LENTILLES POUR PHARES

Principe de la constniction. — Le but que Ton se propose d'atteindre est d'avoir une grande surface réfringente afin de projeter une grande quantité de lumière qui émette des rayons parallèles. Afin d'éviter les aberrations qui existeraient nécessairement avec une surface unique, on forme des lentilles a échelons.

Sur une lame à faces parallèles H (fig. 357) on applique :

1° Une lentille plan convexe L de faible ouverture angulaire et dont le foyer est en F;

Fie. 357.

2° Une série d'anneaux a, b, c, dont les surfaces convexes sont calculées de telle sorte que toutes aient leur foyer en F.

L'ensemble de ces anneaux et de la lentille L produit à peu près le même effet qu'une lentille de surface égale à la surface totale et dont le foyer serait en F.

La lentille Fresnel, ou à échelons, absorbe à peu près un vingtième de la lumière incidente; de plus, elle est d'une fabrication très facile, puisqu'il ne s'agit plus de masses de verre peu maniables, mais de simples cercles d'un poids relativement faible; enfin, l'entretien de ces appareils est aussi simple qu'on peut le désirer.

Tout appareil lenticulaire se compose d'un foyer formé d'une flamme d'huile ou de gaz, ou d'une lumière électrique, entourée de lentilles en verre. Ces lentilles sont destinées à dévier les rayons divergents qui émanent du foyer et à les diriger vers l'horizon au lieu de les laisser se perdre dans le ciel ou éclairer inutilement la mer dans le voisinage du phare. Les rayons qui vont du foyer à l'horizon n'ont pas besoin d'être déviés. Tous les autres doivent subir une

déviation d'autant plus grande qu'ils fout un angle plus grand avec le plan horizontal.

Tant que cet angle ne dépasse pas 40 degrés, la déviation peut être obtenue au moyen d'une lentille à échelons avant son foyer principal au loyer même

du phare. Le foyer principal est en effet le point commun de croisement, derrière la lentille, de tous les rayons dirigés sur elle, parallèlement à son axe, et, réciproquement, tous les rayons divergents dirigés de ce prisme sur la lentille sortent de celle-ci avec une direction parallèle à son axe.

Au delà de 40 degrés et le plus souvent même avant d'avoir atteint cette

59t HUN RI VAUX. — LE VERRE.

limite, on se sert de la réfraction et de la réflexion pour amener les rayons à la direction horizontale. Ils subissent une première déviation en pénétrant dans un prisme triangulaire en verre, viennent ensuite rencontrer une autre surface de ce même prisme sous un angle tel qu'ils sont totalement réfléchis, et sortent

Appareils de troisième ordre.

FlG. 359.

Fig. 360-

Fie. 361.

enfin par la troisième surface qui les dévie une dernière fois par réfraction et achève de leur donner la déviation voulue.

Les prismes qui agissent par réfraction et par réflexion ont reçu le nom de prismes ou de zones catadioptriques. On appelle tambour dioptrique la portion de l'enveloppe lenticulaire qui n agit que par réfraction.

Le profil figuré (a, fig. 359), calculé pour produire les effets qui viennent d'être décrits, engendre des anneaux de forme différente suivant qu'on le fait tourner autour de Taxe vertical du phare ou autour de son axe horizontal.

Dans le premier cas (6) les rayons sont rendus parallèles seulement dans le plan vertical et restent divergents dans le plan horizontal ; dans le second cas (c), les rayons sont amenés au parallélisme dans les deux plans et forment un faisceau parallèle ayant le panneau optique pour point de départ.

HENRIVAUX. — LE VERRE. 593

La première forme d'optique est employée dans les phares à feu fixe et donne une lumière également visible de tous les points de l'horizon. On nomme les pièces optiques de ces phares panneaux de feu fixe. La seconde forme est employée dans les phares à éclats ou phares tournants; elle concentre la

Appareils de second ordre.

jrv-skj; éhJœ

1 — -^fK>^--^L^PS!ÏS(

FiG. 362.

Fie 363.

lumière en un nombre plus ou moins grand de faisceaux séparés par des intervalles obscurs. Les pièces optiques qui composent ces phares se nomment panneaux annulaires.

