DÉTERMINATION DES RÉS1ST1BILITÉS

superficielles. Le disque supérieur est chargé d'un poids suffisant pour assurer l'adhérence avec le diélectrique. Celui-ci est alors soumis à une différence de potentiel élevée, qu'on obtient dans les laboratoires d'étalonnage par des batteries de petits éléments secondaires au nombre de plusieurs milliers. On mesure simultanément, avec un électromètre et avec un galvanomètre très sensible, la différence de potentiel et le courant entre les disques. Une vérification préalable sera faite pour constater s'il n'y a pas une rupture du diélectrique pouvant compromettre le galvanomètre pendant la mesure.

On note soigneusement la température et la durée d'électrisation du diélectrique. Dans une telle mesure, de grandes précautions doivent être prises pour empêcher les dérivations de courant par les bords du disque isolant. Pour éviter l'humidité, celui-ci peut être disposé sous une cloche contenant des matières desséchantes. Une bonne précaution est d'entourer le disque métallique relié au galvanomètre d'un anneau de garde reposant sur le diélectrique et communiquant directement avec le pôle de la pile relié au galvanomètre. Ainsi, le courant qui franchit le bord de la feuille isolante ne traverse pas l'instrument.

L'influence de la température est plus grande encore pour les isolants que pour les électrolytes. La formule de correction est exponentielle. Pour la gutta-percha , on a

Rt = R0 X 0,894s

entre o° et 38° C.

La résistibilité de la gutta-percha étant représentée par 100 à o°C après i minute d'électrisation, monte k 3i8 après 90 minutes. A 240 C, la variation n'est que de 5,5 à 7,66 dans les mêmes conditions de temps.

Ces observations montrent qu'il est impossible d'atteindre une grande précision dans la mesure de la résistibilité des isolants, laquelle est fonction de la durée de passage du courant et, en outre, de la différence de potentiel appliquée. En forçant suffisamment celle-ci, on produit un courant intense sous forme de décharge disruptive.

Détermination de la résistance d'un câble électrique à l'usine. — Les cahiers des charges relatifs aux câbles électriques spécifient la résistance kilométrique du conducteur à une température donnée. Si le câble est recouvert d'une gaîne imperméable, Fessai se fait après en avoir immergé une longueur connue dans une cuve dont on maintient l'eau à une température constante pendant 24 heures, afin que l'équilibre de température s'établisse à travers la gaîne mauvaise conductrice. La mesure s'effectue au pont de Wheatstone, par exemple, et l'on a soin de déterminer la résistance des fils de connexion avant et après l'expérience, afin de déduire la moyenne trouvée de la résistance totale obtenue. Il y a lieu de faire les corrections pour la température, pour ramener le résultat à la température indiquée au cahier des charges.

Détermination de la résistance d'une canalisation posée.

— Deux cas se présentent :

à) il existe plusieurs conducteurs entre les points extrêmes ;

b) il n'y a qu'un seul conducteur et le retour se fait par le sol, ce qui est le cas des longues lignes sous-marines.

Cas de plusieurs lignes. On établit un circuit métallique en bouclant deux des conducteurs à l'un des postes extrêmes et Ton détermine la résistance de ce circuit en connectant les deux bouts disponibles aux appareils de mesure par des fils de jonction, dont la résistance doit être déduite du résultat trouvé.

Si Ton dispose de trois lignes, on peut faire trois combinaisons de ce genre, dont les résultats permettent de déterminer séparément là résistance de chacune des lignes.

Un tel essai est forcément moins précis que l'essai des câbles à l'usine ; on ne peut, en effet, faire la correction pour la température, attendu que celle-ci n'est pas connue. On a précisément recours à un essai de la ligne posée pour déterminer la température moyenne du câble, essayé au préalable à l'usine ; Ton applique la formule

Rt=Rt'j 1 +«(**') |,

dans laquelle t' est la seule inconnue. La connaissance de cette température moyenne permet de faire la correction relative à la résistance d'isolement du câble, résistance qui varie beaucoup plus que celle du conducteur avec la température.

Cas d'une ligne unique. Dans le cas où Ton ne dispose que d'une ligne unique entre les deux postes extrêmes, il est nécessaire de compléter le circuit par la terre, la ligne étant reliée d'une part aux appareils de mesure, d'autre part au sol. On fait ainsi intervenir dans le résultat la résistance du retour par la terre, qui est peu importante si la ligne est longue.

