MESURE DE LIS TES SITE D'USE RADIATION SIMPLE

Lampe à incandescence i 800

I>auipe à arc 4100

Soleil 7600

Cette détermination de la température du Soleil a été confirmée parles expériences plus récentes de MM. Wilson et (jray par une méthode toute différente (p. i5i).

l'ne série de mesures ont été faites avec le même appareil tians les usines à fer. Voici quelques résultats.

Il((iil foiifiieau pour fonte Bessemer.

Creuset devant les tuyères i gSo"

Coulée de la fonte. Commencement i 400

— Fin 1 320

Cornue Bessemer.

Coulée de la scorie i 58o

Coulée de l'acier dans la poche i 640

— dans les lingotières. ... 1 58o

Réchauffage du lingot i 200

Fin du martelage i 080

Fours Sieniens-Martiii .

Coulée de l'acier dans la poche. Commencement I 58o

Coulée de l'acier dans la poche. Fin. . . . 1420

Coulée dans les moules 1490

Conditions cfeniploi. — Le pj'romètre optique, en raison de l'incertitude sur les pouvoirs émissifs, du peu de sensibilité de Tocil pour les comparaisons d'inlensité lumineuse, ne peut pas conduire à des résultats aussi précis que les autres méthodes pyrométriques. Son emploi doit être limité aux cas où ces autres méthodes se trouvent nécessairement en défaut ; par

172 PYRO METRE A RADIATIOy LUMINEUSE .

exemple, dans le cas de corps en mouvement comme un rail passant au laminoir ; dans le cas de températures très élevées supérieures à la fusion du platine comme celle du creuset du haut fourneau ou celle du four électrique ; dans le cas de corps isolés rayonnant librement dans Tair comme des flammes carbonées ou des fils chauffés par le courant électrique que Ton ne pourrait toucher sans modifier leur température.

Elle est encore commode dans le cas de fours fortement chauffés comme les fours à acier, à porcelaine. Mais pour cet usage il faut se garder contre l'éclat des flammes toujours plus chaudes que le four et contre les rentrées d'air froid. Le dispositif du tube fermé indiqué à propos du pyromètre à radiation calorifique est indispensable si Ton veut arriver à des résultats à peu près exacts. Comparativement à ce dernier pyromètre, le pyromètre optique a l'avantage d'être beaucoup plus simple et moins coûteux, de n'exiger aucune installation préalable à poste fixe. Il a, par contre, l'inconvénient d'exiger une intervention plus active de l'opérateur et de pouvoir difficilement être confié à un ouvrier, tandis que l'on conçoit une organisation du pyromètre à radiation calorifique telle que toute l'observation se réduise à une lecture sur un cadran.

Mesure de l'intensité relative de radiations différentes. — C'est sur ce principe que repose l'estimation à l'œil des températures telle que la font les ouvriers dans les usines. De nombreuses tentatives, peu heureuses d'ailleurs, ont été faites pour transformer cette méthode et lui donner de ki précision. 11 n'y a lieu de s'en occuper qu'au point de vue du contrôle sommaire de la marche des fours dans l'industrie.

a. Emploi de Vœil. — Pouillet a fait un repérage de

ÎSCmC DE L'ISTESSirÉ DE RADIATIOSS DIFFÉRENTES 173

l' couleur (les corps incandescents par rapport au thermomètre à air. Le tableau qu'il a dressé se trouve aujourd'hui encore reproduit partout :

Rouge naissant. . ^1^^ Orange foncé. . . i 100''

— sombre . . 700 — clair ... 1 200 Cerise naissant. . 800 Blanc 1 3oo

) — pp. dit . . 900 — soudant . . 1 400

— clair . . . 1000 — éblouissant. 1 5oo

L'estimation de ces nuances, très- arbitraire, varie d'une personne à l'autre; bien plus, elle varie pour une même personne avec l'éclairement extérieur. Le jour et la nuit, les nuances sont difterentes : c'est ainsi que '- la flamme du gaz, jaune pendant le jour, paraît blanche la nuit.

1). Emploi du verre de cobalt. — On peut exagérer les changements de nuance en supprimant du spectre les radiations centrales, le jaune et le vert par exemple, pour ne conserver que le rouge et le bleu. Les variations relatives de deux nuances sont d'autant plus grandes qu'elles sont plus éloignées dans le spectre ; or, le rouge et le bleu forment les deux extrémités du spectre visible.

