APPAREILS ENREGISTREURS OU GRATHO-ÉLECTRIQUES

Il faut quelquefois mesurer des vitesses et marquer sur le papier, au moyen de courbes ou de points, la distance parcourue par une voiture, un navire, et surtout par un train de chemin de fer dans un temps donné. Les appareils destinés à cet usage, que certains auteurs appellent improprement chronoyraiàes, et d'autres tachomètres ou vélocimètres, varient beaucoup par leur disposition. Quelques-uns consistent principalement en un cylindre recouvert de papier que fait tourner régulièrement un mouvement d'horlogerie, et sur lequel un poinçon ou un crayon tract des points ou des courbes, qui, d'après la distance où ils se trou vent les uns des autres, indiquent le degré de vitesse de la pièce ou appareil qui est en rapport avec le crayon. Déjà en 1840. M. Wlieatstone avait proposé l'application de son chronoscopeà mesurer la vitesse des essieux des moteurs; M. Breguet, en i845. en fit autant pour son chronographe, et MM. du Moncel et Bain ont proposé des appareils dans lesquels l'électricité sert d'agent pour mesurer la marche des navires et des trains.

Le même M. du Moncel, qui a beaucoup étudié ce sujet, a publié, dans un mémoire spécial, la description détaillée d'autres appareils destinés à mesurer et à marquer la vitesse du vent au moyen de l'électricité. Les anémomètres et les anémographes èitttriques, dont nous ne décrirons pas le mécanisme, donnent la direction et la vitesse du vent dans le cabinet môme de Tohservaleur, les appareils étant établis sur le toit de la maison. Il* sont fondés, comme on peut aisément se le figurer, sur le relevé du nombre de tours que fait un moulinet de Woltmann, toujours placé, au moyen d'une girouette, de manière à recevoir le choc

APPLICATIONS DK L'ÉLECTRICITÉ. 447

du vent sous le môme angle. L'inventeur a installé à l'Observatoire astronomique de Paris un de ces appareils, qui, non-sculcment indique la marche du vent, heure par heure, minute par minute, mais qui fait pour ainsi dire les récapitulations mensuelles, si nécessaires pour le calcul des termes moyens météorologiques; cet anémomètre contient en outre un pluviomètre anémométrique qui donne la quantité de pluie tombée avec chaque vent.

3131. Abria et Salleron ont imaginé et construit aussi des instruments de cette espèce qui ont mérité les éloges de personnes compétentes et qui peut-être occupent déjà une place dans quelques observatoires d'Europe. Postérieurement, 31. Regnard a proposé aussi un système d'anémographe.

Pour généraliser les moyens d'observer la direction et l'intensité des vents, 31. du Moncel a construit un anémoscope, qui est moins parfait, mais qui offre en échange l'avantage d'être beaucoup plus économique et portatif que l'anémomètre.

Déjà, en 1843, avant les inventeurs précités, 31. Wheatstone avait appliqué l'électricité à la météorologie en construisant son thermomètre-télégraphe; cet instrument, exécuté plus tard sur une plus large échelle, reçut le nom d'enregistreur météoroîoî/i</ue, et fut placé à l'Observatoire de Kew. 11 inscrit de cinq en cinq minutes toutes les indications du baromètre, du thermomètre et du psycromètre (sorte d'hygromètre), quelle que soit la distance à laquelle l'observateur se trouve des appareils, soit qu'on les lance dans l'espace au moyen d'un ballon captif, soit qu'on les ensevelisse sous terre à une certaine profondeur.

L'appareil de 31. Wheatstone consiste en ce que la colonne de mercure fait partie d'un circuit voltaïque, avec un fil de platine pénétrant dans le liquide métallique du tube ouvert et en ressortant à des moments déterminés par l'action d'un mouvement d horlogerie. Si la température ou la pression atmosphérique est toujours la môme, l'interruption se fera au bout d'un certain temps; mais elle avancera ou retardera si la colonne monte ou descend sous les influences atmosphériques. M. Liais a aussi construit dernièrement des baromètres, ther-

momètrcs et psycroinèlres dans lesquels, au moyen de l'électricité, on marque les hauteurs maxima et minima, ainsi que l'heure à laquelle a lieu cette indication; circonstance très-importante pour ceux qui s'occupent d'observations de ce genre. Ces appareils, que leur inventeur nomme barométrographesy thermométrographes et psgerométrographes, sont décrits, ainsi que ceux proposés par MM. Regnard, Montigni et Hardy, dans l'ouvrage tant de fois cité de M. du Moncel.

