OE ED

OED iS,Go

Considérons les moyennes des pertes de tension suivant les divers chemins comme pertes existant dans la distribution réelle des courants^ et voyons les corrections qui en résultent dans la distribution présumée.

Dans la branche OE, où la perte résultant de Thypothèse est 14,6 V, la chute de tension doit être diminuée de 14,6 — 12, 5 = 2,1 V. Mais le tableau indique que, pour i ampère moyen, la

perte est de i,33 v dans O E ; il faudra donc faire passer en

moins un nombre d'ampères égal à— ~-, soit 2 a environ. Il résulte

de là que le point de partagé est en E , et , par suite, 3 a viennent de G dans la direction CD. La perte totale sur CDE est alors 1,41 -j- I = 2,41 V.

Quel courant doit parcourir la branche O G pour que la chute de tension suivant OCDE soit 1 2,5 v environ ? Il reste 1 2,5 — 2,41 = 10,09 pour O C, au lieu de 9,7 résultant de la première distribution. Or, la perte dans cette branche est, par ampère moyen ,

0.75 ; d'où le nombre d'ampères supplémentaires — ^^— ^ — '^^ 1 soit

I A environ.

Ainsi, le courant entrant dans OC est de 17 a. Puisque 3 a

PROJETS d'Éclairage. 557

passent sur C D, 7 a se dirigent vers CB , de sorte que ce dernier côté contribue pour 2 a à Talimentation de la dérivation B.

De la même manière, on vérifie aisément que le point de partage de la maille OAB est à la dérivation i5 a et que, pour donner à la perte depuis O jusqu'en ce point de partage la valeur moyenne 16,5, il faut qu'un courant de 23 a environ vienne de O et qu'un courant de 2 a afflue de B vers le même point de partage. Par suite, 38 A débouchent dans la branche O B.

La distribution des courants est ainsi devenue celle de la fig. 519. Celte nouvelle répartition donne sur OB une perte approximative de i5 V et sur OCB une perte de 16,7 v.

On pourrait recommencer les opérations en faisant les corrections pour arriver à la perle moyenne i5,8, mais ce n'est pas nécessaire pour les raisons suivantes.

On n'a pas tenu compte des dixièmes d'ampère dans le calcul; on ne connaît jamais exactement la vraie position des prises de courant dans un réseau projeté ; les longueurs sont arrondies pour la commodité du calcul et on ajoute au moins 10 pour 100 pour tenir compte des erreurs des plans et des détours des câbles occasionnés par les obstacles rencontrés sous la voirie pour une ligne souterraine et au-dessus pour une ligne aérienne.

Avec des données aussi incertaines, la méthode approximative décrite est très suffisante. Outre sa rapidité, elle a sur la méihode de MM. Herzog et Siark l'avantage de fournir au cours du calcul des points de repère permettant de s'apercevoir de suite d'une erreur

grossière. Elle permet d'assigner d'emblée la densité de courant sous laquelle les câbles travaillent. Enfin sa rapidité donne la possibiliié d'étudier aisément pour un réseau plusieurs combinaisons de câbles et, par suite, de déterminer la combinaison la plus économique.

767. — Raccordements privés. — Après l'étude des réseaux urbains, il reste à considérer les raccordements des abonnés.

Dans les distributions à trois conducteurs, on a soin de relier les abonnés alternativement à l'un et à l'autre circuit. Les abonnés importants sont raccordés à la fois aux deux circuits; ainsi l'on réduit autant que possible le courant dans le conducteur neutre.

La chute de tension maxima tolérée dans les installations privées est d'environ 2 pour 100, sauf dans les circuits des lampes à arc où la chute peut atteindre i5 à 20 pour 100. Les courants à admettre dans les conducteurs intérieurs sont au maximum ceux indiqués dans le tableau du § 474, lequel donne la perte de charge par kilomètre dans les fils des divers diamètres. Le mode d'isolement des conducteurs sera choisi d'après les indications mentionnées au §761.

Au point de vue de la régularisation de la chute de tension dans les circuits dérivés d'une distribution intérieure, comme en ce qui concerne la facilité de pose et d'entretien d'une telle distribution, il y a quelques dispositions que la pratique a sanctionnées.

Au début, on suivait dans la pose des conducteurs intérieurs les errements des gaziers. Un branchement ou colonne montante partant de la conduite de la rue traversait les divers étages du bâtiment à éclairer et, sur ce branchement, se greffaient les dérivations successives vers les lampes. Les coupe-circuits se disposaient au hasard en des endroits souvent peu accessibles ou près des interrupteurs, ce qui les éloignait des points de raccordements où ils doivent se trouver.

Actuellement, on procède comme suit. Des conducteurs relient le compteur à un tableau de distribution d'où partent des circuits alimentant chacun un groupe de 5 à 6 lampes et protégés au tableau par des coupe-circuits doubles faciles à inspecter.

Les lampes sont reliées à ces conducteurs par des fils plus nminces. On calcule les conducteurs de manière à ce que la chute de tension totale ne dépasse pas les limites admises.

Dans une maison de grandeur moyenne, habitée par une seule

PROJETS d'Éclairage. 5^9

famille, on dispose ainsi un tableau unique au rez-de-chaussée où Ton concentre les coupe-circuiis et d'où partent les circuits de 5 à 6 lampes. On ne laisse de coupe-circuits isolés qu'à la base des conducteurs flexibles raccordés aux lampes. Dans une maison comprenant de nombreux appartements , il faut naturellement traiter chaque appartement comme une habitation distincte. On placera un tableau principal dans le sous-sol ou au rez-de chaussée et des tableaux secondaires aux divers étages et, au besoin, dans les appartements.

