CHAPITRE II

Bou^e Staite. — Bougie Werdermann. — Bougie Jablochkoft : points caracténs tiques du brevet, descriptions de la bougie et du chandelier, applications. - HoQgiet Nysten, de Meritens, Lambotte, Wilde. — Communication de M. Jamin & VAcadémie des sciences.

M. William-Edwards Staite est le premier physicien qui ait eu ridée de placer deux électrodes latéralement au lieu de les mettre en opposition perpendiculaire. Ses brevets datent de 1846 et ils sont tout à fait explicites*.

Notre figures, page 22, représente un des nombreux appareils combinés par M. Staite pour produire de la lumière électrique sans mouvement d'horlogerie ni électro-aimant d'aucune sorte. C'est en résumé une véritable bougie électrique à crayons obliques.

M. Werdermann a repris, en t874, l'idée de M. Staite et il a établi deux crayons parallèlement, non pour produire de la lumière, mais pour couper le roc.

Dans l'invention de M. Werdermann, il y a deux choses prmcipales à considérer : d'abord les électrodes qui ne sont isolées l'une de l'autre que par une mince couche d'air, puis

y Le brevet anglais porte le n° 11449; il est très-curieux. L'inventeur se i^rve une foule de dispositions et notamment celle qui consiste à se servir de ^^ charbons concentriques.

un tube également en charbon qui vient déboucher auprès de Tare voltaïque et qui a pour fonctions d'amener sur cet arc, un courant d'air ou de vapeur quelconque. Le jet d*air ou de vapeur ainsi combiné avec l'arc voltaïque produit l'effet d'un chalumeau très puissant qui fond en quelques secondes le granit le plus dur.

Dans le même brevet, Tinventeur représente une disposition où le tuyau de soufflage est simplement remplacé par un électro-aimant dont l'influence sur Tare voltaïque est tell^^ que cet arc prend la forme d une pointe comme le dard d'i^^ chalumeau.

C'est là le germe d'un appareil que M. Jamin a étudié qu'il vient de présenter à ses collègues de l'Institut.

En 1876, M. Jablochkoff, jeune officier de l'armée russ a créé une nouvelle bougie électrique qui a rapideme obtenu un grand succès, grâce à son extrême simplicité.

L'invention est ainsi caractérisée dans le brevet qui nou? occupe :

« Mon invention consiste dans la suppression absolue de-^ « tout mécanisme ordinairement usité dans les lampes ordi- (( naires. Au lieu de réaliser mécaniquement le rapproehe- « ment automatique des charbons, au fur et à mesure de (( leur combustion, je fixe ces charbons l'un contre l'autre « en les séparant par une substance isolante, susceptible de ce se consumer en mémo temps que lesdits charbons : le « kaolin par exemple. Les deux charbons ainsi préparés « peuvent se planter dans un chandelier spécial et il suffit c< de les faire traverser par le courant d'une source électrique « quelconque, pour qu'un arc voltaïque prenne naissance « d'une extrémité à Tautre ;

c< Pour Tallumage je réunis les deux extrémités libres par (( une petite bande de charbon qui rougit d'abord, se con- (( sume et sert d'amorce à l'arc voltaïque. »

Nous représentons, fig. 23, une bougie Jablochkoff telle

(|u'elle est employée aujourd'hui, et, fig. 24, un porte-bougies avec un appareil complet disposé pour être placé sur une colonne ou à l'extrémité d'une console.

Fm. 3Ï et âl. Bougia et porte-bougi

L'exlrémîlé inférieure de la bougie est formée de deux petiU lubes de lailon séparés par un mastic non conducteur et reliés, près des charbons, par une petite ligature en amiante. L'isolant est en plâtre et l'extrémité supérieure est trempée dans une pâte de charbon qui adhère très-bien. La bougie est représentée ù moitié grandeur.

Les charbons sont de la fabrication de M. Carré. Us ont environ 0",22 à partir de la ligature en amiante et 0",004 de diamètre.

