CHAPITRE VI

Lumière électrique. — Lorsqu'ua conducteur très résistant est traversé par un courant électrique, dont on augmente graduellement rintensité, il s'échauffe et passe par toutes les colorations, depuis le rouge sombre jusqu'au blanc éblouissant. Arrivé à cet état, si le courant augmente ou persiste pendant un certain temps, le conducteur fond ou se volatilise.

Pour appliquer cette propriété du courant électrique à l'éclairage, on met à profit soit Varc voltaîque, formé par le passage du courant dans l'air porté à une haute température, soit Y incandescence d'un corps solide préparé à cet effet et mis dans le circuit d'un générateur électrique.

On peut encore obtenir de la lumière par l'électricité en envoyant un courant sous une force électromotrice considérable dans un tube contenant de l'air raréfié ; mais l'intensité lumineuse ainsi réalisée est insuffisante pour être admise dans la pratique.

Nous n'aurons donc à nous occuper que de l'éclairage par l'arc vollaïque et de l'éclairage par l'incandescence, qui ont aujourd'hui de très nombreuses applications et sont employés, soit séparément, soit simultanément, dans les mêmes installations.

Arc voltaïqué. — La première expérience sur l'arc voltaïque date de 1808*. Elle fut faite par Humphry Davy, illustre chimiste

i. La date de 1813 donnée généralement dans les traités de physique est inexacte.

anglais, auquel on doit la découverte du sodium et du potassium. Davy, ayant pris deux baguettes de charbon taillées en pointe, les mit en contact et fit passer entre elles le courant d'une pile Volta de 2 000 éléments. En écartant les deux pointes d'une très petite quantité, il vit se produire entre elles une flamme légèrement convexe qui persista jusqu'à ce que la distance des charbons eût atteint 10 centimètres. En écartant davantage les charbons, il vit disparaître l'arc, et les pointes passèrent du blanc au rouge, et du rouge au noir, pour perdre ensuite, en très peu de temps, toute trace de la chaleur due au passage du courant. Les charbons furent rapprochés une seconde fois très lentement, et ne donnèrent lieu à aucun phénomène calorifique ni lumineux tant qu'ils ne furent pas en contact; lorsqu'ils se touchèrent, les pointes s'échaufl*èrent de nouveau, et la flamme jaillit instantanément au moment de leur écartement.

Cette flamme, qu'on pouvait reproduire autant de fois qu'on le désirait et qui persistait tant que les charbons conservaient leur distance, avait un éclat comparable à celui du soleil, une température si élevée que le platine y fondait comme du plomb et que le fer y brûlait en projetant des étincelles. Davy lui donna le nom, qu'elle a conservé depuis, d'arc voltaique.

Examen du phénomène. — L'arc voltaïque résulte de l'incandescence d'un jet de particules détachées des électrodes et projetées dans toutes les directions. Cette projection, lorsqu'on fait usage de courants continus, a principalement Ueu d'un pôle à l'autre, et plus particulièrement du pôle positif au pôle négatif. L'électrode positive a une température beaucoup plus élevée que l'autre, et, tandis que le charbon négatif est à peine rouge sombre à quelque distance de l'arc, le charbon positif est rouge blanc sur une assez grande longueur. L'usure de l'électrode positive, pour un temps déternïiné, est double de celle de l'électrode négative. C'est cette diflérence dans l'usure et la température, observée dès le début par les physiciens, qui fit d'abord expliquer le phénomène de l'arc lumineux comme un simple transport de particules du pôle positif au pôle négatif. Aujourd'hui, il est bien démontré que, si le transport de l'électrode positive à l'élec-

ARC VOLTAÏQUl!!.

trode négative prédomine dans l'arc, il n'en existe pas moins un transport très actif de l'électrode négative à l'électrode positive.

L'arc ressemble, en réalité, à une flamme tremblante, dont la forme est ovoïde avec des pointes de charbon. De temps en temps, on voit une particule brillante s'élancer d'une électrode à l'autre en produisant une traînée lumineuse.

Sur chacun des charbons apparaissent çà et là des globules liquides et incandescents g^ g' (Fig. 77), provenant de substances minérales qui ëe déplacent, glissent jusqu'à la pointe et s'élancent pour gagner l'autre électrode.

