ÉCLAIRAGE PAR INCANDESCENCE

La lampe à incandescence est le mode d'éclairage électrique le plus répandu aujourd'hui, surtout pour les intérieurs, c'est-

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à-dire les appartements, les thécîtres et les lieux publics. Cette préférence s'explique par l'extrême commodité que présente ce mode d'éclairage. Pour allumer, comme pour éteindre un bec électrique, il suffît de tourner un robinet. Le danger d'incendie est absolument écarté par ce luminaire, puisqu'il est à l'abri de tout contact atmosphérique. Si la clochette qui entoure le fil incandescent, vient à se briser, la lumière s'éteint immédiatement, car le filament de charbon brûle à l'air, et disparaît. Aucun entretien n'est nécessaire, le filament conducteur durant trois à quatre mois sans être usé. L'éclat de la lumière, ainsi que sa couleur, ne laissent rien à désirer. Enfin, la dépense n'est pas supérieure à celle de l'éclairage au gaz, et l'on est dispensé de tous les soins d'entretien, nécessaires avec les lampes à huile, ou de la surveillance qu'exige l'emploi du gaz ou du pétrole.

Tous ces avantages sont énormes ; ils suffisent à expliquer l'emploi, si général aujourd'hui, de l'éclairage électrique par incandescence.

Comme on l'a vu, dans la partie historique de cette Notice, l'éclairage par l'incandescence d'un fil parcouru par un courant électrique, fut réalisé d'abord par M. de Changy, en France, en se servant d'un fil de platine qui rougissait à l'air libre, mais sans faire emploi du vide.

Les premières lampes électriques à fil placé dans le vide, furent les lampes dites russes, construites par Lodyguine, en 1872.

C'est en perfectionnant la lampe russe que M. Edison, en 1879, créa la première lampe électrique industrielle, fondée sur l'incandescence d'un filament de charbon, placé dans le vide. Le constructeur anglais Swann suivit de près Edison, et, à leur suite, différents concurrents créèrent des lampes auxquelles leur nom resta attaché, mais qui ne différaient que par la nature du filament de

charbon, ou par le procédé servant à le fabriquer. M. Edison employa la fibre du bambou carbonisé; Swann, du coton tressé "carbonisé; M, Maxim, du carton Bristol carbonisé; M. Anatole Gérard, du charbon aggloméré passé à la filière.

Quelle que soit la nature du filament carbonisé, celui-ci est placé dans le vide, pour empêcher sa combustion. La forme du vase, ou ampoule, dans lequel le filament conducteur est placé, varie selon les constructeurs.

Nous allons décrire les différentes lampes à incandescence qui existent aujourd'hui, et la manière de les construire.

Nous prendrons pour type la fabrication des lampes dans les ateliers de M. Edison à New-York, et à Ivry (Seine), le célèbre constructeur américain étant le premier qui ait rendu ce mode d'éclairage pratique et commercial.

La matière qui doit former, après sa carbonisation, le filament conducteur de la lampe Edison, c'est le bambou du Japon. Arrivé à l'usine, le bambou est découpé en petites lanières, puis recourbé en forme d'U, et introduit dans des boîtes plates en nickel, bien fermées. Ces boîtes sont entassées, par centaines, dans un fourneau, et on remplit de plombagine l'intervalle qui existe entre elles, pour empêcher l'accès de l'air. On chauffe alors fortement le fourneau.

Par la chaleur, le filament de bambou est transformé en charbon solide, flexible, assez dur, et conservant la forme recourbée en U qu'on lui avait donnée, en le plaçant dans la boîte de nickel.

Chaque extrémité du filament de charbon est ensuite fixée à un fil de platine, contourné, au bas, en une sorte de pince. Le filament charbonneux est ainsi soutenu en l'air par un fil de platine recourbé, qui établit sa communication directe avec le courant électrique.

Il s'agit maintenant de placer le filament de charbon et le support de platine, dans l'ampoule de verre où l'on doit faire le vide.

