CHAPITRE VI

DLRNIKI'.r: JlOMMl.MCATION OFFICIELLE DE l'aCADÉMIE DES SCIENCES. COMMISSAlHI.s : MM. BECOUEUEL, BABINET, DFHAMEL, FIZEAU, REGNAULT, LE MAI'.É^.MAL VAILLANT; POUILLET, RAPPORTEER.

l. — rnoPOSlTlONS (iÊNLHALES.

1. Los iniaL'cs oraproux «jui porlenl la foudre ne sont autre chose que des nuages ordinaires elimyrs (J'uno irraiidc quantilé d'électricité.

L'éclair <iui >iilnnnc le vh-l e>t une immense étincelle électrique dont les d^ux j)oinls de d«'|.ai t >i)iil sur deux uuajres éloiirnés et chargés d'électricités contraires.

Lo tunnrrrc est 1«^ l>ruit do Tétineelle.

La foudre est rétinceile elle-même; c'est la recomposition des électricités contraires.

Quand l'un des points de dt'parl do Péelair est à la surface du sol, on dit que ie toinierre t^nd•(^ ou plutôt que la foudre tombe, et que les objets terrestres >onl foudroyés. Alnrs tous les jioints du sillon de l'éclair sont encore la recom[»osition uu la nrulrali^alion dos deux éloclrieitos contraires, dont Tune est fournie par le nuap"o et Taulro par la terre ello-mome.

Coiiniirnt la terre, (pli ost en panerai à l'état naturel et sans électricité apparente, <e tr()uvo-t-«'llc ainsi chargée d'électricité et d'une électricité contraire à celle du nuaLic au moment même où elle est foudroyée?

Telle est la }»romière question que nous avons à examiner.

2. Avaid que la foutlre éclate, le nuafie orageux qui la porte, bien qu'il soit à plu>i<urs k lion i«'.' lies de liauleur. agit par influence pour repousser au loin l'éJectrieil»' i\i2 même nom et j)<)ui" attirer rêloctricité de nom contraire. Cette inlluence tond à s\'xercer sur tous les corps; mais elle n'est réellement efficace que sur de bons conducteurs; tels sont à des deirrés différents les métaux, l'eau, le sol trèsluimido, les corps vivants, los végétaux, etc.

Lo même conducteur éprouve de la part du nuage des effets très-différents, suivant sa forme el ses dimonsions, et surtout suivant sa parfaite ou imparfaite communication avec le sol.

Un arbre, par exemple, quand il se trouve dans une terre médiocrement humide,

ne reçoit qu^une très-faible influence, parce que rëlectricité de même nom ne peut pas être repoussée au loin dans cette terre, qui n'est qu^un très-mauvais conducteur pour les grandes charges électriques.

' Si cet arbre, au contraire, se trouve dans une terre très -humide et d'une vaste étendue, il sera fortement influencé, parce que Télectricité de même nom peut s'étendre au loin dans ce bon conducteur. EnGn il sera influencé autant qu'il peut l'être, si ce bon conducteur, vers ses limites, est lui-même en bonne communication avec d'autres nappes d'eau indéfinies.

Quand il s'agit de l'électricité de nos machines, la surface de la terre telle qu'elle se présente est ce qu'on appelle le so/, ou le réservoir commun. On peut l'appeler ainsi, puisque sa conductibilité est suffisante pour disperser ou neutraliser toutes les petites charges électriques.

Quand il s'agit de la foudre, la terre végétale, dans son état habituel, n'est plus ce que l'on peut appeler le réservoir commun; elle devient relativement un mauvais conducteur, ainsi que les formations géologiques de diverses natures sur lesquelles elle repose. Il faut arriver à la première nappe aquifère, c'est^dire à la nappe des puits qui ne tarissent jamais (nous l'appellerons ici la nappe souterraine)^ pour trouver une couche dont la conductibilité soit suffisante. Celle ci , à raison de son étendue et de ses ramifications multipliées, ne peut pas être isolée des cours d'eau voisins, et avec eux, avec les fleuves et les rivières, avec la mer elle-même, elle constitue ce qu'on doit appeler le réservoir commun des nuages foudroyants, et, par conséquent, le réservoir commun des paratonnerres.