Ces globules liquides n'apparaissent pas lorsque les charbons sont chimiquement purs.

Quand l'arc voltaïque se produit dans l'aii:, les deux tiges de charbon diminuent rapidement de volume parce qu'elles brûlent toutes deux; mais, dans le vide, cette combustion n'a pas lieu et l'on voit la pointe positive se creuser et diminuer de poids, tandis que la pointe négative s'allonge et augmente de volume. L'usure est presque nulle et ne résulte que des particules projetées par les deux charbons en dehors de leur action réciproque.

L'arc voltaïque est une portion du circuit électrique jouissant de toutes les propriétés des autres parties du même circuit. Les moléoules entraînées constituent entre les deux pointes une chaîne mobile plus ou moins conductrice, et plus ou moins chauffée, suivant l'intensité du courant d'une part, la nature et l'éloignement des électrodes d'autre part. Les choses se passent exactement comme si les électrodes étaient réunies par un fil métallique ou une baguette de charbon de faible section, ce qui revient à dire que la lumière produite par l'arc voltaïque et celle

Fig. 77. — Arc voltaïque.

431 ÉCLAIRAGE A L'ÉLECTUICITÈ.

obtenue par incandescence proviennent de la même cause, qui est réchauffement d'un corps résistant intercalé dans le circuit.

Matteucci a démontré cette parité entre Tare voltaïque et les autres parties du circuit électrique en éloignant lentement deux cônes de fer mis préalablement en contact : un filet de métal liquide apparaissait d'abord, devenait lumineux, puis se brisait pour faire place à Tare voltaïque.

Aspect de Tare. — En examinant avec attention Tare voltaïque produit entre deux pointes de charbon par des courants continus, on distingue nettement Tare et la flamme.

L'arc est bleu; il joint les parties brillantes des deux charbons.

La flamme est rougeâtre ; elle enveloppe l'arc et lui donne souvent par son interposition une apparence violette. Cette flamme s'allonge parfois beaucoup et va lécher les parois du charbon positif à des distances relativement considérables; elle est changeante et mobile; elle contribue aux variations d'intensité lumineuse, et, dans certains cas, elle disparaît complètement. C'est alors surtout que l'arc se présente sous la couleur bleue très peu lumineuse qui lui est propre.

Avec des courants de 50 à 70 ampères, les plus intenses dont on fasse usage pratiquement pour alimenter un seul arc, l'aspect se modifie et présente quelques particularités moins connues. Au début, la flamme a une couleur pourpre aux environs du négatif; puis, quand les charbons sont taillés normalement, on distingue une bande bleue, étroite, sur la surface brillante du positif et une auréole rouge autour du négatif; la région moyenne de l'arc est blanche.

Quelle que soit au début la forme des baguettes de charbon, elles se taillent d'elles-mêmes pendant la marche ; la pointe positive prend l'aspect d'un cône tronqué terminé par une surface concave; la pointe négative prend la forme d'un cône terminé par une pointe mousse. Ces formes sont d'autant plus régulières que les pointes sont bien vis-à-vis l'une de l'autre et que les charbons sont d'une fabrication soignée et exempts de corps étrangers.

ARC VOLÏAIQUE. 433

L'arc se produit non seulement entre des pointes de charbon, mais entre toutes sortes de substances suffisamment conductrices. Son éclat dépend de l'intensité du courant, de la nature des électrodes et du milieu dans lequel il se produit. Avec du potassium ou du sodium, par exemple, la lumière est plus brillante qu'avec du platine ou de Tor ; dans l'air on a plus de lumière que dans les vapeurs mercurielles.

La couleur de l'arc varie avec la substance des électrodes : elle est jaune avec du sodium, blanche avec du zinc, verte avec de l'argent, etc.

L'aspect de l'arc dépend également de la forme des électrodes,: entre une pointe de coke positive, et une plaque de platine négative, il présente la forme d'un cône; entre deux pointes de charbon, il a la forme d'un œuf, etc.

Longueur de l'arc. — Davy, avec ses 2000 couples zinccuivre de 2 décimètres carrés chacun, trouva que l'extinction avait lieu lorsque l'arc atteignait 0",H dans l'air, et 0°',18 dans le vide.

