DES CABLES. — ENVELOPPE ISOLANTE. CONSERVATION

DU CABLE FABRIQUÉ. — INSTALLATION DU CABLE A BORD D'UN NAVIRE. — PROCÉDÉ D 'IMMERSION.

Une quantité considérable de câbles sousmarins existent aujourd'hui dans les deux mondes. Avant de parler de ces nouvelles lignes sous-marines, avant d'aller plus avant dans cet exposé, il nous paraît nécessaire d'expliquer, une fois pour toutes, la composition et les procédés de fabrication d'un câble sous-marin, ainsi que les moyens qui sont aujourd'hui en usage, pour le déposer au fond de la mer. Cet exposé général, où nous rassemblerons les connaissances acquises jusqu'à ce jour dans cet ordre de travaux, nous permettra d'abréger beaucoup, par la suite, nos récits et nos descriptions.

Fil conducteur. — Le cuivre, qui conduit l'électricité cinq à six fois mieux que le fer, est toujours le métal employé comme conducteur sous-marin. jOn fit d'abord usage d'un fil massif ; depuis, on a préféré obtenir la même section totale, en réunissant en tresse, ou toron, plusieurs fils de diamètre plus petit. La rupture d'un des fils par une cause quelconque, n'amène pas la cessation complète des communications. Un conducteur sous-marin se compose donc généralement de quatre à six fils de cuivre, tressés autour d'un septième.

Une machine composée d'un plateau circulaire, se mouvant horizontalement, sert à fabriquer le toron de cuivre. Des bobines enfilées dans des broches verticales, placées sur la circonférence du plateau, portent six des fils qui doivent composer ce toron. Le septième sort par un trou percé au centre du plateau, et reçoit successivement chacun des fils provenant des bobines. Ces fils sont dirigés par des guides, placés à des hauteurs différentes, et convenablement déterminées.

x. II.

On comprend que c'est de la différence de hauteur de chacun des guides, que dépend le pas de la spire formée autour du fil. Cette machine fabrique 250 à 300 mètres de câble par heure, en tenant compte des arrêts pour les soudures.

En parlant de la fabrication du câble transatlantique, nous donnerons le dessin de l'appareil qui sert à former ces tresses de fil de cuiv re, et qui sert aussi à environner le câble, une fois prêt, de son armature de fils de fer. j Pour réunir les bouts des fils et en former ; un conducteur continu, on taille les extré- ! mités en biseaux, puis on les juxtapose ; on j rattache les deux bouts l'un à l'autre par | deux ou trois tours de fils plus minces, et on soude le tout à l'argent. La jonction ainsi faite est aussi complète que possible, et elle n'offre ! qu'une très-petite résistance au courant élec- | trique.

11 est important que les soudures des fils ne I se trouvent pas toutes au même endroit, afin j qu'elles ne produisent pas une augmentation d'épaisseur de Yâme du câble, qui nuirait à l'égale application de la couche isolante. tr Malheureusement, le conducteur * ainsi construit, a le défaut, par suite de la rupture, qui peut arriver, des petits fils intérieurs, de percer souvent la gaine isolante. Pour éviter cet inconvénient, on a employé dans quelques câbles, et notamment dans celui de la grande ligne des Indes, la disposition suivante : On a placé quatre petits fils dans un tube de cuivre creux, qui présente ainsi l'apparence d'un seul fil massif. La conductibilité d'un pareil conducteur, est, dit-on, beaucoup plus grande, et les inconvénients du toron, comme ceux du fil unique, sont ainsi évités.

Enveloppe isolante. — Pour former l'enveloppe isolante d'un câble sous-marin, on se servit d'abord, comme nous l'avons dit, du caoutchouc. Cette matière est extraite de divers arbres des régions tropicales, et principalement du Ficus elastica, qui croît dans le royaume d'Assam, et des Ficus redula Qïprû-

poïdes, de l'île de Java. Le caoutchouc a un très-grand pouvoir isolateur, mais il s'altère à Fair, et se désagrège au sein de l'eau, douce ou salée. Ajoutons qu'il s'altère aussi et devient déliquescent et mou par le contact prolongé du cuivre. Il a donc fallu le rejeter de la fabrication des câbles sous-marins. On l'a remplacé par la gutta-percha.