Ce procédé donne des garanties précieuses au point de vue de la sécurité et il assure aux divers circuits une complète indépendance, ce qui limite les extinctions en cas d'interruption dans un conducteur.

768. — Avant-projet d'éclairage d'une gare, usine ou autre bâtiment important. — Les règles suivies dans les distributions électriques urbaines trouvent leur application dans les installations particulières comportant leur station génératrice. Selon l'étendue de ces installations, on adoptera une distribution à haute tension par courants alternatifs , une distribution par courant continu à trois conducteurs et 220 volts ou une distribution à deux conducteurs à 1 10 volts.

Nous supposerons ce dernier cas , de beaucoup le plus fréquent.

La première étude de l'avant-projet consiste à fixer sur le plan des lieux le nombre, la nature et la position des lampes à installer. On trouvera au § 738 les données nécessaires pour la détermination du nombre des lampes à incandescence.

L'alimentation de ces lampes se fait , dans les grandes installations, par des feeders venant du tableau principal et reliés en des points convenablement choisis d'un réseau souvent réduit à une maille. On choisit les points de raccordement, oîi la différence de potentiel est maintenue constante d'après les indications de voltmètres reliés à des fils pilotes , de manière à régulariser autant que possible la tension aux lampes.

Au réseau se raccordent des tableaux secondaires d'où partent des circuits de 5 à 6 lampes comme on l'a vu au paragraphe précédent. La forme à donner aux mailles du réseau résulte de la disposition des lieux. Ainsi, dans une série de bâtiments formant un rectangle, on adoptera une maille rectangulaire.

56o ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE.

On se donne, d'une part, la perte dans les feeders et, d'autre part, la perte dans le réseau et les branchements jusqu'aux lampes. Il est facile d'en déduire la section des conducteurs. Comme on l'a vu au § 766, si / désigne la longueur en mètres de chacun des conducteurs, doublée pour tenir compte du fil de retour, s la section en mm^,v la perte en volts

605* on en déduit

Si, dans une série de conducteurs pour lesquels

bos

la densité - = 8 est constante, la perte de charge ne dépend que de

la longueur.

Pour simplifier la pose et ne pas trop multiplier les types de câbles employés , on adopte fréquemment des fils de section uniforme pour les circuits de 5 lampes.

Pour déterminer cette section , on peut supposer que les dérivations vers les lampes, au lieu d'être échelonnées le long des conducteurs , sont groupées en un point choisi à distances égales des dérivations extrêmes.

Si , par exemple, on admet s = 2 mm^, v = o,5 v et 1 = 2,5 a, on voit que la longueur double moyenne qu'on peut donner à ces circuits est

Si l'on consent à la même perte dans les fils dérivés vers chaque lampe et si la section de ces conducteurs est de i,5 mm*, on a

Ces conducteurs permettent donc d'alimenter des lampes assez éloignées les unes des autres.

Les lampes à arc sont spécialement employées pour Téclairage des espacesdécouvertset des grandes halles ; on se donne l'éclairement

PROJETS d'Éclairage. 56 i

moyen à réaliser et, d'après les formules du § 738, on détermine le rayon du cercle qu'un foyer est susceptible d'éclairer. Sur un plan de la surface étudiée, on trace autant de circonférences de ce rayon qu'il en faut pour la remplir. Si des murs blancs bordent la surface à éclairer, ils diffusent la lumière qu'ils reçoivent, ce qui permet de laisser un certain intervalle entre les cercles d'éclairement.

Dans une distribution à 1 10 volts les lampes à arc sont réunies en série par deux et fréquemment alimentées par des conducteurs spéciaux venant du tableau principal situé dans la chambre des machines. Les lampes qui se suivent ne font pas partie d'un môme circuit; on alterne dâ manière que si Tun des circuits est interrompu accidentellement , la surface reste suffisamment éclairée.

On calcule les conducteurs de manière à réduire le plus possible les résistances additionnelles à placer au tableau dans chaque circuit de deux lampes. Il ne faut toutefois pas dépasser la densité de courant limite compatible avec la sécurité, § 474. Le calcul se fait à l'aide de la formule

Pour déterminer le diamètre du fil des résistances additionelles, on emploie la formule

où d est le diamètre du fil en cm , 0 la résistance spécifique du métal en ohms-cm, 1 l'intensité du courant en ampères et k le rapport des watts perdus à la surface (en cm^) nécessaire pour les dissiper sans échauffement exagéré du conduteur. k correspond souvent à 5 cm* par watt, soit k = 0,2. Connaissant le diamètre du fil , il est facile d'en déterminer la longueur d'après la chute de tension v = ir admise dans la résistance additionnelle.

Lorsque les foyers à arc doivent être placés à des distances des dynamos supérieures à 3oo m , il est avantageux , au point de vue de l'économie des conducteurs, de former des groupes de nombreuses lampes en série, en ayant toujours soin de disposer les lampes voisines sur des circuits distincts pour parer au danger d'une extinction totale.

Les parcours des conducteurs sont figurés soigneusement sur le plan des lieux à éclairer afin de déterminer les longueurs des câbles. On majore celles-ci de lo à 20 pour 1 00, suivant les cas, pour tenir compte des obstacles, moulures ou détours non indiqués au plan. La position des lampes et des tableaux secondaires est aussi nettement désignée.

