LES LAIPES A INCANDESCENCE

L'idée de tirer parti de la chaleur dégagée par un courant électrique pour porter une substance réfractaire à l'incandescence et pour obtenir ainsi un procédé d'éclairage avantageux à beaucoup d'égards, est déjà fort ancienne.

Elle a suscité de nombreuses recherches ; le premier brevet relatif à une lampe de ce genre remonte à l'année 1841 ; il fut pris, en Angleterre, par Frederick de Moleyns qui décrivait un appareil à filament de platine recouvert de particules de charbon qui était véritablement fort ingénieux. Mais, malgré Ic^ précieuses propriétés du 'platine relativement au

270 L*ÉLECTniCITé

pouvoir émissif, ce corps ne saurait guère convenir pour là fabrication d*unc lampe ; il fond à une température de 1.775° et ne peut être porté, sans être rapidement détérioré, à une température suffisante pour que le rendement devienne satisfaisant. L'éclairage électrique ne devint réalisable que le jour où Ton parvint à construire les ampoules renfermant un filament de charbon.

On ne saurait relater ici les discussions historiques, mêlées & des débats d'ordre financier, auxquelles ont donné lieu les questions d'antériorité entre divers inventeurs, mais on peut dire qu'Ëdison a, le premier, réussi à introduire les lampes à incandescence dans la pratique industrielle.

Il serait oiseux de décrire la lampe que chacun connaît aujourd'hui ; on sait comment les perfectionnements apportés aux procédés de fabrication ont amélioré le rendement el abaissé, en même temps, le prix de revient. Aujourd'hui le filament formé de cellulose carbonisée est toujours nourri par un dépôt de charbon provenant de la décomposition d'un hydrocarbure ; on obtient ainsi une section parfaitement régulière et surtout Ton a l'avantage de recouvrir le corps, dont on va utiliser l'incandes-» eence, d'un dépôt de graphite d'aspect métallique qui donne à ce corps un pouvoir sélectif particulier et augmente singulièrement sa valeur photogénique.

Il importe, au plus haut point, que le filament soit placé dans un bon vide, aussi parfait que possible .non seulement pour que le charbon ne brûle pas, mais aussi pouf qu'il se refroidisse peu. L'extractioa

L'AcLAIDAGE éLECTRIQUB 271

de Tair commencée par des pompes, est générale* ment achevée par un procédé chimique ; on emploie Iç phosphore pour former avec les dernières particules de gaz un précipité solide facile à éliminer.

Pour avoir un bon rendement, il faut, d'après ce que nous savons sur le rayonnement, élever autant que possible la température et pousser la lampe au maximum ; toutefois un traitement excessif pourrait rapidement la mettre hors de service. Le filament ne brûle pas, mais s'évapore, il semble bien que la rupture se produit le plus souvent du côté de la cathode et que Ton se trouve ici en présence d'un phénomène de projection cathodique. Cette évapo** ration produit, même en régime normal, un dépôt de charbon sur l'ampoule qui abaisse beaucoup le rendement lumineux.

Si Ton tient compte de toutes les conditions, prix de revient de la lampe, durée de sa vie suivant la température à laquelle elle est soumise, valeur de l'énergie électrique, etc., on est amené à cette conséquence qu'il convient de remplacer une ampoule au bout de cinq à six cents heures en moyenne, alors même qu'elle fonctionnerait encore et qu'il est bon de la pousser à une température que Ton peut estimer voisine de 1.800° ^.

On pourrait obtenir de meilleurs résultats et porter la température à de plus hautes valeurs en remplaçant le maigre conducteur des lampes ordinaires

1. n n'est pas facile d'évaluer ces températures; parmi les moilleures déterminations Ton doit citer celles de M. Le Cliatelicr et celles qu*a faites M. P. Janet en étudiant, d'une manière fort ingénieuse, le refroidissement du filament.

par de gros filaments qui éprouveraient des altérations moins rapides, mais les lampes ainsi construites demandent des tensions beaucoup plus faibles que les lampes ordinaires ; il est alors nécessaire de les grouper de façon à subdiviser la tension du réseau, ou de les alimenter par un courant alternatif et de joindre à l'appareil un petit transformateur-réducteur; ce sont là des complications peu importantes, mais qui sont cependant de nature à nuire au succès du système.

On est ainsi arrivé, petit à petit, à abaisser notablement la consommation de puissance électrique dans les lampes a incandescence : elle n*est plus que ' 4 à 3 watts par bougies,^ mais il ne semble guère possible de descendre beaucoup plus bas si Ton conserve le charbon comme corps rayonnant.

Les tentatives faites, en ces dernières années, pour obtenir un filament plus inaltérable sont innombrables. Des résultats fort intéressants ont été obtenus en employant des métaux plus réfractaires que le platine.

