‹ Études et lectures sur les sciences d'observation et leurs applications pratiques (volume 3)Chapitre 2 sur 49 · DES PHARES · texte numérisé non relu

DES PHARES

BT DE

Phare an rooge éclair, Que la brome estompe !

ViCTOft Uuco.

Fiui lux !

( Créons do la Inmtére.)

H y a loin des belles recherches de Fresnel qui ont donné les phares français à l'humanité entière, il y a loin de ces méditations savantes au travail rustique de Vhomme de Virgile qui dans les longues veillées cPhiver pratique avec un fer tranchant des entailles à un bois résineux pour en faire des torches:

Et qnidam seros nocturni ad luminis ignés Pervigilat, ferroque faces inspicatacuto.

n y a loin des copeaux de sapin qui brûlent encore aujourd'hui en Islande et en Sibérie, pour éclairer de misérables huttes, au phare de premier ordre que T administration française, sous la direction de M. Reynaud, a établi dans une tour de grandeur naturelle au milieu de toutes les merveilles de Texposition universelle. Tout nous prouve, il faut le répéter, que l'état physique du

g4 DE LA LUMIÈBE ABTIFICIELLE,

monde actuel est de date très-récente. Par la petite quantité de matériaux que les fleuves ont jusqu'ici roulés à la mer et d'après la quantité qu'ils en portent chaque année, on conclut qu'il n'y a que peu de siècles que leur cours a commencé et s'est établi tel que nous le voyons. Les plantes et les insectes n'ont pas encore eu le temps de se disséminer sur toutes les régions qu'ils devront occuper plus tard. Chaque jour, la nature et l'art, qui rivalise avec la nature, acclimatent des espèces nouvelles inconnues aux pays qu'elles vont désormais peupler et enrichir ; mais les conquêtes de l'être soi-disant indéfiniment perfectible nous offrent une confirmation frappante de cette vérité, que ie monde n'est vieux que comparé à la courte durée de notre vie, et que dans la série des âges de la terre, relativement à la période astronomique et aux périodes géologiques, la période historique actuelle ne date que d'hier. En efiîBt, si l'on considère combien peu de progrès les arts et surtout ceux de l'éclairage avaient faits avant le siècle actuel, il devient évident que le temps a manqué au genre humain pour aller plus avant. Il ne s'agit point ici de ces industries exceptionnelles qui ne s'adressent qu'au petit nombre et n'ont aucun des caractères qui rendent la lumière et le feu à peu près indispensables au genre humain. Ainsi , de ce que les arts de l'éclairage avaient fait peu de progrès avant le XIX* siècle, on lire l'induction que ce xix* siècle n'a été précédé que d'un petit nombre de dizaines de siècles.

La mythologie nous représente Gérés cherchant sa fille Proserpine à là lueur de deux pins enflammés;

DB LA LUMIERB ARTIFICIELLE. gS

mais rien ne nous signale l'époque où la combustion des matières grasses et des huiles a été substituée à celle des bois résineux. Ce fut un grand pas fait dans l'art de l'éclairage que l'invention de la mèche, c'est-à-dire de quelques filaments brûlant , sans se consumer, au milieu d'un réservoir de substance combustible qui fournit continuellement des aliments à la flanmie illuminatrice. La scie et le compas , c^es deux instruments de l'industrie et de la science, sont attribués au neveu de Dédale, Perdix, qui fut changé, dit-on, en perdrix, sans perdre son nom, à une époque de l'antiquité assez peu reculée ; mais à qui devons-nous la mèche, cet appareil aussi simple qu'utile, et qui est un agent à la fois chimique et physique? Pour égayer ce que cette phrase pourrait avoir de trop emphatique eu égard au peu d'importance d'une mèche, tUux^iov^ je reproduirai UQ jeu de mots d'un de nos présidents de l'Exposition universelle, orateur éloquent et homme d'État; je dirai que l'inventeur de la mèche ne doit pas être traité légèrement, et qu'il mérite la reconnaissance de tous les hommes éclairés.

