SUR LES PHARES A RÉFLECTEURS PARABOLIQUES

La lumière qui s'échappe d’un point rayonnant en divergeant dans toutes les directions, se trouve, à la distance d’un mètre, uniformément répandue sur la surface d’une sphère d’un mètre de rayon ; à une distance décuple, sur une surface semblable dont le rayon serait de 10 mètres, et ainsi de suite. Les étendues superficielles des surfaces sphériques étant entre elles comme les earrés des rayons, il est évident que l'intensité de la lumière décroîtra d’une sphère à l’autre dans le même rapport. A des distances exprimées par À, 10, 100, etc., ces intensités seront 1, 1/100°, 1/10000°, eic, C’est pour cela-que les lumières les plus vives que les hommes sachent produire, éclairent très-imparfaitement dès qu’on en est un peu éloigné.

Plaçons maintenant un point rayonnant au foyer d’un miroir parabolique. Tous les rayons émanés de ce point, qui tombent sur la surface polie du miroir, se réfléchissent en devenant parallèles à son axe; leur divergence primitive est détruite ; ils forment désormais un faisceau cylindrique de lumière qui, sauf l'absorption occasionnée par l’atmosphère, se transmettra à toute distance avec le même éclat. |

L'immense avantage que le miroir vient de nous procurer, n’est pas néanmoins sans inconvénient, Je n’indiquerai pas seulement la déperdition de lumière qui provient de l’imperfection du poli des miroirs et de ce que

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les miroirs d'argent se ternissent, surtout près de la mer; on s’estime heureux quand les miroirs réfléchissent seulement le tiers de la lumière qui les frappe. Mais le cylindre de lumière qui sort d’un miroir a tout juste les dimensions de son ouverture; si on le dirige horizontalement, l’espace qu’il éclairera aura précisément la même largeur à toute distance : ainsi nous perdons en étendue ce que nous avions gagné en intensité.

Pour lever cette difficulté, on n’a qu’à donner, comme nous l'avons dit plus haut, un mouvement de rotation au miroir réfléchissant : le cylindre de lumière se portera alors successivement vers tous les points de l'horizon, et ces divers points seront éclairés tour à tour. Tels sont les principes d’après lesquels on a généralement construit les phares à lumière intermittente destinés à avertir les navigateurs de l'approche des côtes.

Mais quelles sont les circonstances les plus favorables pour obtenir le maximum d'effet d’une lumière placée au foyer d’un miroir parabolique. On n’avait pas fait à cet égard des expériences exactes et décisives, lorsqu'une commission de l’Académie des sciences, dont je faisais partie avec le physicien Charles et l’amiral de Rossel, fut nommée pour examiner les miroirs paraboliques de M. Lenoir. Les détails qui suivent sont tirés du rapport que je fus chargé de faire à cette occasion, et que je lus à l’Académie le 13 novembre 1815.

La commission ayant à se rendre compte de la valeur des grands et beaux réflecteurs que M. Lenoir avait fait construire dans ses ateliers, a d’abord pensé qu’il serait convenable de profiter de cette occasion pour soumettre

à des épreuves décisives la question délicate du diamètre qu’il convient de donner à la lumière focale, L'importance de cette recherche justifiera les détails dans lesquels nous allons entrer. |

Les premières expériences avaient été faites le 1‘ octobre 1813 dans le jardin du dépôt de la marine, avec deux réverbères paraboliques parfaitement semblables , de 0",81 d'ouverture et de 0.325 de profondeur, et qui portaient à leur foyer, l’un une mèche de 36 millimètres (16 lignes) de diamètre, et l’autre une mèche de 27 muillimètres (12 lignes). Chacun de ces réverbères fut dirigé avec tout le soin possible sur une surface blanche éloignée d'environ 50 mètres, Un corps opaque très-délié, placé à peu de distance de l'écran, fournissait deux ombres dont les intensités comparatives servaient à apprécier celles des deux faisceaux cylindriques de lumière que les miroirs renvoyaient, La comparaison de ces deux ombres ne laissait aucun doute sur les avantages du petit bec, qui donnait constamment une lumière à la fois plus vive et plus blanche que le bec de 36 millimètres.

