CHAPITRE X

TéU9Eftpliîeâectiîqae.--Iiorlo|;Mâ49cti^^ •* Vjt«st4erilactBoilé.« Vitesse des projectiles dans les armes à £ea.

S !•'. TéligrapheM électriques.

3S9. La tel^grapliie électrique est une pK«f« frappamte de h rapidité avec bcpeHe les grandes déoowrârtGB se ééwiSapfm dans notre siècle. Gaivani en 1799, Yolta ¥ers IBOO, OÊrsted en 1830, ont découlait suoceasÎTement les psvnaeis principes, €m les données fendameatales sinr lesquelles repose ce nouten mode de oommunicatîon ; pl«s tard la théorie de rélectroHna* gnétisme n été établie sur des bases solides; tes lois de la propagation et de Tintensité des courants électriques «mt été démontrées par Texpérience , et la possibilité des communications électriques à de grandes distances s'est dès lors présentée à Fesprit de divers savants, non plus comme une idée vague, dont l'électricité ordinaire pourrait revendiquer la première origine, mais comme une vérité acquise, comme une vérité pratique dont les principales conditions pouvaient être déterminées et calculées d'avance. Plusieurs physiciens se sont mis à l'œuvre pour les réaliser, et aujourd'hui , dans presque tous les pays savants de l'Europe et de l'Amérique , il y a des télégraphes électriques de divers systèmes qui mettent en rapport immédiat des vUles on des contrées séparées par de grandes distances.

Quelques années ont donc suffi pour que la théorie reçût de la pratique Tinfaillible et éclatante sanction sur laquelle elle avait droit de compter.

Je dois essayer de donner ici une idée des principaux appareils dont on se sert pour résoudre ce grand problème qui prend chaque jour un plus haut degié d'importance.

Laissons d'abord de côté le nombre et la nature des sçoes qu'il est nécessaire de produire , pour se parler à cent lieues comme si l'on n'était qu'à quelques pas , et commençons par faire comprendre comment il arrive qu'à l'aide de cette puissance merveilleuse on puisse , en levant le bout du doigt à Pans, ébranler, à Brest ou à Marseille , une masse considérable et lui

ler i rinstent un nnonrement de tvcb-e^ieMt rapide at régulier.

&afffo&m% den fils de métal ^ et ci^, aUant de la figure 1 k la figure 2 (Pl. 26), ils auront,, ai Ton Teut, des centaines de Uoiaètres de longueur; c'est-À-idKne «pie 1» roue motrice m., ou mmnipulaUur (Fig. 1), d'<m ils parteiU;, peat être aussi loin que l'on "voudrade rélectro^aùnant r, ett récepteur (Fig. 2), ampiel ils anifent-; seulement ils coiD|Ki6eiit vat circuit isolé. ParveaiK è Félectro-aiinaiit ils soBt mis en «ovununîcation diacun avec rime des extrémités du fil plus fin qm entoure ses deux hranobes et qui forme ce qu'on appelle les deux bobines de rélectro» aimant; mais, à leur point de départ, ils sont disposés à l'égard do manipidateur detdle façon qu'ils reçorvent «u ne roçoivent pas le «outant, suiTantqae l'on fienne on que l'on ouvre le cireoit. n importe de bien comprendre ce que c'est que la ferme* tare et la rupture du circuit; c'est la première et la plus iuqpoiv tante opération de toute la tél^raphîe électrique. Le contour de la roue m a été drrisé en six paities égales, dont trois ont été altematiYement entaillées pour recevoir dti bois , de l'ivoire on en général ua corps non conducteur; elles sont ombrées sur la figure; les trois autres sont restées métalliques ; le ressort j; presse le contour de la roue et se trouTe ainsi en contact alternatif avec les portions conductrices et nom, ccmdbctrices lorsqu'on la &it tourner au moyen du bouton f\ le ressort y presse Taxe de la roue qui est kn-méme de métal ; ajoutons enfin que les deqx pôles d'une pile de force coirvenable arrivent l'un en /? , l'autre en n , que j9 commmiique avec l'extrémité a du fil a&, que n commanique a'^c le ressort x , tandis que y communique avec l'extrémité c du fil cd. Cela posé , on Toit que le manipulateur étant dans la position que représente la figure, le courant ne passe pas, le circuit est ouvert ou rompu; mais, si l'on fak tourner le manipulateur, à l'instant où la portion métallique vient toucher le ressort ^, le circuit se ferme : le courant partant du pôle positif se propage dans le fil ai , comme l'indique la flèche , dans les bobines de l'électro-aimant r, dans le fil rfc, arrive au ressort 7, à Taxe de la roue , à son contour, au ressort x et enfin au pôle négatif. Et il passe de la sorte aussi longtexnps que le ressort x touche la portion métallique du contour ; aussitôt que le mouvement de rotation ramène sous le ressort la deuxième portion non conductrice, il 7 a de nouveau rupture du circuit , cessation du