En effet, pendant que le nuage orageux exerce partout au-dessous de lui son influence attractive sur le fluide de nom contraire et répulsive sur le fluide de même nom, c'est surtout la nappe souterraine qui reçoit cette influence avec une incomparable efficacité. Alors toute sa surface supérieure se charge d'électricité contraire que le nuage y accumule par son attraction, tandis que l'électricité de même nom est repoussée et dispersée au loin dans le réservoir commun. Aussi, quand la foudre éclate, les deux points de départ de l'éclair sont, l'un sur le nuage et l'autre sur la. nappe souterraine, qui est en quelque sorte le deuxième nuage nécessaire à l'explosion de la foudre.

(«'est ainsi que le globe de la terre, sans cesser d'être à l'état naturel dans son ensemble, se trouve éventuellement électrisé sur quelques points par la présence des nuages orageux.

Les édifices, les arbres, les corps vivants, frappés par la foudre, ne doivent être considérés que comme des intermédiaires qui se trouvent sur son chemin et qu'elle frappe en passant.

Toutefois, il ne faudrait pas en conclure que ces intermédiaires sont essentiellement passifs, et qu'ils ne contribuent jamais à modifier ou même à déterminer la direction du coup de foudre. 11 est certain au contraire qu'ils exercent à cet égard une action d'autant plus grande qu'ils ont une étendue plus considérable et une conductibilité meilleure. Par exemple, quand un vaisseau est foudroyé au milieu de la mer, il est très-probable que la foudre n'a pas pris le chemin qui aurait été géométriquement le plus court pour arriver à l'eau qu'elle cherche et où elle doit être neutralisée par le fluide contraire, mais qu'elle a choisi le chemin qui était électriquement le plus court à* raison des décompositions par influence que le nuage avait probablement produites sur les mâts, les agrès et autres corps conducteurs du bâtiment, plus ou moins haut placés et plus ou moins conducteurs.

3. Un paratonnerre est un bon conducteur, non interrompu, dont l'extrémité inférieure communique largement avec la nappe souterraine, tandis que son extrémité supérieure s'élève assez haut pour dominer l'édifice qu'il s'agit de protéger.

Une décharge de nos batteries électriques peut fondre plusieurs mètres de longueur d'un fil de fer un peu fin.

Une expiosion.de la foudre peut fondre ou volatiliser plus d'une centaine de mètres de longueur des fils de sonnettes ou des fils de marteaux des horloges publiques. En 1827, sur le paquebot le New-York j une chaîne d'arpenteur de kO mètres de longueur, faite avec du fil de fer de 6 millimètres de diamètre, servant de conducteur au paratonnerre du bâtiment, a été fondue par un coup de foudre et dispersée en fragments incandescents.

Û n'y a pas d'exemple que la foudre ait pu seulement échauffer et porter au rouge sombre une barre de fer carrée de quelques mètres de longueur et de 15 millimètres' de c6té, ou de 225 millimètres carrés de section.

C'est donc du fer carré de 15 millimètres de côté que l'on adopte pour composer le conducteur des paratonnerres.

On n'est aucunement obligé d'aller chercher la nappe souterraine dans la verticale ou près de la verticale de l'édifice que l'on veut protéger. Un paratonnerre n*est pas moins efficace quand son conducteur est sur une grande partie de sa longueur en lignes courbes, horizontales ou inclinées. La condition essentielle, mais absolument essentielle, est qu'il arrive à la nappe souterraine, et qu'il communique largement avec elle, dût-il aller la chercher à plusieurs kilomètres de distance.

4. Supposons un paratonnerre établi dans ces conditions, et examinons d'une manière générale les phénomènes qui vont se produire pendant les orages.

L'électricité développée par influence dans la nappe souterraine, au lieu de s'y accumuler, comme nous venons de le dire , trouve le pied du conducteur qui est une issue où elle se précipite ; car, dans l'intérieur même d'une barre métallique pleine et solide, quelque longue qu'elle puisse être, le fluide électrique se répand et se propage avec une vitesse comparable à la vitesse de la lumière. C'est ^nsi que le fluide attiré par le nuage dans la nappe souterrûne vient subitement s'accumuler vers le sommet du paratonnerre.