Nous ne savons pas non plus à qui rapporter l'invention de la mèche enveloppée de matière solide combustible comme dans les bougies, les cierges, les chandelles de suif et de résine. Ces dernières paraissent dater d'une haute antiquité. Virgile nous peint le laboureur rapportant de la ville un grand pain de résine destiné évidemment à l'éclairage, et dans bien des chaumières encore la cire et le suif sont remplacés par eette matière beaucoup moins chère, mais qui ne donne qu'une lueur bien faible accompagnée de pétil

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lements continuels et d*une odeur désagréable et malsaine , quand cette sorte de chandelle n'est, pas fixée dans la cheminée elle-même. Cest à la lueur de ce triste luminaire que travaillent les fileuses villageoises, qui se cotisent entre elles pour les frais de ce triste éclairage, lequel, suivant Texpression d'un poète espagnol , ne donne qu'autant de clarté qu'il en faut pour rendre Pobscurité visible. Là cependant, comme dans toutes les réunions sociales , l'imagination trouve sa place. Des chansons égayent souvent les veillées. Une vieille conteuse dit des histoires de brigands, de rêve* nants ou d'amants éprouvés par l'adversité. Le local se prête au mieux à la frayeur provoquée par un récit qui ne manque jamais de rappeler des apparitions, des scènes de cimetière ou des traits de malice du démon déjoués par quelque saint personnage. Nous trouvons encore dans les vieilles légendes, sur lesquelles l'imagination active de nos pères s'est assez pauvrement exercée pendant neuf ou dix siècles, des âmes damnées qui recommandent à leurs amis d'être plus sages qu'elles et de ne pas trop aller dxafikries,

La lampe à tète ronde , portée sur une espèce de chandelier et pourvue d'une petite mèche, est encore fort en usage en France , et éclaire tout aussi mal que la chandelle de résine. En revanche elle est fort économique. «Pourquoi, dit le vieux Strepsiade à son esclave dans la comédie des Nuées, pourquoi as^tu allumé cette lampe qui boit tallt d'huile? » Il n'eût pas fait ce reproche à nos petites lampes d'étain, mais aussi quelle lumière I Combien de becs à mèches pareilles ne faudrait-il pas pour faire une de nos lampes Carcel !

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Les physiciens ont constaté par l'expérience ce fait remarquable, que pour [obtenir beaucoup de lumière d'un t^mbustible quelconque , il faut qu'il brûle vivement. Il n'en est pas de même de la chaleur, et soit que le combustible se consume lentement ou rapidement, il donne toujours la même somme totale de chaleur. Ainsi une bougie ayant une trop petite mèche ne serait pas avantageuse. Â la vérité elle durerait plus longtemps, mais sa lumière serait si faible, que la durée ne compenserait pas cette faiblesse extrême. En un mot, supposons uûe bougie qui dure deux fois moins qu'une autre de même poids : il suffirait, pour la compensation exacte, que celle qui dure deux fois moins éclairât avec un éclat double. £h bien, l'éclat de celleci sera plus que doublé , et elle aura l'avantage sur Tautre. On peut encore formuler ce principe dans les termes suivants : Ayez deux bougies de même poids dont l'une brûle en huit heures et l'autre en quatre heures; vous serez mieux éclairé pendant huit heures par les deux bougies de quatre heures brûlant l'une après Fautre que par deux bougies de huit heures de durée brûlant ensemble pendant ce même temps.

C'est ici l'occasion de placer des remarques sérieuses sur le peu de contrôle exercé par l'autorité en ce qui touche la vente de la lumière artificielle. Je n'ai pas besoin de rappeler à mes lecteurs que la ville de Paris aussi bien que Londres et New- York consomment pour plusieurs millions de cette denrée fournie par des becs de gaz. Les usines de Cincinnati distillent par an quatre ou cinq cent mille porcs, et le gaz qui en résulte porte le nom assez bizarre de ui. S

lumière de porc, porklight. En France, au moment où j'écris, un kilogramme de bougie stéarique ordinaire coûte six fois plus qu'un kilogramme de pain, et ne représente en valeur vénale que la lumière qu'il peut donner. Si donc cette denrée, la lumière, ne se pèse pas , comment se fait-il que Tautorité n'exerce aucun contrôle sur la faculté éclairante des bougies mises en vente par le commerce, tandis que sur le pain et la viande, qui sont moins chers, elle déploie une vigilance si utile aux intérêts des consommateurs? Il est évident que si 2 kilogrammes de bougies de diverses fabriques éclairent inégalement, et que Tune des bougies ait un éclat double de Tautre, il y a fraude de la moitié du prix total , c'est-à-dire de i fr. 5o c. sur 3 francs. Dans quel débit tolérerait-on une pareille iniquité? J'en dis autant d'un bec de gaz fourni à la ville de Paris ou aux boutiques des marchands, si son illumination n'est que la moitié de ce qu'elle devrait être.