On peut encore produire des éclats en plaçant en avant du tambour optique de l'appareil de feu fixe des lentilles verticales (d) qui rendent parallèles dans le plan horizontal les rayons déjà rendus parallèles dans le plan vertical. Ces lentilles verticales tournent autour du foyer, et leur passage devant le tambour cylindrique, de même que le passage des lentilles annulaires devant le foyer,

594 HKNKIVAUV — LK VERBE.

amené la concentration de la lumière en faisceaux parallèles sêparfs par des

intervalles d'ombre et promène ces faisceaux tout autour de l'horizon.

Appareil de premier ordre.

HENR1VAUX. — La YERh*. 595

Lorsque le phare n'est pas destiné à être vu tout autour de l'horizon, on place dans l'angle non éclairé des réflecteurs sphériques qui renvoient la lumière qui les frappe sur les panneaux optiques qui leur sont diamétralement opposés et augmentent, dans cette direction, l'intensité de la lumière.

Pour obtenir des faisceaux lumineux même divergents et nettement limités on se sert de foyers plus petits, placés à une grande distance du réflecteur ou du réfracteur, et on construit les appareils de manière à supprimer l'aberration de sphéricité. C'est le résultat auquel est parvenu H. le colonel Mangin dans les miroirs aplanétiques qu'il a imaginés pour la projection de la lumière électrique à de grandes distances. Ces miroirs sont en verre, avec une surface convexe argentée et une surface concave qui ne l'est pas. Les rayons de courbure de ces deux surfaces sont tels que l'aberration de sphéricité par réfraction de la surface concave, corrige l'aberration de sphéricité par réflexion de la surface convexe, et que le résultat est le même qu'avec une surface réfléchissante parabolique. On a pu construire par ce procédé des miroirs de 0m,90 d'ouverture recueillant toute la lumière d'un foyer de 2 centimètres de diamètre dans un angle de 85 degrés et la transformant en un faisceau n'ayant pas plus de 2 degrés de divergence.

En plaçant sur le trajet de ce faisceau et perpendiculairement à son axe, des lentilles verticales à section plan-convexe, on a pu l'étaler horizontalement sans augmenter sa divergence verticale. En remplaçant les lentilles plan-convexes par un système de lentilles plan-convexes et plan-concaves, à écartement variable, on a pu faire varier à volonté la divergence du faisceau, ce qui peut être utile dans certains cas, comme par exemple lorsque les dangers à signaler sont susceptibles de se déplacer ou ont une étendue variable.

D'une manière générale il est toujours possible de distribuer comme on veut, dans des points quelconques de l'horizon, la totalité de la lumière d'un appareil.

Dans le choix d'un appareil de phares on se préoccupe :

1° De son intensité lumineuse;

2* De son apparence ;

3° De Varc de l'horizon à éclairer.

1° Intensité lumineuse* — Au point de vue de l'intensité lumineuse on dis* \ tingue sept ordres d'appareils.

' Chaque ordre est caractérisé, sauf dans les appareils électriques, par la distance focale, c'est-à-dire par la plus courte distance du foyer lumineux au réfracteur en verre qui l'entoure.

Les trois premiers ordres, ou grands ordres, ont 0n,97, 0",70, O^ôO de distance focale. Les quatre derniers, ou petits ordres, ont 0B,375, O'SSôO, 0B,185, O^lôO de distance focale.

2° Apparence. — On distingue les appareils en fixes ou tournants, blancs ou colorés» simples ou associés. La même série d'apparences peut être obtenue dans tous les ordres.

3° Arc de l'horizon à éclairer. — Quand le phare ne doit pas éclairer tout

596 HENRIVAUX. — LE VERRE.

l'horizon, des dispositions sonl prises pour utiliser dans l'angle à éclairer, au moyen de réflecteurs ou de prismes, dont nous avons parlé ci-dessus, la totalité de la lumière émise par l'appareil.

II y a encore un genre de phares assez employé sous le nom de feu fixe à courtes éclipses qui est un mélange du feu fixe et du feu tournant.

Anciennement ce feu était composé d'un phare fixe autour duquel tournaient une ou deux lentilles verticales ayant la même section horizontale que la section verticale du tambour dioptrique de la partie centrale des feux fixes, c'està-dire une lentille à échelons.

