CHAPITRE XXIII

Première application. — C'est en 1863 que la lumière électrique fut, pour la première fois, appliquée à l'éclairage des phares. L'essai en fut fait avec une machine de Y Alliance au phare de premier ordre de la Hève, près du Havre, et les résultats en furent si satisfaisants, qu'il n'est pas douteux que tous les phares eussent été munis immédiatement de feux électriques, sans les dépenses assez élevées exigées par un remaniement général.

On a constaté que le phare à l'électricité était vu en moyenne à 8 kilomètres plus loin que le phare à l'huile, et qu'en temps de brume, la portée de la lumière était sensiblement plus du double avec le premier qu'avec le second.

M. Quinette de Rochemont, ingénieur des ponts et chaussées, a publié, en 1870, sur les phares de la Hève, une note dont voici quelques extraits :

« Depuis six années que la lumière électrique a été installée pour la première fois à la Hève, il s'est écoulé un temps suffisant pour qu'on ait pu se faire une idée exacte de la valeur de ce mode de production de lumière, au point de vue de l'éclairage des côtes.

« Les navigateurs se plaisent à reconnaître les bons services que leur rendent les phares électriques; les avantages du système ont été vivement appréciés, l'augmentation de portée des feux est très sensible, surtout par des temps un peu brumeux; elle permet à bien des navires de continuer leur marche et

d'entrer au port la nuit, alors qu'ils n'auraient pas pu le faire avec les phares à l'huile.

« La lumière, qui d'abord laissait un peu à désirer par sa mobilité, est arrivée peu à peu à avoir une fixité remarquable, grâce au perfectionnement des appareils et à l'expérience acquise par les gardiens.

« Les craintes que l'on avait pu concevoir, a priori, eu égard à la délicatesse de certains appareils, ne se sont pas réalisées dans la pratique. Les accidents ont été rares, les extinctions courtes et peu nombreuses ; deux seulement, pendant cette période de six années, ont eu une durée notable : l'une d'une heure, tient à une avarie de la machine à vapeur; l'autre, de quatre heures, paraît devoir être attribuée à la malveillance. Dans ces circonstances, il semble qu'il n'y a pas trop lieu de se préoccuper des accidents possibles. »

Développement de réclairage électrique dans les phares. — Depuis 1863, l'expérience n'a fait que confirmer les appréciations favorables de M. Quinette : les phares de Grinez, Planier, la Palmyre, Calais, Dunkerque et l'Ailly (France) ; cap Lizard (Angleterre), Odessa (Russie), Port-Saïd (Egypte), Razza (Brésil), Roccas (Portugal), etc., ont été pourvus d'appareils électriques, et il est question d'en mettre prochainement dans un assez grand nombre de phares en France, et dans plusieurs phares étrangers.

Voici quelques données sur l'installation des phares électriques, qui nous ont été communiquées par MM. Sautter, Lemonnier et G^

Lorsque le feu doit être fixe, la partie optique de l'appareil se compose d'un tambour lenticulaire, de forme convenable, qui rend les rayons horizontaux dans le plan vertical, en les laissant diverger dans le plan horizontal.

Les dimensions de ce tambour varient suivant les machines. Le diamètre de 0°*,50 (appareil de quatrième ordre) est suffisant pour les dynamos de 25 ampères.

Il convient de l'augmenter quand les courants sont plus puissants, afin d'éloigner le verre du foyer et éviter qu'il ne se brise par suite du trop grand échauffement.

Avec des intensités de 45 ampères, il faut des optiques ayant 0"*,75 de diamètre, et avec des intensités de 80 ampères, des optiques de 1 mètre de diamètre.

L'augmentation de diamètre des appareils est sensiblement proportionnelle à l'augmentation de diamètre des crayons de carbone entre lesquels se produit Tare voltaïque, et qui détermine à peu de chose près les dimensions de la lumière électrique ; il . en résulte que la divergence verticale reste la même dans les trois types d'appareils.