Pour arriver à une usure égale des deux charbons , il faut, lorsqu'on se sert d'un courant continu, que le charbon correspondant au pôle positif ait une section double de celle du charbon correspondant au pôle négatif, puisqu'il a été reconnu que, dans les régulateurs, le charbon positif brûlait deux fois plus vite que le charbon négatif. Avec des courants alternatifs, au contraire, les deux charbons changeaol de pôle à chaque instant s'usent uniformément. De là, la préférence à donner aux machines à courants altematife pour brûler les bougies Jablochkoff ; car, d une part, il est plus facile de faire des bougies et des supports avec des charbons égaux, et d'autre part, l'usure inégale des charbons avec les courants continus n'est pas toujours rigoureusement dans le rapport de 1 à 2. On avait bien songé à mettre un commutateur automatique aux machines Gramme ordinaires pour transformer leur courant continu en courants alternatifs, mais cet organe a été abandonné après quelques expériences un peu trop sommaires.

Les bougies sont placées entre les petites mâchoires d'un support en onyx ou en toute autre substance un peu transparente. Ces mâchoires sont à ressort pour donner toujours de bons contacts métalliques. Généralement chaque support porte quatre bougies et est muni de cinq bornes pour l'attache des fils : une, centrale, réunie à un des pôles de la machine et aux quatre parties intérieures des mâchoires et les autres communiquant successivement toutes les quatre avec l'autre pôle de la machine par l'intermédiaire d'un commutateur à main. Un cylindre en verre dépoli enveloppe les quatre bases des mâchoires.

On place quatre chandeliers ou porte-bougies dans un même circuit et on allume d'abord une bougie de chacun

d'eux. Lorsque celles-ci sont consumées, on fait communiquer les suivantes avec le courant en agissant sur les commutateurs et ainsi de suite. Les chandeliers sont placés sur mi support qui s'adapte à un candélabre ou à une lyre plus ou moins ornée, et on renferme les bougies dans un globe en émail ou en verre dépoli. Sur la place de l'Opéra et dans plusieurs autres installations, les globes sont remplacés par des lanternes analogues à celles employées par la Compagnie Parisienne du gaz.

Depuis quelques semaines, la Société générale d'électricité qui exploite le brevet de M. Jablochkoff essaye, sur la place de la Bastille, une nouvelle disposition de chandelier. Dans cette disposition, les commutateurs et la série de fils qui les réunit aux chandeliers sont supprimés ; il n'y a plus qu'un seul conducteur qui communique avec toutes les bornes positives et un seul conducteur qui communique avec toutes les bornes négatives. Le courant allume d'abord la bougie qui offre le moins de résistance, puis choisit ensuite la moins résistante de celles qui restent, et ainsi de suite.

Cette disposition économise une partie des frais de premier établissement et facilite beaucoup le service ; mais elle a l'inconvénient de dépenser une partie du courant en pure perte à cause des dérivations qui traversent les bougies non allumées, et de fatiguer exceptionnellement les machines qui produisent l'électricité.

La bougie Jablochkoff est un peu coûteuse pour la généralité des applications industrielles ; mais elle convient trèsbien dans les hôtels, les cafés, les magasins, sur certaines voies publiques et dans tous les établissements où il est nécessaire de fractionner la lumière électrique.

Les premiers essais publics ont été faits au mois de naai 1877, dans le Hall-Marengo, grands magasins du Louvre, où brûlaient six foyers. A l'heure qu'il est, l'éclairage électrique de ce magnifique établissement embrasse, non-seule-

ment le Hall-Marengo, mais la presque totalité du rez-dechaussée, la cour de THôlel du Louvre, le Hall du Palais- Royal et les galeries latérales. Quatre-vingts foyers sont employés à cet éclairage.

Plus de trois cents foyers électriques de ce système brûlent à Paris : sur la place de la Bastille, aux Halles, à rHôtel Continental, aux magasins du Coin de Rue, à la place et à Favenue de rOpéra, à la place du Théâtre-Français, à THippodrome, à l'hôtel du Figaro, au théâtre du Châtelet, dans les ateliers de construction de machines de MM. Corpet ^ Bourdon, Crespin et Marteau, etc., etc..