Le feu présentait donc pendant un temps assez long, variable à volonté, l'apparence du feu fixe, puis au passage de la lentille une éclipse dont la durée était proportionnée à la largeur de la lentille et à sa vitesse de rotation, puis éclat au moment du passage de l'axe de la lentille, puis une nouvelle éclipse, fuis un feu fixe à nouveau, etc.

- Depuis l'adoption du système Holopholal, dont l'idée première revient à Alan Stevenson, ingénieurs des phares écossais, système dans lequel les prismes catadioptriques du haut et du bas concourent à l'action de la lentille dioptrique ou réfractive du centre dans les feux tournants, en ayant leur courbure autour de l'axe horizontal de la lentille, on a construit les phares à courtes éclipses comme ils sont indiqués en A sur le croquis ci-joint, la section horizontale du phare étant alors celle-ci (fig. 365).

FiG. 365.

i)ans ce cas l'appareil entier tourne par un mouvement d'horlogerie comme pour les feux tournants.

Nous ne pouvons ici entrer dans plus de détails au sujet de la construction et de la disposition des appareils de phares, nous renvoyons le lecteur aux traités spéciaux, notamment au Mémoire sur l'éclairage et le balisage des côtes de France, par Léonce Reynaud, inspecteur général des ponts et chaus-

sées, directeur des phares (1864) el au Mémoire sur l'intensité et la portée des phares lenticulaires , par E. Allard, ingénieur en chef des ponts et chaussées, attaché au service des phares (1876).

Cinq établissements, dont trois en France, un en Angleterre, un en Allemagne, sont consacrés à la fabrication des appareils lenticulaires et des divers ouvrages et mécanismes qui s'y rattachent. Ce sont ceux de MM. Henry Lepaute, Sautter-Harlé et Cl% Barbier et Bénard à Paris, et de MM. Chance à Birmingham, Shukart, à Nuremberg.

Pour résoudre tous les problèmes relatifs aux miroirs sphériques, il suffît de connaître leur rayon de courbure ou leur distance focale, qui est la moitié du rayon. On mesure cette longueur de la manière suivante :

Pour les miroirs concaves, on tourne le miroir vers le soleil; il se forme alors une image réelle qui se trouve au foyer, puisque les rayons qui viennent du soleil peuvent être considérés comme parallèles; l'image étant réelle, il est facile d'en mesurer directement la dislance au sommet du miroir.

On pourrait encore déplacer un objet devant le miroir jusqu'à ce que Ton trouve une position telle que l'image se forme dans le plan même de l'objet; cette condition est réalisée seulement quand l'objet est au centre du miroir ; il suffit alors de mesurer la distance de l'objet au sommet du miroir; on a ainsi le rayon, et en divisant par 2, la distance focale.

Avec les miroirs convexes, le problème est un peu plus compliqué, puisqu'on n'a généralement que des images virtuelles. On recouvre alors la surface du miroir d'une feuille de papier noir sur laquelle on perce deux Irous pp' et on tourne le miroir vers le soleil. On cherche la position qu'il faut donner à un écran pour que les traces RR' des deux faisceaux lumineux réfléchis par le miroir soient à une distance double de celle qui sépare les trous p et p'. Il suffit alors de mesurer la distance G A : elle est égale à la longueur focale du miroir. En effet, les rayons qui tombent sur les points p el pf du miroir étanl parallèles, les faisceaux réfléchis pR, p'R' passent après réflexion par le foyer. Les triangles semblables fp p', /"RR' donnent donc :

rf f\ RIV ""/G-

Si

RR' = 2pp', on a /G = 2 /A,

et comme /,G=/A+AG, on en conclut AG=/A.

Qualité du verre pour les pièces de phares. — Ce n'est qu'avec beaucoup de peine et après bien des tentatives infructueuses qu'on est arrivé à couler les grandes pièces de verre dont se compose la partie optique des appareils deà premiers ordres.

On a d'abord eu recours au procédé en usage dans la fabrication des verres d'optique pour objectifs astronomiques, c'est-à-dire au ramollissage, et Ton ne pouvait obtenir ainsi que des pièces de petite dimension qu'on réunissait bout à bout pour en faire des anneaux. Aujourd'hui le verre pris au creuset au moyen de poches en cuivre est coulé directement dans les moules ou lingotières en

598 HËNRIVÀUX. — LE VERRE.

fonte. On l'y laisse refroidir lentement et il en sort avec une forme qui se rapproche beaucoup de celle qu'il doit avoir après la taille.