Despretz a fait, vers 1850, une série d'expériences sur l'arc voltaïque avec des piles, et il a trouvé : — 1** que la longueur de l'arc croît plus vite que le nombre des éléments employés à le produire; — 2*» que cet accroissement est plus prononcé pour de petits arcs que pour des grands. Ainsi l'arc produit avec 100 éléments Bunsen est presque quadruple de celui produit par 50 éléments; celui résultant de 200 éléments n'est pas triple de celui obtenu avec 100. La pile de 600 éléments couplés en une seule série a donné jusqu'à 0°',20 d'arc lorsque le positif était en haut; — 3* que, lorsqu'on couple les éléments en quantité, la longueur de l'arc croît moins vite que le nombre des éléments. L'arc pour 100 éléments étant de 0°»,25 n'est que de 0°^,069 avec 600 éléments couplés en six séries de 100, tandis que, avec la même batterie de 600 éléments couplés en tension, il atteint 0",183. En couplant successivement en quantité des séries de piles de 25 éléments en tension, on obtient, pour une seule série, un arc à peu près nul; pour deux séries, un arc encore trop petit pour être mesuré; pour trois séries, 0™,001; et pour vingt-quatre

séries, (y^,Oilb. Les mômes piles couplées en tension, donnent un arc de 0",162, c'est-à-dire un écart de charbons quatorze fois aussi grand qu'avec les vingt-quatre séries couplées en quantité ; — 4* que, lorsque le pôle positif est en bas, l'arc voltaïque est moins long que lorsque c'est le pôle négatif qui occupe cette place. Avec six séries de 100 éléments couplés en quantité, on obtient 0",07à d'écart lorsque l'électrode positive est en haut, et 0",056 si elle est en bas; — 5<» que lorsque les électrodes sont placées horizontalement, les arcs sont moins longs qu'avec des électrodes verticales, et qu'alors la pile de quantité devient plus avantageuse que celle de tension. Ainsi, six séries de 100 éléments couplées en quantité donnent un arc horizontal de Cf,0&0, et 600 éléments bout à bout ne donnent qu'un arc horizontal de 0"',027.

Ces expériences sont très instructives ; il est toutefois regrettable que, au moment où M. Despretz opérait, les unités électriques fussent encore inconnues, car les résultats eussent pu être formulés plus simplement. Nous les publions sans rien y changer, en indiquant seulement que les éléments Bunsen en action avaient 0°*,16 de hauteur.

Dans l'éclairage industriel^ on emploie des courants de 2 à 50 ampères, et on entretient l'écart entre les pointes, au moyen de dispositifs et d appareils dont nous parierons plus loin, entre 1 et 10 millimètres, suivant l'intensité du courant.

. Les arcs les plus en usage sont alimentés par 8 à 10 ampères et ont 3 millimètres de longueur.

Plus les charbons sont rapprochés, moins ils exigent de force électromolrice, mais plus il est difRcile de les maintenir à un écart constant sans qu'ils viennent à se toucher fréquemment, ce qui produit une lumière îrrégulière et relativement coûteuse.

Force électromotrice de Tare. — 11 résulte des travaux de MM. Edlund et Lang que, entre les charbons qui produisent l'are, il existe une chute de potentiel variant entre 39 et 70 volts, suivant l'intensité des courants.

Cette chute de potentiel est représentée par une force élec-

ARC iVOLTAlQUE. 435.

(romotrice inverse qu'on peut estimer à 36 volts ; le reste est dû à la résistance de la couche gazeuse interposée, résistance variable avec la longueur de l'arc et sa température, et comprise généralement entre 0,5 et 1,5 ohm.

Si l'arc n'a qu'une faible longueur, 1/3 de millimètre par exemple, la différence de potentiel entre les deux charbons est de 39 volts, et elle est constante pour toutes les intensités de courant possibles; si la longueur de l'arc augmente, la différence de potentiel croît proportionnellement à cette longueur, quelle que soit l'intensité du courant.

Température de Tare. — L'arc voltaïque est le siège d'une température extrêmement élevée. Les corps réputés comme les plus réfractaires s'y consument avec une rapidité extraordinaire.

