LES FLAMMES CHANTANTES. O

le ré^ — fut entonnée avec force, le courant supérieur vint s'allumer à la petite flamme au-dessous, qui s'amincit et s'allongea, puis s'éteignit subitement.

Cette expérience conduisit le comte de

Schafi^gotsch à imaginer un appareil spécial pour l'étude des divers phénomènes qui se rattachent aux flammes chantantes.

Des expériences analogues furent faites la même année (1858) par Le Conte (1). Il expliqua le phénomène de la même manière que Savart et Plateau ont expliqué l'influence des vibrations de l'air sur une veine liquide. Il voit là un exemple de la cohésion des gaz et compare le chant des

(1) Le Conta ip. The american Journal of science ^ and arts, by Silliman (Silliman Jouni.), 2, série XXV, pag. 62 à 67. — Philos. Mag., série 4, XIV, pag. 23b h'^dd.— Institut, 4858, pag. Hoà 116. — Arch. phys., série 2, I, pag. 270 h 273. — BerL Ber. fur 1858, XIV, pag. 143 à 144.

flammes aux tons observés par Favart pendantquedes fluides s'échappaient de tuyaux courts. Sondhaus (1) n'a pu se mettre d'accord sur ce sujet avec Le Conte, Toutes ces expériences n'ont point paru concluantes.

Le professeur Tyndall a répété celle du comte de Schafl'gotsch. Il a montré comment on peut amener de la sorte une première flamme à déterminer Tignition sonore d'une ae-conde flamme et comment, toutes choses observées, une flamme peut^ d'une distance considérable, adresser la parole à une autre flamme (2).

C'est seulement dans le cas précédent que les physiciens ont examiné et placé dans le même appareil deux ou trois flammes séparées pour en apprécier l'action réciproque ; encore l'une dé ces flammes, la plus petite,

(1) Ap. Silliman Sourn., série 2, XXXI, pag; 416 à 417. — BerL Ber. fur J861, XVII, pag. 168;

(2) Tyudall, loc. cit.

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n'intervient-elle ici que pour fournir la démonstration d'un principe de la loi de vibration au point de vue scientifique ; l'harmonica chimique, sous le rapport musical, ne gagne absolument rien à cette addition.

C'est aussi au moyen de plusieurs becs de gaz superposés et de flammes nues et muettes adaptées à des orifices percés dans les parois* de tuyaux d'orgue que l'on a rendu parfaitement claires, intelligibles et frappantes pour les yeux, les lois de la production du son dans les tuyaux , telles que la formation des nœuds et des ventres, ainsi que les principes de l'interférence des ondes sonoreâ et le problème délicat de la composition du timbre. Pour i*endi*e sensibles les différents modes de vibration^ M. ICœnig a iniaginé d^ngénieux appareils pourvus de flammes (|u'ii appelle manométriquesy et dont les images variées représentent les phases jjlus du mdins complii^uées des phénomènes sonores analysés par be inoyen, et jusqu'aux

vibrations de la voix dans rémission des voyelles (1).

Ces appareils, qui ont figuré à Texposition universelle de 1867, ont acquis, depuis cette époque, une grande notoriété scientifique.

L'intérêt excité, parmi les physiciens, pour les expériences d'acoustique eÊFectuées avecle secoursde ces appareils munis debrûlures à gaz, doit avoir contribué à rendre les savants attentifs à la grande' sensibilité manifestéepar laflamme, — eu égard aux moindres bruits extérieurs, comme aussi à l'importance que celle-ci acquiert à l'état sonore , dans l'harmonica chimique.

(1) Cosmos, 186-2, XXI, pag. 147 à 149, et 1864, XXIX, pag. 4i0. — Cimeiito, 1862, XII, pag. 5.— Pisko, VIII, Jahresbcr, der Wicdner Oberreal- Schule, Wien, 1863, pag. 32. — Berl. Ber. fur 1862, XVIII, pag. 138. — Pogg. Ann. fur 1861, CXXII, pag. 243 et suiv. — Les Mondes, par Tabbé Moiguo, 1865, t. VII, pag. 646 et suiv. — Koiiig, Catalogue illustré des inslruments d'acoustique»

Après avoir fait chanter la flamme d*un grand nombre de gaz, on a essayé d'étendre l'expérience aux bougies et aux mèches de lampe, mais, jusqu'ici, presque sans succès.