Le verre de Saint-Gobain, exclusivement employé pour la construction des phares en France, a la composition suivante (son indice de réfraction est 1,54) :

Silice 72,1

Soude 12,2

Chaux 15,7

Alumine et oxyde de fer traces.

La grande proportion de silice et de chaux qui entrent dans ce Terre, le rendent très dur et inattaquable à l'air; la teinte est légèrement verdàtre ; il est lussi dépourvu de fils et de stries que peut l'être un verre qui n'a pas subi les opérations du brassage, du refroidissement lent dans le creuset, du triage et du ramollissage réservées pour les verres à objectifs. Les défauts connus sous le nom de bulles ou bouillons, pierres, etc., et qui proviennent d'un affinage imparfait, y sont très rares.

Il serait facile de rendre le verre tout à fait blanc en y ajoutant une certaine proportion de plomb ; mais il deviendrait alors plus tendre et plus sujet à altération.

Les pertes que la lumière subit en traversant une pièce de verre proviennent de deux causes différentes : 1° de la, réflexion d'une partie des rayons par les surfaces terminales ; 2° de l'absorption pendant le passage d'une surface à l'autre.

La perte par réflexion varie suivant le degré de poli des surfaces et Fang[e d'incidence de la lumière. Avec le verre de Saint-Gobain bien poli, elle peut être évaluée à 10 pour 100 de la lumière incidente, pour les incidences comprises entre la normale et 45 degrés. Au delà de 45 degrés, la perte augmente progressivement.

La perte par absorption dépend de la nature du verre et de l'épaisseur traversée. Avec le verre de Saint-Gobain on peut l'évaluer à 1/2 pour 100 par centimètre d'épaisseur.

Les pièces de verre de forme circulaire qui forment la plus grande parlie des lentilles de phares, sont travaillées sur des tours à arbre vertical et à plateau horizontal.

L'anneau coulé en une seule ou en plusieurs parties et préalablement chauffé dans un four, est collé au moyen de poix fondue sur un cercle en fonte élevé de quelques centimètres au-dessus du plateau du tour. Pendant cette opération on tait tourner le tour et on centre l'anneau à la main. Puis on laisse refroidir et on | lommence le travail du dégrossi. Ce travail consiste à appliquer contre la surface , de l'anneau entraîné dans le mouvement de rotation du tour, un frottoir en fonte enduit de grès mouillé qui use lentement la surface du verre et en fait disparaître lco inégalités. Quand elle est suffisamment lisse, on imprime au frottoir un mouvement do va-et-vient destiné à effacer les sillons creusés par les grains de sable et à donnera la surface la courbure que le calcul lui a assignée suivant

la place que l'anneau doit occuper dans la lentille. A cet effet le frottoir est emmanché au bout d'un bras assujetti à osciller entre deux pointes. La longueur du bras détermine le rayon de courbure de la surface, la position du centre détermine son inclinaison par rapport au plan horizontal. Des calibres taillés avec beaucoup de soin, sont appliqués fréquemment sur la surface au cours du travail et permettent d'en vérifier Pexactitude. Quand le verre est complètement dégrossi et qu'il ne reste plus aucun témoin de surface brute, on arrête le travail au grès et Ton passe au travail à l'émeri. L'anneau, le tour et les frottoirs sont lavés avec le plus grand soin, jusqu'à ce que toute trace de grès ait disparu. Puis on remet l'outil en marche en appliquant sur le verre non plus du grès, mais de l'émeri délayé dans de l'eau. Ce n'est que graduellement et en employant quatre espèces d'émeris de plus en plus fins qu'on amène la surface du verre à l'état désigné sous le nom de douci, et qui permet d'en entreprendre le polissage. Entre chaque changement d'émeri le tour doit être lavé et, si l'on ne fait pas ce lavage avec assez de soin, on s'expose à avoir des surfaces rayées.