Cette expérience fut répétée le 8 octobre avec de trèslégères modifications, et conduisit exactement aux mêmes résultats,

La commission se réunit une troisième fois, le 45 octobre, pour comparer les effets de deux mèches de 27 et de 20 millimètres de diamètre ; mais, afin de dissiper les craintes qu’on aurait pu avoir que, dans les premières épreuves, l’avantage de la petite mèche n’eût tenu à quelque supériorité dans la forme ou le poli du réverbère auquel elle était adaptée, le bec de 20 millimètres fut

placé sur l’autre miroir, qui, par là, devint sensiblement plus lumineux que celui auquel il était inférieur dans les expériences du 1° et du 8 du même mois.

Le 22 octobre 1813, l'expérience fut faite avec trois réverbères à la fois; savoir, avec les deux dont nous venons de parler, et avec un troisième miroir de même dimension, armé d’une mèche de 13"1,5 (6 lignes). La comparaison des ombres permit à tous les commissaires de s'assurer que cette dernière mèche avait en blancheur et en éclat un avantage marqué sur celle de 20 millimètres, et que celle-ci, à son tour, surpassait sous ces mêmes rapports la mèche de 27 millimètres.

Quelque décisives que ces expériences pussent paraître, il était important de les répéter à de grands éloignements. En effet, dans tout ce que nous venons de rapporter, il n’a été question que de l'intensité de la lumière ; mais la divergence que les rayons éprouvent, soit à cause des défauts de forme ou de poli du réflecteur, soit à cause de l’excentricité de la mèche, ne pouvait être appréciée à des distances aussi petites que celles où nous avions d’abord opéré. Cependant la connaissance de cet élément est absolument nécessaire, soit qu’on veuille établir des phares fixes ou des feux à éclipses. Il paraissait d’ailleurs indispensable, avant d’adopter les petites mèches, de rechercher, par des expériences rigoureuses, si l'avantage qu’elles présentent dans l’axe du paraboloïde, subsisterait encore dans d’autres directions. Telles sont les questions qu’on s'était proposé de résoudre dans les expériences dont nous allons rendre compte maintenant,

Les trois réflecteurs, armés des mèches de 27, de

20 et de13"i1,5 de diamètre, dont on s’était servi le 22 octobre 1813, furent transportés à côté de la tour de Montlhéry, et dirigés sur Montmartre, qui en est éloigné de plus de 28,000 mètres, Le moyen photométrique que nous avions employé dans les autres épreuves, ne pouvant pas servir à cette distance, on se contenta, afin de faciliter la comparaison des lumières, de placer les réverbères assez près les uns des autres pour qu'avec une lunette on pût les apercevoir tous d'un même coup d'œil.

La première de ces nouvelles expériences eut lieu Je 15 novembre 1814, et montra que, de loin comme de près, la petite mèche envoie plus de lumière que la grande dans la direction de l’axe du paraboloïde. On fit aussi, dans la même soirée, des observations dont l’objet était d'évaluer, pour chaque réverbère, la divergence de la lumière et son intensité à différentes distances angulaires de l’axe; mais il nous a paru convenable de n’en pas tenir compte, puisqu'il a été prouvé, par la comparaison des résultats de Montmartre, avec ceux que M. Lechevalier, conservateur de la Bibliothèque Sainte-Geneviève, et M. Cauchois, opticien, avaient obtenus sur le Panthéon, que les changements de direction ne s’étaient pas faits avec toute l'exactitude nécessaire ; aussi on s’empressa d'apporter à la monture et aux supports des miroirs quelques modifications qui non-seulement rendaient de semblables erreurs impossibles, mais qui, de plus, permettaient d'évaluer avec précision le mouvement angulaire de l’axe de chaque réflecteur, C’est après ces changements qu’eut lieu l'expérience définitive du 22 novembre 1814, dont il nous reste à parler. Pour plus de clarté,

nous rapprocherons les résultats des observations qui furent faites à Montmartre, du programme qu’on avait remis d'avance à M. Lenoir fils, qui s'était transporté à Montlhéry, pour y exécuter tous les mouvements dont

- nous étions convenus.