Supposons que l'essai s'opère au moyen du pont deWheatstone, qui est l'appareil le plus employé pour ce genre de mesures. Une difficulté surgit du fait des courants telluriques produits par des différences de potentiel existant entre les divers points de la terre. Les forces électromotrices qui donnent naissance à ces courants ne dépassent généralement pas quelques volts et elles ne varient que très lentement, sauf au moment des orages magnétiques, où elles peuvent atteindre des centaines de volts et varier très rapidement. Il y a aussi des forces électromotrices dues à la polarisation des plaques de terre, mais elles sont inférieures à 1 volt.

Pour éliminer ces effets perturbateurs, on traite la ligne comme une résistance contenant une force électromotrice en appliquant une méthode d'essai analogue à celle de Mance décrite plus loin et qu'on désigne sous le nom de méthode du faux \éro. On considère la déviation du galvanomètre, occasionnée par le courant tellurique avant rabaissement de la clef de la pile, comme le zéro de l'échelle et Ton règle les branches du pont de manière à maintenir l'index dans cette position. Il est bon d'employer une pile assez forte, de 5o à 100 éléments Daniell par exemple, afin de rendre minimum l'effet relatif du courant tellurique. On n'abaisse la clef du galvanomètre que 10 à 20 secondes après la clef de la pile, pour éviter l'influence sur l'instrument du courant de charge du câble.

Pour plus d'exactitude, on répète l'essai après avoir renversé le courant de la pile d'essai, ce qui intervertit le sens du courant dans la ligne, et l'on prend la moyenne des résultats.

Un moyen de neutraliser les forces électromotrices de la ligne consiste à intercaler dans celle-ci quelques éléments de pile, dont on fait varier la tension aux bornes, à l'aide d'un rhéostat en dérivation, de manière à introduire dans la ligne une différence de potentiel égale et opposée aux forces électromotrices perturbatrices. On vérifie si le résultat est atteint à l'aide du galvanomètre, dont l'aiguille doit rester au zéro avant l'abaissement de la clef d'inversion disposée à la suite de la pile d'essai du pont.

Isolement des lignes aériennes. — On définit, sous le nom de résistance à l'isolement d'une canalisation, la résistance mesurée entre le conducteur et la terre. Elle est en raison inverse de la longueur de la ligne ; il s'ensuit que, pour conserver un taux de perte constant, l'isolement par unité de longueur doit croître avec l'étendue de la canalisation.

L'isolement des canalisations aériennes ou souterraines à conducteurs nus varie beaucoup avec l'état hygrométrique de l'air, à cause de la buée qui se dépose en quantité plus ou moins considérable sur les isolateurs. Dans une atmosphère très humide, l'isolement tombe souvent en dessous de 1 mégohm par kilomètre.

La mesure de l'isolement s'opère par l'une des méthodes employées pour l'évaluation des grandes résistances. Si l'isolement est très élevé, on adopte la méthode de déviation, en observant

ESSAIS GÉNÉRAUX DES CANALISATIONS ÉLECTRIQUES. * 3jg

la déviation occasionnée par le courant de perte dans un galvanomètre, sensible et gradué au préalable, qu'on intercale entre la pile d'essai et l'une des extrémités de la ligne, celle-ci étant isolée à l'autre extrémité.

Lorsque la résistance d'isolement n'est pas très élevée, la mesure peut se faire simplement à l'aide du pont de Wheatstone.

Isolement des isolateurs. — • La réception des isolateurs comporte la vérification de leur isolement. A cet effet, les isolateurs à cloche sont renversés dans une cuve contenant de l'eau jusqu'à 2 cm environ du bord des cloches ; de l'eau est également versée dans les cloches jusqu'au même niveau. On laisse les isolateurs dans cet état pendant 24 heures, afin de donner au liquide le temps d'imbiber les fissures que la porcelaine peut éventuellement présenter. On sèche alors les bords des isolateurs en promenant à proximité de leur surface un fer rouge ou une rampe à gaz ; puis on mesure l'isolement en reliant les deux pôles d'une pile de 100 volts, l'un à l'eau de la cuve par une plaque baignant dans celle-ci, l'autre à l'eau qui remplit l'intérieur des cloches, un galvanomètre étalonné étant intercalé dans le circuit. Pour opérer rapidement, on tient la seconde électrode par un long manche en ébonite pour la plonger successivement dans chaque isolateur. Lorsque la déviation du galvanomètre dépasse celle qui correspond à l'isolement minimum exigé, 1 ooomégohms par exemple, on rebute l'isolateur défectueux.

