SECONDE PARTIE. — PARATONNERRES

Si l'on en excepte les modèles exposés par MM, Clossét et Sacré, tous les paratonnerres qui ont figuré a TExposition appartiennent, à part quelques modifications de détail, au système dit de Gay-Lussac, dont les instructions de l'Académie des sciences de Paris ont donné les détails de construction et d'établissement, et dont le caractère essentiel est, comme on le sait, l'emploi d'un petit nombre de conducteurs à large section, et de tiges s'élevant à une grande hauteur au-dessus des bâtiments à préserver; les paratonnerres exposés par MM. Glosset et Sacré sont du système Melsens, qui se distingue du premier parla multiplicité des conducteurs,

des pointes, et des raccordements à la terre.

Dans le pavillon réservé à l'Exposition de la ville de Paris, on a pu remarquer un modèle en relief de l'hôtel Carnavalet et des paratonnerres destinés à le protéger. On a dans ce modèle la représentation matérielle de l'ensemble et des principaux détails du système de Gay-Lnssac, adopté par la Commission municipale de Paris pour la protection des édifices. Cinq hautes tiges, rattachées à un conducteur unique qui communique avec la terre par une plaque cylindrique d'un mètre carré de surface, tel

est en quelques mots le système de protection employé pour Thôtel Carnavalet. Le conducteur est en fer, à base carrée de O'^fii de côté, et est muni de compensateurs en cuivre pour lui permettre de se dilater; Tespacement des tiges est déterminé en supposant que la zone de protection de chacune est un cône ayant pour sommet Textrémité supérieure de la tige, et pour base un cercle dont le rayon serait égal à la hauteur de la tige multipliée par 1,75.

Il suffisait de comparer à ce modèle, soit la maquette du monument élevé à Laeken à la mémoire de Léopold P' avec la représentation du paratonnerre Melsens, exposé dans le compartiment belge par M. Glosset, soit le plan du paratonnerre de Thôtel de ville de Bruxelles exposé par M. Sacré, pour se faire une idée bien nette des différences profondes qui distinguent les deux systèmes. Je résumerai celles de ces différences qui m'ont semblé présenter le plus d'importance, en laissant de côté certains détails d'exécution, tels que les moyens employés par M. Melsens pour rattacher les conducteurs des paratonnerres aux canalisations d'eau et de gaz, les dispositions des tuyaux destinés à relier les conducteurs avec le sol ou avec un puits, etc. MM. Closset et Sacré avaient envoyé à l'Exposition de Paris différents spécimens suffisants pour faire comprendre d'une manière complète tous ces détails qui ont du reste été décrits avec beaucoup de soin et de développements dans l'ouvrage de M. Melsens sur Les paratonnerres à pointes y à conducteurs et à raccordements terrestres multiples.

Pour procéder avec ordre à l'examen des modifications introduites par M. Melsens dans la construction des paratonnerres, je considérerai successivement les trois parties constitutives d'un paratonnerre a haute tige, savoir :

1** La tige;

2* Le conducteur;

3° La racine, que les constructeurs désignent aussi sous le nom de « perd' fluide, » c'est-à-dire la partie du paratonnerre qui sert à établir la communication avec la terre.

Tige. — M. Melsens remplace les tiges hautes, peu nombreuses, ayant pour terminaison un cône assez court et peu aigu, dont l'Exposition de la ville de Paris donne un spécimen , par un nombre considérable de pointes effilées, beaucoup moins longues que les tiges du système adopté pour l'hôtel Carnavalet, et disposées en aigrettes. C'est ainsi que l'Hôtel

de ville de Bruxelles, protégé par le paratonnerre Melsens, est muni de cinq cent dix pointes formant près de quatre-vingts aigrettes. Huit seulement de ces pointes ont une longueur de 2 mètres; celles qui sont employées comme pointes centrales des aigrettes sont en fer et longuei^ de O'^J^ seulement; et toutes les autres, en cuivre rouge, n'ont que 0'",50 de longueur.

La nécessité de protéger les bâtiments par des pointes nombreuses et des conducteurs multiples peut être regardée comme une conséquence naturelle de l'incertitude complète où Ton est encore aujourd'hui relativement à l'étendue de l'espace garanti par un paratonnerre, ou à ce que l'on nomme sa zone de protection.

Depuis répoque où Leroy lui attribuait un rayon égal à plus de trois fois la hauteur du paratonnerre; depuis celle où l'on admettait avec Gay- Lussac que l'action préventive s'étend horizontalement dans tous les sens à une distance double de la hauteur de la tige, on a proposé et essayé de démontrer pour la détermination de la zone protégée d'autres règles qui en restreignent de plus en plus l'étendue. Ainsi, d'après les instructions de la Commission chargée d'étudier l'établissement des paratonnerres des édifices municipaux de Paris, une tige protège efficacement le volume d'un cône de révolution , ayant la pointe pour sommet, et la hauteur de cette tige, multipliée par 1,75 pour rayon de base. C'est, comme on l'a vu plus haut, la règle suivie pour la construction des paratonnerres de l'hôtel Carnavalet; mais l'observation a démontré que des bâtiments avaient été foudroyés en des points situés dans l'intérieur de la zone ainsi déterminée; qu'il me suffise de citer comme exemple le coup de foudre qui, le 3 juillet 1874, a frappé l'église de S^'^-Croix à Ixelles; l'examen de ce coup de foudre, dont M. Melsens a fait l'objet d'une communication intéressante à l'Académie des sciences , démontre avec évidence que le point frappé est dans la zone admise soit par Gay-Lussac , soit par la Commission municipale de Paris, et aurait du, dès lors, pouvoir être considéré comme se trouvant hors d'atteinte.

