CHAPITRE X

Principes et règles pour la construction des paratonnerres. — Instrue* tion de Gay-Lussac adoptée et publiée par l'Académie des sciences de Paris en 1823. — Nouvelles instructions publiées en 1854.

Guylon de Morvcau et Jlaret, dans un rapport fait à l'Académie des sciences de Dijon en 178/i, avaient essayé de formuler quelques principes relatifs à la construction des paratonnerres. Charles et Leroy donnèrent ensuite plus de précision à ces règles.

En 1823, la foudre avait occasionné de grands ravages en France. À cette occasion, le ministre de l'intérieur demanda à l'Académie des sciences de Paris de rédiger une Instruction pratique qui pût senir de guide aux constructeurs et ouvriers pour l'établissement des paratonnerres que l'on se disposait à élever dans la plupart des communes. Chargé de ce tra* vail, Gay-Lussac composa un écrit qui peut être considéré

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omit);» un modèle, |iar la netteté dos wies tliroriquos et la implicite des indications pratiques. Le rapport de Gay-Lussac H distribué avec une profusion exl renie et largement répandu artous les moyens de publicité. L*él ranger, aussi bien que la tance, profita de ce document, qui de\int untf sorte de aaiiuel populaire, où, pondant trente ans, on a puisé les fltions simples et précises dont on avait besoin pour construire t installer cet appareil protecteur.

Cependant un travail scientifique, qui remontait à l'année 823, avait besoin à notre époque d'être soumis à une révision ttentive. Sans doute, tout ce qu'a écrit Gay-Lussac en 1823, ur la manière d'établir un paratonnerre, demeure encore ajourd'hui exact et vrai. Mais les modifications apportées lepuis cette époque au système et aux matériaux de nos instructions ont placé les édifices clans des conditions toutes louvelles par rapport à l'électricité atmosphérique. Dans les idifices d'autrefois, l'emploi des métaux, particulièrement la fer et du zinc, était restreint presque exclusivement au iîtage, aux gouttières, aux tirants de consolidation. Dans les soustractions modernes, au contraire, le métal prédomine de plus en plus. Dans les bâtiments d'aujourd'hui, on trouve partout du fèr, de la fonte ou du zinc, que l'on emploie en grandes masses et sur de grandes superficies : couvertures de métal, charpentes de métal, poutres de métal, croisées de métal, colonnes de métal, et quelquefois même murailles de métal. Sardes édifices ainsi composés la foudre a nécessairement plus de prise que sur les anciennes maisons qui n'admettaient que de la pierre et du bois. Les nuages orageux peuvent décomposer, par influence, des quantités d'électricité décuples ou centuples de celles qu'ils auraient décomposées avec des corps moins bons conducteurs, comme l'ardoise ou la brique, le bois, la pierre, le plâtre, le mortier et tous les anciens matériaux des édifices. Ainsi ce noineau svstemo de construction

réalise, sur une immense échelle , ce que Ton reprochait à 1 fin du dernier siècle aux paratonnerres : il attire la foudre.

Le palais de l'Industrie, qui fut bâti aux Champs-Elysées a 185ft pour recevoir les produits de l'Exposition universelle, était, comme tous les édifices modernes, abondamment pourvu de pièces de construction métalliques. Sur retendue de tn» hectares qu'il occupait, on avait élevé un édifice de 40 mètra de hauteur, où il entrait, depuis la base jusqu'au sommet, dei masses énormes de fer, de fonte et de zinc. La compagnie qui avait* entrepris d'élever ce vaste monument, consulta l'Académie des sciences sur les meilleures dispositions à donner an paratonnerres qui seraient destinés à le protéger. La section de physique de l'Académie fut alors chargée de reviser l'instruction de Gay-Lussac pour la mettre en harmonie avec kl besoins nouveaux. Rapporteur de cette section, 31. Pouillet a composé un Supplément à V instruction de Gay-Lussac, qui renferme plusieurs vues nouvelles assez importantes à connaître. L'Académie des sciences a revêtu ce travail de sol approbation, comme elle avait approuvé celui de Gay-Lussac. C'est en prenant pour base ces deux documents que nom allons exposer les principes et les règles qui doivent présider à la construction du paratonnerre, quand on veut donner 11 cet instrument toute son efficacité (1).