M. Aucr, le premier, dans cette voie, est parvenu à fabriquer des lampes fonctionnant régulièrement; il s'est adressé à Tosmium qui est un niétal rare de la mine de platine, fondant à 2.500® seulement.

1. L'intensité lumineuse d'une source varie notablement suivant les diverses directions; on devrait comparer les intensités lumineuses moyennes sphcri(iucs, qui permettraient d'évaluer le flux total; le plus scuvcnt, on donne la Valeur de Tintensitc horizontale moyenne (dans un plan perpendiculaire à l'axe et passant par le milieu du filament), parce que cetto intensité a la valeur maxima.

l'éclàiragb électrique 273

L'habile chimiste a préparé, en réduisant Tacide osmique par le charbon, un corps qui peut être aggloméré, puis filé à la presse. Comme le filament devient mou à la température élevée qu*il doit subir, il faut l'ancrer à Tinlérieur de Tampoule par des supports appropriés. La résistance de Tosmium, conlrairement à ce qui se produit dans ie cas du charbon, augmente avec la température; cette circonstance est favorable, parce qu'elle permet de régulariser le courant qui traverse la lampe et de rendre ainsi l'intensité lumineuse plus indépendante des variations de tension dans le réseau. La lampe peut durer un millier d'heures, et consomme environ 2 watts par bougie, mais elle a le défaut do coûter assez cher.

Dans le courant de l'année 1905, une autre lampe est apparue qui commence à se beaucoup répandre, c'est la lampe au tantale de MM. Siemens et Halske construite d'aprôs les résultats des recherches de M. Von Bollon. Le tantale pur, obtenu en réduisant par le potassium ou le sodium le fluotantalate de potasse, est un métal très ductile et d'une remarquable ténacité qui ressemble à de l'acier, mais dont le point de fusipn est très élevé. Comme la résislivité de ce mêlai est faible, il est nécessaire d'avoir des fils très minces et très longs; dans le modèle, actuel lemcnt en usage, le filament a 650 millimètres de longueur et ™™ 05 de diamètre. Pour loger un conducteur aussi- long dans Tampoule, il faut le replier et le diviser en éléments rectilignes soutenus par des supports isolés.

La lampe au tantale fonctionne régulièrement

274 L'éLBCTRlCITÉ

at consomma da 1,7 & 2 watts par bougies horizontales ; d'apràs des racherehes effectuées par M, Jouaust au laboratoire de la Société internationale des Electriciens, sous la haute et habile direction de M. Janety la température du filament serait de plus de 300'' supérieure à la température d'une lampe ordinaire.

Plus récemment on a essayé des lampes au tungstène, métal dont le point de fusion parait être de 3,200'^ et dont on peut, par suile, attendre encore de meilleurs rendements; on annonce que ces lampes donneraient une bougie pour 1 watt, 2 environ.

Dans tous ces systèmes, on utilise, en même temps que l'avantage des hautes températures, les propriétés sélectives des corps à l'éclat métallique. Grâce à la conductibilité des filaments, ces diverses lampes se prêteraient très bien à l'éclairage avec de faibles tensions et à la division de la lumière ; on peut seulement regretter qu'elles aient été inventées à un moment où déjà existaient partout des distributions à voltage plus élevé que celui qui, normalement, conviendrait le mieux pour leur emploi.

Au lieu de s'adresser aux métaux très rares, on peut chercher à constituer des filaments avec d'autres substances réfractaires, douées d'un grand pouvoir émissif : le brillant exemple du manchon Auer est là pour prouver quels avantages on peut retirer de la substitution au charbon de certains oxydes. Mais une difficulté se présente, qui, de prime abord, paraît insurmontable; pour que ces oxydes soient portés à rincandesconco au moyen de l'énergie électrique, il

l'éclairage élëctriqujb 275

est nécessaire qu'ils se laissent traverser par le courant, et^ précisément ils semblent être des isolants presque parfaits*

Heureusement^ leur énorme résistance diminue, comme celle de tous les électrolytes, lorsque s'élèvô la température). Le fait, signalé dès 1808 par un physicien français M; Le Rôut, avait même été mis à profit par Jabloohkoff pour la construction d'une lampe électrique, mais cet essai était bien oublié lorsque M* Nernst eut l'idée d'étudier les oxydes réfractaires, en vue de constituer des appareils pt^* tiques^ et parvint, après plusieurs années de recher*^ ches, à réaliser un système d'éclairage extrêmement remarquable.

Le filament, ou plutôt le bâtonnet, car ici le corps incandescent devient d'un diamètre assez gros, est formé d'une pâte plastique filée à la presse et dessé^ chée. Cette pÀte contient des agglomérants et do Toxyde de zirconium mêlé à d'autres oxydes dé terres rares ^ extraits de la gadolinite. On peut aussi se servir de magnésie qui a un pouvoir éclairant considérable ; c'est elle, en effet, qui, portée à l'incan^ descence, fournit l'éblouissante lumière qui se pro» duit dans 1& combustion du magnésium.

