ANALYSE DU LIVRE DE H. MELSENS SUR LES PARATONNERRES

Il peut être utile de faire connaître l'ensemble des travaux que j*ai publiés sur la question, observations et expériences nouvelles.

L'ensemble des travaux, dont j'ai fait l'analyse dans les huit chapitres précédents (1 à 57), a été exposé dans la section bibliographique belge avec mon volume : Des paratonnerres à pointes^ à conducteurs et à raccordements terrestres multiples. Description détaillée des paratonnerres établis sur l'Hôtel de ville de Bruxelles en 4865. — Exposé des motifs des dispositions adoptées. — Bruxelles, F. Hayez, 1877.

Ce travail a été publié par les soins et aux frais de l'Administration coramunaie de Bruxelles.

ANALYSE DE l'oUVRAGE.

&$• — Quelques mots sur les coups de foudre qui ont frappé THotel de Tille de Bruxelles. — Ëlatde la question des paratonnerres de i862 à I86i. — Études faîtes pour motiver les dispositions nouvelles.

On comprendra qu'il m'est difficile de résumer un assez gros volume, de façon à rendre compte de tout ce que j'ai écrit; je pense, cependant, pouvoir en donner une idée générale, en suivant, pas à pas, la table analytique des matières, très développée, qui permet d'embrasser, d'un seul coup d'œil, toutes les questions qui sont traitées dans le volume (*).

(*) Les personnes qui seraient tentées de connaître Teusemble de mes publications et des opinions que j'ai émises, sur la question des paratonnerres, les trouveront résumées en principe dans les Comptes rendus des travaux du Congrès international des électiiciens, à Paris — 1881 — pages 175 et suivantes.

Sur la demande de mon illustre et vénéré maître, M. J.-B. Dumas, président de la première section du Congrès, j'ai cherché à résumer la question dans une conTérence faite le jeudi 29 septembre 1881. Cette conférence a été publiée in extenso dans la hevue scientifique, n** 20, du ^0 mai 1883; plusieurs journaux m'ont fait Thonneur de la reproduire : Les

Le iravHil est divisé en douze chapitres; le premier contient d*abord une description succincte des coups de foudre qui ont frappé THôtel de ville de Bruxelles, avant le coup terrible qui, en 1863, menaçait de compromettre la solidité de la tour, surmontée de la flèche, haute de près de 100 mètres.

Je discute dans le chapitre 11 Tétat de la question de l'établissement des paratonnerres sur ce splendide monument et je montre les doutes qui, vers cette époque, s'élevaient sur TeiScacité des paratonnerres construits d'après les instructions classiques ; je rappelle les opinions de MM. Perrot, Babinet, Gavarret et du Moncel et je rapporte les opinions d'un des membres de la Commission des paratonnerres de l'Institut de France qui m'écrivait en 1864 : plus je vois, plus Je me confirme dans Vopinion que Von fait foudroyer les édifices, au lieu de les garantir de la foudre, en les armant de paratonnerres.

Je signale les études que j'ai dû faire, et je cite les nombreux savants que j'ai consultés, avant d'oser modifier pour l'Hôtel de ville de Bruxelles, les dispositions des paratonnerres anciens, préconisés en Belgique et en France conformément aux instructions de l'Académie des sciences de Paris, jusqu'en 1855 inclus, car les instructions de 1867 et 1868 n'avaient pas paru ; je fais voir que les formules générales, parfois concises et peu explicites, peuvent laisser des doutes et devenir même des motifs de crainte, lorsque la responsabilité du savant est engagée et qu'il s'agit de se prononcer sur un cas particulier bien défini, tel qu'un monument historique important à protéger.

Il était de mon devoir de motiver chacune des dispositions nouvelles que j'avais prises, dans les cas pour lesquels je ne partageais pas absolument les opinions , ou les avis des maîtres de la science. Aussi , avais-je, dès lors, fait un appel énergique à la critique des physiciens compétents dans la question. Qu'il me soit permis de confirmer cet appel.

Annales télégraphiques el VÉleclricien, DOtamment; elle est reproduite dans le n» 105, t IX, 3* série, septembre 188:2, du Bulletin de la Société (ff Encouragement pour l'Industrie nationale t avec deux notes complémentaires; Le Génie civil, revue générale des industries françaises et étrangères, n^ de septembre 1882, en a donné une analyse très complète et bien faite, dans son u« 20 du 15 août 1883; elle a paru en extrait dans le Bulletin hebdomadaire de V Association scientifique de France, n» 119 du 9 juillet 1882, etc., etc.

La lecture de cette conférence suffit pour se faire une idée exacte du système, sans la fatigue que doivent causer les longs détails que je «me suis vu forcé d'introduire dans le présf*nt travail.

59. — Description saooincte dn paratonnerre de l'Hitel de Tîlle de Bruxelles.

Les chapitres III , IV, V et VI donnent, avec détails, la description des huit conducteurs attachés entre eux sur la tour, par deux ceintures, depuis la statue métallique, qui fonctionne, comme girouette, au haut de la flèche octogonale, les tourelles et les clochetons de la tour jusqu'au niveau du sol. Je fais voir comment ces conducteurs sont rattachés, par des dérivations, sur les toits de Tédifice ; comment ceux-ci se rattachent aux saillants des fenêtres des mansardes et aux hautes tourelles dont le «ombre, aujourd'hui, s*élève à huit, ainsi qu'aux trois grands pignons de 1 édifice. Tous ces conducteurs sont reliés aux grands chéneaux en plomb, passent par tous les points saillants et sont armés de pointes nombreuses, sous forme d aigrettes en fer et en cuivre, distribuées dans une dizaine de plans horizontaux et comprenant au delà de 800 pointes déliées, plus ies huit grandes tiges inclinées à 45% qui se trouvent au pied de la statue placée au sommet de la flèche.

L'édifice est donc complètement enfermé dans une espèce de cage métallique dans laquelle la foudre peut se diviser avant de se rendre au réservoir commun, la terre.

<MI. ^ Principe général sur lequel on s^est appuyé : Divide et ihpbra.

