CHAPITRE XXXIV

LES LUMIÈRES ÉBLOUISSANTES. — L'ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE» — EXPERIENCE DE HUMPHRY DAVY. — LE RÉGULATEUR DE FOUCAULT POUR LA LAMPE ÉLECTRIQUE. — LES RÉ- GULATEURS DE DUBOSCQ, SERRIN ET GA1FFE.

Pour terminer cette longue notice, nous formerons un groupe à part des sources lumineuses qui constituent de puissants foyers, et qui méritent d'être désignées, à ce titre, sous le nom commun de lumières éblouissantes. A cette catégorie appartiennent la lumière électrique, la lumière obtenue par la combustion du magnésium, enfin la lumière résultant du gaz oxy-hydrique. Nous commencerons par la lumière électrique.

Il n'est personne qui n'ait été témoin, dans

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les fêtes publiques ou dans les spectacles, des effets merveilleux de l'éclairage électrique, et qui n'ait admiré la prodigieuse puissance de cette source lumineuse, qui rappelle, par son étonnante intensité, l'éclat même du soleil. Mais comment l'électricité, qui produit tant d'importants effets, peut-elle aussi donner ce résultat extraordinaire ? C'est ce que nous allons essayer de faire connaître.

Si l'on attache deux fils métalliques aux deux pôles d'une pile voltaïque en activité, et que, sans établir entre eux le contact, on maintienne l'extrémité de ces fils à une certaine distance, suffisante pour permettre la décharge électrique, c'est-à-dire la recomposition des deux électricités contraires qui parcourent les conducteurs, il se manifeste une étincelle, ou plutôt une incandescence entre les deux extrémités de ces conducteurs. Cet effet lumineux provient de la neutralisation des deux électricités contraires, dont la recomposition développe assez de chaleur pour qu'il en résulte une apparition de lumière. Avec une pile composée d'un petit nombre d'éléments, et qui ne fournit qu'un courant voltaïque d'une faible intensité, l'étincelie électrique, qui part entre les conducteurs, est d'un très-faible éclat. Mais si l'on réunit, pour cette expérience, un nombre très- considérable d'éléments voltaïques, on obtient un arc étincelant de lumière.

Le célèbre chimiste anglais Humphry Davy est le premier auteur de cette expérience admirable. Lorsque la munificence de ses concitoyens eut fait construire, pour servir à ses . recherches, la grande pile de la Société royale de Londres , Humphry Davy observa que si l'on termine les conducteurs de la pile par des morceaux de charbon taillés en pointe, la lumière électrique prend une intensité prodigieuse. Pour exécuter cette expérience, Davy renfermait les deux pôles de la pile, terminés par deux pointes de charbon, dans un vase de verre de forme ovale, hermétiquement clos, et dans

lequel on faisait le vide à l'aide de la machine pneumatique. Comme on le voit sur la figure 125, les deux conducteurs de la pile voltaïque pénétraient à l'intérieur du globe

Fig. 125. — Lumière produite dans le vide par l'arc de la pile voltaïque (expérience de Davy).

verre, par deux ouvertures mastiquées avec un enduit résineux et enraloppées d'un manchon de cuivre. Les deux charbons étaient attachés à la partie renflée, PP, qui termine, de part et d'autre, chaque fil conducteur du courant, et représente chaque pôle de la pile.

Il était nécessaire, dans cette expérience, d'opérer dans le vide, parce que quand on l'exécutait à l'air libre, les deux pointes de charbon ne tardaient pas à brûler par l'élévation extrême de la température, ce qui arrêtait la production du phénomène. Grâce à la

disposition employée par le chimiste anglais, on évitait la combustion du charbon, et Ton pouvait prolonger un certain temps la durée de l'arc lumineux.

Cette expérience remarquable fut répétée, pendant bien des années, dans les cours publics de physique et de chimie. Elle était nécessairement d'une durée très- courte, parce que les piles voltaïques que Ton connaissait alors, ne pouvaient produire longtemps un courant énergique, et que le charbon végétal dont on faisait usage, laissait dégager une abondante fumée, qui obscurcissait en peu d'instants les parois du globe de verre.

En 1843 parut la pile de Bunsen, modification de la pile de Grove, qui présente l'avantage inappréciable de fournir un courant continu et d'un effet énergique. La pile de Bunsen permit de tirer sérieusement parti d'une expérience qui n'avait offert jusque-là qu'un spectacle curieux.

La* pensée d'utiliser pour l'éclairage, le remarquable phénomène découvert par Humphry Davy, appartient à Léon Foucault, qui, en 1844, fit, le premier, une application de ia lumière fournie par l'électricité. Foucault avait réussi à rendre pratique l'usage de cette source lumineuse, grâce à un choix intelligent de l'espèce de charbon employé comme conducteur. Davy avait fait simplement, usage de pointes de charbon de bois; mais la combustibilité trop vive de ce charbon, exigeait l'emploi du Yide, et cette nécessité était un grand obstacle dans la pratique. A ces cônes de charbon de bois, Foucault substitua de petites baguettes taillées dans la masse du charbon, dur et très-peu combustible, que l'on trouve dans les cornues où s'exécute la distillation de la houille, pour la préparation du gaz de l'éclairage. La densité, la dureté extrême et la très-faible combustibilité de cette variété de charbon (que l'on désigne communément sous le nom de charbonde gaz), expliquent la supériorité qu'elle présente sur toutes les autres variétés de

charbon pour la manifestation de la lumière électrique.