Si l'on consulte les opinions émises par les principaux constructeurs anglais de paratonnerres sur la question qui leur a été posée en 1878 par la Lïghtning rod conférence relativement à l'étendue de l'espace qu'ils considèrent comme protégé, on constate que ces opinions sont entièrement divergentes. Tandis que l'un des constructeurs consultés regarde le rayon de la zone de protection comme égal à cinq ou six fois la hauteur de la tige, d'autres n'attribuent à ce rayon qu'une longueur égale à la hauteur

du conducteur; un constructeur va plus loin et déclare que des bâtiments ont été frappés dans le rayon d'églises ou de cheminées bien protégées; un autre évalue le rayon de Taire protégée à la moitié seulement de la hauteur du conducteur; enfin, on trouve, parmi les réponses envoyées à la question proposée par la conférence, cet avis que Tespace protégé n'a pas d'étendue appréciable (*).

D'après M. Adams, président de la Commission anglaise d'enquête sur les paratonnerres; la zone de protection généralement admise en Angleterre serait limitée par une surface conique dont le rayon de base est égal à la hauteur du paratonnerre au-dessus du sol. M. Adams fait remarquer cependant que c dans deux circonstances, et deux fois dans l'une de ces circonstances, en présence de la Commission, la foudre est tombée en dedans du cercle ayant pour rayon la hauteur du paratonnerre (2). »

M. Preece a proposé une autre règle, qu'il a fait connaître au Congrès des électriciens, et dont il a donné dans le Philosophical Magazine une sorte de démonstration théorique. D'après lui « un paratonnerre protège un espace limité par une surface de révolution dont la hauteur est la même que celle de la tige, dont la base est un cercle ayant pour rayon la hauteur de. la tige, et dont la section méridienne est déterminée par deux quarts de cercle dont le rayon est égal à la hauteur du paratonnerre et tangents à celui-ci (^). »

J'avoue que la démonstration donnée par M. Preece ne me semble pas suffisante pour donner une confiance absolue dans l'exactitude de ce nouveau mode d'évaluation de l'espace protégé. Cette démonstration suppose en eflfet à l'atmosphère qui entoure le paratonnerre une uniformité de constitution qui n'est pas admissible. Une foule d'éléments, tels que la température de l'air, son état hygrométrique, les fumées ou les poussières qui s'y répandent, etc., influent sur la conductibilité de cette atmosphère et la font varier d'un point à un autre avec une extrême irrégularité, dont on a la manifestation frappante dans les zigzags des éclairs. En présence de ces variations si irrégulières et si incertaines , est-il possible de déterminer théoriquement l'étendue de la zone de protection

(<) Voir: Lightning rod conférence. Report of the delegates, etc. London» Spon, 1882. (') Congrès international des électriciens. Comptes rendus des travaux, p. 194. (3) Idem,, Procès -verbaux des séances, l'« section, 3« séance.

d'un paratonnerre? Je ne le pense pas; il est toujours à craindre que les données hypothétiques qu'il faudrait prendre pour bases d'une détermination à priori telle que celle de M. Preece ne s'écartent trop des conditions de la réalité pour conduire à une règle offrant une garantie sérieuse et complète.

Que conclure, après cela, des opinions si divergentes qui ont été émises quant à l'étendue de la zorfe de protection d'un paratonnerre, et que j'ai résumées plus haut? La seule conclusion possible à mon sens, c'est, d'abord que cette étendue n'est pas constante et qu'elle doit dépendre dans une large mesure des conditions locales; c'est ensuite qu'elle est jusqu'à présent fort incertaine, pour ne pas dire tout à fait inconnue.

Dans cette ignorance, il est permis de concevoir des doutes sur l'efficacité des règles suivies par les constructeurs de paratonnerres à haute tige, et de ne pas voir une exagération de prudence dans les dispositions prises par M. Melsens pour multiplier le nombre des points protégés. M. de Fonvielle a dit plaisamment que le paratonnerre de l'Hôtel de ville de Bruxelles est construit de manière « que la foudre n'ait pour ainsi dire pas un trou où elle puisse passer. » C'est peut-être le plus bel éloge que l'on puisse en faire; et j'ai peine à comprendre que le spirituel écrivain en arrive à trouver « ridicules » des précautions que les progrès de la science démontreront peut-être un jour n'être pas toutes absolument nécessaires, mais que justifie amplement aujourd'hui l'état de nos connaissances sur la question des paratonnerres.