Il existe également un certain nombre d'installations e ^^ province et à l'étranger qui produisent l'éclairage électriqu "^ au moyen de la bougie Jablochkoff.

Nous aurons l'occasion, dans une autre partie de ce ouvrage, de revenir sur celle belle invention, pour donne^^ les détails des frais de premier établissement et des débour^^ journaliers auxquels elle entraîne.

Dans le courant du mois de juin 1878, un jeune praticien très-intelligent, M. Nyslen, a fait fonctionner, en notre présence, trois sortes de bougies pour lesquelles il n'a pas demandé de brevet d'invention, et dont voici le principe :

1* Deux crayons parallèles, séparés par un troisième crayon, entouré d'un isolant;

2*» Deux crayons légèrement obliques, articulés en bas et reposant en haut contre les parois d'une lame isolante centrale qui se consumait avec les crayons.

3* Deux crayons parallèles séparés seulement par une couche d'air. Au repos, l'un des crayons s'obliquait et ne reprenait son parallélisme que sous l'influence d'un électroaimant que traversait le courant.

Depuis, M. de Méritens a pris un brevet pour la première disposition, M. Lambotle pour la seconde et M. Wilde pour la troisième.

BOUGIES ELECTRIQUES 81

M. Jamin a également combiné une bougie électrique et i] l'a présentée, en ces termes, à l'Académie des sciences, le 17 mars 1879:

« L'arc électrique qui jaillit enlre deux charbons conducteurs est un véritable courant. Quand il est soumis à l'influence voisine d'un courant, d'un soléno'ide ou d'un aimant, il en éprouve une action réglée par les lois d'Ampère, identique à celle qu'éprouverait tout conducteur mélallique qu'on mettrait à sa place ; mais comme la masse de matière qui le constitue est Irès-petile, les vitesses qu'il prend sont consi- . dérables. On peut l'altirer, le repousser, le déplacer, le fixer,

le faire tourner, lui l'aire subir, en un mot, tous les mouvenaenls que l'on produit sur les courants mobiles dans les expériences électro-magnétiques.

H La première action de ce genre a été observée par M. Quesl, qui projeta borizontalemenl, sous forme de dard, un arc vertical entre les deux pôles horizontaux d'un électro-aimant. On peut l'aire une multitude d'expériences analogues : je me contenterai, aujourd'hui, de citer les suivantes ;

«Je place verlicalementdeuKcharbonsAA', BB' (lig. 25) communiquant avec les pôles d'une pile ou d'une machine Gramme, et j'allume l'arc en C au moyen d'un petit charbon

introduit entre les deux premiers et enlevé ensuite ; puis je place en arrière le pôle austral d'un aimant projeté en C, ou le pôle boréal en avant, ou tous les deux à la fois. On sait, d'après la loi de Biot et Savart, que l'élément de courant C doit se déplacer vers sa droite en regardant le pôle austral, et l'expérience montre que l'arc se transporte aussitôt jusqu'à la base BB' des charbons; il remonte, au contraire, jusqu'au sommet A A' si l'on retourne l'aimant. Use fixe alors à ce moment; mais il change de forme; il se courbe, s'étale en une lame avec un ronflement sonore assez intense. Si l'aimant est fort, l'arc est comme soufflé de bas en haut et finit par disparaître après avoir pris la forme d'une flamme allongée.

« La même chose arrive si l'on entoure les deux charbons d'un rectangle C,D,E,F, traversé par le même courant. Chacune des parties de ce rectangle concourt pour faire monter l'arc si le sens des courants est le même dans les charbons et dans le rectangle, et pour le faire descendre si ce sens est contraire. L'action se multiplie par le nombre de tours que l'on fait faire au fil extérieur. Quatre tours suffisent pour fixer l'arc en A A', et il y demeure quelle que soit la position que Ton donne à l'appareil, lors même que les pointes sont dirigées vers le bas.