En 1844, Léon Foucault se servit de la lumière provoquée par cette nouvelle et cur rieuse lampe électrique, pour remplacer le soleil dans le microscope solaire. Avec cette lumière il éclairait divers objets d'histoire naturelle, de dimensions microscopiques, destinés à être amplifiés par l'instrument. C'est par ce moyen que furent obtenues les planches, gravées d'après les épreuves photographiques, qui composent l'atlas de microscopie publié par MM. Al. Donné et Léon Foucault.

Un de nos plus habiles constructeurs d'instruments de physique, M. Deleuil, a, le premier, fait usage de l'appareil de Foucault pour un essai d'éclairage public. Vers la fin de 1844, M. Deleuil exécuta cette expérience sur la place de la Concorde, à Paris. Nous faisions partie de la foule de curieux qui était accourue à cette expérience intéressante, où l'on put constater, malgré l'existence d'un épais brouillard, que la lumière émanée du foyer électrique, traversait, sans affaiblissement, toute l'étendue de cette vaste place.

Au mois de juillet 1848, la même expérience fut répétée par un autre physicien, M. Archereau. Placé dans la rue Saint-Thomas du Louvre, l'appareil de M. Archereau éclairait magnifiquement la façade des Tuileries. La lumière était douée d'une telle intensité, que l'on pouvait lire assez facilement l'écriture au guichet du Pont-Royal.

C'est à partir de cette époque que la lumière électrique, reconnue d'un usage pratique, a été, à diverses reprises, expérimentée en public, soit comme une sorte de divertissement dans des fêtes et réunions publiques, soit pour les travaux de nuit. On en fait, par esemple, beaucoup usage dans les théâtres de Paris pour illuminer les toiles et les grands effets de scène.

L'appareil que Léon Foucault avait cons-

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Fig. 126. — Travaux exécutés de nuit avec la lumière électrique.

truit, pour tirer parti dé l'effet lumineux de l'arc voltaïque, présentait cependant un inconvénient fort grave. Les pointes de charbon brûlaient au contact de l'air, et quoique cette combustion fût assez lente, elle n'en déterminait pas moins une usure progressive du charbon. On avait donc été obligé de munir l'appareil de deux vis, que l'on manœuvrait a la main, et qui opéraient le rapprochement des deux pointes de charbon, au fur et à mesure de leur combustion. Mais c'était là une fonction délicate et difficile à remplir ; il importait d'en affranchir l'opérateur, et de rendre l'appareil capable d'exécuter seul ces mouvements.

C'est à Léon Foucault qu'est dû le perfectionnement remarquable qu'il nous reste à signaler dans l'appareil photo-électrique, et qui a permis de transporter dans la pratique l'usage de cet instrument.

T. IV

Foucault est parvenu à faire régler par le courant électrique lui-même, la marche des charbons au fur et à mesure de leur combustion. La lampe électrique présente donc ce fait, très-remarquable, que l'agent producteur du phénomène lumineux, c'est-àdire l'électricité, gradue et modère lui-même les phénomènes auxquels il donne naissance.

Voici par quelle ingénieuse disposition on fait régler par le courant électrique qui anime l'appareil, la marche des deux charbons lumineux.

Un ressort d'acier agit continuellement sur les deux baguettes- de charbon, pour les rapprocher l'une de l'autre. Mais l'effet de ce ressort est paralysé par l'influence attractive d'un électro-aimant, qui reçoit son action électro-dynamique du courant même de la pile voltaïque qui donne naissance à I l'arc lumineux. Quand les charbons viennent

à s'user, par suite de leur combustion, la distance entre les deux pôles de la pile augmente, et par conséquent, le courant électrique perd de son intensité. Par suite de cet affaiblissement du courant voltaïque, l'électro-aimant, qui tire sa puissance de ce courant, perd une partie de sa force, et il ne peut plus contre-balancer, comme auparavant, Faction du ressort d'acier qui tend à rapprocher Tune de Fautre les deux baguettes de charbon. Ces dernières, obéissant dès lors à l'action de ce ressort, qui n'est plus suffisamment contre-balancé, se rapprochent Tune de Fautre jusqu'à ce que la distance qui les séparait primitivement se trouve rétablie. La répétition continue de ces influences et des mouvements qui en sont la suite, assure la fixité de Farc lumineux.

