CHAPITRE XL

Emploi des tubes de Geissler. — Rapport présenté à* l'Académie des sciences par M. Coste, au nom de M. Gervais. — Invention de M. King. — Lampe Lodyguine. Rapport de M. Wild k l'Académie de Saint-Pétersbourg. — Lampe Konn. — Lampe Bouliguine. — Expériences faites par l'auteur sur l'éclairage par incandescence. — Lampe Chérémeteff et Fontaine.

Ainsi que nous Tavons dit, Tare voltaïque convient éminemment pour réclairag^e des grands espaces à découvert ou des vastes salles sans cloisonnements intérieurs, mais lorsqu'il s'ag*it d'éclairer de petits emplacements ou de grands locaux très-subdivisés, il est beaucoup plus avantag*eux d'employer le g*az, le pétrole et même l'iiuile ordinaire.

Il a été fait de nombreux travaux sur la création de petits foyers électriques, mais jusqu'à ce jour aucun des moyens préconisés n'a donné des résultats pratiques* On a notamment cherché à éclairer avec des tubes Geissler et avec des petits charbons incandescents, et, si ces deux moyens n'ont pas réussi, ils offrent néanmoins assez d'intérêt pour que nous leur consacrions quelques pagres.

Chacun sait que Geissler, artiste à Bonn, a construit le premier des tubes à ampoules de formes variées, fermés hermétiquement et ne contenant que des traces de vapeurs diverses. Ces tubes, mis en communication avec un courant au moyen de fils de platine scellés dans le verre et d'une bobine Ruhmkorff, produisent une lumière stratifiée, c'està-dire composée de couches minces transversales séparées par des couches sombres continuellement ag^itées. En

même temps les parois des tubes présentent un éclat particulier qu'on désig^ne sous le nom de fluorescence.

Le 27 mars 1865, M. Goste a présenté à l'Académie des sciences, au nom de M. Gervais, le rapport suivant :

« L'appareil a été construit par M. Ruhmkorff, qui s'est acquitté de ce soin avec son habileté et sa complaisance habituelles. G'est une caisse ou marmite en bronze, montée sur quatre pieds, et son couvercle est hermétiquement appliqué au moyen de vis de pression serrant, entre les deux surfaces ainsi mises au contact, une rondelle annulaire en caoutchouc. Au couvercle est attaché un anneau servant à la suspension de l'appareil optique. La caisse étanche renferme 2 éléments au bichromate de potasse, fermés à leur tour par des plaques que maintiennent des lames de cuivre solidement vissées. Les pôles du courant fourni par les 2 éléments peuvent être, à volonté, mis en communication avec la bobine, et le courant induit, fourni par celle-ci, est porté au dehors à travers la paroi inférieure du récipient, et transmis au tube de Geissler par des fils enveloppés de caoutchouc. Ge tube, d'une forme appropriée et rempli d'acide carbonique, est enfermé dans un cylindre en verre, à parois épaisses, muni d'armatures en cuivre et dans lequel l'eau ne peut pénétrer. G'est la partie éclairante de l'appareil. On obtient avec cet instrument une lumière douce, mais très-sensible et en tout semblable à celle que le g^énie militaire et les mineurs emploient maintenant. Elle ressemble sous certains rapports à celle que donnent les animaux phosphorescents, quoique plus intense. Elle peut être aperçue d'assez loin, même lorsque l'appareil fonctionne à plusieurs mètres sous l'eau. Il n'est pas douteux qu'elle ne doive attirer le poisson, comme le fait aussi la phosphorescence de certaines espèces, et l'on pourrait ég'alement s'en servir pour éclairer des espaces restreints, situés au-dessous de la surface de l'eau.

ou pour instituer des sigpnaux flottants. M. le capitaine de vaisseau Devoulx, commandant les côtes sud de la France, a vu fonctionner cet appareil dans le port de» Cette, au mois de septembre dernier. Il est resté pendant neuf heures immergée, et il a éclairé pendant six heures dans ces conditions, bien que je Teusse apporté tout chargée de Montpellier. La phosphorescence peut être de plus long^ue durée. Un second essai, fait à Pdrt-Vendres, à bord du Favori (capitaine Trotabas), m'a ég^alement réussi. »

La lumière obtenue par les tubes Geissler est tellement faible, qu'on n'a jamais pu l'utiliser pratiquement et que de nombreux essais faits dans les mines et les poudreries sont restés infructueux.

