CHAPITRE YII

LES .USINES CENTRALES POUR LA PRODUCTION DES COU- RANTS ÉLECTRIQUES APPLICABLES A L'ÉCLAIRAGE.

Si Ton vous proposait, pour éclairer au gaz votre maison, d'installer dans la cave une usine à gaz; pour vous éclairer à la bougie, de fabriquer de la stéarine dans la cour; et pour vous procurer de l'huile à brûler, de planter un olivier ou de semer du colza dans le jardin, vous vous mettriez à rire, cher lecteur. C'est pourtant ce qu'on fait aujourd'hui, lorsque, pour éclairer une maison particulière, un théâtre, un établissement public ou un atelier, on place dans les caves une chaudière à vapeur, une machine à vapeur et une machine dynamo, afin d'obtenir, sur place, l'électricité destinée

à l'éclairage. La plus simple réflexion indique que le moyen vraiment pratique et commode de s'éclairer à l'électricité, serait de se conformer au système établi pour l'éclairage au gaz, qui consiste à fabriquer le gaz dans de vastes usines, éloignées des centres de population, et à le distribuer aux particuliers, grâce à une canalisation souterraine. Il faudrait, en d'autres termes, créer des usines à électricité, comme on crée des usines à gaz, et distribuer l'électricité comme on distribue le gaz, au moyen d'un réseau de conducteurs.

C'est ce qu'avait compris et posé en principe, M. Edison, dès les premiers temps de la création de l'éclairage électrique. Il déclara que, pour que son emploi devînt général, il faudrait donner avec l'électricité tout ce que Ton donne avec le gaz, c'est-àdire envoyer à domicile le courant d'électricité, et le faire payer aux particuliers et aux établissements publics au moyen de compteurs, analogues aux compteurs à gaz.

Et M, Edison ne se borna point à poser le principe. Il créa, dès l'année 1882, à New- York, une vaste usine centrale, qui est au jourd'hui la plus importante du nouveau monde.

L'avenir de la lumière électrique réside donc dans la création, au sein des villes, de vastes usines, où l'on fabriquerait l'électricité, pour la distribuer, sous forme de circuit, à l'intérieur des maisons et des établissements publics.

L'industrie de l'éclairage par l'électricité est de date trop récente pour que les usines centrales se soient encore beaucoup multipliées. Cependant, il en existe déjà un certain nombre en Europe, et surtout en Amérique. Nous en donnerons ici la description raisonnée ; mais nous devons, auparavant, entrer dans quelques explications sur les instruments et appareils que l'on met en œuvre dans ces curieux établissements.

La machine dynamo-électrique pouvant fournir des courants continus ou des courant alternatifs, les usines centrales produisent des courants continus ou des courants alternatifs, selon les besoins. Les courants continus ont été longtemps seuls à subvenir à l'éclairage ; mais depuis quelque temps, les courants alternatifs ont- pris faveur. C'est pour l'éclairage du port du Havre que les courants alternatifs ont été employés pour la première fois, par cette raison que cet éclairage se fait au moyen de la bougie Jablochkoff, appareil qui ne peut fonctionner qu'avec les courants alternatifs.

Dans les usines à courants continus, qui servent, tant pour l'éclairage par incandescence, que pour l'éclairage par l'arc voltaïque, les machines dynamos sont actionnées chacune par un moteur spécial, ou groupées par deux, sur un même moteur.

Chacun de ces ensembles s'appelle un groupe-unité, et une usine centrale se compose de la réunion d'un certain nombre de groupes-unités. On pourrait, sans doute, n'avoir qu'un moteur commun à toutes les machines dynamos, mais à cause, des variations dans la consommation de l'électricité, pendant une grande partie de la journée, ce système serait peu économique.

Toutes les machines dynamos, réunies par paires, envoient leurs courants dans de fortes barres de cuivre, d'où partent les conducteurs principaux. Sur ces conducteurs principaux s'embranchent les courants secondaires {dérivations) pour les particuliers. Par les soudures entre les conducteurs principaux et les conducteurs secondaires, il y a toujours une perte de charge, mais elle est prévue dans les installations.

Tel est le mode de distribution des courants continus, pour les lampes à incandescence. Pour les lampes à arc, qu'elles soient munies d'un régulateur, ou composées de simples bougies Jablochkoff, on réunit également les machines dynamos par paires,

SUPPLÉMENT A L'ART DE L'ÉCLAIRAGE

et Ton fait aboutir leurs courants à de fortes barres de cuivre, d'où partent les conducteurs principaux, puis les conducteurs secondaires qui leur sont soudés. Il faut, toutefois, pour se contenter de ce mode de distribution générale, que les espaces à éclairer soient peu distants des machines dynamos. Pour l'éclairage de grandes étendues, comme une ville ou un vaste chantier, il faut des circuits distincts, alimentés chacun par une machine à vapeur spéciale.