C'est en 1849 que Léon Foucault réalisa, pour la première fois, ce perfectionnement capital de la lampe photo-électrique. A la même époque, un physicien anglais, M. Staite, imaginait un appareil analogue, et il est bien reconnu que l'invention dont il s'agit a été faite simultanément en France et en Angleterre, par Léon Foucault etM. Staite, bien que le physicien anglais ait en sa faveur l'antériorité de publication.

Les charbons entre lesquels s'élance Farc lumineux, sont de forme prismatique et de 6 à 8 millimètres de côté; ils peuvent avoir jusqu'à 60 centimètres de longueur. Leur qualité est un élément de succès trèsimportant. Le meilleur charbon pour la confection des pôles de la lampe électrique, est, comme nous l'avons dit, le charbon de cornue de gaz, resté dans les cornues après la distillation de la houille. Celui que fournit le commerce , n'est pas toujours suffisamment pur, et l'on est en droit d'espérer des améliorations sous ce rapport. Il faut, en attendant, se contenter des charbons actuels, dont le défaut d'homogénéité, joint au déplacement continuel de Farc voltaïque, lequel se porte tantôt d'un côté des

pointes, tantôt de l'autre, donne lieu à de petites intermittences de la lumière. Ces intermittences ne sont toutefois sensibles que lorsqu'on regarde le point lumineux , ou lorsqu'on essaye de mesurer l'intensité de l'éclairage au moyen du photomètre.

Depuis l'époque où Léon Foucault a fait connaître ce curieux appareil, différents constructeurs en ont modifié les dispositions mécaniques et les organes accessoires. MM. Jules Duboscq, Deleuil et Loiseau, ont exécuté des appareils de ce genre.

Le régulateur de M. Duboscq, perfectionnement pratique très-bien conçu de l'appareil Foucault, est celui de ces instruments qui a obtenu le plus de succès* Pendant dix ans, c'est avec le régulateur de M. Duboscq que l'on a fait toutes les expériences sur la lumière électrique. Nous donnerons donc ici la description de cet appareil, que représente la figure 127.

L'électro-aimant EE, destiné à rapprocher ou à éloigner les deux charbons, selon l'affaiblissement ou l'augmentation de l'intensité du courant électrique, est placé dans le pied de l'appareil, c'est-à-dire au-dessous des deux pointes de charbon, C, C, entre lesquelles s'élance Farc lumineux. Comme tous les électro-aimants, il se compose d'une bobine sur laquelle est enroulé un long fil de cuivre. En parcourant ce fil, le courant aimante un petit cylindre de fer placé dans Faxe de la bobine. L'électro-aimant artificiel, ainsi formé, attire une plaque de même métal, F, vissée à Fextrémité d'un levier coudé, T. Un ressort, R, qui est maintenu lui-même par un levier coudé fixé à l'intérieur de la boîte métallique B, s'oppose à cette attraction, de sorte que le contact n'a lieu qu'autant que le courant a une certaine énergie. Mais le courant qui circule dans cette bobine est celui qui est formé par Farc voltaïque; si les deux charbons s'éloignent, il perd de son intensité, et pour un certain affaiblissement de cette intensité, c'est-à-dire, pour un

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certain écart des charbons, le ressort remporte, la petite plaque de fer doux, F, quitte le contact de l'aimant, et le levier T se meut.

E.fE BOT,

Fig. 127. — Régulateur de la lumière électrique de Foucault

et Duboscq.

Or, ce levier aboutit, à l'intérieur de la boite de cuivre B, à une roue dentée, sollicitée à se mouvoir par un ressort d'horlogerie muni de son barillet. Ainsi, tant que le courant a une certaine énergie déterminée, tant que les charbons sont à une distance plus petite qu'une limite donnée, tout le système est arrêté. Mais les charbons s'éloignent par suite de leur combustion, le courant diminue, Y&lectro-aimant est plus faible que le ressort d'horlogerie contenu dans la boîte B et qui tend à faire mouvoir le levier* T; dès lors celui-ci s^éloigne, le bec d'acier D désengrène,et le système des roues dentées se meut à l'intérieur de la boîte B. Or, Tune de ces roues porte sur son axe deux poulies de diamètres différents, et sur les gorges desquelles sont enroulées deux chaînes : l'une se déroule et l'au-

tre s'enroule par le mouvement des roues dentées. Celle qui se déroule permet au charbon supérieur de descendre; celle qui s'enroule fait remonter le charbon inférieur. Quand le rapprochement a été suffisant pour que le courant vienne à reprendre une énergie suffisante, la petite plaque de fer doux revient s'appliquer sur l'électro-aimant, et le mouvement cesse.

Les diamètres des deux poulies contenues dans la boîte B, doivent différer. En effet, les deux charbons ne s'usent pas Fun et l'autre avec la même rapidité; il faut donc ramener davantage celui qui s'use le plus. Bien plus, le rapport entre les rapidités diflérentes avec lesquelles s'usent les deux charbons n'est pas toujours le même, il dépend des qualités différentes de ces charbons, qui ne sont jamais identiques; il dépend aussi de la nature de l'électricité dont on fait usage, c'està-dire suivant qu'on emprunte l'électricité à la pile voltaïque ou à T électro-magnétisme. Il faut donc pouvoir faire varier le rapport des diamètres des deux poulies. C'est ce que l'on a réalisé en rendant le diamètre de l'une des poulies variable.