Un paratonnerre se compose d'une tige métallique pointue élevée dans l'air, et d'un conducteur métallique. Ce dernier descend de l'extrémité inférieure de la tige pour aboutir en un endroit du sol occupé par une masse d'eau courante ou communiquant avec une rivière ou un fort ruisseau.

Les conditions nécessaires pour que les paratonnerres produisent tout leur effet sont :

(1) On trouvera dans les Noies de co volume (Note III) le rapport * » Cay-Lussac et celui de M. Pouillot.

1* Que la pointe de la tige soit suffisamment aiguë, eteepenat assez résistante pour n'Olrc pas fondue par un coup de îdre ; 2° Que le conducteur communique parfaitement avec le

I; 3° Que, depuis la pointe jusqu'à l'extrémité inférieure du

inducteur, il n'existe aucune solution de continuité ;

k° Que toutes les parties de l'appareil aient des dimensions

ravenables.

Si ces conditions ne sont pas exactement remplies, le para-

Hinerre, au lieu de préserver un édifice, pourrait y occa-

ionner des accidents graves.

Si sa pointe était trop émoussée, et s'il existait dans la

ongneur du conducteur une solution de continuité, ]ï*]f<tri-

ité s'accumulerait dans la tige du paratonnerre par l'influf iir*:

les nuages orageux, et l'appareil se trouverait ainsi traif-T'uni/;

en un corps conducteur chargé d'une grand'* masse dV-l<< .

Incité et isolé en partie. Il constituerait donc un vi-iîiaM'-

réservoir d'une quantité considérable d "électricité, laquelle, se déchargeant presque inévitablement sur les cor]* \<rt-ïn>. produirait tous les effets d'une forte décharge eJeuriqu".

Un paratonnerre qui présentée/.- double défaut d*f:% '■* **a. îinuité du conducteur et dans sa C'jfi'.njufjicaiijo.'j <r.'-'. r o\ est toujours extrêmement dangereux, iu-v.x ci.v ]■- év * ; « n'est pas frappé par la fiudr*. J/i;.£'j .-'.* •& :*'•***? s r S < inosphérique suffit, en effH. jy.'ur ; *r,:s.' :.*'*- • •/ y*sS.quantité de fluide qui tend à s*- t^ias? ■■•• -<'*/■<.••'«■■;■ >••>■ tous les corps voisins. L'étiirc-'O* v/-'*ri":> ';. ;*• **'/• •* la tige métallique impai^ait^:^?;! -^ r- . >-.■ '•«■•;/■• «.«■. '/,■ * ou les enflammer. Ces! par wj « .,1-** c* *-: ;"■■ ■" ' •■ :'■• ainsi que nous l'aToc* rb".dm k . *- ;.-..v» ,-■■.•• ' .« «■ •••

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énumérées plus haut, pour qu'il jouisse de toute son efficacité i protectrice.

La tige d'un bon paratonnerre a 9 mètres de longueur; elle .-. se compose habituellement de trois pièces ajoutées bout ï ■: bout, savoir : une barre de fer de 8m,60; — une baguette de : laiton de 0m,60 ; — une aiguille de platine de 0M,05. L'emploi s. du platine dans cette aiguille terminale a pour but d'éviter l'oxydation. Si l'on faisait simplement usage, pour former cette pointe, d'une tige de fer amincie, l'oxydation s'en emparerait promptement, et comme les oxydes métalliques sont de très mauvais conducteurs de l'électricité, la conductibilité de la tige serait détruite en ce point, et par conséquent tout l'effet du paratonnerre serait manqué.

L'ensemble de ces trois tiges, liées entre elles, forme un cône ou une pyramide, qui s'amincit régulièrement jusqu'au sommet, et dont la base a 5 centimètres de diamètre.

L'aiguille de platine est fixée à la baguette de laiton avec de la soudure d'argent, et l'on entoure le point de cette jonction d'un petit manchon de cuivre.

Le conducteur est une barre de fer, à section carrée, de 15 à 20 millimètres de côté, formée par la réunion, bouti bout, d'un nombre suffisant de ces barres métalliques. Il faut apporter le plus grand soin dans le raccord de ces différentes barres métalliques, et éviter toute solution de continuité entre elles. S'il existait, en effet, une seule solution de continuité dans la longueur du conducteur, l'édifice serait exposé, comme nous l'avons indiqué plus haut, à recevoir une décharge électrique.