Dans l'eau, la gutta-percha se conserve indéfiniment, comme Fa prouvé Fexamen de tous les fragments de câbles, qui ont été relevés après un séjour de plusieurs années dans la mer. Elle n'absorbe l'eau que dans des proportions insignifiantes, qui n'enlèvent rien à son pouvoir isolateur. Ce pouvoir isolateur est encore augmenté par les pressions énormes que supporte le câble au fond de la mer, pressions qui ont pour effet de raffermir sa substance et de boucher ses petits pertuis.

La gutta-percha est donc avec raison la seule substance employée pour former Fenveloppe isolante des câbles sous-marins. Il importe seulement de la purifier avec le plus grand soin, et de l'appliquer en couches bien égales.

En combinant dans diverses proportions, le caoutchouc, la gutta-percha et les résines, on a formé plusieurs mélanges, ou composés isolants, quisont employés comme auxiliaires de la gutta-percha. Les principaux sont le mélange Chatterton et le composé de Wray.

Le mélange Chatterton dans lequel entre une petite quantité de sciure de bois, est très en vogue en Angleterre; il alterne généralement avec les couches de gutta-percha. Le composé de Wray, formé d'une petite quantité de silice ou d'alumine et qui constitue une espèce de verre de caoutchouc, est un mélange très-isolant et difficilement fusible; mais il est altéré par Feau de la mer. On connaît encore les composés de Hughes, Radcliffe et Godefroy.

Revêtement extérieur. — L'enveloppe isolante serait endommagée par les causes les plus légères, si elle n'était pas suffisamment protégée contre Faction des causes exté-

rieures. Le moyen de défense consiste à l'entourer de spires de fils de fer. Seulement il faut interposer entre Y âme du câble et Yarmature protectrice, une matière suffisamment élastique, destinée à former une espèce de matelas entre ces deux parties. Le chanvre, et surtout le chanvre indien, sont les substances qui servent à composer ce matelas élastique. Dans les premiers temps, on goudronnait cette enveloppe, pour accroître Fisolement du câble ; mais on masquait ainsi les défauts de la texture du câble, pendant les expériences que l'on doit faire avant l'immersion, sur le câble tout fabriqué. On se borne aujourd'hui, à imprégner le chanvre d'une dissolution saline conservatrice, telle que le sulfate de cuivre.

Après ce revêtement élastique vient l'armature de fils de fer.

Pour former cette armature, destinée à donner de la résistance à l'ensemble, on emploie un plus ou moins grand nombre de fils de fer de diverses grosseurs. Ces fils sont roulés en spirale autour de Fâme du câble après avoir été préalablement zingués, pour les garantir de la rouille.

Cependant, malgré cette dernière précaution , l'armature des câbles sous - marins finissait par s'oxyder et se détériorer. Deux moyens furent essayés pour donner plus de résistance à l'armature, sans trop augmenter son diamètre, ni son poids spécifique. Le premier moyen consista à tresser en torons de petits fils de fer, et à enrouler ces torons autour du câble ; le deuxième, à envelopper de chanvre goudronné chacun des fils de fer composant l'armature. Nous verrons employer alternativement pour les câbles ces deux moyens, et nous en ferons connaître le résultat. L'important est que le câble soit assez souple pour pouvoir se prêter aux manœuvres et à l'enroulement sur des tambours à grands rayons.