Les conducteurs de cuivre, isolés comme nous l'avons indiqué dans le chapitre précédent, sont établis dans des gouttières de bois, ou de béton, enfouies sous le sol des rues. Ils amènent le courant aux lampes, qui sont disposées, de toutes manières, par unités ou par groupes, formant des luminaires séparés, ou des lustres. Dans le support des lampes ou des lustres, est une boîte, où aboutissent les fils; elle est munie d'une clef, que Ton tourne à la main, pour allumer ou éteindre la lampe. Il y a, en outre, dans chaque circuit, un des coupe-circuits^ que nous avons représentés plus haut (pages 436 et 437) muni de son fil de plomb, lequel, en cas d'excès de courant, fond, et interrompt le passage de. l'électricité.

Les usines à courants alternatif s sont disposées comme celles à. courants continus.

Mais une découverte importante, celle des transformateurs, a permis de rendre plus économique et plus pratique l'emploi des courants alternatifs.

Les courants alternatifs sont d'une grande puissance, mais ils ne pourraient se prêter à l'alimentation de toutes les lampes différant de volume, ou à l'alimentation simultanée des lampes à arc et à celles à incandescence. L'appareil nommé transformateur par les inventeurs, parmi lesquels il faut citer MM. Gaulard et Gibbs, Gramme, Jablochkoff, Cabanellas, etc., ont pour effet de. modifier les propriétés de ce courant

quant à son intensité, et de permettre de le diviser, pour le distribuer à des groupes différents de lampes.

Un transformateur se compose, en principe, d'une bobine d'induction de Ruhmkorff, dont ie fil primaire est parcouru par les courants alternatifs venant de l'usine. En parcourant les sphères de la bobine de RuhmkorfF, les courants alternatifs développent, dans le fil secondaire de la bobine, des courants d'induction , lesquels sont susceptibles de se diviser, si l'on extrait un nombre plus ou moins grand de couples de l'appareil transformateur. L'éclairage peut prendre ainsi toutes les variations d'intensité que l'on désire.

Nous représentons, dans la figure 360, le transformateur de MM. Gaulard et Gibbs, le premier en date de ces appareils, qui fut présenté, en 1883, à l'Exposition de Londres, et en 1884, à celle de Paris. lise compose de quatre colonnes verticales, en bois, reposant sur un socle, également en bois. Entre ces colonnes, se dresse une série de cylindres, composés d'un grand nombre de rondelles de cuivre, de 9 centimètres de diamètre intérieur, et excessivement minces. Ce système est destiné à produire l'effet de la bobine d'induction de Ruhmkorff; A cet effet, chaque disque est percé, au centre, d'un trou, de 2 centimètres de diamètre, et il porte une fente, en forme de rayon. Aux deux extrémités de chaque fente, le disque est relié aux deux disques placés au-dessus et au-dessous de lui, et cette liaison fait de l'ensemble une spirale de cuivre en forme de ruban, qui parcourt les circuits alternatifs. Entre les deux disques, il y a un troisième disque intercalé, et la réunion de ce dernier système fournit une seconde spirale insérée dans la première, mais isolée d'elle par un vernis qui couvre ses deux faces. Les disques sont, en outre, séparés les uns des autres, par des feuilles de papier-parchemin.

Fig. 360.

Transformateur de MM. Gaulard et Gibbs.

C'est dans ce dernier système que s'établit le courant d'induction, développé par le circuit primaire, et ce sont ces courants d'induction qui, jouissant de propriétés physiques autres que celles du courant primaire, serviront à alimenter les lampes.

Pour obtenir une intensité variable d'éclairage, pour faire fonctionner par exemple des lampes à arc ou des lampes à incandescence, en nombre quelconque, on prend une quantité de couples transformateurs répondant à l'intensité de la force électro-motrice dont on a besoin pour l'éclairage.

Tel est le premier transformateur qui ait été construit, et qui est en usage dans beaucoup d'usines centrales.

Plusieurs physiciens ont construit des transformateurs d'une tout autre forme.

MM. Zapernowski, Deri et Blaty, ont pris des anneaux dont les bobines sont isolées les unes des autres, et qui constituent des bobines de Ruhmkorff économiques.

M. Diehl a construit un transformateur, qui fait partie intégrante de chaque lampe.

MM. Edison et Westinghouse ont proposé d'autres appareils du même genre,, qui sont appliqués dans les usines d'Amérique.

On a beaucoup discuté sur les avantages et les inconvénients respectifs des courants continus et des courants alternatifs, dans les usines centrales. Les courants continus con-

SUPPLEMENT A L'ART DE L'ÉCLAIRAGE

viennent particulièrement pour le transport de la force à distance, et ils ont l'avantage de pouvoir servir aux opérations galvanoplastiques et électro-chimiques. Ils paraissent particulièrement favorables à l'alimentation des lampes à arc. Leur inconvénient, c'est de ne pouvoir s'étendre à une grande distance, et de perdre une partie de leur intensité en s'éloignant de leur point de départ. Les courants alternatifs ont, au contraire, un rayon d'action considérable, et peuvent éclairer des lieux très distants de leur source, sans rien perdre de leur puissance. Mais ils sont impropres aux décompositions chimiques, et ne conviennent pas au transport de la force motrice.