Cet infatigable physicien a voulu remédier aux inconvénients que présente, dans le baromètre de Fortin, la variation incessante du niveau du mercure dans la cuvette; à cet effet, il a mis la vis avec laquelle on vérifie le niveau de cet instrument en rapport avec un appareil électro magnétique qui permet de faire monler et descendre cette vis et de la maintenir dans la position qu'elle doit avoir, sans qu'il soit nécessaire d'y regarder, car un circuit, fermé ou interrompu en temps opportun, fait sonner un appareil avertisseur.

Le séismograplie électro-magnétique de M. Palmieri est un instrument au moyen duquel le savant directeur de l'observatoire du Vésuve a cherché à enregistrer les secousses de tremblement de terre; il est fondé sur la fermeture d'un circuit électrique au moment où le mercure contenu dans des tubes de verre, agité par la secousse, vient toucher un fil de platine placé à une trèspetite distance. L'appareil est disposé de manière à enregistrer séparément les tremblements de terre verticaux et les tremblements horizontaux ou ondulatoires.

Afin de réunir tout ce qui a rapport à l'électricité appliquées la météorologie, nous ferons ici mention des derniers travaux de 31. Le verrier, qui, avec un zèle digne des plus grands éloges, est parvenu à établir un réseau d'observatoires combinés les uns avec les autres, et qui, au moyen de l'électricité, peuvent faire simultanément les observations, seul moyen d'obtenir des résultats concluants et de tirer parti d'une tache aussi pénible que monotone. Déjà, aux États-Unis, le télégraphe a devancé Ips elîets terribles d'un orage, et, en faisant connaître à un port éloigné

la direction de cet orage, on a pu prévenir quelques malheurs qui, sans cet avis, auraient été inévitables, puisque les vaisseaux n'auraient point été préparés à recevoir le choc. Quel parti ne pourrait-on pas tirer d'un système de semblables avertissements régulièrement établi sur différents points du globe!

Nous terminerons ce qui a rapport aux appareils enregistreurs en en citant quelques-uns pour faire voir le grand nombre d'applications auxquelles peut se prêter celte science à peine née d'hier : le magnétomètre électrique de M. Weber, au moyen duquel on«a pu obtenir une chose jusque-là impossible : mesurer exactement et simultanément l'action électrique des composantes verticales et horizontales du magnétisme terrestre; le galvanométrographe de M. Regnard, qui sert à enregistrer les indications fournies par les boussoles des sinus; le photomètre électrique de M. Masson, qui sert à mesurer exactement les intensités lumineuses, soit qu'elles proviennent directement de foyers lumineux, soit de la réflexion ou de la réfraction des rayons émanés de ces foyers, et qu'on peut en outre, ce que ne permettaient pas les photomètres antérieurement connus, appliquer aux lumières colorées, pour avoir ainsi leur terme de comparaison, auquel on peut rapporter les différentes intensités lumineuses que l'on observe; Vactinomètre électrique de H. Becquerel, destiné à rendre perceptibles les courants électriques dus à l'action chimique de la lumière; le sphéromètre, ainsi appelé par son inventeur, M. du Moncel, et qui sert à apprécier des épaisseurs excessivement petites; l'enregistreur, proposé par M. Marqfoy pour mesurer la flexion des ponts en tôle, qui nous semble plus ingénieux qu'exact; et enfin Y enregistreur électro-physiologique de M. Boêck, ou ktjmographion, comme l'a nommé son inventeur, qui sert à déterminer des problèmes fort curieux , tels que de constater le temps qui s'écoule entre l'instant où un corps nous touche, où la lumière frappe l'œil, où le son frappe l'oreille, et 1 instant où, par la pression du doigt sur une touche, nous pouvons marquer à l'extérieur que la sensation est perçue.

