COMPOSITION ET FABRICATION DES VERRES

Les verres d'optique doivent réunir trois conditions indispensables : une très-grande transparence, une limpidité exceptionnelle, et, de plus, une homogénéité parfaite, car, sans elle, les rayons lumineux se trouveraient détournés de la direction qu'ils doivent suivre, et ne concourant pas à un môme foyer, l'image se trouverait déformée.

De telles conditions de perfection demandent donc une composition et un travail tout à fait exceptionnels, que nous espérons faire apprécier du lecteur en laissant la parole à MM. G. Bontemps et Péligot.

Ces deux espèces de verre sont désignées sous les noms de flint-glass (cristal ordinaire à base de plomb) et de crown-glass (verre à vitre en couronne, page 65).

Yoici les deux formules données par M. Bontemps.

Flint-glass.

Silice 10Q

Minium 105

Carbonate de potasse. . . 20

Nitrate de potasse 5

! Silice . 100

Carbonate de potasse. . . 42.66

Chaux éteinte 21.66

Nitrate de potasse. ... 2.12

Les deux compositions étant connues, et si nous supposons les deux pois chargés des matières placés dans le four, il ne nous reste plus qu'à écouter M. Péligot, qui va nous initier au travail.

<( Les matières étant choisies aussi pures que possible, la fonte se fait dans un four rond, au centre duquel se trouve le pot, qui est couvert (fîg. 45).

« Le creuset étant chauffé à part dans un four spécial, on l'introduit par les moyens ordinaires dans le four de fusion également chauffé. Cette opération refroidit le four et le creuset; on les réchauffe avant d'enfourner.

« On débouche l'ouverture du ci\uset, garnie de deux couvercles destinés à empêcher la fumée de s'introduire dans son intérieur, et on y enfourne le mélange par portions de 20 à 40 kilogrammes. Au bout de huit à dix heures, la totalité du mélange se trouve dans le creuset. On chauffe pendant quatre heures, puis on enlève les couvercles et on introduit dans le creuset le cylindre en terre, préalablement chauffé au rouge blanc. Une barre à crochet1, horizontale et s'appuyant sur un support à rouleau en fer, est introduite dans la cavité ménagée dans la tête du cylindre, avec lequel on fait un premier brassage qui sert à Yenverrer. Au bout de trois minutes, la barre de fer est portée au rouge blanc. On l'ôte, on pose le bord du cylindre sur le bord du creuset; ce cylindre flotte, légèrement incliné, sur la masse vitreuse. On remet les couvercles et on continue à chauffer. Cinq heures après,

1 Elle est désignée dans les verreries sous la dénomination de Guinand, nom de son inventeur.

on brasse de nouveau. Les brassages se succèdent alors d'heure en heure, ne durant que les quelques minutes suffisantes pour porter au rouge blanc un crochet de fer.

Fig. 45. — Four à verres d'optique.

(( Après six brassages, on laisse refroidir le four pendant deux heures, pour faire monter les bulles qui ne sont pas encore dégagées, puis on le chauffe à son maximum pendant cinq heures. Le verre est très-liquide et entièrement exempt de bulles. On le brasse sans discontinuer pendant deux heures; aussitôt qu'une barre à crochet est chaude, on la remplace par une autre. Comme on a eu le soin de boucher les grilles par-dessous, la matière, en se refroidissant, prend une certaine consistance, et quand le brassage ne se fait plus que difficilement, on

c242 LES MERVEILLES DE LA VERRERIE.

ôte le cylindre du creuse!. Celui-ci est bouché ainsi que les ouvertures du four. Au bout de huit jours, on sort le creuset, on le casse, et on le sépare avec précaution du flint, qui s'y trouve ordinairement en une seule masse. Des faces parallèles polies sont alors faites sur les côtés de cette masse pour examiner son intérieur et voir comment elle doit être débitée. On la scie en tranches parallèles, et en raison des défauts qu'elle peut présenter.

