DE L’ÉLECTRICITÉ ATMOSPHÉRIQUE. — CHAP. V

Il y aura danger, mais le danger sera différent suivant les cas. Si c’est la pointe seulement qui est émoussée, et que le tonnerre tombe, il frappera la tige , en pourra fondre l’extrémité , mais en général il suivra le conducteur et ne fera aucun ravage dans l’édifice.

Si c’est la conduite qui offre des solutions de continuité ou qui communique mal avec le sol , le tonnerre pourra encore tomber et fondre une longueur plus ou moins grande de la lige, mais il est presque certain qu’il se portera aussi latéralement sur tous les corps conducteurs voisins, et qu’il pourra exercer sa destruction comme si leparatonnere n’existait pas.

Mais il y a plus, un paratonnerre qui présente ces défauts est extrêmement dangereux, même quand le tonnerre ne tombe pas: car du moment que l’accumulation de l’électricité sur la conduite est devenue assez grande, l„e fluide tend à se porter latéralement sur tous les corps conducteurs voisins , et l’étincelle qui en résulte peut les foudroyer ou les enflammer. On en peut citer uu déplorable exemple. En T ^53 , lorsque De Romas faisait en France les belles expériences dont nous avons parlé , Richmann, de l’académie de Saint - Pétersbourg , et très - habile professeur de physique expérimentale, fut tué subitement par une étincelle à quelque distance d’un paratonnerre qui descendait dans sa maison , et dont il avait interrompu la conduite pour étudier les effets de l’électricité des -nuages. Sokolow, graveur de l’académie, vit l’étincelle sortir du conducteur et frapper Richmann au front *, elle était , dit-il, grosse comme le poing.

Après avoir indiqué les conditions sous lesquelles un paratonnerre est efficace, et les dangers qu’il y a à négliger ces conditions, il nous reste à faire voir comment on peut les remplir dans la pratique. M. Gay-Lussac , d’après la demande du ministre de l’intérieur et de l’académie des sciences , a publié sur ce sujet une instruction I qui ne laisse rien à désirer : tout ce qui est relatif aux

effets des paratonnerres et aux détails de leur construction s’y trouve développé avec une clarté parfaite. Nous regrettons de ne pouvoir ici reproduire cet ouvrage dans son ensemble, mais nous devons nous borner à en tirer les données essentielles.

La tige d’un paratonnerre a environ 27 pieds de longueur; elle se compose habituellement de trois pièces ajoutées bout à bout, savoir :

Une barre de fer de. ... 25 pieds;

Une baguette delaiton de. . 22 pouces;

Une aiguille de platine de. . 2 pouces.

Leur ensemble forme un cône ou une pyramide qui s’émincit régulièrement jusqu’au sommet, et dont la base a 2 pouces de diamètre (fig. 3y5).

L’aiguille de platine est soudée à la baguette de laiton avec de la soudure d’argent, et l’on enveloppe encore la jonction avec un petit manchon de cuivre m (fig. 377).

La baguette de laiton se réunit à la barre de fer au moyen d’un goujon g qui entre à vis dans toutes deux (fig. 375). Ce goujon est ensuite fixé dans chacune par deux goupilles à angle droit.

La barre de fer est quelquefois composée de deux parties pour la facilité du transport; alors ces deux parties s’emboîtent exactement par un tenon pyramidal de 738 pouces de longueur ; une clavette c qui les traverse , les maintient fortement unies.

Pour ajuster la tige au dessus du bcàliment, on perce le toit, et on la fixe avec des brides ou des étriers solides , soit contre un poinçon , soitcontre le faîtage, soit contre le faîtage et un lien p,f cl l (fig. 38o). On ne doit s’occuper qu’à lui donner de la solidité, et à empêcher l’eau de s’infiltrer; il n’y a aucune précaution à prendre qui soit relative aux effets de l’électricité.

de i, Electricité atmosphérique. — chap. v. 833

Au bas de la tige, à trois pouces du toit , on soude une embase m/, destinée à rejeter l’eau.