Ces tentatives furent poursuivies, dès J858, par les physiciens Roger (1), Peterim et Weiss (2). Plusieurs recueils scientifiques de cette époque en ont rendu compte.

On observa qu'en général, il était difficile d'obtenir de la flamme des mèches un son continu.

Les mèches creuses s'y prêtaient mieux que les mèches compactes, surtout lorsqu'on avait soin de recourir à des tubes étroits.

(1) W., B. Rogers, Ap. PhiL Mag., 4« sér., 1858, XV, pag. 261 à 263, et 40i à 403. — Arch. phys.^ 2. II, p. 57 à 58. — Silliman Journ., 2^ Sér. XXVI, pag. 1 à 15. — EdiJib. Joxirn,, 2, Sér. VIII, pag. 300 à 312. — BerL Ber. pour 1858, XIV, pag.

(2; Ap. Wien. acad. Ber. 1858, XXXII, pag.

68 à 75. — L'Instit., 1858, pag. 330 à 331. —

BerL Ber. pour 1858, XIV, pag. 168 à 170.

On les faisait chanter au moyen de Talçool, de Téther sulfurique ou d'un mélange d'alcool et d*huile de térébenthine. Cependant Peterim et Weiss semblent donner à entendre qu'un agrandissement de la flamme et de la mèche, et l'emploi de tubes plus larges ne nuiraient pas à l'expérience, surtout pour lesdifférentesespècesde bougies. On prétend qu'unebougiede stéarine doit être mince pour produire un son. On a encore observé qu'avec l'éther, rhuile de térébenthine et l'essence minérale, la sonorité de la flamme des mèches est, en général, irrégulière; qu'elle est préférable avec l'alcool et tout à fait bonne, avec l'huile à brûler. Cette dernière opinion est justifiée par une observation due à Reinisch qui, en 1861, entendit la flamme d*une lampe à huile, dite lampe d'Argand, rendr*e Un son dans son tube de Verre (1).

0) ri. Hëinisch Àp., a. Jahrb. fur Pharmacie^

Bien que ces expériences n'aient produit que de médiocres résultats, elle n'en sont pas moins intéressantes, et si le champ de l'investigation s'agrandit dans cette voie, grâce à la persévérance des physiciens, peutêtre auront- elles aussi des résultats utiles dans le domaine de la pratique.

Une autre série d'explorations fort curieuses et encore peu connues en France, est celle qui a été inaugurée à Leyde, par Rijke, en 1859. — Une flamme muette d'alcool ou d'hydrogène sert à chauffer au rouge un filet ou une toile métallique placée quelque peu au dessus de cette flamme, et retenu à la paroi du verre.

L'expérience a été décrite comme suit:

Par la base inférieure d'un tube de cristal et environ au quart de la longueur de ce tube, on plaça une toile métallique à mailles ser-

XV, pag. 28. — Berl. Ber. pour 1861, XVII, pag. 169.

rées, attachées par un ressort à la paroi du verre. Quand cette toile métallique eut été chauffée aii rouge au moyen d'une flamme d'alcool ou d'hydrogène, on entendit un son qui monta peu à peu et qui bientôt s'éleva plus haut que la note fondamentale du tube.

Ce son ne dura que quelques secondes.

Dans d'autres cas, on réussit à le prolonger en faisant usage simultanément de plusieurs filets métalliques. Pour le rendre permanent, on a recommandé l'emploi d'une" batterie galvanique (d'au moins 30 éléments de Grove) entretenant l'incandescence du filet métallique à l'intérieur du tube (1).

On explique ce fait par des changements alternatifs de volume, suivant une théorie

(\), P. L. Rijke dans Pogg. ann. 1859, CVII, page 339 à 343. — BerL Be9\ fur I8r.9, XV, pag. 165. — Cosmos, 1859, Z/F pap. 508 à 5 . 1 . — Philosoph. Mag. 4' sér. XVII, pag. 4J9 à 422. — Arch. Phys. 2^ sér. F. pag. 361 à 362. — Cf. - J. Pisko, Die neueren apparate d. Bhysik, pag. 193. 194.

analogue à celle qui a été proposée pour expliquer le phénomène du chant des flammes.

