CHAPITRE VI

LES CONDUCTEURS ET LES APPAREILS DE MARCHE ET DE SURVEILLANCE, POUR L'ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE.

Qu'il soit engendré par une machine dynamo-électrique, par un accumulateur, ou par une force naturelle (hydraulique ou atmosphérique), le courant d'électricité devant servir à l'éclairage, doit être amené, de la source productrice, au bec éclairant.

On désigne sous le nom de conducteurs principaux les fils métalliques, nus ou isolés, simples ou composés d'un assemblage de fils, qui servent à transporter l'énergie électrique de la source aux appareils qui doivent l'utiliser.

On donne le nom de canalisation, ou de réseau électrique, à l'ensemble des conducteurs, principaux et secondaires, composant un service d'éclairage.

Les conducteurs se font en cuivre ou en bronze silicieux, nom qui ne désigne guère autre chose que du cuivre pur ; car la conductibilité de cet alliage ne dépend que de la quantité de cuivre qu'il renferme, et non du silicium auquel il est associé en très faible proportion.

On ne pouvait songer à prendre ici, comme dans la télégraphie électrique, des fils de fer pour conducteurs, malgré leur excessif bon marché, par cette raison que le cuivre a une conductibibilité six fois supérieure à celle du fer; ce qui permet de donner au fil un petit diamètre , tout en lui conservant une grande conductibilité.

Les fils de cuivre sont employés nus, quand il s'agit d'installations aériennes ; mais le plus souvent, ils sont isolés par une enveloppe de coton, de soie ou de caoutchouc.

On fait cette enveloppe avec une machine tout à fait analogue aux métiers des passementiers. Le fil de cuivre est tiré, d'une manière continue, par le moteur de l'usine, pendant qu'une bobine de coton, de soie ou de caoutchouc, tourne horizontalement autour du fil de cuivre, en le recouvrant exactement de spires réguliers. Suivant le degré d'isolement que l'on veut obtenir, on entoure le fil de cuivre de deux ou de trois couches de soie, de coton ou de caoutchouc, en alternant le sens d'enroulement, pour assurer un recouvrement complet.

Après avoir reçu l'enveloppe isolante de soie, de coton ou de caoutchouc, le fil est passé dans un bain de gomme laque, ou de bitume de Judée, pour le défendre de l'humidité.

En réunissant plusieurs fils ainsi recouverts, et les tordant ensemble, on obtient des câbles conducteurs. Quand il s'agit d'ins-

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tallations très importantes, on réunit plusieurs de ces câbles, et on les recouvre d'une nouvelle tresse de coton et d'une tresse de soie, d'une couche de gutta-percha, puis d'une seconde tresse de coton, imprégnée de résine, de paraffine ou de vernis isolant; et l'on a ainsi de volumineux câbles, à l'abri de toute attaque de l'eau, qui servent aux canalisations souterraines ou sous-marines.

La figure ci-dessous représente les câbles conducteurs souterrains construits par M. Siemens, à Berlin. Ils sont, pour leur défense extérieure, enveloppés d'un tube

Fig. 342. — Coupe des câbles Siemens pour l'éclairage électrique.

de plomb, et contiennent, à l'intérieur, une enveloppe en tôle, qui augmente leur résistance. Les fils de cuivre de l'intérieur, sont isolés par des tours de coton paraffiné.

Pour isoler ses conducteurs principaux, la Société Edison fait usage de tiges de cuivre, à section circulaire, au nombre de deux ou trois, placées dans des tuyaux de fer, isolées, et séparées par des cordes de chanvre, comme le montre la figure 343.

Ces câbles sont posés dans une rigole de bois ou de béton, remplie d'une couche isolante, composée debitumedeJudéeetd'huile lourde. On coule dans la rigole cette matière fondue par la chaleur; en se refroidissant, elle demeure visqueuse et demi-solide.

La manière d'isoler les câbles souterrains dans les rigole-s qui les reçoivent, varie,

Fig. 343. — Conducteur Edison pour l'éclairage électrique.

d'ailleurs, selon les fabricants. Il est facile de comprendre que tout consiste à obtenir, sans trop de dépense, un isolement parfait.

Fig. 344 et 345. — Boîtes de jonction de M. Siemens.

Comme les conducteurs, fils ou câbles, ont une longueur limitée, il faut raccorder

Fig. 346. — Boîte de jonction d'une canalisation principale d'éleclricité avec une conduite d'immeuble.

les deux bouts, par des joints. On se sert, pour cela, de manchons de fer, semblables aux manchons de poterie qui unissent les tuyaux de drainage. Ces manchons sont en fer galvanisé, ou en bronze, d'un calibre correspondant à la grosseur du câble, et ils sont percés d'une ouverture longitudinale. On rattache ensemble, en les repliant plusieurs fois l'un sur l'autre, les fils, préalablement dénudés de leur enveloppe; puis on introduit leurs deux extrémités dans le manchon, et on coule par l'ouverture, de la soudure de plomb et d'étain.