« Quant aux fragments, on en fait des disques en les chauffant à la température nécessaire pour les mouler. »

Voici la définition que M. Boutet de Monvel1 donne des instruments d'optique. « On désigne sous le nom d'instruments d'optique des instruments destinés à venir en aide à notre vue, trop imparfaite pour nous faire distinguer nettement tous les détails d'un objet, soit lorsque, étant à la distance de la vue distincte, cet objet n'offre que des dimensions excessivement petites, soit lorsque, ayant des dimensions môme très-considérables, cet objet se trouve à une énorme distance de notre œil.

a En effet, dans l'un comme dans l'autre cas, le diamètre apparent de l'objet entier étant très-petit, les axes secondaires passant par deux points différents de cet objet, forment un angle excessivement petit. Les points affectés sur la rétine sont alors tellement voisins qu'ils appartiennent à un même filet nerveux, et alors les sensations ne sont plus distinctes; ou bien si les points affectés appartiennent à des filets différents, il y a encore confusion dans les sensations, parce que l'ébranlement donné en chaque point ne peut pas ne pas se propager à une certaine distance tout autour de ce point; et alors, si les points sont très-rapprochés l'un de l'autre, il y aura superposition

1 Cours de physique, p. 869. Libraire Hachette.

des deux zones affectées par l'ébranlement, tout étroites qu'on les suppose.

« Les instruments d'optique, par une application bien entendue des divers systèmes de lentilles, ou de miroirs, feront disparaître cet inconvénient, en substituant à la vision directe de l'objet, tantôt celle d'une image réelle et agrandie de cet objet, reçue sur un écran, et dont l'œil pourra étudier les détails, à la distance de la vue distincte, sous un angle visuel beaucoup plus grand (microscope solaire, lanterne magique), tantôt celle d'une image virtuelle, vue à la distance de la vue distincte, et avec un diamètre apparent beaucoup plus grand que celui de l'objet mis à la même distance (loupe, microscope simple); tantôt, enfin, la vision d'une image réelle de l'objet (microscope composé, lunettes, télescopes). »

Après une définition aussi lucide de l'optique, il ne nous reste plus qu'à solliciter l'indulgence du lecteur pour un travail que nous aurions désiré voir traité par une plume plus savante que la nôtre; mais si noblesse oblige, travail oblige aussi, et c'est au nom de cette obligation que nous allons essayer d'initier le lecteur au rôle important que le verre joue dans presque toutes les sciences, mais surtout dans l'optique1, qui n'existe que par lui.

Quoique l'opinion générale soit presque unanime pour dénier aux anciens remportante découverte de l'optique, nous demandons à faire deux citations qui tendraient à prouver le contraire. En effet, ici « c'est la chronologie chinoise du P. Gaubil, qui nous dit que l'empereur Chan aurait, 2w28o avant J. C, recourut à un instrument d'optique pour observer les planètes2; là, c'est David Brewster

1 Du grec optiké, dérivé ftoptomai, voir. - Écho du monde savant du 3 avril 1855.

annonçant qu'on a trouvé dans les fouilles de Ninive une lentille de cristal ayant appartenu à un instrument d'optique '. Et enfin Aristophane dont nous donnons ici les paroles textuelles prises dans sa pièce les Nuées. Socrate et Strepsiade sont en scène.

« Socrate. — Je suppose que l'on t'intente un procès de cinq talents, comment ferais-tu pour échapper à la condamnation?

« Strepsiade. — J'ai trouvé un moyen des plus adroits pour anéantir le jugement.

« Socrate. — Quel est-il?

a Strepsiade. — As-tu jamais vu chez les marchands droguistes cette pierre brillante et diaphane avec laquelle on allume le feu?

<( Socrate — Tu veux dire le cristal.

« Strepsiade. — Ne pourrai-je pas, lorsque le greffier écrirait la condamnation, prendre le cristal, et, me tenant à l'écart, faire fondre au soleil toutes les lettres du jugement? »

Pour bien comprendre ces paroles, il faut se rappeler qu'à cette époque les lettres, les jugements, etc., étaient écrits, au moyen d'un style, sur des tablettes enduites de cire.

A l'appui de ces autorités, ne peut-on pas ajouter une considération tout au moins admissible, si elle n'est pas matériellement convaincante? Est-il présumable que des verriers aussi habiles dans tous les produits de la fabrication du verre n'aient pas été conduits, par un effet du hasard, si Ton ne veut pas admettre leur science en fait d'optique, à s'apercevoir qu'un verre biconvexe, c'est-à-

1 Athenœum français du 18 septembre 1852.

dire plus épais de chaque côté de son centre que sur ses bords, a la propriété de grossir les objets?