L'écart que l'on peut laisser entre les charbons dépend aussi de l'intensité du courant, c'est-à-dire du nombre des éléments employés ; il faut donc limiter cet écart. A cet effet, on règle la distance maximum qui peut exister entre la plaque de fer doux, F, et Félectro-aimant, E, qui l'attire. Cette plaque est vissée à l'extrémité du levier ou tige T qui la porte, et au moyen du pas de vis faisant mouvoir ce levier> on peut obtenir le résultat cherché, c'ést-à-dire placer les deux charbons à la distance la plus convenable pour l'éclat lumineux.

En 1855, la Commission impériale du palais de l'Industrie fit éclairer par la lumière électrique, les ouvriers occupés au travail de la construction des gradins et de la décoration de la grande nef de l'Exposition, pour la solennité de la clôture.

Une lampe électrique avait été placée à j chacune des deux extrémités de la nef. Cha- i que lampe était mise en action par une pile, formée de cent éléments de Bunsen. La première de ces lampes marcha de 5 à 10 heures et demie du soir ; la seconde de 10 heures et demie à 3 heures du matin, et de 3 heures à 6 heures. On réunit ensuite les deux lampes, pour les faire fonctionner ensemble, en envoyant parallèlement leurs rayons.

Lorsque le jour parut, la lumière était encore dans toute son intensité. L'intervalle de 13 heures , pendant lequel la lampe électrique de M. Duboscq éclaira sans interruption était le plus long que Ton eût encore obtenu depuis que la lumière électrique était mise à contribution pour les travaux de nuit.

Un autre système de régulateur électrique, celui du professeur Way, c'est-à-dire la lampe électrique à conducteur de mercure^ a été soumis en 1861, à Londres, à des expériences qui ont donné de bons résultats.

La lampe électrique de M. Way diffère de la lampe électrique ordinaire, en ce sens que les charbons y sont remplacés par un filet, ou une petite veine de mercure. Le filet de mercure sort de l'orifice d'un petit entonnoir en fer, et il est reçu dans une cuvette aussi en fer. Les deux pôles de la pile sont mis en communication, l'un avec le mercure de l'entonnoir ou du globe réservoir en verre qui le surmonte, l'autre avec le mercure de la cuvette inférieure. Il se produit entre les globules successifs de la veine discontinue, une série d'arcs voltaïques, comme il s'en produit entre les pointes des charbons, et l'on obtient ainsi une source assez continue de lumière électrique. La veine liquide illuminée est placée au sein d'un manchon de verre d'assez petit diamètre pour s'échauffer de manière à ne pas condenser la vapeur du mercure sur ses parois ; et comme la combustion se fait hors du contact de l'oxygène, le mercure n'est pas oxydé.

Ce qui s'est opposé pendant longtemps à l'emploi de la lumière électrique, c'était la difficulté d'empêcher les alternatives d'accroissement d'éclat et de défaillance, qui se succédaient dans la production de la lumière. Les appareils de Foucault et Duboscq que nous avons décrits, ne remédiaient pas entièrement à ces interruptions du courant, et la marche des charbons n'était jamais assez régulière pour que l'on fût certain d'éviter une extinction du foyer.

Un nouveau régulateur, construit par M. Serrin, est venu répondre parfaitement à toutes les exigences , c'est-à-dire donner un foyer toujours fixe et assurer la permanence de l'arc lumineux. Voici les effets variés que produit ce régulateur, sans que la main de l'opérateur ait à intervenir. A l'état de repos, c'est-à-dire lorsque l'électricité ne , circule pas, il met les charbons en contact. Au contraire, ceux-ci s'écartent d'eux-mêmes dès qu'on ferme le circuit, et l'arc voltaïque apparaît. Ses charbons se rapprochent ensuite l'un de l'autre, de façon à ne jamais se mettre en contact. Si le vent ou toute autre cause, vient accidentellement à rompre l'arc voltaïque, l'appareil remet les charbons en contact, seulement pour fermer le circuit; puis aussitôt il les éloigne, la lumière reparaît et le régulateur reprend sa marche normale. Si, à distance, on veut éteindre ou rallumer l'appareil, on peut le faire en agissant en un point quelconque du circuit. Enfin, ce régulateur maintient le point lumineux à une hauteur constante.

L'appareil de M. Serrin, qui permet d'obtenir ces effets multiples, est fondé sur le même principe que celui de Léon Foucault, et qui a déjà servi à construire bien des appareils analogues, c'est-à-dire sur l'aimantation temporaire d'une armature, variant d'intensité selon l'intensité du courant lui-même. Mais ce principe a été appliqué ici par un moyen assez neuf en mécanique.