La partie du câble qui touche le rivage, doit être défendue plus solidement que celle

qui doit rester entièrement dans la mer. Pour le câble de côtes^ les fils de fer de l'armature ont de 6 à 7 millimètres. On comprend, en effet, que cette partie étant exposée aux ancres des navires, aux courants et aux marées, qui provoquent des frottements contre les rochers, doive présenter une résistance plus grande que celle du reste du câble. Pour cette dernière partie, ou le câble proprement dit, il n'est pas nécessaire d'employer des fils aussi forts. Au delà de 20 mètres de profondeur les marées et les courants ne se font plus sentir. Tout ce qu'il faut craindre, ce sont les matières qui peuvent attaquer chimiquement le cuivre, et qui le détruiraient rapidement. Il faut aussi préserver le conducteur de l'introduction des animaux perforants et des dépôts de coquillages, qui sont un si grand obstacle au relèvement des câbles. Une couche de peinture, mêlée d'une matière toxique, a donné, dans ce but, de bons résultats, en Angleterre. Cette pein- j ture est un composé de bleu de Prusse et de I turbith minéral (sulfure de mercure). Sous \ l'influence de l'eau de mer, il se produit un j chlorocyanure de mercure et de sodium,poison violent, qui écarte les petits animaux marins.

Pour appliquer l'armature métallique sur l'âme du câble, on opère comme quand on fabrique la tresse, ou toron , des fils du conducteur ; seulement on allonge le plus possible le pas de la spirale, de telle sorte que, pendant l'immersion, l'élasticité du fer n'amène pas la formation de bourrelets. On a même construit des câbles dans lesquels les fils . étaient placés parallèlement dans le sens de la longueur du câble, afin d'éviter son allongement par la tension, la formation des nœuds, et une pression trop grande de la matière isolante pendant la pose.

Essai de la résistance du câble. — Le sol, au fond de la mer, présente les mêmes inégalités que- sur terre. Il y a sous les Océans, comme à la surface du globe, de hautes montagnes et de profondes vallées. Souvent, la roche vient

affleurer, et le câble est ainsi exposé à se heurter contre des corps très-durs. £nfin le conducteur déposé dans la mer n'épouse pas toujours exactement les formes du terrain ; souvent il demeure suspendu entre deux éminences, par-dessus une vallée sous-marine, comme sur un pont. Il est donc nécessaire de connaître le degré de résistance d'un câble après sa fabrication.

Ajoutons qu'en cas d'accident, on doit pouvoir arrêter le filage du câble, et même le relever. Alors la tension qu'il éprouve, par le fait de son propre poids, est considérable, et il importe qu'il puisse résister au poids d'une assez grande longueur de sa propre continuité. Tout câble doit pouvoir, sans se rompre, supporter son propre poids par les plus grandes profondeurs du trajet.

Lorsqu'un fil pesant, ou un câble, est suspendu verticalement, dans l'air ou dans l'eau, la partie supérieure, voisine du point de suspension, supporte le poids entier, qui dépend de sa longueur. Quand ce poids dépasse la limite de résistance du fil ou du câble, il y a rupture.

On nomme module de rupture la longueur qu'un câble télégraphique sous-marin peut supporter sans se rompre. On comprend que cette longueur diffère en raison de sa densité et de sa résistance. Le module d'immersion est la longueur que le câble peut supporter sans danger.

Le module de rupture d'un câble peut être facilement augmenté par l'addition de substances plus légères que l'eau, des plaques de liège, par exemple.

Pour faire l'essai de la résistance d'un câble à la rupture et de son allongement par les poids qu'il supporte, on se sert d'une machine qui a été imaginée par M. Siemens, et que représente la figure 109. A l'une des extrémités d'une poutre B, est fixée une plaque de tôle recourbée, A, munie d'un crochet, auquel on attache le câble à essayer. A l'autre extrémité, C, de cette poutre, est fixé le point

d'appui d'un levier de fer recourbé, LCD, dont Tune des branches porte un plateau, D, et l'autre, un crochet, L, destiné à attacher le câble. Le bras du petit levier est dix fois plus court que celui du grand levier. Pour mesurer la résistance du câble, on place des poids dans le plateau D de cette espèce de bascule. On mesure l'allongement au moyen d'une échelle EE, disposée parallèlement au câble. A l'extrémité H, du câble, est fixé un cylindre, qui se meut en tournant quand le câble se tord ou se détord, devant la partie de l'échelle E, qui porte un cadran divisé.