Pour réunir les différentes branches des conducteurs principaux et celles-ci avec les conducteurs secondaires, il faut faire usage de boîtes de jonction.

Les figures 344 et 34o représentent les boites de jonction employées par M. Siemens, de Berlin. La première représente l'assemblage de deux conducteurs bout à bout, la seconde l'assemblage d'un conducteur prin-

cipal avec un conducteur secondaire. Les boîtes sont en fonte, et en forme de coquille.

Les deux bouts du conducteur principal et celui du conducteur secondaire étant dépouillés de leur enveloppe isolante, et mis en contact, sont pincés fortement, à l'aide de quatre boulons, entre deux manchons de cuivre étamé. Les deux coquilles sont ensuite réunies au moyen de six forts boulons, et l'on remplit les vides avec une substance isolante.

Pour faire l'embranchement d'une conduite d'immeuble sur la conduite principale, la Société Edison emploie une boîte de jonction en fonte, que nous représentons sur la figure 346. Elle est placée en face de la machine à éclairer et sur le chemin de la conduite principale. Celle-ci y pénètre des deux côtés. A l'intérieur, les conducteurs sont mis à nu, et réunis, deux à deux, au moyen d'arcades métalliques, munies d'épe-

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Fig. 347. — Boîte de jonction d'une canalisation d'immeuble avec une conduite d'appartement.

rons, auxquels viennent se rattacher les deux conducteurs de la conduite.

Pour greffer les conduites des différents appartements sur la conduite générale d'immeuble, on emploie des boîtes en fonte, analogues aux précédentes, mais plus petites (fig. 347). Elles sont hermétiqtiement fermées et recouvertes d'un enduit isolant.

Une question fondamentale, c'est le diamètre à donner aux conducteurs de cuivre, pour assurer une bonne conductibilité, sans s'exposer à voir le métal s'échauffer, rougir et se fondre, et sans, toutefois, que le prix de revient de la ligne soit trop élevé.

Les physiciens ont reconnu que la résistance qu'un fil de cuivre, et tous les métaux, en général, opposent au passage du courant électrique, est inversement proportionnelle à leur diamètre (si le corps est cylindrique) et proportionnelle à leur longueur. Plus le métal oppose de résistance au passage du courant, en raison de la petitesse de sa section, plus il s'échauffe; et si la résistance est très considérable, le fil peut rougir et se fondre. Quand il s'échauffe, cette production de chaleur représente une forte dépense, l'électricité se perdant sous

s. T. II.

forme de chaleur, et une portion du courant étant ainsi dépensée sans produire de lumière.

Ainsi, plus le conducteur sera gros, moins il laissera perdre d'électricité. Mais on ne saurait employer des conducteurs d'un trop grand diamètre, sans augmenter considérablement le prix de l'installation de la ligne. C'est à l'ingénieur à déterminer la limite qu'il convient de ne pas dépasser, quant au diamètre du fil, pour ne pas être entraîné à des dépenses trop fortes de métal.

Pour assurer le bon fonctionnement d'un conducteur, on fait usage d'appareils,

Fig. 348. — Interrupteur de 1 à 3 tempes.

dits de marche et de sûreté. On comprend sous ce nom les instruments destinés à établir ou à interrompre le passage du courant, à le diriger sur un circuit ou sur un autre, à régler les résistances, et à

prévenir réchauffement des conducteurs.

Les appareils de marche se manœuvrent à la main. Ils comprennent les interrupteurs, les commutateurs et les résistances. Les appareils de sûreté comprennent les coupe-circuits et les parafoudres.

Les interrupteurs sont des appareils qui, placés sur l'un des fils du circuit, établissent ou interrompent le passage de l'électricité, et servent ainsi à éteindre ou à allumer une ou plusieurs lampes.

Il existe beaucoup de types ^interrupteurs, applicables à la commande d'un nombre plus ou moins grand de lampes.

lu interrupteur à cheville est le plus simple. Une cheville que l'on enfonce dans un trou percé dans une lame de cuivre, comme dans les interrupteurs des téléphones, et qui vient rencontrer les deux extrémités des fils conducteurs, met ces derniers en communication, ou rompt leur communication, quand il s'agit d'allumer ou d'éteindre le foyer lumineux. L 'interrupteur le plus en usage pour allumer ou pour éteindre plusieurs lampes, est représenté dans la figure 348, qui se rapporte à 1 et 3 lampes.

Pour interrompre le circuit dans un

nombre allant de 8 à 30 lampes, on se sert delï?2^rr^/?^rreprésentépar la figure 349, qui est à double conducteur.

