DURÉE DES ÉCLATS

ÉCLAIRAGE ACTUEL. — Jusqu'à ce jour, comme l’a fait remarquer M. l’Inspecteur général Bourpezces (‘), on n’a suivi aucune règle méthodique pour la détermination de la durée et de l'intervalle des éclats d’un phare et l’on est ainsi resté dans l’arbitraire.

FRESNEL avait jugé nécessaire, non-seulement de porter à huit secondes la durée des éclats des appareils de premier ordre, mais encore de la doubler arüficiellemént en déviant l'éclat émis par la coupole aux dépens de la puissance lumineuse.

Cette pratique s’est conservée Jusqu'à nos jours dans les appareils dits à éclats prolongés. C’est ainsi que le feu à 8 lentilles de premier ordre, avec lampes à 6 mèches, possède une durée d'éclat de 10°,26, qui s'élève à 14,73 lorsque les éclats sont prolongés.

L'appareil de premier ordre à 24 lentilles, dit à éclats rapides,

(1) Voir Notices sur les Appareils d'éclairage exposés à Chicago, pages 13 et 14.

EE

ere

donne encore une durée de 5,13, que l’on a réduite, comme limite extrême, à 1°,5 pour les feux scintillants.

Dans les feux électriques construits il y a dix ans, pour l'Administration française, et dont plusieurs sont en service, 1 a fallu, pour ne pas descendre au-dessous de la durée d’une seconde, créer une divergence artificielle, sacrifiant ainsi une partie de la puissance.

Dans le phare électrique de Sarnre-Caruerine (ile de Wight), établi en 1890 par la Corporation de Triniry-House, l'appareil de deuxième ordre à 16 lentilles tourne en 8 minutes et donne des éclats d’une durée de 8 secondes.

La longue durée que lon croyait nécessaire de donner aux éclats et, par suite, la faible vitesse de rotation de l'appareil, oblige à employer un grand nombre de lentilles, si l’on ne veut pas accroître démesurément l'intervalle de succession des éclats.

Cet intervalle, ou durée de l’éclipse, est aussi variable dans l’ancien système que la durée de l'éclat elle-même et il atteint, suivant les cas, toutes les valeurs possibles, depuis 1°,5 pour les feux scintillants de petit diamètre, jusqu'à 55 secondes pour les appareils de grande dimension.

Là encore, aucune règle n’a présidé à la détermination de cet élément fondamental dont le choix de l'optique doit dépendre; aussi les intervalles adoptés jusqu'ici, ne sont-ils que le résultat

de considérations arbitraires.

LOIS PHYSIOLOGIQUES DE LA PERCEPTION DES ÉCLATS INSTANTANÉS. — La théorie de ces phénomènes, assez peu connue jusque dans ces dernières années, a été résumée d’une manière

remarquable et appliquée à la visibilité des feux-éclairs dans le

mémoire de M. l'ingénieur BLonpez, dont nous suivrons ici l'exposé (°).

Lorsqu'on fait subitement agir sur l’œil une lumière constante, l'impression qu’elle produit n’atteint pas immédiatement sa valeur complète, mais elle va en croissant d’une manière continue depuis zéro jusqu'à la perception intégrale. Il est facile de démontrer le fait en produisant une série d’éclats dont on diminue progressivement la durée. L’intensité apparente de ceux-ci commence, à partir d’un certain moment, à perdre de sa valeur et elle décroît de plus en plus jusqu’à la disparition complète de la lumière. Il faut donc un temps appréciable pour permettre à l'œil de recevoir l’impression d’un éclat qui s'établit instantanément.

Un second phénomène, dont la constatation est plus délicate, accompagne toujours l’apparition d’un éclat instantané: l'organe visuel ne perçoit une impression lumineuse qu’au bout d’un temps donné, dit temps d'apparition, correspondant à la dépense d’une certaine quantité de lumière ou d'énergie lumineuse employée à vaincre sa propre inertie.

Deux lois expérimentales, établies par divers physiciens, règlent ces phénomènes.

Loi du temps d'apparition ou loi de Bloch. — Le temps d'apparition d’un éclat instantané varie sensiblement en raison inverse de l'intensité lumineuse de l'éclat. Plus l'éclat est puissant, plus rapide est son impression sur l’œil. Si l’on désigne par I l'intensité de la lumière et par t le temps

d'apparition correspondant, on a donc la relation I X t = q

(x) Les feux-éclairs et la perception des éclats instantanés, loco citato.

rod

une constante qui n’est autre chose que la quantité minimum d'énergie lumineuse nécessaire.