Tout en augmentant les garanties de protection, la muhiplicité des pointes du système Melsens présente un autre avantage dont je crois devoir dire quelques mots.

Un paratonnerre n'est pas seulement un appareil préservatif destiné à garantir des effets de la foudre le bâtiment qui en est armé; c'est aussi un appareil préventif, puisque le courant continu d'électricité qui s'écoule par les pointes des paratonnerres a pour effet, en déchargeant lentement les nuages orageux, sinon d'empêcher d'une manière absolue les coups foudroyants, du moins d'en diminuer la force et la fréquence.

Par l'emploi de tiges effilées et nombreuses, on accroît l'efficacité de cette action préventive, dont on aurait tort, à mon avis, de négliger l'influence, bien que des physiciens distingués l'aient considérée comme insignifiante, « étant données, disent-ils, d'une part la faible quantité d'électricité qui s'écoule par les pointes, et d'autre part les quantités

énormes (Télectricité en présence ('). » II ne m'est pas possible de me rallier à cette opinion, malgré toute rautorité scientifique des savants qui lont soutenue, autorité à laquelle on peut opposer, du reste, celle non moins incontestable des savants qui ont été d un avis opposé.

Un courant continu, fùt-il même assez peu intense, fournit, s'il se prolonge pendant un certain temps, une quantité d'électricité suffisante à la production de puissantes et nombreuses décharges électriques. On en a vu la preuve dans lexpérience de Planté que j'ai mentionnée dans ta première partie de ce rapport. J'y joindrai, comme exemple de l'énorme quantité d'électricité statique correspondant à un courant continu d'une certaine durée, ce résultat, démontré par M. Blavier dans son ouvrage sur les grandeurs électriques (*), que, si l'on suppose une quantité d'électricité égale à celle que produit la décomposition d'un milligramme d'eau en présence d'une quantité égale d'électricité contraire située à une distance de 1,000 mètres, ces deux quantités s'attireront avec une force d'environ 114,000 kilogrammes. Est-il déraisonnable d'admettre que le courant continu que produit, pendant un orage, l'écoulement de l'électricité par des pointes effilées peut avoir une intensité comparable à celle du courant d'une pile de puissance médiocre, et correspondre à la décomposition d'un certain nombre de milligrammes d'eau», et pc uton , s'il en est ainsi, regarder comme insignifiante l'action exercée sur les nuages orageux par cette décharge continue et silencieuse ?

Des observations nombreuses, faites pendant les orages, prouvent du reste l'importance de cette action ; les faits que cite Arago, dans sa notice sur le tonnerre, me semblent, à cet égard, assez concluants; je rappellerai après lui :

L^observation faite à bord d'un vaisseau anglais muni d'un paratonnerre dont le conducteur était interrompu, et sur lequel l'équipage, pendant trois heures consécutives, vit avec effroi un jet de flamme remplir tout l'espace où le métal manquait ;

L'observation du capitaine Winn, commandant d'une frégate anglaise, qui « remarqua, au moment d'un orage, qu'il y avait par accident dans le conducteur de son paratonnerre une solution de continuité d'environ

(*) Congrès international des électriciens. — Procès- verbaux des séances, 3* séance de la 1" section.

(') Blavier, Des grandeurs électriques et de leur mesure en unités absolues, Paris, Duaod,1881,p. 218.

un pouce; tant que Torage dura^ c'est-à-dire pendant deux heures et demie, Tintervalle en question resta couvert d étincelles vives et presque continuelles ; »

La célèbre observation de Beccaria, qui, ayant disposé un conducteur discontinu sur le palais de Valentino à Turin , constata que, « en temps d'orage, de vives étincelles, je pourrais dire des éclairs de la première espèce, jaillissaient sans cesse entre les fils isolés supérieurs et les fils inférieurs non isolés. L'œil et Toreille suffisaient à peine à saisir les intermittences : Tœil n'apercevait aucune interruption dans la lumière ; l'oreille entendait un bruit à peu près continu ; »

L'expérience de Romas tirant pendant un orage, de la corde d'un cerfvolant, des « lames de feu de 9 à 10 pieds de longueur et de 1 pouce de grosseur. Ces lames faisaient autant de bruit qu'un coup de pistolet. En moins d'une heure, Romas en tira trente sans compter un millier d'autres de la longueur de 7 pieds et au-dessous; » •

Enfin la mort du célèbre Richman, tué sans qu'il y eut de coup foudroyant extérieur par la décharge de l'électricité qui s'était silencieusement écoulée par le conducteur discontinu surmonté d'une tige métallique verticale placée sur le toit de sa maison.

