CHAPITRE XVI

Exposé du problème. — La lumière est la cause des sensations lumineuses, c'est-à-dire des sensations qui nous sont transmises par le nerf optique ; ce n'est pas une forme de l'énergie ayant un équivalent mécanique ou calorifique, c'est une des conséquences de la chaleur, fonction de la température ^

Nous avons vu dans les chapitres précédents que la quantité de lumière émise par un corps incandescent était d'autant plus

1 . Il ne D0U8 est pas possible d'entrer dans des considérations théoriques sans nous éloigner de notre but; nous pouvons seulement rappeler aux personnes qui se sont déjà occupées d*optique Phypoibèse généralement admise pour expliquer les phénomènes lumineux.

L'espace est occupé par une substance impondérable appelée éther, ayant son équilibre constamment dérangé par la matière pondérable, dont les mouvements moléculaires se transmettent à cette substance et sont, à leur tour, excités par ses mouvements.

Les mouvements déterminés dans Téther par la matière pondérable sont des mouvements vibratoires très complexes, sommes de mouvements périodiques simples. L'œil est affecté par ces vibrations dont les périodes sont comprises entre certaines limites réglées par sa constitution, vibrations qui ne sont émises en général que par des corps portés k une haute température. Chacune des périodes comprises entre ces limites correspond à une sensation ou couleur particulière. Lorsque les vibrations, quelle que soit leur période, sont reçues piar un corps noir, celui-ci les absorbe intégralement en s'échauf- &nt. La quantité de chaleur produite mesure la quantité d'énergie cédée par le corps lumineux à Téther pour lui communiquer le mouvement complexe qui l'anime et dont une faible fraction seulement agit sur rœil. La sensation pour chaque espèce de mouvement dépend de l'amplitude de la période, et est nulle quand la période dépasse certaines limites; aussi n*a-t-elle aucun rapport avec l'énergie qui arrive à l'œil.

On définit la quantiU de lumière en disant que, si l'œil reçoit de la lumière de deux sources, elle est la somme des inteùsités reçues de chaque source individuellement.

48t ECLAIRAGE A L'ÉLECTRICITÉ.

grande, pour une dépense d'énergie donnée, que la température était plus élevée. Dans toutes les expériences réalisées jusqu'à ce jour, ou n'a pas encore atteint une température telle que sous son régime la lumière reste proportionnelle à la chaleur consommée ; on peut donc être fondé à croire que, si l'on possédait des moyens d'élever considérablement les températures, on augmenterait également considérablement la quantité de lumière émise par calorie dépensée.

La seule chose qui soit hors de doute, c'est que, pour deux foyers lumineux d'inégales intensités, ayant la même température et la même coloration, la lumière émise est proportionnelle à l'énergie mise enjeu.

Si l'on veut se rendre compte des conditions économiques d'une installation, il faut déterminer : 1** le rendement des moteurs ; 2* celui des dynamos ; 3** celui de la ligne ; et 4° celui des brûleurs. Le produit des quatre nombres trouvés donne le rendement final, c'est-à-dire le rapport entre la lumière obtenue et l'énergie consommée.

Nous n'avons pas à rechercher ici quel est le rendement des moteurs généralement employés pour produire de la lumière électrique; nous rappellerons seulement que les meilleures machines à vapeur, alimentées par de bonnes chaudières, consomment environ un kilogramme de houille par cheval-heure, c'est-àdire par 270 000 kilogrammètres. Un kilogramme de houille contient, en moyenne, 7000 calories; une calorie équivaut à 424 kilogrammètres ; d'où il résulte que, si toute la chaleur était transformée en travail, on obtiendrait avec ce charbon

2975000 kgm. Le rendement est ainsi de ^^ ^^ = 0,09.

Dans les applications de faible importance, avec un service journalier de peu de durée, ce rendement descend souvent à 0,02 ^ La perte résultant de cette transformation varie ainsi entre 91 et 98 pour 100, et cela malgré les grands progrès réalisés depuis un siècle dans la construction des machines à vapeur.

