PAR LES ONDES ELECTRIQUES

Si l'on approche d'une des plaques d'un excitateur de Hertz en activité un tube à gaz raréfié, tube de Geissler, radlomètre de Crookes, lampe à incandescence, l'intérieur de ces appareils s'illumine, LlUumination est d'autant plus forte que le tube est plus voisin de la plaque d'excitateur.

EXPERIESCES DE M. TE SLA 227

L'approche cVun conducteur, ou même de la main, de la paroi extérieure du tube à gaz raréfié augmente l'illumination produite.

Le même phénomène d'illumination des tubes à gaz raréfié s'observe quand on approche ces appareils des fils concentrant le champ hertzien produit par un excitateur en activité. M. Zehnder, puis ^L Lécher ont, comme nous l'avons vu, utilisé ce phénomène à la recherche des ventres et des nœuds successifs qui se produisent dans un champ d'oscillation concentré par deux fils conducteurs parallèles.

Expériences de M. Tesla (' . — S'il est possible de produire Tillumination de tubes ii gaz raréfié en les disposant dans le champ produit par un excitateur en activité, l'intensité des effets lumineux ainsi produits est relativement faible et l'éclairage qui en résulte des plus précaires.

En utilisant les dispositifs qu'il a imaginés pour produire des courants de haute fréquence au moyen des ondes électriques, ^L Tesla est parvenu à produire une illumination très intense de tubes h gaz raréfié convenablement excités.

Les dispositions adoptées par M. Tesla au cours de ces expériences sont de deux sortes. Dans les premières, les tubes ou lampes, dans l'intérieur desquels un vide avancé a été fait, contiennent un conducteur qui est mis en relation avec l'un des pôles de la bobine h haute fréquence servant à produire les phénomènes. Dans les secondes, les tubes ou lampes sont complètement isolés des appareils qui produisent leur illumination.

PuEMiiinE DISPOSITION. — Tuhes fuis en relation avec

(') Tesla. Institut américain des Ingénicui's électriciens de Columbia (.Vew'-J'o/A-, 20 mai 1891).

l'un des pôles de la bobine à /taule fréquence. — Les tubes ou lampes utilisés par ]M. Tesla contiennent à leur intérieur une boule ou un fil conducteur. Ce conducteur communique avec une borne extérieure à la lampe qui ne possède ainsi qu'un seul pôle, d'où le nom de lampe un/polaire donné par M. Tesla à cet appareil.

Comme l'indique le schéma de la figure i4o qui reproduit pour plus de clarté le dispositif de production des

MAtVWWWM

Fig. 140. — Illuiuination de lampes unipolaires par les ondes électriques. Dispositif de M. Tesla.

courants de haute fréquence, les lampes unipolaires (au nombre de deux dans la figure), sont reliées à l'un des pôles du transformateur de M. Tesla. L'autre pôle demeure isolé. On obtient une illumination plus brillante des lampes en reliant le pôle libre du transformateur aux murs de la pièce où l'on fait l'expérience. Dans ce cas les murs doivent être recouverts de substances métalliques (feuilles d'étain) afin d'être suffisamment conducteurs.

Lampes unipolaires de M. Tesla. — Les lampes de M. Tesla peuvent être construites de difierentes manières. Nous décrirons les dispositions suivantes :

La lampe représentée par la figure i^i se compose d'une ampoule b dans laquelle on a fait le vide et au

EXPÉRIENCES DE M. TESLA 229

centre de laquelle se trouve une boule conductrice e en communication avec un fil métallique soudé dans le verre et qui est relié à la borne de la lampe. Hors de l'ampoule le 111 est protégé par un isolant li ; à l'intérieur le fil de suspension est isolé par un tube k en matière réfractaire

Fig'. 141. — Lampe unipolaire de

M. Tesla.

Fig. 142. — Lampe unipolaire de M. Tesla. Second dispositif.

(terre de pipe). Un réflecteur métallique l est figuré à l'extérieur de la lampe.

Un autre type de lampe (fig. 142) contient une tige de charbon e reliée par l'intermédiaire de la pièce K et du plateau conducteur o à un cylindre m métallique entourant un mandrin isolant Ji. Le tout est situé à l'intérieur du col cylindrique de l'ampoule de verre h. Ce col se fixe dans une monture en matière isolante /•, p garnie intérieurement d'une feuille métallique s communiquant avec le pôle A de la source. La garniture métallique s et le tube ni forment ainsi les armatures d'un condensateur.

Enfin dans le but d'avoir à l'intérieur de la lampe une

2 3o APPLICATIO.X DES OXDES A L'ÉCLAIRAGE

surface bien réfléchissante, M. Tesla la forme d'un tube de verre fermé à un bout et pénétrant dans une ampoule de lampe ii incandescence. L'extrémité ouverte du tube est soudée au col de lampoule (fig. i43); J' 1 intéi'ieur du tube une feuille de cuivre enroulée en spirale communique avec un des pôles de la source. La dernière

Fig. 143. — Lampe unipolaire à pO)le Fig. 144. — Dispositif de tube à

formant surface réfléchissante. gaz raréfié.

spire de la feuille de cuivre est recouverte d'une mince couche d'argent qui la rend bien réfléchissante.

