PENDULE A MOUVEMENT CONTINU DE M. FRANCHOT

Dans l'expérience faite par M. Foucault pour démontrer le mouvement de rotation de la terre au moyen du gyroscope, il fallait que le pendule oscillât indéfiniment, et il n'était pas possible d'y parvenir comme dans les horloges électriques. M. Franchot cependant a résolu le problème au moyen de l'électricité, en appliquant le principe dont se servent instinctivement les enfants quand ils se replient sur eux-mêmes à chaque oscillation pour accélérer le mouvement d'une balançoire ; c'est-à-dire qu'il s'est

1 Depuis que nous avons écrit ces lignes on a fail de grands progrès dans I horlogerie électrique; mais, comme ils n'ont rien changé aux principes fondamentaux de cette partie des applications électriques, et le temps nous manquant pour signaler d'au- Ires progrès plus propres à figurer dans ce livre, nous nous contenterons de mentionner les noms de M. Robert Houdin, qui a perfectionné sa pendule électrique et en a construit une nouvelle qui sert de contrôleur et de dislributeur de courants; de M. Garnicr l'Is, qui a cherché les moyens de soustraire les horloges électriques à la réaction qui est peut être une dc~< principales causes de l'irrégularité dans la marche de certaines horloges. M. Lisseju a combiné heureusement les systèmes de MM. Liais et Breguet, et ses borloges fonctionnent depuis longtemps de la manière la plus satisfaisante. M- Breguet lui-même a modjpé ses cadrans compteurs pour les établir à Lyon, et a proposé un nouveau régulateur d'horloges. M.' Liais, pour sa part, a envisagé le problème du réglage électrique des horloges au point de vue de l'heure exacte, et propose un système de distribution électrique de l'heure. M. du Moncel a cherché à perfectionner son régulateur électro-solaire, et M. Regnard a voulu donner de l'extension à la même idée en combinant un appareil au moyen duquel l'action du soleil peut être employée & conduire les mouvements d'une horloge. Enfin, M. Trêve a proposé un moyen de trammis- • ion de l'heure dans les ports par la décharge d'une pièce d'artillerie, dont l'éclair servirait de signal ; l'étincelle ocrait propagée par l'appareil de Ruhmkoriï.

servi d'une série d'attractions verticales exercées en temps opportun sur une plaque circulaire en fer, fixée à la tige du pendule et à un ressort en hélice où il est suspendu. Ce système présentait quelques inconvénients qu'ont fait disparaître M. Foucault lui-môme et M. Froment, au moyen de plusieurs modifications importantes dans l'idée de M. Franchot.

M. H. de Kerikuff a proposé un pendule magnéto-électrique ayant un but tout différent, et qui, comme dit M. du Moncel, est le mouvement perpétuel présenté sous une forme spécieuse. 11 s agit d'entretenir, au moyen des courants induits provoqués sur une bobine par le rapprochement et l'eloignement d'un aimant attaché à un pendule, le mouvement de ce même pendule.

SONNEIUES ÉLECTRIQUES.

Ces appareils, qu'employa le premier M. Wheatstone, sont du plus grand intérêt dans l'application de l'électricité aux chemins de fer; nous donnerons donc une description détaillée des deux systèmes qui semblent offrir aujourd'hui le plus d'importance : celui de M. Breguet, qui est celui de M. Wheatstone, perfectionné, et celui de M. Mirand, remarquable par la simplicité de son mécanisme, qui le rend applicable môme aux usages domestiques.

Sonnerie de M. Bregnet. — « Elle Consiste en un rouage UlÙ

par un fort ressort renfermé dans un barillet destiné à faire tourner un excentrique E (fig. 1G7), qui, au moyen d'une bielle fait mouvoir autour du centre de mouvement un marteau qui frappe sur un fort timbre T.

« L'axe de l'excentrique, prolongé de l'autre côté, porte un bras b à ressort qui vient s'arrêter contre une entaille e faite dans une lame de ressort R et empêche le rouage de marcher. Cette lame est placée de bas en haut, perpendiculairement au bras de l'excentrique.

« 11 y a un second excentrique E qui, lorsque le rouage est en mouvement, maintient la lame de ressort R éloignée, pour que le bras du premier excentrique puisse exécuter un certain

nombre de tours et faire frapper assez de coups au marlcau contre le timbre; deux parties d'un plus petit rayon permettent à R de reprendre sa place, et alors le bras b vient s'y arrêter.