On a proposé dans ce but l'emploi du verre de cobalt qui arrête le jaune et le vert, mais laisse passer le rouge et le bleu. Il faut remarquer tout d'abord que le rapport des radiations transmises varie avec l'épaisseur du verre, en même temps que leur intensité absolue.

Soient I., et Ii, les intensités des radiations émises, /.„ et k(, les proportions transmises parle verre à travers une épaisseur i. A travers une épaisseur e, la proportion transmise sera

PYROMETRE A RADIATIOy LU MIS EU SE

<|ui variera avec e toutes les fois que /.„ sera clifFérent de /ij.

Il en résulte que deux verres de cobalt, difréranl comme épaisseur ou teneur en cobalt, ne donneront pas les mêmes résultats. Si donc on casse son verre habituel, tout l'apprentissage de Fœil qu'il a fallu faire sera perdu.

En outre, le cobalt a Tinconvénient de ne pas avoir un assez grand pouvoir absorbant pour le rouge, qui prédomine aux températures les plus usuelles que nous produisons. Il serait possible, sans doute par* addition d'oxyde de cuivre, d'augmenter le pouvoir absorbant pour le rouge.

On aurait des résultats meilleurs et plus comparables en employant des solutions de sels métalliques ou de composés organiques convenablement choisis. Mai's peu d'essais ont été faits dans cette voie.

Lunette de MM. Mesuré et Nouel. — On sait qu'en plaçant entre deux niçois une lame de quartz perpendiculaire à l'axe on supprime un certain nombre des radiations du spectre. Celui-ci est alors composé de bandes sombres dont l'espacement dépend de l'épaisseur du quartz et la position de l'angle des niçois. ]MM. Mesuré et .\ouel ont utilisé ce principe pour supprimer les parties centrales du spectre ; cette solution est excellente et préférable à l'emploi des milieux absorbants. L'appareil comprend essentiellement (fi g. 36) un polariseur P et un analyseur A dont le réglage à l'extinction donne le zéro de la graduation du cercle divisé G C. Ce cercle est divisé en degrés et est mobile devant un index fixe I. Entre les deux niçois P et A, se trouve un quartz Q, d'épaisseur convenable, bien calibré. La monture M permet son enlèvement rapide, si on avait à vérifier le

MESURE DE L'I.XTEXSITÉ DE RADIATIOyS DIFFÉRENTES i-5

réglage des niçois P et A. Le quartz 0 est taillé perpciidic'ulaireiuent à Taxe.

Une loupe L vise Fouverture opposée G garnie d'iuie glace parallèle, ou à volonté, d'un verre diffusant dépoli très doux.

Les proportions relatives de divers rayons qu'émet

Fi>. 3G.

un corps incandescent variant avec la température, il s'ensuivra que, pour une position donnée de l'analyseur A, la teinte composée obtenue sera différente suivant cette température.

Lorsqu'on fait tourner l'analyseur pendant que l'on regarde un corps lumineux donné, on constate que les variations des colorations sont beaucoup plus rapides dans une position déterminée de l'analyseur. Une très faible rotation fait brusquement passer la coloration du rouge au vert. Or, si on laisse l'analyseur fixe, une faible variation de la température du corps incandescent produit le même effet. La teinte transitoire rouge-vert constitue ce que l'on appelle la teinte sensible. Il y a alors deuxJjandes d'absorption, une dans le jaune et une dans le violet.

On peut employer cet appareil de deux façons différentes. Ou bien fixer d'une façon invariable l'analyseur dans une position qui donne la teinte sensible pour la température que l'on a le plus d'intérêt à surveiller et

i;6 PYROMETRE A RADIATION LUMIXEUSE

observer les changements de nuances qui se produisent quand la température viendra à s'écarter de la température type tlans un sens ou dans l'autre. C'est le mode normal d'emploi de cet appareil. On veut dans une fabrication donnée (verre, acier) s'assurer que la température des fours reste bien toujours la même, on réglera une fois pour toutes la lunette, pour cette température. Il suffira d'un apprentissage peu prolongé de l'œil pour saisir le sens des changements de nuances.