Lorsque le phare doit être tournant, on enveloppe l'optique de feu fixe d'un tambour mobile formé de lentilles droites verticales dont la forme varie suivant l'apparence qu'on veut donner au feu.

Les phares tournants électriques ont sur les phares tournants à l'huile ce très grand avantage, que l'on peut donner aux éclats une durée égale à celle des éclipses.

Dans les phares à l'huile, quand on concentre la lumière sous forme d'éclats, on a deux buts en vue : 1** augmenter l'intensité et par suite la portée du phare; 2» créer une apparence différente de celle du feu fixe.

On ne peut atteindre le premier de ces buts qu'en donnant à l'éclat une durée beaucoup plus courte que celle de l'éclipsé, ou, en d'autres termes, en faisant l'angle du faisceau lumineux une faible partie de l'angle sous-tendu par la lentille. Du reste, cet angle dépend de la dimension du foyer lumineux, et on ne peut l'augmenter, soit en augmentant cette dimension, soit en changeant la distance focale de la lentille, qu'en se condamnant à perdre une partie de la lumière, puisque la divergence se produit non seulement dans le plan horizontal, le seul dans lequel elle est utilisée pour prolonger les éclats, mais dans tous les sens.

Avec la combinaison de lentilles verticales et d'un tambour cylindrique, qui sert à produire les éclats dans les phares électriques, on peut, en donnant aux lentilles verticales une courbure convenable, augmenter autant qu'on le veut la divergence des faisceaux dans le plan horizontal seulement et diminuer en pro-^ portion la durée des éclipses.

6i0 ÉCLAIRAGE A L'ÉLECTRICITÉ.

La portée d'ua phare électrique de la plus petite dimension reste néanmoins très supérieure à celle des plus puissants phares à l'huile.

On peut s'en convaincre par les chiffres suivants :

L'intensité lumineuse d'un phare de premier ordre à feu fixe avec lampe à six mèches équivaut à 1 105 becs carcel.

L'intensité lumineuse d'un panneau annulaire de Aô'^ d'un phare de premier ordre tournant, avec lampe à 6 mèches, équivaut à 9 847 becs carcel. C'est la plus grande intensité lumineuse qu'on puisse obtenir avec un phare à huile.

La divergence du faisceau donnée par ce même panneau est de 7**,7, et la durée de l'éclat est environ le sixième de la durée de l'éclipsé qui le précède et qui le suit.

En appliquant au calcul de l'intensité lumineuse des phares électriques les méthodes de M. Allard, et en partant dés mesures photométriques, prises dans différentes directions, d'une lampe électrique alimentée par une dynamo Gramme de 25 ampères, on trouve que l'intensité lumineuse d'un phare électrique de0°*,50 de diamètre à feu fixe équivaut au moins à 20 000 becs carcel.

Cette même lumière, concentrée au moyen de lentilles droites mobiles, en faisceaux ayant une divergence telle que la durée des éclipses soit égale à celle des éclats, équivaudra à 40 000 becs carcel, c'est-à-dire qu'elle sera quatre fois plus intense que celle des plus puissants phares à l'huile, avec une durée d'éclipsé beaucoup moindre.

Avec une dynamo Gramme de 45 ampères , l'intensité lumineuse d'un phare électrique de 0",75 de diamètre sera d'environ 60000 becs ou 100000 becs pour le feu fixe (suivant que la machine sera couplée en tension ou en quantité) et de 160 000 ou 320000 becs pour le feu tournant.

Les chiffres donnés pour les feux tournants correspondent, dans les trois types, à une durée d'éclats égale à la durée des éclipses.

On conçoit que, disposant d'une telle quantité de lumière, on n'ait pas à se préoccuper de concentrer plus ou moins les faisceaux, afin d'«ugmenter ainsi la portée du phare. Le seul objet des lentilles mobiles des appareils tournants est alors de produire

des apparences caractéristiques qui distinguent nettement chaque phare des phares voisins.

