PREMIÈRE PARTIE

DES LANTERNES SIMPLES

ARTICLE PnEMIEn.

DES LANTERNES SIMPLES À CHANDELLE

La plus simple de toutes les lanternes, la plus commode dans l’usage public, c’est certainement celle qui est actuellement en usage pour éclairer les rues de Paris; aussi est-ce à perfectionner cette lanterne que nos premiers efforts auraient dit se tourner, si des difficultés insurmontables ne s’opposaient A sa perfection. Comment, en effet, allier la délicatesse des plombs à la solidité nécessaire? Comment eu diiui-

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nuer le nombre sans augmenter les dangers de la fragilité ? Aussi cette lanterne n’est-elle susceptible de presque aucun changement. Le seul qu’on pourrait y faire serait de la réduire à six faces, de supprimer le fond de huit pièces et d'en substituer un qui fût de quatre seulement. Gagnerait-on beaucoup au surplus à ces ditrérentes corrections? Pas à beaucoup près autant qu’on pourrait se l’imaginer. En effet, outre les inconvénients qui dépendent du vase, il en est d’autres qui tiennent uniquement à la chandelle, et auxquels il est, par conséquent, impossible de remédier. Quelques précautions, par exemple, que l’on prenne, on aura toujours sous la chandelle un cène d'ombre dont la base formera sur le plan un espace circulaire obscur d'un diamètre assez considérable. On sentira mieux la vérité de ce que j’avance, si l’on jette les yeux sur la planche I : soit (lig. 1) une chandelle AFG, élevée de la quantité FD au-dessus du plan IIÜC, qu’elle éclaire. Il est évident que, si, de l’extrémité supérieure A de la flamme, on tire par G, e, les lignes AER , Aec, jusqu'à la rencontre du plan, tout l’espace compris entre R et C ne verra pas la lumière; il sera par conséquent dans l’ombre. La hauteur moyenne de la flamme d’une chandelle est au plus de deux pouces; le diamètre de celles qu’on emploie pour éclairer Paris est au moins de 9 lignes, et leur élévation au-dessus du niveau de la rue est environ de 1 5 pieds. Si donc on veut savoir quel est le diamètre de la base du cène d’ombre dans la disposition actuelle des lanternes, on fera dans. les triangles semblables AEe, ARc, les proportions suivantes AF; Ee :: AD: Rr, d’où on conclura Bc= 5 pieds 7 pouces -j.

Il est encore un autre inconvénient inséparable des chandelles : lorsqu’elles sont nouvellement allumées, leur lumière, jouissant alors de toute son activité, se répand au loin; elle peut éclairer suffisamment un espace très*considérable ; mais bientôt la mèche, qui s’allonge à mesure que le suif se consomme, ne pouvant plus tirer de la chandelle, dont elle est trop éloignée, assez de substance inflammable pour l'entretenir, ne donne plus qu’une lumière, plus grande à la vérité, niais beaucoup moins vive. La mèche, d’ailleurs, étant un corps cylin-

DES LANTERNES SIMPLES À CHANDELLE, drique opaque, interposé au milieu de la flamme, en diminue l’effet; c'est un obstacle réel qui cache à l’oeil une partie de la lumière. Ces raisons compliquées, et peut-être d’autres encore, font qu’une lumière qui a été longtemps sans être mouchée ne donne, dans un endroit tranquille que la cinquième partie de la lumière qu’elle donnait auparavant. On peut s’assurer de ce que j’avance par l’expérience suivante.

On placera une chandelle bien droite dans un endroit fermé, on elle ne puisse recevoir de l’air aucune agitation sensible; on laissera ainsi cette chandelle jusqu’à ce que le lumignon soit devenu aussi long qu'il est possible. On prendra alors un livre d’un caractère net et un peu gros; on s’éloignera peu à peu de la lumière jusqu’à l’endroit où l'on commence à cesser de pouvoir lire; on fera une marque à cet endroit, puis, ayant mouché la chandelle, on recommencera la mémo opération; on mesurera ensuite exactement ces deux distances. La théorie, d’accord avec l’expérience, nous apprend que l’intensité de la lumière décroît en raison du carré de la distance. On fera donc cette proportion : l'intensité de la chandelle mouchée est à celle de la chandelle non mouchée, comme le carré de la distance du livre à la chandelle non mouchée est au carré de la distance du même livre à la chandelle mouchée. J’ai trouvé, par des expériences plusieurs fois répétées, que ce rapport était à peu près celui de 5 à 1 ; j'ai cru, d’après ces réflexions, qu'il fallait renoncer à travailler sur les laniernes simples à chandelle; mes efforts, de ce côté-là, auront été infructueux : c’est-à la chandelle même que tient principalement le défaut; quand nous parviendrions à perfectionner le vase, nous n’en retirerions pas un grand avantage.

La chandelle doit-elle donc être absolument bannie du service public? Je dirais oui, sans balancer, si l’huile, en éclairant beaucoup davantage, n'avait aussi ses défauts; ils approchent même si fort de contre-balancer ses avantages, la chose m'a paru si problématique, que j'ai jugé , à tout événement, qu’il était à propos de construire quelques lanternes à chandelle; j’y ai été porté d'autant plus volontiers que je

fi MÉMOIRES DE LAVOISIER,

voyais les artistes uniquement occupés des lanternes à huile, comme si la physique, secondée par les arts, n’avait pas droit de tout entreprendre. Ces lanternes étant à réverbère, ce n’est point ici le lieu d’en parler, on en trouvera la description dans la seconde partie de ce mémoire. Nous allons passer maintenant aux lanternes simples à huile.

articlk u.