Le courant à l'air froid ascendant se dilaterait en rencontrant la toile métallique chauffée au rouge et se condenserait ensuite au-dessus. Ces périodes alternatives de raréfaction et de condensation produiraient le son . Dans l'expérience de Rijke, on avait remarqué que si Ton bouchait avec lamainTorifice supérieure du tube, le son cessait aussitôt, mais qu'il renaissait avec une grande force, dès que, retirant la main, on laissait le tuyau ouvert. D'autres expérimentateurs, tels que Bosscha (J) et Riess (2j, n'ont pas obtenu ce résultat, et comme ils ont opéré par une méthode quelque peu différente de celle do Rijke, ils ont en général

(I) Bosscha, dans Pogg. Ann. 1859, CVII, pag. 342 et 343.— (2) P. Riess, dans Pogg. Ann. 1859 CF7//,pag. 653 à 656. — Ann. i860, CIX, pag. 145 â 147. - Berl. Ber. fur 1859, XV, pag. 165. — 1860, XYI, page 132.

observé des faits qui sur de certains points contredisent et sur d'autres affirjpaent ou complètent ceux qui ont été révélés par le physicien de Leyde.

Ici, la flamme n'étant introduite dans le tube que pour provoquer le son des toiles métalliques, et n'ayant par conséquent que le rôle d'auxiliaire, ce n'esl plus proprement à l'historique des flammes chantantes que se rapportent ces tentatives. Toutefois elles me semblent devoir être rattachées à celui de rharmonica chimique, puisque les toiles métalliques font ici l'office de flammes pour engendrer des sons musicaux susceptibles d'être variés et prolongés dans certains cas. Je pense qu'on serait tout aussi fondé à regarder comme une espèce d'harmonica chimique, et à désigner sous le nom à' harmonica électrigue^ l'appareil dont mes expériences sur l'dpplication de l'électricité à des tubes sonores m'ont suggéré l'idée tout récemment.

Rien de plus simple à son origine que la

construction de l'harmonica chimique. On sait que, du temps de Chladni,tout Tappareil consistait en une bouteille ou grand flacon bouché contenant du gaz hydrogène, d'où le gaz pouvait sortir par un tube analogue au tube d'un thermomètre ou d'un baromètre fixé dans un bouchon.

Ce jet de gaz devait être allumé avec beaucoup de précaution. Berzelius conseillait de laisser échapper l'hydrogène pendant quelque temps avant d'en approcher un corps enflammé, afin d'éviter le danger d'une explosion du mélange détonant.

On plaçait sur le brûleur un autre tube, long d'environ un ou deux pieds, en cherchant, par tâtonnement, le point où la flamme pourrait chanter. On trouvait ainsi la note fondamentale du tube, et même un ou deux de ses harmoniques.

Au moment de la combustion, l'hydrogène en se combinant avec l'oxygène, brûle d'une flamme chaude, mais peu brillante.

C'est cette petite lumière que les anciens chimistes, qui s'occupaient surtout d'alchimie, c'est-à-dire de la recherche delà pierre philosophale^ ont désignée par le terme de lumen philosophicum. Si le modeste appareil dans lequel soufflait ce lumen philosophicum prit le nom d'harmonica chimique^ c'est que le son qui s'y produisait avait paru ofiFrir une certaine analogie de timbre avec celui de l'harmonica de verre perfectionné par Franklin.

Bientôt on substitua aux tubes de thermomètre ou de baromètre, des tubes de verre et d'autres matières, voire de carton, comme ceux dontle D** Sondhaus fit usage, en 1860, pour ses expériences. La forme en était tantôt droite, tantôt courbe, tantôt élargie à l'une des extrémités, la longueur facultative suivant la nature et le but des expériences, le diamètre également très-varié. On se servait de tubes larges, ou de tubes minces et étroits; enfin au lieu d'opérer sur un seul

de ces tubes à Ja fois, on eut l'idée d'en réunir un certain nombre de différentes dimensions, et l'on obtint ainsi comme une série d'harmonicas séparés ayant chacun pour note fondamentale une des sept notes de la gamme. Pour mettre ces tubes d'accord, on imagina de les envelopper à l'une de leurs extrémités, de petits rouleaux de papier ou de carton nommés curseurs^ qu'on peut faire monter ou descendre à volonté sur le tube.

La rapide propagation de l'emploi du gaz d'éclairage, et l'établissement de grands récipients de gaz hydrogène dans les laboratoires importants, facilitèrent de plus en plus Tétude de l'harmonica chimique, ainsi que les expériences délicates qui se rattachent au phénomène de la vibration des flammes.