L'astronomie est aussi appelée à retirer de grands avantages

450 L'ÉLECTRICITÉ ET LES CHEMINS DE FEB. de 1 électricité, comme le prouvent quelques-unes des applications déjà faites. On sait que la longitude d'un point du globe par rapport à un autre se détermine par la différence de 1 heur* à laquelle passe le soleil ou tout autre astre fixe par le méridien des deux points. Au lieu d'employer pour cette détermination un chronomètre réglé sur le temps vrai des lieux que I on quitte el que I on va comparer ensuite avec celui des lieux où l'on observe, on se servira des lignes télégraphiques établies, qui pe.mellenl d'indiquer instantanément, d'un point à l'autre, le moment de l'observation, c'est-à-dire du passage de l'astre déterminé > on pari iuger facilement de l'énorme différence que présentent ces dm procédés quant à l'exactitude, la sûreté et la promptitude. U dernier est en vigueur depuis quelques années déjà en Amérique; et l'Europe a commencé récemment à suivre son exemple en mettant en rapport les observatoires de Grcenwich, Edimbourg,

Bruxelles et Paris.

L'avantage de l'application de l'électricité à l'astronomie ne se borne pas aux cas où l'on veut mettre en rapport des points éloignés, comme celui que nous venons de citer, et auquel nous pourrions ajouter l'application qui a été faite en Angleterre pour transmettre le temps moyen à différents endroits à la fois, surtout aux points maritimes, de manière que chacun fut comme pourvu d'un observatoire avec son chronomètre réglé par la marche des astres. L'astronomie peut aussi utiliser l'électricité dans l'observatoire même, comme l'a démontré l'appareil' de M. Bond pour enregistrer les observations astronomiques. Il consiste, comme la plupart de ces appareils, en un cylindre recouvert dune feuille de papier, et qui fait un tour par minute; en même temps qu'il avance sur son axe, un crayon ou un poinçon trace sur lui une série de points en hélice, qui se lixent à mesure que les astres passent par le réticule de la lunette. L'observateur n'a qua appuyer le doigt sur l'interrupteur sans quitter des yeux son instrument.

Nous citerons, en dernier lieu, comme l'une des plus curieuses applications de l'électricité à l'astronomie, celle qi*. » l'aide de la photographie aussi, a proposée M. Liais pour resou-

APPLICATIONS DE L'ÉLECTHICITE. 45t

tire un des problèmes les plus difficiles qui puissent se présenter : la détermination de la trajectoire des bolides, en marquant toutes les variations de leur mouvement angulaire. La méthode consiste à employer deux daguerréotypes disposés de manière qu'au moyen de l'électricité on puisse les ouvrir simultanément en une fraction de seconde. Si la plaque de l'un des daguerréotypes est fixe et si celle de l'autre tourne autour de son axe avec un mouvement régulier et connu, il est certain que le bolide, en passant par le champ des deux instruments, tracera sur les deux plaques des lignes différentes, dont la comparaison permettra de mesurer aisément sa vitesse angulaire à divers instants. De plus, si la plaque fixe a été orientée avec soin, on pourra déduire de la direction de la trace laissée sur elle par le météore la position du plan qui passe par le centre de l'objectif et la trajectoire apparente. Avec plusieurs daguerréotypes on embrasserait un champ plus vaste dans le ciel, et l'électricité seule serait capable de les faire fonctionner simultanément.

ÉLECTIttKMOTEURS .