L'éclairag'e par incandescence a été étudié depuis fort long*temps ; mais son application usuelle a rencontré de si g'randes difficultés, qu'aujourd'hui on peut encore le considérer comme du domaine purement scientifique, bien qu'il existe déjà un certain nombre d'Sppareils d'un assez bon fonctionnement.

Le premier document que nous ayons trouvé sur la question est une patente angolaise délivrée le 4 novembre

M. Kiilg*, l'inventeur, entre dans des détails précis sur son idée et présente des considérations qui tendraient à prouver que des machines mag*néto-électriques, assez puissantes pour produire de la lumière, existaient déjà en 1845.

Voici la traduction des passag*es principaux de cette patente :

L'invention a pour base l'emploi de conducteurs métalliques ou de charbons continus, chauffés à blanc, par le passag*e d'un courant électrique. Le meilleur métal pour cet usagée est le platine, le meilleur charbon est celui de cornue.

Quand on emploie le charbon, il est utile, à cause de son affinité pour l'oxyg^ène à haute température, de le mettre à

Fabri de Pair et de riiuniidité, comme il est indiqué ûgure 45. Le conducteur C repose sur un bain de mercure ; la tig*e B est en porcelaine, elle sert à soutenir le conducteur C, le conducteur D est fixé sur la cloche par un joint bien hermétique. La bag*uette en charbon de cornue A repose, en haut et en bas, sur des blocs conducteurs et

FiG. 45. Lampe King.

devient incandescente par le passag*e d'un courant électrique. Le vide est préalablement fait dans la cloche, et le mieux est d'employer un véritable baromètre en mettant un des pôles de la pile en communication avec la colonne de mercure et l'autre avec le conducteur D.

Pour obtenir une lumière intermittente, on rompt périodiquement le circuit par un mouvement d'horlog^erie.

L'appareil, convenablement fermé, peut être appliqué à réclairag*e sous-marin ainsi qu'à l'illumination des poudreries, des mines, partout où l'on redoute les dang^ers d'explosion ou l'inflammation rapide de corps très-combustibles.

Lorsque le courant est d'une intensité suffisante, deux ou un plus g^rand nombre de lumières peuvent être placées dans Je même circuit, en ayant soin de réguler la puissance des machines mag^néto-électriques ou des éléments de la pile, produisant le courant.

En 1846, Greener et Staite se firent breveter pour une lampe analogue à celle de King*, en indiquant qu'il serait bon de débarrasser, avant son emploi, le charbon de ses impuretés en le traitant par l'acide nitro-muriatique.

En 1849, Pétrie termine la description d'un brevet de lampe par l'indication suivante : « Une lumière peut être produite en faisant passer un courant électrique à travers un conducteur court et mince qui s'échaufTe et devient lumineux ; mais la plus grande partie des substances fondent et brûlent rapidement; cependant j'obtiens une bonne lumière en me servant de l'iridium ou de quelques-uns de ses alliages. L'iridium peut être fondu jusqu'à produire un lingot lorsqu'il est soumis à la chaleur de l'arc voltaïque ; on le décarbonîse ensuite et on le rend plus malléable* Puis on le coupe par petits morceaux de 0", 001 de diamètre et de 0",010 à 0°,020 de longueur que l'on fixe entre deux supports métalliques isolés, lesquels sont en connexion avec les deux fils d'une batterie galvanique convenable. On obtient alors une belle lumière. »

Plusieurs autres brevets ont été pris en Amérique, en France et en Angleterre dans le même ordre d'idées ; mais aucun d'eux ne nous paraît plus complet, plus explicite et plus réalisable que celui de King; il est donc inutile de continuer notre nomenclature.

L'éclairag*e par incandescence et le principe de sa production étaient depuis long^temps tombés dans l'oubli, lorsqu'en 1873, un physicien russe, M. Lodyg^uine, ressuscita l'un et l'autre et créa une petite lampe, qui fut depuis perfectionnée par MM. Konn et Boulig^uine.