Pour que le courant, amené par des petits fils dé

1. n est avantageux ici, comme dans les man&hons des becs Atiërj d^axôir ufi mélange d'oxydes formant des solutions solides rédpKKiu<l«, M» Gh.^Éâ< Guillanfne à montré comment les béaut travaux de Rubens permettaient dé préciser, sur ce point, une idée déjà émise par M. Le Châtelier; dans le manchon Auer Toiyd^ de thorium, qui a un pouvoir émissif faible, se refroidit diSicîlemcnt et sert à échaufTer Toxyde de cérium qui est le vérital^e corps lumineux.

27G L'ÉLBCTniClTft

platine, puisse passer dans le bâtonnet, uest nécessaire d'allumer la lampe ; c'est-à-dire de porter la matière réfractaire à une température à laquelle elle devient conductrice. Comme on ne saurait sans regrets renoncer à trouver dans Téclairage électrique les facilités particulières qu'il présente, d'ordinaire, pour l'allumage, il était né(jessaire d'imaginer un procédé automatique pcrmctlant de chauffer le bàlonnetjusqu'au rouge sombre. M. Nernst a imaginé de l'entourer d'une spirale de platine qui, à Torigine, reçoit tout le courant et qui produit ainsi la chaleur nécessaire. Dès que l'oxyde a acquis une conductibilité suffisante, un petit électro-aimant met le fil de platine hors du circuit.

Mais cet ingénieux dispositif n*est pas la seule complication de la lampe; il faut encore un appareil capable de régler l'intensité du courant. Sans cette précaution le bâtonnet, devenant d'autant plus conducteur qu'il est plus chaud, serait traversé par une intensité rapidement croissante, et arriverait vite à une température où il se romprait ; un artifice très simple, consistant à introduire en dérivation un fil de fer très fin dont la résistance augmente quand la température s'élève, à l'inverse de ce qui se passe dans le bâtonnet, va permettre d'obtenir un réglage parfait.

On pourrait croire, tout d'abord, qu'il y a un réel avantage à n'être plus obligé de placer le corps incandescent dans le vide; cette légère simplification est malheureusement compensée par d'assez sérieux inconvénients. Le bâtonnet, entouré d'air, se refroidit beaucoup plus rapidement ; en outre, comme Tindi-

L*éCLAIBAGB électuiqub 277

quent certains auteurs, l'air est sans doute ionisé aux hautes températures où il se trouve porté, et il peut ainsi, non seulement enlever de la chaleur par sa conductibilité thermique, mais encore livrer passage à une partie du courant dissipé en pure perte. 11 n'est pas cependant possible de faire le vide dans la lampe, qui, pour d'autres raisons, ne fonctionnerait plus.

Les filaments, formés par des composés tels que les oxydes, peuvent en effet se dissocier dans le vide et seraient rapidement décomposés si on les chauffait dans un espace privé d'air. D'autre part les oxydes appartiennent à la classe des électrolytes et, pour atténuer les effets de Téleclrolyse, il convient que le métal qui tend à se déposer puisse être oxydé aux dépens de l'oxygène environnant.

Placée dans des conditions convenables, la lampe Nernst fonctionne très régulièrement; elle donne une lumière très belle et très blanche parce que le corps incandescent est porté à une température voisine 2,400*»; elle consomme en moyenne 2 watts par bougie.

On ne saurait trop admirer Tingéniosilé de l'inventeur, M. Nernst a donné un bel exemple de persévérance ; il a vaincu toutes les difficultés semées sur sa route et ces difficultés n'étaient pas médiocres. Dans une conférence faite à Goettingue il disait : « Lorsque l'on est parvenu à combler le profond abîme qui sépare une invention de sa réalisation, ou, si l'on préfère, la théorie de la pratique, on trouve encore devant soi le chemin long et pénible qui mène du Laboratoire aux applications convenables

21S L'ÉLECTRICITil

pour la vie usuelle »< L'iliuslre physicien a su le parcourir jusqu'au bout, ce chemin si souvent décourageant ; malheureusement avec tous les accessoires nécessaires, là lampe Nernst se complique et atteint un prix un peu élevé.

Depuis rinvention de M. Nernst^ on a cherché d'autres Combinaisons d'oxydes^ on peut, en particulier, signaler une lampe imaginée par M. Canello et qui est intéressante parce que, né composant d'un fllamotit formé d'oxydes alcalino-terreux, recouvert d'une couche mince d'osmium métallique; elleréa" lise Une combinaison mixte capable de donner d'ex^ cellents résultats.

à, - tes LAMPES A Aile

Pendant que les lampes à incandescence étaient l'objet de travaux si remarquables, divers physiciens s'occupaient aussi des lampes & arc.