Il résulte des mesures prises par M. Rossetti que la température de l'arc serait de A 800 degrés, celle du charbon positif de 4000 degrés, et celle du charbon négatif de 3000 degrés.

La haute température de l'arc a été mise à profit dans une nouvelle industrie appelée métallurgie électrique, qui a surtout pour objet la soudure des métaux : plomb, fer, fonte, cuivre, etc.

Le professeur Tyndall a fait, sur la chaleur développée par l'arc voltaïque, de très belles expériences publiques dans lesquelles, pour intéresser davantage son auditoire, il rendait invisibles les rayons émis par les pointes de charbon. Pour cela, M. Tyndall concentrait par réflexion, à la surface d'un petit miroir argenté, les rayons du foyer lumineux, et il interposait dans le cône de lumière convergente ainsi obtenu un vase en verre contenant une dissolution opaque d'iode. La lumière du cône se détruisait entièrement; mais les rayons subsistaient toujours et convergeaient vers un foyer invisible qui produisait les effets les plus curieux.

Quand on plaçait dans ce foyer un morceau de papier noir, il était percé par les rayons, comme s'il eût été traversé par une tige chauffée à blanc. Le papier s'enflammait instantanément.

Un morceau de charbon de bois, suspendu dans un récipient plein d'oxygène, prenait feu au foyer et brûlait avec l'éclat splendide que présente cette substance dans une atmosphère

d'oxygène. Les rayons invisibles, après avoir traversé le récipient, conservaient encore assez de force pour échauffer au rouge blanc.

Un mélange d'oxygène et d'hydrogène faisait explosion au foyer obscur par le simple échauffement de son enveloppe.

Une plaque mince de charbon, placée dans le vide, était portée à l'incandescence par les rayons invisibles.

M. Tyndall a obtenu des effets plus étonnants encore, mais dont la nomenclature complète nous entraînerait trop loin. Nous citerons seulement le plus caractéristique : avec une pile de puissance suffisante et une concentration convenable, il a chauffé à blanc une plaque de platine, et celle-ci, vue à travers un prisme, présentait un spectre brillant complet.

Sifflement de Tare. — L'arc produit par des courants intenses fait entendre un sifflement assez bruyant. Niaudet, qui a particulièrement étudié le bruit de l'arc, a remarqué que le sifflement était accompagné d'une poussée de flamme bleue partant du charbon positif; il a également reconnu que, quand le sifflement cesse ou commence, la différence de potentiel entre les charbons fait un brusque saut. Avec des charbons de bonne qualité et des courants d'intensité moyenne ou faible, le bruit disparait complètement.

D'après M. Gimé, le sifflement n'a pas pour conséquence une différence de potentiel ; il provient au contraire d'une brusque diminution dans la différence de potentiel de l'arc. Ayant à diriger une installation de régulateurs groupés en dérivation, à New York, M. Gimé a observé que, quand un seul foyer était en action, il ne faisait aucun bruit; que l'addition d'un second régulateur donnait naissance à un sifflement dans le premier; que l'addition d'un troisième régulateur produisait le même résultat dans les deux autres, mais avec moins d'intensité ; et qu'enfin, au moment de l'allumage du dixième et dernier régulateur, tout sifflement avait disparu.

Propriétés chimiques de l'arc. — La lumière de l'arc a une grande analogie, quant aux effets produits, avec la lumière du soleil. Elle provoque la combinaison du chlore avec l'hydrogène ;

ARC VOLTAIQDE. -137

elle colore le chlorure d'argent ; elle possède la propriété de rendre phosphorescents, c'est-à-dire lumineux dans l'obscurité, les corps qui le deviennent sous l'influence des rayons solaires. Ces précieuses propriétés ont été utilisées dans la photographie et dans diverses industries où l'on a besoin de distinguer les couleurs sous leur véritable nuance pendant le travail de nuit.

L'arc voltaïque dégage une assez grande quantité d'ozone, dont l'odeur est très caractéristique. Plusieurs hygiénistes considèrent cette production d'ozone comme un avantage en faveur de la lumière électrique, au point de vue de la santé publique.