Enfin, après un dernier lavage, on passe au poli, qui se fait au moyen de rouge d'Angleterre (peroxyde de fer) délayé dans l'eau et appliqué avec un pinceau sur la surface de l'anneau. Pendant cette phase de l'opération la surface en fonte du frottoir est recouverte d'un feutre.

Quelques détails de la fabrication varient suivant la nature des pièces de verre, mais toutes passent par la même série d'opérations pour arriver du brut au poli. Leurs qualités optiques dépendent principalement de l'exactitude de leurs formes géométriques et par conséquent de la bonne construction des outils avec lesquels on les travaille.

Toute inexactitude de forme se traduit par une perte de lumière.

Les déformations qui ne peuvent être évitées dans le voisinage des arêtes des prismes sont une cause de perte qu'il importe de diminuer en faisant les arêtes aussi fines que possible et en ne multipliant pas outre mesure les prismes en vue d'en réduire l'épaisseur. Il n'y aurait aucun avantage à descendre au-dessous de la largeur d'environ 10 centimètres qui est adoptée aujourd'hui pour les surfaces réfléchissantes des prismes catadioptriques des trois premiers ordres.

Tous les anneaux dioptriques, avant d'être placés dans le phare, sont vérifiés par la méthode des foyers conjugués qui consiste à les exposer à la lumière d'une lampe placée en avant de l'anneau à une distance connue, et dont on recueille l'image sur un écran placé de l'autre côté.

Le point auquel cette image apparaît le plus nettement est le foyer conjugué de la lampe et il est facile d'en déduire la valeur de la distance focale principale de l'anneau qui doit être égale au rayon du phare ; ce n'est qu'après cette vérification et lorsqu'elle a prouvé la bonne .exécution des lentilles ou des anneaux, qu'on monte ceux-ci dans leurs cadres en bronze.

Les anneaux catadioptriques ne peuvent pas être vérifiés de la même manière. Les châssis qui les portent sont formés de trois joues en bronze percées d'ouvertures un peu plus grandes que la section de l'anneau, de manière que celui-ci y entre facilement. On détermine sa position exacte en plaçant au foyer de l'appareil une petite boule représentant la flamme et en observant l'image de cette

boule d'une règle placée verticalement à une certaine distance en avant de l'appareil et sur laquelle on a marqué des traits correspondants aux centres des anneaux et de niveau avec eux. En plaçant l'œil vis-à-vis de chacun de ces traits on doit avoir l'image de la boule au centre du prisme correspondant, sî celui-ci est bien placé. S'il n'est pas dans la bonne position, on l'y amène et on l'y maintient au moyen de petites cales en bois qu'on introduit entre le bord de l'alvéole et le prisme. On achève ensuite de remplir les vides avec un mastic de céruse et d'huile de lin qui au bout de quelque temps devient très dur et ne se prête plus à aucun déplacement du prisme.

On peut aussi vérifier les prismes par une méthode inverse de celle que nous venons de décrire, c'est-à-dire en plaçant l'œil au centre du phare et en observant dans chaque prisme l'image d'une lumière placée au niveau du trait correspondant de la règle.

Cette dernière méthode est la seule qu'on puisse employer quand l'appareil est en place. C'est alors la ligne de l'horizon que Ton observe, et quand son image, réfléchie par chaque prisme, vient rencontrer l'axe du phare à la hauteur que doit occuper la flamme de la lampe, on peut être assuré que réciproquement, l'image de la flamme réfléchie par le prisme sera dirigée vers l'horizon.

Il serait sans intérêt de décrire les procédés de fabrication de la partie mécanique des phares lenticulaires qui ne présentent rien de particulier. La construction de tous ces appareils constitue aujourd'hui une industrie importante et alimente plusieurs usines, en France et en Angleterre. Celle de MM. L. Sautter, Harlé et Cl% a été le berceau de cette industrie. Elle a été fondée en 18:25 par M. Soleil, sous la direction d'Augustin Fresnel, qui trouva dans l'intelligent et modeste opticien l'aide dont il avait eu besoin pour réaliser la construction des phares lenticulaires dont il avait eu l'idée et avec qui il surmonta les nombreuses difficultés que cette fabrication rencontra à ses débuts.

Aujourd'hui, l'usine de MM. L. Sautter, Harlé et Cie exécute tous les travaux se rattachant aux phares et aux signaux sonores. Elle s'est préoccupée spécialement de la construction de la machine électrique de Gramme et de ses applications aux phares, à la marine, à la guerre et à l'éclairage des ateliers.