Les inventeurs ont cherché à faire de leur appareil un instrument de mesure ; cette idée est très discutable. En théorie, cela est facile, il suffit, au lieu de laisser l'analyseur fixe, de le faire tourner jusqu'à l'obtention de la teinte sensible et de noter l'angle qui définit la position de l'analyseur. Mais en fait, la nuance sensible n'est pas rigoureusement déterminée et varie suivant les observateurs. Une graduation faite par un observateur ne sera pas bonne pour un autre 11 n'est même pas sûr que le même observateur choisisse toujours de même la teinte sensible. A chaque température la teinte sensible est un peu différente, et il est impossible de conserver le souvenir dans toute l'échelle des températures des teintes que l'on a choisies le jour de la graduation. Il y a déjà une certaine difficulté à se la rappeler, pour une température unique.

Les chiffres suivants donneront une idée des écarts qui peuvent exister entre deux opérateurs sur la position de la teinte sensible.

Angle de l'analyseur.

Soleil 8000° 84 86

Flamme du gaz 1680 65 70

Platine rouge 800 4o 4^

Les erreurs sur l'estimation des températures qui

MESURE DE C IX TE S SI TÉ DE RADIATIOyS DIFFÉRENTES 177

résulteraient de riiicertitude de la nuance sensible dépasseraient alors loo". Avec des observateurs ayant fait un apprentissage plus prolongé, l'écart serait un peu réduit, mais il resterait toujours assez grand.

Pyromètre de M. Crova. — ^I. Crova a cherché à donner à la méthode d'estimation des températures reposant sur la variation inégale des diverses radiations tlu spectre une précision scientifiqiie en mesurant l'intensité absolue de chacune des deux radiations utilisées ; mais cette méthode, au point de vue pratique, ne semble pas avoir donné de résultats plus exacts que les précédentes.

L'œil est beaucoup moins sensible aux difîerences d'intensité qu'aux différences de nuance, de sorte qu'il n'y a aucun avantage à passer par des mesures d'intensité.

M. Crova compare deux radiations

À = 676 (rouge) X := 5j3 (vert)

venant de l'objet étudié et d'une lampe à huile servant d'étalon. Pour cela, au moyen d'un diaphragme variable, il amène à égalité l'une des deux radiations émanant de chacune des sources, et mesure ensuite le rapport des intensités de l'autre radiation.

L'appareil est un spectrophotomètre. Devant la moitié de la hauteur de la flamme se trouve un prisme à réflexion totale qui renvoie la lumière d'un verre dépoli éclairé par les radiations d'une lampe à huile ayant au préalable traversé deux niçois et un diaphragme d'une ouverture variable. Sur l'autre moitié de la l'ente, on projette avec une lentille l'image du corps étudié.

Avant d'employer l'appareil, il faut régler les limites

Le CuATEUtR. Températures élevées. 12

178 PYROMETRE A RADIATIOy LUMLYEUSE

extrêmes du déplacement du spectre de façon à projeter successivement sur la lente, au foyer de Foculaire, les deux radiations choisies (À = 676 et À = aaS). Pour cela, on interpose entre les deux niçois croisés un quartz de 4 millimètres qui rétablit l'éclairement ; pour éteindre à nouveau, on doit faire tourner l'analyseur de ii5°38' pour À = 523, et de 65°52' pour à = 676. On règle alors l'excursion extrême de la lunette de façon à ce que la bande sombre produite par le quartz arrive au milieu de la fente oculaire.

L'appareil ainsi réglé, pour faire une mesure aux basses températures, inférieures à celles du charbon brûlant dans la lampe étalon, on amène à égalité la radiation rouge avec le diaphragme, puis sans toucher de nouveau au diaphragme, on ramène le vert à l'égalité en faisant tourner le nicol.

Le degré optique est donné par la formule N = I 000 cos-a, en désignant par a l'angle des deux sections ])rincipales des niçois.

Pour les températures plus élevées, on renverse l'opération ; on amène d'abord le vert à l'égalité par le diaphragme, puis le rouge à l'égalité par une rotation de l'analyseur. Le degré optique est alors donné par la

formule N = r- ■> et la rotation variant de 0° à qo°,

les degrés optiques varient de i 000° à l'infini.

Cette méthode, qui est excellente au point de vue théorique, présente de graves inconvénients au point de vue pratique :

1° Défaut de précision des mesures. En admettant une erreur de 10 p. 100 sur chacune des mesures relatives aux radiations rouge et verte, l'erreur totale possible sera de 20 p. 100; or, entre 700° et i Soc", les rapports d'intensités varient de i à 5 ; cela conduit à un écart de — -r-sur 800°, soit 32°.