Un peu au dessus de l’embase , dans une longueur de 2 pouces, la tige est cylindrique et parfaitement rodée pour recevoir un collier li/ brisé à charnière (Gg. 3^6) , qui doit unir la tige au conducteur.

Le conducteur est une barre de fer carrée de 7 à 8 lignes de côté , qui se fixe au collier ll', au moyen du boulon kh', et qui descend ensuite jusqu’au sol; les diverses pièces qui le composent sont assemblées comme on le voit dans lafig. 3;8. Quelquefois au lieu d’une barre de fer on emploie un câble en fil de fer d’une longueur convenable, et alors il s’ajuste au collier, comme on le voit fig. 3yg.

Pour que le poids du conducteur ne porte aucun dommage à la couverture, on le fixe sur des pâtes de 10 en 10 pieds de distance, et à peu près à 5 ou 6 pouces d’élévation ; l’une de ces pâtes est représentée en perspective dans la fig. 38 1 , et en coupe dans la fig. 382. Arrivé à la corniche, on le courbe convenablement pour qu’il en prenne le contour sans le toucher, puis on l’applique contre le mur; on peut l’y fixer avec des crampons de distance en distance, et on l’amène jusqu’au sol. C’est alors qu’il faut redoubler de soins et de précautions, car c’est de la perfection , de la conductibilité que l’on va établir entre le conducteur et le sol que dépend toute l’efficacité du paratonnerre.

Si l’on a à sa disposition un puits qui ne tarisse pas , ou, si avec une tanière on peut faire un trou jusqu’à la profondeur où l’eau est permanente, il suffira d’y faire arriver le conducteur, en le divisant en plusieurs branches ou racines. Pour multiplier le contact on mènera le conducteur au puits ou au trou par des tranchées creusées dans la terre, que l’ou remplira ensuite avec de la braise de boulanger. On aura de cette manière le double avantage de préserver le fer de la rouille et de le mettre déjà en contact avec cette braise qui est un très-bon conducteur.

B 34 LIVRE tfEtJVjfcMÊ.

Lorsque l’on n’aura pas d’eau, il faudra chercher au moins un lieu humide et y mener le conducteur par une longue tranchée, dans laquelle il sera bien enveloppé de braise. On pourra même alors, pour plus de sécurité, forhrêr des tranchées perpendiculaires à la première et plus ou moins longues, dans lesquelles 01I fera passer des ramifications du conducteur. La fig. 383 représente une de ces tranchéees, dans laquelle tin a construit un canal en brigues contenant la braise.

S’il est facile de comprendre que la foudre ne peut pas tomber sur Un paratonnerre construit d’après ces principes, il n’est pas moins facile de comprendre qu’elle ne peut pas non plus tomber autour de lui jusqu’à une certaine distance. Le fluide qui sort en abondance par la pointe du paratonnerre se répand dans l’air environnant, et, emporté par la force d’attraction que le nuage orageux exerce sur lui, il arrivé au nuage lui-même et neutralise en partie l’électricité contraire dont il est chargé. Ainsi, dès qu’un nuage orageux se trouve assez près du paratonnerre pour agir par influence sur lui et sur les corps conducteurs qui en sont voisins, sa puissance est à l’instant diminuée par l’arrivée du fluide contraire, qui sort en plus ou moins grande abondance de l’extrémité de la tige. Ensuite, à mesure qu’il approche, sa puissance décomposante devient plus énergique, mais en même temps il reçoit de la lige une plus grande quantité d’électricité contraire. Le paratonnerre est donc une arme qui devient plus efficace à mesuré que le danger devient plus pressant. Son efficacité n’est pas cependant sans conditions : par exemple, si le paratonnerre était dominé par des corps voisins plus élevés que lui , le nuage orageux exercerai t sur ces corps une action plus grande que sur le paratonnerre, et l’explosion pourrait s’ensuivre. Si la tige du paratonnerre était environnée de corps très-bons conducteurs, de charpentes en fer, où de couvertures métalliques d’une grande éieq-