M. L. Sautter a bien voulu nous donner des renseignements utiles pour la rédaction de ce chapitre.

Les nouveaux phares de France. — Dans sa séance du lundi 6 mars 1882, la Chambre des députés a adopté en première délibération le projet de loi portant ouverture d'un crédit de 8 millions de francs destiné à l'exécution des travaux proposés par M. Allard, inspecteur général, directeur du service central des phares et sur l'avis du Conseil des ponts et chaussées.

Il s'agit de remplacer dans les grands phares d'atterrage l'éclairage à l'huile de colza ou à l'huile minérale par la lumière électrique et d'installer des signaux sonores.

M. Allard a pensé que le moment était venu de poursuivre ces importantes améliorations, d'après lesquelles les phares seront visibles presque continuellement.

HENRIVÀUX. — LE VERRE. 601

Le nombre des nouveaux caractères optiques proposés par M. Allard est assez considérable pour qu'on puisse différencier tous les grands feux, et il semble qu'il y a intérêt à abandonner ceux employés jusqu'ici, les feux fixes ayant une portée moindre que ceux à éclats.

Avec les nouveaux, il suffira de compter le nombre d'éclats rapprochés, séparés par une longue éclipse ou par un éclat rouge, au lieu d'avoir à évaluer comme autrefois, le nombre de secondes écoulées entre deux éclipses successives, observation déjà pénible malgré son apparente simplicité, pour l'officier de marine absorbé par les préoccupations de son service, surtout en mauvais temps.

Adoptant pour intensité la moyenne (cent vingt-cinq mille becs) entre celles qu'on obtiendrait avec les deux sortes d'appareils optiques proposés : les uns à éclats blancs et rouges, les autres à éclats uniquement blancs, et tenant compte de la fréquence proportionnelle des différents éclats de transparence au-dessous desquels l'atmosphère se maintient pendant différentes fractions de Tannée, M. Allard a constaté que si Ton substituait l'éclairage électrique à l'éclairage à l'huile dans les quarante-deux phares qu'il indique, le résultat que l'on obtiendrait alors satisferait, sur les cotes de la Manche et de l'Océan, à peu près pendant les dix douxièmcs de l'année, aux conditions que le système des phares à l'huile ne remplit que pendant la moitié de l'année.

Dans la Méditerranée, l'amélioration serait encore plus grande. Il n'y. aurait plus d'exception que pendant vingt-quatre nuits, soit un cinquième de l'année,, c'est-à-dire sept fois et demie moins qu'aujourd'hui.

L'organisation d'un système complet d'éclairage électrique sur les côtes de France implique l'installation de quarante-six phares électriques. Mais quatre d'entre eux, le phare de Gris-Nez, le phare double de la Hève et celui du Planier, sont déjà ou vont être prochainement éclairés à l'électricité, et laissant de côté quelques retranchements ou additions possibles, c'est en définitive à quarante-deux que se trouverait fixé le nombre des phares dans lesquels le nouvel éclairage devrait être introduit.

La dépense moyenne à faire pour la transformation d'un phare à l'huile en phare électrique est évaluée à 125 000 francs, ce qui, pour les quarante-deux phares appelés à recevoir cet éclairage en sus de ceux qui l'ont déjà, donnerait un total de 5250000 francs, mais en réalité, il conviendrait de prévoir une dépense de 7000000 de francs.

On peut fixer provisoirement à vingt le nombre de phares électriques auxquels il serait utile d'adjoindre des trompettes à vapeur et l'installation de chacun de ces signaux coûterait 50000 francs. La dépense totale sur laquelle il faut compter pour doter les côtes de France d'un système complet d'éclairage électrique et de signaux sonores se trouverait donc ainsi portée à 8000000 de francs.

La première application de la lumière électrique tut faite en France, dans l'un des phares de la Hève, en 1863; deux ans après, un second appareil fut éclairé de la même manière. Cet éclairage a l'avantage d'augmenter d'une manière sensible la portée des feux, principalement par un temps brumeux.

