CHAPITRE X

PRINCIPES KT RÈGLES POUR LA CONSTRUCTION DES PARA- TONNERRES. — INSTRUCTION DE 6AT-LUSSAC ADOPTÉE ET PUBLIÉE PAR l' ACADÉMIE DES SCIENCES DR PARIS IN 1823. — NOUVELLES INSTRUCTIONS PUBLIÉES EN i825.

L'abbé Berlholon avait préludé, dans le Midi de la France, à rétablissement d'un grand nombre de paratonnerres; et il avait été conduit par Tobservation, àun certain nombre de règles empiriques qui servaient de guide dans cette circonstance.

Guyton de Morveau et Maret, dans un rapport fait à TAcadémie des sciences de Dijon, en 1784, avaient essayé de formuler quelques principes relatifs à la construction des paratonnerres. Les physiciens Charles et Leroy donnèrent, au commencement de notre siècle, plus de précision à ces règles.

En 1823, la foudre avait occasionné de grands ravages en France. A cette occasion, le ministre de l'intérieur demanda à l'Académie des sciences de Paris, de rédiger une Instruction pratique, qui pût servir de guide aux constructeurs et ouvriers, pour l'établissement des paratonnerres que l'on se disposait à élever dans la plupart des communes. Chargé de ce travail , Gay-Lussac rédigea un travail qui peut être considéré comme un modèle, par la netteté des vues théoriques et la simplicité des indications pratiques.

Le rapport de Gay-Lussac fut distribué avec une profusion extrême, et largement répandu, grâce à notre gouvernement, par tous les moyens de publicité. L'étranger profita, aussi bien que la France, de ce document, qui devint une sorte de manuel populaire, où, pendant trente ans, on a puisé les notions simples et précises dont on avait besoin pour construire et installer cet appareil protecteur.

Cependant un travail scientifique, qui remontait à l'année 1823, avait besoin d'être soumis, de nos jours, aune révision attentive. Sans doute, tout ce qu'a écrit Gay-Lussac en

182.3, sur la manière d'établir un ptraloi^ nerre, demeure encore aujourd'hui met al vrai. Mais les modifications qui ont M i^ portées depuis ce temps, au système et nrtoot aux matériaux des constructions, ont pheé la édifices dans des conditions toutes neofdki par rapport à l'électricité atmosphérique. Dus les édifices d'autrefois, l'emploi des métrai, particulièrement du fer et du zinc, était mtreint presque exclusivement au faîtage, an gouttières, aux tirants de consolidation. Dus les constructions modernes, au contra», k métal prédomine de plus en plus. Dans ifli bâtiments d'aujourd'hui, on trouire jpatloiik du fer, de la fonte ou du zinc, que Ton snploie en grandes masses et sur de grudes superficies : couvertures de métal, pentes de métal, poutres de métal, de métal, colonnes de métal, qudqnefob même murailles de métal.

Sur des édifices ainsi composés, la foudre a nécessairement plus de prise que sur les anciennes maisons qui n'admettaient que de la pierre et du bois. Les nuages orageux peuvent décomposer, par influence, des quantités d'électricité décuples ou centuples de celles qu'ils auraient décomposées avec des corps moins bons conducteurs, comme Tardoise ou la brique, le bois, la pierre, le plâtre, le mortier et tous les anciens matériaux des édifices. Ce nouveau système de construction réalise donc, sur une échelle immense, ce que l'on reprochait aux paratonnerres à la fin du dernier siècle : il attire la foudre.

Le palais do l'Industrie, qui fut bâti aux Champs-Elysées en 18S4, pour recevoir les produits de l'Exposition universelle, était, comme tous les édifices modernes, abondamment pourvu de pièces de construction métalliques. Sur l'étendue de trois hectares qu'il occupait, on avait élevé un édifice de 40 mètres de hauteur, où il entrait, depuis la base jusqu'au sommet, des masses énormes de fer, de fonte et de zinc. La compagnie qui avait entrepris d'élever ce vaste monjiment,

consuls FAcadémie des sciences sur les meilleures dispositions à donner aux paratonnerres qui seraient destinés h le protéger. La section de physique de FAcadémie fut alors chargée de reviser l'instruction de Gay- Lussac, pour la mettre en harmonie avec les besoins nouveaux.