« En présence de ces faits, dit Arago, j'attache peu de prix, je l'avoue, aux considérations théoriques d'après lesquelles on prétend réduire à des atomes la matière fulminante que les paratonnerres peuvent arracher aux nuages. Ces atomes, puisque atomes il y a, auraient en tout cas la force d'enfoncer les portes, de briser et de déplacer les meubles, de lézarder fortement les murs et de tuer les hommes. »

Les savants qui, malgré ces faits, considèrent l'action préventive des paratonnerres comme insignifiante, pourraient objecter que, tout en prouvant qu'une quantité considérable d'électricité peut s'écouler silencieusement par les pointes d'un paratonnerre, ces faits ne démontrent pas que cette quantité soit assez grande, relativement à celle des nuages orageux, pour exercer une influencé sensible sur le nombre et l'intensité des coups foudroyants. Je compléterai donc la démonstration donnée plus haut en rapportant quelques observations où cette influence ne semble pas douteuse. Je citerai d'abord, avec Arago:

1" L'observation de Toaido « assurant avoir vu deux fois à Nymphenbourg, en Allemagne, des nuées orageuses d'où partaient incessamment les plus vifs éclairs, s'avancer vers le château, et n'être plus, après avoir dépassé les paratonnerres que des nuées ordinaires, que des nuées où

n'apparaissait aucun jet lumineux, que des charbons éteints, car e'esl l'expression dont Toaldo s'est servi ; »

2** L'observation de M. Cosson, curé de Rochefort, écrivant en 1785 à l'abbé Bertholon que « le 4 décembre, un nuage qui jetait beaucoup d'éclat et dans lequel grondait le tonnerre devint tranquille et ne donna plus que quelques lueurs assez faibles aussitôt après que le vent d'ouest l'eut fait passer au-dessus du paratonnerre de l'église; »

3** Les exemples d'édifices tels que l'église de Carinthie, celle de Charleslown, le palais de Valentino, cités dans la notice sur le tonnerre, que la foudre frappait fréquemment avant qu'ils ne fussent protégés par des paratonnerres, tandis que les coups foudroyants non seulement sont rendus inoffensifs, mais disparaissent ou deviennent beaucoup plus rares après l'établissement de cet appareil.

A ces observations anciennes j'ajouterai une observation beaucoup plus récente, dans laquelle on voit l'action préventive de paratonnerres nombreux et à pointes multiples s'étendre sur une ville entière.

En 1875, M. Mann, président de la Société météorologique de Londres, déclare dans le Journal of the Society of Arts que, après que la cité de Pietermaritzburg, dnns le Natal, eut été, à l'instigation de l'auteur, abondamment pourvue de paratonnerres terminés en pointes, la décharge eflective de violents coups de foudre dans le rayon de la ville devint presque inconnue. Les seuls cas qui, pendant plusieurs années, vinrent à la connaissance de l'auteur furent deux souches de cheminées et quelques arbres à gomme bleue, élevés, qui furent endommagés. Dans le système de paratonnerres adopté par M. Mann, chaque conducteur se terminait par quarante-deux pointes étalées en brosse.

Ce n'est pas sans raisons bien sérieuses, comme on voit, que l'on a attribué aux paratonnerres non seulement une action protectrice, mais une action préventive; je pense, comme M. Melsens et comme un grand nombre de physiciens, que cette dernière action est assez importante pour être prise en considération, et que l'on aurait tort de la négliger. Or, sous ce rapport, comme sous celui de l'action protectrice, les tiges hautes et peu nombreuses adoptées par la Commission municipale de Paris me paraissent inférieures aux pointes courtes, effilées, nombreuses du système Melsens.

A la vérité, une haute tige verticale terminée en pointe, doit laisser écouler dans l'air, sous l'influence d'un nuage orageux, plus d'électricité qu'une tige de moindre hauteur terminée de la même manière, non-

parce que rextrémité de ia tige la plus haute est plus rapprochée du nuage, car on doit regarder une différence de distance de quelques mètres comme négligeable par rapporta la distance à laquelle se trouvent en général les nuages orageux, mais parce que cette extrémité est à une distance plus grande des bâtiments et du sol. Cependant, tout en reconnaissant que l'action préventive des tiges augmente avec leur hauteur, on ne peut douter que des tiges courtes, mais nombreuses et effilées ne puissent être plus efficaces sous ce rapport qu'un petit nombre de tiges s'élevanl à une grande hauteur, surtout si ces dernières ont une extrémité plus ou moins obtuse, comme dans le paratonnerrre de Thôtel Carnavalet. Les liges courtes et multiples ont en outre l'avantage d'être d'un placement plus facile, d'un prix moins élevé, et de ne pas surcharger les bâtiments qui en sont munis.

On peut reprocher aux pointes effilées le défaut d'être plus facilement détruites que les extrémités obtuses, lorsque le paratonnerre est foudroyé. Ce défaut n'aurait certaine gravité que pour les paratonnerres à haute tige terminée par une seule pointe effilée ; et encore peut-on dire que dans ce cas la destruction de la pointe n'empêche que l'action préventive du paratonnerre et non son action protectrice; l'objection a moins d'importance encore quand on emploie des pointes multiples, surtout lorsque le remplacement d'une ou de plusieurs de ces pointes peut se faire avec une grande facilité, comme dans les paratonnerres du système Melsens.

