LA CHALEUR SOLAIRE

^ëux qui . rapprochant la clioleur de la lumière , tendent à révéler l'iden* tilé essentielle des deux phénomènes» ont élë considérés à bon droit comme de haute importance. Melloni, en prouvant la polarisation des rayons calorifiques; Léon Foucault et M. Fizeau, en constatant leur interférence ♦ ont lait d'utiles et belles expériences; mais les dillërences doivent être aussi soigneusement notées et ne sont pas moins dignes d'attention. Melioni, dans ses expériences célèbres et classiques, a distingué l'athermansie de Topacité, la faculté d'intercepter les rayons calo* rifiques de celle d'arrêter les rayons lumuieux. Depuis longtemps, d'ailleurs, la différence avait été signalée» et c'est à Mariotte quil faut en reporter le mérite, ulï faut remarquer, dit-il dans son traité des cou «leurs» que 1:* lumière et la chaleur du soleil passent avec une égale i* facilité À travers le verre et les autres corps transparents; mais il n*en a est pas de même de la clialeur du feu et de sa lumière, n

Scheele» un siècle plus tard, affirmait qu'une lame de verre placée entre un miroir et le feu interceptait assez complètement la chaleur pour qu'on n'obtînt plus aucun effet au foyer du miroir. L'assertion était trop absolue et fut combattue par Pictet. La lame de verre arrête une granrle partie de la chaleur, mais non la totalité.

La chaleur se réfracte comme la lumière et en même temps qu'elle; mais l'étude minutieuse des phénomènes révèle encore de notables différences* BufTon paraît avoir fait le premier des recherches dans cette direction. «Les rayons jaunes, dit-il, sont ceux qui ébranlent le plus u fortement la rétine et qtii bmlenl le plus violemment. » L énoncé n'est pas exact : ce sont les rayons rouges qui, parmi ceux du spectre solaire, contiennent le plus de chaleur, et les rayons violets» d après les expériences de Rochon, en sont presque entièrement dépourvus; mais il y a plus, et c'est une des belles découvertes de W. lierschell, c'est au delà du rouge et dans la région où 1 on ne perçoit aucune lumière (jue l'intensité calorifique présente son maximum.

Cette distinction depuis longtemps connue, comme on le voit, entre les rayons calorifiques et lumineux, est le point de départ et la base des éludes de M. Mouchot. Mon intention n est pas d'en faire ici Thistoire ; que l'on me permette cependant de citer, a son occasion » un intéressant travail de M. Jannsen sur les milieux de l'œil qui, d'après ses expériences, présentent une différence extrêmement tranchée entre la faculté de livrer passage à la chaleur et celle de se laisser traverser par la lumière; ainsi s'explique la possibilité de regarder un objet incandescent, quelquefois même le soleil, sans s'exposer à se briiler la rétine.

Les rayons du soleil traversent sans perte notable une lame mince de verre pour éclairer et échauffer les objets placés derrière; la chaleur obscure, au contraire, est presque complètement arrêtée par elle. Sur 100 rayons calorifiques émanés d'une lampe, Sg, suivant Melioni, traversent une lame de verre qui laisse passer 26 sur cent des rayons émis par le platine incandescent, 6 seulement par le cuivre à quatre cents degrés et pas un seul des rayons émanés d'une masse de cuivre à cent degrés. Cest cette propriété du verre qui explique la haute température d'une serre vitrée exposée au soleil; on y doit chercher Texplication dune expérience très-remarquable, due à Saussure, et celle, enfin, des expériences récentes de M. Mouchot.

Les rayons du soleil, en pénétrant dans une serre vitrée, vont écliauffer directement les parois et les objets placés dans son intérieur, à peu près comme ils le feraient, si les glaces des châssis étaient enlevées. Mais la chaleur obscure ainsi produite et accumulée dans Tintérieur de la serre ne peut plus en sortir par voie de rayonnement; les rayons émanés des objets échauffés sont aiTctés par les vitres, et cette cause de refroidissement est presque complètement supprimée. Cest Saussure le premier qui, sans apercevoir l'explication précise de ce fait anciennement connu , s'efforça de lutiliser. L'expérience suivante restera mémorable dans l'histoire des applications de la chaleur solaire.

«C'est un fait bien connu, dit-il, et sans doute depuis longtemps, « qu'une chambre, un carrosse, une couche, sont plus fortement échaufu fés par le soleil lorsque les rayons passent au travers des verres ou des ^«châssis fermes, que quand les mêmes rayons entrent dans les mêmes «( lieux ouverts et dénués de vitrages. On sait même que la chaleur est '( plus grande dans les chambres dont les fenêtres ont un double châssis, u Lorsque je réfléchis pour la première fois sur ces faits si connus, je H fus bien étonné qu'aucun physicien n'eût cherché jusqu'où pourrait ■'< aller celle augmentation ou cette concentration de chaleur.