L'apparition de la machine Gramme, son application qui a généralisé en quel-

6(£ HENRIVÀUX. — LE VEMIS.

que sorte remploi de l'électricité pour l'éclairage, adonné à l'administration des phares l'idée de généraliser cet éclairage pour lequel on avait hésité jusqu'ici à cause de la nécessité de remplacer les appareils optiques destinés à recevoir l'éclairage à l'huile.

Ce qui fait la supériorité de la lumière électrique sur toute autre espèce de lumière pour l'éclairage des phares, ce n'est pas tant sa plus grande intensité absolue que sa plus grande intensité spécifique, c'est-à-dire par centimètre carré de surrace lumineuse. On sait, en effet, que deux lumières d'égale intensité, mais de dimensions différentes, placées au foyer d'un même appareil lenticulaire, donnent des faisceaux inégalement divergents et par conséquent inégalement intenses, puisque dans l'un ou dans l'autre cas la môme quantité de lumière est distribuée sur des espaces plus ou moins grands.

En mesurant l'intensité d'une lumière électrique on doit se préoccuper de la manière dont la lumière est distribuée dans les différentes parties de la sphère dont elle occupe le centre.

Les foyers à courant continu sont préférables pour l'éclairage des phares. MM. Sautter et Harlé construisent des appareils spéciaux pour prendre les mesures photométriques des lampes électriques, aussi nous renvoyons le lecteur à la description de l'organisation des phares, de leur éclairage, de la disposition des lentilles, etc., détaillée dans la notice publiée par ces messieurs.

Projecteurs électriques. — L'importance des projecteurs croît de jour en jour dans la tactique navale (1). C'est le plus efficace moyen de défense que possèdent les cuirassés contre les attaques nocturnes des torpilleurs. Pour la protection des côtes et la défense des passes, les projecteurs rendent encore des services extrêmement appréciés. Aussi leur emploi se généralise-t-il de plus en plus, non seulement sur les navires de guerre, qui en possèdent maintenant chacun six et même huit, mais encore dans les blockhaus de nos forts et même dans les sections techniques de nos corps d'armée en campagne. Les premiers appareils employés pour les projections électriques étaient métalliques à section parabolique; le poli disparaissait rapidement et avec lui les propriétés réfléchissantes du miroir.

Fresnel substitua au miroir des lentilles de verre savamment combinées pour donner au faisceau lumineux un parallélisme suffisant. Son appareil était inaltérable, mais trop coûteux et d'un maniement trop délicat.

C'est pour remédier à ces inconvénients, qui s'exagèrent quand la lentille atteint de grandes dimensions, que M. le colonel Mangin a créé ses miroirs aplanétiques. On sait que le miroir Mangin est formé d'une glace taillée sur ses deux faces suivant deux sphères de rayons inégaux, et argentée sur sa face convexe. Les rayons envoyés par la source lumineuse placée du côté de la concavité du miroir sont réfléchis sur la face argentée et sortent après avoir subi une double réfraction. Le colonel Mangin a déterminé les relations

(1) Le nombre total des projecteurs actuellement en service dans le monde entier est de plusieurs milliers; on peut s'en faire une idée approximative d'après les chiffres de vente du projecteur Mangin (2 800 exemplaires) et du projecteur parabolique Schuckcrt (300 exemplaires) ; ces chiffres, comptés depuis 1887 seulement, sans parler des réflecteurs lenticulaires et autres, montrent tout l'intérêt qui s'attache à cette question.

qui doivent exister entre les rayons des deux sphères, l'indice de réfraction du crown employé, et l'épaisseur minima du miroir pour que les rayons incidents sortent suivant des directions sensiblement parallèles à l'axe optique.

Grâce à la courbure différente de ses deux faces, moyen eilrèmement ingénieux d'obtenir le parallélisme des rayons émis par une source lumineuse, le miroir Mangin est employé concurremment au miroir parabolique, qui, géomèlriquemet, est le seul miroir qui résoudrait le problème si la source lumineuse était réduite à un point.

Les plus grands projecteurs qui aient été construits avant 1889 n'ont pas dépassé 96 centimètres d'ouverture. A l'Exposition universelle, MM. Sauller, Lemonnier ont présenté un réflecteur Mangin dont le miroir, fabriqué à

Saînt-Gobain, a exactement lm,50 de diamètre. La taille a été dirigée de manière a obtenir un réflecteur dont la distance focale est seulement de 1 mètre (fig. 366).