Fig. 167.

« Une petite pièce en cuivre V, dans le liaut de la platine, placée tout contre l'extrémité de la lame du ressort, est destinée, par un mouvement contre cette lame, à lui faire quitter le bras b de l'excentrique, et conséquemment à laisser marcher le rouage. Cette pièce de cuivre est placée à l'extrémité d'un axe qui traverse les deux platines; il porle deux leviers : l'un à l'intérieur, qui ést destiné à être relevé par une cheville placée sur une roue pour ramener la pièce de cuivre à sa place, et permettre à la lame de ressort de revenir se mettre devant le bras de l'excentrique. L'autre levier est au delà de la seconde platine; il repose sur le bras de la palette en fer qui doit être attirée par l'éleclroaimant placé dans le bas et derrière la machine.

« Ce levier est tiré de haut en bas par un ressort à boudin. Quand il y a aimantation, la palette est attirée, son bras quitte le levier, qui, tiré par le ressort, descend; et, dans ce mouve-

ment, la pièce de cuivre F, qui est devant et placée sur le même axe, se meut et dégage le bras b de l'excentrique; le tout se relève, comme nous l'avons dit, au moyen du levier intérieur, et le levier de derrière vient se replacer sur le bras de la palette de l'électro-aimant.

« Sur le devant est une plaque qui porte le mot réfwndez, lequel apparaît à travers la boite, par une petite fenêtre, et indique à l'employé, par sa présence, s'il a été appelé pendant qu'il était hors du poste; une clef sert à remettre le mot répondez à couvert. »

système de m RUrand. — Ce système, dont le principal mérite est celui de la simplicité et de l'économie, a l'avantage de ne point exiger un mouvement d'horlogerie; on n'a pas à le remonter pour le faire marcher, et, par conséquent, il est plus ■sûr, car il suffit que le circuit soit fermé pour qu'il fonctionne: cette circonstance permet de se servir des sonneries de M. rand comme de télégraphes portatifs, où la succession des coups peut indiquer des mots ou des phrases.

L'appareil se compose d'un timbre avec son marteau mû directement par l'action de l'électro-aimant BB (fig. 168», par l'armature duquel passe le courant, comme dans le marteau de l'appareil de M. Ruhmkorff. L'armature C, dont la position est verticale, est fixée à une lame ou ressort en acier D, qui tend à la séparer des fers de l'électro-aimant, en la faisant appuyer par l'extrémité opposée sur un autre ressort E, moins fort que le premier; c'est par ce ressort que s'établit le circuit qui passe par l'armature. On comprend qu'aussitôt qu'en dehors de l'appareil on ferme le circuit l'électro-aimant B attire l'armature, et le marteau frappe un coup sur le timbre; mais l'armature, en se séparant du ressort E, interrompt le courant, l'attraction cesse, et elle revient se mettre en contact avec E pour fermer de nouveau le circuit.

Le manipulateur destiné à établir le courant hors de l'appareil, c'est-à-dire dans tous les points d'où l'on veut faire le signal d'appel, est un disque en bois de quelques centimètres de dia-

mètre, au milieu duquel se trouve un bouton en ivoire m. En appuyant le doigt sur le bouton, on détermine le contact de deux feuilles de laiton renfermées dans le disque et qui se trouvent séparées par leur élasticité naturelle; chaque feuille étant attachée à lune des extrémités de l'interruption du conducteur, le circuit s'établit et l'appareil fonctionne. Quand on ne fait qu'ap-

Fig. 168.

puyer le doigt, le marteau frappe un seul coup; mais, si on le maintient un certain temps, il y a un vrai roulement, effet des interruptions rapides qu'occasionne l'armature attirée par l'électro-aimant.

Quand le service auquel est appliqué cet appareil l'exige, une disposition particulière permet à celui qui reçoit la communication de répondre ou de faire savoir au moins qu'il l'a reçue; il suffit pour cela d'ajouter au manipulateur un petit électro-aimant qui fait apparaître dans un guichet le mot reçu ou entendu, quand on touche le bouton d'un second manipulateur ajouté à l'appareil où se trouve le timbre.