Action des aimants et des courants sur l'arc. — Quand on présente à l'arc voltaïque un aimant en fer à cheval d'une certaine puissance, on voit l'arc attiré ou repoussé, suivant l'orientation de l'aimant, par rapport à la verticale que suit le courant. Si on avance les branches de l'aimant de manière à entourer Tare, l'action attractive ou répulsive persiste avec son sens aussi loin qu'on peut pousser l'aimant, ce qui s'expHque par ce fait que le champ magnétique a la môme orientation d'un bout à l'autre entre les deux branches. L'action de l'aimant peut être assez énergique pour rompre Tare.

Les mêmes phénomènes d'attraction et de répulsion sont encore plus marqués avec un électro-aimant. Us se produisent également lorsqu'on présente à l'arc un courant ou une série de courants parallèles.

Dès 1850, Despretz avait constaté l'influence du magnétisme terrestre sur la longueur d'un arc orienté perpendiculairement au méridien.

Baguettes de charbon de cornue. — Dans ses expériences sur l'arc voltaïque, Davy se servait de baguettes de charbon de bois éteint dans l'eau ou dans le mercure. Ces baguettes brûlaient avec un bel éclat et d'une manière très régulière ; mais elles s'usaient si rapidement que leur emploi était forcément limité aux expériences de laboratoire. En remplaçant le charbon de bois par les dépôts recueillis sur les parois des cornues à gaz, Foucault ouvrit réellement à l'arc voltaïque l'ère des applications

438 ÉCLAIKAGE A L'ÉLECTRICITÉ.

utiles. Le charbon de cornue est en effet beaucoup plus dense que le charbon de bois et résiste bien plus longtemps à l'action destructive du foyer électrique.

Il faut cependant ajouter que ce charbon présente encore de sérieux inconvénients; sa composition n'est pas uniforme; il éclate parfois, s'use souvent irrégulièrement et produit des variations d'éclat assez considérables. Les variations d'éclat tiennent surtout à la présence de matières étrangères, telles que des sels alcalins ou terreux, et aussi de quantités notables de silice; ces matières, beaucoup moins fixes que le charbon, se vaporisent et forment, pour une grande partie, la flamme qui entoure l'arc.

Malgré ces inconvénients, ce charbon peut donner un éclairage satisfaisant quand on a soin de choisir convenablement sa qualité.

Les dépôts qu'on recueille dans les cornues ont généralement plusieurs décimètres de longueur et quelques centimètres d'épaisseur. Les baguettes se débitent à la scie et se dressent à la meule. Elles sont carrées et ont environ vingt centimètres de longueur sur un centimètre de côté.

On a cherché à purifier le charbon de cornue en plaçant des baguettes, préalablement taillées, dans un bain de potasse ou de soude caustique porté au rouge. Cette opération avait pour but de changer eu silicate de potasse ou de soude soluble la silice contenue dans les charbons et si funeste à la constance de la lumière. Les baguettes de charbon étaient ensuite lavées à l'eau bouillante, puis soumises (dans un tube de porcelaine ou de terre réfractaire chauffé au rouge), pendant plusieurs heures, à l'action d'un courant de chlore dont la propriété était de faire passer les .différentes terres, que la potasse ou la soude n'avait pas attaquées, à l'état de chlorures volatils de silicium, de potassium, de fer, etc.

Ainsi épurés, ces charbons donnaient une lumière un peu plus régulière; mais ils produisaient encore beaucoup de cendres et de flammèches.

Charbon de cornue artificiel. — M. Jacquelain a cherché à

ARC VOLTAIQUE. 439

reproduire les circonstances qui, pendant la fabrication du gaz, donnent naissance au charbon de cornue. Ces circonstances sont l'arrivée au contact des parois incandescentes des cornues de matières hydrocarburées très denses, dont une partie se volatilise et dont le reste se décompose en laissant pour résidu une couche de charbon. Dans les cornues des usines à gaz, ces matières hydrocarburées entraînent avec elles un grand nombre d'impuretés que contient la houille. En prenant des goudrons provenant d'une véritable distillation, débarrassés, par conséquent, détentes les impuretés non volatiles, et en réalisant dans des appareils spéciaux ces conditions de décomposition au contact de parois fortement échauffées, on devait reproduire le charbon des cornues, mais jouissant d'une pureté parfaite. C'est ce qu'a fait M. Jacquelain en opérant, avec un tube de terre réfractaire de 0°',15 de diamètre, dans un fourneau improvisé ; et il a obtenu des plaques qui, débitées en baguettes à la scie, ont donné une lumière parfaitement tranquille, plus blanche, et d'environ 25 pour 100 plus intense, à courant électrique égal, que celle donnée par les charbons ordinaires.

