sort de l'appareil par une borne isolée, à laquelle est fixé le fil négatif.

On voit sur le dessin que le tube du porte-charbon né-

iO ÉCLAIRAGE A rÉLEGTRIGITÉ.

g^atif est relié au côté vertical mobile du parallélog^ramme. Celui-ci est soumis à deux efforts qui se contre-balancent : son poids qui tend à le faire osciller autour de l'arête fixe et les ressorts qui tendent à le relever. L'action de Télectroaimant consiste à triompher à un moment donné de la puissance des ressorts et en attirant Tarmature de fer doux à faire descendre le parallélog^ramme. Lorsque le courant de r électro-aimant s'affaiblit, les ressorts l'emportent à leur tour et relèvent le parallélog'ramme.

Il est facile de se rendre compte que dans le premier cas le charbon négatif descend et qu'il remonte dans le second. En effet, le côté vertical mobile du parallélog^ramme porte une équerreE, dont la pointe peut, en s' abaissant, pénétrer entre les bras du moulinet, enrayer le mouvement des engprenag'es et par suite de la crémaillère. L'abaissement du parallélog^ramme eng'ag^e l'équerre, tandis que le relèvement la dégagée ; et,, par suite, la crémaillère est arrêtée dans le premier cas, tandis qu'elle est libre de descendre dans le second en provoquant l'ascension du charbon négatif.

Le bouton R agit par le levier LK sur un ressort qui sert à régler l'appareil de la manière suivante. Lorsque la lumière jaillit entre les deux pointes de charbon, il existe un écart (un seul suivant l'intensité du courant) pour lequel le pouvoir éclairant est maximum. A cet écart correspond une position du parallélogramme oscillant relié aux actions des ressorts et de l'électro-aimant. En faisant varier au moyen du levier la tension du ressort et la distance de l'armature à l'électro-aimant, on peut arriver promptement à fixer la position convenable du parallélogramme et à maintenir la distance des pointes dans les conditions les plus favorables.

Il nous reste maintenant à voir comment on opère dans la pratique.

Nous supposons que les charbons aient été placés sans que lé courant passe encore dans l'appareil. Le mouvement de

descente de la tig^e massive détermine le mouvement aseensionnel du charbon nég^atif jusqu'à ce qu'il y ait contact, A partir de ce moment, les deux tiges descendent ensemble, mais comme la tige du porte-charbon négatif est reliée au côté vertical mobile du parallélogramme, elle fait abaisser le parallélogramme, l'équerre enraye le petit moulinet et tout le mécanisme est immobilisé.

Dès que le courant est envoyé dans l'appareil, l'électro-aimant devenu actif attire l'armature, entraîne le parallélogramme oscillant et par suite le charbon inférieur, dont la pointe s'écarte à une petite distance de celle du charbon supérieur : l'arc voltaïque apparaît et relie les deux pointes. A mesure que le courant devient moins énergique par suite de l'usure et de l'écartement des pointes, l'électro-aimant devient moins puissant, l'action des ressorts l'emporte, l'armature s'éloigne de l'électro-aimant, le parallélogramme oscillant remonte. Par suite de ce mouvement incessant du parallélogramme, qui tantôt descend entraîné par l'armature, tantôt remonte sous l'action des ressorts, le moulinet se trouve alternativement engagé et dégagé ; la crémaillère, par suite, passe par des alternatives de descente et d'arrêt, et le mécanisme de rapprochement fonctionne en maintenant constamment les charbons dans les limites voulues.

L'avantage que présente le régulateur Serrin sur les autres, tient surtout à ce que son moteur est assez puissant pour lui assurer une marche certaine, en détruisant les petites résistances anormales qui se présentent, sans que, malgré cette puissance, il puisse écraser les pointes de charbon Tune contre l'autre ou leur permettre de glisser parallèlement. Dès que la tige inférieure descend un peu, elle embrayé immédiatement le moulinet et soustrait ainsi les charbons en contact à l'action du poids de la tige supérieure. Il sufQt de tendre convenablement le ressort équili-

brant le porte-charbon inférieur pour donner au mouvement

toute la douceur qu'on désire obtenir.

