CHAPITRE II

CHRONOGRAPHIE

Notion des relations de temps ; chronomètres ; pointage sur un papier qui se déplace. — Chronographie ; cylindres tournants et régulateurs. — Contrôle du mouvement d’un cylindre au moyen du diapason. — Chronographe. — Transmission des indications chronographiques. — Des signaux. — Signaux électriques. — Signaux à air. — Applications de la chronographie ; détermination de l’instant où se produit un phénomène. — Erreur personnelle. — Mesure des durées. — Successions ou synchronisme. — Fréquence. — Régularité. — Périodicité.

Pour l’estimation des phénomènes de courte durée, l’emploi des chronomètres les plus parfaits trouve sa limite pratique dans l’insuffisance de nos sens. Si l’aiguille d’un de ces instruments parcourt le cadran, en s’arrêtant à toutes les secondes ou à tous les quarts de seconde, on a peine à reconnaître la position exacte qu’elle occupe au début et à la fin d’un phénomène ; une erreur d’un quart de seconde est alors très-facile à commettre. On doit donc considérer comme un progrès notable l’emploi du chronomètre à pointage : l’aiguille, chargée d’encre à sa pointe, s’applique contre le cadran par la pression d’une détente et laisse la trace de la position qu’elle occupait à un premier instant; si l’acte qu’on doit mesurer présente une certaine durée, on provoque un second pointage au moment où il finit, et l’on trouve sur le cadran deux points séparés l’un de l’autre par un nombre de divisions qui mesure le temps écoulé.

Le principal avantage des chronomètres à pointage, c’est qu’il n’est pas nécessaire d’en regarder le cadran pendant la durée d’une observation; une simple pression du doigt au moment où le phénomène commence, une autre au moment où il finit, suffisent pour en déterminer la durée.

Mais, si le temps à mesurer excédait un tour de cadran, s’il correspondait à un grand nombre de tours par exemple, une autre difficulté naîtrait, car on risquerait de commettre une erreur sur ce nombre. Le pointage du temps doit alors se faire sur un papier qui chemine avec une vitesse connue, et dont la longueur soit fort grande *.

La difficulté principale, dans ces mesures graphiques du temps, c’est d’avoir, pour y pointer les signaux, une surface animée d’une vitesse parfaitement régulière ou parfaitement connue.

Chronographie.

C’est tantôt une plaque animée d’un mouvement de translation •suivant son plan, tantôt un cylindre tournant qui reçoit le tracé.

Fig. 61. Cylindre tournant, muni d’un régulateur de Foucault. L’appareil est représente au moment où l'on noircit le cylindre à la fumée.

Cette dernière disposition est la plus ordinaire, à cause de la commodité qu’elle présente pour recueillir des courbes.

1 . C’est ainsi qu’Eytelwein, voulant compter le nombre de coups frappés en un temps

CHRON OGR APHIE . 135

Sur un cylindre de métal (fig. 61), on dispose une feuille de papier bien lisse qui le recouvre entièrement et dont les deux bords sont collés d’un bout à l’autre. On noircit à la fumée d’une bougie ou d’une lampe la feuille de papier, en promenant lentement cette flamme tout le long du cylindre, pendant que celui-ci tourne avec une vitesse d’un tour environ par seconde. Quand le cylindre est parfaitement noir, on possède une surface sur laquelle le moindre

Fig. 62. Régulateur de Y. Villarceau.

frôlement laissera sa trace; ainsi, le passage de l’aile d’un insecte enlève le noir qui recouvre la feuille et laisse en blanc la marque de son contact.

Quand les signaux sont pointés sur le cylindre, si l’on juge à.

donné par un bélier hydraulique, fit défiler une longue bande de papier sur laquelle chaque coup venait laisser sa trace. On pouvait lire, à la fin de l’expérience, le nombre de coups de bélier frappés en une heure ou en une minute, si la vitesse de translation était exactement connue.

propos de conserver la feuille, on fixe les tracés en les trempant dans un vernis. (Voir pour les détails de ces opérations, Technique, chap. ii.)

Pour obtenir l’uniformité parfaite du mouvement de rotation imprimé au cylindre, on se sert d’un mouvement d’horlogerie muni d’un volant régulateur. La figure 61 représente le cylindre entraîné par son rouage d’horlogerie, muni d’un régulateur Foucault. Dans cette figure, on voit se faire l’opération du noircissage à la flamme d’une bougie de cire.

Un autre régulateur qui semble plus précis encore que celui de Foucault est celui de Villarceau (fig. 62), qui présenterait en outre cet avantage, de pouvoir prendre des vitesses qui varient, du simple au double, suivant que l’appareil est incliné ou vertical. Enfin, Helmholtz a imaginé un régulateur électrique qui, paraît-il, est également d’une précision très-grande.

Lorsque les besoins d’une expérience exigent qu’on imprime au cylindre une rotation plus ou moins rapide, on obtient ces variations en adaptant le cylindre à l’un ou à l’autre des trois axes qui sortent de la platine du rouage. L’axe supérieur fait son tour en une seconde et demie, l’axe moyen le fait en 6 secondes, l’inférieur en une minute.

Chronographes.

Les appareils qu’on vient de décrire impriment au cylindre une vitesse régulière que l’on connaît, une fois pour toutes, et qui permet d’estimer aisément une durée d’après la longueur du papier qui a cheminé entre deux signaux; mais ces instruments sont coûteux. Il est souvent plus simple de renoncer à l’uniformité parfaite du mouvement du cylindre et de la remplacer par un contrôle incessant de la vitesse avec laquelle il tourne. A cet effet, on se sert de chronographes, appareils que nous allons décrire. Tous les chronographes ont pour but d’imprimer à un style traceur des vibrations isochrones d’une fréquence connue, de façon que le nombre de vibrations inscrites entre deux signaux exprime le temps qui les sépare.

On a vu que Thomas Young imagina de faire inscrire sur un cylindre tournant les vibrations d’une verge métallique munie d’un style léger; puisque ces mouvements sont isochrones, chacune des ondulations tracées sur le cylindre correspond à une