Entre ce système et celui des tiges hautes se terminant par une pointe unique, il y a des systèmes en quelque sorte intermédiaires dans lesquels la tige a pour terminaison une espèce d'aigrette formée de pointes aiguës ou obtuses. Cette disposition a été souvent recommandée, et était représentée à l'Exposition par un certain nombre de spécimens. On a pu y voir, par exemple, parmi les objets exposés par M"' Gloesener, un modèle de lige à cinq pointes imaginé par son père, qui en 1842 déjà, avait fait des expériences démontrant que plusieurs pointes agissent plus efficacement qu'une pointe unique, et recommandait les pointes multiples en proposant de munir la tige de qualre ou de huit pointes. Les paratonnerres exposés par la ville de Gand et construits par M. Waeiput se terminent aussi par une sorte d'aigrette formée d'une grosse pointe centrale et de quatre pointes latérales plus petites. M. E. Palerson de Londres a également exposé un modèle d'aigrette formée d'une pointe centrale à base carrée et de quatre pointes latérales; enGn dans les para-

tonnerres construits par rimporfanle maison Newal et C** de Londres, la tige se termine à son extrémité supérieure par une pointe centrale entourée de trois pointes légèrement courbées en dehors; ces pointes sont effilées et construites en cuivre.

Conducteurs. — Les conducteurs employés par les constructeurs de paratonnerres à haute tige se font en général en fer ou en cuivre rouge. Ce dernier métal, que Ton façonne en barres, tubes, rubans ou cordes présente sur le fer Tavantage d'avoir une conductibilité et une flexibilité plus grandes. On peut remarquer toutefois que sous le rapport de la conductibilité Favantage n'est peut-être pas aussi considérable que pourrait le faire croire le rapport des conductibilités du fer et du cuivre pour les courants fournis par les sources à potentiel peu élevé. On sait que dans ce cas le pouvoir conducteur du cuivre est environ six fois plus grand que celui du fer. Mais rien ne prouve que ce rapport se conserve pour les décharges électriques s'écoulant par les conducteurs des paratonnerres, décharges auxquelles les lois d'Ohm ne sont pas applicables et dans lesquelles il y a à considérer non seulement la section des conducteurs, mais aussi l'étendue de leur surface. D'ailleurs le cuivre résiste moins que le fer aux décharges électriques, et, en outre, à cause de son prix élevé, on a toujours à craindre qu'il ne tente les voleurs, et que son enlèvement ne donne lieu à des interruptions extrêmement dangereuses du conducteur. Ces considérations sont assez graves pour justifier la préférence accordée au fer, qui est d'un emploi beaucoup plus général que le cuivre en Amérique et sur le continent.

On a donné aux conducteurs de fer la forme de barres rondes ou carrées ou celle de cordes en fil de fer galvanisé; d'après les instructions, la section en varie de 225 à 480 millimètres carrés. Je ne parlerai pas des conducteurs en forme de chaîne; cette forme est généralement et à juste titre considérée comme très mauvaise, et tout à fait abandonnée depuis que l'on a reconnu la nécessité absolue de la continuité parfaite du conducteur. Les cordes elles-mêmes ont le défaut d'être plus facilement altérables que les barres; les brins dont elles sont formées peuvent à la longue s'émietter, tomber, et donner lieu à des solutions de continuité. Les conducteurs en forme de barres sont donc ceux qui présentent le plus de garanties; seulement les pièces qui les composent doivent en être jointes de manière que le conducteur forme une barre absolument continue dans toute sa longueur. Les systèmes de soudure employés par

MM. Jaspar et Waetput, et exposés dans le compartiment belge réalisent cette condition d'une manière très simple et méritent d'être signalés.

Dans le système des paratonnerres à haute tige, le nombre des conduc^ teurs à large section est faible, souvent réduit à un seul, même pour la protection de bâlimenls de grande importance, comme on le voit dans le modèle en relief de l'hôtel Carnavalet, protégé par un seul conducteur. Ce système laisse donc à découvert des surfaces considérables.

Il a paru à M. Melsens que Ton augmenterait les garanties de protection en muhipliant ces conducteurs, auxquels il est permis alors de donner des sections beaucoup moindres, de manière à entourer les bâtiments d'une sorte de cage métallique analogue à la cage en (il d'archal dont de Romas préconisait l'emploi pour se mettre à l'abri des dangers de la foudre. Pour l'Hôtel de ville de Bruxelles, par exemple, M. Melsens a fait usage de huit conducteurs formés d'un fil de fer galvanisé de 10 millimètres de diamètre; pour le monument de Laeken dont la maquette a été exposée par M.Closset, le nombre des conducteurs est de neuf. L'ensemble de ces conducteurs présente une section totale supérieure à la section maximum indiquée par les instructions de l'Académie des sciences et une surface totale beaucoup plus grande que la surface du conducteur unique recommandé par les mêmes instructions.

