ÉLECTRIQUE

Chmribolui servant au développement de l*aro voltalqne.

— C*est Davy qui a eu le p.*emier iidée d'employer des charbons conune électrodes pour développer Tare voltaïque ; mais ces charbons étaient des baguettes de charbon de bois éteint dans de Teau. Toutefois leur usure était si prompte, que d'autres physiciens cherchèrent à substituer au charbon de boôs un charbon plus durable, et c'est M. Foucault qui, le premier, pensa à utiliser dans ce but les produits de la houille déposés sur les parois des cornues où on bnUe ce combustible pour en tirer le gaz, et il obtint de cette manière un arc voltaïque d'une durée beaucoup plus longue.

Néanmoins, le charbon de cornue laissait encore beaucoup à désirer, car la compacité n'étant pas imiforme et se trouvant mélangé à des matières terreuses et particulièrement à des matières siliceuses, la lumière produite était loin d'être stable ; elle était vacillante et présentait des différences d'éclat considérables. Les charbons, d'un autre côté, se désagrégeant à la suite de la lîision de ces matières siliceuses, éclataient souvent et se ttouvaient même la plupart du temps accompagnés de vapeurs qui, étant plus conductrices que l'arc, écoulaient une partie du courant à l'état de décharge obscure. £n choisissant, il est vrai, convenablement ces charbons et en les découpant dans les parties homogènes des dépôts, ce que Ton peut aujourd'hui distinguer plus facilement qu'autrefois, on pouvait néanmoins parvenir à obtenir de bons charbons; mais ce système d'excitateur de l'arc voltaïque a été longtemps décrié, et a été souvent un obstacle à Textension des applications de la lumière électrique, bien qu'aujourd'hui, et malgré les progrès qui ont été faits dans ces derniers temps dans la fabrication des charbons à lumière, on trouve encore des personnes qui donnent toujours la préférence aux charbons de cornue.

Les inconvénients des charbons de cornue (à lumière électrique) que nous venons de signaler, n'ont pas tardé, comme on devait s'y attendre, à engager les industriels et les physiciens à trouver des moyens de les tabriquer de toutes pièces et de telle façon que, étant aussi durs que les charbons de cornue, ils pvissent être beaucoup plus purs dans leur composition

chimique et plus homogènes dans leur composition physique. On y an jusqu'à un certain point parvenu par certains procédés dont nous alkm parler; mais on s'est aussi demandé si on n'aurait pas un plus gnnd avantage à allier à ces charbons fabriqués certains sels métalliques qai, sous la triple influence de l'action électrolytique, de Taction calorifique et de l'action réductrice du carbone, pourraient donner lieu à une prtd* pitation à Téiectrode négative des métaux entrant dans leur compositioOf lesquels métaux pouvaient être choisis de manière à brûler en présence de Pair au fur et à mesure de leur production et qui devaient ainsi i^tertoor lumière à celle de l'arc voltaïque. MM. Carré, Gauduin, Archereau ontbità cet égard des expériences que nous rapportons plus loin; mais les lésoUsti n'ont été qu'à moitié satisfttisants, car il est rare que l'introduction de m sels dans les charbons n'entraîne pas la formation de vapeurs, et comine ces vapeurs rendent, ainsi qu'on l'a vu, la lumière vacillante et instable^ on a préféré généralement employer le carbone seul.

Dès l'année 1846, MM. Staite et Edwards avaient fait breveter, pour ItanMr des électrodes pour la lumière électrique, un mélange de coke pulvènsèet de sucre qui» étant moulé» malaxé et fortement comprimé, était soumii^ une première cuisson après laquelle on ajoutait une dissolution conceQttée de sucre, puis à une seconde cuisson à la chaleur blanche. Trois ans plut tard, en 18i9, M. le Molt fit breveter dans le môme but des charbons composés de 2 parties de charbon do cornue, de 2 parties de charbon de bois, de i partie de goudron liquide. Ces substances, réduites en pâte, étaient ensuite soumises à une forte compression, puis recouvertes d'un enduit de sirop de sucre et cuites pendant 20 ou 30 heures à une haute tempétature. Elles étaient ensuite purifiées par des immersions successives dans des acides. En 1857, MM. Lacassagne et Thiers eurent l'idée de purifier lei baguettes de charbon de cornue en les faisant tremper dans un bain composé d'une certaine quantité de potasse ou de soude caustique, (bndue par voie ignée. Cette opération, suivant les auteurs, avait pour but de transformer en silicates de potasse ou de soude solubles la silice contenue dans les charbons, et il ne restait pour les purifier qu'à les tremper dans de l'eau bouillante pendant quelques instants, puis à les soumettre dans un tube en porcelaine ou en terre réfractaii^ chauffé au rouge, à un coursai de chlore, pour faire passer les différentes terres que la potasse ou la soude n'avaient pas attaquées à l'état de chlorures volatils de silichim, de calciunif de potassium, de fer, etc. Peu après ces expériences, M. Curmer voulut constituer les charbons de toutes pièces par la calcination d'un mtimnge de noir de fumée, de benzine et d^essence de térébenthine, le tout moulé sodi