On joint au plan un tableau des conducteurs nécessaires , renseignant, pour chaque conducteur, la longueur aller et retour^ la perte en volts consentie, Pintensité du courant, la section, la composition du câble, la densité du courant et le poids. Ces éléments permettent de fixer le prix de la canalisation.

On termine Tavant-projet par le calcul de Tinstallation génératrice. On détermine le nombre et l'importance des dynamos et éventuellement des accumulateurs en suivant les indications données précédemment.

769. — Cahier des charges relatif à une installation d'éclairage électrique. — Afin de montrer l'application des règles de sécurité adoptées dans les installations électriques, nous donnerons un modèle de cahier des charges relatif à l'éclairage d'un théâtre, c'est à dire au cas où les précautions à employer doivent être les plus minutieuses, tant au point de vue de la sécurité contre l'incendie qu'au point de vue des dangers d'extinction de la lumière.

Objet de Ventreprise. L'entreprise comprend la fourniture et l'installation de tous les appareils mécaniques et électriques nécessaires à l'éclairage du théâtre de ... . Ces appareils, dont le détail fait l'objet des paragraphes suivants , comportent principalement :

A, Deux chaudières multitubulaires de 80 m' de surface de chauffe, avec cheval alimentaire, cheminée et tous les autres accessoires.

B» Deux machines à vapeur, identiques, à pièces interchangeables , capables de fournir chacune 5q chevaux-vapeur indiqués.

C. Deux machines dynamo-électriques, identiques, à pièces interchangeables, chacune de 25 kilowatts ; chaque dynamo sera attaquée par un des moteurs, directement ou par l'intermédiaire d'une seule courroie. La vitesse angulaire des moteurs à vapeur et dçs dynamos devra être aussi réduite que possible.

PROJETS d'Éclairage. 563

Z). Une turbine, avec régulateur de vitesse automatique, capable de développer 8 chevaux utiles , sous la pression de 5 atmosphères fournie par la distribution d'eau de la ville. Cette turbine conduira le ventilateur, à fournir par l'entrepreneur du chauffage du théâtre, ainsi que la dynamo ci-après , destinée à l'éclairage des répétitions.

E. Une machine dynamo électrique capable de débiter 2 kilowatts.

-F. 862 lampes à incandescence dont le détail est joint au présent cahier des charges.

G. 8 lampes à arc, la canalisation et tous les accessoires nécessaires au fonctionnement de l'installation.

Chaudières. Les deux chaudières seront d'un type tubulaire ou muhitubulaire, en vue de permettre une vaporisation rapide. Elles auront chacune 80 ma de surface de chauffe ( surface en contact avec les gaz) et seront timbrées à 8 atmosphères. Elles satisferont à toutes les prescriptions des règlements belges sur la matière. Les corps cylindriques des chaudières recevront une garniture destinée à réduire, autant que possible, les pertes de chaleur.

Les générateurs seront réunis par l'intermédiaire de clapets de retenue automatiques à un collecteur de vapeur, sur lequel seront branchés les raccordements aux machines à vapeur et à la chaufferie. Ils seront pourvus de tuyaux de vidange d'eau raccordés à l'égout et de tuyaux de vidange de vapeur reliés à la cheminée.

L'entrepreneur fournira un bac d'alimentation d'une contenance de 5 m^ en tôle, avec indicateur de niveau d'eau et robinet de vidange. Ce bac recevra les eaux de décharge de la chaufferie, ainsi qu'une partie de la décharge de la turbine. Une pompe à vapeur alimentaire et un injecteur de réserve refouleront l'eau du bac soit dans les deux générateurs , soit dans chacun de ceux-ci isolément.

Une prise d'eau spéciale permettra de remplir les chaudières avec de l'eau alimentaire, sans recourir aux appareils de refoulement.

La cheminée, de section circulaire, aura au moins 3o mètres de hauteur au-dessus du niveau des carneaux.

Les conduites de vapeur seront en fer étiré couvert de calorifuge de première qualité.

Près des moteurs seront installés des appareils destinés à retenir l'eau de primage, avec purgeurs automatiques raccordés à l'égout.

La consommation de combustible tout venant, garantie par cheval-heure indiqué à la machine à vapeur , sera spécifiée par les soumissionnaires.

Moteurs à vapeur. Les deux machines à vapeur seront établies sur des fondations faisant corps avec celles des dynamos et isolées du sol par des matières amortissantes, de manière à éviter la propagation des vibrations.

Les moteurs seront à détente variable par lé régulateur. Ils développeront chacun 5o chevaux indiqués à la pression de 6 atmosphères effectives et au degré de détente le plus économique. Les moteurs devront pouvoir fournir 25 pour cent de travail supplémentaire en cas de surcharge des dynamos , sans qu'on touche à la valve d'admission. Les courroies seront éventuellement calculées en prévision de cette surcharge.

Le graissage des organes de distribution et du cylindre s'opérera par la vapeur.

Les machines fonctionneront sans choc et sans bruit. Elles seront pourvues de valves permettant d'envoyer la vapeur de décharge indifféremment dans les appareils de chauffage ou à l'air libre.

La vapeur passera au sortir des machines dans un récipient d'une capacité suffisante pour étouffer le bruit de la décharge. Ce récipient sera muni d'un purgeur automatique raccordé àl'égout.

Les machines seront finies et ajustées avec un soin égal à celui apporté par les meilleurs constructeurs.

Au cas où les machines attaquent directement les dynamos, on interposera des manchons élastiques analogues à ceux de M. Rafifard.