On connaît ces puissants foyers lumineux et on les utilise depuis bien longtemps déjà. Dès 180S, l'illustre chimiste Humphry Davy avait fait Texpérienco fondamentale sur laquelle repose le précieux procédé d'éclairage : il avaitj on le sait, attaché deux baguettes de charbon taillées en pointe aux pôles d'une pile de 2,000 éléments et observé que si on les écartait doucement, après les avoir mises en contact, il se produisait entre les doux pointes une flamme légèrement arquée.

Cette forme particulière était du© au courant des gaz chauds qui agissait sur la flamme lorsque les charbons étaient placés horizontalement. Dans la

l'éclairage électrique 279

position verticale, il n^y a pas d'arc mais une gaine lumineuse; d'autre part, si cette gaine est la région la plus chaude, ce n'est pas la plus éclairante, 85 p. 100 environ de la lumière totale qui est émise proviennent du dharbon positif, 5 p. 100 du négatif et 10 p. 100 seulement de Tare lui-même. L'expression de lampe & arc est donc assez mal choisie, mais elle est restée en usage. La température du charbon positif étant fort élevée et atteignant, d'après M. VioUe, 3500% il n'est pas étonnant que Ton obtienne un rendement excellent, 0,6 à 0,7 watt par bougie; à celte haute température, la radiation de puissance maxima émise par le radiateur intégral se trouverait déjà dans le spectre visible.

La lumière de la lampe à arc est beaucoup plus riche en rayons bleus et violels que les autres lumières artificielles habituellement employées, mais elle Test proportionnellement beaucoup moins que celle que nous envoie le soleil; une Illusion d'optique, due sans doute au contraste, nous la fait souvent trouver d'un bleu violacé; mais en réalité ce sont précisément ces couleurs qui lui manquent encore et elle renferme une proportion plus grande de rayons rouges et jaunes que la lumière blanche.

Si 1 on mesure la différence de potentiel qui existe entre les charbons, on trouve qu'elle ne peut jamais, sans que l'are s'éteigne, devenir inférieure à une trentaine de volts; une lampe à arc se comporte comme un récepteur qui donne naissance à une force contre-électromotrice. Il y a donc de la puissance électrique consommée, en dehors de celle qui se retrouve sous forme de chaleur; on est généra-

280 i'électricitA

lement d'accord aujourd'hui pour penser qu'un phénomène physique bien défini, vaporisation ou mieux ébullilion du carbone de Télectrode positive, se produit au dépens de l'énergie électrique disparue. Cependant des expériences de MM. Wilson et Fitzgerald, relatives à l'influence de la pression, de l'atmos- 1 phère ambiante sur la température des charbons, ne sont pas favorables à cette interprétation, et divers auteurs esliment, avec M. Le Chalelier, que le charbon positif est à sa température de fusion et non pas à une température d'ébuUition car, autrement, la force élastique de la vapeur de carbone devrait déjà être considérable à la température à laquelle se trouvent portés d'ordinaire les filaments des lampes à incandescence, ce qui paraît peu vraisemblable. M. Le Roux a émis, il y a longtemps déjà, l'idée que la force éleclromotrice inverse qui apparaît dans l'arc est d'origine thermoéleclrique; des recherches récentes de MM. Georges, Aron, do M. et de M"** Ayrton, semblent confirmer assez bien cette manière de voir ; ainsi M. Ayrton a vérifié qu'en chauffant, au moyen d'une source étrangère, le charbon négatif, le voltage nécessaire pour maintenir Tare s'abaisse.' v

Les phénomènes qui se produisent dans la lampe sont d'ailleurs très complexes, M"** Ayrlon qui a fait, sur ce sujet, une série très remarquable de patientes recherches a, entre autres résultatSj mis nettement en évidence le rôle que joue la combustion des charbons dans la stabilité de l'arc; le charbon ne se volatilise pas seulement, mais il brûle à la surface du cratère.

l'éclairage ÉLECïllIQL'E 281

Il est certain d'autre part que les gaz Ir^versés par la décharge électrique sont ionisés; les conditions dans lesquelles fonctionne un arc sont fort complexes, on ne saurait encore appliquer, d'une façon certaine, à l'élude d'une question aussi difficile les résultats obtenus dans ces dernières années par les physiciens ingénieux qui ont débrouillé, dans des cas plus simples, le mécanisme de la conductibilité électrique des gaz; mais on peut prévoir que, dans un avenir prochain, les découvertes récentes permettront de dissiper enfin Tobscurité où restent encore beaucoup de points relatifs à Texpérience, aujourd'hui centenaire, d'Ilumphry Davy.

Pour être pratiquement utilisable, une lampe à arc doit posséder un appareil régulateur capable de la parer des variations qui se peuvent produire dans la tension d'alimentation, capable aussi de niaintenir constante la distance des charbons qui tend à augmenter par suite de la combustion. Les modèles de régulateurs sont extrêmement nombreux ; on fait surtout usage aujourd'hui de régulateurs différentiels qui comportent deux bobines : Tune, en dérivation aux bornes de l'arc; l'autre, en série avec lui.