En 1874, l'Académie des sciences de Saint-Pétersbourg* décerna un g-rand prix à M. Lodyg'uine. Voici quelques extraits du rapport présenté à cette occasion par M. Wild, directeur de l'Observatoire impérial russe; ce rapport, comme on le verra, renferme plusieurs erreurs capitales :

« On savait aussi depuis longtemps que l'on peut employer la faculté réchauffante du courant électrique, même sans l'aide d'un gaz comme dans l'arc galvanique lumineux, pour chaufTer au blanc un corps solide. Se basant sur ce principe, on a souvent chaufTé ainsi des fils de platine minces, donc mauvais conducteurs, en les faisant traverser par un fort courant électrique. La lumière obtenue par ce procédé est beaucoup plus faible et plus constante que la lumière électrique au charbon ; elle a aussi plus de force d'extension, et peut être augmentée ou diminuée à volonté; néanmoins, elle n'a jamais trouvé un emploi pratique, parce qu'elle est trop faible en comparaison de son prix de revient, et parce qu'en voulant lui donner plus d'intensité on aboutit facilement à faire fondre le fil de platine,, qui, en général, n'est pas tout à fait homogène.

(( C'est M. Lodyguine qui, le premier, a eu l'idée de remplacer, dans ces expériences de combustion, le fil de platine par de minces tiges d'un charbon (coke) analogue au graphite, c'est-à-dire bon conducteur, et par là il a résolu le problème de l'éclairage électrique.

« Les avantages de cette substitution du charbon au platine sautent tellement aux yeux aussi au point de vue théorique, que l'on est tout étonné — comme cela est d'ailleurs le cas pour beaucoup d'importantes inventions — de

ce qu'on n'en ait pas eu Fidée plus tôt. Le charbon possède, à température ég^ale, un pouvoir beaucoup plus g*rand de rayonnement que le platine ; la capacité calorique du platine est supérieure (presque du double) à celle du charbon en question, bon conducteur, de sorte que la même quantité de calorique élève la température d'une petite tig'e de ce charbon à un deg»ré presque deux fois plus élevé qu'elle ne le fait pour un fil de platine du même volume. En outre, la résistance du charbon en question, comme conducteur d'électricité, est environ 250 fois plus g*rande que celle du platine; il en résulte que la petite tig*e de charbon peut être 15 fois plus épaisse qu'une tig-e de platine de la même long*ueur et que le courant qui la traverse eng^endrera la même quantité de chaleur. Enfin, le charbon peut être chauffé au blanc jusqu'au deg'ré le plus extrême sans qu'on ait à en redouter la fusion, comme c'est le cas pour le platine. C'est à ces importants avantagées théoriques que l'on doit évidemment le g^rand succès du mode d'éclairag*e électrique de M. Lodyg^uine.

(( Le seul inconvénient de l'emploi du charbon au lieu du platine consiste en ce que, dans la combustion, le charbon se combine avec l'oxygène de l'air et se consume ainsi peu à peu. Mais M. Lodyg*uine a déjà paré à cet inconvénient en enfermant le charbon chauffé au blanc par le courant électrique dans un récipient en verre hermétiquement clos et de l'intérieur duquel l'oxyg^ène est expulsé par un procédé des plus simples.

tt II n'appartient d'ailleurs pas à l'Académie des sciences de donner son jug'ement ni, d'un côté, sur ces difficultés techniques et d'autres encore qui se présenteront dans l'application en g^rand de l'invention de M. Lodyg*uine, ni, d'un autre côté, sur les nombreux avantagées pratiques de ce mode d'éclairag^e comparativement à tous les autres ; il suffira à l'Académie d'avoir constaté que, g^râce à cette

invention, se trouve résolu, de la manière la plus simple possible, le g*rand problème de diviser la lumière électrique et de la rendre constante*, pour reconnaître M. Lodyguine, en considération des nombreuses applications utiles de son invention, dig*ne d'obtenir le prix Lomonossow. »

Dans sa lampe, M. Lodyg^uine employait des crayons d'une seule pièce en diminuant leur section à l'endroit du foyer lumineux, et il plaçait deux charbons dans un même appareil avec un petit commutateur extérieur, pour faire passer le courant dans le deuxième charbon quand. le premier était usé. Rien de moins pratique et de moins étudié que les appareils de cet inventeur.