Dans le chapitre VII, rappelant mes expériences sur la division de J'étincelle entre tous les conducteurs qu'on lui présente, j'ai cru que je pouvais appliquer au paratonnerre aérien la maxime ancienne :

DIVIDE ET IMPERA.

Cest, en effet, ce que j'ai fait, tant pour la partie aérienne que pour la partie souterraine du paratonnerre, que je décris avec détails dans le chapitre VIIL

^dl. — Communication des conducteurs afec la terre. — Nécessité de les faire communiquer avec les canalisations d'eau et de gaz. — Fer des bâtiments. — Valeur comparée des contacts à la terre, par les puits et les canalisations de gaz et d'eau.

Je donne beaucoup de renseignements sur la nécessité de faire communiquer les conducteurs avec la terre par une large surface de plusieurs mètres carrés avec l'eau d'un puits ; je suis plus explicite que ne le sont.

en général, les auteurs d*instructions sur ce point; mais , de pi us , je cherche à prouver la nécessité de faire communiquer les conducteurs avec les canalisations métalliques d*eau et de gaz (^7, 44, 45, 46, 63).

Tous les physiciens, qui, d('puis 1865, ont écrit sur la question des paratonnerres, sont, à de rares exceptions près, absolument de mon avis aujourd'hui; ceux qui sont d'un avis contraire, sont très embarrassés pour le motiver ; des observations précises, faites depuis, ne laissent aucun doute sur la nécessité de ce raccordement.

Je montre que lorsqu'on examine, avec soin, les circonstances des coups de foudre sur les édiKces munis de paratonnerres, il faut, presque toujours, les attribuer à une disposition défectueuse de la communication des conducteurs avec la terre; je fais voir que les instructions de l'Académie des sciences de Paris, de Gay-Lussac, de Pouillet, etc., tout en recommandant de ftiire communiquer largement les conducteurs avec la ferre, ne prescrivent qu'une surface trop restreinte et ont le tort de ne pas recommander la solidarité avec les conduites d'eau et de gaz, ce qui est absolument indispensable, si Ton veut éviter des coups latéraux, toujours dangereux, surtout en présence des tubes en plomb qui, brisés ou fondus, occasionnent des incendies.

Je prouve, dans ce même chapitre, la nécessité de mettre les conducteurs en contact avec le fer des bâtiments, non par un point, mais bien par deux points, de façon à réaliser des circuits métalliques^ fermés.

Enfin, j'arrive à établir que, lorsque l'on a donné des soins minutieux, exagérés même, à la communication avec la terre, et que l'on est parfaitement rassuré sur le bon fonctionnement, on peut laisser certaines parties métalliques, noyées dans les matériaux de la construction, en dehors du circuit des conducteurs; mais, il est, alors, indispensable de relier les masses métalliques, de nature et de forme variées, en contact direct, ou indirect, par suite de fnibles solutions de continuité, avec le rez-dechaussée, le sous-sol, le sol humide des fondations, parfois, même, avec l'eau (13, 18, 43).

J'invoque, du reste, à l'appui de mon opinion, des passages des instructions de Gay-Lussac et de Pouillet.

Je renvoie, pour compléter ce qu'il me resterait à dire sur cette question, à ce que j'ai écrit (18 et 56) au sujet de l'opportunité de prévoir la pose des paratonnerres, dès les fondations des édifices.

Je décris le paratonnerre souterrain avec les plus grands détails : raccordement au puits par un tube de fonte de 2",72 de long et 0'",60 de

diamètre, des fils de fer de O'^yOlO de diamètre, longs de 5 mètres, auxquels, dans ces derniers temps, il a encore été ajouté huit lames de 1 mètre de long, sur O'^^SSO de large, de charbon de cornues à gaz (46).

Les raccordements aux puits, aux canalisations du gaz et de l*eau, sont disposés de façon à pouvoir être vérifiés instantanément.

Mais ces contacts au puits ne présentent, en définitive, qu'une surface de 20 mètres carrés, tandis que les canalisations d'eau et de gaz à Bruxelles en présentent une qui, à cette époque, dépassait 300,000 mètres carrés; elle est encore beaucoup plus considérable aujourd'hui.

G9* — Tableau synoptique des différeneei essentielles entre le système Helsens et les systèmes anciens. — On n invente plus rien en fait de paratonnerres.

Dans le chapitre IX, je donne un tableau synoptique qui montre les différences essentielles entre mon système de paratonnerres et les anciens ou les systèmes adoptés en général, en Belgique, conformément aux instructions de l'Académie des sciences de Paris, jusqu'en 18S5, résumées en 1862, par M. le professeur Duprez. Je ne me fais pas illusion sur la valeur de ces différences; je conviens nettement que l'on n'invente plus rien en fait de paratonnerres ; depuis Franklin, les principes scientifiques n'ont pas changé; ils sont, aujourd'hui, tels que l'immortel inventeur les a posés et définis, et la proposition : Eripuit cœlo fulmen, reste la gloire éternelle de Franklin; mais, si les bases scientifiques restent toujours les mêmes, il semble possible, aujourd'hui, de réaliser des dispositions de détail, répondant mieux au but que l'on se propose, en armant les édifices de paratonnerres; l'ensemble de ces dispositions peut constituer une innovation heureuse, méritant l'attention du savant, de l'ingénieur, de ^architecte, ainsi que des administrations chargées de veiller, économiquement, à la conservation des monuments.

03. — Opinions différentes sur les raccordements terrestres et opportunité de ce raccordement avec les canalisations de gaz et d'eau, généralement adoptée aujourd'hui. — Résistance comparée de l'eau et du fer au passage des courants électriques. — Valeur en eau du fer souterrain, ou nuage métallique dans le sous-sol de la ville de Bruxelles.

