BALANCE

PHP H. Amédée BCmOlIBEAinL (1),

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Le nouvel instrument que j'ai l'honneur de soumettre à l*examen de l'Académie de Caen , sous le nom de balance hydraulique , et pour lequel je me suis réservé le droit de prendre un brevet d^invention, se compose de deux cylindres en zinc d'un diamètre à peu près égal. Le cylindre intérieur, qui est exactement fermé à ses deux extrémités, et qui présente à sa partie supérieure le plateau sur lequel on dépose les objets à peser , est susceptible d'entrer librement dans le cylindre extérieur, qui est fermé par le bas seulement et renferme une certaine quantité d'eau de pluie. AGn de donner de la stabilité à l'instrument et de diminuer en même temps les frottements qui pourraient nuire à sa précision , le cylindre intérieur est muni par le haut de trois couteaux en zinc, placés à distance égale autour de sa circonférence , et le tranchant de ces couteaux se trouve seul en contact avec le cylindre extérieur. Une disposition difiëreote

(t) Celle communicalion Tut faile à l'Académie , dans sa séanct du 24 mars 1848.

BAIJLNCB HYDRAULIQUE. 4^1

favorise par le bas le jeq de la balance. Une broche triangulaire ^ également en zinc , et soigneusement polie y est adaptée au centre du cjrUndre extérieur , de manière à s'engager librement et avec pn frottement très^doux dans un disque du mém^ métal, soudé à la partie Inférieure de l'autre cylindre ; et pour empêcher l'introduction de l'eau , ce dernier egt muni intérieurement d'un petit tube fermé par le haut • de manière à correspondre exactement â la longueur de la broche triangulaire. Si^ le devant de l'instrument se trouve un tube de verre placé verticalement, et communiquant par le bas avec le cylindre extérieur. Enfin , ce même tube est accompagné d'une échelle graduée , sur laquelle le poids des objets est indiqué en «kilogrammes et en fractions de kilogrammes , au moyen d'un flotteur qui rend plus sensibles tous les mouvements communiqués au liquide par la pression. La balance hydraulique, qui se trouve actuellement sous les yeux de TÂcadémie, et dont la dimension m'a paru la plus convenable pour les usages domestiques , est destinée à peser des objets dont le poids n^excède pas 6 kilogrammes ip. Sa hauteur totale, lorsqu'elle renferme l'eau nécessaire à son mouvement , est de 35 centimètres. Le diamètre du cylindre extérieur est de 21 centimètres ; le poids total de l'instrument prêt à fonctionner est de 4 kilogrammes. Le jeu du flotteur s'exerce dans le tube de verre sur une élendue de 20 centimètres, et la hauteur de l'échelle correspondante à i kilogramme est de 3 centimètres.

Après cette première description de la balance

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hydraulique , je dois appeler l'attention de rAcadéraie sur l'un des principaux avantages que présente cette construction ; c'est que la différence de hauteur entre le cylindre extérieur et le cylindre intérieur flottaat sur Tcau, tout en n'étant que de 3 centimètres, suffit pour opérer dans le tube de verre Pascension de l'eau jusqu'à la hauteur de 20 centimètres. La . raison en est facile à saisir ; en effet , l'espace qui sépare les deux cylindres étant très-étroit , la pression exercée par les objets déposés sur le plateau , tend nécessairement à faire monter dans cet intervalle l'eau qui, à l'état de repos, occupe la partie inférieure de l'instrument ; et comme le tube de yerre communique par le bas avec le cylindre extérieur , l'eau prend naturellement son niveau dans ce tube , qui ne fait que reproduire et rendre plus apparents les changements qui s'opèrent à l'intérieur. On obtient ainsi une échelle sept fois plus étendue que celle qui serait fournie par la simple dépression du cylindre intériear; on a en même temps le double avantage de réduire considérablement le poids de l'eau nécessaire pour faire flotter ce cylindre , et de pouvoir diminuer la hauteur de la balance.

Un point essentiel était de faire disparaître l'eflTet des frottements. J'y suis parvenu d'une manière satisfaisante , au moyen du triangle et des couteaux de zinc dont j'ai d^à parlé. J'ai reconnu, en effet , que Vun des meilleurs frottements est celui du zinc contre lui-même, et qu'on peut ainsi construire avec le métal toutes les parties de la balance hydraulique. L'eau de pluie est le liquide que j'ai adopté pour en garnir

Fintérieur , parce qu'elle est toujours A peu près identique , et qu'on peut s'en procurer facilement partout. Il est évident que tout autre liquide , tel que rbaile ou Talcool , pourrait servir au même usage ; mais ces liquides n'auraient pas comme l'eau l'avantage de conserver un poids spécifique invariable. Pour indiquer les changements de niveau qui s'opèrent dans le tube de verre , les flotteurs m'ont paru préférables à l'eau colorée. On peut les faire en tôle de laiton extrêmement mince , ou plus simplement avec un tuyau de plume , scellé aux deux bouts avec de la cire à cacheter, et recouvert d'un vernis coloré.