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Fîg. 128. — Régulateur de la lumière électrique de M. Serrin.

constitue une sorte de balance très-sensible,

qui penche tantôt d'un côté, tantôt de l'autre, mais dans des conditions de stabilité parfaite, ou de manière à rétablir automatiquement l'équilibre nécessaire à la production d'un éclairage partant constamment d'un même point. Il est formé de deux parties distinctes, mais dépendantes l'une de l'autre, dansce sens que Tune commence les fonctions quand l'autre les cesse, et réciproquement. La première, c'est-à-dire la balance^ ou système oscillant M1FH, a pour destination de produire l'écart des charbons B, B' qui sont en contact dans l'état de repasvet de provoquer leur rapprochement quand leur écart, devenu anormal, amènerait l'interruption du courant oula cessation de lumière. La seconde partie de l'appareil, commandée par la première, se borne à produire le rapprochement des charbons aussitôt qu'il est devenu nécessaire. Les deux tubes porte-charbons, D, D', placés verticalement l'un au-dessus de l'autre, communiquent, celui d'en haut au pôle positif de la pile, celui d'en bas, par l'intermédiaire du système oscillant, qui est entièrement composé de pièces métalliques, avec le pôle négatif. En descendant par son propre poids, le porte-charbon positif D'B fait monter d'une quantité moitié moindre le charbon négatif DB' qui s'use deux fois moins vite, et par là le foyer lumineux reste constamment à la même hauteur dans l'espace.

Le système oscillant, MIFH, forme un rectangle à angles articulés, avec deux côtés verticaux et deux côtés horizontaux. L'un des côtés verticaux, M, est fixe, l'autre mobile. Suspendu très-délicatement, il peut céder tour à tour à son propre poids qui le sollicite vers la terre, ou à un ressort à boudin, K> qui le pousse en sens contraire.

Ce même système oscillant porte à sa partie inférieure, une armature en fer doux, H, qui est placée en regard d'un électro-aimant, G, que le passage du courant de la pile rend actif. Quand le courant ne passe pas, les deux

charbons se touchent ; mais dès que Ton ferme le courant, l'électro-aimant, G , devient actif ; il attire l'armature H ; dès lors le système oscillant M1FH s'abaisse , entraînant avec lui le porte-charbon inférieur, D, fixé sur la tige métallique E , qui s'écarte du charbon supérieur, resté immobile. L'arc et la lumière électrique apparaissent aussitôt entre les pointes. Mais à mesure que les charbons se consument, leur distance augmente, le courant devient plus faible, l'électro-aimant, G, moins puissant, l'armature H moins attirée. Aussitôt, le système oscillant remonte ; en montant il dégage le rouage R, ce qui laisse agir le ressort K, et par l'effet de l'impulsion de ce ressort, qui pousse de bas en haut, les charbons se rapprochent.

Ce sont là d'ailleurs, moins des rapprochements et des écartements réels que des tendances opposées, se neutralisant l'une l'autre à chaque instant, et maintenant les charbons à la distance voulue, pour que la lumière électrique ait son maximum d'intensité, tant qu'il n'y a en jeu que la combustion lente des charbons.

Si une cause étrangère intervient, si l'un des charbons se rompt, le courant est brusquement interrompu, l'électro-aimant est inerte, l'armature se détache et remonte avec le système oscillant ; le rouage R est dégagé, les charbons, devenus libres, se rapprochent au contact, le circuit alors se ferme, l'armature attirée descend entraînant avec elle le système oscillant ; le charbon supérieur s'arrête ; l'inférieur s'écarte, et la lampe se rallume.

- Telles sont les dispositions essentielles du régulateur de la lumière électrique de M. Serrin.

Cicéron estimait hominem unius iibri ; c'est-à-dire un homme qui ne vécût que dans un livre et par un livre. On peut dire que M. Serrin est l'homme de la lumière électrique. Depuis plusieurs années, il s'est voué tout entier à la propagation de son régulateur

de la lumière électrique, qu'il a porté dans toutes les régions, dans tous les milieux possibles. 11 est toujours prêt à faire resplendir son éclat pour les cérémonies publiques, pour les travaux publics, pour les fêtes* etc.

C'est en 1857 que M. Serrin parvint à construire son régulateur automatique. Essayé avec une pile voltaïque, le 14 septembre 1857, il fut décrit par M. Du Moncel dans son ouvrage sur les Applications de V électricité (1 858). Le 17 janvier 1859, ce nouvel appareil servit aux expériences de M. Becquerel, dans son cours du Muséum d'histoire naturelle. Le 10 mars il s'allumait, pour la première fois, par le courant des machines magnéto-électriques de la compagnie F Alliance^ à l'hôtel des Invalides.

Au mois d'octobre 1859, il fut expérimenté dans l'atelier central des phares, et l'administration, satisfaite de son mécanisme, fit construire en 1860, deux de ces instruments, qui servent encore aujourd'hui dans l'atelier des phares aux diverses expériences de la lumière électrique.