S'ils ne connaissaient pas les lentilles grossissantes, qu'on nous dise alors par quelle force factice cette pléiade de célèbres graveurs en pierres fines, grecs et romains, pouvaient par la seule puissance de leurs yeux obtenir une exécution tellement remarquable par le fini, que, pour en apprécier toute la délicatesse , nous devons, nous autres modernes, nous servir de la loupe. On nous citera peut-être ces globes remplis d'eau dont Sénèque parle, lesquels, éclairés par derrière, servaient à grossir les objets; mais, tout en reconnaissant les services que ces globes peuvent rendre dans certaines industries, celle des cordonniers entre autres, qui s'en servent encore aujourd'hui, nous persistons à croire que leur grossissement n'était ni assez puissant, ni assez net, ni assez régulier, ni assez pratique pour être utilisé par les artistes. Si les preuves palpables, convaincantes par la provenance et l'antiquité, nous font encore défaut aujourd'hui, à nos yeux, ce n'est qu'un retard pour la cause des anciens, car les fouilles récentes entreprises depuis plusieurs années ont déjà mis au jour tant d'objets dont on refusait la connaissance aux siècles passés, que rien ne dit qu'il n'en sera pas de même pour les verres d'optique.

Abandonnant la cause des anciens, il ne nous reste plus qu'à mettre le lecteur à même d'apprécier les immenses services que le verre a rendus et ne cesse de rendre à l'humanité, ainsi qu'aux sciences qui lui doivent leurs progrès; de faire connaître le nom et le mode de fabrication employé pour chacun d'eux, et enfin le motif de la multiplicité plus ou moins grande des verres qui entrent dans les instruments d'optique. Pour arriver à ce résultat, nous négligerons souvent la partie extérieure de

l'instrument que tout le monde connaît, pour nous occuper spécialement de l'intérieur, car c'est lui seul qui pourra nous initier au jeu différent de chaque espèce de verre.

Mais avant de passer outre, et à peine d'être inintelligible, nous devons dire un mot sur la lumière l, ainsi que sur ses efi'ets relativement à l'optique.

11 y a moins de deux cents ans, qu'était la lumière? un je ne sais quoi incolore, dont chacun se servait sans s'inquiéter le moins du monde des diverses parties qui pouvaient le composer, lorsque l'illustre Newton2, plus curieux que le commun des hommes, se mit en tête de forcer la lumière, qu'on avait laissée bien tranquille jusque-là, à lui divulguer ses secrets. Le savant se mit donc à l'œuvre, et bientôt l'Europe apprit non-seulement que la lumière était décomposable, mais qu'elle se composait de sept couleurs : rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo et violet5.

Mais comment Newton a-t-il pu arriver à cette découverte étonnante? de combien d'énormes instruments compliqués le pauvre homme a-t-il dû se servir? quelles étaient leurs formes?... existent-ils encore, et où peut-on les voir?

Telles sont, amis lecteurs, les questions que chacun m'adressera ; aussi vais-je de suite vous dire qu'ils existent, et que tout cet attirail de machines que votre imagination vous présente, tenait dans la poche de Newton, car c'était un simple petit morceau de verre, connu, en optique, sous le nom de prisme.

1 La lumière nous vient du soleil en 8 minutes 13 secondes; pour arriver jusqu'à nous, elle parcourt, dans ce court laps de temps, 77,000 lieues.

2 Isaac Newton, né à Woolstrop (comté de Lincoln) en 1042, mourut en 1727.

3 Ce phénomène est désigné sous le nom de dispersion.

Puisque le prisme joue le principal, nous dirons même le seul rôle dans la découverte, disons un mot de sa forme pour passer ensuite à l'explication d'un phénomène que chacun peut facilement répéter en son logis, tant il est simple et facile.