Dans le chapitre X, j'examine avec les plus grands détails toutes les opinions qui m'ont conduit à raccorder (indépendamment du puits classique) les conducteurs aériens avec les canalisations de gaz et d'eau; j'aî analysé les opinions et les expériences de Gay-Lussac, Pouillet et

Becquerel sur la conductibilité relative du fer et de Teau pour le courant de la pile; je montre que les coeiiicients de conductibilité des courants continus ne sont pas applicables aux décharges instantanées et aux cas de foudre ; je rappelle à Fappui de cette assertion les expériences que j m faites en 1865 et 1875> celles de M. Daniel GoUadon en 1826 et 1875, celles de Guillemin; je montre Timportance d'avoir de larges contacts avec la terre humide ou l'eau, puisque, d'après Perrot (s'appuyant sur les expériences de Becquerel et de Pouillel), il faudrait à un conducteur en fer, ayant 1 Centimètre carré de section, une plaque métallique de 225 mètres de côté, plongée dans l'eau et immergée par ses deux faces. M. B. Brooks pense que la terre humide conduit quatre fois moins bien que l'eau; il faudrait donc employer une plaque de fer de 450 mètres de côté, pour transmettre librement à l'eau, c'est-à-dire sans résistance autre que celle du fer, bon conducteur, rélectricité qui le parcourt ou la foudre qui le frappe. N'oublions pas que la surface enterrée des deux canalisalions s'élève à plus de 300,000 mètres carrés (voir mon livre p. 85, § 83).

Je rappelle les opinions de M. Duprez, adoptées par l'Académie royale des sciences de Belgique, de C.Kuhn, membre de l'Académie de Munich; ces deux savants n'admettent pas que l'on puisse mettre le paratonnerre en communication avec les conduites d'eau et de gaz. Arago, dans sa notice sur le tonnerre, ne se prononce pas; les instructions françaises, même celles publiées dans ces dernières années, sont muettes à cet égard.

On comprend qu'il était permis d'hésiter; chargé de la protection d'un édifice important, j'ai éprouvé un grand embarras, ma responsabilité étant engagée à une époque où le doute était légitime.

J'ai cherché à rassembler tous les matériaux propres à me faire une opinion appuyée sur des faits, ou des observations consignées par des savants physiciens et électriciens.

Je n'ai pas hésité à faire, dès 1865, le raccordement des paratonnerres de l'Hôtel de ville de Bruxelles avec les canalisations de gaz et d'eau; depuis cette époque, on les admet, en général; pour moi, ils sont absolument indispensables dans les édifices éclairés au gaz et ayant des conduites d'eau à Tintérieur et même à rextérieur.

Je rappelle les travaux et les opinions de sir W. Snow Harris, de l'Académie de Berlin, de la Commission chargée d'étudier l'établissement des paratonnerres des édifices municipaux de Paris, du D' Otto Bûchner, du R. P. A. Secchi, de Henry Wilde, du D' Yelin, de W.-H. Preece, de David Brooks, de Dewalque, du comte du M oncel et de Faraday ; toutes

ces données, que des sociétés savantes et des savants illustres ont appuyées, ne peuvent, en 1882, laisser aucun doute dans Tesprit et toutes semblent concourir à donner raison aux dispositions prises, dès i86S, à THôtel de ville de Bruxelles; notons, du reste, que, depuis longtemps, M. Hare, professeur à l'Université de Pensylvanie, avait préconisé ces mesures, que M. Jaspar, habile et intelligent constructeur et ingénieur-électricien belge, avait aussi proposé ces dispositions, en 1860^ à TAcadémie royale de Belgique; mais celle-ci n'accorda pas son assentiment.

Or, il n est pas douteux, aujourd'hui, que ce raccordement protège les canalisations de gaz et d'eau et l'édifice lui-même (i^)>

J'ai posé un principe basé sur toutes les considérations de ce chapitre et j'en arrive à dire que : c'est moins la conductibilité du sol et de l'eau que le développement de la surface métallique du contact qu'il faut consi^ dérer pour faciliter Vécoukment de la foudre dans le sol humide.

D'après Pouillet, quand la foudre éclate, « les deux points de départ de » l'éclair sont, l'un sur le nuage, et l'autre sur la nappe souterraine » (nappe des puits qui ne tarissent jamais) qui est, en quelque sorte, le M deuxième nuage nécessaire à l'explosion de la foudre »; c'est dans cette nappe souterraine seule que Pouillet trouve une couche de conductibilité suffisante.

J'ai fait remarquer que les canalisations du gaz et de l'eau, dans nos villes modernes, constituent, aussi, un nuage souterrain^ bien autrement capable que l'eau de recevoir, ou de conduire Télectricité ; j'en calcule la valeur, en employant les termes de capacité électrique et conductibilité électrique dans le sens strict que Gay-Lussac et Faraday leur attribuent et j'arrive à la conclusion que le nuage métallique, situé sous la ville de Bruxelles et auquel les paratonnerres de l'Hôtel de ville sont métalliquement rattachés, équivaut à 4,000,000,000.000 de mètres cubes d'eau, nombre qu'on se représente mieux en disant que cette masse d'eau couvrirait toute la ville de Bruxelles, soit 1,000 hectares environ , sous une profondeur de 400,000 mètres, soit une quantité d'eau capable de remplir un canal de 1,000 mètres de largeur sur 100 mètres de profondeur et faisant le tour du globe terrestre, en passant par les pôles (*).

(*) Je crois devoir reproduire, expressément, ici, la restriction que j'ai déjà faite page 87 de mon livre :

On remarquera qi;ie j'emploie le terme de capacité électrique dans le sens strict que Gay-Lussac et Faraday lui attribuent, car ils semblent nommer capacité ce que nous appelons conductilnlitéy soit la facilité ou la difiQcuité que Télectricilé éprouve à se mouvoir

64. — Vérification du paratonnerre de FHotel de fille de Bruxelles après la pose. — Vérification complète rendue facile dans l'avenir.

Je me suis assuré, du reste, que la conductibilité du système du paratonnerre de THôtel de ville, vérifiée par tous les moyens, savoir : courants continus, courants instantanés , étincelles des machines électriques, des puissantes batteries de Leyde, grande bobine de Ruhmkorff, est parfaite.

Je signale comment sont disposés les organes, pour se prêter, à Tavenir, à une vérification complète de Tensemble ou de chacun des conducteurs aériens, des conducteurs qui se rendent au puits et aux canalisations d*eau et de gaz.