Ces divers modèles de lampes, reliés a l'un des pôles de la bobine à haute fréquence, s'illuminent. Il en est de même d'un tube à gaz raréfié tel que celui de la figure 144- Dans un semblable tube l'éclat va en diminuant depuis l'extrémité reliée au pôle de la source jus(|u"a l'autre extrémité. Il suflit toutefois de relier cette extrémité libre à un corps conducteur de surface convenable pour que léclat du tube présente la même intensité dans toute son étendue. Il en est de même d'une lampe munie de deux tiges ou de deux perles de charbon au lieu d'une seule. (fig. i^o). Si l'on relie d'abord l'une des tiges à l'un des pôles de la bobine, cette tige devient fortement incandescente et la lampe s'illumine tandis que la seconde tige s'éclaire moins lorte-

Fig. i4'i.

Lampe bipolaire

de M. Tesla.

EXPÉRIEXCES DE M. TE SLA 'iSi

ment. Mais il suffit de relier le second charbon à une surface conductrice convenable pour voir les deux charbons briller également et la lampe s'illuminer dans toute son étendue.

M. Tesla est parvenu h rendre Tillumination des ampoules qu'il emploie encore plus intense soit en disposant h l'intérieur des matières phosphorescentes, sulfure de calcium, yttria, etc., soit en les formant de tubes de verre enduits a leur surface interne de substances phosphorescentes.

Comme nous venons de le voir, une lampe à deux charbons s'illumine d'une manière plus régulière si on relie

Fis

Disjiositif représentant les connexions dune lampe unipolaire à calotte métallique.

le deuxième charbon avec une plaque formant capacité. De même, l'illumination qui se produit dans une des lampes unipolaires précédemment décrites (fîg. i4i 6t i^i) est plus complète si l'on a soin de recouvrir une portion de l'ampoule d'une calotte métallique mise en communication avec une capacité. Les connexions sont représentées par la figure 146.

Cette propriété remarqnal)le permet de faire varier à volonté l'éclat d'une lampe unipolaire. M. Tesla a très heureusement profité de la nécessité d'ajouter une capacité h chaque lampe pour en augmenter la puissance en faisant jouer le rôle de capacité à un abat-jour Z servant de réflecteur (fig. 147)-

Dans ce modèle de lampe unipolaire, m est le bouton de carbone rendu incandescent (charbon préparé à la

façon des filaments de lampes ordinaires à incandescence on carboritti'luni). Le filament qni sert de support à cette Ijoule m est représenté en l, il est attaché au fil conducteur f traversant la tige isolante s et aboutissant ii la

(Icc'teiii

borne t de la lampe. Une ieuille mince de mica INl entoure la lige s et supporte un tube mince d'aluminium (i dont le rôle serait, d'après M. Tesla, de localiser l'effet radiant sur le bouton m et de servir d'écran protecteur au filament l. Un tube métallique S cimenté autour du col de l'ampoule porte l'abat-jour condensateur Z. Une douille isolante P sépare le tube S de la borne de la lampe.

Seconde disposition. — Tubes isolés placés rlans un cJiauij) à liante fréquence. Non seulement les tubes construits par M. Tesla s illuminent lorsqu ils sont mis en relation avec l'une des bornes du transformateur ii haute fréquence, mais une illumination d'un éclat notable se produit dans ces appareils lorsqu'ils sont au A^oisinage d'un pôle du transformateur. Cette illumination s'accroît si le pôle du transformateur est mis en communication avec une plaque métallique de large surface et que le tube ou la lampe unipolaire est approché de cette surface.

E.YPKRŒyCES DE M. TESLA

lip:. 148. — Lampe unipolaire à double aiiijjoulo.

L'illumination se produit encore à une distance assez grande de lu plaque (i5 à 20 cm). Elle s'accroît par tous les dispositifs qui augmentent Téclat des lampes dans la première disposition : mise en communication de la lampe ou de la calotte conductrice la recouvrant avec nne capacité, présence de substances phosphorescentes à l'intérieur des tubes h gaz raréfié.

Une lampe à double ampoule, l'une intérieure à l'autre (fig. i48), l'espace intermédiaire étant raréfié à un degré moindre que l'ampoule interne, s'illumine avec beaucoup d'éclat dans le champ entourant une plaque métallique reliée à l'un des pôles du transformateur de M. Tesla.

Mais il n'est pas nécessaire que les tubes ou lampes à gaz raréfié qu'on dispose ainsi dans le champ produit par les dispositifs de jM, Tesla soient munis d'électrodes. Des tubes qui ont simplement été purgés d'air avec lieaucoup de soin et fermés à la lampe s'illuminent dès qu'ils sont placés dans le champ.