Là se produisent des phénomènes curieux dont il faut donner une idée.

Si le paratonnerre se termine par une pointe fine et très-aiguë d'or ou de platine, le fluide attiré par le nuage exerce contre Tair, qui est mauvais conducteur, une pression assez grande pour s'échapper en produisant une aigrette lumineuse visible dans les ténèbres. Les rayons diveigents de cette aigrette diminuent d'éclat à mesure qu'ils s'éloignent de la pointe ; ils sont rarement visibles sur une longueur de 15 ou 20 centimètres. L'air en est vivement électrisé, et l'on ne peut guère douter que ces molécules d'air chargées du fluide de la pointe, c'estnèndire du fluide attiré, ne soient ensuite transportées jusqu'au nuage lui-même, si l'air est calme, pour neutraliser une portion plus ou moins sensible du fluide dont il est chargé.

Cette neutralisation est ce que l'on appelle l'action préventive du paratonnerre.

En même temps que la pointe aigu6 donne naissance à l'aigrette, le flux d'électricité qui passe acquiert souvent une telle intensité, que la pointe s'échauffe jusqu'à la fusion ; dans ce cas l'or, et le platine lui-même, quoique beaucoup moins fusible, tombent en gouttes volumineuses le long du cuivre ou du fer qui les porte.

Lorsqu'un paratonnerre a ainsi perdu sa pointe aiguë et que son sommet n'est plus qu'un large bouton de fusion d'or ou de platine, on doit se demander s'il est ou s'il n'est pas hors de service.

A cette question nous répondons : non, le paratonnerre n'est pas hors de service, pourvu qu'il continue d'ailleurs à remplir les deux conditions essentielles, savoir ;

1° Que le cODducteur soit saDS lacunes;

3° Que par son extrémité inférieure il coinmuni<]ue largement arec la nappo souterraine.

Seulement, en perdant sa pointe, le paratonnerre a perdu quelque chose de son action préventive. L'aigrette ne pourrait se reproduire que sous l'influence d'um attraction beaucoup plus Torte ; et la fusion, qui dépendait surtout de la finesse et de l'acuité de la pointe, ne pourrait se renouveler que très-difficilement en laissant d'ailleurs les choses à peu près dans le même état. L'air n'est donc plus électrisè par l'aigrette sous forme lumineuse, cette part de l'action préventive a disparu; l'autre part, celle qui peut dépendre de l'air ëlectrisé par son contact avec toutes les portions supérieures de la tige, est probablement beaucoup plus petite.

ng. 3ÎJ. — PsralQi

Au reste, s'il est vrai que le vent emporte bien loin du nuage l'air électrisé par l'aigrette aussi bien que l'air élcclrisé par la tige, l'action préventive est si souvent réduite h rien, qu'il n'y a pas lieu de la regretter beaucoup.

La conclusion est donc, qu'en perdant sa pointe aigutl, un paratonnerre ne perd en réaliU qu'un trèa-faible avantage.

C'est par ces motifs que la Commission de 1855 a été conduite à conseiller de terminer le haut du paratoonen-e par un cylindre de cuivre rouge de S centimètres de diamètre sur 30 à 35 centimëtresdelongueurtotale, dont le sommet est aminci pour former un cane de 3 ou <i centimètres de hauteur.

Le cône de cuivre pourra donner encore quelquefois le spectacle des aigrettes, ■nais bien moins souvent que les pointes aiguBs d'or ou de platine; même dans c«

cas, il résiste à la fusion, à raison de sa forme et surtout h raison de sa gnode

conductibilité tant électrique que calorifique. Si la foudre vient à éclater, c'est par le cône de cuivre qu'elle pénètre dans la

tige et le conducteur, et c'est par la tige et le conducteur qu'elle va se neutraliier

dans la nappe souterraine.

C'est un coup de foudre ordinaire, seulement il est sans dommage pour le paratonnerre et pour l'édifice qu|i1 protège; il ressemble ainsi aux coups de foudre innombrables qui pendant les orages s'éteignent au milieu de l'Atmosphère.