L'emploi de la lumière électrique et celui des groupes d'éclats (beaucoup plus faciles à réaliser avec cette lumière qu'avec les lampes à huile) fournit un nombre d'apparences suffisant pour que l'on puisse se dispenser de faire figurer parmi les caractères distinctifs d'un phare tournant, la durée de l'intervalle qui sépare les apparitions de deux éclats successifs.

Chaque phare dit son nom plus vite, plus nettement, et sans obliger l'observateur à consulter sa montre.

Enfin si le nombre des apparences réalisées avec la même lumière blanche parait insuffisant, on peut recourir à la lumière rouge,, ou, ce qui est toujours* préférable, à une combinaison d'éclats blancs et d'éclats rouges, sans craindre de trop diminuer la portée du feu, qui, même après la perte causée par la coloration, restera supérieure à celle des plus puissants appareils à huile.

Expériences pour augmenter la portée des feux. — Le nombre des phares éclairés électriquement n'est pas encore très grand, et il ne s'augmentera pas notablement tant qu'on fera usage de l'arc voltaïque et des formes d'optiques actuellement pratiquées. Avec ces seuls moyens, le véritable progrès réalisé par la lumière électrique consiste à diminuer le nombre de jours de brouillard pendant lesquels les phares ne sont pas visibles.

Mais on n'a pas augmenté les distances de projection qui atteignent déjà avec l'huile les portées géographiques. Pour beaucoup d'emplacements le coût de l'installation et de l'entretien des machines n'a pas paru justifié par les avantages à obtenir. Si Ton pouvait créer des feux électriques dépassant la portée géographique, les choses prendraient une nouvelle face. Une tentative en ce sens a été faite par MM. Sautter, Lemonnier et O^ au phare de Berdiansk (mer d'Azow). L'appareil optique était disposé de telle sorte qu'une partie de la lumière était envoyée verticalement sur les nuages. L'éclairement particuUer que prenait alors le ciel signalait aux navigateurs la position du phare avant que leur œil eût atteint le plan d'horizon tangent à la cour-

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bure de la terre et passant par le foyer lumineux du phare. La portée était notablement augmentée, mais des circonstances locales ont empêché cette disposition d'être généralisée.

Expériences exécutées en 1885 an ^ South Foreland (Angleterre). —L'administration supérieure des phares de la Grande-Bretagne a exécuté en lS8ô des expériences très précises dans le but de déterminer la valeur comparative de Thuile, du gaz et de l'électricité dans la création des feux.

Les lampes à huile étaient du système de sir John Douglas à 4, 6, 7 et 8 mèches concentriques. A surface de flamme égale •elles donnent une lumière aussi intense et aussi pénétrante que <5elle du gaz, avec l'huile minérale de paraffine, de 0,82 de densité, distillée entre 120 et 300 degrés et coûtant 0 fr. 13 le litre.

Les brûleurs à gaz étaient du système Wigham, constitués par des séries de becs disposés en anneaux concentriques se prêtant une mutuelle assistance. Leur intensité variait entre 50 et 350 •carcels avec une moyenne de 30 carcels par mètre cube de gaz •consommé.

Les régulateurs à arc, au nombre de trois, étaient du système Serrin modifié par M. Berjot. Ils étaient alimentés par trois <]ynamos à courants alternatifs du système Méritens, ayant cha- •eune 60 aimants permanents disposés en cinq couronnes de 12 aimants. Chaque couronne de l'armature portait 24 bobines à à enroulements, de 27 millimètres d'épaisseur et 100 millimètres de largeur. Les 120 bobines groupées eu quantité présentaient «une résistance de 0,05 ohm. A 600 tours, la chute de potentiel ^ux bornes s'élevait à 75 volts et l'intensité à 150 ampères ; la dynamo absorbait 10,4 chevaux avec un rendement industriel de 0,82.

Trois tours en bois, désignées par les trois lettres A, B, C, furent installées au nord-ouest du cap de South Foreland, à 50 mètres de distance les unes des autres.