Le fil de platine et le filament de charbon sont introduits dans un petit tube de verre, ouvert à ses deux extrémités, et soudés à ce tube, par le dard d'un chalumeau. Pour assurer la parfaite adhérence du filament de charbon avec le platine, on a eu le soin de recouvrir les deux parties de platine et charbon d'un dépôt galvanoplastique de cuivre, qui, par son excellente conductibilité, donne un contact parfait.

Le filament de charbon et son support de platine étant ainsi fixés au tube de verre, on les introduit dans une ampoule, ou cloche, en verre de Bohême, renflée en haut, ouverte par le bas, et se terminant en haut par un rétrécissement tubulaire. On ferme la partie inférieure de l'ampoule par une forte couche de plâtre, qui, en même temps, maintient le tube de verre et le filament de charbon bien en place.

Pour faire le vide dans la clochette, on met celle-ci en communication, par le petit tube qui la surmonte supérieurement, avec une pompe de Sprengel.

On sait que la pompe de Sprengel, en usage dans les laboratoires de physique, est un appareil qui sert à faire le vide par un moyen des plus simples : par la chute d'une quantité suffisante de mercure, qui, en tombant dans le vase inférieur et le remplissant, en chasse l'air devant lui. Mise en rapport, par sa tubulure supérieure, avec une pompe de Sprengel, la cloche est bientôt vide d'air, et quand le vide est obtenu, on la ferme en fondant au chalumeau la tubulure supérieure. On a eu toutefois la précaution, avant que le vide soit complètement obtenu, de faire passer, dans le conducteur de charbon, un courant voltaïque. Ce courant a échauffé le fil, et, par ce moyen, chassé les gaz qu'il contenait.

Le filament conducteur se trouve ainsi placé dans un espace absolument privé d'air ou d'autres gaz.

Pour mettre la cloche en rapport permanent avec le courant électrique, on enchâsse sa partie inférieure, qui était bouchée, comme il a été dit, par une forte couche de plâtre, sur une douille de laiton, filetée extérieurement, et reliée avec un des fils de platine.

La cloche ainsi préparée est apte à recevoir le courant électrique. Pour la fixer aux appareils d'éclairage, il suffit de poser la

Fig. 330. — Bec de lampe Edison.

douille métallique filetée dont elle est pourvue, avec une pareille vis également filetée, qui la met en communication avec les fils du courant électrique.

La figure ci-dessus montre l'aspect de l'ensemble de la lampe électrique par incandescence d'Edison, telle qu'on la construit aujourd'hui.

Il existe deux types de lampe à incandescence Édison, l'une donnant une intensité de 16 bougies, l'autre de 10 bougies. Elles brûlent, en moyenne, mille heures, avant d'être usées.

La lampe à incandescence Edison est la plus répandue en France et aux Etats-Unis;

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mais, en Angleterre, c'est la lampe Swann qui obtient la préférence.

C'est que l'on considère, en Angleterre, M. Swann comme l'inventeur de la lampe à incandescence électrique. Il est certain que, bien avant Edison, c'est-à-dire après l'apparition des lampes russes, M. Swann travaillait à rendre ces lampes pratiques, et qu'il en présenta des modèles très perfectionnés dans une conférence publique faite par lui, à Londres. Cependant, les lampes du constructeur anglais n'avaient pas encore atteint un degré suffisant de perfectionnement pour être livrées au commerce. C'est à la suite du succès obtenu par la lampe Edison, en Amérique, que M. Swann reprit ses recherches, et arriva à perfectionner la lampe qu'il fabrique actuellement.

Le. filament du conducteur de la lampe Swann provient d'un gros fil de coton, préalablement parcheminé par son immersion dans l'acide sulfurique concentré. Il présente la forme d'une boucle, comme le représente la figure ci-dessous.

Fig. 331. — Bec de lampe Swann.

Les extrémités du filament charbonneux sont fixées à un support métallique, enveloppées de verre sur presque toute leur étendue, et maintenues par une traverse,

également en verre. Les fils de platine conducteurs se terminent, à l'extérieur, par une capsule métallique qui sert à mettre la cloche en communication directe avec le courant.

D'autres fois, les fils de platine sont sou-

Fig. 332. — Lampe Swann.

dés, chacun à une rondelle métallique, fixée à une substance isolante que l'inventeur appelle vitrite.