Pour faire l'expérience, on commence par placer un petit poids dans le plateau D, afin de tendre le câble ; ensuite on ajuste l'échelle et l'on ajoute successivement les poids, en observant l'allongement sur l'échelle EE. D'après la proportion qui existe entre les deux bras de levier de cette balance romaine, les poids ajoutés représentent le dixième de l'effort supporté par le câble.

Quand le câble a résisté à cette épreuve, et qu'il jouit de la résistance jugée nécessaire, on l'emmagasine, pour le conserver jusqu'au moment de son immersion.

Fig. 109. — Machine pour l'essai de la résistance des câbles sous-marins.

Comme la gutta-percha se conserve parfaitement dans l'eau, le meilleur moyen pour assurer la conservation du câble, c'est de le maintenir dans l'eau, comme un être aquatique. On le place donc, aussitôt après sa fabrication, dans des bassins remplis d'eau, avec l'attention de maintenir toujours la température du bassin à 30 degrés centigrades.

Quand on transporte un câble télégraphique dans des climats chauds, il faut veiller à ce que la température ne s'élève pas, dans la cale du navire, au delà de 30°. Comme les enroulements et déroulements successifs d'un câble, sont nuisibles, surtout quand les spires sont à courts rayons, il faut que les bassins pleins d'eau, dans lesquels on le conserve, soient assez vastes, et qu'ils laissent au milieu un espace vide aussi grand que possible pour

faciliter son déroulement et son lovage, c'està-dire son enroulement en tours superposés quand il s'agira de le placer dans la cale du navire.

Nous ferons remarquer que l'isolement électrique d'un câble s'accroît toujours en mer profonde. Les grandes pressions de 300 à 400 atmosphères que le câble supporte alors, ont pour effet de boucher les fissures et pertuis qui peuvent exister dans l'enveloppe de gutta-percha.

Raccordements des deux parties du câble. — Presque toujours on embarque sur deux navires séparés, les deux portions qui composent un câble ; c'est-à-dire le câble côtier et le câble proprement dit. Il faut donc faire un raccordement au moment de la pose.

Pour exécuter ce raccordement on opère

LA TÉLÉGRAPHIE SOUS-MARINE

d'abord la jonction des deux conducteurs par une soudure, puis on recouvre cette soudure de gutta-percha, de chanvre, etc. On enlève alors quelques fils de l'armature du gros câble, que Ton remplace par des fils du petit câble, sur des longueurs variant entre 4, 6 et 8 mètres, et inversement pour le petit câble ; puis Ton entoure de ces petits fils la partie soudée.

Les épissures, ou raccordements, qui sont nécessaires par suite de la rupture d'un câble, se font de la même manière.

Procédé d'immersion. — Lorsque Ton immerge un câble entre deux points éloignés, te tracé, c'est-à-dire la route que doit suivre le bâtiment, pour dérouler le câble aux points qui ont été fixés comme trajet de la ligne télégraphique, est de la plus grande importance. 11 faut choisir des points d'atterrissements tels qu'ils ne soient point sur le passage des navires, et que le câble puisse demeurer enfoncé dans le sable, où il sera préservé des ancres des vaisseaux et du frottement causé par l'agitation des vagues. 11 faut encore éviter, dans les profondeurs de la mer, les fonds rocheux , ou ceux dont la composition chimique pourrait entraîner la destruction rapide de l'armature : c'est ce qui arrive dans le voisinage des sols volcaniques, qui laissent exhaler de l'hydrogène sulfuré. On aura donc procédé avant l'immersion, à des sondages attentifs, qui auront parfaitement renseigné sur la nature du fond de la mer, le long du tracé de la future ligne sous-marine.

Installation du câble à bord du navire.