teme de cylindre. La décomposition de ces matières laissait un charbon poreaz gu'on imbibait de résine et de matières sacrées et qu'on calcinait de nouveau; ces charbons étaient peu denses et peu conducteursi mais ils étaient trèa-r^Uers et exempts de toute impureté.

CestM. Jaoquelain, ancien chimiste de l'école centrale, qui, aux époques doot nous parlons, avait le mieux réussi, et les expériences de lumière électrique fiiites avec ses charbons à l'administration des phares ayaient été si concluantes qu^on croyait le problème résolu. Je ne puis m'empècher de rqHToduire ici, à propos de ces expériences, une lettre que m'avait écrite, en 1858, M. Beriioz, alors directeur de la compagnie l'Alliance, homme positif et éclairé qui s'était montré jusque-là peu enthousiaste des rfesoltats produits par ses machines.

« J^torait désiré vous écrire plus tét pour vous donner des nouvelles de k machine : elle va bien, parfaitement bien; sa force augmente, et nous afODs une lumière admirable. Cest là ce à quoi je tenais et ce que je voulu TOUS apprendre; car c'est à vous, comme toujours, que nous devons cette circonstance si importante. Vous m'avez, en effet, engagé à aller voir M. Jaoquelain pour son charbon de carbone pur, et ce charbon donne une twmière fixe, sans flamme, et d'un éclat bien remarquable. Je regrette que voua ne soyez pas ici, car vous avez été assez bon pour donner à noire machine des soins paternels. Ce soir, je fois de la lumière en présence de mon conseil de surveillance. Nous lisons une écriture très-fine à 60 mètres de distaiice, et nous lirions sans doute à près d'un kilomètre, si l'espace nous Pavait permis. Nous avons aussi illuminé magnifiquement le ddme des Invalides, qui est à environ 300 mètres de notre appareil ; mais nous toonfl bientôt, je Tespère, l'expérience sur la Seine, à bord d*un bateau à vapeur, ainsi que vous nous l'avez conseillé.

» Ainsi, avec notre machine remplaçant la pile de Volta, avec le charbon Jaequdain, avec un mécanisme régulateur adapté à des courants alternativement contraires, et avec un bon réflecteur, le problème de la lumière électrique à bord des navires en mer sera complètement résolu.

9 Agréez, etc. » Berlioz. »

Système Jacquelain. — Pour obtenir un carbone pur, M. Jacquelain a eu secours aux carbures d'hydrogène représentés soit par les goudrons résultant de la distillation des houilles, des schistes, des tourbes, etc., soit par les nombreux produits qui prennent naissance pendant la carbonisation de eea combustibles en vase clos; soit des huiles lourdes de houille, de schiste ou de tourbe, soit toute matière organique voiatilisable.

4tS LUMIERE ÉLSGTRIOUE.

c Ces matifares organiques emmagasinées dans un résemm en failli^ sont introduites dans une chaudiàre en fonte, qui est à un niveau inffriflai^ par un tube de communication muni d'un robinet, pour y entrer en ttollition. Cette chaudière est pourvue d'un robinet de vidange. De là Itt vapeurs se dirigent, par un tuyau en fonte, dans une cornue hortnotdi en terre réfractaire munie d'un écran susceptible de retarder le mouveoMfll du produit gazeux, et mise en communication avec deux récipients en fimto formant un U renversé et qui sont destinés à recueillir le noir de fùmiei On désobstrue la cornue au moyen d'un ringard. Enfin, sur le denîv récipient qui fait la seconde branche de l'U renversé, vient s'embranchs un tube recourbé qui dirige sous une grille le gaz hydrogène ainsi qus 11 carbone et les produits volatils qui auraient échappé à la décompoaKiai par la chaleur (1). »

Malheureusement, ce procédé était très-incomplet et ne présentait aocmi sûreté dans la qualité des produits ; à côté de charbons excellents, qâ donnaient des résultats très-satis£Eûsants, on en avait d'autres trèa-miuviii qui étaient quelquefois même inférieurs à ceux provenant des charbonidi cornue; c'est ce qui a décidé en 1868 M. Carré à étudier de nouvem II problème, et voici ce qu'il en dit dans les comptes-rendus de rAcadémii des sciences du 19 février 1877, p. 346.