Ces charbons, une fois formés, avaient l'inconvénient d'exiger un travail considérable de main-d'œuvre pour être utilisés (car la matière était si dure qu'on ne parvenait à la scier que très difficilement), et de produire des déchets relativement considérables.

Charbon aggloméré et passé à la filière. — C'est à MM. Carré et Gauduin que sont dus les procédés dont on se sert actuellement en Europe pour fabriquer les baguettes de charbon destinées à l'éclairage par arc voltaïque.

Ces procédés consistent à préparer une pâte convenable, à la triturer, à la comprimer, puis à la passer dans une filière, de manière à obtenir des baguettes cylindriques qu'on coupe à la longueur voulue, et à cuire ces baguettes dans un four analogue à ceux employés au traitement des pâtes céramiques.

La composition de la pâte a une grande importance : M. Carré employait un mélange de 50 parties de coke très pur en poudre, 20 parties de noir de fumée calciné et 30 parties d'un

sirop spécial dans lequel entraient du sucre de canne et de la gomme. M. Gauduin décomposait en vases clos des brais secs, ce qui lui donnait un charbon compact qu'il pulvérisait ensuite de manière à le réduire en une poudre impalpable ; cette poudre était finalement agglomérée au moyen des carbures d'hydrogène obtenus dans la distillation des brais.

On se sert aujourd'hui, pour former la pâte des crayons électriques, de charbon de cornue pulvérisé, ou de coke de pétrole également pulvérisé et aggloméré avec du goudron de gaz. La qualité du produit dépend surtout du broyage intime des substances employées et de leur cuisson.

La presse à comprimer est terminée par une filière qui donne au crayon sa forme cylindrique et qui permet de le fabriquer en longueurs quelconques. La cuisson s'opère dans des fours à plusieurs étages; elle comprend une série d'opérations qui diffèrent un peu dans chaque fabrication. Voici le mode de procéder indiqué par M. Carré :

Les charbons sont d'abord placés horizontalement dans le creuset en fonte, sur une couche de poussière de coke ; chaque lit est séparé par une feuille de papier pour éviter toute adhérence. Entre la dernière couche et le couvercle on met 1 centimètre de sable de coke, et 1 centimètre de sable siliceux sur le joint du couvercle.

Après la première opération, qui doit durer de quatre à cinq heures au moins et atteindre le rouge cerise, les charbons doivent rester deux ou trois heures dans un sirop très concentré et bouillant de sucre de canne ou de caramel, avec deux ou trois intervalles de refroidissement notable afin que la pression atmosphérique le fasse pénétrer dans tous les pores. On laisse ensuite les charbons égoutter en ouvrant un robinet placé au bas du vase, puis on les agite quelques instants dans l'eau bouillante pour dissoudre le sucre resté à la surface.

Après dessiccation, on soumet les charbons à une seconde cuisson au 2* étage ; on peut alors les mettre debout dans le creuset, en remplissant leurs interstices avec du sable.

On les traite de même en les descendant d'un étage à chaque cuisson jusqu'à ce qu'ils aient acquis la densité et la solidité

ARC VOLTAIQUE. 444

requises, et en se servantd'un four ayant autant d'étages qu'on désire de cuissons.

Les charbons sont séchés lentement. On termine leur dessiccation dans une étuve dont la température atteint graduellement 80 degrés en douze ou quinze heures. Pour ne pas se déformer, en séchant, les baguettes sont placées dans des tôles ayant la forme d'un V.

Plusieurs fabricants ont simplifié ces opérations; mais le système est resté le môme : cuire les crayons en plusieurs fois et les nourrir de carbone pur entre chaque cuisson.

En Amérique, on emploie du coke de pétrole et, au lieu de comprimer les crayons dans une presse à filières, on les comprime dans des châssis plats.

Charbons à mèche. — Dans le -but de maintenir le foyer lumineux au milieu du charbon, ce qui augmente la fixité et la régularité de la flamme, on fait venir un trou central à la filière, puis on remplit ce trou avec une substance appelée mèche, plus conductrice de l'électricité que le carbone.