Aucun autre rég^ulateur ne possède la propriété d'avoir un moteur très-puissant et très-docile, à un deg^ré ég^al, ce qui ne veut pas dire cependant que l'appareil de M. Serrin soit sans défaut ; il a, comme toute chose humaine, des imperfections, et, bien que ces imperfections soient lég'ères, il est utile de les sig'naler.

Tous les mouvements produits par l'électro-aimant sur son armature sont directement transmis au porte-charbon inférieur, lequel oscille sans cesse lorsque les charbons contiennent des impuretés. Ces oscillations aug'mentent ou diminuent alternativement la longueur de l'arc voltaïque, et par suite sa résistance. Le courant changée alors d'intensité à chaque instant et réag^it sur la machine motrice et sur l'électro-aimant, lesquels multiplient les oscillations premières et donnent souvent à la lumière une instabilité très-désag»réable. Ajoutons que l'appareil ne peut pas fonctionner horizontalement, ni prendre une trop forte inclinaison, que ses org^anessont un peu déhcats pour l'usag'e des ateliers de construction, et nous aurons énuméré tous ses petits inconvénients. Malg^ré cela, nous répétons que son service normal est satisfaisant et qu'il suffît de prendre quelques précautions pour n'éprouver aucun désag^rément sérieux. Avec des charbons chimiquement purs et une source d'électricité bien constante, on peut rendre presque nulles les amplitudes de l'armature de l'électro-aimant et obtenir une lumière aussi fixe que celle d'une lampe à huile ou d'un bec de g'az bien réglé.

Régulateur Girouard.

Aju commencement de l'année 1876, M. Girouard présenta à l'Institut une lampe électrique d'un caractère tout particu-

lier. Contrairement aux combinaisons précédentes, la nouvelle lampe est divisée en deux parties distinctes : 1" la lampe proprement dite, avec mouvement d'horlog^erie pour le rapprochement et Fécartement des charbons; 2* le régulateur en forme de relais, qui peut être placé très-loin de la lampe, et qui fonctionne au moyen d'une petite pile portative à sulfate de mercure.

Ce système comporte donc deux appareils, reliés par deux circuits différents, donnant passag'e à deux courants distincts. L'un des courants est très-intense; il émane de la machine et donne naissance à la lumière électrique après avoir passé par un électro-aimant fixé sur le relais ; l'autre, assez faible, n'a à produire que des déclanchements de mouvements d'horlogerie pour l'avancement et le recul des charbons.

La lampe contient deux mouvements d'horlogerie commandés par un barillet unique. Le dernier mobile de chacun de ces mouvements est embrayé par une détente dépendant d'un système électro-magnétique particulier, qui correspond électriquement avec deux petits contacts du relais.

Ce système peut fonctionner dans toutes les positions ; il est apte par conséquent à être appliqué, dans bien des cas, aux représentations théâtrales, aux recherches marines, à la projection des expériences de physique, etc., etc. Dans l'industrie ordinaire, il n'offre pas d'avantages sufBsants pour contre-balancèr la complication occasionnée par l'emploi de la pile et du mécanisme secondaire du relais.

Régulateur Carré.

M. Carré a fait breveter en 1875 un régulateur électrique à mouvement d'horlogerie, ayant, comme celui de M. Serrin, la tige du charbon positif pour moteur. Au lieu d'un électro-aimant, M. Carré fait usage d'un solénoïde

double d'une forme toute particulière. L'armature de ce solénoïde est en S; elle oscille en son milieu autour d'un point fixe et pénètre par chacune de ses extrémités (lorsque le courant passe) dans une bobine courbe.

L'enroulement du fil sur les bobines du solénoïde est fait de telle sorte que les actions des bobines s'ajoutent et entraînent l'armature dans le mêmie sens.

Lorsque le courant ne passe pas, l'armature rétrograde par l'effet de deux ressorts antag'onistes, un rochet dég^ag'e le. moulinet du mécanisme et les charbons arrivent en contact. Dès que le courant traverse l'appareil, l'armature est aspirée dans le solénoïde et produit l'écart des charbons.