On sait que l'embarras provient de la difficulté qu'il y a d'avoir une mesure, une balance, un instrument pour constater l'éclat réel d'une lumière donnée. On a pris pour point de comparaison l'éclat 4^ la pleine lune, et on a cherché à quelle distance d'un papier blanc il fallait placer une bougie pour qu'elle illuminât ce papier autant que la lune en son plein. Il ne fallait pas songer à la lumière du soleil, qui est environ huit cent mille fois plus forte que celle de la lune, qui est trop éblouissante, et qu'il est très-difficile de fractionner exactement à cause de l'excessive petitesse des trous par lesquels il faut la faire passer. En supposant la lumière de la pleine lune invariable, ce qui n'a pas lieu»

on espérait se servir de la bougie comparée à Téclat de la lune commo de terme de comparaison avec d'autres lumières tirées de matières grasses, de becs de gaz ou de rétincelle électrique. Malheureusement la lumière de la lune est blanche, celle des bougies et du gaz est rougeàtre, et celle de la flamme électrique est d'un vert sensible : or l'œil ne peut comparer deux lumières de teintes diverses.

La nécessité, aujourd'hui indispensable, de mesurer la lumière que l'un achète à un si haut prix a reporté Tattention sur un appareil que j'avais construit il y a bien des années pour cet objet ; mais la difficulté d'avoir des bougies d'un éclat invariable pour servir de point de comparaison a fait que cet appareil a eu plus de réputation que d'usage. Je dois mentionner que depuis la construction de mon photomètre , M. Foucault, le savant physicien qui a fait tourner la terre sous nos yeux , a employé avec succès un appareil photoiuétrique de son invention avec des écrans d'un blanc mat d'une perfection admirable. Quand l'autorité adopterat-elle l'usage de ces instruments! L'inégalité des lumières de deux sources vendues au même prix est telle aujourd'hui, que l'emploi de l'instrument de mesure le moins précis serait une amélioration des plus grandes.

n est très-difficile, ainsi que nous venons de le dire, de trouver une source de lumière parfaitement invariable. Sir John Herschel, associé étranger de l'Institut de France, aussi savant opticien qu'habile astronome, a même prononcé qu'il n'existait pas d'étalon de mesure pour l'intensité de la lumière. Dans les longues études optiques auxquelles je me suis livré, on pense

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bien que le difficile problème d'une lumière invariable a dû m'occuper bien des fois. Voici le procédé qui , je pense, donnera une quantité de lumière toujours la même, et à laquelle on pourra comparer d'autres lumières, soit directement^ soit par l'intermédiaire d'une lampe bien fixe d'éclat. Prenez un creuset ordinaire, et fondez-y un quart ou un demi-quart de kilogramme d'argent fin en coquilles, et maintenez-y de l'argent non encore fondu , en sorte que la température ne s'élève pas au delà de la chaleur de l'argent en fusion. La surface du métal sera rayonnante d'un blanc éclatant, et en couvrant le creuset d'une lame de platine ayant un trou rond de lo millimètres de diamètre, on aura comme un disque illuminant d'un éclat qui se reproduira toujours le même avec les mêmes circonstances physiques. On pourrait encore obtenir une surface blanche de chaleur et une lumière constante en versant du cuivre et de l'argent fondu dans un creuset de platine ; mais alors il faudrait étudier l'influence de l'épaisseur du creuset, et voir si elle est sensible ou non. Depuis à peu près deux ans que j'ai imaginé cette lumière blanche constante, je n'ai pu encore la réaliser expérimentalement, quoique le savant directeur de la Monnaie, M. Pelouze, de l'Inslitut , ait eu la bonté de s'offrir à moi comme un collaborateur pour un travail que ses honorables fonctions municipales lui permettraient d'utiliser dans la question de l'éclairage de la ville de Paris.

On peut dire, sans crainte d'être démenti, que la position actuelle d'un acheteur de lumière est tout à fait intolérable. Je sais bien qu'on me dira qu'il faut laisser le commerce libre , et que les acheteurs s^éloignerout

naturellement de la marchandise fraudée. Eh bien, c'est ainsi que Ton a perdu plusieurs branches du commerce d'exportation de la France. La mauvaise qualité des pacotilles nous a fait supplanter (nous les inventeurs de la chimie ! ) pour les préparations médicales sur les marchés de la Russie, de Tlnde et de TAsie centrale, par les Allemands et les Anglais. Laissez libre le prix de vente, d'accord; mais la qualité et la quantité annoncées sont dues, puisqu'elles ont été indiquées; la constatation doit être possible ici de fait comme de droit, et de plus l'intérêt général de la société lui im* pose l'obligation de ne point rester étrangère à ces vérifications de probité.