M. Mirand propose en outre plusieurs autres modifications pour rendre sa sonnerie électrique applicable dans les établissements où l'on est obligé d'appeler de différents points et de laisser l'indication de celui qui a sonné; il en propose aussi l'adoption pour la transmission des ordres sur un navire, sur un train de chemin de fer et dans plusieurs autres cas où elle

pourrait ôtre réellement d une grande utilité et très-facile à installer.

Sonnerie de m. Dumoulin. — Elle diffère de celle de M. iMirand en ce qu'elle se compose de deux électro-aimants et en ce que ses armatures sont en rapport avec un système de leviers semblable au répartiteur électrique de M. Robert Houdin : la tige du marteau est attachée aussi au système de leviers, de manière que, comme la force électro-magnétique agit avec toute son intensité, le marteau frappe avec autant de force que de rapidité le timbre qui sert de signal.

M. Froment a construit des sonneries de cette espèce dans lesquelles le marteau ne frappe qu'un coup sec, comme les timbres employés dans les bureaux et dans quelques systèmes de sonnettes. MM. Paul Garnier et Robert Houdin ont aussi leurs sonneries électriques, et se servent du même artifice que dans les horloges pour reproduire le signal dans différents endroits à la fois.

M. du Moncel, qui a voulu résoudre par lui-même tous les problèmes d'application de l'électricité qui ont été proposés, a aussi ses sonneries, qu'il adapte à une pendule ordinaire, de manière que le marteau du timbre de la pendule sert lui-même de communicateur et donne le signal d'arrêt dans les différentes salles de travail d'une grande usine, ou bien indique l'heure dans plusieurs appartements d'une maison où il n'y a qu'une pendule. 11 se sert pour ces appareils de la pile à sulfate de zinc.

11 existe plusieurs autres applications non moins ingénieuses des sonneries électriques; par exemple, à des horloges, pour leur faire donner elles-mêmes un signal qui prévient qu'elles ont besoin d'être remontées. La manière dont on obtient cet effet esl fort simple à concevoir : il suffit d'ajouter à l'axe du barillet de la pendule un pignon qui engrène avec une roue dont le diamètre est en proportion du nombre de tours qu'il faut donner à ce pignon pour qu'il soit tout à fait remonté; un frottoir porté

APPLICATIONS DE I/ÉLECTKICITÉ. 441

par la roue appuie sur une plaque en ivoire munie d'une toute petite plaque métallique; quand ce Trottoir se met en contact avec cette dernière, le circuit électrique se ferme et la sonnerie fonctionne.

Pour obtenir un signal automatique qui indique qu'une pile ou batterie vol laïque a perdu de son intensité et qu'il faut renouveler les liquides, on peut se servir aussi d'une sonnerie électrique. On arrive au résultat désiré en faisant passer le courant par un galvanomètre sur l'aiguille duquel on lixe perpendiculairement une autre aiguille en cuivre, qui vient toucher une pièce métallique fixée à l'angle correspondant au degré minime que doit avoir le courant; si l'on met la pièce et l'aiguille en rapport avec un circuit local où se trouve la sonnerie, ce circuit se ferme aussitôt que l'aiguille entre en contact avec la pièce. M. du Moncel a obtenu le môme résultat sans circuit local, en se servant de la pile même qu'il faut renouveler.

% Quant à l'application des sonneries électriques aux usages domestiques : pour qu'une porte ne puisse être ouverte sans qu'un signal ail lieu, à la distance voulue, ou pour d'autres cas pareils, il est inutile d'insister davantage; les idées générales qui ont été émises suffisent pour faire comprendre à combien d'usages pourraient être appliquées les sonneries électriques. MM. Moigno et du Moncel reproduisent tous deux dans leurs livres respectifs un fragment de l'ouvrage de M. Walker avec une longue liste d'applications, parmi lesquelles nous voyons figurer, sans oser nous y arrêter, faute d'espace, celles qui ont été proposées pour les opérations géodésiques et militaires, pour les incendies, et enfin pour les communications à bord de ces vaisseaux immenses que 'on construit actuellement, et où tous les moyens acoustiques connus seraient impuissants, l'eut-être, avec un système bien combiné d'ordres transmis électriquement eût-on plus facilement réussi dans l'opération gigantesque de la mise à flot du Léviatoa», ce bateau à vapeur colossal que tout le monde a admiré sur les bords de la Tamise.

CHRONOSCOPES ET CHRONOGU APHES ÉI.ECTItlgUES.