Un système mécanique, commandé par le jeu d'un électro-aimant, agit sur les charbons. L'arc fonctionne aussi bien avec de l'alternatif qu'avec du continu ; toutefois, avec de l'alternatif, les deux charbons s'usent également ; il ne se forme plus le cratère qui, pour le charbon positif, joue le rôle d'une sorte de réflecteur, et la lampe envoie autant de lumière vers le haut que vers le bas ; d'autre part, l'arc s*éteignant et so raUumant chaque fois

282 I,*éLBCTRICITft

que le courant change de sens, produit un éclairage plus fatigant, accompagné d'un ronflement désagréable, dû aux vibrations produites dans Tair.

Si Ton dispose d'une distribution dç 110 Yolts, on pourra mettre deux lampes en série absorbant chacune 35 volts environ et une résistance de réglage absorbant autant de volts qu'une des lampes. C'était le procédé employé jusqu'en ces dernières années ; mais, depuis que les régulateurs se sont perfectionnés et sont devenus plus sensibles, on peut, sans inconvénient, monter trois lampes en série.

Il existe aussi des arcs à haute tension, voisine de 100 volts, que Ton branche directement sur la distribution.

Ces appareils sont les lampes à arc enfermé, qui ont des propriétés intéressantes, mais différentes de celles que possède l'arc ordinaire.

Depuis 1886, où Staite avait, le premier, imaginé une lampe à arc en vase clos, bien des tentatives avaient été faites pour rendre pratique de tels appa* reils; ils semblent, à première vue, présenter de grands avantages : propreté, innocuité, diminution de la consommation des charbons et du prix de la main-d'œuvre nécessaire pour les changer*

Mais de graves difficultés s'étaient toujours présentées qu'on n'avait pu écarter; en particulier, il se produisait sur les globes des dépôts de charbon qui absorbaient, au bout de peu de temps, la lumière émise. M. Marks est arrivé, il y a une dizaine d'années, à combiner un appareil simple et pratique; tout le carbone enlevé par le courant au charbon positif se transforme en gaz et il n'y a pas de dépôt

L*éCtAIRAGB ÉLBCTRIQUB 283

un ingénieux régulateur d'admission d'air est disposé pour faire entrer en conflit les courants de gaz sortant de l'appareil ou y pénétrant, de façon & obtenir une parfaite régularité dans Tare.

D'autres systèmes analogues; celui de M. Jandus, par exemple, fonctionnent très régulièrement ; malheureusement, il semble bien, d'après M. Blondel, que le rendement. ne soit pas très bon, et la lumière, trop bleue, a souvent d'assez fortes variations d'éclat.

On a été naturellement amené à se demander si l'on ne pourrait, comme pour les lampes à incandescence, substituer au charbon dans la lampe à arc d'autres substances douées de pouvoir sélectif. Jablochkoff, dont le nom se retrouve à l'origine de tous les progrès réalisés dans l'éclairage électrique, avait déjà fait des tentatives intéressantes en ce sens.

M. Bremerw M. Blondel ont proposé récemment des solutions qui ont fourni d'excellents résultats. M. Blondel emploie, comme électrode positive, un crayon formé d'un mélange de charbon et de matières minérales riches en fluorure de calcium ; le mélange c^t protégé par une mince couche de charbon pur ; l'électrode négative, qui, ici, doit être placée en haut, est constituée par un charbon ordinaire.

Ce système est souvent désigné sous le nom très exact d'arc-flamme, parce que le fluorure de calcium se volalise et rend l'arc très lumineux ; ce n'est plus iei le charbon positif qui émet la plus grande partie de la lumière ; il est dépassé, à cet égard, par la

284 L*ftLBCTRICITâ

▼apeur contenant en suspension les particules des sels de calcium.

On peut, à volonté, allonger Tare et le faire fonctionner sous des Toltages divers, et Ton obtient un rendement tout à fait* remarquable : un quart de watt seulement doit être dépensé pour produire une bougie sphérique moyenne. Le seul inconvénient, sérieux d'ailleurs, est que la lulhière fortement colorée en rouge ou jaune, suivant la composition du mélange, donne aux objets environnants des teintes auxquelles Tœil est mal habitué et qu'il juge, par suite, désagréables.

g 4. - L'ARC AU lERCURE ET LA LUIllRE FROIDE

Malgré ces résultats vraiment merveilleux, toutes les méthodes qui viennent d'être décrites, fondées sur l'incandescence, restent encore des procédés barbares, puisque, môme dans les plus perfectionnées, la proportion des radiations lumineuses aux radiations obscures et chaudes ne dépasse guère, d'après les évaluations les plus récentes, 1 pour 100 ; aucune raison théorique n'interdit Tespoir de produire de la lumière froide, et la nature nous prouve même que le problème n'est pas insoluble.