db l’électricité AtmosTherIq-db. — chap. t, 835

due, ces corps conducteurs, quoique places plus bas que Litige, éprouveraient cependant une grande décomposition dans leurs électricités naturelles, et par cela même ils pourraient être frappés de la foudre. Le seul remède qui se présente pour les protéger consiste à les mettre en bonne communication avec la conduite du paratonnerre ; car, au moyen de cette communication , les deux fluides contraires pourront s’écouler à mesure qu’ils seront décomposés: celui qui est repoussé s’écoulera dans le sol parjla conduite elle-même, celui qui est attiré gagnera le sommet de la tige, et pourra s’écouler librement vers le nuage par l’extrémité de la pointe. Cette théorie si simple condamne comme dangereuse l’invention de quelques praticiens , qui se sont imaginé que sur les édifices à charpente métallique il fallait soigneusement isoler de cette charpente et la tige et toute la conduite du paratonnerre. Heureusement les moyens qu’ils emploient pour obtenir cet isolement sont trop impaifaits pour l’emplir leur but; et s’ils n’arrivent pas à faire une chose dangereuse, ils font au moins une chose inutile. La théorie veut que l’on fasse précisément le contraire, c’est-à-dire que l’on mette en communication avec le paratonnerre tous les bons conducteurs d’une grande étendue qu’il doit protéger. Avec ces piécautions , l’expérience a appris qu’une tige de 27 pieds protège tout ce qui est autour d’elle dans un cercle de 60 pieds de rayon; ainsi le cercle protégé a un rayon à peu près double de la tige.

686. De la grêle. La grêle est en même temps l’un des fléaux les plus redoutables pour les propriétés agricoles, et l’un des phénomènes les plus embarrassans pour les météorologistes. Nous essaierons d’abord de rapporter toutes les observations précises qui ont été fai tes sur la grêle elle-même et sur les circonstances qui l’accompagnent, puis ensuite nous éxposei’ons les hypothèses les moifis improbables qui but été faites pour expliquer sa formatiôïi. Nous proli-

terons d’un article très-intéressant que M. Arago a publié sur ce sujet dans Y Annuaire du bureau des longitudes , pour 1828.

La grosseur la plus ordinaire des grêlons est à peu près celle d’une noisette ; il en tombe souvent de plus petits, auxquels on fait peu d’attention , parce qu’en général ils sont peu dangereux; mais il en tombe trop souvent de beaucoup plus volumineux qui brisent et qui ravagent tout ce qu’ils frappent à la surface de la terre. Nous laisserons de côtéles récits des historiens et des chroniqueurs; nous n’admettrons pas avec eux que l’on a vu, sous le règne de Charlemagne, des grêlons de t5 pieds de long sur 6 pieds de large et 1 1 pieds d’épaisseur , ou que l’on en a vu , sous le règne de Tippo-Saéb, qui étaient gros comme des éléphans ; si, chronologiquement, ces exagérations 11e remontent pas aux temps fabuleux, on peut bien dire qu’elles y remontent scientifiquement; mais tout en restant dans la limite des faits bien observés, nous trouverons encore sur les dimensions de la grêle des résultats assez étonnans. Ceux que nous allons rapporter peuvent être considérés comme tout-à-fait authentiques. Leur exactitude est garantie par des physiciens connus.

Halley rapporte que le 9 avril 1697 il tomba, dans le Fhistshire, des grêlons qui pesaient 5 onces.

Robert Taylor a mesuré, le 4 rnai 1697 , dans le Hartfordshire, des grêlons dont le contour était de i4 pouces; c’est 4 pouces de diamètre.

Parent a vu , le i5 mai 1708 , à Hiers , dans le Perche, des grêlons gros comme le poing.

Montignot ramassa, le 11 juillet 1763, à Toul , des grêlons de 3 pouces de diamètre.