Bien que ces appareils soient, comme les horloges, de véritables chronomètres, et qu'on puisse leur donner ce nom, puisqu'ils servent à mesurer le temps, ils en diffèrent en ce qu'on ne les applique qu'à la mesure d'un intervalle de temps excessivement court, comme, par exemple, lorsqu'on veut se rendre compte de la promptitude avec laquelle s'enflamment les substances eiplosibles, de la vitesse de la chute des corps et de la rapidité des projectiles lancés, etc. La plus grande difficulté, dans des cas de ce genre, ne réside pas dans l'appréciation du temps infiniment court, mais dans la fixation du moment précis où doit commencer et finir l'observation; car nos organes n'en sont pas capables. L'électricité, avec ses merveilles, est venue remplacer cet organe sensible qui nous manque, et M. Wheatslone, que nous avons vu tant de fois et que nous verrons encore à la téte de ceux qui ont fait d'heureuses applications de l'électricité , est aussi le premier qui inscrive son nom dans l'exécution du çhronoscope électrique.

Cet appareil, inventé par le savant Anglais en 1840, se compose d'un mouvement d'horlogerie avec une aiguille qui indique sur un cercle divisé le moment où une roue à rochet, mise en mouvement par un poids, s'arrête sous l'action d'une ancre à échappement. Cette ancre, selon qu'elle est ou non sollicitée par un électro-aimant, arrête ou laisse libre le mouvement de l'aiguille; la durée du courant, et par conséquent celle de l'intervalle de temps que l'on veut connaître, est indiquée par l'arc décrit. Il est facile de comprendre comment, dans chacun des cas qui se présentent, par exemple celui d'un projectile lancé, on pourra fermer le circuit au moment où la balle sort, et l'interrompre quand elle arrive au but, ou vice versa.

M. Breguet, qui a voulu disputer à M. Wheatstone la priorité de cette invention, construisit en 1843 un autre çhronoscope plus perfectionné, mais tellement compliqué, que son usage n'a pu se généraliser.

En 1844, M. Pouillcl fit aussi construire un chronoscope fondé sur un principe d'une application très-diflicile : que la déviation de l'aiguille d'un galvanomètre est proportionnelle non-seulement à l'intensité du courant, mais aussi à sa durée.

M. Martin de Brettes a proposé plusieurs systèmes très-ingénieux, entre autres un assez simple qu'on peut appliquer avantageusement à l'appréciation d'intervalles très-courts./ 11 consiste principalement en un chronomètre disposé de manière que la pression exercée sur un boulon extérieur se transmette instantanément à une aiguille qui marque un point noir sur un cercle divisé.

M. Breton est parvenu à construire un chronoscope encore plus simple que le précédent; on l'a appliqué à la vérification de la chute des corps, enie substituant avantageusement à la machine d'Atwood. Celte idée, cependant, n'appartient pas exclusivement à MM. Breton frères, car elle avait déjà été mise à exécuoition par M. Hip, de Berne, qui se servit du chronoscope de M. Wheatstonc, admirablement perfectionné, d'après l'opinion de M. Wheatstone lui-même, qui regarde cet appareil comme fort exact depuis les modifications qu'y a introduites le savant physicien suisse. Mais aucun des appareils que nous avons mentionnés ne vaut ceux de M. Navez, capitaine d'artillerie belge, et du célèbre physicien M. Siemens, que nous aurons à citer tant de fois et qui réclame la priorité de conception et d'exécution de l'idée d'appliquer l'électricité à cette sorte d'appareils. •

Celui de M. Navez, composé de trois parties, est trop compliqué pour que nous essayions d'en donner la description, qu'on pourra trouver du reste dans le Trotté d'électricité de MM. Becquerel. Un pendule, que laisse libre le projectile en parlant, enhaine dans son mouvement une aiguille avec un vernier qui parcourt un cercle divisé. La rupture de deux circuits électriques et la fermeture d'un troisième font marquer à l'aiguille un certain nombre de degrés. En faisant l'observation deux fois, de manière que dans la première la rupture des deux circuits soit simultanée, il y a dans la seconde un intervalle dans la rupture effectuée par le projectile, et la différence entre les deux arcs décrits par

l'aiguille est ce qui marque le lemps employé par le projectile pour arriver au but.