M. Kosloff, de Saint-Pétersbourg», qui vint en France dans l'espoir d'exploiter le brevet Lodyg*uine, perfectionna un peu sa lampe, sans cependant aboutir à quelque chose de passable.

En 1875, M. Konn, ég'alement de Saint-Pétersbourg*, fit breveter une lampe plus pratique, que nous représentons fig^ure 46, et qui a été construite pour la première fois, en France, par M. Duboscq.

Cette lampe se compose d'un socle A en cuivre sur lequel sont fixées deux bornes N pour attacher les conducteurs, deux tigres C, D en cuivre et une petite soupape K, ne s'ouvrant que de dedans en dehors. Un g^lobe B, évasé à sa partie supérieure, est retenu sur le socle au moyen d'un écrou en bronze L pressant sur une bag^ue en caoutchouc, exactement comme cela a lieu dans les niveaux d'eau de chaudières à vapeur.

Une des tig'es verticales D est isolée électriquement du bâti et communique avec une borne ég*alement isolée. L'autre tig*e G est formée de deux parties : l*" d'un tube fixé

1. On verra dans la suite combien le problème a été peu résolu par M. Lodyguine.

FiG. 46. Lampe Konn.

directement sur le socle sans isolation, et 2* d'une bag^uette de cuivre, fendue dans une partie de sa long^ueur. Cette fente lui donne de Félasticité et lui permet de coulisser dans le tube tout en restant fixe, si Ton n'exerce pas sur elle un certain effort.

Les charbons de cornue E, au nombre de 5, sont placés entre les deux petits plateaux qui couronnent les tig'es.

Chaque charbon est introduit dans deux petits blocs, ég'alement en charbon, lesquels reçoivent des bag^uettes de cuivre à leurs extrémités. Les bag'uettes sont ég*ales entre elles à la partie inférieure et de long^ueurs inég*ales à la partie supérieure. Une charnière 1 est articulée sur la tig*e C et repose sur la bag*uette d'un seul charbon à la fois.

Si l'on place cette lampe dans un circuit en attachant les deux conducteurs d'une pile aux bornes NN' (la borne N' est cachée par la borne N ; mais elle est identique et n'est pas isolée du socle), la tige de carbone E est traversée par le courant qui passe par l'intermédiaire de la charnière I, de la bag^uette de cuivre F, des deux blocs de charbon 0,0, de la bag*uette de cuivre G et du plateau couronnant la tig^e D.

Le vide a été préalablement effectué en plaçant sur l'ajutag*e de K le conduit d'une pompe à air ou d'une machine pneumatique quelconque.

La tig*e E roug^it, blanchit et devient lumineuse. Sa lumière est d'abord blanche, fixe, constante ; puis petit à petit la section diminue, la tig*e se rompt et la lumière disparaît. La charnière 1 tombe alors sur une autre tig*e, et, presque instantanément, l'éclairag^e est rétabli.

Quand tous les charbons sont usés, la charnière s'arrête sur une tig*e en cuivre H et le courant n'est pas rompu. De cette manière, s'il y a plusieurs lampes alimentées par un même g^énérateur d'électricité, l'extinction de l'une n'entraîne pas celle des autres.

Pour éviter la projection des petits charbons rompus et de leurs blocs contre le*verre, M. Konn a placé à la partie inférieure de sa lampe un tube mince en cuivre M, qui reçoit les débris jusqu'à ce qu'on g^arnisse de nouveau les plateaux.