Le Pyrophorus noctilocus ou, pour parler plus simplement, le ver- luisant, d'autres êtres encore émettent un rayonnement contenu tout entier dans le spectre visible. 11 est même à remarquer que la lumière verdàtreà laquelle, mystérieusement, donne * naissance le ver-luisant se trouve précisément cor-

l'éclairage électrique 285

respondre au maximum de sensibilité de notre œil, de sorte que le rendement de cet économique animal se trouve encore être égal à l'unité, alors même qu'on tient coAipte des coefficients photométriques relatifs aux diverses couleurs.

Dans les phénomènes de phosphorescence, on voit souvent aussi de l'énergie chimique se transformer e^n énergie rayonnante, correspondant à des ondulations visibles, sans que se produise en même temps une quantité notable de radiations à plus longue période ; il ne paraît nullement impossible, a priori^ d'arriver à communiquer à l'éther, au moyen de la puissance électrique, des vibrations de fréquences convenables pour l'éclairage et qui ne soient pas accompagnées de l'inutile cortège des radiations infra-rouges.

Le classique tube de Geissler a, depuis longtemps, montré que les gaz raréfiés, traversés par un courant électrique, s'illuminent fortement, et l'analyse spectrale de la lueur qu'ils émettent apprend qu'elle est, cette curieuse lumière, composée de radiations bien déterminées, séparées les unes des autres par de larges intervalles obscurs.

Mais le rendement d'un tel tube serait détestable, les électrodes s'échauffent beaucoup, la résistance du tube est énorme.

Testa a montré, dans des expériences célèbres, que les courants de haute fréquence peuvent traverser un tube sans électrodes, contenant un gaz très raréfié, en l'illuminant d'une lueur assez semblable à celle du ver-luisant ; mais, ici encore, un abîme sépare la théorie de la pratique et Ton ne voit

286 L*ALECTI\IClTé

pas que le tiibe de Tesla puisse, directement, pe^d^e des services & Tindustrie.

Ce n'est qu'avec l'arc au mercure que les phénomènes de luminescence ont vraiment commencé à être employés pour l'éclairage.

, L'idée de produire un arc entre du mercure et une électrode métallique est fort ancienne; on peut rappeler un appareil déjà assez pratique, breveté en 1879, par Rapieff, et aussi les fort intéressantes expériences où Jamin et M. Manœuvrier démontraient que Ton peut redresser un courant alternatif au moyen d'un arc maintenu entre une électrode de mercure et une électrode de charbon.

Arons, en 1893, construisit une lampe au mercure dans le vide qui a rendu de très grands services aux physiciens. MM. Perot et Fabry. particulièrement dans leurs belles recherches sur les phénomènes d'interférence, ont utilisé un modèle de leur invention pour obtenir une lumière très fixe, formée par quatre raies brillantes très intenses, deux dans le jaune, une dans le bleu, une dans le violet.

Mais ce sont les études remarquables de M. Peter Cooper Hewitt qui ont permis d'obtenir des résultats réellement pratiques.

L'ingénieux savant a imaginé des dispositifs assez divers. Le plus répandu est constitué par un tube assez large (80 millimètres environ de diamètre) et de 1 mètre 50 de long ; le courant est amené par une anode de fer et recueilli par une cathode de mercure. On fait d'abord un vide très poussé dans cette enceinte de verre, et, une fois l'appareil anaorcé, dans la vapeur de mercure va se produire un arc régulier

■"'«liw^v

l'ÉCLAtRAGE ÉLECfRIQUB 28Î

qui^ Stir titi réseau â 120 Yoltg, cowespôfidra â uû courant de 3 ampères environ.

Mais la grattde difficulté réaide dans ratnofçage : la résistance au passage du courant est tout d'abord énorme ; pour la vaincre, il faut une tension consl*dérable que l'on peut produire, momentanément et au début, à Faide d'une bobine d'induction ; Ou bien encore, et plus simplement, on établira un courtcircuit en inclinant le tube de telle façon que le mercure coule jusqu'à l'anode.

Une fois le gaz ionisé, sa cohésion ne s'oppose plus au passage du courant et il se comporte comme un conducteur, ainsi que^ l'a établi M. Bouty dans ses belles expériences sur la cohésion diélectrique.

La résistance de la colonne gazeuse n'est pas la seule qu'il faille surmonter. M. Cooper Hewitt a démontré, par de belles expériences, entièrement conformes d'ailleurs à des résultats généraux obtenus par J.-J. Thomson, qu'il existe une grande opposition au passage du courant entre la cathode et la vapeur de mercure ; du côté de l'anode, on ne rencontre rien de semblable.

Cette résistance s'affaiblit beaucoup dès que la surface de la cathode se trouve désagrégée, et la supériorité de l'électrode en mercure sur les autres conducteurs métalliques provient de ce que ce liquide, qui constamment se volatilise et va se condenser sur les parois du tube, joue toujours le rôle d'une surface cathodique en état de désagrégation.