Il y a une tendance à substituer à l'essai précédent un simple essai du pouvoir diélectrique des isolateurs qu'on soumet à une tension de plusieurs milliers de volts, grâce à un transformateur à courants alternatifs. Au moment de l'application de cette tension à l'isolateur immergé, la buée qui recouvre les bords de la porcelaine est volatilisée. Si la cloche présente une gerçure, le courant primaire atteint une intensité suffisante pour fondre le fil de sûreté intercalé dans le circuit inducteur.

Il faut remarquer que le pouvoir diélectrique pour les tensions élevées n'est pas directement lié à la résistance c'isoîerr.cn; mesurée avec des différences de potentiel faibles. C'est ainsi que l'air qui, à la température ordinaire, est un isolant pratiquement parfait

pour la décharge cônductive, résiste très mal à la décharge disruptive, la distance explosive croissant plus vite que les différences de potentiel appliquées.

Il est logique de contrôler le pouvoir diélectrique des isolateurs qui ont à résister aux tensions élevées qu'occasionnent les décharges atmosphériques ainsi que certains effets de réactance.

Pour ces essais, on utilise des transformateurs à noyau droit et à voltage secondaire variable soit par déplacement du noyau, soit par réglage du courant primaire à l'aide d'un rhéostat. Aux bornes secondaires sont raccordées des pointes dont l'écartement, réglé par une vis micrométrique, limite la tension. Un électromètre indique cette dernière. La différence de potentiel secondaire est appliquée pendant une minute au moins.

Voici, d'après M. Steinmetz, pour différents isolants, la distance explosive d, en centièmes de millimètre, la tension E étant exprimée en kilovolts.

— i,3 E Air d = 36(e — i) + 54 E + 1,2 E*

Mica d = 0,24 E-f- 0,014 E2

Papier paraffiné d == 3 E

Fibre d = 7,65 E

Paraffine fondue J , ^

Huile de lin cuite \

Isolement des câbles recouverts de gutta-percha. — L'isolement des câbles télégraphiques souterrains et sous-marins, isolés à la gutta-percha, doit être déterminé méticuleusement, pour éviter les grandes dépenses qu'occasionnent les réparations des lignes défectueuses.

Les âmes, composées de conducteurs en cuivre recouverts de gomme isolante, sont fabriquées par bouts de 5oo m à 3 000 m. L'essai à l'usine n'a lieu qu'une quinzaine de jours après la fabrication, afin de laisser à la gutta-percha, dont la résistibilité a diminué pendant le travail, le temps de reprendre ses qualités. Les bouts à essayer sont lovés dans des cuves qu'on remplit d'eau maintenue, par des jets de vapeur, à une température de 240 C pendant 24 heures. Il faut ce temps pour assurer l'établissement de l'équilibre de température à travers l'enveloppe mauvaise conductrice de la chaleur.

La mesure de l'isolement s'effectue par la méthode et sous la tension spécifiées au cahier des charges, les résultats obtenus variant avec les conditions d'expérience. Une force électromotrice assez grande est nécessaire pour déceler les gerçures, qui ne se manifesteraient pas avec une tension réduite, et pour rendre négligeables les effets de polarisation. Généralement, on procède à Fessai par la méthode de déviation, en employant une pile de ioo éléments au sulfate de cuivre. On commence par étalonner le galvanomètre convenablement shunté, en s'aidant d'un seul élément et d'une boîte de résistance de 10 ooo à ioo ooo ohms. On détermine d'ailleurs le rapport de la force électromotrice de cet élément à celle de la pile entière d'après les élongations qu'accuse un galvanomètre balistique, quand on y décharge un condensateur chargé successivement à l'aide de ces deux forces électromotrices. Les élongations sont rendues comparables par l'emploi de shunts ; on a soin de faire la correction que ceux-ci nécessitent (chap. VI).

Fig. 189.

On connecte ensuite l'un des pôles de la grande pile à l'eau de la cuve, par l'intermédiaire d'une clef d'inversion, tandis que l'autre pôle est relié au câble , à travers le galvanomètre protégé par une clef de court-circuit, qui permet d'éviter le passage dans l'appareil du courant de charge initial.