768 LIVRE III. — MAGIl£TI8ME ET ÉLKGTMCITfi.

courant; puis, de noureau fermeture et passage du couniQt quand vient la deuxième portion métallique; puis enfin, rupture et fermeture aUernatiyes, quand on fait tourner le manipulateur d'un mouvement régulier et continu.

Nous avons vu (291) qu'il suffit d'un millième, d^un dix-millième de seconde, pour qu« le courant s'établisse dans tout le circuit avec toute son intensité; par conséquent, on poum tourner le manipulateur ' à raison de 1 tour, 10 tours ou même 100 tours par seconde sans craindre que ces. alterna* tives si rapides de fermeture et de rupture ne déterminent pas, avec une régularité parfaite, le passage et Tinterruption ou cessation du courant, sauf les phénomènes d'induction.

Examinons maintenant ce qui se passe dans le lécepteur (FiG. 2). Puisque le magnétisme est développé dans les barreaux d'acier par un coup de foudre, par un éclair, par l'éûncelle d*uoe bouteille de Leyde, d'une batterie ou d'une pile, il est certain qu'il sera développé dans l'électro-aimant à chaque passage du courant, quelque rapide qu'il puisse être; ainsi, dans la durée d'une seconde, l'électro-aimant pourra être 100 fois aimant et 100 fois cesser de l'être, si, dans cet intervalle, on fait avec le manipulateur 100 alternatives de fermeture et de rupture du circuit. Donc, si l'on dispose, en présence de l'électro-^aimant, im levier Ae bois ghij mobile autour du point A, retenu par le ressort i et portant une armature de fer doux destinée à senir de pièce de contact^ ce levier sera, dans une seconde, 100 fois attiré et 100 fois abandonné à lui-même ou relevé par l'efiet du ressort k\ par l'attraction il viendra battre contre l'arrêt /, par l'action du ressort il setti relevé contre l'arrêt ^ ; ainsi il fen 100 vibrations entre ces deux arrêts. C'est, au reste, ce que nous avons déjà démontré (247) avec l'ingénieux appareil de M. Froment, quicomptelui-mêmelenombredesesvibrations par laplace qu'occupe dans la gamme le son qu'il rend ; les fermetures et les ruptures du circuits'yfont autrement, mais le résultat est le même.

Cependant le nombre des vibrations que l'on peut ainsi obtenir ne dépend pas seulement de la vitesse du manipulateur, elie dépend encore de la qualité du fer de l'électro-aimant, de celle du fer de l'armatqre, de la tension du ressort et de la masse totale du levier qui doit exécuter ces mouvements. U ne suiSt pas que la décomposition du magnétisme se fasse rapidement ^ il faut aussi que la recomposition se fasse ^ sinon avec la mente

CHAP. X. — TËLfiGRÂPHES ÉLECTEIQUES. 769

rapidité, du moins avec une rapidité très^grande ; or, il y a des fers qui ne jouissent pas de cette dernière propriété, ce sont ceux qui ont une force coercidve trop marquée ; ils sont tout à fait impropres à la construction des électro-aimants télégraphiques ; l'armature resterait adhérente pendant la durée de la rupture du circuit et Ton n'aurait pas de vibrations, ou du moins elles seraient lentes et incertaines.

Quant à la tension du ressort et à la masse du levier , on comprend sans peine leur influence, une masse double exigeant une force double pour prendre la même vitesse, on voit qu'un levier léger pourra vibrer beaucoup plus vite qu'un levier trop pesant ; car, en augmentant la force de la pile et les quantités de magnétisme développées, on augmente dans une grande proportion les lenteurs de la décomposition et surtout de la recomposition ; le ressort devra lui-même se régler sur la force de la pile. S'il est trop tendu, les faibles courants ne pourront pas abaisser le levier qui restera pressé contre son arrêt supérieur i ; et si le ressort n'est pas assez tendu, il sera incapable de relever le levier assez vite pendant la rupture du circuit , le fer de l'armature restant alors attiré par les restes de fluide qui ne sont pas instantanément recomposés.