<I5. — Adoption des conducteurs â faible section. — Discussion sur la valeur des conducteurs de faible section. — Passage de la foudre par des fils minces. — Opinions et contradictions de Ponillet. — ObserTations de NM. Vinchent, Jaspar, Lippens, Preece, etc , sur les fils télégraphiques. — Eiagération dans la section des conducteurs. — Dépenses exagérées et inutiles.

Le chapitre XI donne Tensemble des considérations qui m'ont conduit à Tadoption des conducteurs nombreux, mais à faible section.

J*ai cherché à revoir tout ce qui a été publié de quelque importance sur la question des paratonnerres depuis Franklin, mais je n'oserais cependant assurer que j*ai, absolument, tout vu; je pense que les extraits, que je donne dans ce chapitre, tant pour ladoption que pour le

à la surface ou à IMntérieur. du corps, considéré comme bon cooducteur ou comme mauvais conducteur. La capacité électrique réelle^ d*après la définition qu'on en donne maintenant, est tout autre pour les corps conducteurs : deux sphères de métal, par exemple, ont une capacité proportionnelle au rayon de ces sphères.

JMnsiste, aujourd*bui, sur cette restriction de crainte de voir se produire une confusioo entre le volume et la surface des conduites. Or pour Bruxelles, comme je Tai dit plusbaat, la surface des deux canalisations dépasse 500,000 mètres carrés, ce qui autorise, jusqu*à an certain point, à dire que la résistance sur les conduites n'équivaut même pas au tiers delà résistance sur le conducteur supposé n'avoir qu'une section de i centimètre carré.

Quoi qu*il en soit, on peut admettre, jusqu'à un certain point, avec M. H. Bluff, que les canalisations se comportent comme un raccordement terrestre de surface apparente infiniment grande.

Voir les Verhandlungen derKOniglieh Preusêischen Âkademie der WiesenschaftenUber die anlage von Blitzableitungen, 1876, 1877, 1880 : Die in der Erde verzweigten GasrôhreB verhalten sich also gleicb einer Erdplatte von anscbeinend unendlich grosser Ot>erflàche.

rejet de mon système » permettent de se faire une opinion motivée sur remploi de conducteurs déliés et sur d^autres questions qui touchent aux paratonnerres ; le simple bon sens, guidé par quelques principes simples et certains, suffit dans beaucoup de cas.

Je rappelle les opinions de Franklin, celles de Reimarus, celles de Gay- Lussac, leurs observations sur de nombreux cas où la foudre a passé dans des fils fins, celles de P. Reich , les faits cités par Arago, les expériences de Romas, etc..

Je signale les résultats des observations faites en Belgique et en Angleterre par MM. Vinchent, inspecteur général des lignes télégraphiques, Jaspar, Lippens, Preece, etc..

L'emploi des fils minces exige, nécessairement, une communication parfaite avec la terre; il faut, aussi, que le fil soit continu et non disposé en chaîne d'arpenteur comme dans l'exemple cité par Pouillet (InslrticHon de V Académie des sciences, édition de 1874, p. 103) :

« Une explosion de la foudre peut fondre ou volatiliser plus d'une » centaine de mètres de longueur de fil de sonnettes ou de fil de mar- » leau des horloges publiques. En 1827, sur le paquebot New-York, une ■ chaîne d'arpenteur de 40 mètres de longueur, faite avec du fil de fer » de 6 millimètres de diamètre, servant de conducteur au paratonnerre » du bâtiment, a été fondue par un coup de foudre et dispersée en frag-

> ments incandescents. »

Pour moi, ce fait n'a absolument rien d'étonnant, et ne prouve rien contre l'emploi de fils continus déliés et n'ayant qu'un diamètre de 6 millimètres.

Je trouve la preuve de ce que j'avance dans ce que Pouillet dit, luimême, dans lé premier supplément à l'instruction de Gay-Lussac sur les paratonnerres; en effet, voici comment le savant académicien se prononçait, en 18S4 (Instniction sur les paratonnerres adoptée par l'Académie des sciences, 2* partie, p. 64) :

« Le paratonnerre de New- York avait plusieurs vices de construction :

• sa tige était trop mince et trop effilée; son conducteur était d'une

• section beaucoup trop petite; de plus, la forme de chaîne n'est jamais » admissible; elle doit être exclue très sévèrement de tout emploi de

> cette nature. En voici les raisons : les anneaux ne se touchent quMmpar- » faitement, à cause des altérations du métal et des souillures diverses » qui s'y rattachent ; et, en admettant même que les surfaces des points

• de contact soient bien nettes et métalliques, il arrive toujours qu'elle

> sont trop étroites, et qu'une faible décharge resserrée mv ces points^ » suffit pour y mettre le fer en fusion et en combustion. »

N'a-t-on pas le droit, après ce passage, d'être étonné de ce que Pouillet dit ensuite sur le conducteur de New- York?

Quant aux centaines de mètres de longueur de fils de sonnettes, ou des fils de marteaux des horloges publiques, des faits d'observations pareilles n'ont pas, à ma connaissance, été publiés dans des recueils scientifiques; pour attacher une valeur quelconque à cette assertion, quelques détails eussent été indispensables; Pouillet aurait dû donner les diamètres des fils, leur métal, les circonstances dans lesquelles ils ont été frappés, etc., etc., et, surtout, la longueur fondue ou volatilisée; car, nous voyons, dans les expériences de Romas, des lames de feu de 2 à 6 mètres traverser ses fils de cuivre, des plus fins, ayant 700 à 1000 pieds de longueur.

JM. Preece a publié en 1873 (dans le Journal ofthe Society oftelegraph Engeneers, page 336) un long article sur les paratonnerres; je donne une analyse détaillée de ce travail et j'en discute quelques points.

En définitive on peut admettre, en général, qu'un simple fil de fer galvanisé, de 4 à 6 millimètres de diamètre, est suffisant pour une habitation ordinaire; quelques fils de 4 millimètres suffiraient donc pour n'importe' quel édifice, s'ils ont une origine métallique commune, s'ils sont reliés entre eux et s'ils sont solidaires au contact métallique parfait au réservoir commun : terre humide, puits, eau, gaz.

