CHAPITRE V

SDH LSS B£GS k PLUSIEDBS MÈCHES APPLiOtJéS AUX LAMPES D*ARGANI> OU A DOUBLE COURANT D'AIR

Chargés par le directeur général des ponts et chaussées des expériences relatives au perfectionnement de réciairage des phares, Fre^^iel et moi nous nous sommes particulièrement occupés des becs à plusieurs mèches, dont de Rumfbrd avait annoncé depuis longtemps les avantages, mais qui présentaient encore de graves inconvénients par la difficulté de modérer les flammes.

Nous sommes parvenus à lever complètement cette difficulté en appliquant à ces becs Tidée heureuse a\y moyen de laquelle Carcel a porté à un si haut degré de perfection les lampes ordinaires à double courant d-air, et qui consiste à abreuver la mèche d^une quantité d'huile plus grande que celle qu'elle peut consumer. De cette nmnière l'huile, sans cesse renouvelée, ne peut plus entrer en ébullition dans le bec, et la flaomie s'éloigne de ses bordBf continueltemeni recouverts par l'huile surabondante qui s'écoule. Dans les lampes que nous avons fait construire pour nos expériences, ce n^eçt pas un mouvement d'horlogerie qui amène l'huile, comme dans celle

de Carcel : le réservoir, plus élevé que le bec, reçoit l'air par un tuyau glissant dans une boîte à cuir, qu'on peut hausser ou baisser à volonté, et qui sert ainsi à régler le niveau d'écoulement* L'huile surabondante tombe dans un récipient placé sous le bec, puis est reversée dans le réservoir lorsqu'on éteint la lampe.

Cet appareil, très -convenable pour les expériences auxquelles il était destiné , et qui peut être adopté sans inconvénient dans l'éclairage des phares, serait sans doute très-incommode pour les usages domestiques, et en général pour l'éclairage des salles, à cause du grand volume qu'il oblige de donner au réservoir et au récipient : il vaudrait beaucoup mieux alors adapter à la lampe l'ingénieux mécanisme de Carcel.

H ne sufDsait pas, pour maîtriser la combustion, d'amener Thuile en quantité surabondante ; car il aurait &llu, dans certains cas, rendre son écoulement si rapide que les plus grands réservoirs auraient été vides en peu de temps. Il était nécessaire encore de donner à la cheminée une hauteur convenable. On conçoit, en eifet, que plus la cheminée est haute, plus le courant d'pir devient rapide et rafraîchit les bords du bec. Quand la cheminée est trop basse, le bec s'échauffe, la flamme s'allonge et rougit : quand elle est trop haute, la flamme est blanche, mais ne peut pas acquérir le développement nécessaire , et éprouve une agitation continuelle occasionnée par la trop grande vitesse du courant d'air. L'expérience peut seule déterminer la hauteur de cheminée la plus avantageuse. Comme elle doit varier avec l'état de l'air^ et surtout avec la température de l'atmosphère, on a adapté à

la cheminée une rallonge en tôle composée de deux pièces qui s'emboîtent l'une dans l'autre, dont l'une est fixe et dont l'autre peut s'élever ou s'abaisser à l'aide d'une crémaillère. De cette manière, on fait varier à volonté la hauteur de la cheminée lorsque la lampe est allumée. On la tient basse dans les premiers instants pour faciliter le développement des flammes, et on élève ensuite la partie mobile de la rallonge pour modérer la combustion.

La robe qui porte la cheminée peut aussi s'élever ou s'abaisser, comme dans les lampes de Garcel, afin de placer le coude de la cheminée à la hauteur la plus favorable à la combustion ; car la position du coude exerce , comme on sait, une influence très-notable sur la blancheur de la flamme.

Enfin, chacune des mèches concentriques s'élève ou s'abaisse séparément à l'aide d'une crémaillère dont la tige , qui porte Tanneau , passe dans l'intérieur même du bec. L'anneau sur lequel la mèche est fixée s'assemble à baïonnette sur celui-ci ; en sorte qu'on peut l'enlever et le replacer à volonté. De cette manière, on a supprimé les petits tuyaux qu'on adapte ordinairement aux becs pour contenir la tige qui porte l'anneau. Dans les becs à mèches concentriques, où la température est toujours très-élevée, ces petits tuyaux remplis d'huile avaient l'inconvénient de laisser dégager une trop grande quantité de gaz, et de diminuer en outre le passage de l'air au même endroit : deux causes qui produisaient, en ce point, un jet de flamme plus élevé que sur le reste du bec.

Enfin, la chose la plus importante peut-être de la construction du bec, et qui ne pouvait être détermi-

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née que par rexpërience, c'était de régler Fintérvalle entre les mèches concentriques de façon à produire le plus bel effet possible. Si on les tient trop éloignées les unes des autres, les flammes ne s'échauffent pas assez mutuellement et sont rouges. Si on les rapproche trop, le passage de l'air devenant très-étroit , il n'arrive plus en quantité suffisante pour la combustion, d'où résulte un grand allongement des flammes : elles rougissent aussi dans la partie supérieure et donnent de la fumée. On remédierait à cet inconvénient, en exhaussant suffisamment la cheminée; mais le courant d'air deviendrait si rapide, qu'il y aurait une perte notable de vapeur d'huile entraînée qui échapperait à la combustion.