1. En 1886, au palais de Tlndastrie, noas avons maintes fois constaté qu^une locoipobile de 20 chevaux, mise en feu pour assurer un éclairage d^une durèe de deni heures, dépensait de 180 à 240 kilogrammes de charbon, ce qui correspond à 5 kilogrammes par cheval-heure effectif.

Rendement des dynamos. — Nous avons indiqué, page 124, les procédés à employer pour déterminer les rendements électrique et industriel des dynamos; il est donc inutile de revenir sur ces procédés autrement que pour en rappeler les principes et pour présenter un certain nombre de résultats d'expériences.

Le rendement industriel ou commercial, le seul qui soit réel* lemcnt à considérer dans une installation d'éclairage, est le quotient de la puissance électrique obtenue par la puissance mécanique dépensée; il tient compte de toutes les pertes survenues pendant la transformation du travail mécanique en travail électrique, tandis que le rendement électrique ne tient compte que des pertes occasionnées parla résistance intérieure de l'induit et de l'inducteur. Ces deux rendements sont souvent proportionnels entre eux, car les bonnes machines ont généralement, en même temps, un grand rendement électrique et un grand rendement industriel. Il peut cependant arriver que le constructeur soit amené à augmenter la résistance intérieure d'une dynamo, en vue d'en diminuer les frottements mécaniques ou les pertes accessoires, d'oii il résulte qu'un meilleur rendement électrique n'est pas l'indice certain de la supériorité d'une dynamo sur une autre.

Pour juger convenablement de la valeur économique d'une dynamo, il faut la soumettre à une marche de longue durée à pleine charge, et mesurer, à l'aide d'un dynamomètre ou d'un frein de Prony, substitué momentanément à la charge, la puissance absorbée-, puis noter le nombre de volts et d'ampères du courant engendré. Ces mesures et constatations doivent être faites alors que la dynamo a fonctionné au moins 10 heures de suite, et complétées par l'examen des températures de l'induit et de l'inducteur. Il n'y a là aucune difficulté; il suffit d'un peu d'attention pour mener les essais à bonne fm, surtout quand on dispose d'instruments bien étalonnés et bien vérifiés avant chaque expérience.

Les Expositions d'électricité de Paris, de Munich et d'Anvers ont été l'occasion d'expériences assez précises sur le rendement industriel des dynamos à courant continu. Voici quelques-uns des résultats obtenus :

SYSTÈMES

NOMBRE de

TOURS

par minate.

PUISSANCE

MiCAlflQOB

dépensée en chevaux.

PUISSANCE

riLBCTaïQCB

aox bornes»

en chevaoz.

RENDEMENT

INDIISTBIBL.

Gramme n» 1

Siemens n« 1

Maxim

àM

Bûrgin

Weston

Jurgensen

Brash n» 1

- no3

Chargé, en notre qualité de président du syndicat des électriciens, de diriger les services de l'éclairage et de la force motrice à l'Exposition de 1881, nous avons fait cette curieuse remarque que les meilleures machines étaient précisément celles qui avaient le plus faible rendement industriel. Nous trouvons, en eCTet, dans les rapports de l'ingénieur du syndicat que les machines Gramme et les machines Siemens n*" 1 et 2 ont fonctionné très régulièrement, sans aucun arrêt, pendant toute la durée de l'Exposition, tandis que la machine Weston, pour n'en citer qu'une, n'a pu faire qu'un service très défectueux et tout à fait intermittent pendant six semaines, et qu'elle a dû être remplacée par une machine Gramme.

Ce fait prouve que la connaissance du rendement industriel d'une dynamo ne suffit pas pour en juger la valeur réelle. Un rendement élevé est naturellement très recherché ; un bon fonctionnement est la qualité essentielle, celle qui prime toutes les autres.

SYSTÈMES

NOMBRE de

TOURS

par minute.

PUISSANCE