C'est sur cette résistance cathodique spéciale qu'est fondée l'Intéressante applicallôn» dont nous

288 l'Albctricité

avons déjà parlé, de l'arc comme soupape pour les courants alternatifs.

La vapeur de mercure luminescente a, dans le tube de M. Cooper Hewitt, une température voisine de 140^ ; elle n'est donc pas portée à Tincandescence, et l'étude du spectre prouve que les radiations émises se composent presque exclusivement d'une radiation jaune orangé, d'une radiation verte et d'une radiation violette, situées, par suite, toutes trois, dans la partie visible.

Ainsi, le mouvement vibratoire communiqué à l'éther ne renferme rien d'inutile ; pour le produire, il a bien fallu encore consommer plus d'énergie électrique qu'il ne serait théoriquement nécessaire, par suite surtout de la résistance cathodique, et le tube finirait par s'échauffer si on n'y prenait garde ; mais le rendement est déjà supérieur à celui des autres sources connues. On ne consomme guère que 0,45 watt environ par bougie.

Le seul inconvénient de ce nouveau mode d'éclairage est de dénaturer complètement les couleurs et de faire apparaître les personnes et les choses sous un jour verdàtre qui est fort peu agréable. Il est vrai que, dans des chantiers, on se préoccupe plutôt de voir bien clair que d'apprécier la teinte des objets ; il est vrai aussi que cette luipière très douce est reposante, qu'elle améliore, paraît-il, le caractère ; mais cet avantage moral n'a pas encore suffi pour assurer le succès des arcs à mercure.

Les inventeurs préfèrent même y renoncer et s'effortîent d'enrichir la lumière de quelques radiations rouges, en entourant^ par exemple, le tube

l'éclairage électrique 289

d'une gaze colorée avec des substances telles que la rhodamine. Malheureusement, on perd ainsi une notable partie des radiations émises.

Le système n'est donc pas encore parfaitement au point pour la pratique ; d'ailleurs, la théorie n^est pas non plus tout à fait assise. Nous ne savons pas pourquoi la vapeur de mercure luminescente émet seulement des vibrations de moyenne longueur d'onde ; cette ignorai^ce, d'ailleurs, n'est pas particulière au cas des substances luminescentes, et nous ne sommes guère plus avancés dans la connaissance du mécanisme par lequel un corps échauffé provoque les ondulations de l'éther environnante

Mais alors que nous avons pour nous guider dans Tétude des phénomènes de l'émission la loi fondamentale de Kirchhoiî, nous ne possédons rien de précis sur les conditions imposées aux corps luminescents. Il est permis de supposer que, même par leur intermédiaire, toute l'énergie électrique ne pourra pas se transformer intégralement en énergie luminescente ; on doit cependant être assuré d'ores et déjà que, par ce procédé, les résultats relatifs à l'éclairage deviendront singulièrement plus économiques que ceux auxquels conduisent les procédés par incandescence.

1. Ce difficile problème commence cependant à s^éclairer depuis les travaux de Lorentz et ceux d'autres physiciens dont J*ai exposé les j'echerclies dans mon iivre : ia Physique moderne.

Le riche domaine que nous venons de parcourir a été ouvert aux habiles inventeurs de tant d'importantes applications par les immortels travaux des Faraday et des Ampère; la découverte de l'induction qui a fourni un moyen simple et pratique d'oblenir l'énergie électrique, au dépens de l'énergie mécanique, a été le point de départ de cette rapide évolution qui, comme nous l'avons constaté, a transformé les conditions de toutes les industries, et, par suite, celles de la vie sociale elle-même.

Il semble aujourd'hui que les progrès qui restent possibles dans la voie aclucllement suivie ne sauraient plus être que des améliorations de détail. L'un des électriciens français les plus originaux, et les plus ingénieux, M. Leblanc, s'adressant aux membres de la Société internationale des électriciens, disait dans un langage pittoresque : « Notre génération a vécu de l'induction et je crois que ce thème est usé. Nous avons passé notre temps à faire tourner des champs

l'évolution future de l'électricité 291

à gauche ou à droite et à combiner leurs mouvements avec ceux de collecteurs ou de balais. Ces questions ont été teUement travaillées de tout côté qu'on peut les considérer comme épuisées ; si l'on veut trouver quelque nouveauté il faut la chercher dans les tube? à vide ».

Voici, en effet, qu'au moment où il pouvait se croire arrivé au terme du voyage, de nouveaux horizons s'ouvrent devant l'électricien émerveillé, de vastes étendues, encore mal connues, mais dont, déjà, il est permis d'affirmer la fécondité, apparaissent à ses yeux étonnés. Une carrière sans bornes s'étend de nouveau devant nous ; que do travaux pour la génération qui arrive, que d'utiles occupations !