Les crayons ainsi constitués donnent d'excellents résultats. Ils s'emploient au pôle positif seulement; les crayons pleins sont moins coûteux et conviennent mieux pour le pôle négatif.

Charbons cuivrés. — Le cuivrage des crayons électriques augmente leur durée et leur conductibilité, ce qui permet de les employer en plus longs morceaux que nus. Ces deux avantages concourent donc au même but qui est de changer les crayons d'un appareil à arc le moins souvent possible.

Ce cuivrage s'obtient par l'électrolyse ; il coûte fort peu.

L'usage des crayons cuivrés s'est beaucoup répandu aux États-Unis, surtout dans l'éclairage des voies publiques. En Europe, on se sert presque exclusivement de crayons nus parce que leur lumière est plus régulière au double point de vue de la fixité et de la couleur.

On a également proposé de nickeler les crayons électriques; mais, malgré le succès des premières expériences de laboratoire, riadùstrie n'a pas adopté ce genre de couverture, qui.

comme le cuivrage, produit des variations désagréables dans le . foyer lumineux.

Régulateurs de lumière électrique. — Les premières expériences sur Tare voltaïque furent faites à l'aide d'un petit appareil à porte-charbons mobiles qu'on manœuvrait à la main pour amener les pointes en contact, pour les éloigner ensuite d'une quantité déterminée et pour leur conserver sensiblement le même écart pendant toute la durée de l'expérience. Ce mode de procéder n'était guère pratique ; mais, comme les crayons s'usaient en peu de temps, et que la pile se polarisait rapidement, il parut inutile d'en chercher d'autres.

Plus tard, quand on eut des piles à débit constant et des charbons très durs, on imagina plusieurs systèmes pour opérer automatiquement le rapprochement des charbons :

V On proposa, à cet effet, de se servir de corps extrêmement réfractaires qui arrêtaient les pointes, sans se fondre ni se volatiliser dans Tare; mais l'expérience démontra que ce moyen était seulement applicable à de très faibles courants et qu'il exigeait le fréquent remplacement des corps réfractaires (il existe encore quelques appareils assez intéressants basés sur ce principe) ;

2° On construisit des lampes électriques à mouvement d'horlogerie; ces mouvements se mettaient en marche dès que le courant les traversait, et ils étaient réglés de manière à rapprocher les charbons pour en compenser exactement l'usure. Les inconvénients de ce système étaient d'exiger un réglage des lampes pour chaque qualité de charbon et pour chaque intensité de courant, de s'arrêter brusquement et complètement si une baguette de charbon venait à se briser, de ne pas changer d'allure avec la résistance propre des crayons, qui est plus grande- à l'allumage qu'au moment de l'extinction, etc. ;

3<» On fit des appareils équilibrés, basés sur la perte de poids des crayons, dont il est superflu d'indiquer les causes d'insuccès ;

4** On plaça des baguettes de charbon dans des plans perpendiculaires, de sorte que la longueur de l'arc restait toujours

égale à récartement des deux plans. Dans le même ordre d'idées, on construisit des régulateurs au moyen de quatre baguettes qui maintenaient en s'usant une distance géométrique constante entre chaque paire de baguettes. Ces diverses combinaisons eurent, à leur naissance, un certain succès de curiosité ; mais elles n'ont donné lieu à aucune installation définitive ;

5*» On se servit de la température de l'arc, qui décroît à mesure qu'on s'éloigne du centre du foyer, pour actionner un mécanisme spécial ou pour fondre une substance retardant l'avancement de deux charbons sollicités à se rapprocher par un poids ou un ressort. Les appareils construits sur ce principe ne donnèrent pas de résultats satisfaisants ;