Il y a donc des précautions à prendre , des conditions délicates à remplir lorsqu'on veut obtenir des vibrations rapides ; mais il arrive ici, comme dans toutes les actions mécaniques, que l'on gagne du côté de la masse ce que Ton perd du coté du temps ; et, ^ l'on opère avec lenteur on pourra mettre en mouvement des masses beaucoup plus grandes.

On se rappelle que les électro- aimants peuvent avoir des degrés de force très^dififérents, les uns étant construits pour porter des milliei^ de kilogrammes, les autres plus petits et plus faibles pour porter seulement quelques gramÉnes ; ceux-ci sont destinés aux mouvements rapides ; on ne met en leur présence que de petites armatures et des leviers légers; les premiers sont destinés aux mouvements très-lents , il faut mettre en leur présence de grosses armatures et des leviers pesants, mais les uns et les autres peuvent recevoir à de très-grandes distances cette force électromagnétique du courant si facile à produire et à détruire, puisqu'elle naît à l'instant par la fermeture du circuit et qu'elle cesse à l'instant par sa rupture.

Il est donc vrai de dire comme nous l'avons annoncé, qu'à I. 49

no Lnrus m. — HACiiÉTisn ht BLECTUiarfi.

l'aide da courant électrique, on peut^ par le plus léger moareoient du doigt, produire instanfeanément à des centaines de lieaes un mouTement de îHi'^t^'^ieni régulier , qui se répétera si l'on veut avec la vitesse d'une corde vibrante, ou avec la lenteur et Féneigie des coups de battant da la plus groste doche.

Pour qu'il ne reste aucun doute sur les distances auxquelles ces phénomènes peuvent s'accomplir , rappelons ici en peu de mots les lois que nous avons établies, chapidrevi, par des expéxîenoes précises, sur Tintensîté des courants ; parce que ces lois contiennent toutes les règles^ pratiques de rétablissement des lignes télégraphiques. Nous avons vu que Tintensîté du courant est en raison inverse de la longuem* du circuit, mais qu'elle est en raison dîi^cte de la section et de la conductibilité du métal; nous avons vu , de plus, qu'un fil de cuivre de lOOO mètres de longueur et de ^ de millimètre de diamètre , donne assez de force au courant d'une pile de 9 ou 10 éléments pour qu'il exerce des actions vives sur les aiguilles aimantées, ou pour qu*il imprime une énergie considérable à un électro-aimant ordinaire. Supposons que les bobines de Télectro-aimant contiennent chaeune 100 mètres de ce fil , il en restera 900 mètres disponibles qui permettront de porter l'électro-aimant à 400 mètres de distance ; puisque les 1000 mètres de fil seront alors employés de la manière suivante : 400 mètres pour aller de la pile à l'électro* aimant, 200 mètres dans les bobines, et 400 mètres pour revenir àla pile ; on pourra donc faire parfidtement fonctionner rélectro* aimant à 400 mètres de distance ; c'est un bien faible parcours il est vrai, mais les lois précédentes vont nous montrer comment il peut s'agrandir. En effet, laissant les 200 mètres de fil fin dans les bobines , remplaçons seulement par du fil plus gros les 400' mètres qui font l'aller et les 400 mètres qui font le retour; remplaoons4es, par exemple^ par du fil de enivre de 1 millimètre de diamètre ayant la mâme conductibilité ; la section de celui-ci sera 100 fois plus grande que celle du premi^, par conséquent on en pourra prendre une longueur 100 fois plus grande, c'està-dire de 40 kilomètres, sans rien changera la force du courant; ainsi au moyen du fil de 1 millimètre pour faire les communications de l'aller et du retour , l'électro-aimant pourra déjà fonctionner avec la même énergie à 40 kilomètres de distance; remplaçons le fil de 1 millimètre par du fil de ô millimètres de diamètre^ sa section étant 25 fois plus grande, on pourra encore

GKAP. X. — TËLfiGEAPEES ËLEGTRIQUES. 771

porter rékctro^-aimaDt 2ô fois plus loin, c'est-à-dire à 1000 kilomètres, sans lui rien faire perdre de sa force. Voilà comment les lois si simples de l'intensité des courants permettent de calculer avec certitude, d'après une petite expérience de laboratoire, les diverses conditions qu'il y a à i^mplir pour franchir les distances , pour poiter rélectro-aimant où l'on veut , pour faire parler le télégraphe et transmettre tous les signes de la pensée, à 1000 kilomètres, comme à quelques pas.