Trois de ces lampes ont été installées depuis deux ans chez M. Florent, nég*ociant à Saint-Pétershourg, et mises en action avec une machine de V Alliance. Chaque charbon dure environ deux heures, à Fexception du premier, qui se consume presque immédiatement; la lumière est trèsagréable, mais son prix de revient dépasse notablement celui du g*az. M. Florent, que nous avons eu occasion de voir plusieurs fois, nous a dit que le g^rand avantagée qu'il avait trouvé dans l'emploi de l'éclairag'e électrique était dans sa propreté. Ses mag^asins renferment beaucoup de lingue blanc, que le g*az altérait rapidement et sur lequel l'électricité n'exerce aucune fâcheuse influence. Le blanchissag^e économisé compense larg*ement les frais supplémentaires nécessités par une installation importante, eu ég^ard au peu de lumière obtenue.

Aucune expérience photométrique n'a été faite chez M. Florent ; mais, en comparant avec le g*az, on évalue que chaque lampe Konn donne environ 20 becs Carcel.

La cause principale de la dépense exag*érée qu'entraîne l'emploi de la lumière par incandescence, réside dans la difficulté de préparer les petits charbons, qui reviennent, en place, à plus de 5 francs le mètre.

Un officier russe, M. Boulig*uine, a combiné une lampe (fig*. 47) qui atteint à peu près le même but que celle de M. Konn avec un seul charbon. Elle se compose, comme la précédente, d'un socle en cuivre, de deux tigres verticales, de deux barres de prise de courants et d'une soupape d'évacuation.

Une des tigres est percée d'un petit trou du haut en bas et

possède, sur presque toute sa long'ueur, une fente permettant le passag*e de deux petites oreilles latérales.

Le charbon est introduit dans cette tig*e comme la mine d'un porte-crayon ordinaire, et il est sollicité à monter par des contre-poids reliés au moyen de deux câbles microscopiques, aux oreilles du support en croix sur lequel repose le charbon.

La partie du charbon qui doit entrer en incandescence est retenue entre les lèvres de deux blocs coniques en charbon de cornue.

Une vis, placée sous le socle, permet d'aug^menter ou de diminuer la long'ueur de la tig*e qui porte le bloc conique supérieur, et, par suite, de donner à la partie lumineuse une plus ou moins gprande long^ueur.

La fermeture du g^lobe est obtenue par la pression latéraie de plusieurs rondelles en caoutchouc.

Lorsque la lampe est placée dans un circuit, la bag^uette de charbon roug*it et s'illumine jusqu'à ce qu'elle vienne à se rompre. A ce moment un petit mécanisme* commandé par un électro-aimant ouvre les lèvres des porte-charbons, le contre-poids du haut chasse les frag^ments qui pourraient rester dans l'entaille, les contre-poids du bas relèvent la tige en charbon , laquelle pénètre dans le bloc supérieur et rétablit le courant. Le mécanisme commandé par l'électro-aimant ag*it de nouveau, mais en sens inverse de sa première manœuvre, les porte-crayons se resserrent et la lumière renaît.

Nous avons, à plusieurs reprises, expérimenté cette lampe et nous n'avons jamais obtenu de très-bons résultats»

\. Le mécanisme en question, que Texiguïté de notre dessin ne nous a pas permis de figurer, se compose en substance d'une armature en fer placée dans rintérieur de la lampe et de deux tri-ngles métalliques agissant sur deux leviers croisés et articulés sur la bague enveloppant les portecharbons.

FiG. 47. Lampe Bouliguine.

Elle renferme trop d'org^anes en mouvement, et le moindre obstacle empêche le mécanisme de jouer. Cependant nous avons observé que lorsque par hasard elle fonctionnait rég^ulièrement, les contacts étant meilleurs et moins nombreux que ceux de la lampe Konn, il fallait moins d'intensité de courant pour la production d'un éclat lumineux déterminé. Avec une machine Gramme de 100 becs, nous avons obtenu avec une seule lampe jusqu'à 80 becs, tandis qu'avec une lampe Konn nous ne pouvions jamais dépasser 60 becs.

Pour bien nous rendre compte de la valeur réelle du système d'éclairag*e par incandescence, nous avons fait faire, sous nos yeux, une série d'expériences avec plusieurs lampes Konn et une pile Bunsen de 48 éléments de 0",20 de hauteur.

La première opération a consisté dans la mesure des résistances du charbon de cornue à section carrée. Les échantillons essayés avaient 0",002 de côté. Voici les résultats de huit expériences :