Pour éteindre une série de 30 à 80 lampes, on a l'interrupteur que l'on voit dans la figure 330.

Enfin, comme interrupteur de 100 à 140 lampes, on a un appareil à manette, que représente la figure 351.

Les commutateurs servent à changer la direction d'un courant, c'est-à-dire à le faire passer à volonté sur l'un des fils avec lesquels il est en rapport.

On voit dans la figure 352 la forme donnée d'habitude au commutateur. C'est une manette, qui, en se déplaçant, peut mettre en action l'un quelconque des courants qui sont en rapport avec plusieurs plaques métalliques conductrices a, ô, c.

Le régulateur du courant sert à proportionner l'intensité du courant électrique au nombre de lampes qu'il s'agit d'entretenir

Le principe de cet appareil, c'est d'interposer sur le passage du courant des résistances, que l'on peut faire varier à volonté, et qui réduisent aux proportions désirées l'intensité du courant, et, par conséquent, de la lumière.

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Les résistances se composent de fils métalliques (ordinairement en maillechort), tournés en hélice, et reliés entre eux par

Fig. 353. — Régulateur du couraut.

leurs extrémités, de manière à former un circuit continu. L'extrémité de chacune de ces résistances partielles ahoutit à des boutons, qui sont en communication avec un commutateur M' (fig. 353) dont la manette M

peut se placer à volonté sur chacun des boutons. L'une des extrémités du circuit AB (fig. 353) est fixée au bouton a, qui lui-

Fig. 354. — Régulateur électrique Edison.

même est relié d'une manière permanente à la manette MM', par une lame de cuivre placée sous le socle de l'appareil, et qui n'est pas | visible sur la figure 353. L'autre extrémité

Fig. 355, 356. — Coupe-circuits ronds et carré.

du circuit est reliée au bouton ô, qui est luimême également en communication avec l'une des extrémités de la série des résistances. Si l'on amène la manette M sur le bouton aboutissant au fil a, par exemple, les résistances a b se trouvent intercalées. Si la manette est amenée en contact du bouton aboutissant au fil c, toutes les résistances sont comprises dans le circuit. On comprend dès lors, qu'il soit facile de faire varier l'intensité du courant, et, par conséquent , de la lumière, dans les conducteurs, en intercalant dans ce circuit un plus ou moins grand nombre de résistances.

C'est sur le courant venant des inducteurs

de la machine dynamo que le régulateur est placé.

La Société Edison emploie un régulateur que nous représentons dans la figure 334, et qui est à manette double.

Le coupe-circuit est un appareil destiné à produire la rupture du courant, si réchauffement allait jusqu'à la fusion du conducteur. Cet appareil se compose d'un fil de plomb, que l'on intercale dans le circuit, et qui fond si le courant vient à dépasser une intensité déterminée.

Fig. 357. — Co;ipe-circuit à double embranchement.

Le coupe-circuit se compose, disons-nous, d'un fil de plomb, de grosseur convenable, intercalé de place en place, dans le circuit. Son but est de rendre impossible tout incendie, et desauvegarderleslampesdes accidents que pourrait causer un courant trop intense.

Supposons que, pour une raison quelconque, il vienne à se produire un contact entre les fils d'aller et de retour. La plus grande partie du courant passera par ce

contact, et les lampes s'éteindront. De plus, la résistance opposée au courant étant beaucoup plus faible qu'elle ne l'était quand il passait entièrement par les lampes, son intensité deviendra beaucoup plus forte, et les conducteurs s'échaufferont considérablement.

Le coupe-circuit remédie à ces dangers.

En effet, le point de fusion du plomb sera atteint bien avant que la température des fils de cuivre puisse enflammer l'enduit isolant qui les recouvre. Dès qu'une portion quelconque du circuit commencera à s'échauffer, les fils de plomb qui s'y trouvent fonderont, et arrêteront net le courant.

Il y a un coupe-circuit dans chaque boîte de jonction d'appartement, mais il y en a

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Fig. 358. — Coupe-circuit principal, à lame de plomb.

aussi à chaque ramification de courant, voire même dans chaque support de lampe.

La Société Edison fabrique des coupecircuits représentés dans les figures 355 et 356. Ce sont des coupe-circuits simples pour les faibles débits. La figure 3S7 montre un coupe- circuit à double embranchement, pour des circuits de 30 à 130 lampes à incandescence.

Pour des circuits de plus grande importance, au lieu d'un fil de plomb, on emploie, comme coupe-circuit, une lame de ce métal. L'appareil a alors la forme que repré-

ceux dont on fait usage dans les bureaux de télégraphie électrique et des téléphones.

Fig. 359. — Lame de plomb du coupe-circuit principal.

sentent les figures 358 et 359, la dernière donnant la coupe de la lame de plomb fusible.

Quant aux para foudres, ils ne présentent aucune particularité qui les distingue de