En suspendant une plaque métallique d'environ 3 m de longueur et 35 cm de largeur à deux mètres et demi du sol, et en la reliant ii l'un des pôles du transformateur dont l'autre pôle est luis en communication avec le sol, on forme un champ très intense dans lequel des tubes de un mètre de long, sans électrodes, simplement tenus ii la main, s'illuminent dans toute leur longueur d'une lueur assez intense pour produire l'éclairement.

M. Tesla, s'appuyant sur les résultats de ces très intéressantes expériences, préconise comme mode d'éclairage d'une pièce la production à l'intérieur de cette pièce d'un champ d'actions du genre de celles que pro-

cluit son transformateur. Ce champ devrait être sulTisamment intense pour que l'appareil éclairant utilisé put V être déplacé et restât allumé, .quelque fût sa place, sans être lié par aucun conducteur.

La disposition représentée par le schéma de la figure 149 indique un moyen d'obtenir l'illumination de tubes a gaz

Fig. 149. — Illumination de tubes à gaz raréfiés par les courants de haute fréquence.

raréfié placés dans l'intervalle compris entre deux plaques métalliques reliées chacune h un pôle du transformateur. Si la surface de ces feuilles est convenablement déterminée, les tubes à gaz s'illuminent dans tout l'espace qu'elles comprennent.

Expériences de M. Mac Farlan Moore ('). — En utilisant des procédés analogues, M. Mac Farlan Moore est arrivé à éclairer une salle garnie de tentures blanches et pouvant contenir 5o spectateurs. L'éclairage était produit par i4 tubes à gaz raréfié disposés aux angles de la salle, au plafond et au centre. Les murs étaient également garnis de motifs lumineux formant décoration.

La répartition des tubes produisait une lumière très uniforme et sufllsammcnt intense pour permettre aux spectateurs de lire sans dilliculté ni fatigue.

Cl Mac Fart.a.n Moore. (Aiuia/es du laboratoire de IS'ea'ark (New-Jersey), 1897.)

PROBLEME DE L'ÉCLAIRAGE PAR LES OyOES 2 35

Le problème de l'éclairage pai' les ondes électriques. — Si l'on peut considérer le mode de communication à petite distance au moyen des ondes électriques, préconisé par M. Marconi, comme définitivement pratique et susceptible d'être exploité industriellement, il n'en est pas encore de même de l'application des ondes électriques à l'éclairage.

Les expériences de M. Tesla, les essais d'éclairage de M. Mac Farlan Moore, ne semblent pas susceptibles, sans perfectionnements nouveaux, de permettre l'utilisation pratique de ces procédés à l'éclairage. En dehors de la difficulté qu'il y aurait à créer dans chacune des pièces d'un appartement un champ d'actions suffisamment intense pour y permettre l'entretien en tout lieu de tubes à gaz raréfié, les modes de production actuels des courants de haute fréquence ne semblent pas permettre, sans pertes énormes, le transport de ces courants en des points éloignés des appareils qui les produisent.

Mais en admettant même que la transformation des courants utilisés actuellement dans l'industrie en courants de haute fréquence soit opérée au voisinage des lieux à éclairer, les procédés décrits au chapitre précédent permettant de produire ces courants semblent encore bien coûteux si on les compare ii ceux qui permettent l'éclairage électrique ordinaire. Les expérimentateurs qui ont fait des essais d'éclairage en employant ces procédés nouveaux ne paraissent pas s'être rendus compte de la dépense d'énergie électrique nécessitée par leurs expériences. 11 eût été intéressant de comparer cette dépense avec celle qu'aurait nécessité la mise eu œuvre des procédés usuels (arcs, lampe à incandescence! pour produire un éclairage d'intensité sensiblement égal.

Il est à croire que dans les expériences de M. Tesla la dépense laite était de beaucoup supérieure à celle qu'eût nécessité un éclairage de même intensité produit par les

procédés ordinaires. La connaissance du rapport existant entre les deux dépenses, tant en ce qui concerne les expériences de -M. Tesla qu'en ce qui concerne les expériences plus récentes de M. Mac Farlan Moore, eût permis de se rendre compte si les dispositions employées par ce dernier expérimentateur réalisaient un progrès sur celles indiquées par le promoteur de ce nouvel éclairage électrique.

Quant au procédé d'éclairage par incandescence au moyen des courants de haute Iréqucnce, préconisé par M. Elihu Thomson, il se heurte dans la pratique aux mêmes difficultés que celui d'illumination des tubes à gaz raréfié (impossibilité de transporter, sans pertes énormes, les eflets loin des appareils producteurs, difficulté de produire les effets sans grande dépense^. De plus, ce mode d'éclairage ne rendrait pas la lampe complètement indépendante de tout appareil électrique.

Quoi qu il en soit et bien que les expériences de INI. Tesla et de M. Elihu Thomson doivent être regardées comme des recherches de laboratoire, il semble cependant qu'elles peuvent être considérées comme contenant en germe une application des ondes électri([ues susceptible, grâce à d'heuieux perfectionnements, de devenir pratique.