La figure ci-dessus montre l'aspect que pré sente la lampe Swann, une fois mise en place.

Il existe plusieurs types de lampes Swann à incandescence donnant l'intensité de S, 10, 16 ou 32 bougies.

Dans la lampe Lame Fox, en usage en Angleterre, comme la précédente, le filament conducteur consiste en une fibre végétale, que l'on soumet à un procédé imaginé par le constructeur américain Maxim, que nous avons déjà fait comnaître (page 401). Ce procédé, consiste à nourrir le filament, c'est-à-dire à le recouvrir secondairement de charbon, par la décomposition par la chaleur, au moyen d'une substance organique ajoutée au filament végétal.

C'est le chiendent ou la fibre du bouleau, qui servent à préparer le charbon conducteur, dans la lampe Lane Fox. Après avoir carbonisé le chiendent dans des boîtes bien fermées, on dépose encore du charbon dans les pores du produit, en les suspendant dans des vases de verre remplis de la subs-

tance gazeuse nommée benzol, et en carbonisant celui-ci par le passage d'un fort courant voltaïque. Porté à la chaleur rouge, le filament décompose les vapeurs de benzol, et les particules de charbon provenant de cette opération se déposent sur les parties les plus extérieures du filament.

Fig. 333. — Bec de lampe Lane Fox.

Les filaments conducteurs ainsi constitués sont garnis, à leurs extrémités, de petits cylindres de charbon ce (fîg. 333), et introduits dans l'ampoule de verre, au moyen des dispositions suivantes. Les petits cylindres de charbon ce sont rattachés à deux crochets de cuivre, ee, qui servent à relier les lampes avec le circuit voltaïque. La conductibilité électrique des cylindres de charbon ce avec les crochets de cuivre ee, est assurée par un petit réservoir, aa, plein de mercure; Le tout est fixé et maintenu, sur

la cloche, au moyen d'un bouchon de plâtre, /, qui remplit l'ouverture du cylindre en cristal.

La lampe Anatole Gérard (fig. 334), qui est exploitée en France, renferme un charbon provenant, non de la combustion d'une matière végétale, mais composé tout simplement de coke purifié et réduit en poudre très fine. Cette poudre agglomérée avec du j brai et des matières gommeuses, forme une

Fig. 334. — Bec de lampe Anatole Gérard.

pâte, que l'on passe à la filière, sous une forte pression. On donne à ce filament la forme d'un triangle, en réunissant ses deux bouts à leur partie supérieure.

Les extrémités libres de ce triangle sont fixées et soudées, au moyen d'une pâte de charbon, dans deux petits cylindres, également en charbon, montés sur des fils de platine, que l'on noie dans une tige d'émail qui traverse le col de l'ampoule. On les relie, à leur sortie, l'un à un collier en cuivre fixé au col de la lampe, l'autre à une

rondelle en cuivre isolée du collier métallique, et qui traverse la base de la cloche.

Ces lampes ne demandent qu'une assez faible dépense de courant.

Les quatre types de lampes Anatole Gérard, que l'on fabrique, produisent la lumière de 8, 15, 20 et 32 bougies.

Les lampes Weston sont très usitées aujourd'hui aux États-Unis. On voit dans les rues de New-York beaucoup de ces lampes,

Fig. 335. — Lampe Weston.

de l'intensité de 125 bougies, pour l'éclairage des rues.

La matière qui compose les filaments des lampes Weston (fig. 335) est une sorte de cellulose, appelée termidine, qui s'obtient en traitant du fort papier par un mélange d'acides sulfurique et azotique, qui le dissout, en formant du fulmicoton. On évapore la dissolution jusqu'à consistance demisolide, et l'on coupe la matière en feuilles de 0mm,15 d'épaisseur, qu'on plonge dans l'ammoniaque pendant une heure environ.

s. T. II.

après quoi on les lave et on les sèche.

Ces feuilles ont toutes les propriétés de la cellulose. On les chauffe à une température élevée, et l'on obtient un filament de charbon d'une grande résistance électrique et d'une parfaite homogénéité.