Cette loi simple a été énoncée, pour la première fois, par M. Brocu, puis confirmée par M. CnarPenrier. Elle avait été découverte en même temps, au Dépôt des Phares, dans des expériences exécutées suivant une méthode différente, par M. l'Ingénieur BLonpez.

Comme on le voit, la loi de BLocn ne s'applique qu’au minimum percepüble, c’est-à-dire précisément à la quantité de lumière que reçoit le navigateur à la limite de la portée. Le temps d'apparition ne dépendant que de l'énergie lumineuse It, peu importe, à la limite de la portée, que l'éclat soit formé d’une lumière homogène ou non, il faut seulement que la quantité de lumière qu’il renferme soit suffisante pour mettre en mouvement l'organe visuel.

Loi de la perception intégrale. — La durée qui sépare le commencement de l'impression d’un éclat, de l'instant où la perception du feu est complète, est d'autant moindre que l'intensité du feu est plus grande.

Cette loi, entrevue par M. Prareau, et définitivement établie par les travaux de M. CnarpenTIER, a une importance toute particulière dans son application aux Feux-éclairs.

Bien que l’on n’ait pas encore déterminé la relation exacte qui lie la durée de la perception intégrale à l'intensité, il n’en est pas moins démontré que cette durée va croissant à mesure que l’on s'éloigne d’un phare, et qu’elle est maximum à la limite de la portée où, par définition, l'observateur ne reçoit que le minimum perceptible.

Temps maximum de perception intégrale. — Or, comme

le minimum perceptible de lumière n'apparaît qu'à la condition

sf d’avoir produit son impression complète, il en résulte que le temps d’apparition de cette lumière se confond avec la durée de sa perception intégrale. Si le minimum perceptible pouvait, en effet, donner lieu à une impression lumineuse croissant depuis son apparition jusqu’à une certaine valeur, cette valeur étant plus forte que la lumière perçue au moment de l’appariion, l'hypothèse serait inexacte; on n'aurait pas là le vrai minimum perceptible.

Il résulte de cette observation que le temps d'apparition d’un éclat, à la limite de la portée, représente le temps maximum nécessaire à la perception intégrale ; puisqu'il se trouve suffisant pour la valeur du minimum de lumière perceptible, en vertu de la loi précédente, il le sera a fortiori pour toutes les valeurs supérieures.

Le temps maximum de perception intégrale n’a pas été mesuré, jusqu'ici, d’une manière absolue, il varie suivant l'état d’accommodation de l'œil et de sa propre constitution ; d’après les expériences exécutées par M. CHarpenrier, dans son laboratoire, il doit être voisin de 1 /10 de seconde et compris, pour la lumière blanche, entre 1 /8 et 1/12 de seconde.

Si l’on tient compte que dans la pratique de la navigation (°), par suite de l'éclairage extérieur plus considérable, d’une observation moins attentive, de l’indécision sur la position du feu, et des mouvements du navire, l'intensité minima perçue est beaucoup plus élevée que le minimum perceptible dans

un laboratoire, on reconnaïîtra que le temps maximum de

(x) Notices sur les appareils d'éclairage exposés à Chicago, loco cilalo, p. 12.

one

perception intégrale doit être plus faible que celui indiqué par M. CHARPENTIER.

On peut donc fixer, avec sécurité, cette durée à 1/10 de seconde, chiffre qui a maintenant pour lui la sanction de la pratique.

Conséquences de la loi de Bloch appliquée aux limites de la portée (). — L’intensité absolue du faisceau, allant en diminuant avec la distance, le temps de perception intégrale va en croissant jusqu'à la limite de la portée, où l'impression lumineuse produite par le faisceau est réduite à la valeur minimum perceptible.

D'après la loi de BLocn, pour produire limpression du minimum perceptible, il suffit d’une certaine quantité de lumière, indépendante de l'intensité et de la forme de l'éclat, pourvu qu'elle soit concentrée dans un temps d'illumination inférieur ou, au plus, égal au temps maximum de perception intégrale. Au-dessous de cette valeur, en effet, l’œil ne peut apprécier la durée de l'éclat.

Peu importe donc, au point de vue du rendement maximum

d’un feu, qu'il reçoive l'impression d'une lumière d'intensité

I = 100 agissant pendant une durée = o$,oo1, ou celle d’une lumière d'intensité I = 1 agissant pendant une durée = 0,1, C 3

pourvu que le produit It = 100 X o$,oo1 = 1 X 0,1 reste le même dans les deux cas.