Nous donnerons les détails de l'installation d'un câble à bord d'un navire, en parlant du câble transatlantique. Nous dirons seulement ici qu'on doit procéder avec beaucoup de soins à l'opération qui consiste à enrouler le câble dans la cale du navire. Chaque spire doit être maintenue par des courroies ou par des pièces de bois, qui seront enlevées au fur et à mesure que le câble sera jeté à la mer. Au moment de L'immersion, il se forme sou-

; vent des nœuds, quand le câble est immergé sans avoir été soumis à un déroulement préalable. Ces nœuds, ces coques, sont un grand embarras au moment de l'immersion.

Immersion. — Des hommes accroupis sur le câble, en saisissent chaque spire, et la laissent filer, en la retenant légèrement, pour la tendre; pendant que d'autres enlèvent avec soin les amarres, ou arrêts, des tours suivants. De là, le câble s'engage dans un frein, qui le retient, en pressant d'une manière variable. Le câble passe ensuite sous \% dynamomètre, c'est-à-dire sous un levier qui porte des poids, lesquels donnent la mesure de la masse totale de mouvement dont il est animé. Il s'enroule ensuite sur une ou plusieurs poulies fixées en dehors de l'arrière du navire, et enfin il tombe à la mer par l'arrière, à mesure que le navire s'avance. Un compteur, c'est-àdire une petite roue munie d'une aiguille et d'un cadran, placé sur l'un des tambours, mesure la vitesse de déroulement.

Quand nous parlerons du câble de ^'Algérie et du câble transatlantique, nous donnerons les figures de ces poulies de déroulement,, freins et dynamomètres.

Par une mer peu profonde, et par un beau temps, l'immersion ne présente aucune difficulté. On pourrait, à la rigueur, abandonner le câble à lui-même : son poids suffirait pour son déroulement régulier, au fur et à mesure de la progression du navire. Mais dans des mers profondes, dont on ne connaît pas parfaitement le fond, le poids de la portion suspendue étant considérable, la manœuvre des freins est très-délicate. Les difficultés d'immersion s'accroissent encore quand la mer est mauvaise.

Pour qu'un câble sous- marin ait des chances de durée, il doit reposer sur le fond, et non sur des pointes de roches dominant des vallées sous-marines, où il serait soumis, par l'efîet de son poids, à une tension continuelle. En combinant la vitesse du navire avec la résistance des freins, et en sui*

vant soigneusement les variations du sol, — ce que Ton peut faire en considérant le profil du fond de la mer, qui est connu d'avance, — on peut arriver à poser le câble toujours sur le fond, et non entre deux éminences de rochers.

Il faut toujours prendre une longueur de câble bien supérieure à celle de la ligne. Cet excès de longueur varie de 25 à 50 pour 100.

Un navire doit toujours précéder celui qui dévide le câble, et lui tracer la route. Celui qui est porteur du câble, ne pourrait, en effet, se, servir de sa boussole, à cause des déviations de l'aiguille aimantée, par l'effet attractif de la grande masse de fer dont il est chargé.

La tension du câble pendant l'immersion, est d'autant plus considérable que la vitesse du navire est plus grande. Aussi dans les mers profondes, où les tensions deviennent énormes, cette vitesse ne peut-elle dépasser certaines limites, sans amener la rupture du conducteur. D'un autre côté, la résistance qu'oppose l'appareil de déroulement, a pour effet de diminuer la dépensedu câble. Or, d'après le résultat des calculs de M. Airy, cette dépense, pour une même résistance, est d'autant plus faible que le vaisseau marche plus vite. Il faut donc marcher à une vitesse moyenne (environ 6 nœuds), en réglant la résistance de manière que la dépense de câble ne dépasse pas sensiblement la longueur de chemin parcourue par le vaisseau. Si la tension venait à augmenter brusquement, il faudrait ouvrir les freins ; et au contraire, ralentir la marche du navire et serrer les freins si cet accroissement était progressif. L'appareil de dévidage du câble doit être d'une grande sensibilité, pour pouvoir se plier à ces indications et suivre les changements brusques de position du vaisseau par l'agitation des vagues.

Après cet exposé général, nous n'aurons plusà entrerdans des détails techniques particuliers, et nous pourrons raconter, sans interruption, les épisodes variés et les drames émouvants de la télégraphie sous-marine.