Dynamos de 25 kilowatts. Les 2 grandes dynamos, excitées en dérivation, devront fournir chacune une puissance de 2 5 kilowatts à la tension de no volts. Elles seront munies de régulateurs de champ magnétique, suffisants pour qu'on puisse faire varier la tension de lo pour cent, au-dessus ou au-dessous de la tension normale.

Les dynamos devront fournir un courant dépassant de 25 pour cent le courant normal sans que la température de l'induit dépasse de plus de 60° la température ambiante, après 6 heures de pleine marche. Cette limite est choisie dans le dessein de permettre, en

PROJETS d'Éclairage. 565

cas d'avarie à Tun des groupes de machines, d'alimenter les lampes strictement nécessaires à Téclairage du théâtre à Taide du second groupe.

Chaque prise de courant au collecteur sera pourvue d'au moins deux balais. Il ne pourra y avoir d'étincelles visibles au collecteur, pendant la marche normale des machines. Il sera fourni, avec chaque dynamo, un collecteur de rechange et deux jeux de balais.

Les dynamos seront éventuellement pourvues de coulisseaux pour régler la tension des courroies en marche.

On fournira des bâches imperméables pour couvrir les machines et les dynamos pendant la période de clôture du théâtre.

Le rendement combiné des moteurs et des dynamos sera d'au moins yS pour cent, c'est à dire que chaque dynamo devra fournir au moins 37 V2 chevaux électriques utiles, pour 5o chevaux indiqués à la machine à vapeur correspondante.

Les valeurs garanties pour le rendement des machines et la consommation des générateurs devront être satisfaites, si môme la puissance fournie s'écarte de 25 pour cent en plus ou en moins de la puissance nominale.

Turbine, La turbine devra fournir 8 chevaux utiles à la pression d'eau de 5 atmosphères. Un régulateur automatique maintiendra la vitesse de régime à 6 pour cent près, quelles que soient les variations de la charge.

La consommation de la turbine n'excédera pas 60 m^ d'eau à l'heure, pour une puissance utilisable de 8 chevaux.

La turbine sera munie d'une poulie destinée à la commande du ventilateur.

Dynamo de 2 kilowatts, La dynamo de 2 kilowatts sera conduite directement par la turbine, par l'intermédiaire d'un manchon du genre Raffard. Les deux appareils reposeront sur une fondation isolée du sol par des matières amortissantes.

La dynamo sera excitée en dérivation et pourvue d'un régulateur de champ magnétique, suffisant pour faire varier la tension de 10 pour cent au-dessus et au-dessous de la tension normale de 1 10 volts.

Tableau de la salle des machines. Toutes les connexions seront facilement accessibles à l'arrière du tableau.

Le tableau, en marbre ou en ardoise, comprendra deux barres principales pouvant être reliées , par l'intermédiaire de 3 ampèremètres appropriés, avec les trois dynamos, et auxquelles se raccorderont les dérivations vers les lampes. Les appareils de mesure seront disposés de manière à ne pas être influencés par les courants qui parcourent les conducteurs du tableau.

Les plaques de sûreté et les interrupteurs placés à Torigine de ces dérivations seront à double pôle.

A chaque dynamo sera affecté un voltmètre. Un indicateur de .terre et un voltmètre avertisseur à sonnerie seront adjoints à l'installation.

Un dispositif spécial rendra impossible le raccordement d'une dynamo au réseau, avant qu'elle ait été excitée séparément.

Le raccordement des lampes au tableau devra être étudié de manière qu'en cas d'accident à l'un des groupes de machines, le mécanicien puisse éteindre, par la manœuvre d'un commutateur unique, toutes les lampes qui ne sont pas rigoureusement indispensables. Les éclairages de la salle et de la scène devront être conservés intégralement par cette manœuvre, mais l'éclairage de tous les autres locaux devra être réduit au strict nécessaire.

Un circuit spécial partant du tableau permettra d'allumer deux lampes à la rampe et cinq lampes à l'orchestre pour les répétitions. C'est également au tableau que se trouveront les interrupteurs des lampes à arc autres que celles de la scène. Chaque groupe de deux lampes sera pourvu d'un indicateur et d'une résistance variable.

Jeu d'orgue. Au jeu d'orgue aboutissent toutes les dérivations de la salle et de la scène nécessaires pour produire les effets de lumière. Ces dérivations seront raccordées par des interrupteurs bipolaires et des coupe - circuits bipolaires. Les branchements seront assez nombreux pour qu'il soit possible de concentrer, au jeu d'orgue, tous les coupe-circuits fusibles de la scène, tout en satisfaisant aux conditions relatives à ces appareils.

Les lampes de la salle , les lampes de chaque portant, de chaque herse, de la rampe, ainsi que les lampes des coulisses et des dessus pouvant éclairer la scène, devront pouvoir être graduées par des rhéostats disposés au jeu d'orgue et pourvus d'un nombre de touches suffisant pour régler la tension par degrés correspondant au plus

PROJETS O^éCLAIRAGE. 56 J

à Va volt de iio à loo volts, à i Tolt de looà 90 volts, et de 2 volts de 90 volts jusqu'à l'extinction des foyers lumineux.

Les manivelles des rhéostats devront pouvoir être embrayées en nombre quelconque pour produire les effets d'ensemble par la manœuvre d'une manivelle unique.

Les rhéostats seront enfermés dans une caisse démontable en tôle perforée. Ils seront distants d'au moins 3o cm de toute matière combustible et seront facilement accessibles, dans toutes leurs parties, pour les réparations. Les conducteurs qui les composent seront calculés de manière que leur températtire n'excède pas de 400 C la température ambiante, lorsqu'ils sont traversés par le courant maximum.