L'attraction de l'armature augmente assez rég*ulièrement, eji proportion directe de son eng»ag*ement dans les bobines, pourvu toutefois que la course ne dépasse pas certaines limites.

Nous avons essayé un rég^ulateur de ce système et nous avons été satisfait de son fonctionnement ; seulement l'appareil qui servait à nos essais, quoique très-soig'né (il sortait des ateliers de M. Bréguet), était fait plutôt en vue d'expériences de laboratoire que pour l'éclairag^e industriel.

Quelques chang^ements dans les porte-charbons, une étude plus approfondie des org'anes extérieurs et du mouvement lui-même, sans aucun changement au principe, rendront cet appareil tout à fait pratique et lui permettront de rivaliser avec celui de M. Serrin. C'est déjà un très-bon instrument de physique, il reste à en faire un bon outil d'atelier.

Éclairage électrique sans régulateur.

M. Jablochkoff, ancien officier du g'énie de l'armée russe, a fait breveter, en mars 1876, pour la production de

l'arc voltaïque, une nouvelle disposition d'électrodes qui supprime complètement le rég'ulateur.

Cette invention a été présentée à l'Académie des sciences par M. Denayrouze, le 30 octobre 1876.

Les charbons, au lieu d'être en opposition, sont placés l'un à côté de l'autre et n'ont pour toute séparation qu'une substance isolante fusible, telle que la porcelaine par exemple. Lorsque le courant électrique commence à passer, l'arc voltaïque jaillit entre les extrémités des charbons. La couche la plus voisine de matière isolante fond, se volatilise et déchausse lentement la double bag'uette de charbon, absolument^ dit M. Denayrouze, comme la cire d'une boug'ie découvre progressivement sa mèche unique à mesure que la combustion se propagée de haut en bas.

La boug^ie de M. JablochkofT jouit de propriétés toutes spéciales.

La chaleur de la combustion des charbons, perdue dans l'air avec les régulateurs, est utilisée avec la bougie pour la fusion et la volatilisation du mélange isolant. La compodition de celui-ci peut varier à l'infini, car on peut employer la plupart des substances terreuses. Les matières réputées les plus infusibles se volatilisent lorsqu'on les introduit dans l'arc voltaïque.

En septembre 1876, M. JablochkofT, dans une addition à son brevet, signale la possibilité d'obtenir des colorations diverses en introduisant dans l'isolant des charbons des oxydes métalliques.

En octobre, une deuxième addition indique les éléments d'un système d'éclairage comprenant un nombre quelconque de points lumineux, et le moyen d'allumer et de faire brûler indépendamment les uns des autres, par l'emploi d'une pile secondaire, les divers foyers de ce système.

Vers la fin du même mois, M. JablochkofT dit, dans une nouvelle addition, qu'au lieu de séparer les charbons par des

corps compactes, il est préférable d'employer des poudres plus ou moins fixes : « On entoure d'abord les charbons d'une cartouche dont la partie extérieure est constituée par du carton d'amiante, puis on sépare les charbons des cartouches et les cartouches l'une de l'autre en versant ladite poudre. L'arc voltaïque en jaillissant brûle tout. »

En novembre, l'inventeur signale un nouveau perfectionnement, qui consiste à supprimer les bag'uettes de carbone et à les remplacer par des tubes remplis d'une substance analog^ue à celle de l'isolation.

Enfin, pour nous en tenir aux perfectionnements de 1876 relatifs aux lampes, le 30 novembre M. JablochkofT prend un nouveau brevet principal pour un système permettant d'obtenir, avec le circuit d'une source unique, autant de foyers lumineux qu'on le désire. Ce système est basé sur l'emploi de bobines d'induction renfermant à l'intérieur d'autres bobines induites par les premières et mises en contact avec les deux pôles du foyer lumineux à produire.

Nous espérons que les travaux si intéressants de M. JablochkofT aboutiront à un résultat pratique et qu'ils auront pour conséquence d'accroître notablement le domaine de l'éclairag^e à l'électricité.