«Pour faire donc cette expérience alors nouvelle, j'ai fait faire, en umars 1767, cinq caisses rectangulaires de verre blanc de Bohême, cliacune desquelles est la moitié d'un cube coupé parallèlement à sa ( base. La première a 1 pied de largeur en tous sens sur 6 pouces de « iiauteur; la seconde, 10 pouces sur 5, et ainsi de suite jusqu'à la cin- « quième, qui a 2 pouces sur 1 . Toutes ces caisses sont ouvertes par le » bas cl s'emboîtent les unes dans les autres sur une table fort épaisse u.de poirier noirci à laquelle elles sont fixées. J'emploie sept thermo- (( mètres à celte expérience, l'un suspendu en l'air et parfaitement isolé '.< à côté des boîtes et à la même distance du sol; un autre placé sur la

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(( caisse extérieure en dehors de cette caisse et i peu près au milieu; le «(Suivant posé de même sur la seconde caisse, et ainsi des autres juba qu'au d<nriier, qui est sous la cinquième caisse et à demi noyé dans «le bois de la table,

«Tout cet appareil exposé au soleil dans un lieu découvert, par « exemple t sur le mur de clôtiu'e d'une grande terrasse, je trouve que nie thermoiiiètre suspendu à Tair libre monte le moins haut de tons, a que celui qui est sur la caisse extérieure monte un peu plus haut, en* «suite celui qui est sur la seconde caisse et ainsi des autres, en observa vant copcndiint que celui qui est placé sur la cinquième caisse monte « plus haut que celui qui éUiit sous elle i^ demi noyé dans le bois c\v la ii table. J'ai vu celui-là monter jusqu'à 70"" Réaumur (87*',5 cent.); les u frmts exposés à cette chaleur s'y cuisent et rendent leur jus. >»

Saussure, en variant son expérience et dirigeant sans cesse la caisse vers le soleil pour quelle reçoive perpendiculairement ses rayons, a fait monter son thermomètre jusquii 10 degrés au-dessus de la température de l'eau bouillante.

«Quant aux applications, dil-il, je m'en suis occupé; comme je ne (I me llattâis pas de fondre les métaux, je ne pensai tpi'à faire servir « celte invention i des usages qui ne demandent quune chaleur peu su M périeure à celle de l'eau bouillante.» Les essais ne furent pas heureux, et Saussure ne réussit même pas à préparer de la soupe dans son appareil

L'expérience cependant ue manqua pas d attirer fattention : un plij sicicn français, Ducarla, tout en se forniaut d'étranges opinions sui la théorie des appareils de Saussure, indiqua de réels perfectionnements a y apporter.

Ducarla soutenait que , si Télévation de température n'était pas plus grande sous les caisses de verre superposées, c'était parce que la chaleur était bue par les sujjports à mesure qu'elle se concentrait dans rappareih Il essaya, pour faire disparaître cet inconvénient, de former les supports eux-mêmes d'enveloppes alternées de verre et dair. De plus» il plaça sur la dernière caisse un réservoir massif noirci entièrement ef destiné à tasser le feu solaire.

Ducarla, qui n'était pas expérimentateur, se flattait, d'après ses théories, d'entasser et de conserver le léu solaire pour fondre telles et autant de matières qu'on voudrait, fût-ce après un mois de pluie. Li chose, disait il , parait digne de vériJication. Elle l'était en elfct, mais sa théorie, aujourd'hui, ne mérite pas d'être sérieusement discutée. Disons seulement que, dans son projet, M. Mouchot a emprunté l'idée d'un

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miroir réflecteur sans lequel les succès qu il a obtenus auraient eîù sanST doute impossibles,

lin savant illustre, John Herschell, avait repris, en i83à , au cap de Bonne-Espcrance, les expériences de Saussure, sans joindre à IVOct des verres successifs raction d\ni miroir réflecteur. Ses résultats, quoique fort curieux, sont restés sans application. Une petite boîte en acajou noircie en dedans fut fermée par une vilrc coupée, mais ajustée sans mastic, et on Texposa simplement au soleil, de manière que les rayons vinssent tomber d'aplomb sur la vitre. Le tlicrmomètre indiqua 65** centigrades, mais, en accumulant simplenicnt du sable autour de la boîte pour empêcher le contact de l'air froid, on le vit s élever jusqu'à 81".

La même boîte étant placée dans un châssis en bois bien garni de sable et fermé par une feuille de verre, ce qui fait en tout deux cloisons vitrées, on vit le tliermomclrc s^élever à 9 7*" puis a loS*' et un jour enfin, dans des conditions exceptionuellenient favorables, à 1 16*. On fit des expériences avec des œufs, des fruits, de la viande, tout cela fut parfaitement cuit* On prépara aussi une assez forte étuvée de viande et de légumes, et les assistants y trouvèrent un goût excellent.

Sir John Herschell était persuadé que, sans lentilles ni réflecteurs, en augmentant sculomcnt le nombre des châssis, il arriverait à une température voisine de Tignition , mais il n'est pas allé plus loin dans cette voie.

Depuis longtemps déjà, et par des procédés entièrement distincte de ceux de Saussure» la chaleur solaire avait été utilisée. Les miroii*s et les lentilles sont des instruments bien anciennement connus pour lui faire produire, en la concentrant, des efl'cls considérables. On sait l'histoire controversée, mais très-ancienne assurément, des miroirs ardents d'Archiraèdè. Le premier ouvrage où il soit parlé de miroirs ardents est l'optique d'FAirlide. C'est lA, dit-on, qu'Archimède, son disciple» puisa l'idée de rappareil destiné à incendier les vaisseaux romains. Kepler et Descartes, comprenant l'impossibilité de réussir avec un seul miroir, n'hésitèrent pas à ranger la tradition au nombre des fables. Leur assertion serait exacte, si l'on ne pouvait employer quun seul miroir» mais rien ne limite le nombre des pièces de rappareih

Le célèbre et ingénieux père Kircher, guidé peut-être par un passage de Vileltio, auteur du xiii*' siècle, entrevit la possibilité de réaliser la célèbre expérience au moyen d*une série de miroirs plans. Mais il n'avait que cinq miroirs à sa disposition. Le succès de ses expériences fut incomplet, et il en termine ainsi le récit : «Quels phénomènes terribles