Au jeu d'orgue figurera un voltmètre indiquant la tension des conducteurs d'alimentation et pouvant être relié à l'un quelconque des groupes de lampes.

Un système d'appel permettra de communiquer avec la salle des machines

Tous les appareils du jeu d'orgue doivent être disposés de manière à pouvoir être manœuvres aisément par un seul homme, celui-ci étant placé de telle façon qu'il voie les effets de scène qu'il produit.

Conducteurs, Les conducteurs seront en cuivre, ayant une résistibilité de 1,616 mo-cm à o® C et à la densité 8,9. Ils seront étamés , recouverts d'une couche de caoutchouc pur, d'une couche de caoutchouc vulcanisé , d'un ruban de toile silicatée et d'une tresse de chanvre de manille également silicatée.

Le caoutchouc des câbles pourra résister à une température de i32oC pendant une heure à l'étuve sèche et de lôo^C pendant 3 heures à l'étuve humide.

Les fils des lampes mobiles de la scène seront, en outre, cousus dans une gaine de cuir.

Dans les parties non accessibles au public, les câbles non à portée de la main seront tendus entre des mâchoires en porcelaine. Ces isolateurs seront écartés de 5o cm suivant une même ligne, et les câbles de polarités différentes seront distants d'au moins i5 cm.

Dans les autres parties , les câbles seront placés dans des lattes à rainures et sous moulures. Les fils de polarité différentes seront séparés par un intervalle d^au moins 1 5 mm.

Pour les fils fixes, éventuellement placés dans des conduites isolantes, imperméables et pratiquement incombustibles, on se contentera d'une gaine isolante réduite.

Les densités maxima de courant tolérées dans les fils sont les suivantes :

4 ampères par mm^ jusque 5 mm^ de section 3 9 » i5 » »

2 » » lOO » »

I D au delà de i oo » »

Dans le calcul des conducteurs , les lampes à incandescence seront comptées à raison de 4 watts par bougie.

II ne sera pas fait usage de fils d'une section inférieure à I V2 nim^. Les conducteurs d'une section supérieure à 3 mm^ seront formés d'un toron de plusieurs fils.

Les circuits des lampes à arc devront être calculés pour le double du courant normal.

Les joints devront avoir une solidité , une imperméabilité et un isolement égaux à ceux des conducteurs. Ils seront soudés à la résine.

Les prises de courant des lampes mobiles de la scène, c'est à dire des herses, des portants et des projecteurs, seront enfermées dans des trappes et disposées de manière que les étincelles de rupture ne puissent se produire au contact de matières combustibles.

Les fils traversant les murs et les planchers seront protégés par des tuyaux en matière isolante et incombustible. Ces tubes seront protégés, à la partie supérieure des planchers, par des tuyaux en fer dépassant le sol de 10 cm.

Aux croisements des conducteurs avec d'autres conducteurs de polarité différente, ou avec des tuyaux métalliques, les fils seront protégés par une matière solide et incombustible, ayant au moins 5 mm d'épaisseur.

Aux croisements des fils avec les conduites de vapeur, on laissera un écartement d'au moins i5 cm.

Coupe^circuits fusibles. Des coupe-circuits doubles àeront placés

PROJETS d'Éclairage. 569

à Torigine de tous les branchements correspondant à plus de 5 ampères.

Les coupe-cîrcuits doivent posséder des supports et des couvercles isolants et incombustibles.

Ils doivent être groupés sur des tableaux secondaires, placés à portée de la main dans les dégagements. Ces tableaux seront fermés par des couvercles à clefs d'un type unique.

Les coupe-circuits porteront un numéro d'ordre, répété de distance en distance le long des branchements protégés.. Ils indiqueront , en outre , l'intensité du courant normal.

Il ne sera fait usage de fils fusibles en plomb qu'à la condition de les souder aux pièces de support. L'étain et les alliages inoxydables seront préférés. Les plaques fusibles pour plus de 1 5 ampères seront formées de faisceaux de fils écartés.

Commutateurs^ interrupteurs. Tous les commutateurs et interrupteurs pour courants supérieurs à 10 ampères seront bipolaires. Les surfaces de contact seront calculées à raison de i/5 d'ampère par mm^.

Les interrupteurs auront des socles et des couvercles incombustibles. Ils seront à rupture rapide. Les distances entre les pièces métalliques devront empêcher la formation d'arcs permanents. Des interrupteurs seront placés dans le foyer, les buvettes et le vestibule d'entrée, afin de permettre d'éteindre la moitié des lampes pendant la pièce.

Lampes à incandescence et à arc voltaïque. Les lampes à incandescence mobiles sont interdites , sauf sur la scène où les raccordements se feront avec les précautions décrites plus haut.

Les lampes seront fixées à des supports rigides, appliques, lustres ou pendants.

La fourniture des lampes à incandescence, y compris une réserve de 25 pour cent, fait partie de l'entreprise. L'entrepreneur fournira 10 pour cent de globes de lampes et 25 pour cent de bouchons et plaques fusibles de réserve.

L'entrepreneur devra également fournir et installer les portants, la rampe et les herses. Les coquilles constituant ces parties devront être grillées de manière à prévenir le contact des lampes avec les objets extérieurs.

II y aura à la rampe des lampes blanches, des lampes vertes et des lampes rouges pour produire les effets de scène.