Le plus grand soin doit être apporté à l'isolement des instru-

ments, des piles et des fils de connexion. Les clefs et les bornes d'attache doivent être montées sur des colonnes en ébonite. L'isolement des fils de connexion est vérifié par une mesure préalable et Ton corrige, s'il y a lieu, dans l'essai définitif, l'erreur que leur emploi entraîne. Il faut éviter qu'il puisse se produire des déperditions de courant par une couche d'humidité qui ferait éventuellement communiquer les bouts dénudés du câble avec l'eau de la cuve. On rafraîchit ces bouts en taillant la gutta-percha à l'aide d'un canif et en les enduisant de paraffine. On peut aussi enrouler autour des extrémités de la gaîne isolante un fil métallique qui est relié, d'autre part, à la borne du galvanomètre en contact avec la pile. Ainsi, le courant dérivé par la couche superficielle de l'isolant ne passe pas dans le galvanomètre.

Il convient de disposer le galvanomètre comme la fi g. 189 l'indique et de ne pas intercaler cet appareil entre la clef d'inversion et la cuve, car les piles n'étant jamais parfaitement isolées, le courant de perte des éléments augmenterait la déviation de l'instrument.

Après avoir maintenu la clef d'inversion abaissée pendant 10 à 20 secondes , on ouvre la clef de court-circuit. Le shunt est réglé de manière à obtenir une déviation convenable. On note la lecture après 1 ou 2 minutes. Ce sont là les durées d'électrisation le plus souvent indiquées dans les cahiers des charges. Si l'on prolonge l'expérience, on constate que la déviation du galvanomètre va en décroissant de moins en moins vite jusqu'à une valeur fixe. On ferme ensuite la clef de court-circuit et relève la clef d'inversion de manière à laisser le câble se décharger, après quoi on recommence l'essai en renversant le sens du courant : on adopte la moyenne des lectures. Les déviations servant au calcul de la résistance d'isolement sont celles observées après 1 ou 2 minutes d'électrisation. On apporte les corrections pour la température en s'aidant de la formule donnée au chap. XXIV.

Si l'on recommençait la mesure par d'autres méthodes , telles que celle de la perte de charge, on trouverait d'autres résultats différant de plusieurs centièmes, car les isolants donnent lieu à des phénomènes d'hystérésis diélectrique que ne présentent pas les conducteurs ; ce qui fait que la mesure de la résistance des premiers p'est pas susceptible d'une grande précisio.i. C'est pourquoi il

faut avoir soin d'indiquer, en même temps que le résultat, la méthode employée et les conditions d'expérience.

La détermination de l'isolement d'un câble posé s'effectue par un procédé semblable au précédent , mais cet essai est moins précis encore , par suite de l'impossibilité de mesurer la température moyenne du câble* On peut calculer cette température en comparant la résistance du conducteur après la pose à sa résistance mesurée à l'usine, à une température connue.

Isolement des joints des câbles isolés à la gutta-percha. —

La résistance d'isolement d'un joint ordinaire se rapproche de io6 mégohms, en sorte que la vérification de cet isolement exige des méthodes de mesure spéciales. Le plus souvent, les cahiers des charges spécifient que l'isolement d'un joint doit être équivalent à celui de 2 m de câble et que la comparaison doit être faite, par la méthode d'accumulation , avec une pile de 200 éléments au sulfate de cuivre.

Les deux rouleaux de câble réunis sont isolés et la jonction est plongée dans une cuve suspendue à des lanières en caoutchouc, afin d'assurer son isolement. Le circuit comprend la pile d'essai, une clef d'inversion , un condensateur, le conducteur du câble et

Fig. 190.

l'eau de la cuve, dans laquelle plonge une électrode métallique. Le condensateur peut ainsi se charger de la quantité d'électricité qui passe à travers le joint. L'effet de sa décharge dans le galvanomètre

après une ou deux minutes cTélectrisation est comparé à celui de 2 m de câble, dans les mêmes conditions.

On vérifie si le circuit est bien isolé en abandonnant le condensateur chargé pendant 3 ou 4 minutes , la clef de décharge étant dans la position d'isolement et la clef d'inversion relevée. Il faut que l'élongation obtenue après ce temps ne diffère p«s sensiblement de Télongation due à une décharge immédiate.

L'essai des joints peut également se faire par la méthode de perte de charge (chap. XIII), mais dans ce cas l'isolement du condensateur doit être très supérieur à celui du joint, condition difficile à réaliser.