A l'Hôtel de ville de Bruxelles, les conducteurs principaux ont 10 millimètres de diamètre, d'autres 6 ou 8 millimètres. En général, et pour se mettre dans des conditions que la plus grande prudence exige, je conseille des conducteurs multiples en fer galvanisé, de 8 millimètres de diamètre.

Je montre comment, depuis Franklin, qui admettait qu'un conducteur de 7i pouce (12 millimètres) de diamètre était suffisant, on a été porté à exagérer leur section; j'étais donc dès 1865 de l'avis publié par M. Preece en 1873 et je l'avais largement mis en pratique à l'Hôtel de ville de Bruxelles.

Je pense que lorsque des accidents ont pu se produire et que les paratonnerres ont mal rempli leurs fonctions, on s'est trop pressé d'attribuer les accidents à l'insuffisance de section du conducteur, tandis que, dans la plupart des cas, les accidents tiennent à une communication imparfaite avec le réservoir commun, la terre humide, ou l'eau; bien entendu en cherchant à rendre la résistance la plus faible possible (sans

prétendre la rendre nulle) en prenant, pour surface de contact à la terre humide ou à Feau, le rapport inverse de la conductibilité 1 à 100 ou 1000 millions.

On parait s'être placé, pour Paugmentation de la section des conducteurs, dans le cas d'un ingénieur qui, au lieu de donner une pente convenable à un aqueduc, en augmenterait inutilement la section; son immense tunnel ne servirait à rien, faute de lui avoir donné la pente indispensable à l'écoulement.

Parmi les conducteurs, ayant le diamètre le plus fort, il faut citer ceux qui ont été proposés ou employés, en Angleterre, pour les phares en 1880. Ces conducteurs en cuivre n'avaient pas moins de 1 7^ et 1 '/i pouce anglais de diamètre, soit 38 millimètres pour le conducteur principal (Main conductor) et 32 millimètres pour les dérivations (œnnecting branches)^ soit une section de 1,134 et 804 millimètres carrés, dépassant de beaucoup la section recommandée par les intructions françaises pour les conducteurs en fer, dont la section maximum ne s'élève qu'à 400 millimètres carrés, mais pouvant sans danger aucun descendre à 22S millimèrres carrés (*).

Oii voit directement à quel prix considérable s'élève la dépense pour un pareil conducteur, qui, pour les phares, où on les a employés, ne doit pas avoir une longueur de moins de 30 à 40 mètres.

Faraday admettait que les conducteurs en cuivre de Yi de pouce de diamètre, ou 19 millimètres, étaient plus que suffisants pour ces cas, donc une section de 283 millimètres carrés.

€M. — Le chapitre XII de mon livre traite des considérations qui m'ont conduit à l'adoption des pointes multiples et des aigrettes déliées. — Opinions de H. le professeur Duprez. — Eipériences anciennes sur le pouToir des pointes.

A peine ma première note sur les paratonnerres était-elle publiée, que M. Duprez, mon confrère à l'Académie des sciences de Belgique, s'empressa de faire une critique assez vive, au sujet de l'usage des pointes multiples; cette critique, faite un peu à priori, sur le système, les opinions et un travail, inédit encore, que je devais présenter à l'Académie, n'était appuyée sur aucune expérience.

M. Duprez, lui-même, devait examiner mon travail, non encore déposé,

(») Voir Report ofthe Lightuing Rod Conférence. Londou, 1882, p. 183.

avec les autres commissairesy Gloesener et De Vaux, nommés par FAcademie; M. Duprez n'avait pas signalé les observations positives en contradiction avec ses opinions personnelles, ses raisonnements et ses hypothèses; aussi, n'ai-je répondu, dans mon livre, qu*en eitant les extraits de la notice sur le tonnerre par F. Arago (pages 328 à 345) prouvant ainsi que les observations et les expériences de Beccaria, de Gosson, de Toaldo, de Romas, du docteur Lining, de Charles s'accordaient pour considérer les nuages orageux comme transformés en nuages ordinaires, par suite de la soustraction de leur électricité par des conducteurs armés de pointes.

Les expériences, répétées dans toute TEurope, faites par Delor,Buffon, Dalibard et Lemounier, prouvent aussi le pouvoir des pointes sur Télectricîté atmosphérique ou mieux sur les nuages orageux ; mais, il faut bien remarquer que les phycisiens qui admettent le pouvoir des pointes pour réagir sur Télectricité des nuages, n'admettent pas qu'elles soient capables de dépouiller, toujours, ceux-ci de toute leur électricité, de façon à rendre impossible les coups foudroyants.

Remarquons encore que les adversaires de cette opinion veulent bien, en général, leur attribuer une légère action, prouvée, du reste, parfaitement par une foule d observations, entre autres, par les étincelles, ou les effluves continues sur les paratonnerres offrant de légères solutions de continuité, ou par les feux Saint-Elme.

J'ai cru devoir citer une foule de physiciens et donner des extraits de leurs travaux en indiquant les sources bibliographiques à l'appui.

Je cite, également, les physiciens qui ne sont pas d'accord avec moi et les opinions de tous les savants sur l'opportunité d'employer au sommet des paratonnerres, soit des terminaisons obtuses, soit une pointe unique, soit des pointes multiples.

09* — Physiciens qui n'adoptent pas la terminaison en pointe. — Formes diverses données aui terminaisons supérieures des paratonnerres.

Benjamin Wilson et l'abbé Nollet combattaient les opinions de Franklin et demandaient des terminaisons métalliques obtuses; Van Marum, peu convaincu de l'action d'une pointe, n'en conseillait pas moins l'action des pointes multiples ; Despretz demandait comme terminaison un cône en platine arrondi à la partie supérieure ; De la Rive pensait quil fallait employer une petite sphère en cuivre rouge doré; Hauy, et, dans ces

derniers temps, Riess» pensaient qu'une pointe est plus efficace qu'un faisceau de pointes ; Reimarus combattait Temploi des pointes multiples, dès Tapparition des travaux de Franklin; Gay-Lussac demandait une longue tige de fer, de 7 à 10 mètres, terminée par une partie conique de O'^ySSO en cuivre jaune, dorée, et surmontée d'une petite aiguille de platine, de 0°*,050, soudée à l'argent ; il ne voyait pas d'inconvénient è se contenter de la tige conique de cuivre; William Snow Harris conseillait une pointe se projetant librement au-dessus des bâtiments , mais il ajoutait que l'on pouvait employer une terminaison en forme de bayonnette, forme déjà employée, très anciennement, en Allemagne, ainsi que les étoiles à cinq branches.