Nous voilà un peu loin des progrès de Tart de produire de la lumière. Cette digression correspondra, si l'on veut, à la longue série de siècles où cet art fut stationnaire. Jusqu'à la fin du siècle dernier, il n'y eut de brillante illumination que celle des lustres à grand nombre de bougies, laquelle dans les appartements de Versailles revenait à des sommes immenses. Les bougies à moitié brûlées constituaient seules un revenu considérable de la charger d'où ressortissait l'éclairage royal. Les flambeaux à deux et à cinq bougies étaient d'un usage universel. Tous ces éclairages de luxe n'étaient guère efficaces. Les bourgeois, réduits à la bougie et souvent à la chandelle, méprisaient l'huile et les ignobles lampes où brûlait ce combustible avec une odeur repoussante, lorsque la lampe à courant d'air avec une mèche ronde et creuse et une cheminée en verre vint donner à la lumière de l'huile une supériorité qu'elle n*a point perdue depuis. L'inventeur de cette

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lampe était Ârgand, et la date de Tinvention est vers 1800. Un peu plus tard, un certain M. Quinquet s'empara de la lampe d*Ârgand, et lui donna momentanément son nom. Il fut TAméric Vespuce du Christophe Colomb de l'éclairage. Les soins assidus de nettoyage, nécessaires aux lampes d'Ârgand, furent sur le point d'en compromettre l'adoption ; mais l'admirable éclat de leur flamme triompha de tout, et lorsque ensuite Carcel, par un mécanisme d'horlogerie, eut régularisé l'arrosage de la mèche, la perfection fut atteinte. Je serais injuste de ne pas mentionner la lampe dite à modérateur, inventée par Franchot, qui produit plus simplement un effet à peu près égal à celui que produit le mécanisme de Carcel ; mais ne nous noyons pas dans les détails. Une mèche ronde et creuse, arrosée continuellement d'huile en circulation , avec une cheminée en verre produisant un rapide courant d'air et une vive combustion , voilà la lampe moderne qui consacrera à jamais le nom de l'inventeur Argand.

Lucrèce nous peint en vers pompeux les statues dorées qui portent dans leur main droite des lampes ardentes qui fournissent des lumières pour les festins nocturnes :

Aurea sunt juvenum simulachra per sedes

Lampadas igniferas manibus retinentia dextris, Lumina nocturnis epulis ut suppeditentur.

Comme les Romains, nous avons de gracieuses statues porte-flambeaux, mais nous mettons dans leurs mains des lampes à courant d'air dont l'éclat ne pouvait même pas être soupçonné par les anciens. Homère

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ne voit rien de comparable à Téclat da feu flambant

dtàr,

dans les signaux télégraphiques que Clytemnestre avait fait disposer le long de la côte pour être avertie de rarrirée d'Agamemnpn; c'était le feu, et non point les lampes ni les torches qui donnaient le signal. Il en était âe même des signaux de feu au moyen desquels les souverains de Perse recevaient en peu d'heures des nouvelles des extrémités de leur vaste empire. C'étaient de vrais télégraphes de nuit dont la description fidèle, âonoée par Âristote, ne permet pas de douter que les anciens n'aient connu et employé ces correspondances lapides dont on fait honneur ordinairement à la France et à l'inventeur Chappe. De toutes les sources de lunnère adoptées de l'antiquité, la torche formée de filasse enveloppée de résine est certainement la plus éclatante; i&aiselle n'a pas la grosseur d'un feu de bois, et on n'eut pas l'idée d'assembler plusieurs torches pour obtenir un foyer dont la portée lumineuse eût été très-grande.

L'activité des esprits, qui dès le commencement de ce siècle se tournait vers les applications industrielles des agents physiques, mécaniques et chimiques, parvint à trouver dans la flamme du gaz hydrogène carboné une nvale à la flamme de l'huile dans la lampe à courant d'air. Une expérience connue des physiciens sous le nom de lampe philosophique consistait à brûler un petit jet de gaz hydrogène sortant d'un flacon dans lequel on versait de l'eau. Rien de faible comme cette petite lueur qui s'apercevait à peine dans un apparte-