Isolement des câbles industriels. — L'isolement exigé pour les câbles électriques industriels, pourvus d'une gaîne imperméable, est généralement très élevé. L'isolement kilométrique minimum doit atteindre plusieurs centaines de mégohms et l'on demande une résistance additionnelle, proportionnelle à la tension de service, d'au moins 25 mégohms par 100 volts, pour les applications utilisant des tensions considérables. Au premier abord , on ne conçoit pas la nécessité d'un isolement aussi grand, car la puissance perdue de ce chef pourrait devenir beaucoup plus forte sans cesser de représenter une très petite fraction de celle dissipée par l'effet Joule dans le conducteur. On a fréquemment exprimé l'opinion qu'un isolement kilométrique d'un mégohm suffirait largement. Mais la difficulté est de maintenir un tel isolement, les substances qui le procurent ne résistant pas en général à l'électrolyse. On est obligé de recourir à des corps, tels que le caoutchouc, le papier, le jute, qui, même sous une faible épaisseur, possèdent un pouvoir isolant considérable.

La mesure de l'isolement des câbles de ce genre se fait par des méthodes analogues à celles employées pour les câbles recouverts de gutta-percha. Les câbles imperméables doivent être essayés sous l'eau, de même que les câbles pourvus d'une gaîne de plomb, afin de vérifier l'étanchéité de celle-ci.

Souvent les câbles industriels ont à résister a des tensions alternatives élevées et doivent être essayés sous une force électromotrice variant du simple au double de celle de service, pendant un temps

qui ne peut être inférieur à i minute. L'essai se fait comme pour les isolateurs (voir plus haut).

On étudiera au chap. XXVII les méthodes propres à vérifier l'isolement des réseaux électriques.

Capacité des canalisations. — La capacité des canalisations aériennes est minime. Elle est voisine de 0,0 1 micro farad par kilomètre pour un fil de cuivre de 3 mm de diamètre suspendu à 5 m au dessus du sol, ce dernier servant au retour du courant. Elle peut être mesurée par la méthode des comparaisons successives.

La capacité des câbles, particulièrement de ceux qui servent à la télégraphie, atteint près de 0,2 microfarad par kilomètre. La mesure peut se faire également par la méthode des comparaisons successives dans le cas de câbles courts; mais avec les longs câbles, il est nécessaire de recourir à une méthode de zéro, telle que celle de Lord Kelvin , afin d'éliminer , autant que possible , les erreurs qu'entraîne la différence entre les durées de la charge du câble et de celle d'un condensateur étalon. Des précautions du genre de celles que nous avons indiquées au sujet des essais d'isolement doivent être prises dans ce cas. La charge du câble s'opère ordinairement pendant une minute, avec une pile d'une centaine d'éléments au sulfate de cuivre. Une correction est nécessaire pour tenir compte de la capacité des connexions. La correction pour la température est très peu importante avec la gutta-percha.

Lorsqu'on essaie la capacité d'un câble posé, les courants telluriques troublent parfois les mesures. On laisse alors le câble se charger d'abord sous l'influence du courant terrestre, puis on observe au galvanomètre la charge supplémentaire due à la pile d'essai. C'est l'élongation occasionnée par cette surcharge qu'on compare à celle que produit le condensateur étalon.

Un cas intéressant se présente dans les câbles industriels qui renferment souvent deux conducteurs concentriques protégés par une armature commune. Si l'on cherche la capacité du conducteur intérieur par rapport à l'armature, on rencontre le cas de deux condensateurs en série, le conducteur extérieur constituant une armature commune aux deux condensateurs. La capacité résultante est donc l'inverse de la somme des inverses des capacités des condensateurs composants.

Si Ton charge le condensateur intérieur seul, en mettant les deux conducteurs concentriques en relation avec un générateur d'électricité, l'armature étant à la terre, le condensateur extérieur ne se charge pas et, par suite, le conducteur extérieur prend le même potentiel que l'armature.

C'est pourquoi avec les câbles concentriques ce conducteur est souvent relié directement au sol. C'est également pour cette raison qu'il convient de relier au câble extérieur tous les appareils , tels que ampèremètres, compteurs, etc., afin d'amoindrir le danger des manipulations.

Coefficients d'induction des canalisations électriques. —

La réactance des circuits tient à leur capacité et à leur inductance. Dairs les câbles sous-marins et souterrains, le premier élément est de beaucoup le plus important, mais dans les lignes aériennes le second joue un rôle sérieux, qui rend nécessaire la détermination des coefficients d'induction.

Le coefficient d'induction mutuelle de deux lignes peut s'estimer par comparaison avec une capacité, en ayant recours à la méthode de MM. Vaschy et de la Touanne, par exemple. Cet essai exige des corrections pour tenir compte de la capacité relative des deux lignes. Dans le cas où la terre fait partie du circuit, il faut, en outre, éliminer les courants telluriques , qui peuvent être neutralisés par une pile shuntée, comme on l'a vu à propos de l'essai de résistance des câbles.