Jusqu'à ces dernières années, l'on avait presque exclusivement étudié les phénomènes électriques qui se produisent dans les conducteurs; puis, petit à petit, les idées de Maxwell et de Hertz sur le rôle des diélectriques, pénétrèrent dans la pratiqué et la dé couverte de la télégraphie sans fil vint illustrer les nouvelles doctrines.

Plus récemment les recherches effectuées, par une brillante pléiade de savants, sur les phénomènes électriques dans les gaz raréfiés ont fourni des résultats de la plus haute importance pour la philosophie naturelle ; dans les espaces à peu près vides de toute matière, les conditions se simplifient et se rapprochent de celles oui de grandioses manifestations électriques se produisent dans l'immensité des espaces interplanétaires. Les hypothèses hardies et récentes relativement à la constitution de la

292 L*iLBCTBICITi

matière, Tingénieuse théorie des électrons, paraissent devoir singulièrement modifier nos idées sur la nature de l'électricité et, déjà, quelques applicaUons timides encore, comme cette lampe dont nous parlions dans le chapitre précédent, dérivent directement des découvertes faites au laboratoire par les physiciens de la jeune école.

Et, de môme que la télégraphie, la galvanoplastie etc., applications modestes par la petite quantité d'énergie qu'elles mettaient en jeu, ont précédé les grands transports de force et les importants procédés de chimie électrique, de même, le problème résolu par les Marconi et les Branly, les essais de Gooper Ilewitt et de tant d'autres, sont là pour nous faire prévoir que la porte est ouverte aux vastes entreprises, et que bientôt peut-être sonnera l'heure des hautes applications industrielles.

Ainsi déjà Ton ne saurait plus considérer comme chimérique l'idée de transporter, à travers l'espace et sans fil conducteur, l'énergie disponible dans les chutes d'eau et les marées.

Cet élher qui nous amène en quantité énorme^ d'une distance considérable, toute l'énergie dont nous pouvons disposer sur la terre et qui nous est envoyée par le soleil, est certainement propre à nous rendre, à notre volonté, de plus modestes services.

Un . mécanisme analogue à celui qui, dans les oscillations hertziennes, transmet une puissance très faible, conduira peut-être quelque jour des centaines de kilowatts ; il semble même que dans un avenir assez prochain l'on pourra voir des moteurs actionnés, des lampes électriques allumées dans des circuits

l'évolution PUtURE DE l'électricité 293

sans communication matérielle avec les circuits primaires et placés à de courtes distances de ceux-ci. Remarquons bien que l'espace pourrait ainsi être sillonné par des ondulations qui resteraient sans actioi! appréciable sur les circuits autres que les récepteurs, accordés au préalable de façon à former résonnatëur.

D'autre part, on commence à apercevoir la possibilité d'obtenir, d une manière véritablement pratique, l'énergie électrique au moyen de l'énergie calorifique ou de l'énergie chimique; là encore, une grande question économique ne semble pas éloignée de recevoir une solution favorable.

Ainsi les moyens dé communication, la télégraphie, la téléphonie, demain peut-être la vision à distance, rapprochent les hommes les uns des autres, contribuent à amener la définitive satisfaction de ce besoin de fraternité et de concorde que ressentent tous les peuples; et, d'autre part, les progrès quotidiennement réalisés dans la façon de produire et de transmettre l'énergie en quantité considérable, accentuent ce mouvement industriel et social dont, par des exemples précis, nous espérons avoir, au cours des pages qui précèdent, fait comprendre le sens et l'importance»

Bientôt, sans doute, après le domaine industriel désormais conquis, l'électricité s'annexera l'agriculture; les irrigations, les drainages peuvent déjà se faire avantageusement au moyen des moteurs modernes et bien des machines agricoles sont mises en mouvement par le courant.

Et, partout, en même temps que d'énormes béné-

^di L*éLBCTIIIClTÉ

flcos économiquos, révolution qui se poursuit apportera do plus grands bienfaits encore. Qui ne voit, en ciïot, apparaître avec elle la grande ôt profonde uliliié sociale qui lui est inhérente?.

Avec le progrès actuel du mécanisme, la tâche du travailleur s'ennoblit chaque jour; le laboureur, dans les champs, et Touvrier, dans Tusine, prennent conscience du rôle essentiel que partout doit jouer l'intelligcnce.

Les besognes serviles tendent à disparaître ; trop longtemps, sous une forme atténuée sans doute, mais encore pénible et opprimant, a duré Tasservisse ment à la nature.

« Quand la navette marchera toute seule, disait Aristoto, on pourra peut-être supprimer Tesclave *>. Ces temps que le philosophe antique considérait comme ne devant jamais venir, ne paraissent plus éloignés aujourd'hui ; bientôt, muo par l'énergie que la science a su conquérir, la navette travaillera sous la direction active et iotelligento d'un homme sur qui ne pèseront plus les servitudes de la matière et, dans le domaine moral comme dans le domaine économique, l'Électricité aura été la grande libératrice.