Nous n'avons pas eu besoin de tâtonnements nombreux pour arriver à la solution du problème. Dès nos premiers essais, nous avons été assez heureux pour rencontrer l'espacement convenable des mèches. Le premier bec que nous avons fait construire, portant seulement deux mèches concentriques, a très-bien réussi. M» Kater, membre de la Société royale de Londres, qui a assisté (en octobre 1819) à cette première expérience, a pu juger de l'éclat et de la blancheur de sa lumière. 11 produit l'effet de cinq lampes de Carcel , et ne fait guère que la dépense de quatre et demie. Ce résultat s'accordait assez avec ce que de Rumford avait annoncé sur les avantages économiques des becs à mèches multiples, sans confirmer entièrement cependant les grandes différences qu'il faisait espérer. Mais les becs à trois mèches et à quatre mèches concentriques que nous avons fait construire plus tard, et qui donnent autant de lumière que dix et vingt lampes de

Carcel , n'ont pas présenté d'économie constante et bien notable dans la dépense d'huile. En prenant des moyennes entre un grand nombre d'expériences, on a trouvé que la quantité d'huile consommée était à peu près proportionnelle à la quantité de lumière produite ^.

Ces becs à trois et à quatre mèches ne présenteraient donc point d'économie sensible dans l'usage domestique; mais si l'on voulait réunir beaucoup de lumière en un seul foyer, ils rempliraient parfaitement cet objet, et ils trouveraient peut-être une application avantageuse dans l'éclairage des grandes salles, telles que les salles de spectacle, en leur adaptant, bien entendu, le mécanisme de Carcel. Il faudrait les placer au haut du plafond, sous un grand miroir concave à facettes, composé de petites glaces étamées, disposées en calotte sphérique, qui renverraient la lumière réfléchie sur tous les points de la salle. On pourrait abrs supprimer le lustre, qui masque une partie dé la scène aux spectateurs placés dans les loges élevées.

J'ai pensé à appliquer le bec qui porte seulement deux mèches concentriques, à l'éclairage des phares où l'on emploie de grands réflecteurs paraboliques, pour en

i. Il est nécessaire que ThuHe surabondante qui s'écoule soit au moins égale à celle qui se consomme, et que par conséquent le réservoir ait une capacité double , si Pon- n'y adapte pas le mécanisme de Carcel ; mais Thuile surabondante qu'on reçoit dans le récipient n'est point alors sensiblement altérée et doit être reversée dans le réservoir avec l'huile nouvelle pour servir à une seconde combustion. C'est ainsi qu'ont été faites presque toutes les expériences, et Ton n'a pas remarqué que le mélange de l'huile qui avait déjà servi diroinuAt en rien l'éclat de la lumière, et hâtât la carbonisation des mèches.

augmenter l'effet sans raultiplier le nombre de ces réflecteurs. En le plaçant au foyer d'un beau miroir parabolique de Lenpir, de 0'".839 d'ouverture, j'ai trouvé que rintensité de la lumière dans l'axe était une fois et demie aussi grande que celle que donnait le même réflecteur armé d'un petit bec, et que l'effet total (c'est-à-dire la somme des rayons divergents réfléchis horizontalement) était augmentée dans le rapport de 2. 7 à 1. Ainsi, l'on voit que, dans les appareils d'éclairage composés de réflecteurs semblables, on pourrait presque tripler leur effet actuel par la simple substitution de becs doubles à la place de ceux dont ils sont garnis, si l'importance du phare faisait passer par -dessus la considération d'une augmentation de dépense plus grande que l'accroissement de lumière.

Quant aux becs à trois mèches et surtout à quatre mèches concentriques, ils consomment une trop grande quantité d'huile pour être adaptés aux miroirs paraboliques. Leur application à l'éclairage des phares ne devient avantageuse qu'en les plaçant au centre du système lenticulaire proposé par Fresnel, et dont le directeur général des ponts et chaussées a ordonné l'exécution. Dans ce cas, il s'agit de réunir en un foyer commun et sous un petit volume toutes les lumières destinées à l'éclairage du phare, et c'est uniquement pour atteindre ce but que ces becs à trois et à quatre mèches ont été exécutés. Ils satisfont très-bien aux conditions du problème, par la blancheur et l'intensité de la lumière qu'ils donnent, et ils simplifient en même temps le service du phare. Ils ont même l'avantage , conmie l'expérience l'a

démontré , de ne pas éprouver une diminution aussi sensible de lumière que les becs ordinaires par la carbonisation des mèches; car, après douze et treize heures de combustion , l'effet produit par le bec quadruple placé au foyer d'une grande lentille n'était diminué que d'un cinquième. Cela tient sans doute à ce que l'élévation de la température facilite l'ascension de l'huile dans les mèches. Pour mieux faire comprendre les avantages de nos becs de lampes à mèches concentriques, nous en avons

Fig. 1. — Plan d'nn bec à deni mèches concentriques, de MM. Arago et Fresnel.