Rapporteur de cette section, M, Pouillei a composé un Supplément à finsirucUon de (iai/-'Ltissûc , qui renferme quelques vues originales et assez importantes à connaître. L'Académie des sciences a revêtu ce travail de son approbation, comme elle avait approuvé celui de Gay-Lussac. C'est en prenant CCS deux documents pour base, que nous allons exposer les principes et les règles qui doivent présider à la construction du paratonnerre, quand on veut donner à cet ins- Irument toute son efficacité,

Un paratonnerre se compose d'une tige méUiIlique pointue élevée dans Tair^ et d'un conducteur métallique. Ce dernier descend de Textrémité inférieure de la tige, pour aboutir dans une partie du sol occupée par une masse d*eau courante, ou communiquant avec une rivière ou un fort ruisseau.

Les conditions nécessaires pour que les paratonnerres produisent tout leur eflet sont :

1** Que la pointe de la tige soit suffisaiU' ment aiguë, et cependant assez résistante pour n'être pas fondue par un coup de foudre ;

2** Que le conducteur communique parfaitement avec le sol ;

3° Que, depuis la pointe jusqu'à Textrémité inférieure du conducteur, il n'existe aucune solution de continuité ;

4" Que toutes les parties de l'appareil aient des dimensions convenables.

Si ces conditions ne sont pas exactement remplies, le paratonnerre, au lieu de préserver un édifice, pourrait y occasionner des accidents grares.

Si sa pointe était trop émoussée, ou s'il existait dans la longueur du conducteur, une solution de continuité, Félectricité s'accumulerait dans la tige du paratonnerre, par Tinfluence des nuages orageux, et Tappareil se trouverait ainsi transformé en un corps conducteur chargé d'une grande masse d'électricité et isolé seulement en partie. Il constituerait donc un véritable réservoir d'une quantité considérable d'électricité, laquelle, se déchargeant presque inévitablement sur les corps voisins, produirait tous les effets d'une forte décharge électrique.

Un paratonnerre qui présente ce double défaut, dans la continuité du conducteur et dans sa communication avec le sol , est extrêmement dangereux, même dans le cas où il n'est pas frappé par la foudre. L'influence de l'électricité atmosphérique suffit, en effet, pour y concentrer une grande quantité de fluide, qui tend à se décharger latéralement sur tous les corps voisins. L'étincelle électrique, qui part alors de la tige métallique, imparfaitement isolée, peut frapper ces corps ou les enflammer. C'est par un effet de ce genre que péril, ainsi que nous l'avons raconté, le professeur Richmann à Saint- Pétersbourg en 1753.

Voyons maintenant à quelles règles de construction il faut se conformer pour qu'un paratonnerre remplisse les conditions énumérées plus haut, pour qu'il jouisse de toute son efficacité protectrice.

La tige d'un bon paratonnerre a 9 mètres de longueur. Elle se compose, habituellement, de trois pièces ajoutées bout à bout, savoir : une barre de fer de 8'",60; — une baguette de laiton de 0'",60 ; — une aiguille de platine de 0",05.

L'emploi du platine dans cette aiguille terminale, a pour but d'éviter l'oxydation. Si

l'on faisait simplement usage, pour former cette pointe, d'une tige de fer amincie, l'oxydation s'en emparerait promptement , et comme les oxydes métalliques sont de trèsmauvais conducteurs de l'électricité, la conductibilité de la tige serait détruite en ce point, et par conséquent tout Teffet du paratonnerre serait manqué.

L'ensemble de ces trois tiges, liées entre elles, forme un cône, ou une pyramide, qui s'amincit régulièrement jusqu*au sommet, et dont la base a 5 centimètres de diamètre.

L'aiguille de platine est fixée à la baguette de laiton avec de la soudure d'argent, et Ton entoure le point de la jonction, d*un petit manchon de cuivre.

Le conducteur de paratonnerre est une barre de fer, à section carrée, de IS à20 millimètres de côté, formée par la réunion, bout à bout, d'un nombre suffisant de ces barres de fer. Il faut apporter le plus grand soin dans le raccord de ces différentes barres métalliques, et éviter toute solution de continuité entre elles. S'il existait, en effet, une seule solution de continuité dans la longueur du conducteur, l'édifice serait exposé, comme nous l'avons indiqué plus haut, à recevoir une décharge atmosphérique.

L'instruction de Gay-Lussac, en 1823, prescrivait de raccorder les différentes parties du conducteur au moyen de boulons 4 vis. Dans l'instruction supplémentaire de 1855, on a prescrit, avec raison, pour mieux assurer la continuité métallique, d'entourer chaque point de jonction d'un bourrelet de soudure à l'étain. Les parties métaUiques en contact sont, de cette manière, soustraites à l'action oxydante de l'air, et les solutions de continuité deviennent moins à craindre.