Les effets prodigieux de l'aimantation temporaire du fer, la force d'attraction immense que perd et acquiert un électro-aimant par la simple interruption ou la simple fermeture d'un circuit électrique, devaient éveiller l'idée d'utiliser comme moteur une force aussi facilement développée ; et, en effet, peu de problèmes ont autant occupé l'attention des physiciens pendant ces dernières années, et rarement on a vu déployer une si grande fécondité d'imagination que celle dont ont fait preuve à ce sujet b constructeurs. Malheureusement la solution du problème, comme dit l'un de ceux qui l'ont le plus étudié, M. du Moncel, ne doit pas être cherchée dans le perfectionnement des combinaisons mécaniques, mais plutôt dans l'affranchissement des inconvénients inhérents à la force électro-motrice elle-même. Or ces inconvénients, ajoule-t-il, sont tellement complexes, et les effets qui en sont la conséquence tellement contradictoires, qu'on peut presque dire que les moteurs qui réussissent le mieux en petit

sont précisément ceux qui donnent les plus mauvais résultats en grand. Un autre physicien éminent, M. Jacobi, le premier qui a construit un électro-moteur d'une certaine force, a conclu de ses nombreuses investigations qu'avec les générateurs électrique que nous possédons, et dans l'état actuel de nos connaissances sur l'électricité et le magnétisme, l'effet mécanique ou le travail que peuvent produire les forces électriques est très-inférieur à celui des autres moteurs généralement en usage; mais nous croyons avec M. Becquerel que cette conclusion, ainsi que l'opinion émise par M. du Moncel, n'est pas une condamnation absolue; et l'électricité, qui est encore dans l'enfance, pour ainsi dire, a produit tant de merveilles, qu'il n'est pas impossible qu un jour où on s'y attendra le moins, elle nous procure les moyens de créer des électro-moteurs très-puissants.

Les appareils de ce genre construits jusqu'à présent peuvent se diviser en deux grandes sections selon leur manière de fonctionner, soit par un mouvement de rotation direct, soit par un mouvement oscillatoire qui se transforme en mouvement circulaire continu, comme dans les machines à vapeur. M. du Moncel a fait une autre classification plus scientifique, selon l'état dans lequel se manifeste l'action électrique ; on trouvera cette classification, ainsi que des observations très-détaillées sur cette matière, dans un mémoire spécial qu'il a publié sur les électro-moteurs, en 1852, et dans son Traité sur les applications de l'électricité, édile plus récemment. Nous indiquerons néanmoins les travaux les plus remarquables entrepris dans le but d'employer l'électricité comme force motrice.

Parmi les électro-moteurs fondés sur les réactions réciproque des courants électriques ou magnétiques, on peut citer, outre l'appareil de Faraday pour la rotation des aimants, l'interrupteur de M. de la Rive, les piles de Zamboni et un grand nombre d'instruments qui ne produisent pas une force appréciable, l'élcctro-moteur à hélices oscillantes de M. du Moncel, qui a fonctionné en 1851 sur le bureau de l'Académie des sciences. Il consiste principalement en un cylindre de fer attiré alternativement par deu\ bobines d'induction dans lesquelles le cylindre même distribue le

APPLICATIONS DE L'ÉLECTBICITÉ 453

courant en temps opportun. M. du Moncel a construit aussi un autre électro-moteur avec une seule bobine, fondé sur l'attraction de deux courants électriques qui marchent dans le même sens, et sur leur répulsion quand ils marchent en sens contraire.

Parmi les moteurs fondés sur les réactions réciproques des aimants temporaires et permanents, nous devons citer de préférence à tout autre l'électro-moteur de M. Ritchie, car, à ce qu'il parait, c'est le premier où l'on ait tenté d'économiser la force électrique au moyen des aimants permanents, qui, agissant sur des électro-aimants convenablement disposés, leur communiquent un mouvement de rotation continu.

M. Weare s'est basé aussi sur le môme principe pour un de ses systèmes d'horloges; et M. Jacobi, comme nous l'avons déjà dit, construisit en 1854 un appareil fondé sur la réaction d'un électro-aimant sur un autre, selon la direction des courants, qui fait changer le nom des pôles. Cet appareil, qui était à rotation directe et de la force de 3/4 de cheval, put, en 1838, faire remonter la Néva à une chaloupe contenant douze personnes.