Il semblerait au premier abord que, dans un Feu-éclair

donné, si la durée de l'éclat est inférieure au temps maximum

(:) Mémoire de M. Blondel, loco citato, p. 6 et 7.

on —

de perception intégrale, of,1, on se trouvera en déficit, puisque l'intensité apparente sera réduite dans la même proportion ou, en d’autres termes, l'intensité vraie du feu, c’està-dire celle que l’on percevrait s’il était immobile, sera plus forte que l'intensité apparente perçue.

On peut donc se demander s’il ne faudrait pas alors ralentir le mouvement de rotation, pour allonger la durée de l'éclat jusqu'à la valeur o°,1 du temps maximum de perception intégrale, en augmentant ainsi l'intensité apparente qui deviendrait égale pour of,1 à l'intensité du feu fixe de même puissance. En réalité, en faisant ainsi, on augmentera l’espacement entre les éclats et, pour le ramener à la valeur imposée, qui est une des bases du système, il faudra augmenter le nombre des lentilles et faire disparaître, par conséquent, le bénéfice apparent que l’on croyait réaliser.

D'autre part, il n’y aura jamais intérêt à augmenter la durée de l’éclat au-delà du temps maximum de perception intégrale ; l’impression que lœil percevra au-delà de 0,1, n'étant plus susceptible de croître, la lumière dépensée sera plus utilement employée à renforcer l'intensité absolue.

On peut donc dire que, théoriquement, on atteindra le rendement maximum d’un Feu-éclair, au point de vue de la portée, lorsque la durée de ses éclats sera inférieure ou, au plus, égale à o,r.

Pour un appareil donné, réalisant cette condition avec un brûleur déterminé, et la même durée séparant les éclats, toute autre combinaison qui consisterait soit à diminuer le nombre des lentilles, en augmentant la puissance des éclats et en réduisant leur durée, soit à augmenter ce nombre, en diminuant la

puissance et augmentant la durée, ne pourrait produire un effet

supérieur. On a donc ainsi le criterium absolu qui permet de fixer a priori la meilleure combinaison possible d’une optique disponible donnée, avec l’un des divers brûleurs dont on dispose.

En pratique, dans l'établissement des Feux-éclairs à l’huile, on se base sur une durée des éclats de 1/10° de seconde. La valeur de cet élément détermine les combinaisons des diverses optiques avec les divers brûleurs qui peuvent fournir les rendements maxima. Il n'y a pas intérêt à rechercher des combinaisons donnant une durée d'éclat plus faible que of,r, mais il est, par contre, inutile que cette durée soit plus longue, puisqu'il en résulte une dépense de lumière qui n’ajoute rien à la visibilité du feu et que l’on doit chercher à éviter.

Pour les Feux-éclairs à l'électricité, les faibles dimensions de la source lumineuse peuvent donner lieu à des combinaisons correspondant à une durée d'éclat plus faible que le temps maximum de perception intégrale. Il en résulte une certaine réduction de la portée maxima du feu, sans importance, du reste, puisque cette dernière dépasse généralement la portée géographique et que la réduction est d’ailleurs compensée par l’augmentation de la puissance vraie, c’est-à-dire l'avantage d’une plus grande visibilité aux portées inférieures, lorsque l'atmosphère est moins transparente.

Observations pratiques sur la visibilité des éclats de faible durée. — Il résulte de l'enquête, faite en 1886 sur les côtes de France par la Commission nautique spéciale chargée d'examiner l'éclairage électrique existant, qu'aucune critique ne peut être formulée au sujet de l'application pratique des feux à éclats rapides.

Les conclusions de la Commission ont été confirmées par les

observations de visibilité poursuivies chaque nuit, depuis 1888, sur les phares électriques de Créacm, de Bezze-Ite et de Barrreur, dont les éclats durent seulement o°,r, et depuis 1892, sur les Feux-éclairs à l’huile de Sénérose (4° ordre), du Trran (3° ordre), de Hourrin (1* ordre), de PorquerozLes (2° ordre), du Cap BLanc (5° ordre), etc..

Les navigateurs ne font aucune différence entre un feu durant o°,1 ou 0°,3 ; dans ces limites, le temps reste mappréciable.

Mais au point de vue de la visibilité et de la netteté du caractère, 1l est indispensable que l'intervalle des éclats soit de

courte durée, c’est-à-dire d’un petit nombre de secondes (').