Fifç. î. — Plan d'un bec à tr-is uièrbes concentriqnes , de MM, Arago et Fresnel.

fait faire à Téchelle des dessins détaillés. La figure 1 représente le plan d'un bec à deux mèches concentriques produisant l'effet d'environ cinq lampes de Carcel , avec une légère économie dans la dépense d'huile. Dans la figure 2, on voit le plan d'un bec à trois mèches qui équivaut à dix lampes de Carcel pour l'effet et la dépense.

Les figures 3 et 4 représentent l'une l'élévation, l'autre le plan d'un bec à trois mèches, dans lequel on a élargi le courant d'air central pour produire un plus grand volume de lumière. L'effet et la dépense de ce bec n'ont pas été mesurés. La mèche intermédiaire est un peu plus près de la mèche extérieure que de la mèche centrale, qui s'échauffe davantage.

Dans les figures 5 et 6, nous donnons la coupe et le plan d'un bec à quatre mèches équivalant à peu près, pour l'effet et la dépense, à vingt lampes de Carcel. Les intervalles qui séparent les mèches et laissent passer les courants d'air diminuent un peu de largeur depuis la mèche centrale jusqu'à la mèche extérieure. C, C, C^' et C"' sont les crémaillères à l'aide desquelles on peut élever ou baisser chaque mèche. AB est la projection horizontale du tuyau qui amène l'huile dans les quatre becs. L, L, L, etc., sont de petites lames minces de fer blanc par lesquelles les becs sont soudés les uns aux autres, et qui sont disposées de champ pour ne pas gêner le passage de l'air. Pour maintenir, à la hauteur que l'on veut, la robe RRR qui porte la cheminée, on se sert de la vis de pression P. Cette vis a l'inconvénient de déformer le bec quand on la serre trop : elle était nécessaire pour chercher la hauteur du coude le plus favorable à la blancheur

ti

Fig. 3. — Élévation d^nn bec à trois mèches concentriques à largo courant d*air central, de MM. Arago et Fresnel.

Fig. 4, — Plan d*an bec k trois mèches concentriques à large courant d*air central de MM. Arago et Fresnel.

Fig. 5. — GOQpe d'un bec à quatre mèches concentriques de MM. Arago et Fresnel.

Fif . •. — Plan d'an bec à quatre mèches concentriques de MM. Arago et Fresnel.

de la lumière; mais cette hauteur une fois déterminée, il vaut mieux, pour Tusage ordinaire, que la robe du bec soit soudée.

La figure 7 montre l'assemblage à baïonnette de Tan-

Fig. 7. — Assemblage à baïonnette de Tanneau mobile qni porte une mèche sur l'anneau fixe sondé à la tige de la crémaillère.

neau mobile, qui porte une mèche sur Panneau fixe soudé à la tige de la crémaillère.

Toutes les figures précédentes sont dessinées sur une échelle de moitié.

La figure 8 dessinée sur une échelle du sixième, représente l'élévation du bec quadruple dans lequel l'huile arrive par le conduit B, surmonté de sa cheminée E portant une rallonge en tôle F qu'on peut allonger ou raccourcir à l'aide d'une crémaillère D.

L'expérience a ifait voir que la partie mobile de cette rallonge, soutenue seulement d'un côté par la crémaillère, avait l'inconvénient de s'incliner aisément, et alors de frotter contre la partie fixe. 11 est préférable de donner d'abord à la rallonge une hauteur plus que suffisante, et de modérer ensuite le courant d'air au moyen d'un obturateur semblable à une clef de poêle, mais dont la largeur n'ait que le tiers du diamètre du tuyau. Cet obturateur, formé d'une feuille de tôle ou de platine, est situé vers le

bas de la rallonge et attaché à un axe horizontal, qu'on fait tourner du degré convenable, à l'aide d'une petite vis sans fin garnie d'un manche de bois.

Fig. 8. » ÉJératioB d*uii bee quadruple surmonté de sa chemioée portant une rallonge.

L'habile horloger Wagner, auquel on doit des perfectionnements intéressants dans la construction des horloges publiques, a fait des lampes à mouvement d'horlogerie qui montent 2,000 à 2,500 grammes d'huile par heure dans un bec quadruple de 0"\09 de diamètre, équivalant à dix-sept lampes de Carcel, et l'arrosent ainsi d'une quantité d'huile très-surabondante, puisque ce bec n'en brûle au plus que 1,250 grammes par heure. Les pompes qui élèvent l'huile sont mues par un ressort ou par un poids; dans le premier cas, l'effet dure six heures ; dans le second, il peut se prolonger pendant seize heures et plus sans que l'horloge ait besoin d'être remontée. Les becs à deux et trois mèches concentriques, qui pourraient être souvent appliquées avec avantage à l'éclairage des boutiques et des grandes salles, consommant beaucoup moins d'huile, un horloger du talent.de Wagner fabriquerait aisément, pour ces becs, des lampes à poids ou à ressort qui fonctionneraient pendant la durée des plus longues soirées, et même des plus longues nuits, sans être remontées.