S8. — Opinions en faveur de la terminaison en pointe, ou en pointes multiples. — Citations de MM. Guttle, Imhof, Hemmer, Gloesener, Perrot, Babinet , du Moncel, Gavarret, Puchot, Gaston Planté, Mann.

En 18S5, l'Académie de Paris adopta la pointe de cuivre rouge, terminée par un c<)ne en platine massif, ou plus économiquement par une capsule conique de platine, appliquée à la soudure forte sur jrextrémité conique en cuivre qui termine la tige de fer; mais elle admettait aussi la pointe en cuivre rouge, entrainant à une moindre dépense et feciie à fabriquer partout.

M. Pucbot a fait voir expérimentalement que la terminaison en pointe est préférable à la terminaison obtuse ou sphérique.

Déjà, anciennement, Guttle, Imhof et surtout Hemmer, avaient combattu les opinions de Benjamin Wilson et préconisé les pointes multiples que Gloesener recommandait, aussi, à la suite d'expériences qu'il avait faites, avant 1842.

En 1 862, Perrot fit une série d'expériences qui tendaient à prouver la nécessité des pointes longues, divergentes^ nombreuses, effilées et très conductriçes; Babinet, MM. du Moncel et Gavarret se rangèrent franchement de son côté et adoptèrent sa manière de voir.

M. Gaston Planté fit voir pourquoi les paratonnerres à pointes multiples de MM. Melsens et Perrot sont plus efficaces que les paratonnerres à pointe unique, d'une grande hauteur, dans les cas de foudre globulaire, cas dans lesquels les paratonnerres anciens sont souvent inefficaces.

M. Gaston Planté (}) va même un peu plus loin, dans les déductions

(■) Gaston Planté, BechercKes sur Vélectricité; Paris, À. Fourneau, 1879; pp. 196 et 197.

de ses admirables expériences, car, il ajoute : « Ces expériences militent » a ussi en faveur de la disposition en corbeille de pointes adoptées par » M. Melsens pour les paratonnerres de THôtel de ville de Bruxelles et » appuient particulièrement les vues du savant belge à ce sujet. »

Le D' Mann, président de la Société météorologique de Londres, a constaté que les pointes ont une action telle, quelles peuvent protéger une ville contre les coups de foudre. Tel était le cas pour Pietermaritzburg dans le Natal; les foudroiements intenses et fréquents, à son arrivée dans le pays, devinrent très rares et presque inconnus, lorsque, par son conseil et son insistance, la ville fut abondamment pourvue de paratonnerres, terminés tous par une espèce de faisceau en brosse, formé par quarante-deux pointes.

Personne ne contestera l'autorité du président de la Société météorologique de Londres.

J'ai appliqué aux édifices les dispositions que M. le D' Mann prouve être utiles pour une ville entière. Il est vrai que Ton peut arguer qu'il y a, dans ces observations, un cas de coïncidence naturelle, et qu'il faudrait avoir des observations sur un très grand nombre d'années, de façon à comprendre des périodes d'exaltation ou de diminution des coups de foudre.

69. — Citation d'un travail de Poisson. — Foudre ascendante. — Opinions de Franklin et de Faraday. — Expériences de Perrot. — Motifs de Tadoption des aigrettes. — Loi de Coulomb.

Je donne à l'appui de mes opinions, l'analyse de Poisson sur la distribution de l'électricité à la surface des conducteurs; je fais voir que la tension électrique est incontestablement diminuée, dans de larges proportions, lorsqu'un conducteur est muni de pointes nombreuses; ce qui me conduit à admettre que les coups latéraux sont plus difficiles à provoquer et que, dans les cas où la décharge de la foudre commence à la terre, c'est-à-dire les cas de foudre ascendante^ peut-être plus fréquents qu'on ne le pense (25, 35, 39, 96), le paratonnerre, à pointes nombreuses, doit, incontestablement, être plus efficace que le paratonnerre ordinaire.

J'ai décrit un cas pareil (33 à 37); j'ai dit que Franklin avait déjà admis que, dans la plupart des cas de coups de foudre, c'est la terre qui frappe les nuages et non pas les nuages qui frappent la terre.

On retrouve la même idée dans les œuvres de Faraday, dans un

passage (96) que je serai obligé d'analyser complètement, à propos des paratonnerres des magasins à poudre; en attendant que je me répète» je donne les paroles de Faraday (*) : c Quant à savoir si la décharge de la foudre commence au nuage ou à la terre, cette question est plus difficile à décider qu'on ne le suppose ordinairement; des notions théoriques me porteraient à m'attendre que, dans la plupart des cas, peut-être dans lousj l'origine est à la terre. »

On voit directement, en se basant sur cette hypothèse de Faraday, Timpoitance qu'il y a à donner une foule de points servant d'exutoires à la décharge, en armant les paratonnerres de pointes multiples, garnissant tous les points culminants des édifices; mais, je fais voir ensuite que si, tout en partageant les opinions sur l'opportunité de l'emploi des pointes multiples, je n'ai pas pu adopter absolument toutes les dispositions considérées par Perrot comme les plus efficaces, je m'en suis, du moins, rapproché autant que possible, en mettant à profit cet adage : Il faut faire la part du feu.

Je donne, du reste, dans mon livre, quelques données générales contenues dans les travaux de Perrot. Je m'arrête un instant sur la longueur des pointes exigée par ce savant; il eût été difficile d'employer des pointes multiples de la longueur que ce savant adopte.