Pour maintenir le conducteur en place, tant sur les toits que le long des murs, on se sert de supports de fer, terminés par deux dents en forme de fourchette, entre lesquelles la tige du conducteur est fixée à l'aide d*une clavette.

LE PARATONNERRE

Pour que la dissémination de rélectricitc atmosphérique dans la masse du sol soit prompte et facile, il faut, avons-nous dit, que la partie inférieure du conducteur soit mise en communication avec un cours d'eau souterrain, d*unc certaine importance. Le but de cette disposition n'est pas, comme le pense le vulgaire, de conduire le feu du ciel dans une masse d'eau, pour l'y éteindre, ainsi qu'on éteint le fei» d'un incendie. La tige, d'un paratonnerre doit être mise en communication constante avec une masse d'eau, non pas stagnante comme celle d'une citerne, mais ayant un cours libre, comme celle d'une rivière ou d'un puits, afin que par sa communication facile avec lasource d'oùelle provient, ou le courant vers lequel elle se dirige, cette eau puisse porter et disséminer promptemcnt dans la masse du sol l'électricité enlevée à l'atmosphère.

Pour amener le conducteur, de la base inférieure du mur de l'édifice jusqu'à la rivière ou au puits auquel il doit aboutir, on le fait passer au milieu d'une espèce de canal, à section carrée, construit en briques et rempli de braise de boulanger. Ce charbon interposé défend le conducteur du contact oxydant de l'air. En même temps, comme la braise deboulanger, c'est-à-dire le charbon très-longtemps calciné, est un des meilleurs conducteurs électriques que l'on connaisse, l'écoutement du fluide est beaucoup facilité.

Au lieu de faire plonger simplement l'extrémité du conducteur dans l'eau du puits, il est avantageux de le terminer par une large plaque de cuivre, qui, présentant plus de surface, donne un plus large écoulement au fluide électrique.

S'il n'existe pas de nappe d'eau dans les couches inférieures du sol, si l'on n'est à por^ tée ni d'un puits ni d'une rivière, il faut prolonger la tranchée d'écoulement jusque dans un terrain humide. Enfin, si cette dernière condition elle-même ne se rencontre pas, il faut ramifier le conducteur principal. Pour

cela, on soude à droite et à gauche, des branches de fer additionnelles, et l'on place chaque nouvelle branche dans une tranchée séparée, construite comme la tranchée du milieu. Les conducteurs latéraux font, en quelque sorte, l'office de veines que l'artère centrale doit alimenter.

En raison de la rigidité des barres de fer, il est souvent difficile de faire suivre au conducteur tous les contours des bâtiments. Pour échapper à cette difficulté, on a eu l'idée de remplacer les barres de fer par de véritables cordes métalliques. Dans ce cas, le mieux est de diviser la corde en torons indépendants, formés chacun par la réunion de quinze à vingt fils de cuivre. On goudronne chaque toron séparément, puis on les réunit tous ensemble pour en former une corde unique. Lorsqu'on emploie des cordes métalliques de préférence aux barreaux de fer, on ne saurait donner trop d'attention à l'attache des torons sur la base du paratonnerre. C'est ici qu'outre les boulons, l'emploi des bourrelets de soudure est indispensable. En efiet, si un ou deux torons venaient à se séparer de la tige, rélectricité, ne trouvant plus dans les autres une suffisante issue, briserait le conducteur en mille morceaux, et l'intérieur de l'édifice pourrait bien être foudroyé.

Le rapport composé par Gay-Lussac en 1823, ou ï Instruction sur les paratonnerres publiée par l'Académie, est loin d'avoir vieilli. La nature des constructions a changé depuis cette époque, et il y a, sous ce rapport, un élément nouveau dont il faut tenir compte. Mais, à cette circonstance près, dont nous ferons la part plus loin, V Instruction de 1823, outre qu'elle constitue une pièce historique de la plus grande importance, est et sera toujours consultée par les constructeurs, les architectes, les physiciens et les ouvriers chargés d'établir des paratonnerres.

C'est ce qui nous engage à reproduire ici, la partie pratique de ce document remarquar ble. Nous allons donc laisser parler ici Gay-

Lussac, l'illustre auteur de Y Instruction sur Its paratonnerres.