L'instruction de Gay-Lussac, en 1823, prescrivait de raccorder les différentes parties du conducteur au moyen de boulons à vis. Dans l'instruction supplémentaire de 1855, on a prescrit avec raison, pour mieux assurer la continuité métallique, d'entourer chaque point de jonction d'un bourrelet de

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■dure à rétain. Les parties métalliques en contael sont de :tte manière soustraites à l'action oxydante de l'air, et les Aillions de continuité deviennent moins à craindre. Pour maintenir le conducteur en place, tant sur les toits que le long fes murs, on se sert de supports de fer, terminés par deux Vents en forme de fourchette, entre lesquelles la tige du conducteur est fixée à l'aide d'une clavette.

Pour que la dissémination de l'électricité atmosphérique fans la masse du sol soit prompte et facile, il faut, avons- Dous dit, que la partie inférieure du conducteur soit mise en communication avec un cours d'eau souterrain d'une certaine importance. Le but de cette disposition n'est pas, comme le pense le vulgaire, de conduire le feu du ciel dans une masse d'eau pour l'y éteindre, comme on éteint le feu d'un incendie. La tige d'un paratonnerre doit être mise en communication constante avec une masse d'eau, non pas stagnante comme celle d'une citerne, mais ayant un cours libre comme celle d'une rivière ou d'un puits, afin que par sa communication facile avec la source d'où elle provient, ou le courant vers lequel die se dirige, cette eau puisse porter et disséminer promptement dans la masse du sol l'électricité enlevée à l'atmosphère.

Pour amener le conducteur, de la base inférieure du mur de l'édifice jusqu'à la rivière ou au puits auquel il doit aboutir, on le fait passer au milieu d'une espèce de canal à section carrée, construit en briques et rempli de braise de boulanger. Ce charbon interposé défend le conducteur du contact oxydant de l'air. En même temps, comme la braise de boulanger, c'est-àdire le charbon longtemps calciné, est un des meilleurs conducteurs électriques que l'on connaisse, l'écoulement du fluide est beaucoup facilité.

Au lieu de faire plonger simplement l'extrémité du conducteur dans l'eau du puits, il est avantageux de le terminer par

une large plaque de cuivre qui, présentant plus de surface, donne un plus large écoulement au fluide électrique.

S'il n'existe pas de nappe d'eau dans les couches inférieures du sol, si l'on n'est à portée ni d'un puits ni d'une rivière, il faut prolonger la tranchée d'écoulement jusque dans un terrain humide. Enfin, si cette dernière condition elle-même ne se rencontre pas, il faut ramifier le conducteur principal. Pour cela, on soude à droite et à gauche des branches de fer additionnelles, et l'on place chaque nouvelle branche dans uue tranchée séparée, construite comme la tranchée du milieu. Les conducteurs latéraux font, en quelque sorte, l'office de veines que l'artère centrale doit alimenter.

En raison de la rigidité des barres de fer, il est souvent difficile de faire suivre au conducteur tous les contours des bâtiments. Pour échapper à cette difficulté, on a eu l'idée de remplacer les barres de fer par de véritables cordes métalliques. Dans ce cas, le mieux est de diviser la corde en torons indépendants, formés chacun par la réunion de quinze à vingt fils de cuivre. On goudronne chaque toron séparément, puis on les réunit tous ensemble pour en former une corde uuique. Lorsqu'on emploie des cordes métalliques de préférence aux barreaux de fer, on ne saurait donner trop d'attention à l'attache des torons sur la base du paratonnerre. C'est ici qu'outre les boulons, l'emploi des bourrelets de soudure est indispensable. En effet, si un ou deux torons venaient à se séparer de la tige, l'électricité, ne trouvant plus dans les autres une suffisante issue, briserait le conducteur en mille morceaux, et l'intérieur de l'édifice pourrait bien être foudroyé.

Les modifications les plus dignes d'être notées que l'instruction de M. Pouiilct a apportées à celle de Gay-Lussac, se réduisent à quatre points principaux : 1° la manière d'établir la conductibilité métallique ; 2° la dimension en largeur à donner aux conducteurs; y les dimensions de la pointe; /i° la substi-

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lion du cuivre au platine pour former la pointe du paraton-