En 1862, vingt régulateurs de M. Serrin, éclairèrent pendant près de 10,000 heures de nuit, les tranchées et les mines des montagnes de Guadarrama, pour les travaux du chemin de fer du nord de l'Espagne.

Bientôt les entrepreneurs des travaux du fort Chavagnac à Cherbourg, du chemin de fer du Midi, des réservoirs de Ménilmontant, firent servir le même instrument à des travaux de nuit.

Un extrait du rapport fait à l'occasion de ces travaux, par M. Brull, ingénieur de la Compagnie des chemins de fer du nord de V Espagne , permettra d'apprécier le genre d'avantages que procure la lumière électrique dans les travaux de nuit.

« Vingt régulateurs Serrin avaient été expédiés par M. Brull dans les montagnes du Guadarrama, avec les piles et les matières nécessaires pour leur alimentation... Les appareils ont fonctionné régulièrement pendant 9,4 i 7 heures... La lumière a tou-

L'ART DE L'ÉCLAIRAGE

jours été belle et régulière ; elle éclairait les chantiers avec profusion, sans blesser pourtant les travailleurs par son intensité. La dépense par heure des matières consommées a été de 2 fr. 90. L'économie réalisée par l'application de l'éclairage électrique sur les torches est d'environ 60 pour 100. Si l'on considère en outre la gêne causée par la fumée des torches concentrée dans les profondes tranchées remplies de travailleurs, les pertes de temps pour entretenir leur combustion, leur faible clarté, on verra la grande et incontestable supériorité de la lumière électrique.... La crainte de produire dans des temps égaux moins de travail pendant la nuit que pendant le jour n'est pas fondée. En été, l'ouvrier n'étant pas accablé par la chaleur du jour, travaille avec plus d'énergie et produit davantage; pendant les nuits froides, il travaille pour se réchauffer ; dans aucun cas, le service de nuit n'est inférieur au service de jour. . .

« L'éclairage électrique a rendu aussi d'importants services aux travaux souterrains des grandes usines du Guadarrama. La profondeur du puits étant de 22 mètres, chaque galerie avait i 6 mètres de longueur ; l'air était tellement vicié par l'explosion des pétards et la combustion des lampes des mineurs que les maçons pouvaient à peine y séjourner pendant quelques instants, les lampes ne brûlaient plus dans l'intérieur de la mine ; allumées à l'orifice du puits, elles s'éteignaient avant d'arriver au fond. Le travail était pressant ; je n'avais sous la main aucun moyen de ventilation ; je fis descendre un régulateur Serrin dans l'intérieur de la mine, Au bout d'une heure environ, voyant que les maçons ne se plaignaient nullement d'être incommodés, et ne demandaient pas à être relevés, je descendis dans la mine, et je constatai que l'on y respirait avec autant de facilité qu'en plein air, que les lampes y restaient allumées. Le travail des maçons, éclairé par la lumière électrique, s'est prolongé pendant cent douze heures consécutives sans aucun inconvénient. »

Le 26 décembre 1860, deux régulateurs de M. Serrin furent établis à titre d'expérience , sur l'un des phares du Havre.

Le 25 novembre 1865, quatre régulateurs remplacèrent les lampes à huile dans les deux phares sud et nord du cap de la Hève.

Le 20 août 1864, à l'occasion de la présence du roi d'Espagne, onze régulateurs éclairèrent à giorno les pièces d'eau de Versailles.

Le mode d'illumination des jardins ou des parcs, fut tour à tour appliqué avec le même

succès, les 15 août 1865 et 1866, à l'éclairage de F Arc-de-triomphe de la place de l'Etoile ; — le 30 mai 1866, dans les jardins de la princesse Mathilde ; — leil juin, dans le parc de l'Elysée; — le 19 juillet, dans les jardins de l'Ambassade d'Angleterre ; — le 22 janvier 1866, sur le lac des patineurs du bois de Boulogne. A un signal donné, quinze régulateurs s'allumèrent simultanément et resplendirent pendant de longues heures. Le 10 juin 1867, trente-trois lampes électriques, habilement distribuées dans le jardin réservé du palais des Tuileries, produisirent, pendant toute la nuit, des effets magiques.

Pendant l'hiver de 1868, c'est avec les régulateurs de M. Serrin que les travaux pour la construction des bâtiments du Journal officiel furent éclairés parla lumière électrique. Sans cet auxiliaire, ces travaux n'auraient jamais pu être achevés au terme voulu.

Nous terminerons cette revue des principaux régulateurs de la lumière électrique, en parlant de l'appareil primitif d'Archereau, qui, construit de nos jours et perfectionné d'une manière très-remarquable par M. Gaiffe, est souvent préféré aux deux appareils précédents, en raison de son extrême simplicité. L'appareil de M. Serrin est sans doute irréprochable dans ses effets, mais sa construction est dispendieuse. L'appareil que nous allons décrire, est exempt de cette condition.