Les lampes à arc, destinées à la scène, seront enfermées dans des projecteurs fermés et munis d'un joint permettant de diriger rapidement le faisceau lumineux dans les diverses directions. Des glaces claires, rouges ou vertes pourront être interposées sur le parcours du faisceau. Les résistances additionnelles de ces lampes seront au Jeu d'orgue. Les lampes à arc suspendues seront pourvues de globes opalins à treillis et munies de cendriers. Les lanternes, appareils et poteaux des lampes à arc font partie de l'entreprise.

Isolement de rinstallation et perte de charge. La résistance d'isolement de l'ensemble du réseau électrique, comprenant les machines, les conducteurs, les lampes et tous les appareils traversés par le courant, doit être d'au moins 5ooo ohms.

La perte de charge entre les dynamos et les lampes à incandescence ne dépassera pas 3 volts.

Conditions générales. Art. L L'entreprise comprend tous les accessoires des machines et de la canalisation non mentionnés dans le présent cahier des charges, mais nécessaires au fonctionnement de l'installation , y compris les fondations des machines et la maçonnerie des chaudières. Tous les appareils seront posés et prêts à fonctionner.

Art. II. L'entreprise des fournitures et des travaux constitue un forfait absolu.

Art. III. Les fournitures et les travaux seront garantis pendant deux ans par l'entrepreneur , à l'exception des matières de consommation, à savoir : les lampes à incandescence, les charbons des lampes à arc et les balais des machines que la Ville se réserve le droit d'acheter où bon lui semblera.

Toutes les parties défectueuses de l'entreprise seront remplacées aux frais de l'entrepreneur, pendant le délai de garantie et endéans les quinze jours qui suivront l'avis , faute de quoi le remplacement aura lieu d'office, aux frais de l'entrepreneur.

L'entrepreneur devra former les agents préposés à la conduite de l'installation et fera surveiller celle-ci de manière à pouvoir assumer l'entière responsabilité de l'entreprise et sans qu'il en résulte de frais pour la Ville.

Art. IV. L'entrepreneur accompagnera sa soumission :

A. D'un devis détaillé.

B. Des plans détaillés et cotés des appareils concourant à la production de Ténergie électrique, y compris leurs fondations.

C. D'une copie des plans de^ lieux à éclairer, avec l'indication des tableaux secondaires, des interrupteurs, des lampes, ainsi que des parcours, des sections et des courants de régime des conducteurs. Les N®5 d'ordre des conducteurs et des coupe-circuits fusibles seront également inscrits sur ces plans.

Z). Des échantillons des câbles, interrupteurs, coupe-circuits, isolateurs et de tous les accessoires employés dans l'installation.

E. Des dessins des appliques , des supports et de l'appareillage des lampes à fournir par l'entrepreneur.

Art. V. L'entrepreneur devra indiquer le système, la provenance et le nom du constructeur de tout appareil dont il ne fournit pas d'échantillon.

Art. VI. A l'exception du bâtiment destiné aux chaudières et aux machines, tous les travaux exigés par l'installation électrique seront exécutés par l'entrepreneur ou à ses frais. Il devra réparer toutes les dégradations entraînées par l'installation.

Art. VII. Si la Ville juge nécessaire de retrancher ou d'ajouter des fournitures ou des travaux , l'entrepreneur devra se conformer aux ordres qui lui seront donnés. Il en sera tenu compte dans le premier cas au prix de son devis ; dans le second cas, un prix sera fixé d'avance et par écrit.

Art. VIII. Les soumissions, échantillons et plans seront envoyés à M. ['Ingénieur-Directeur. La date limite du dépôt est fixée au ... .

Art. IX. Les bâtiments, y compris les caves des machines et des chaudières , seront mis à la disposition de l'entrepreneur pour le . . . . , au plus tard.

La Ville remettra à l'entrepreneur, dans un délai d'un mois après l'approbation des soumissions, les appareils de lustrerie nécessaires à l'installation des lampes dans la salle et au foyer, tous les autres supports de lampes à arc ou à incandescence devant être fournis par l'entrepreneur.

Art. X. Les travaux devront être complètement terminés cinq

mois après la notification de l'approbation de la soumission , sous peine d'une retenue de loo francs par jour de retard , à titre de dommages et intérêts.

Art. XI. La Ville se réserve une liberté complète dans le choix de l'entrepreneur.

Art. XII. Les soumissionnaires verseront dans la caisse communale de .... un cautionnement de 6,000 francs dont la reconnaissance sera jointe à leurs soumissions.

En cas de non acceptation des soumissions, le cautionnement sera remboursé sans intérêts dans les trois mois qui suivront le dépôt.

Art. XIII. La réception provisoire de l'installation aura lieu dans le courant des trois mois qui suivront l'achèvement de celleci. Le paiement du montant de l'entreprise, diminué du cautionnement, aura lieu immédiatement après la réception provisoire. Le cautionnement sera remboursé sans intérêts à l'expiration du délai de garantie , époque à laquelle aura lieu la réception définitive.

Art. XIV. En cas de contestation, chacune des parties nommera un arbitre ; si ceux-ci sont en désaccord , ils choisiront un troisième arbitre pour les départager. A défaut d'entente , ce choix sera laissé au Président du Tribunal de commerce. La décision des arbitres est sans appel juridique.

Art. XV. Les copies des plans nécessaires à l'étude de l'installation seront délivrées aux intéressés , moyennant la somme de . .

Art. XVI. Les soumissions seront ridigécs en langue française. Les soumissionnaires étrangers éliront domicile en Belgique.

Modèle de soumission (à dresser sur timbre).

Je soussigné^ (nom, prénoms et qualités) domicilié à, . . .