6« On disposa deux porte-charbons verticalement l'un audessous de l'autre avec un électro-aimant dans le circuit. Cet électro-aimant, toutes les minutes, soulevait rapidement le charbon supérieur d'une même quantité, quelle que fût d'ailleurs la position du charbon dans l'espace. L'arc voltaïque se maintenait, pendant une minute, sans changer sensiblement de longueur ; un déclic, obtenu par un mouvement d'horlogerie, faisait tomber le charbon supérieur sur l'autre, et, au moment précis du contact des deux pointes, l'électro-aimant les éloignait brusquement. Cette disposition, bien réahsée, ne donne pas lieu à de grands inconvénients ; on ne voit pas les mouvements de descente et de recul, tant ils sont rapides, et l'intensité lumineuse parait constante; mais, le système dont nous allons parler étant en réalité plus simple et plus précis, il a condamné successivement tous les autres à l'oubli ;

7* Le dernier moyen de régler la longueur de l'arc est un des plus anciens qu'on ait proposés. Si nous n'en parlons qu'à la fin de cette nomenclature, c'est parce qu'il est le seul dont nous aurons à nous occuper lorsque nous décrirons les appareils pratiques. Il mérite, dès lors, d'être présenté avec plus de développements que les précédents et de rester mieux gravé dans la mémoire.

Ce régulateur repose sur le principe que voici :

L'arc, faisant partie du circuit électrique, ne peut changer de longueur et, par suite, de résistance sans influencer l'intensité

du courant. Quand les charbons s'usent, Tare a une résistance plus grande, et le courant, une intensité plus petite. Ce changement d'intensité peut être mis à profit pour maintenir les pointes des charbons à un écartement sinon constant, du moins dans des limites de constance aussi étroites que possible. Il sufïît, pour cela, d'intercaler dans le circuit un électro-aimant dont l'armature est sollicitée, d'un côté, par l'action magnétique, de l'autre, par un ressort. Quand le courant diminue d'intensité, l'action magnétique diminue, et l'armature se meut sous l'influence prépondérante du ressort antagoniste ; on utilise ce mouvement de l'armature comme moteur, ou, plus simplement, au déclenchage d'un mécanisme, pour rapprocher les porte-charbons.

L'application de ce principe très ingénieux et très pratique a été l'objet d'une foule de combinaisons cinématiques, sur quelques-unes desquelles nous appellerons l'attention du lecteur lorsque sous décrirons les régulateurs employés dans les installations industrielles. Tous les régulateurs qu'une pratique courante a consacrés remplissent les deux conditions suivantes : — P ils éloignent les charbons pour donner naissance à l'arc, au début de l'éclairage et chaque fois que, pour une cause quelconque, les pointes viennent à se toucher pendant la marche. Ce recul est obtenu, soit à l'aide d'un électro-aimant spécial, soit à l'aide d'un électro-aimant de rapprochement ; — 2^ ils maintiennent les pointes à une distance bien régulière pendant toute la durée de l'éclairage. Ce réglage est produit par l'intensité, par la différence de potentiel ou par l'action différentielle de l'intensité et de la chute de potentiel du courant électrique aux bornes du régulateur.

Bougies électriques. — Les bougies électriques, dont l'invention est récente, ont pour objet l'utilisation de l'arc voltaïque à l'éclairage sans le secours de régulateurs; elles se composent de deux baguettes en charbon disposées parallèlement, et d'une lame de substance isolante placée entre les crayons , le tout réuni en un seul faisceau.

Les charbons brûlent sous l'action du courant et ne nécessitent aucun mécanisme pour l'allumage et le réglage. La longueur

de Tare dépend uniquement de la distance des baguettes, et Tallumage s'opère au moyen d'amorces conductrices placées au sommet des pointes lors de la fabrication.

Par extension, on appelle également « bougies électriques » de véritables régulateurs à charbons parallèles avec organe magnétique pour la formation de l'arc ou le maintien de la flamme aux pointes des crayons.

M. Joubert, qui a fait une série d'expériences sur les bougies Jablochkoff, a constaté qu'elles s'éteignaient lorsque l'intensité du courant tombait au-dessous de 5 ampères, et que les charbons rougissaient sur toute leur longueur lorsqu'elle atteignait 11 ampères. Entre ces limites, la diff'érence de potentiel aux deux pointes des charbons est sensiblement constante et égale à 45 volts environ.

Cette différence de potentiel étant indépendante de l'intensité, est occasionnée, non par la résistance, d'ailleurs très faible, de l'arc, mais par une véritable force contre-électromotrice développée par une polarisation des électrodes, et provient du transport de matière qui s'opère constamment d'un pôle à l'autre.