Système de M. Carré, ^ a La supériorité des charbons factices pour les diverses expériences, dit M. F. Carré, la possibilité de purifier les poudres charbonneuses qui les composent par des lavages alcalins, acides, à l'eau régale, etc., m'amenèrent alors à chercher des moyens de les produire économiquement. En humectant les poudres soit avec des sirops de gomme, de gélatine, etc., soit avec des huiles fixes épaissies avec des résines, j'arrifii à en former des pâtes suffisamment plastiques et consistantes pour s'étinr en baguettes cylindriques dans une filière placée sur le fond d'une puissante presse à piston et sous la pression d'environ 100 atmosphères l'industrie tire aujourd'hui parti de ce procédé et produit les charbons que j'ai présentés à diverses époques à l'Académie des sciences et à la Société d'encouragement.

» Ces charbons sont 3 à 4 fois plus tenaces et surtout bien plus rigides que ceux de cornue ; on les obtient de longueur illimitée, et des cylindres de 10 millimètres de diamètre peuvent être employés sur une longueur de &0 centimètres, sans crainte de les voir fléchir ou se croiser pendant les ruptures de circuit, comme cela arrive trop souvent avec les autres; oo ks

(l) Voir Description des brevets, t. 72, p. 421 (28 octobre 1839).

LTJlflfiRE tLKGTRIQmL 4€7

olitiani amsi fecSement «ox diamètreB les plus rédiiiu(2 millimkt.) qu'aux plaagfQs.

» Leur homogénéité chimique et physique donne ime grande stabilité au potaU lumineux ; leur fbrme cylindrique, jointe à la régularité de leur cornposition et de leur structure» ftât que leurs cônes se maintienn^it aussi parfaitement taillés que s'ils étaient usés au tour; dès lors plus d'occultadu point lumineux maximum, conune celles qid sont produites parles saillantes et relativement froides des charixms de cornue; ils n'ont pBS IHncoQTénient d^édater à l'allumage comme ceux-ci par la dilatation énorme et instantanée des gaz renfermés dans leurs cellules closes, qudqusfaia de plus de I millimètre cube. En leur donnant une même densité aoyennet ils sHisent d'une même quantité à secUon égale; ils sont beaucoup plus conducteurs, et même sans addiUon de matières autres que le csrixMie, ils sont plus lumineux dans le rapport de 1,25 à 1. •

La piéparation que M. Carré préfère est une composition de cdce en foodra, de noir de Aimée calciné et d'un sirop de sucre formé de 80 parties A sobre de canne et de 12 parties de gomme. La formule suiTante est iadiqaée dans son brevet du 15 janvier 1876»

Coke très-pur en poudre fine 15 parties.

Noir de fumée calciné 5 —

Sirop de sucre 7à8 —

La tout est fortement trituré et additionné de 1 à 3 parties d'eau pour fiipenswr les pertes par évaporation et selon le degré de dureté à donner à la pâle. Le coke doit être foit avec les meilleurs charbons pulvérisés et purifléa par des lavages. La pâte est alors comprimée et passée par une tlHini, puis les charbons sont étages dans des creusets et soumis pendant un temps déterminé à une haute tempésature. On peut trouver dans l'ouvrage de M. H. Fontaine, p. 54, le détail des opérations qu'il yak foire pour la préparation de ces charbons.

Mooa jouterons que M. Carré, voulant donner aux projections de la lumière électrique les teintes les plus fovorables, surtout dans ks effets de théUfOi est parvenu à disposer ses charbons de manière k fournir eux- Mmea cette teinte qui, au lieu d'être d'un blanc bleuâtre» devient d'un Nom rosé très-fovorable pour foire valoir le teint des actrices. .