. . . rue . . . . , A^o . . , m'engage par la présente^

sur mes biens ^ meubles et immeubles^ à effectuer^ aux clauses et

conditions du cahier des charges ^ N^ . . , du

( éventuellement sous réserve des modifications suivantes ....

) et moyennant la somme de , . . . .

détaillée dans mon devis, les travaux et les fournitures des appareils et objets prévus dans le susdit cahier des charges.

ÉLECTROMÉTALLURGIE.

770. — Lois régissant rélectrométallurgie. (') — Nous désignerons sous le nom A^ électrométallurgie Tensembie des procédés électriques propres à la réduction et au travail des métaux.

Ces procédés , restreints pendant longtemps à la galvanoplastie, se sont développés à partir du jour où les dynamos ont fourni Ténergie électrique à bon compte. Les pays montagneux où les chutes d'eau abondent sont , à cet égard , dans une situation favorisée, et le jour viendra où ils pourront se passer du charbon et traiter par Télectricité une grande partie des richesses minérales qu^ils contiennent.

Les traitements élecirométallurgiques se divisent en deux classes : dans la première, qui forme Tobjet de Télectrométallurgie par voie humide, les métaux sont traités au sein de dissolutions salines; la seconde, Télectrométallurgie par voie sèche, utilise les

(*) H, PoNTHiÈRE, L'Electrochimie et iélectrométallurgie. Louvain, Peeters-Ruelens, 1SS6.

A. Minet, Application de l'électricité à la chimie. La Lumière Electrique, i88y.

GoRE, The electroly tic séparation o/metals. Londres, 1890.

H. Fontaine, Traité d'Electrolyse, Paris, 1892.

574 éLECTROMÉTALLURGIE.

procédés électriques de production de la chaleur avec ou sans le concours des actions clectrolytiques.

Les décompositions électrolytiques, qui forment la base de la plupart des modes do traitement que nous allons étudier, sont régies en premier lieu par les lois de Faraday et de Becquerel, qui établissent la proportionnalité entre les quantités de matière intéressées dans les réactions et Tintensité du courant, § 121. Ces lois peuvent se résumer dans Ténoncé suivant-

I. Les poids d'électrolytes décomposés par un coulomb sont proportionnels à leurs poids moléculaires, pourvu que l'élément électronégatif entre dans la formule du composé avec un seul équivalent.

Au lieu d'employer les formules chimiques, telles que Ca CP, Fe^ Cl®, on adoptera les formules électrolytiques Ca ^ CI, Fe 5 Cl dans les calculs. Dans ces conditions, si Ton remplace chaque élément par son équivalent chimique exprimant des milligrammes, et si Ton tient compte des coefficients fractionnaires, la somme trouvée pour chaque électrolyte représente le poids décomposé par 96,3 coulombs. Si Ton se sert d'une table de poids atomiques on devra, pour les corps d'atomicités paires, ne prendre que la moitié des nombres inscrits.

IL La loi de Joule indique qu'il se forme dans le bain, par seconde, une quantité de chaleur égale à sa résistance multipliée par le carré de l'intensité du courant.

IIL La loi de Thomson^ déterminant la force électromotrîce minima nécessaire à l'électrolyse, est ainsi conçue :

La force électromotrice minima est proportionnelle à la chaleur de formation du composé, à la condition de rapporter, comme ci-dessus, l'élément électronégatif à un seul équivalent. On a vu, § 289 , que l'application de cette loi peut être soumise à certaines restrictions.

Si l'on désigne par c, en calories (gr-d), la chaleur de formation de la molécule électrolytique estimée en milligrammes, la force électromotrice s'exprime, en volts, par

IV. La loi de Sprague^ qui complète la précédente, établit que, si plusieurs électrolytes sont mélangés , les premiers décomposés sont ceux dont la chaleur de formation est la plus faible.

ÉLECTROMÉTALLURGIE PAR VOIE HUMIDE. 575

Ainsi, la décomposition d'une solution de chlorure de chrome , opérée entre des électrodes insolubles en faisant croître progressivement la différence de potentiel aux électrodes , fournit à la cathode d'abord de Thydrogène , puis de l'oxyde de chrome , puis de l'oxydule et finalement du chroma. Une opinion souvent émise est que le sel est décomposé en métal et en radical acide , et que le métal libéré donne lieu à des réactions secondaires au contact du liquide et des gaz qui entourent la cathode. Mais , en réalité , les divers produits successifs correspondent à des forces contreélectromotrices croissantes. Ce n'est que quand la différence de potentiel aux électrodes a atteint une certaine valeur déterminée que le chrome apparaît à l'état métallique.

Les réactions secondaires se produisent toutefois quand plusieurs corps sont électrolysés simultanément. Ainsi, la décomposition du sulfate de zinc en solution exige une force électromotrice supérieure à la tension de i,5 volt, à laquelle l'eau s'électrolyse. Les deux décompositions sont, par suite, simultanées ; mais le corps le plus réductible, le sel métallique, se décompose en plus forte proportion. L'électrolyse de l'eau donne non seulement lieu à une dépense considérable en pure perte, mais l'hydrogène naissant décompose le sel métallique et fait que le métal déposé à la cathode est noir et pulvérulent.

La densité du courant , c'est à dire le rapport de son intensité à la surface de la cathode, est souvent prise en considération pour définir les conditions de fonctionnement des traitements électrolytiques. Cet élément résulte de la différence de tension aux élec trodes, de la force contre-électromotrice du bain, ainsi que des dimensions de celui-ci. La notion de densité de courant permet , par suite, de condenser en un seul renseignement numérique un ensemble de caractères différents.