Les physiciens qui se sont le plus occupés de cet objet ont imaginé des appareils propres à rendre leurs démonstrations parfaitement intelligibles.

7ô LES FLAMMES CHANTANTES .

Ceux de Sondhaus, de Schaffgotsch, de Tyndall et de Kœnig, sont particulièrement connus dans le monde savant. Combiné pour être alimenté, par d'importants récipients de gdiZ, le premier de ces appareils, désigné en Allemagne sous le nom de Tonflammen- Apparat àe Schaffgotsch, est, comme instrument de physique, très-complet et très-ingénieux. Il fut construit principalement en vue de Tétude optique des flammes chantantes et de la démonstration des divisions de la colonne d'air vibrant dans le tube, mais il peut se prêter à toutes les expériences relatives au chant des flammes.

Il se compose de deux tuyaux de dimensions inégales, et d'un brûleur mobile, le tout réuni et fixé sur un châssis. A l'aide de cet appareil on peut faire parler simultanément deux tuyaux, mais ils sont à une certaine distance Tun de l'autre.

Un mécnnicien de Vienne, M. Hauck,pour seconformerauprincipeposé par Roger, rela-

tivement à r observation des images projetées sur récran, a euTidée d'adapter une roue au, plus grand des tubes, afin de le faire tourner facilement et avec une grande rapidité sur son axe. Un appareil fabriqué d'après la méthode du comte SchaflPgotsch a été exposé à Londres par M. Kœnig. Celui du D'Sondhaus, qui peut être également approprié aux diverses analyses que comporte le phénomène dont il s'agit, est surtout recommandé pour r étude des S07is de combinaison.

Enfin, les instruments à flammes manométriques construits à Paris par M. Kœnig, et dont presque tous les traités de physique publiés en France donnent les figures et la description, présentent un intérêt p articuler par rapport aux lois de l'interférence du son. Bien que les flammes en soient muettes et nues, ils peuvent être employés utilement dans l'analyse optique des flamtnes chantantes et dans celle des phases de Tétat vibratoire de ces flammes.

Je n'ai pas besoin de dire que tous les ^instruments dont il vient d'être fait mention n'ont chacun en soi rien de plus musical que la bouteille de gaz hydrogène au tube de baromètre ou de thermomètre, où chantait la petite flamme, le lumen philosophicum^ et qui, du temps de Chladni, constituait Tharmonica chimique. Cependant, on dut reconnaître, dès l'origine, que le son donné par cette petite flamme avait, par sa hauteur déterminée etparle caractère particulier deson timbre, quelque chose de vraiment musical.

S'il était parfois rude, criard, déchirant et d'une intensité telle que l'oreille avait de la peine à le supporter, il se manifestait dans d'autre cas, avec tant de charme, de douceur, de pureté, de plénitude, et qui plus est, avec une suavité mélancolique si étrange, que toute personne sensible aux harmonies cosmiques en était frappée. Il se trouva donc en Angleterre des esprits inventifs, qui cherchèrent à tirer parti de Texpérienee où figu-

raient une série de tubes ou d'harmonicas séparés, donnant les différentes notes de la gamme et qui se flattèrent de créer sur ce plan un instrument de musique nouveau. Mais la difficulté qu'ils paraissent avoir éprouvée à faire parler les tuyaux à volonté, à éviter l'espèce de hoquet marquant le passage d'une note à une autre, à modérer le son et à l'éteindre instantanément tout en conservant la justesse d'intonation, tout cela semble avoir rendu ces essais infructueux. Je crois d'ailleurs qu'ils ont été fort restreints. Je n'en ai eu connaissance que par les observations qui ont été présentées sur mon pyrophone, après la séance de la Society of A rts^ où mon invention a reçu un accueil si bienveillant et si flatteur.

Il est plus que probable que si je ne m'étais pas frayé, sans le savoir, une voie nouvelle dans l'étude des flammes chantantes^ et si je n'avais pas découvert le principe dont j'ai fait l'application à mon pyrophone, principe

que j'ai eu Thonneur de soumettre à r Académie des Sciences de Paris, ainsi qu'à la Royal Institution et à la Society of Arts de Londres, et que je vais exposer ci-après, je ne serais pas arrivé, malgré tous mes efforts, à des résultats plus pratiques que ceux de mes devanciers.