Dans l'analyse de ma troisième note (20 à 26) et la discussion nouvelle qu'elle renferme, j'ai fait voir assez longuement ce que l'on entend par la zone protectrice due à la pointe des paratonnerres; je crois inutile de revenir encore sur cette question; il est bien prouvé aujourd'hui que les règles établies à ce sujet sont absolument arbitraires. Cependant, è l'Hôtel de ville de Bruxelles, j'ai employé huit pointes longues, au sommet de l'édifice, au pied de la statue métallique, représentant saint Michel, faisant fonction de girouette; sur toutes les autres tourelles, les pointes sont plus courtes, et, partout ailleurs, j'ai fait usage d'aigrettes courtes; pour les édifices ordinaires, je ne fais usage que d'aigrettes n'ayant que O^jSO à 1"',50 et même 2 mèlres de longueur en général.

Je laisse en dehors de mon examen, ou mieux, de cette analyse de mon travail, les hypothèses par lesquelles j'ai fait \oir qu'il faudrait un nombre de coups de foudre, impossible à prévoir, pour réduire le paratonnerre de l'Hôtel de ville ou des édifices, munis d'aigrettes multiples, à l'état de paratonnerre ordinaire par suite de la fusion des aigrettes.

{*) Expérimental researches in Ehctricity, t. 11, p. 284.

Pour motiver cette disposition , je me suis appuyé sur les lois de Coulomb, sur des considérations résultant de la hauteur des nuages, comparée à la longueur des tiges; de quelque façon que Ton se représente ces données, j*arrivais à conclure que la longueur des tiges était une question secondaire, puisque le rayon de protection n'était pas fixé d'après des preuves irrécusables , et qu'en présence de l'étendue et de la distance des nuages orageux, cette hauteur des tiges était une de ce8 quantités dont les géomètres se permettent souvent de ne pas tenir compte, car elles s'évanouissent dans les résultats définitifs des calculs.

La même pensée est exprimée dans le travail que M. W.-H. Preece a publié, en 1872, dans le tome I du Journal oflhe Society oftelegraph engineers.

90. — Résumé et conclusion de mon traTail. — Appel à la critique de mes opinions.

c Je crois avoir donné une description minutieuse du paratonnerre • établi sur l'Hôtel de ville de Bruxelles. Après avoir motivé toutes les » dispositions prises , en les étayant sur les lois les plus précises et les ■ mieux prouvées de la physique, sur les points, les observations et » les expériences connus, je crois pouvoir conclure que le paratonnerre » en question réalise tous les avantages que l'on est en droit d'attendre.

» Je considère cet appareil, jusqu'à preuve du contraire, comme » capable de réaliser, au plus haut degré, l'action préventive et préserva- » live d'un parafoudre. C'est donc un appareil moins imparfait que ceux » établis jusqu'à ce jour, bien que susceptible, à son tour, de perfection- » nements que l'avenir réalisera. »

J'ai expliqué et donné les motifs pour lesquels mon travail sur les paratonnerres n'avait pas été publié par l'Académie royale des sciences de Belgique.

Je n'ai pas à les exposer de nouveau, mais on me permettra de reproduire quelques-unes des paroles que j'ai eu l'honneur de prononcer, lorsque je lui ai fait l'hommage respectueux de mon livre :

« J'ai été obligé d'appeler l'attention sur les opinions de corps savants ou de savants; j'ai cru pouvoir souvent discuter ces opinions, parfois même, les critiquer, en étayant ma critique sur des faits d'observation, sur des opinions contradictoires, etc.

» Je crois l'avoir fait dans des termes dont, je le crois, personne n'a le

droit de se trouver offensé; j'ai critiqué avec respect; car, je n'en disconviens pas, c'est souvent avec mes maîtres en science que je suis en désaccord.

» Si j'ai pensé pouvoir critiquer certaines dispositions anciennes, généralement adoptées encore, à mon tour je fais un appel, loyal et sincère, à tous les physiciens et météorologistes, certain d'être aidé à perfectionner le système que je me suis permis de présenter comme étant le plus efficace. Leur critique élucidera , sans aucun doute, les questions encore controversées aujourd'hui; ils ont devant eux toutes les données qui leur permettront de signaler les détails défectueux, principalement au point de vue de la préservation des monuments. »

9 t. — Observations générales sur le présent travail. — Lauréat de rAcadémie de Paris , l'obligation de critiquer certains passages des Instructions fait une position pénible a l'auteur.

On voudra bien me pardonner cette reproduction, d'autant plus que lorsque je ferai l'examen de l'appendice de mon travail et l'examen de rétablissement des paratonnerres sur les magasins à poudre et les poudrières, j'aurai la j)ém6fe mission de critiquer certains rapports faits à l'Académie des sciences de Paris; lauréat de l'Académie, ma position est d'autant plus pénible, j'ose et je dois employer ce mot, que toujours je n'ai reçu, de beaucoup de ses membres et de mon vénéré maître, M. J.-B. Dumas, que des témoignages de haute bienveillance; mais, j'ai la conviction la plus profonde qu'en défendant mon système, pour le cas particulier des poudrières, j'appelle l'attention sur des faits qu'il est important d'avoir présents à l'esprit, quand il s'agit de l'établissement des paratonnerres, pris au point de Vue le plus général, et, d'avance, je demande pardon pour la forme que je suis, parfois, j'ose presque dire malgré moi, obligé de donner à ma critique.

9;9. — L'auteur ne croit pas devoir rappeler les approbations que quelques savants ont données a son système. — Citation du travail de M. Giuseppe €av. Nardi, donnant le ieiie de deux lettres Inédites de Fusinierl, en date de 183) et de 1842.

Je laisse absolument en dehors de cet écrit les témoignages d'approbation que quelques savants, physiciens et électriciens, ont bien voulu donner au système nouveau de paratonnerres.

On me permettra de faire une exception en citant le livre de M. le professeur Giuseppe Gav. Nardi^Direttore délia Scuola Teenicadi Vicenza : IlParafulmine Melsens e due Scritti inedili del Fusinieri sui Parafulmini.