DES LANTERNES SIMPLES A HUILE

La manière d’appliquer l’huile aux lanternes, surtout à des lanternes publiques, n'est pas aussi facile qu’on pourrait se l'imaginer. La condition indispensable de n’y laisser aucune ombre, du moins assez peu pour qu’elle ne puisse nuire au publie, celle de brûler sensiblement avec la même activité pendant huit ou dix heures de suite; ces conditions, dis-je, en excluant la plus grande partie des lampes, rendent la solution du problème beaucoup plus dillicilc; d'abord toute lampe à une mèche dont le réservoir est en dessous ne saurait être employée. Ce réservoir, de telle façon qu’il soit disposé, formera nécessairement sous lui-môme un cône d’ombre dont la lumière fera le sommet cl dont la base occupera, sur le plan, un espace très-considérable; bien plus, toute lampe à une mèche est inapplicable aux lanternes simples. Je suppose, en effet, qu’on parvienne à ôter le réservoir de dessous la lumière, qu’on le place dans quelque endroit où il ne donne point d'ombre, il faudra toujours que la mèche soit contenue dans un portemèche ou dans un tuyau; or, de telle façon qu'on s'y prenne, il est impossible quelle ne donne de l'ombre.

Est-il donc impossible de faire une lanterne à huile sans employer le réverbère? Non, sans doute; l’expérience, d’accord avec la théorie, nous le prouve. La lampe en étoile, employée dans la plupart des boutiques, nous en fournit continuellement un exemple ; elle éclaire bien et ne fait point d’ombre ; cependant, malgré ses avantages, il est encore divers changements qu’il est nécessaire de lui faire subir avant de l'ap-

DES LANTERNES SIMPLES A HUILE

pliquer aux usages publics. C'est précisément ce <jui va nous occuper dans la plus grande partie de cet article.

Un des principaux inconvénients de ces lampes est In forme même du réservoir : lorsqu'il est plein et que les mèches sont nouvellement allumées, elles répandent une lumière fort vive; mais, peu à peu, lorsque l’huile vient à baisser de niveau, la iqèche, trop éloignée, ne pouvant plus tirer assez de substance pour l’entretenir, languit d’abord et s’éteint enfin. Cardan avait senti toutes ces difficultés : voici comme il les explique en peu de mots, De rerum va rietale, lib. X, cap. xltx : Aune modo quoniam de hiverna loruli xumus qute inferim osculum liabet, quo ellyrhnium fovelur, demonstremus non idjibiler, sed neeexsariy laie esse délivré xi (Indu ma lurema esse debeat; nam xi in suprema parte si I osrulum lucernar ut oleum absumetur, mafjis etiam elongabilur ignis ab oleo , quare nec bene ardebil, nec crit diutuma.

Sur ces principes, le même auteur, dans son traité De subtil ilote. lib. I, cap. i, nous donne la description d’une lampe de son invention, qui, par sa structure ingénieuse, peut fournir une grande quantité d’huile sans aucune diminution de niveau. Celte lampe, connue de tout le monde, consiste (fig. a) en un réservoir .4 de verre ou de métal; il porte, à sa partie inférieure, un tuyau BC, avec lequel il communique, et à l’extrémité duquel est la mèche. A mesure que l’huile manque dans le tuyau BC, l’air, qui s’introduit par l’ouverture D, s’élève dans la partie supérieure du bocal; il en sort en même temps, pur la même ouverture, une quantité d’huile égale en volume.

On aurait remédié à un des grands inconvénients des lampes si l'on pouvait appliquer ce réservoir aux lanternes publiques; mais, quelque grands que soient les avantages qui en résulteraient, les difficultés le sont encore davantage. Une des plus grandes est le mouvement de la machine, qui, étant exposée au vent, vacille à chaque instant. On pourrait peut-être prévenir une partie de la difficulté en relevant un peu l'extrémité J? des tuyaux qui portent les mèches, et en suspendant les machines à la façon des boussoles de vaisseau, comme on le voit fig. 3; mais, malgré cette précaution, il resterait toujours à craindre les se-

MÉMOIRES DF. LAVOISIER, cousses brusques que reçoit la lanterne lorsqu’on la remonte, et pardessus tout les accidents, qui ne manqueraient pas d’arriver fréquemment dans le transport de ces réservoirs.

Toutes ces difficultés m’ont fait renoncer à ce premier projet; j'ai eu recours à un autre moyen : je me suis assuré, par des expériences exactes, que la lumière d’une lampe ne languissait point tant que la flamme n’était éloignée du niveau de l'huile que de 1 pouce, ou même i pouce surtout lorsque les tuyaux qui portaient les mèches étaient disposés en plan incliné. D'après ce principe, voici la marche qu’il était naturel de suivre : la quantité d’huile nécessaire pour un réservoir à trois mèches.dans les plus longues nuits de l'hiver est tout au plus de 15 onces. On sait que ta onces d’eau égalent environ 18 pouces cubiques, et, à cause de la différence de pesanteur spécifique de l’huile, qui est à celle de l’eau comme gi3 est à 1000, ta onces d’huile donneront un peu moins de ao pouces cubiques. 11 ne s'agit donc plus que de trouver les dimensions d’un réservoir de î pouce -j de haut et de ao pouces de capacité, ce qui se réduit au problème suivant : étant données la hauleur’d un cylindre et sa solidité, trouver le diamètre de sa hase. Four le résoudre on fera la proportion suivante :