\olta assure que, dans la nuit du 19 au 20 août 1787, parmi les énormes grêlons qui ravagèrent la ville de Corne et ses environs, l’on en trouva qui pesaient 9 onces.

M. Tessier rapporte que le i3 juillet 1788, dans cet

de l’ électricité atmosphérique. — chap. v. 83y

orage épouvantable qui traversa la France et les Pays-Bas, il se trouvait des grêlons de 8 onces.

Le docteur Psoggerath dit que le y mai 1822 il tomba à Bonn des grêlons qui pesaient 12 à i3 onces.

Ces témoignages sont sans doute suffisans pour établir comme un fait incontestable qu’il est tombé dans différens pays des grêlons pesant plus d’une demi-livre.

T. a forme des grêlons est très-variable ; ils sont en général arrondis, quelquefois aplatis, et dans le nombre on en trouve très-souvent qui sont anguleux ou qui offrent à leur surface des protubérances ou des saillies remarquables.

Les observations sur la structure intérieure de la grêle sont d’une très-haute importance, parce qu’elles peuvent conduire aux causes qui déterminent les progrès de la congélation 5 mais ce qu’elles ont appris iusqu’à présent se réduit aux remarques suivantes :

Vers le centre des grêlons on trouve en général une espèce de noyau opaque, assez semblable à cette neige plus ou moins spongieuse qui compose le grésil.

Autour du noyau on ne distingue ordinairement qu’une masse congelée plus ou moins épaisse et très-sensiblement diaphane.

Quelquefois on reconnaît , dans cette masse , des couches distinctes et pourtant transparentes. D’autres fois on peut y compter plusieurs alternatives de couches diaphanes et opaques*, cette circonstance mérite toute l’attention des 1 observateurs.

Enfin, l’on trouve des grêlons qui ont une structure I rayonnante à partir du centre, et quelquefois cette struc- I turc remarquable enveloppe la structure intérieure, qui I est visiblement concentrique ; c’est à M. Deleros que l’on

■ doit celte observation intéressante; il eut occasion de la

■ faire le 4 juillet 18 ig, dans un orage de nuit, qui répandit la I désolation sur plusieurs dépar temens de l’ouest de la F rance.

Le docteur Eversman rapporte qu’en 1825 , dans un

orage terrible qui couvrit Ordenbourg et ses environs, on recueillit plusieurs grêlons dont le centre ou le noyau était une espèce de pyrite de forme quadrangulaire ; le docteur Jobn de Berlin a eu à sa disposition deux échantillons de ces pyrites, dont il a dû faire l’analyse. On ne devrait rien négliger de ce qui peut donner de l'authenticité à de tels faits.

Il m’a semblé depuis long-temps qu’il serait très-important de déterminer la température de la grêle à l’instant où elle tombe; j’ai eu occasion de faire seulement deux observations de cette espèce, qui m’ont donné une température comprise entre 3 et 4° au dessous de zéro.

Après ces remarques sur les dimensions, la forme et la structure des grêlons, nous allons rapporter ce que l’on sait des diverses cirsonstançes qui accompagnent ou qui précèdent la chute du fléau.

La grêle précède ordinairement les pluies d’orage ; elle les accompagne quelquefois; jamais, ou presque jamais, elle ne les suit, surtout quand ces pluies ont quelque durée.

Elle tombe toujours pendant très-peu de temps, souvent pendant quelques minutes, rarement pendant un quart d’heure.

La quantité de glace cjui tombe des nuages en si peu de temps est prodigieuse ; la terre en est quelquefois couverte d’une couche de plusieurs pouces d’épaisseur.

Nous ne dirons rien ici des désastres qu’elle cause; c’est comme une mitraille qui tombe du ciel; elle agit par son poids et par l’impulsion qu’elle a reçue du vent; car il paraît bien certain qu’elle ne reçoit aucune impulsion étrangère. On peut juger des désastres que produisent sur la terre des grêlons d’une demi-livre ou du moins de plusieurs onces, animés d’une vitesse qui peut être presque aussi grande que la vitesse du vent.