Les propriétés optiques de ce grand miroir sont aussi parfaites que celles

604 HEMUVAUX. — LE VERRE.

des types ordinaires; l'aberration de sphéricité est rigoureusement nulle» Nous ne pensons pas que jusqu'ici il ait été construit, même pour les observations astronomiques, de miroirs d'un aussi grand diamètre.

Quant à sa puissance, il est très facile de l'évaluer. Elle serait, pour une source de même intensité, environ trois fois celle d'un miroir de 90 centimètres de diamètre. Avec les dimensions (2 centimètres) de la source lumineuse, le pouvoir amplificateur du réflecteur est de 5625. L'intensité du faisceau est donc 5625 fois celle de la source, 10 à 11.000 carcels (1), soit environ 60.000.000 de carcels ou six fois l'intensité du faisceau d'un projecteur de 90 centimètres.

Un observateur placé à 100 mètres du projecteur et regardant le miroir aura la même impression qu'en fixant le soleil dans un ciel pur, son œil recevant la même quantité de lumière.

La lampe employée est du nouveau type mixte Sautter, à électo-moteur.

Elle fonctionne automatiquement ou, si l'on veut, à la main. On sait que la manœuvre à la main donne des résultats supérieurs à ceux de la marche automatique par la taille meilleure des crayons que peut obtenir un habile expérimentateur.

Il est presque inutile d'ajouter que les dimensions de ce grand projecteur en font essentiellement un appareil fixe que l'on pourra placer au centre d'un camp retranché ou d'une place forte, ou encore pour l'éclairage d'une ligne de torpilles ou dans le voisinage d'une batterie de côte. Notre opinion, confirmée par de récentes expériences, est que, partout où il est possible de Tinslaller, un gros projecteur est préférable à plusieurs petits. L'avantage théorique résultant de l'augmentation de puissance est très augmenté en pratique par l'effet du contraste, lequel noie pour ainsi dire les faisceaux moins intenses dans l'éclat des rayons réfléchis par les grands projecteurs.

Les miroirs paraboliques, de même que toutes les pièces en verre obtenues par bombage, sont fabriqués comme suit :

On badigeonne le moule bien gratté avec du blanc d?Espagne délayé dans l'eau. On chauffe au four pour que cette première couche s'attache, puis on la recouvre à froid d'une seconde couche. De cette façon, il ne se détache aucune paillette de fer susceptible de rayer le verre pendant le bombage.

Le moule doit toujours avoir une flèche supérieure à celle à donner à la glace. Le centre de la glace doit en effet rester distant de 1 centimètre environ du fond du moule. De cette façon on empêche toute altération de la glace et notamment l'irisation. Quand la glace chauffée s'est affaissée de la quantité voulue, on cesse d'alimenter le foyer.

Pour les grandes glaces, les moules reposent par leur partie convexe sur la sole du four. Les bords sont calés par des armatures en fer afin d'empêcher les côtés de se redresser sous l'action de la chaleur.

(1) Nous appelons intensité de la source, l'intensité maximum mesurée au photomètre, la face du crayon positif étant tournée vers l'observaleur dans la môme position que celle qu'elle occupe relativement au miroir du projecteur.

Situation actuelle des phares en France. — Le nombre total des phares électriques construits, en comptant ceux qui sont en cours d'exécution, sera de treize. Les phares électriques sont des phares de grand atterrage: On a reconnu en effet par de nombreuses expériences que l'électricité donnait une puissance incomparablement plus grande que l'éclairage à l'huile. Les phares électriques sont donc destinés à remplacer les phares de leur ordre à l'huile. Quoique ces derniers soient au nombre d'une cinquantaine en France, il n'a pas été possible jusqu'à présent d'y substituer partout l'électricité : les raisons budgétaires s'y opposent.

Quoi qu'il en soit, on ne dépassera pas comme nombre de phares électriques le nombre actuel de phares de leur ordre à l'huile minérale. Il est à présumer que d'ici longtemps on s'en tiendra au nombre de treize que nous venons de citer. La France se trouve en effet la nation qui possède le plus de phares électriques. L'Angleterre en a quatre seulement.