Syilème de M. Gauduin. — Suivant M. Fontaine, les charbons fobriqués Par M. Oailduin sont supMeurs k tous les autres. Us sont en carbone pur, it cfest le noir de tomée qui en est M base, mais comme le prix de ee corpa iat fdativement éUvé» quis Md tnihièmeni 'èet dJBsBsf, M. OanMi • éi

166 LUmÈRB iLSGTRIQUS.

chercher ailleurs une meilleure source de carbone» et il Ta trouTée di décomposition, par la chaleur en vase dos, des brais secs, gras ou liqi des goudrons, résines, bitumes, essences et huiles naturelles ou artifid des matières organiques susceptibles de laisser du carbone suffisam pur après leur décomposition par la chaleur.

Ces produits déposés dans des creusets, sont diaufiës au rouge clair, produits volatils sont conduits dans une chambre de condensation, d*4 sont dirigés, par im serpentin en cuivre, avec les produits liquides, tel goudrons, huiles, essences et carbures d'hydrogène, dans un autic pentin où on les recueille pour ètro utilisés à la iiabrication des chaii U reste dans la cornue du charbon plus ou moins compacte qu'on puli aussi finement que possible et qu'on agglomère soit seul» soit mëlèi certaine quantité de noir de fumée, au moytti des carbures d'hjdic obtenus comme produits secondaires.

Ainsi préparés, ces carbures sont complètement exempts de fer el bien préférables à ceux qu'on trouve dans le commerce. L'inveoisi sert pour le moulage de ses charbons, de moules en ader capdÉ résister aux plus hautes pressions d'une forte presse hydraoliqiMi moules sont disposés en filières, et leur disposition a été très-perfectio par M. Gauduin, car, par son procédé, les crayons sont constammoit tenus sur toute leur longueur et ils ne cassent plus sous leur propre p comme cela leur arrive souvent avec les filières ordinaires.

D'après les expériences faites par M. Fontaine avec une machine Gfv construite par M. Breguet, une lumière qui, avec des charbons de cor était égaie à 103 becs, devenait équivalente à 150 becs avec les crajOD MM. Arehereau et Carré, et à 205 becs avec les crayons Gauduin.

Ramenée à une section uniforme de Ob',0001, Tusiure des charboof M

Avec les charbons de cornue. 51 millim.

— Arehereau 66 —

— Gauduin 73 —

— Carré 77 —

Par rapport à la lumière produite, cette usure était :

Pour les charbons Gauduin 35 milL p. iOOh

— Arehereau 44 —

— Carré 51 —

— de cornue 49 —

Dans une autre série d'expériences faites avec une machine ploi F santé, on a trouvé des résultats im peu différents. Ainsi Tusore diid bons ramenée à une section uniforme de 0"^,000i étail :

LUMIÊRS tLECTRIQUB. 46»

Pour kt charixms Carré 44 millim.

— de cornue 49 —

— Archereau 53 —

— Gauduin (charbon de bois). . . 6i —

— Gauduin n» i 78 —

Par rapport à la lumière produite, cette usure était :

Pour les chartMns Gauduin (charbon de bois). . 32 miil. p. 100 becs.

— Archereau 39 —

— Carré 40 —

— Gauduin n<> \ 40 —

— de cornue 50 —

Dernièrement, M. Gauduin a perfectionné son procédé. Au heu de carboniser du bois, de le réduire en poudre et de Tagglomérer ensuite, Tinfenleur prend du bois sec convenablement choisi, auquel il donne la fbrme du crayon définitif; puis il le convertit en charbon dur et l'imbibe finalement comme dans la Habrication que nous avons décrite. La distillation du boîs se &ût lentement, de manière à chasser les corps volatils, et le séchage final est obtenu dans une atmosphère réductrice d'ime température trèaéievée. Un lavage préalable dans' les acides et les alcahs, enlève au bois les impuretés qu'il possède.

M. Gauduin indique également le moyen de boucher les pores du bois, en le ftûsant chauffer au rouge et en le soumettant à l'action du chlorure de carbone et de divers carbures d'hydrogène. H espère ainsi produire des charbons électriques s'usant peu et donnant une lumière absolument fixe.

Bfléto réanltant de l'addition de sels mételllqiies aws elusrboni préparés pour la Imnière éleotriqiie. — Comme nous l'avons vu p. 464, on a cherché si on pourrait avoir avantage à allier aux charbons des sels métalliques pouvant fournir, indépendamment de l'arc voltaîque, une lumière propre à la combustion d€|^ métaux transportés à l'électrode négative. Voici les expériences qui ont été entreprises à cet égard par BfM. Gauduin, Carré, Archereau.