Tel est le principe fondamental de la télégraphie électrique. On compr«»id qu'il j a diverses manières d'établir la fermeture et la rupture du circuit; on voit, par exemple, dans la figure 3 , une disposition un peu différente de celle de la figure 1 ; la roue du: manipulateur est toujours de métal avec un axe pareillement métalliqaey mais le pourtour a des dents saillantes , qui vien-* nent, pour produire la fermeture , toucher le plan iiKiliné d'une espèce de dent que porte le ressort un peu rigide x; le vide qui sépare les dents de la roue produit la rupture.

On comprend de même que le levier de l' électro-aimant puisse recevoir des arrangements très-différents : on voit, dans la figure 4 , une disposition qui est assez généralement adoptée ; le levier de bois se prolonge par un ressort d'acier assez flexible , dont la tension se règle au moyen d'une vis (/. Quant à l'électroaimant^ qui est représenté vertical, il peut être horizontal , ou oblique, il peut être aussi complètement supprimé , et remplacé par une petite aiguiUe aimantée, comme nous le verrons dans le télégraphe anglais.

Ces principes posés, nous aUons entrer maintenant dans les détails pratiques et examiner successivement les divers systèmes télégraphiques en les rapportant aux. titres suivants :

Télépraphe à cadran;

Télégraphe à» signaux conventionnels;

Télégraphe écriwint,

340. Télégraphe A eadnni* -^ Nous comprendrons sous ce titre les divers télégraphes dans lesquels le récepteur est un cadran portant les lettres de l'alphabet et une aiguille centrale qui en fait le tour, avec plus ou moins de vitesse, s'arrétant successivement, pendant un instant très-court, |) ^ ou ^ de seconde, devant les lettres qui composent chaque mot de la dépêche ; les signalant ainsi à l'attention du stationnaire qui est préposé là pour la recevoir. Les appareils de cette espèce, tous semblables

m LIVRE III. — MAGNÉTISME ET ÉLECTRIGITfi.

pour le résultat, peuvent offHr cependant de très-grandes différences, soit dans le mécanisme qui &it mouvoir Taiguille, soit dans la disposition plus ou moins avantageuse du manipulateur. Nous allons décrire quatre de ces appareils : le tél^raphe à cadran ordinaii^e, celui de M. Breguet, celui de M. Froment et celui de M. Siemens, de Berlin.

Téléffraplie * eadraii ordlaalre. — Le manipulateur est représenté ( Pi«. 26, FiG. 5 ) et le récepteur ( Fig. 6 ); indiquons d'abord comment l'aiguille du récepteur accomplit son mourement de rotation plus ou moins rapide , il nous sera facile de comprendre ensuite comment elle s'arrête pendant le temps voulu, sur la lettre qu'elle doit signaler. Cette aiguille est montée sur une roue a qui porte treize dents, taillées en plan indinë par rapport au rayon et par rapport aux deux chevilles 6 et ^ de l'ancre bcd^ qui reçoit un mouvement de ça^t'^ient de droite à gauche et de gauche à droite ; quand l'ancre va à droite , la cheville b frappe sur le milieu du plan incliné de la dent qu'elle rencontre, et, par la pression, fait avancer la roue d'une demident ; quand elle revient de gauche à droite , la cheville b se dégage, et la cheville d^ frappant en son milieu la dent qu'elle rencontre, fait encore avancer la roue d'une demi-dent et dans le même sens. C'est ainsi que le mouvement alternatif de l'ancre imprime à la roue et à Taiguille qui est fixée sm* elle un mou* vement de rotation continu ; chaque demi-dent qui passe emporte l'aiguille d^une lettre à la suivante, et pour que sa révolution complète s'accomplisse en l', il suffit que l'ancre exécute dans cet intervalle treize mouvements vers la droite et treize mouvements vers la gauche ; ces mouvements lui sont imprimés par l'extrémité g du levier gh de l' électro-aimant horizontal r; ce levier agit sur l'ancre par la tige e, et il la fait aller et venir autour de l'axe /*qui la porte; il suffit donc que dans l' il y ait treize fermetures et treize ruptures du circuit, qui impriment au levier les vingt-six mouvements nécessaires.

Voici maintenant comment le manipulateur (Fig. 5) produit cet effet : il porte aussi un cadran pareil au précédent où leslettrès sont disposées dans le même oi*dre; seulement son aiguille, plus forte, se meut à la main, et entraîne dans son mouvement la roue sur laquelle elle est montée ; celle-ci porte treize dents pareilles à celles de la figure 3, avec treize intervalles vides; deux ressoits arrivent à son pourtour, l'un /fait l'office du cliquet delà