Il n'est donc pas douteux que, en admettant que les décharges électriques se partagent entre les divers conducteurs du système Melsens, ceux-ci n'offrent à ces décharges un écoulement plus facile et plus rapide qu'un conducteur unique à large section. Or, la division d*une étincelle électrique entre plusieurs conducteurs n'est pas une hypothèse. II. y a plus d'un siècle, de Romas établissait par des expériences curieuse» (•) « que le trait foudroyant peut être divisé; » les expériences bien plus nombreuses, plus variées et plus complètes, faites par M. Melsens à l'aide de son tableau diviseur (2) démontrent que cette division se produit quels que soient le nombre, la nature et la section des fils métalliques que l'on présente à l'étincelle.

Au surplus, alors même que contrairement à ces expériences, on croirait à la possibilité d'une décharge foudroyante ne suivant que l'un des conducteurs, la section admise par M. Melsens pour chacun de ses con-

(') Mémoire sur les moyens de se garantir de la foudre : Bore' eaux, 1776. (•) Bulletins de l'Académie royale de Belgique, années 1865 el 1875.

ducteurs multiples serait encore, je pense, amplement suffisante pour livrer sans danger passage au flux électrique. M. Melsens, en effet, par mesure de prudence, s'est décidé à ne pas descendre au-dessous de 8 millimétrés pour le diamètre des fils de fer galvanisés qu'il emploie comme conducteurs. Il est sans exemple que des coups foudroyants aient jamais produit la fusion de tils de cette dimension; et même; de Tavis de M. Preece, avis motivé sur un grand nombre d'observations, un fil de fer galvanisé de 6 millimètres environ de diamètre] suffirait pour protéger une habitation ordinaire. Il y a donc lieu de croire que les fils de 8 millimètres employés par M. Mçlsens offrent toute garantie.

Ces fils ont sur les conducteurs è grande section l'avantage d'être d'un placement plus rapide et moins coûteux, à cause de la facilité avec laquelle ils peuvent être fixés aux bâtiments, plies de manière^à en suivre les contours, ondulés pour se prêter aux effets de dilatation et de contraction produits par les variations de température, de manière à rendre inutiles les compensateurs de dilatation que nécessite lemploi des conducteurs à grande section. La réalisation d'une cage protectrice, entourant le bâtiment que l'on veut préserver, réalisation qui exige des conducteurs nombreux, et ne serait possible qu'au prix de dépenses considérables dans le système des conducteurs à grande section, peut au contraire être obtenue à peu de frais par l'emploi des fils de fer galvanisés dont se sert M. Melsens.

Or, l'efficacité de cette disposition est généralement reconnue. M. Mascart la recommande dans son grand traité d'électricité statique en disant que « le moyen le plus correct de soustraire un corps à l'action de l'électricité des nuages serait de l'entourer complètement par un conducteur fermé, ou simplement par une sorte de grillage métallique relié avec la terre à l'aide de communications multiples; et l'on a vu que M. de Fonvielle ne reproche au fond au système Melsens qu'un luxe trop grand de précautions devant entraîner des dépenses exagérées.

M. Anderson, dans un ouvrage récent sur les paratonnerres, après avoir donné la description du paratonnerre de l'Hôtel de ville de Bruxelles, déclare qu'« il n'existe probablement pas d'autre bâtiment aussi complè-' tement garanti contre les dangers de la foudre. » M. Mascart n'est pas moins catégorique : après avoir exposé le principe du paratonnerre établi par M. Melsens, il conclut en disant que « l'ensemble de la construction forme, snns aucun doute, le plus beau modèle de paratonnerre qui ait été réalisé. »

II n'y aurait donc à opposer à Tapplication du système Melsens que la question d'économie, si, comme on Ta dit, ce système devait être plus coûteux que Tancien. Mais cette objection disparait en présence des renseignements qui ont été recueillis et publiés par M. Melsens sur les frais d'établissement des paratonnerres des deux systèmes construits en Belgique. Les chiffres cités par M. Melsens ne permettent guère de douter que sous ce rapport son système ne présente, au contraire, une grande supériorité sur le système ancien. Aussi M. Angot, dans son traité de physique, qui a paru il y a quelques mois (*), n'hésite-t-il pas à déclarer que le paratonnerre Melsens étant « moinj coûteux et plus efficace » que le système ancien, « il est certain que Tusage en deviendra bientôt général. > Cette opinion est aussi celle de M. le professeur Nardi, directeur de rÉcole technique de Vicence; dans un long et intéressant mémoire consacré à l'appréciation du système Melsens, il montre par la publication de deux lettres inédiles de Fusinieri que, dès 1832, cet illustre physicien était préoccupé de l'utilité des pointes et des conducteurs multiples; un examen très complet et très consciencieux des dispositions prises par M. Melsens pour appliquer ce principe, conduit M. Nardi à cette déclaration que de tous les paratonnerres, le système Melsens est « le plus rationnel, le plus efficace, le plus facile à construire et à placer,et le moins coûteux (^). »

Racine ou conducteur souterrain. — Il me reste à parler, pour terminer cette notice, des dispositions par lesquelles les constructeurs établissent la communication du paratonnerre avec la terre. Tous les physiciens sont d'accord pour attacher une grande importance à ce que cette communication soit établie d'une manière aussi complète que possible. « Neuf fois sur dix, dit M. Andersen dans son ouvrage sur les paratonnerres, quand un bâtiment muni d'un paratonnerre est frap[)é par la foudre, cela provient de ce que la communication avec la terre est insuffisante. 1 L'instruction sur les paratonnerres, adoptée par l'Académie des sciences, déclare, de son côté « qu'on ne saurait prendre trop de précautions pour procurer à la foudre un prompt écoulement dans le sol; car