« Il est clair que celte expérience permet de maintenir Tare en A A', et de supprimer toute matière isolante entre les charbons. Quand on opère avec un courant continu de sens constant, le charbon positif est de plus en plus brillant, s'use plus vile et diminue de longueur ; il maintient, à son extrémité, l'arc qui descend avec elle. Le charbon négatif ne brûle qu'à Tinlérieur ; il diminue d'épaisseur, mais garde toute sa longueur et peut servir une autre fois. Quand on emploie les machines à courants alternatifs dont le sens change à la fois, dans les charbons et dans le rectangle, TacUon garde le même signe ; malgré les inconvénients,

l'ôrc est toujours maintenu en A A', et les charbons, éprouvant une usure égale, leurs pointes restent toujours au même niveau comme dans la bougie de M. Jablochkoff.

« Reste à savoir comment on peut allumer l'arc à l'origine et à le rallumer s'il vient à s'éteindre. Pour cela, je rends les charbons mobiles autour de deux articulations A' et B', avec un ressort pour les réunir à leur sommet et deux buloirs pour empêcher un trop grand écart. Dans ces condilions, les charbons se repoussent comme traversés par des courants contraires. De plus, CD attire AB et repousse A'B', pendant que EF fait l'action inverse. Tous ces effets concourent pour séparer les charbons qui s'écartent spontanément. Ils s'allument aussitôt que le courant commence, se tiennent à distance tant qu'il continue, pour se rejoindre toutes les fois qu'il cesse. En résumé, c'est une bougie entièrement automatique qui n'exige qu'un support très-simple ; l'allumage, le réglage à la distance voulue, et le maintien de l'arc aux deux pointes résultent spontanément des forces électro-magnétiques qui se chargent de tout le travail. Il est d'ailleurs évident que ces forces sont proportionnelles au carré de Tintensité du courant et peuvent toujours être rendues suf usantes ; c'est une question de construction. M. Fernet avait déjà proposé de placer les charbons sur le prolongement l'un près de l'autre, et de profiter de leur répulsion pour les séparer. Cette répulsion était faible : dans la solution que je propose, l'action est plus énergique et devient efficace.

« Quand l'action du rectangle est suffisante, l'arc étalé et chassé au delà des pointes a l'apparence d'une flamme de gaz; sa longueur augmente. 11 en résulte une plus grande dépense de force électromolrice et la quantité de lumière ne croît pas en proportion, car on sait que, si l'arc atteint une très-haute température , il n'a pas un éclat comparable à celui des pointes de charbon. Mais, en remarquant que

cet arc est projeté en dehors, j'ai eu l'idée de le recevoir sur de la chaux, de la magnésie ou de la zirôone, comme la flamme du gaz oxyhydrique dans la lampe Drummond. L'arc est écrasé par cet obstacle, garde une longueur con^tante, et, loin de dépenser plus de force électroraotrice, il en épargne une notable partie parce qu'il jaillit dans un espace très-échauffé et rendu plus conducteur. D'autre part, la lumière, au lieu de se perdre vers le ciel, où elle est inutile, est renvoyée vers le sol ; cela permettra d'élever beaucoup la lampe électrique hors de la direction ordinaire du regard. D'ailleurs , elle parait même jaune verdétre par contraste et par l'augmentation d'intensité des raies vertes de la chaux; enfin, ce qui est le plus précieux de tous les résultats, elle est au moins trois fois plus intense que sans le chapeau de chaux. A la vérité, il ne faut pas appuyer ce chapeau sur les pointes, car celles-ci fondent la chaux et y pénètrent; l'arc trouve son chemin intérieurement et n'éclaire plus. On remédie aisément à ce défaut.

« La fusion de la chaux prouve que cet arc, ainsi projeté par un effet magnétique, peut échauffer considérablement tous les corps ; c'est un véritable chalumeau ; c'est probablement le plus puissant de tous. Je le recommande aux chimistes et aux physiciens. J'aurai moi-même à entretenir l'Académie des effets puissants qu'on peut en obtenir.»