La grêle tombe, à ce qu’il paraît, plus ordinairement pendant le jour que pendant la nuit.

DF. L ÉLECTRICITÉ ATM OSPHÉ RIQUE. — CHAP. V. 839

Les nuages qui la portent semblent avoir beaucoup d’étendue et beaucoup de profondeur, car ils répandent, en général , une grande obscurité: on croit avoir remarqué qu'ils ont une couleur particulière grise ou roussàlre-, et qu’en même temps leur surface inférieure présente d’énoimes protubérant es , et leurboid des déclin uns mnli> pliées.

Plusieurs observateurs penseut que ces nuages sont on général très-peu élevés ; mais les raisons qu’ils en donnent ne me semblent pas décisives : sou vent les babi tans des hautes collines voient au dessous d’eux les nuages qui couvrent de grêle le fond des vallées; dans ce cas, il n’y a nul doute : les nuages sont peu élevés; on a même ainsi une mesure exacte de leur hauteur; mais, dans d’autres cas, ilmesemblc difficile de juger de leur position, comme on le fait quelquefois par le temps qui s’écoule entre l’apparition de l’éclair et l’arrivée du bruit du tonnerre; car l’explosion peut avoir lieu au dessous des nuages qui portent la grêle , et même on peut dire que cela arrive très- souvent, à cause de ces petits nuages messagers qu’on observe presque toujours au moment de l'orage, et qui passent avec une grande rapidité sous les nuages principaux.

S’il y a de l’incertitude sur ce point, il no paraît pas qu’il y en ait sur un autre phénomène qui précède la chuie de la grêle de quelques instans, et quelquefois même de plusieurs minutes : c’est un bruissement particulier que l’on entend dans les airs, et que l’on compare au bruit que feraient des sacs de noix qui seraient vivement et violemment entrechoqués.

Enfin la grêle est toujours accompagnée de phénomènes électriques : tantôt le tonnent# se fait entendre avant le bruissement dont nous venons de parler, tantôt il se fait entendre en même temps ou même pendant que les grêlons dévastent la terre par leur chute précipitée*

Pour donner maintenant une idée de l’étendue du eiei

et de la terre que ce terrible fléau peut occuper, et de la vitesse avec laquelle il peut se propager , nous rapporterons ici quelques détails sur le fameux orage qui a traversé la France et la Hollande, le i3 juillet 1788. Cet orage est sans doute le plus désastreux, le plus effrayant qui ait jamais été vu dans nos climats 5 et c’est peut-être aussi celui qui a été le mieux observé. Sur la proposition de M. Tessier , l’Académie nomma des commissaires chargés de faire un rapport sur ce qu’ils pourraient en apprendre, et c’est dans ce rapport rédigé avec un rare talent par M. Tessier, que nous puisons les détails suivans ( Mèm . de V Académie des sciences , 1790, pag. 203).

L’orage s’est propagé simultanément sur deux bandes à peu près parallèles , l’une orientale et l’autre occidentale.

La première est la plus étroite : sa plus grande largeur est de cinq lieues , sa plus petite d’une demi-lieue, sa largeur moyenne deux lieues et un quart.

La seconde est la plus large : sa plus grande largeur est de cinq lieues , la plus petite de trois lieues , et sa largeur moyenne de quatre lieues.

Elles étaient séparées par une bande qui reçut seulement une pluie abondante : sa plus grande largeur était de sept lieues et demi, sa plus petite trois lieues, et sa largeur moyenne cinq lieues et un quart.

A l’orient de la bande orientale et à l’occident de la bande occidentale, il y eut aussi beaucoup de pluie, mais dans une largeur qui n’a pas été déterminée.