ÉLECTROMÉTALLURGIE PAR VOIE HUMIDE

771. — Divisions. — Les procédés de l'électrométallurgie par voie humide se classent , d'après le résultat qu'on cherche à atteindre, en quatre catégories :

576 ÉLECTROMÉTALLURGIE.

1° La galvanoplastie, dont Tobjet est la reproduction de modèles. 2° La formation de dépôts métalliques destinés à durcir ou à rendre Inaltérables des objets de métal ou d'autre matière. 3«> Le raffinage des métaux.

49 Le traitement des minerais.

A un autre point de vue , les procédés électrolyiiques se caractérisent par remploi d'anodes solubles ou d^anodes insolubles. On a un exemple du premier cas dans le transport qui s'opère entre des électrodes de cuivre plongées dans une solution cuivrîque traversée par le courant ; Télectrolyse d'une telle solution à l'aide d'une anode en platine ou en charbon fournit une application du second cas.

Le caractère distinctif de ces deux modes de traitement se trouve dans l'énergie dépensée : le premier permettant d'utiliser l'énergie due à la dissolution de l'anode dans l'élecirolyte, exige beaucoup moins de dépense de travail que le second.

Considérons, par exemple , l'électrolyse du sulfate cuivrique. La décomposition du sel absorbe 28,4 calories (gr-d) par équivalent chimique (mmg), ce qui représente une énergie de 1,07 kilowattheure par kilogramme de métal réduit. Lorsque l'anode est insoluble , il faut dépenser , pour la décomposition de l'électrolyte , ce travail augmenté de celui que représente l'échaulfement du bain par l'effet Joule.

Si, au contraire, on fait usage d'une anode en cuivre pur, la dissolution de ce métal dans l'acide libéré par l'électrolyse restitue intégralement 28,4 calories, par équivalent, en sorte que la seule dépense nécessaire au dépôt du cuivre sur la cathode correspond à l'effet Joule. Dans le cas où l'on emploierait le sulfure cuivrique comme anode , le métal se dissoudrait dans l'acide sulfurique libéré, avec dépôt de soufre, et l'ensemble des réactions chimiques se bornerait à la réduction du sulfure, qui absorbe 5,i calories par équivalent.

Les procédés par voie humide se prêtent à une surveillance attentive de la marche des opérations et à une graduation du courant qu'on peut régler de manière à obtenir des dépôts métalliques homogènes. Lorsque le bain renferme un mélange de plusieurs sels, il est d'autant plus facile d'obtenir un produit pur à la cathode

ÉLECTROMéTALLURGIE PAR VOIE HUMIDE. i'J'J

que la proportion du sel qu'on cherche à réduire est plus grande et que sa force électromotrice de décomposition est moindre que celles des autres sels du bain. L'inverse est également vrai, ce qui donne la possibilité de déposer à Tétat de mélanges et même d'alliages des métaux dissous en mêmes proportions et ayant des chaleurs de combinaison peu différentes.

77a. — Effets de la diSusibilité des bains. Densité de courant à adopter. — L'électrolyse d'une solution métallique amène une modification dans la composition du bain au voisinage des électrodes. C'est la diffusion qui unifie la solution, laquelle tend à s'appauvrir au voisinage de la cathode et à s'enrichir au contact d'une anode soluble. C'est aussi la diffusion qui tend à s'opposer à l'accumulation au fond du bain du liquide enrichi , le liquide appauvri cherchant à gagner la surface. Le résultat de cette séparation serait une inégale distribution du courant et un dépôt irrégulier. En outre, lorsqu'une électrode métallique est ainsi en contact avec deux couches liquides de concentrations différentes, il tend à se produire un couple local en vertu duquel la partie de la lame baignée par le liquide appauvri est corrodée , tandis que la partie en contact avec la liqueur plus concentrée se couvre d'un dépôt de métal réduit.

L'appauvrissement du bain au voisinage de la cathode tend à favoriser la décomposition des impuretés de l'électrolyte et, par suite, à altérer le métal déposé. Parfois, la concentration du bain à l'anode amène , dans les solutions riches, un dépôt de sel à l'état cristallin sur cette électrode. Pour ces raisons, on choisit les solutions ayant le pouvoir diffusif le plus élevé et, au besoin, on favorise la diffusion par une élévation de température ou par une circulation établie au sein du liquide. L'élévation de température diminue , en outre, la résistance du bain.

Certaines solutions salines, telles que celle de sulfate de cuivre, demandent à être acidulées pour fournir des dépôts réguliers ; mais l'acide libre attaque alors dans une proportion plus ou moins forte le dépôt de la cathode.

La densité du courant a une influence capitale sur l'état du dépôt à la cathode. Si elle est faible, le métal est réduit à l'état cristallin.

Pour une densité moyenne, le dépôt a la texture du métal foixdu.

ÉLECTROMÉTALLURGIE .

Lorsque la densité est forte , la réduction donne un produit noir et pulvérulent. Aux arêtes des électrodes , où la densité est souvent plus forte , le métal peut affecter la forme de nodosités faiblement adhérentes.

Une densité excessive est susceptible de soustraire un métal très oxydable à Tattaque du bain. C'est le cas lorsqu'on électrolyse un sel de potassium avec une petite cathode en mercure. Le métal alcalin est mis à l'abri de l'action chimique de l'électrolyte par le courant et s'amalgame avec le mercure.

Voici, d'après M. Gore , les valeurs de la densité de courant et de la différence de potentiel à appliquer à l'électrolyse de quelques sels :