Les substances introduites dans le carbone pur par M. Gauduin afin d'augmenter la puissance lumineuse de l'arc voltaîque ont été : le phosphate de chaux des os, le chlorure de calcium, le borate de chaux, le siUealede chaux, la silice précipitée pure, la magnésie, le borate de magnésie, le phosphate de magnésie, l'alumine, le silicate d'alumine. Les proportions itaient calculées de manière à mtroduire 5 % d'oxyde après la cuisson des crajoos. Ceux-ci étaient soumis à l'Éction d*un courant élactriqae loiqoon

Vm CUMIftRS blectrique.

de même sens, fourni par une machine Giamme assex puiwinti pour entretenir un aro Yoltaique de 10 à 15 millinièties de longueur. Or, foid les résultats obtenus »

i^ Le phosphate de chaux a été décomposé, et le calcium réduit tjant brûlé au contact de l'air avec une flamme rougeâtre» la lumitee mesmée au photomètre a été double de celle qui est produite par des charboos di même section taillés dans des résidus de cornues à gaz. La chmux et l^aekle phosphorique se sont, il est vrai, répandus dans Tair en {woduisant un fumée assez abondante;

2^ Le chlorure de calcium, le borate et le silicate de chaux se sont <|ilement décomposés. Mais les acides borique et silicique ont paru échapper par la volatilisation à l'action de l'électricité. La lumière fournie a éli moindre qu'avec le phosphate de chaux;

3* La silice a rendu les charbons moins conducteurs et a diminué h lumière; elle fond d'ailleurs et se volatilise sans 'être décomposée;

4* La magnésie, le borate et le phosphate de magnésie ont été décomposés, et le magnésium en vapeur se rendant au p^ négatif, a brûlé tt contact de l'air avec une flamme blanche qui a augmenté beaucoup h lumière, mais moins cependant qu'avec les sels de chaux. La magnésie, les acides borique et phosphorique se sont répandus dans l'air à l'état de fumée;

5* L'alumine, le silicate d'alumine ont été difficiles à décomposer; il i fallu, pour y arriver, un fort courant et un arc voltaïque considérable. Dm ces conditions, on voit l'aluminium en vapeur sortir du pôle négatif comme un jet de gaz et brûler avec une flamme bleuâtre peu éclairante.

De son côté, M. Archereau a reconnu que l'introduction de la magnésie dans les charbons préparés pour la lumière électrique, peut augmenter leur pouvoir éclairant dans le rapport de 1 à 1,34.

Enfin, suivant M. Carré, qui, le premier après M. Jacquelain, a fobnqué des charbons pour la lumière électrique, il paraîtrait :

\^ Que la potasse et la soude doubleraient au moins la longueur de Tare voltaïque, le rendraient muet, et qu'en se combinant à la silice qui existe toujours dans les charbons de cornue, ils l'éliminent en la faisant fluer,à6 ou 7 millimètres des pointes, à Tétat de globules vitreux, limpides et souvent incolores. La lumière serait augmentée par cette réaction dans le rapport de 1,25 à i ;

2* Que la chaux, la magnésie et la strontiane augmenteraient cette lumière dans le rapport de 1,30 ou 1,50 à 1 en la colorant diversement;

3« Que le fer et l'antimoine porteraient cette augmentation à 1,60 et 1,70.

LUmiRE ÉLECTRIQUE. 471

4* Que l'acide borique augmenterait la durée des charbons, en les enveloppant d'un enduit vitreux qui les isole de l'oxygène, mais sans augmenter la lumière;

5* Qu'enfin l'imprégnation des charbons purs et régulièrement poreux «lec des dissolutions de divers corps, est un moyen commode et économique de produire leurs spectres, mais qu'il est préférable de mélanger les mrpa simples aux charbons composés. >

CAmpb^iui métalliaési. — Suivant M. E. Reynier, les charbons abusant un peu par leur combustion sur leurs fisces latérales, qui sont ■ouvent rougies en pure perte pour la lumière sur une longueur de 7 ou 8 centimètres au-dessus et au-dessous du point lumineux, on aurait avantage à les recouvrir d'une enveloppe métallique afin d'éviter cette oombuttion latérale. U résulte en effet des expériences'ftûtes par lui dans lea ateliers de MM. 8autter et Lemonier avec une machine Gramme du modèle de 1876, que les charbons métallisés s'usent sensiblement moins que ka charbons ordinaires, et voici les résultats de ces expériences.

Eut de It tnrfâce dM eharboBt.

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