Ces bandes sont un peu ondulées, mais leur direction générale court du sud-ouest au nord-est. Une ligne droite tirée d’Amboise à Malines forme à peu près le milieu de la bande orientale, et une autre ligne droite tirée de l’embouchure de l’Indre dans la Loire jusqu’à Gand, forme à peu près le milieu de la bande occidentale.

Sur cette longueur, qui est de plus de cent lieues pour

de l’ei.ectrïc.té atmosphérique. — ciiap. V. 84 I

chaque bande, il ii’v eut aucune interruption dans l’orage; et même d’après des rtmseigncmens précis on peut conclure qu’il couvrit encore plus de cinquante lieues au sud et cinquante lieues au nord , ce qui donne à chaque bande une longuer totale de plus de deux cents lieues; la lieue est de ü3oo toises.

Dans cette immense étendue, tous les points ne furent pas frappés à la fois; mais on reconnut par la comparaison des heures que l’orage avait une marche très-rapide, depuis les Pyrénées, où il semble avoir pris naissance, jusque dans la Baltique, où l’on en perdit la trace.

Sa vitesse était de seize lieues et demie à l’heure. On peut même constater qu’elle fut à peu près la même sur la bande orientale et sur la bande occidentale, comme on en peut juger par le tableau suivant.

Bande occidentale.

Grêle à G h. 1/2 du matin , à Loches en Tourraine. à 7 h. 1/2 auprès de Chartres, à 8 h. à Rambouillet, à 8 h. 1/2 à Pontoise, à g h. à Clermont en Bcauvoisis.

à 1 1 h. à Douai,

à 12 h. 1/2 à Courtray.

à 1 h. 1/4 à Flessingue.

Bande orientale.

Grcle à 7 h. 1/2 du matin à Artenai, près d’Orléans, à 8 h. à Andonvillc , en Beauce.

à 8 h. 1/2 au faubourg Saint-Antoine , à Paris, à g h. 1/2 à Créspy , en Valois, à 11 h. à Château-Cambresis.

à 2 h. 1/2 à Utrecht.

On voit que le nuage de la bande orientale avait un peu d’avance sur celui (Je la bande occidentale.

Dans chaque lieue la grêle ne tomba que pendant 7 à 8 minutes.

Les grêlons n’avaient pas tous la même forme} les uns étaient ronds, les autres longs et armés de pointes ; les plus gros pesaient 8 onces.

Le nombre des paroisses dévastées fut en France de mille frente-neuf- le dommage qu’elles éprouvèrent fut, par une enquête officielle, évalué à 245^9°î000 de francs.

Ce phénomène est parmi tous les phénomènes connus l’exemple le plus prodigieux, et des puissances qui agissent pour rassembler la vapeur d’eau et pour la maintenir suspendue dans les airs, et des puissances qui agissent pour produire au milieu des chaleurs de l’été un refroidissement subit dans diverses région de l’atmosphère.

Après avoir fait connaître ce que l’on sait des effets de la grêle et de leur intensité, nous essaierons maintenant de présenter en peu de mots les opinions qui ont été émises sur leurs causes. Pour expliquer la grêle , il n’y a que deux difficultés , mais elles sont grandes, et nou6 pouvons le dire d’avance, elles restent au dessus de tous les efforts qui ont été faits pour les résoudre.

Il s’agit de savoir d’abord comment se produit le froid qui congèle l’eau, et ensuite comment un grêlon qui a acquis assez de volume pour tomber par son poids, reste encore suspendu dans les airs pendant tout le temps qu’il lui faut encore pour arriver à un volume de 1 2 à 1 5 pouces de circonférence.

Sur la première question, Volta avait pensé que les rayons solaires, en frappant la surface supérieure d’un nuage très-dense , sont absorbés presque en totalité, qu’il en résulte une très-rapide évaporation, et que c’est cette évaporation qui produit assez de froid pour congeler l’eau. Mais l’on pouvait dire , et c’est, je crois, M. Bellani qui l’a dit le premier, on pouvait dire que quand un liquide s’évapore par la chaleur , soit par la chaleur reçue au con-