Les moteurs électriques fondés sur l'attraction du fer par les électro-aimants sont ceux qui ont présenté le plus de variété dans leurs formes, et qui ont le plus préoccupé les constructeurs. M. Froment en a construit quelques-uns à mouvement alternatif à simple et double effet, et avec deux manivelles produisant un mouvement analogue à celui des machines des bateaux à vapeur. Ces appareils consistent en une armature attirée et repoussée alternativement par un électro-aimant, et qui communique son mouvement à un volant portant avec lui le commutateur ou interrupteur du courant.

Le même H. Froment a imaginé aussi des moteurs à mouvement direct, qui ont subi, tant de sa part que de celle d'autres constructeurs, des modifications en nombre infini; mais, quelle que soit la disposition mécanique qu'on leur donne, ils se composent tous principalement d'une roue armée de palettes de fer qui passent à une très-courte distance des pôles simples ou multiples de plusieurs électro-aimants tangents à la roue, et qui reçoivent le courant successivement, soit chacune en particulier,

\bl L'ÉLECTRICITÉ ET LES CHEMINS DE FEU.

soit plusieurs à la fois et par séries. Le commutateur se trouve toujours en rapport avec la roue. C'est le système d'après lequel 31. Froment a construit les plus grands appareils connus de cette •espèce, et celui qu'il a établi dans ses ateliers pour mellrc en mouvement les tours des machines à diviser, machines dune perfection telle, qu'on peut diviser un millimètre en 4,000 partics égales. •

MM. Kreton, Nourbouze, Page et Froment ont tenté d'amplifier 3a force électro-motrice en combinant entre elles les différente actions dynamiques et statiques auxquelles elle donne lieu. A cet effet, ils ont réuni l'attraction des hélices à celle des électro-aimants, en faisant entrer dans deux longues bobines enroulées de fil métallique deux doubles fers d'électro-aimants dont l'un, mobile, sert de piston et agit sur un balancier pour la transformation du mouvement, exactement comme dans une machine à vapeur. Le premier construisit une petite locomotive électro-magnétique- qui marchait avec assez de vitesse sur un chemin de fer circulaire ; et le second une petite machine pour monter l'eau, 'qui fonctionne à l'amphithéâtre de physique de la Sorbonne, quand on traite celte matière.

Une commission nommée à l'Exposition universelle de 18âo fit quelques expériences intéressantes pour déterminer le pouvoir mécanique et la dépense de quelques-uns des électro-mo teurs présentés. On en choisit quatre qui permettaient qu'on leur adaptât un frein dynamométrique : le premier, de M. Larmenjeat, fondé sur l'attraction exercée par les électro-aimants sur les armatures fixées à une roue; le second, de M. Loiseau, analogues la machine de M. Jacobi, susmentionnée; le troisième, appareil oscillant imaginé par M. Roux, cl dans lequel les armatures enfer utilisent l'action magnétique des fils des électro-aimants, que .31. Nicklcs nomme trifurqués ; et le quatrième, de MM. Fabre et Kunemann, composé de deux électror aimants tubulaires. Le résultat des expériences ne permet pas, comme nous l'avons dit, de considérer les électro-moteurs comme des machines économiques et capables de remplacer celles actuellement employées, sauf dans des cas tout à fait spéciaux, comme, par exemple, celui

«les machines à diviser de M- Froment ; nous ne nous arrêterons donc pas à examiner la longue liste de machines électro-motrices proposées par un grand nomhre d'inventeurs, parmi lesquels on compte des noms très-recommandables, comme ceux de MM. Becquerel (ils, Pulvermacher, Pcllis et Henry, et surtout M. Marié- Davy, dont l'appareil a été l'objet d'un rapport très-brillant de M. Becquerel et d'une récompense pécuniaire. Nous ne quitterons pas cependant cette matière sans faire mention du moteur électrochimique de M. Moeff, dont la base, dit son auteur, «est la force qui résulte de la raréfaction produite par la combinaison de l'hydrogène et de l'oxygène pour former l'eau ; combinaison qui a lieu sous l'influence du contact d'un corps en ignilion ou du passage d'une étincelle électrique; l'inventeur ayant adopté ce dernier moyen, on a cru devoir lui donner le nom de moteur électro chimique. »