ment éclairé par la lumière d'un jour sans soleil. On remarqua qu'un gaz carboné donnait une flamme bien plus vive que Thydrogène pur. On reconnut que le charbon de terre chauffé en vases clos dégageait une quantité immense de gaz hydrogène carboné donnant une flamme très-vive. Peu à peu on apprit à construire des réservoirs flottants assez grands pour contenir le gaz, et assez mobiles pour le chasser régulièrement dans des conduites souterraines. On trouva la forme la plus convenable pour le bec qui devait émettre le gaz à brûler, et on inventa des compteurs pour jauger la quantité de gaz qui sortait du réiservoir ou qui entrait chez les consommateurs ; enfln le résultat de tous ces perfectionnements successifs fut une industrie immense, occupant les ouvriers par centaines et les capitaux par millions. La physique, la chimie et la mécanique, dont elle était tributaire, y trouvaient d'utiles emplois de leurs théories et les perfectionnements que l'observation des faits amène toujours à sa suite. En même temps ce mode d'éclairage permit d'illuminer des localités où il eût été difficile d'établir d'autres appareils. Par là encore une itoasse immense de notions se répandit dans le monde des travailleurs, qui peu à peu se rendit familières des connaissances que la classe élevée de la société ne puise pas toujours dans les écoles spéciales* L'instruction pratique, que depuis quelques années la direction supérieure des études tend à faire prévaloir, répond à ce penchant nouveau de la société qui l'entraîne vers la science appliquée, ou, pour employer un néologisme significatif, vers la science utilitaire, A ceux qui réclament les droits de la théorie pure> on peut

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répondre qu'en général la réflexion doit compléter les connaissances pratiques, tandis que les notions théori> ques ne sont pas toujours praticables. Ce n'est pas tout de savoir, il faut savoir faire. Le penseur et Touvrier, la tête et la main, la théorie et le travail, ne doivent point être séparés. Quelques hommes, parmi lesquels j'aime à citer Texcellent professeur Blum, élève de l'École Polytechnique, avaient devancé honorablement, dans cette voie d'enseignement pratique, l'impulsion de l'État. Pour mon compte particulier, c'est aux manipulations instituées à l'École Polytechnique par notre illustre chimiste le baron Thenard que j'ai dû le peu de science physique qui m'a valu le titre si justement envié de membre de l'Académie des Sciences de notre Institut de France, titre qui stimule si puissamment le génie de tant d'énergiques travailleurs qu'on pourrait désigner par leurs découvertes aussi bien que par leurs noms. L'Institut, en leur ouvrant ses portes à mesure que les fauteuils deviennent vacants, a donc la juste espérance de ne point déchoir. Puissent-ils un jour dire comme les héros d'Homère : Nous nous flattons de va^ loir mieux que nos pères !

C'est encore un symptôme heureux pour les sciences de voir les hommes arrivés à la maturité en rechercher les notions sérieuses et sévères avec autant d'empressement que les fruits bien plus attrayants de l'imagination et du style, qui sont cependant la plus brillante incarnation de la pensée. Cette tendance est générale. Les Anglais ont emprunté aux Allemands cette belle devise : a la *

tête et la main, » mente et manu. Je dois personnellement à cette curiosité, si vivement éveillée par les récents progrès de la science, l'attention qu'on veut bien donner aux pages où je tâche, dans ces Études, de rendre accessibles des connaissances avant tout positives sans rien sacrifier de la rigueur qui en fait le caractère. Il y a peu d'années encore que Ton pouvait craindre d'être obligé de dire avec Bacon «qu'il y a plus de science dans les ateliers que dans les écoles. » Heureusement la marche des esprits nous rassure. L'Exposition universelle a été visitée et étudiée avec un intérêt inespéré, et quand la presse aura mûri les germes déposés dans les esprits, l'Angleterre et la France pourront s'enorgueillir d'avoir beaucoup fait pour le bien du monde entier par l'intelligence comme par la force. M"* Louise GoUet a dit de la Grèce et de la Judée ce vers qui exprime énergiquement une pensée vraie :

Petites nations, mais grandes par l'idée!

La France et l'Angleterre n'auront, en aucun sens, aucune infériorité, et marcheront à la têtedu monde civilisé! Mais revenons à notre sujet. Ne semble-t-il pas qu'avec la création de la lumière, le monde industriel et savant ait assez produit pour se reposer dans la contemplation de ses succès? Ce n'est point pourtant ici, comme Ta dit l'Arioste, Pesprit vivant d^une créature finie ^

El vivo spirto délia morta spoglia.

Le génie actif de la science travailleuse crie sans cesse à l'homme penseur le mot de Bossuet : « Marche, marche!» Après le gaz, qui avait fait plus que la lampe, on a trouvé

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