La tour A étant munie de l'appareil électrique, la tour B portait un appareil à gaz Wigham, et la tour C servait aux essais comparatifs de divers appareils au gaz et à l'huile.

Les appareils optiques étaient les mêmes dans lés trois tours.

ÉCLAIRAGE DBS PHARES. 643

Les enveloppes des lanternes étaient pourvues de lames à feux rouges. Trois postes étaient établis : le premier à 650 mètres, le second àl 885 mètres et le troisième à 4000 mètres des tours. Des observateurs y restaient en permanence chaque nuit, tandis que deux membres de la Commission restaient toujours dans le voisinage. Pour de plus grandes distances, on avait le concours des gardes-côtes, des marins sur les bateaux phares, des gardiens de phares, pilotes et matelots de la région. Aussi a-t-on pu recueillir plus de 6 000 observations pendant le cours des expériences.

Voici les conclusions de la Commission :

1* La lumière électrique, telle qu'elle a été produite sur la tour A, s'est montrée la plus puissante par tous les temps, et c'est elle qui pénètre le plus loin dans le brouillard.

2° Au point de vue des applications, il y a égalité de lumière, par tous les temps, entre la lumière du gaz comme elle a été appliquée dans le système de brûleurs de M. Wigham, avec quatre couronnes superposées, et la lumière de l'huile, comme •elle a été appliquée dans le système de brûleurs à six mèches de M. Douglas, avec trois étages de becs, les deux feux étant vus à travers un appareil lenticulaire tournant; mais le foyer à gaz à quatre couronnes est un peu meilleur que le foyer à huile à trois étages.

3"* Quand on voit les feux à travers des lentilles fixes, la supériorité de la disposition ci-dessus indiquée pour le gaz est incontestable. La plus grande surface des flammes et le rapprochement donnent un faisceau plus compact et plus intense que celui des becs à huile beaucoup plus espacés entre eux.

4** Pour l'éclairage des phares par le gaz, les brûleurs du système Douglas sont plus efficaces et plus économiques que ceux du système Wigham.

5^ Pour les nécessités ordinaires du service, l'huile minérale est la plus convenable et la plus économique des matières éclairantes, et pour les points avancés dans la mer, les atterrages, les caps importants, partout où il faut une très puissante lumière, l'électricité présente les plus grands avantages.

Expériences de H . Allard sur la portée des phares. — M. Âllard» Inspecteur général des phares, a fait une série d'expériences et de calculs qu'il a consignés dans un mémoire « Sur Vintensitl et la portée des phares », duquel nous extrayons les chiffres suivants : En prenant à titre d'exemple un phare de premier ordre à l'huile minérale, comme celui de Dunkerque, donnant un éclat de 6 20Û carcels,eten supposant un appareil 20 fois plus puissant, c'est-à-dire de 125 000 carcels, il est facile de déterminer la portée des deux foyers.

Par une transparence moyenne de l'atmosphère, les portées correspondant à ces deux intensités lumineuses sont 53 kilomètres et 75,40 kilomètres ; on gagn^ 42 pour cent. La portée est ainsi augmentée dans le rapport de 1 à 1,42 lorsque l'intensité l'avait été dans le rapport de 1 à 20.

Par un état de l'atmosphère moins transparent, les portées sont de 24 et de 32 kilomètres; on ne gagne plus que 34 pour cent. .

Enfin par un temps de brouillard qui règne pendant 10 nuits environ par an, lès portées sont respectivement réduites à 3,7 et 4,6 kilomètres. On gagne à peine 24 pour cent en multipliant par 20 l'intensité du phare.

Au point de vue de la pénétration du brouillard, toutes les lumières se valent : on a longtemps cru que les phares à huile avaient dans ce cas, un grand avantage sur les phares électriques; mais de nouvelles expériences très précises ont démontré que cet avantage ne dépassait pas 1 pour cent^ qu'il pouvait donc être considéré conmienul.