Le chronoscope de M. Siemens est fondé sur l'emploi de l'électricité statique ; c'est-à-dire sur le signal que laisse l'étincelle électrique sur un métal poli dont la couleur varie selon sa nature. « Maintenant, qu'on imagine un cylindre d'acier poli, a pourtour divisé, tournant sur son axe avec une vitesse appropriée, et une pointe métallique établie à une dislance fort petite vis-à-vis de ce cylindre, dont la marche sera d'ailleurs réglée à l'aide d'un pendule conique. La pointe et le cylindre feront partie des circuits de deux batteries de Leyde qui se trouveront interrompus aux deux points de la course du projectile entre lesquels il s'agit de mesurer sa vitesse. Le projectile, en traversant la première station, complète le circuit de la première batterie; une étincelle jaillit entre la pointe et le cylindre d'acier et y laisse sa marque. Le cylindre continue de tourner, et le boulet, en complétant le second circuit, donne lieu à une seconde marque don! la distance de la première, évaluée en degrés de la circonférence du cylindre, sert, comme dans les autres appareils de ce genre, i/ déterminer le temps qui s'est écoulé entre les deux étincelles, el par conséquent dans le trajet du projectile, car avec la prodigieuse vitesse du fluide électrique on peut considérer comme simultanées la rupture des deux circuits et la marque des étincelles. »

Ce système présente des avantages incontestables, mais il a l'inconvénient d'exiger un isolement plus parfait dans les conduc teurs, et celui de ne pouvoir déterminer exactement le centre de la tache. M. du Moncel croit qu'on pourrait remédier à ces deux vices, tout en conservant les avantages de l'appareil Siemens, avec un chronographe qu'il appelle électro-chimique, en appliquant le procédé du télégraphe Bain, et en obtenant les marques sur un papier préparé au cyanure de potassium. Dernièrement M. Martin de Brettes a repris l'idée de M. Siemens en substituant aux batteries électriques les courants d'induction de l'appareil de Ruhmkorff.

31. le baron Wrcde en Suède, et M. Gloesener en Belgique, ont

imaginé et essayé des chronoscopes dans lesquels on utilise Finversion des courants. L'appareil du dernier se compose d'un tambour en aluminium de 7 centimètres de longueur et 50 centimètres de circonférence, divisé en mille parties égales, faisant deux tours par seconde, et muni d'un .compteur indiquant le nombre de tours accomplis. Un mouvement circulaire produit par des poids et réglé par un volant l'oblige à présenter tous les points de son contour à plusieurs poinçons disposés de manière à correspondre tous avec la même division du tambour, et séparés tout a.u plus de 2 à 3 millimètres les uns des autres. Ces poinçons, poussés, à un moment donné, par une action électrique, quand le tambour est en mouvement, y laissent une marque produite par le noir de fumée dont ils étaient enduits d'avance. La nouveauté de cet appareil consiste principalement à intervertir les courants pour produire des signaux, et û compter l'intervalle entre deux signaux par l'impulsion de deux poinçons successifs, cl non par le temps écoulé depuis qu'un poinçon tombe et marque jusqu'à ce qu'il se relève et cesse de marquer. D'après l'inventeur, ce chtonographe n'a pas les nombreux inconvénients que présentent les autres.

Dernièrement M. Martin de Brettes a imaginé de substituer aux divers moyens que nous venons de décrire la propriété que possède l'étincelle d'induction de percer très-finement le papier quand elle est excitée par un rhéophore pointu, propriété dont déjà depuis longtemps MM. (îrove et Hearder avaient profité pour mesurer le nombre de décharges d'un courant induit dans l'unité de temps; mais leurs appareils étaient loin de constituer des chronographes usuels. M. Martin de Brettes a eu recours pour 1 application de ce principe au pendule balistique et aux appareils dont le mobile est assujetti à une loi de mouvement connu et formulé mathématiquement, pensant avec raison que c'est beaucoup plus simple et beaucoup plus exact. Ce système a reçu le nom d'appureil chrono-électrique à induction.

U nous reste à mentionner deux autres chronographes; ce sont ceux de M. du Moncel et de M. Digney. Ce dernier est une modification du télégraphe Morse, analogue à celle du télégraphe

de M. Digncy lui-même, que nous décrirons au huitième chapitre. Le chronographe de M. du Moncel, appliqué à vérifier la marche des moteurs et à mesurer le travail mécanique produit, estde> plus simples : la fermeture d'un courant à chaque révolution dV l'arbre de couche produit une marque sur une bande de papier. Il nous semble inutile d'entrer dans les détails de construction