Lsl graduation de l'échelle qui indique les poids ne présente aucune difficulté. Il suffit , après avoir marqué le point de repos du flotteur, de marquer ensuite le point maximum jusqu'où il s'élève , lorsque la balance a été chargée de poids vérifiés avec soin ; et ée faire ensuite les divisions entre ces deux points par parties égales. Le premier kilogramme occupe exactement , sur l'échelle , la même étendue que le dernier. La graduation des balances hydrauliques est par conséquent beaucoup plus simple que celle des aréomètres , dans lesquels les degrés supérieurs occupent plus d'étendue que les degrés inférieurs. Cette échelle au reste doit être mobile pour plusieurs motifs ; d'abord pour qu'on puisse toujours la ramener à zéro, qudle que soit la quantité deau qui se trouve dans la balance et quel que soit le niveau de la base sur laquelle elle est posée ; ensuite, pour qu'on puisse instantanément tarer les vases dans lesquels on veut peser certains objets. 11 suffit pour cela , après avoir posé

le Tase sur le plateau , de ramener Técheile à zéro.

Pour en rendre l'usage plus commode encore à certaines personnes , j'ai indiqué d'un côté les poids en kilogrammes et hectogrammes, et de l'autre les poids anciens.

Cette balance nouyelle présente la môme facilité pour peser les objets encombrants , que les balances bascules ; et elle offre en outre l'avantage de n'exiger aucuns poids , sans toutefois en exclure Fusage en supposant qu'on voulût vérifier son exactitude. Les variations de température n'altèrent pas sensiblement sa précision. C'était là un inconvénient gra?e que j'avais d'abord redouté ; mais en faisant chauffer l'eau qu'elle renferme à 75 degrés, la différence que j'ai remarquée m'a paru à peu près nulle ; sur une échelle de 6 kilogrammes , elle excédait à peine un centigramme à cette température. Cela tient sans doute à ce que la dilatation du zinc , par la chaleur , correspond à peu près exactement à celle de l'eau.

L'idée de se servir d'un liquide pour déterminer le poids des corps , a dû se présenter souvent à Tesprit de ceux qui s'occupent des sciences physiques. Les résultats obtenus au moyen de l'instrument connu sous le nom d'aréomètre, y conduisent naturellement. Car quoiqu'il n'ait pour objet que d'apprécier le poids spécifique des liquides , on peut le considérer comme une véritable balance ; et le principe fondamental sur lequel repose sa construction , savoir que le poids du liquide déplacé par l'aréomètre est toujours égal au poids de l'instrument, s'applique en môme temps à la balance hydraulique. L'aréomètre de Farenheit,

4ont la tige se termine par une capsule» dans laqudle on ajoute de petits poids , pour pouvoir le ramener dans toute espèce de liquide à un point invariable » offre encore avec cette balance un rapport plus directe Il suffît en effet de prolonger sa tige , et de remplacer le point fixe gui s'y trouve par une suite de marques correspondant à la dépression que produit l'addition successive de poids connus , pour en faire une petite balance hydraulique , propre à apprécier seulement des poids très-minimes ; car la dimension ordinaire donnée à cet instrument » ne permettrait de s'en servir que pour peser des corps dont le poids n'excéderait pas quelques centigrammes. J'avouerai donc franchement que l'aréomètre de Forenheit a été mon point de départ , et je n'ai eu réellement à résoudre que le problème suivant : Modifier la construction de cet instrument , de manière à le rendre propre i apprécier toute espèce de poids par le déplacement de l'eau. Mais ce problème , qui parait simple au premier abord, n'était peut- être pas aussi facile à résoudre qu'on pourrait l'imaginer. En effet , la construction d'un aréomètre , propre à peser un poids de 6 kilogrammes seulement , ne pourrait conduire à aucun résultat utile. Pour le maintenir en équilibre » il faudrait une masse d'eau considérable ; il devrait être lesté d'un poids pour le moins égal à celui qu'on voudrait peser ; il n'aurait point une fixité suffisante, et atteindrait une hauteur tout-àfait incommode ; son poids total excéderait peut-être 3o kilogrammes. Tous ces inconvénients disparaissent dans la construction que j'ai adoptée. Une balance

hydraulique propre à peser 6 kilogrammes peut ne peser elle-même , avec Teau nécessaire pour la faire agir 9 que 3 kil. Son yolume se réduit exactement â celui d'un poids d'eau égal au maximum qu'elle doit mesurer , et sa hauteur n'a rien qui puisse en rendre Tusage incommode. Malgré les rapports que la balance hydraulique peut avoir avec l'aréomètre , je crois donc pouvoir la présenter à l'Académie comme un instrument tout-à-fait nouveau ; car parmi les inventions modernes , il n'en est peut-être aucune qui ne se rattache plus ou moins directement à des inventions précédentes. On peut au reste construire des balances 4e ce genre propres à peser les poids les plus petits, de même qu'on peut en faire de beaucoup plus grandes qui pourroient peser 200 kilogrammes sans avoir elles-mêmes un poids de plus de 20 kilogrammes. Cet instrument, d'une forme élégante, serait susceptible de recevoir toute espèce d'ornements ; et la facilité qu'il offre à tarer les vases pour peser les objets encombrants et pour reconnaître instantanément le poids des corps , enfin là simplicité de sa construction, qui le préserve de toute espèce de détérioration, me font concevoir l'espérance qu'il sera favorablement accueilli par l'Académie, au suffrage de laquelle j'attacherais le plus grand prix.