Le coefficient de self-induction d'une ligne aérienne se détermine ordinairement par l'une des méthodes de comparaison avec la capacité d'un condensateur.

Ici encore la capacité de la ligne intervient ; voici comment on peut en tenir compte. On sait qu'une capacité C dérivée sur une résistance r joue le rôle d'une self-induction négative égale à — Cra. Supposons que la ligne de longueur / présente une selfinduction Jt, une résistance R et une capacité c par unité de longueur. Si, à une distance x de l'extrémité reliée à la terre, nous considérons un condensateur de capacité cdx, dérivé par rapport au sol, la self-induction Jt/est diminuée d'une quantité cdxx R*xs.

ESSAIS GÉNÉRAUX DES CANALISATIONS ELECTRIQUES. 38j

Il s'ensuit que la self-induction apparente de la ligne entière est

£/ I cdx R»j*-2 = £/ — .-4--.

C'est cette expression qu'il faut introduire dans le calcul des résultats de la mesure.

Si Ton a affaire à une ligne double, c exprime la capacité relative des deux fils par cm.

La charge due à la capacité de la ligne diffère avec la répartition des potentiels le long des deux fils. Si les extrémités bouclées sont réunies à la terre, Tune des lignes prend une charge positive et l'autre une charge négative égale qui neutralise la première lors de la décharge. On ramène le cas de deux conducteurs au cas précédemment étudié en mettant à la terre, non la boucle, mais Tune des extrémités libres : la charge est alors tout entière positive ou négative.

LIGNES TELEGRAPHIQUES.

Essais périodiques. Méthode par courants reçus. — Les

lignes télégraphiques, spécialement les lignes souterraines et sousmarines, doivent être l'objet d'essais périodiques qui ont pour but, d'une part, de vérifier l'état des lignes, d'autre part, de recueillir les données nécessaires pour localiser aisément, le cas échéant, la position des dérangements.

Ces essais consistent à déterminer la résistance électrique des lignes et la résistance d'isolement. Les résultats trouvés sont consignés dans des tableaux indiquant la date des essais et les circonstances dans lesquelles ceux-ci ont été faits ; pour les lignes aériennes, il convient, par exemple, de renseigner l'état atmosphérique (brouillard, pluie, neige, ciel serein), l'humidité de Tair ayant une grande influence sur la résistance d'isolement.

Voici un moyen simple pour l'essai journalier des lignes télégraphiques d'un pays. Tous les postes dont les lignes convergent vers un bureau principal envoient, à des moments déterminés et* différant entr'eux de quelques minutes, un courant continu vers le poste central, à l'aide de leur manipulateur et de leur pile de travail. Ces courants y sont reçus successivement dans un

LIGNES TÉLÉGRAPHIQUES. 38p

galvanomètre étalonné et leurs intensités sont notées. Si un courant n'a pas son intensité normale, on procède, après la série des mesures, à des essais spéciaux, afin de vérifier si l'insuffisance est due à un défaut d'isolement de la ligne, à la fatigue de la pile du poste de transmission ou à d'autres causes. Pour vérifier l'état d'une pile, il suffit de mesurer la force électromotrice de ses éléments à l'aide d'un voltmètre approprié.

Ces essais journaliers sont excellents pour contrôler la décroissance graduelle des courants et juger du moment où il convient de procéder à l'entretien des lignes et des piles.

Dérangements des lignes télégraphiques. — Les dérangements des lignes télégraphiques peuvent être rangés dans les 3 classes suivantes :

/. Communication accidentelle de la ligne avec la terre. Ce dérangement se produit, par exemple, lorsqu'un fil se rompt et qu'un des bouts libres tombe sur le sol, ou bien lorsque le fil est touché par une branche d'arbre , ou encore , dans le cas d'un câble, lorsque l'enveloppe isolante est perforée.

2. Communication entre deux fils voisins. Cette communication résulte soit du bris d'un fil aérien dont les tronçons viennent toucher les fils voisins, soit du mélange des fils ballottés par le vent ; la liaison peut aussi être établie par un objet intermédiaire.

3. Interruption de la ligne. Ce dérangement n'est guère à considérer que dans les câbles souterrains ou sous-marins, dont le conducteur peut être rompu, tout en restant isolé par son enveloppe de gutta-percha. Dans les lignes aériennes, un fil brisé tombe à terre ou sur un autre fil et le dérangement rentre dans l'un des cas énoncés ci-dessus.