En dioptrique 1 on donne le nom de prisme à un solide transparent, ayant la figure d'un prisme triangulaire, c'est-à-dire dont les deux extrémités forment deux triangles égaux et parallèles, et dont les trois autres faces, qui en circonscrivent le contour, sont des parallélogrammes très-polis. Pour la commodité de l'observateur, le prisme est généralement adapté à une garniture métallique portée par un pied à tirage, permettant de le placer à telle hauteur et sous telle inclinaison que Ton veut (fig. 46).

Pour obtenir cet effet remarquable, il faut une chambre totalement obscure, ne recevant de jour que par une petite ouverture faite au volet, et n'ayant que quelques millimètres de diamètre, par laquelle passera un rayon de soleil qu'on désigne sous le nom de faisceau de lumière solaire S (fig. 47).

Sans prisme, ce faisceau, tombant directement sur le parquet S, formera une image ronde et blanche; mais si un prisme en flint-glass P est placé horizontalement devant l'ouverture, la scène change, car aussitôt le faisceau de lumière, à l'entrée et à la sortie du prisme, se réfracte2

1 Du grec dia, à travers, et optomai, voir, regarder. Dans son sens le plus étendu, la dioptrique a pour objet de considérer et d'expliquer les effets de la réfraction de la lumière, lorsqu'elle passe par différents milieux, tels que l'eau, le verre, et surtout les lentilles.

2 Par réfraction, on entend la déviation qu'éprouvent les rayons lumineux lorsqu'ils passent obliquement d'un milieu dans un autre.

vers la base de celui-ci, et au lieu de l'image incolore que nous avions tout à l'heure S sur le parquet, on reçoit sur un écran éloigné de 5 à 6 mètres1 une image E colorée des belles teintes de l'arc-en-ciel.

Fig. 46. — Prisme.

Cette image s'appelle le spectre solaire. On y distingue sept principales couleurs, comme nous avons dit, qui sont]: le rouge, l'orange, le jaune, le vert, le bleu, l'indigo et le violet.

La lumière étant décomposée en rayons colorés, il res-

1 L'angle réfringent du prisme étant de 60 degrés, l'écran sur lequel on reçoit le spectre doit être éloigné de 5 à 6 mètres. (Ganot, Traité élémentaire de Physique, p. 418.

tait à chercher le moyen de la reproduire incolore, telle qu'elle était avant d'avoir passé par le prisme. Si Heuler

Fig. 47. — Speclre solaire.

fut le premier qui résolut le problème, Hall, puis Dollong, créèrent l'achromatisme*, qui, détruisant dans les lunettes les couleurs parasites de la lumière, permet de ne laisser voir que celles des objets que l'on regarde.

L'achromatisme s'obtient en combinant, suivant certaines règles, deux sortes de verres, l'un en crown-glass, l'autre en flint-glass, réu- p.g 48 nis ou collés ensemble (fig. 48) 5.

Il y a plusieurs moyens de décomposer le spectre solaire

. Léonard Euler, célèbre géomètre, né à Bàle en 1707. Quoique devenu aveugle à l'âge de cinquante-neuf ans, il n'en continua pas moins à se livrer à l'étude. Il mourut en 1785.

2 De a privatif, sans, chroma, couleur.

3 Ces verres se collent ensemble à chaud, au moyen d'une résine

et de rendre à la lumière sa couleur blanche. Nous nous contenterons d'en détailler trois.

Le premier consiste à faire passer le spectre solaire à travers un autre prisme de même angle réfringent que le premier, mais tourné en sans contraire. Le second moyen s'obtient en recevant la ligne spectrale sur une lentille biconvexe, derrière laquelle on place un petit écran de carton qui reçoit tous les rayons devenus blancs.

Le troisième mode consiste à recevoir sur sept petits miroirs de verre, à faces bien parallèles, les sept couleurs du spectre (fig. 49).

Fig. 49. — Recomposition de la lumière.

Les miroirs étant convenablement dirigés, on fait d'abord tomber sur le plafond les sept faisceaux réfléchis, de manière à former dessus sept images distinctes, violet, indigo, bleu, vert, jaune, orange; puis, faisant mouvoir les miroirs de manière que les sept images viennent exactement se superposer, on obtient alors une image unique qui est blanche.

transparente qui est le baume de Canada, sorte de térébenthine d'une limpidité parfaite.