(*) XîiGOT,Traité de physique élémentaire. Paris, librairie Hachette, 1881, p. 431. (*) // para fulmine Melsens. Memoria letla ail* Academia olympica il febbraio i881. Vicenia, 1881, p. 6.

c'est principalement de cette circonstance que dépend Fefficacité des paratonnerres. »

La nécessité d'une bonne communication avec la terre, ou de ce qu'on appelle en télégraphie « une bonne terre » n'est donc pas contestée; la discussion ne peut porter que sur les conditions auxquelles cette communication doit satisfaire pour pouvoir être considérée comme bonne. J'avoue que je suis loin d'être rassuré par les moyens qu'emploient la plupart des constructeurs pour réaliser ces conditions. Les « perd-fluide » dont on a pu voir des spécimens à l'Exposition, et qui consistent en une sorte de fourche à quatre ou cinq branches se terminant en pointes, que l'on enfonce dans un puits ou dans la terre humide , me semblent offrir une surface bien faible pour assurer le prompt écoulement dont parle l'instruction de l'Académie ; j'en dirai autant du perd-fluide employé par la maison Borrel, et qui se compose de deux plaques de fer galvanisé, hérissées de pointes et ayant chacune 0",16de large, 0"*,012 d'épaisseur et 1 mètre de longueur; bien que de beaucoup préférable aux fourches dont je viens de parler, je ne crois pas qu'il ait une surface assez grande pour donner dans tous les cas une communication sufiisante. Il en est de même de la plaque cylindrique en fer de 1 mètre carré de surface, plongeant dans un puits et servant de perd-fluide au paratonnerre de l'hôtel Carnavalet.

Je ne sache pas que l'on ait défini avec quelque précision les caractères d'une bonne communication avec la terre; mais il est permis, je pense , de poser en principe que la communication d'un paratonnerre avec la terre ne peut être considérée comme bonne que si elle n*est inférieure à celle d'aucune des masses métalliques qui se trouveraient dans son voisinage. Dans le cas contraire, en effet, on serait exposé à voir, comme le fait a été fréquemment observé, la foudre quitter le paratonnerre pour suivre le corps qui communique mieux que lui avec la terre. C'est ainsi que, d'après M. David Brooks, en Pensylvanie, dans i'Illinois et l'Iowa « les bâtiments sont souvent incendiés par la foudre qui s'élance des paratonnerres sur les tubes à gaz; » que l'on a vu la foudre, après avoir frappé le paratonnerre d'une église de New-Haven, l'abandonner pour percer un mur de briquçs de 50 centimètres à un point situé vis-àvis d'un tube à gaz s'élevant à 20 pieds au-dessus du sol, etc.

M. le D' L. Weber, qui a fait des paratonnerres une étude spéciale, et dont on a remarqué à l'Exposition internationale une fort intéressante collection de pointes de paratonnerres et autres objets frappés

par la foudre, cite un exemple à peu près semblable dans un rapport récent sur les coups de foudre observés dans la province de Schleswig- Holstein; il signale le cas d'une décharge quittant le conducteur du paratonnerre d'une église, et passant à travers le plafond d'une salle d'école pour atteindre des tuyaux à gaz. M. le D' Weber recommande en conséquence de faire communiquer les conducteurs aux grandes masses de métal ^ telles que les conduites d'eau ou de gaz qui se trouvent dans les bâtiments.

Cette précaution est aussi recommandée comme nécessaire par Fun des plus illustres physiciens dont s'honore. l'Angleterre, le professeur Glerk Maxwell, qui, dans un exposé des moyens de protection à employer pour les magasins à poudre, dit très expressément que « si des conduites d'eau ou de gaz, venant du dehors, pénètrent dans le bâtiment, on doit les relier avec le système de fils conducteurs. »

S'il était possible , dit à son tour M. Kirchoff dans un article sur les dégâts occasionnés par la foudre aux tuyaux d'eau ou de gaz, que la communication avec la terre fût établie par une surface assez grande pour que la résistance que le courant électrique rencontre en quittant le conducteur pour entrer dans la terre humide ou dans l'eau fût réduite à zéro, il ne serait pas nécessaire de relier les conducteurs aux tuyaux d'eau ou de gaz. Mais il serait impossible, même au prix de dépenses énormes, de réaliser des communications ayant un pouvoir conducteur comparable à celui d'un grand réseau de tuyaux métalliques d'eau ou de gaz en contact, avec la terre humide, par une surface immense. C'est pour cela que le courant électrique se décharge par ce réseau plutôt que par les communications des conducteurs et de la terre, et que la foudre quitte les conducteurs. M. Kirchoff cite des exemples nombreux de dégâts survenus soit aux bâtiments, soit aux tuyaux, soit aux paratonnerres eux-mêmes, et provenant de ce que ceux-ci n'étaient pas reliés aux conduites d'eau ou de gaz qui se trouvaient dans l'intérieur ou dans le voisinage des bâtiments à préserver. Selon M. Kirchoflf, de tels dégâts aux tuyaux d'eau ou de gaz placés dans le voisinage des paratonnerres doivent certainement être très fréquents, et il serait à désirer qu'ils fussent mis en lumière, de manière à prouver qu'il est plus avantageux, tant pour les paratonnerres et les bâtiments qu'ils protègent que pour les conduites d'eaii ou de gaz, de les raccorder intimement.