Je rappelle ce livre parce qu'il renferme deux lettres inédites de Fusinieri dont les manuscrits portent les dates de 1832 et 1842, Tillustre savant italien, comme M. Dumas Ta fait remarquer à TAcadémie des sciences de Paris, était préoccupé, dès cette époque, des idées et des principes, mis si largement en usage dans mes travaux sur les paratonnerres.

J'ai déjà montré en quoi je différais des commissions françaises; je dois aussi faire voir en quoi je diffère d'une commission anglaise.

98. — Ejamen de quelques points du système de paratonnerres préconisé par la LiGHTNiNG RoD CONFERENCE de Loudres.

En effet, depuis l'Exposition et le Congrès international des électriciens en 1881 , on a publié à Londres, le Report of the Lighlning Rod Conférence, édité par un comité de membres appartenant à la Société météorologique de Londres, à Tlnstitut des architectes de la Grande-Bretagne, à la Société des ingénieurs télégraphistes et des électriciens, à la Société de physique, auxquels se sont adjoints deux membres professeurs, membres de la Société royale (*).

Ce livre, qui renferme une fouie de renseignements utiles, a été édité par le secrétaire de la Conférence, M. G.-J# Symons, F.-R.-S. à Londres, chez E.etF.-N.Spon, 1882.

94. — L'auteur cité plusieurs fois dans le Report of the Lightning Rod Conférence regrette que la savante réunion n'ait pas jugé à propos de citer sa cinquième note (40 à 53) et sa note complémentaire (54 à 57) sur les paratonnerres, eu égard surtout au coût des paratonnerres anglais, et autres questions.

Dans ce travail, très intéressant, on m'a fait l'honneur de me citer plusieurs fois et de donner un résumé de quelques-unes de mes publications; je dois regretter vivement qu'il n'ait pas fait mention de ma cinquième note et de ma note complémentaire, documents que la Conférence possédait depuis leur apparition; je le regrette, surtout, parce que, indépendamment de ce que je dis dans ma cinquième note, j'appelle,

(M Le rapport est signé par MM. W. Grylls Adams, W.-E. Ayrton, Latimer Clark, E.-E. Dymoud, G. Carejr Poster, D.-E. Hughes, T. Hayter Lewis, W.-H. Preece, 6.-J. Symons et John Whicbcord.

dans la note complémentaire, Tattention sur la nécessité de prévoir rétablissement des paratonnerres avant la construction des bâtiments, question déjà traitée précédemment (18, 56); elle donne l'approbation de mon système par TAcadémie royale des sciences de Belgique (55) ; pour confirmer les données de ma cinquième note (40 à 53), j'y dresse un tableau de devis liquidés en Belgique pour l'établissement de paratonnerres sur neuf édifices importants; ces devis prouvent l'économie qui résulte de l'adoption de mon système de paratonnères, comparé aux prix payés pour la pose des paratonnerres d'autres systèmes. Il me parait que cette question seule pouvait offrir quelque intérêt aux savants et même aux constructeurs anglais, car, en Angleterre, les grands usiniers soutiennent (comme il est constaté, pages 47 et 49, du Report lui-même), qu'il est moins coûteux d'assurer les bâtiments que de les armer de paratonnerres.

9&. — Points signalés du Report : Pointes. — On n*y fait pas mention d'aigrettes déliées. — On préconise le cuivre. — Erreur sur les conducteurs en fer. — La limite minimum est exagérée. — On ne tient pas même compte des instructions des Académies de Berlin, de Paris, de Belgique , et des opinions personnelles de l'un des membres de la Conférence, M. Preece. -- On ne mentionne même pas les conducteurs multiples. — Erreur sur la conductibilité comparée du fer et du cuivre pour les étincelles â forte tension . — On auteur anglais dit, cependant , qu'aucun édifice n'est, probablement, aussi complètement i l'abri de la foudre que l'Hôtel de ville de Bruxelles •

Quoi qu'il en soit, le rapport donne, sous forme de lois, ou règles, les décisions finales de la Conférence sur les organes des paratonnerres. Je crois qu'il suffit de signaler quelques points principaux :

Pointes. — 11 n'y est pas parlé d'aigrettes déliées.

Matière du conducteur. — On n'adopte que le cuivre et le fer; on admet que la conductibilité du fer pour les courants (steady currents) électriques n'est que le sixième de celle du cuivre, mais, comme le fer ne coûte que le neuvième du prix du cuivre, à pouvoir égal de conductibilité, le cuivre ne coûte que 9 francs, ou 50 "/• de plus que le fer.

II est vrai que l'on admet qu'il faut, pour la conductibilité, tenir compte d'autres facteurs : !• le poids et le volume du fer; 2* sa détérioration par la rouille; 3*» l'obstacle offert par des joints rouilles; 4^ de l'instantanéité de la décharge de la foudre qui modifie la conductibilité (il semble qu'on aurait dû dire au moins dans quel sens; rend«elle le fer

plus conducteur ou moins condueteur, comme cela arrive, parait-il, pour le cuivre); enfin la rigidité du fer doit être prise en considération.

Ce qui a lieu d^étonner, c'est que Ton admette que Ton doive employer beaucoup de joints quand on fait usage de conducteurs en fer, qui, dit-on, ne peut être utilisé rarement qu'en brins de 20 pieds de longueur, soit 6 mètres.

Je m'étonne de voir une affirmation pareille dans un pays où Tindustrie du fer est portée à un si haut degré qu'en Angleterre ; en Belgique, M. Jaspar construit des conducteurs, parfaitement soudés, fer sur fer, de 18 millimètres de diamètre et au delà; ils ont des longueurs telles que de nos tours les plus élevées, ils peuvent aller rejoindre l'eau des puits les plus profonds, sans aucun joint et sans solution de continuité.

Diamètre. — Grosseur du conducteur. — Le rapport recommande comme minimum qui puisse être employé pour les conducteurs cylindriques pleins, car, je ne m'arrête pas aux conducteurs en rubans ou en cordes.

Diamètre.

Pour le cuivre. . . . ■/, de pouce.

Pour le fer *|^^ »

En mesures décimales :

Pour le cuivre

Pour le fer

Section.

Poids par pied.