Lorsqu'un défaut se produit, on commence par le localiser entre deux postes, puis, dans le cas d'une ligne aérienne, on envoie le long de celle-ci un poseur qui relève la faute et la répare. Cette visite peut se faire très rapidement lorsque la ligne longe un chemin de fer : l'agent, placé dans le fourgon d'un train, suit des yeux le fil qui lui a été indiqué.

Mais s'il s'agit d'un câble souterrain ou sous-marin, ou encore d'une très longue ligne aérienne, il faut recourir à des essais électriques pour déterminer l'endroit où existe le dérangement. On fait un essai préliminaire permettant de déceler la nature de celui-ci. Pour cela, l'on envoie le courant d'une pile sur la ligne, à travers un galvanomètre. La résistance normale de la ligne étant connue par les essais périodiques, si la déviation indique une intensité plus grande que celle déduite de la loi d'Ohm, il y a une perte en un point de la ligne ; si la déviation est très faible, il y a interruption; enfin, si le courant est reçu par un fil voisin, il y a contact entre deux fils.

Connaissant la nature du dérangement, on procède à la localisation de ce dernier. Considérons d'abord le cas du contact d'un fil avec la terre ou avec un autre fil. On détermine la résistance x de la section de ligne comprise entre le poste où Ton se trouve et le contact. Il est clair que si r représente la résistance kilométrique

du fil, le rapport — mesure, en kilomètres, la distance du défaut

au poste d'observation. Dans la recherche de la position d'une faute sur un câble sous-marin, on tiendra compte du mou du câble.

Perte en un point de la ligne. — Supposons qu'une ligne sousmarine soit parfaitement isolée, sauf en un point où le diélectrique est percé. Soient x et y les résistances des deux tronçons séparés par le défaut. Leur somme est connue par les essais périodiques.

Fig. 191.

Appelons \ la résistance de la faute. En déterminant au poste A là résistance de la ligne lorsqu'on met à la terre et isole successivement l'extrémité B, on relève des valeurs permettant de déterminer x,yet £. Toutefois, certaines circonstances rendent souvent cet essai très difficile.

En premier lieu, une ligne n'est jamais parfaitement isolée. Si la résistance d'isolement est de l'ordre de celle du défaut, on peut

LIGNES TÉLÉGRAPHIQUES. 3g I

considérer la première comme due à une faute permanente située au milieu de la ligne. Le défaut localisé par l'essai est alors un défaut résultant fictif, ayant son point d'application entre la faute réelle et la faute due à l'isolement imparfait. Connaissant le siège de cette dernière et sa grandeur par les essais périodiques, ainsi que la position et l'importance de la faute résultante , on peut , en raisonnant comme dans le cas de la composition de forces parallèles, trouver la grandeur et le point d'application du défaut cherché. Ce calcul constitue la correction de Taylor.

On peut d'ailleurs trouver plus simplement le résultat en appliquant les lois de Kirchhoff aux résistances combinées qu'on mesure dans ce cas. Comme il n'y a que les trois inconnues jt, y et \, les essais fournissent suffisamment d'équations pour les calculer.

Mais le problème est indéterminé s'il existe sur une ligne simultanément plusieurs défauts, dont les positions ainsi que les grandeurs sont inconnues, attendu qu'une infinité de combinaisons peuvent fournir les résistances résultantes qu'on mesure de l'un des bouts. C'est pourquoi il est si important de procéder à des essais périodiques, particulièrement sur les lignes sous-marines dont les réparations entraînent parfois des frais énormes. On peut ainsi localiser les défauts à mesure qu'ils se produisent.

Le problème se complique d'ailleurs par le fait que la résistance des fautes est variable. Considérons le cas le plus simple d'un défaut unique constitué par une fissure dans la gaine de guttaperçha. La résistance du défaut comporte celle du liquide qui remplit la fissure et devant laquelle la résistance du retour par la mer peut être négligée, ainsi que la résistance de contact de l'eau avec le conducteur ; cette dernière dépend de la nature des dépôts que l'électrolyse produit sur celui-ci. Si l'on envoie par l'un des bouts du câble, isolé à l'autre bout, un courant qui rend le conducteur positif par rapport à l'eau de la mer, le cuivre se couvre d'une couche d'oxychlorure qui accroît progressivement la résistance du défaut. En envoyant ensuite un courant de sens inverse, le dépôt se réduit par l'hydrogène et les alcalis provenant de la décomposition de l'eau salée. Lorsque le dépôt est entièrement réduit , la résistance de la faute ne dépend plus que du liquide qui remplit la fissure de la gaine isolante et elle passe