Je pense donc que c'est avec raison que M. Melsens établit la communication du paratonnerre avec le sol par des surfaces métalliques bien

plus grandes que celle des perd-fluide dont j'ai parlé plus haut; que, au lieu d'employer des fourches d'une surface à peu près insignifiante, ou des plaques ayant 1 mètre carré ou même moins de superficie, il a donné une étendue de 10 mètres carrés à la surface mouillée du cylindre métallique plongé dans le puits de THôtel de ville de Bruxelles, surface qui est augmentée de plus de 10 mètres encore par vingt fils de 12 millimètres de diamètre et de 5 mètres de longueur, et par huit grandes lames de charbon de cornue installées récemment; et que, enfin, dans les villes pourvues, comme Bruxelles, de canalisations d'eau et de gaz, il raccorde les conducteurs des paratonnerres à ces canalisations, réalise ainsi entre ces conducteurs et la terre une communication que l'on peut regarder comme parfaite, et rend en même temps impossibles les décharges latérales qui, sans cette précaution, pourraient se produire entre les paratonnerres et les conduites d'eau ou de gaz. On conçoit que les instructions anciennes, faites à une époque où ces canalisations existaient à peine, ne s'en soient guère préoccupées. Mais aujourd'hui, il est devenu nécessaire d'avoir égard à ces grandes masses métalliques; les exemples rapportés plus haut montrent les dangers auxquels on s'exposerait en les négligeant.

Conclusion. — En résumé, de l'examen comparatif que je viens de faire, il résulte pour moi la conviction que, dans chacune des trois parties dont se compose un paratonnerre, la tige, le conducteur et la racine, le système Melsens a sur le système ancien une supériorité marquée, et que, comme l'ont dit MM. Angot et Nardi, on doit le regarder comme étant au moins aussi efficace, si pas plus, tout en étant moins coûteux.

Quel que soit, au reste, le système de paratonnerre auquel on s'arrête pour la protection d'un bâtiment, il est nécessaire, non seulement lors de son achèvement, mais de temps à autre après sa construction, de procéder à sa vérification, de constater qu'il n'a pas subi d'altération sérieuse, et que la conductibilité des conducteurs, soit aériens, soit souterrains, ne laisse rien à désirer. On a fait remarquer, à cet égard, que des conducteurs ayant une section assez forte pour n'être pas fondus par une décharge foudroyante pouvaient cependant éprouver, par suite de cette décharge, une modification moléculaire qui les rend plus fragiles et peut amener des solutions de continuité dans le paratonnerre. 11 n'est pas probable que des accidents de ce genre soient à craindre, ni avec les conducteurs à grande section des systèmes anciens, ni avec les conduc-

teurs multiples, de 8 millimètres de diamètre, employés par M. Melsens. Mais les paratonnerres pourraient être altérés par d'autres causes encore que par les décharges électriques ; et il suffit que l'altération soit possible pour que la vérification périodique doive être recommandée comme mesure de prudence utile et même nécessaire. ,

Je terminerai ici cet exposé déjà un peu long. J'y ai, à dessein, laissé de côté divers accessoires, dont les constructeurs ont exposé de nombreux spécimens , et dont la description ne présenterait pas d'intérêt. Je signalerai cependant, au sujet de ces accessoires, l'inutilité des dispositions prises par certains constructeurs pour isoler des bâtiments les conducteurs de leurs paratonnerres; il serait bien difficile de donner un motif sérieux pour justifier cet isolement; et, dans tous les cas, il ne serait obtenu que fort imparfaitement par les bagues de cristal que l'on emploie dans ce but, et que la poussière et la pluie rendent conductrices; d'une inutilité tout aussi complète est la grosse bague ou « embase » de cristal que quelques constructeurs placent au bas de la tige du paratonnerre, probablement aussi dans l'intention de l'isoler, et qui n'isole absolument rien, puisque la tige communique avec la charpente par de fortes attaches en fer. Un exposant, à qui je demandais quelle en était la raison d'être, m'a répondu qu'il l'ignorait comme moi, mais qu'il en garnissait la tige des paratonnerres « pour faire plaisir aux clients » qui réclamaient ce surcroît de précautions. J'imagine que le plaisir des clients ne serait pas bien vif, s'ils savaient que les bagues, soi-disant isolantes, ne peuvent servir qu'à grossir la note du constructeur, sans contribuer en rien à l'efficacité du paratonnerre.

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