Le régulateur de la lumière électrique de M. Gaiffe, qui n'est d'ailleurs que celui d'Archereau, très-perfectionné, repose sur un principe tout autre que les régulateurs de Foucault, Duboscq et Serrin. 11 est fondé sur le principe des solénoïdes. Un fil de cuivre enroulé autour d'un aimant est placé de manière qu'à deux ou trois sections différentes de sa hauteur, il présente une plus grande épaisseur du fil. L'électro-aimant destiné à régler l'écartement des charbons est placé verticalement au milieu de ce solénoïde. Si le

courant vient à faillir, Félectro-aimant descend et se trouve placé dans la partie du solénoïde renfermant une plus grande épaisseur de fils, il est donc attiré avec plus de force, et le courant reprend son intensité. Si le courant a trop d'intensité, Félectro-aimant s'élève et se trouve en regard d'un contour moins épais de fils. En réglant par tâtonnement l'épaisseur à donner aux sections des fils, M. Gaiffe est parvenu à rendre l'usage de cet instrument d'un effet certain*

M. Du Moncel, qui se sert dans ses expériences du régulateur électrique de M. Gaiffe, l'a décrit comme il suit, dans un rapport à la Société <? encouragement (février 1866).

« il n'existe aucun mécanisme à échappement pour le rapprochement ou l'éloignement des charbons. Comme dans les autres systèmes de régulateurs, les porte-charbon sont parfaitement équilibrés quant à leur poids qui n'entre pour rien dans le fonctionnement de l'appareil, et leur glissement est rendu très-facile au moyen de quadruples systèmes de galets qui empôchent toute espèce de frottements directs. C'est au moyen d'un petit barillet et par l'intermédiaire de deux roues de diamètres inégaux engrenant avec des crémaillères adaptées aux portecharbon, que se produit l'avancement des charbons, et c'est l'attraction, par une hélice magnétique, de la tige dç fer terminant le porte-charbon inférieur qui détermine l'écartement nécessaire à la production du point lumineux.

« Ces deux organes sont disposés de manière à pouvoir être réglés dans leur action, le premier, au moyen d'un ressort d'une résistance différente aux différents points de sa longueur et que l'on bande plus ou moins; le second, au moyen d'un enroulement particulier de l'hélice qui fait que, quand le fer du porte-charbon inférieur se trouve au plus bas de sa course et qu'il subit alors le moins énergiquement la force attractive de l'hélice, l'action magnétique développée par celle-ci est à son maximum. Cette disposition consiste, du reste, à échelonner les unes au-dessous des autres les différentes couches de spires de l'hélice.

« Grâce à cette double combinaison, il devient facile d'approprier l'appareil à toute espèce de pile, quelle que soit l'intensité du courant qu'elle produit, et la régularité de la marche de l'instrument se trouve maintenue, quelle que soit la longueur des charbons, On a, de plus, l'avantage que son fonctionnement est assuré dans toutes les positions qu'on lui donne, puisque la pesanteur n'intervient en rien dans son jeu.

« Un des avantages les plus importants du régulateur de M. Gaiffe résulte d'un petit dispositif qui lui a été ajouté dernièrement, et qui permet de déplacer comme on le désire le point lumineux sans extinction de lumière et sans aucun réglage ultérieur des porte-charbon ni de l'appareil. Ce dispositif consiste en un double pignon qui, en temps ordinaire, se trouve repoussé en dehors des roues conduisant les porte- charbon (par un ressort-boudin), mais qui, étant engrené avec ces roues par suite d'une légère pression, permet, à l'aide d'une clef, de hausser ou de descendre simultanément les portecharbon sans changer en rien leur écartement. On peut, de cette manière, centrer facilement le point lumineux dans les expériences d'optique, et rendre les expériences avec la lumière électrique aussi faciles qu'avec la lumière solaire. »

Les figures 129, 130 , 131, 132, représentent le régulateur de la lumière électrique de M. Gaiffe. La figure 129 est une vue en élévation de l'appareil, le cylindre en laiton qui enveloppe la base étant coupé pour laisser voir les organes du mécanisme. La figure 130 est une section horizontale passant par la ligne AB de la figure 129. La figure 131 est une section horizontale suivant la ligne lV, V de la figure 129. La figure 132 est une section verticale partielle correspondant à la figure 131.

La légende suivante fera comprendre le rôle et le fonctionnement des organes de cet appareil.

ABCD, cage cylindrique renfermant le mécanisme de l'appareil; elle se compose d'une platine circulaire AB, reliée à une embase ou pied tronconique CD par quatre tiges ou colonnettes verticales. Une chemise ou enveloppe F, qui s'enlève par le haut, enferme le tout et se fixe à la platine AB, au moyen de deux vis G, placées aux extrémités d'un même diamètre.

H, porte-charbon supérieur; il est formé de deux coquilles, entre lesquelles on pince et serre le charbon à l'aide d'une vis.

H', porte-charbon inférieur, disposé comme lu précédent.