Pour fixer le filament dans le charbon, on l'attache à un fil de platine, terminé par des boucles de jonction, et on l'introduit dans un culot en verre, qui se soude à l'ampoule, pour former sa partie inférieure. On réunit les boucles et les filaments au moyen de petits boulons.

M. Weston fait usage, pour supporter ses cloches, d'une douille particulière, qui établit ou ferme le passage du courant d'une façon très simple.

Une lampe à incandescence nouvelle, qui se fabrique à Paris, est la lampe Cruto, dont le mode de fabrication est assez original.

On prend un fil de platine recouvert d'un dépôt d'argent assez épais, et on passe ce fil à la filière, jusqu'à ce que son diamètre soit d'un dixième de millimètre. On dissout l'enveloppe d'argent, à l'aide d'acide azotique, et l'on obtient ainsi un fil de platine, d'un centième de millimètre de diamètre. On le coupe à la longueur voulue, et on le recourbe en forme d'U ; puis on le fixe, par ses deux extrémités, à deux pinces métalliques, isolées l'une de l'autre, et montées sur un support. Le tout est alors enfermé dans une ampoule de verre, dans laquelle on fait passer un courant de gaz hydrogène bicarboné, et l'on fait traverser le filament par un courant électrique. La chaleur du courant décompose le bicarbure d'hydrogène, et laisse un dépôt de charbon sur le filament, Lorsque le dépôt de charbon a acquis l'épaisseur désirée, on arrête le courant, et l'on fixe le filament sur des supports de platine, à l'aide d'un dépôt de charbon, obtenu également par la décomposition électrolytique du bicarbure d'hydro-

gène. Le tout est introduit dans l'ampoule, où on fait le vide ; puis on ferme la lampe.

Ces lampes sont généralement munies d'un culot en vitrite.

Les quatre types de ces lampes fournissent un éclairage de la valeur de 10, 16, 32 et 50 bougies.

Nous venons de faire connaître les principales lampes à incandescence en usage en France, en Angleterre et aux Etats-Unis. Il nous reste à dire que, depuis quelque temps, on commence à employer des lampes à incandescence ayant l'ambition d'entrer en concurrence avec les lampes à arc et les bougies Jablochkoff.

En forçant la tension du courant, on espère produire un éclairage supérieur à celui des lampes à incandescence ordinaires, et se rapprochant de celui des lampes à arc.

On a beaucoup remarqué, à l'Exposition universelle de 1889, les lampes Sunbeam, qui répondaient au programme sus-indiqué.

Spécialement construites pour des intensités lumineuses variant depuis 150 jusqu'à 1500 bougies, ces lampes conviendraient pour l'éclairage de grands espaces. Leur rendement lumineux est considérable, comparativement à celui des lampes à incandescence ordinaires, et la durée de leur service est beaucoup plus longue. Les globes dont on entoure les foyers lumineux, sont de grandes dimensions. Les types existants ont la puissance de 150, 200, 300, 400, 500, 600, 800, 1000, 1200, et 1500 bougies.

L'avantage de ce nouveau système serait de produire la même puissance éclairante que les bougies Jablochkoff', ou les lampes à arc, sans nécessiter le remplacement quotidien des crayons de charbon. C'est ce qui pourra amener le succès de ce nouveau système. La main-d'œuvre est, en effet, plus qu'une dépense : c'est une sujétion, qui présente quelquefois de graves inconvénients.

C'est à l'expérience à prononcer sur les avantages de la substitution dont il s'agit. Si le prix de la main-d'œuvre et celui des crayons de charbon diminuait, ou bien si la dépense de la force motrice s'abaissait, il pourrait arriver que la bougie Jablochkoff et la lampe à arc cédassent le pas aux lampes à incandescence à éclairage intensif. Mais ni l'expérience ni la pratique n'ont encore prononcé sur cette question, et l'avenir de cette innovation est problématique. Avec les lampes à incandescence on produit un éclairage aussi puissant qu'on le désire, en multipliant les becs. Il n'est pas prouvé qu'il y eût avantage économique à accroître la lumière obtenue par incandescence, dans une même ampoule de verre, pour lutter contre les bougies électriques ou les lampes à arc.