par un minimum qui est de courte durée, car l'hydrogène qui se dégage ensuite par bulles et la soude qui environne le métal rendent la résistance du défaut très variable. C'est ce minimum qu'il faut essayer de saisir. Dans ce but, M. Lumsden conseille d'envoyer au préalable un courant réducteur, à l'aide d'une pile énergique, pendant 10 à 12 heures, pour nettoyer le conducteur. On renverse le sens du courant de temps en temps pendant quelques minutes afin de détruire la soude formée et de précipiter le cuivre qui s'est dissous ; ce traitement procure une surface rugueuse favorable au dégagement de l'hydrogène. Le conducteur est ensuite recouvert d'une couche d'oxychlorure de cuivre par un courant oxydant de 20 à 3o milli-ampères appliqué durant une minute environ. On mesure alors la résistance à l'aide du pont de Wheat'stone et avec un courant réducteur. La résistance va en décroissant ; on suit ses variations par un réglage continu du pont. A un moment donné, la résistance s'élève brusquement, par suite du dégagement de l'hydrogène ; on adopte la valeur minima trouvée.

M. Kennely a indiqué une formule empirique permettant de déterminer la résistance d'une faute. Pour des courants inférieurs à 25 milli-ampères, la résistance du défaut peut être représentée par

On verra plus loin le parti qu'on peut tirer de cette formule.

Enfin, une dernière cause d'erreur dans les mesures qui nous occupent est due aux courants telluriques et de polarisation que nous avons déjà rencontrés dans la mesure de la résistance des lignes. A ces courants s'ajoute, dans le cas des câbles sousmarins , le courant que produit la pile constituée à l'endroit du défaut par le cuivre à nu , le fer de l'armature et l'eau de la mer. Cette pile dont le cuivre est le pôle positif, détermine dans le conducteur un courant allant de la faute vers les extrémités reliées à la terre. On élimine ces influences, soit en adoptant la méthode du faux zéro dans la mesure de la résistance, soit en neutralisant les courants parasites au moyen d'une pile intercalée dans la ligne et shuntée convenablement.

LIGNES TELEGRAPHIQUES.

Méthode de Blavier. — Supposons qu'un câble présente une perte unique et constitue la seule communication disponible entre les postes qu'il relie.

On établit les connexions indiquées dans la fig. 192 et Ton mesure la résistance du câble d'abord isolé au bout extrême , puis relié à la terre, en observant les précautions indiquées dans le paragraphe précédent. Une pile shuntée^ sert à neutraliser les courants

fffJf/iV.7

Fig. 192.

parasites dont le câble est le siège. Le galvanomètre n'est relié au circuit que lorsque le courant de charge a pris fin. On emploie un appareil Deprez et d'Arsonval, afin de pouvoir procéder rapidement. Soient r4, r2, r8 les résistances du conducteur, du câble isolé et du câble mis à la terre,

ri = x+y, r 2 = * + 1

et

On déduit de là

•r = r3 — y/ (ra — r3) t^— r3), y=ri—ri+ y/ (r2 — r3) (r< — rz).

On peut répéter les essais à l'autre bout de la ligne et prendre des moyennes.

Méthode de M. Kennely. — En admettant la formule empirique de M. Kennely, d'après laquelle la résistance apparente de la faute est

lorsque i est inférieur à 25 milli-ampères, on peut procéder comme suit.

On mesure x + \ au pont de Wheatstone avec différentes intensités de courant ; soient rK la résistance x + \K lorsque le courant à travers le défaut est iK et r2 la résistance avec un courant quadruple. On a

d'où

r, = x + îi ,

x = 2râ — rr

On emploiera, par exemple, des courants de 2, 3, 4 milli-ampères, puis des courants de 8, 12, 16 milli-ampères et Ton prendra la moyenne des résultats obtenus.

Méthode de la boucle. — Lorsqu'on dispose de plusieurs conducteurs entre les postes extrêmes, on peut localiser le défaut avec beaucoup plus de sûreté que par les méthodes précédentes, en faisant usage du procédé suivant, qui permet d'éliminer l'influence de la résistance du défaut. On boucle le conducteur défec-

Fig. 193.

tueux avec un conducteur intact à l'un des postes et l'on constitue, à l'autre poste, un pont de Wheatstone à l'aide d'un galvanomètre, de deux* boîtes de résistance / et /' et d'une pile. Celle-ci est