Ij tige cylindrique en cuivre, commandant le portecharbon H, et se mouvant dans l'intérieur d'une colonne creuse, J, fixée verticalement sur la platine A B; elle est terminée à la partie inférieure par une crémaillère, munie d'un retour d'équerre destiné à limiter la course ascendante.

L'ART DE L'ÉCLAIRAGE

K, tige en fèr doux, armée d'une crémaillère, et commandant le porte- charbon H'; elle est dé forme prismatique quadrangulaire, et descend verticalement dans l'intérieur de la bobine L

h,cmu£T. miuusnish Fig. 129. — Régulateur électrique de Gaiffe.

/, bobine à axe vertical, portant un fil de cuivre roulé en spirale. Lorsque le circuit électrique est fermé, elle agit sur la tige K, qui descend alors en vertu de l'attraction à laquelle elle est soumise.

0, deux roues dentées tournant librement sur l'axe N, et isolées l'une de L'autre par une rondelle d'ivoire; les diamètres des roues sont dans le rap-

T. IV

port de 2 à 1. La plus grande engrenant avec la crémaillère de la tige I, dont elle commande le mouvement, et la plus petite engrenant avec la crémaillère de la tige K, il s'ensuit que, lorsque la

Fig. 130. — Régulateur électrique de Gaine, coupe horizontale.

tige K s'élève ou s'abaisse d'une certaine quantité,, la tige ï s'abaisse ou s'élève d'une quantité double.. Cette disposition est nécessitée par l'usure inégale des deux charbons, qui se fait dans la proportion de 2 à 1.

Un barillet solidaire des roues 0 contient un ressort de pendule, dont l'une, des extrémités est fixée au barillet lui-même et l'autre à l'axe N ; le ressort, agissant sur le barillet et, par conséquent, sur les roues dentées, tend constamment à faire rapprocher les tiges I, K et, par suite, les charbons.

N, axe d'acier, sur lequel les roues 0 et le barillet sont librement montés; il est serré entre des coussinets, qui permettent cependant de le faire

fig. 131. Fig. 13?. ■

Régulateur de Gaine. — Détail du guide de la tige verticale.

tourner sur lui-même pour régler la tension du ressort du baritlet ; pour cela, on n'a qu'à agir au moyen d'une clef sur son extrémité libre, qui est faite comme un carré de remontoir.

Une embase circulaire recouvre la bobine l; sur elle sont montées les pièces principales du mécanisme; elle est percée au centre pour laisser passer la tige K.

R, pignons montés sur un axe parallèle à l'axe N, et pouvant se déplacer parallèlement à eux-mômes

pour venir commander les roues 0, et par conséquent agir sur les tiges I, K, pour élever ou abaisser à volonté et simultanément les deux charbons dans les expériences d'optique, où il est important de centrer le point lumineux sans interrompre la fonction de l'appareil.

Une clef à trou carré se place sur l'axe N ou sur Taxe des pignons R, lorsqu'on veut agir sur le ressort du barillet, ou lorsqu'on veut mettre les pignons en prise avec les roues 0.

Un ressort-boudin placé sur Taxe des pignons R, sert à repousser ces pignons hors de prise lorsqu'on n'agit plus sur eux.

Des galets servent à guider les tiges I, K et à rendre leur mouvement très-doux,

V, pince à genouillère, permettant d'agir directement sur le porte-charbon H, de manière à mettre les deux pointes de charbon bien exactement en face Tune de l'autre «

N, borne pour le fil négatif de la pile.

P, borne pour le fil positif.

X, tige verticale conduisant le courant de la borne P i la colonne J.

Y, galet pénétrant par une ouverture dans la colonne J, et maintenu constamment en contact avec la tige I au moyen d'un ressort, de manière à assurer la communication entre cette colonne et cette tige.

Les bornes N, P, la tige X et la colonne J, sont isolées au moyen de rondelles en caoutchouc.

Voici comment marche le courant dans ces différentes pièces.

Entrant par la borne P, il suit le chemin X, J, I, V, H, H', K, passe dans la bobiûe /, et sort par la borne N. Quand il ne circule pas, les deux charbons sont maintenus l'un contre l'autre par Faction du ressort du barillet ; mais, aussitôt que le circuit électrique est fermé, la bobine attire la tige K, dont le mouvement combiné avec celui de Fautre tige J détermine Fécart des charbons et la production de Farc voltaïque.

Pour que ces phénomènes se produisent, il faut que la force attractive de la bobine Femporte un peu sur Faction du ressort antagoniste du barillet, cè qu'on obtient facilement en tendant plus ou moins celui-ci.

Lorsque le ressort est trop tendu, les deux charbons restent serrés l'un contre l'autre ou sont trop rapprochés pour produire une lumière d'une intensité suffisante ; si, au con-

traire, il n'est pas assez tendu, Faction de h bobine devient trop prédominante, et, par suite, Fécart des charbons étant trop grand, Farc voltaïque est trop faible.