A L'OMGINE D'UNE LIGNE DE TUYAUX

Ondes produites par une explosion.

On peut produire des ondes à l'orifice d'une ligne de tuyaux de bien des manières, mais il est difficile d'en obtenir qui satisfassent complètement aux conditions que Texpérience exige. Pour réaliser pratiquement les conceptions théoriques sur lesquelles nous avons calculé la vitesse de propagation d'une onde dans un milieu gazeux contenu dans un tuyau, il faut, à un moment rigoureusement connu, comprimer instantanément et uniformément la couche d'air qui est à l'orifice du tuyau* La compression se faisant dans un temps infiniment petit, ne produit, à l'origine du tuyau, qu'une couche d'air très-mince, d'une densité uniforme, et dont l'excès de pression se propage ensuite dans l'air tranquille des tuyaux. Pour obtenir la vitesse de propagation, il suffit de noter les moments où cet excès de pression arrive en des points déterminés de la ligne.

La seule erreur qu'on ait alors à craindre proviendrait de l'inertie ou de l'irrégularité des marqueurs, et il serait ton-

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jours facile de la rendre très-petite, et en tous cas d'en déterminer la valeur avec une approximation suffisante.

Mais il est impossible de produire expérimentalement cette onde idéale. On croit s'en approcher le plus en produisant Tpnde par l'explosion de la poudre ou par celle d'un mélange détonant quelconque; mais l'explosion n'est jamais instantanée, et elle ne produit pas une condensation simultanée et parfaitement égale dans une même section du tuyau. Ordinairement l'explosion a lieu au centre d'une de ces sections; elle donne naissance à une onde qui se propage sphériquement, et ce n'est qu'à une certaine distance de l'origine, distance qui varie avec le diamètre du tuyau, que l'on peut regarder l'onde qui chemine dans le tuyau comme sensiblement plane.

Lorsque l'explosion de la poudre se fait dans une arme à feu, une autre cause d'incertitude surgit, et il est important d'y avoir égard. L'air n'est pas un élastique parfait; il ne transmet pas instantanément, et dans toutes les directions la pression qu'il reçoit subitement suivant une direction unique. Une colonne d'air fortement comprimée peut, lorsqu'elle est animée d'un mouvement rapide de translation, traverser une couche d'une atmosphère plus dilatée, sans perdre sensiblement de sa pression ; elle se meut comme un projectile solide. Si l'on fait détoner un petit amas de fulminate de mercure sur une planche de sapin, la planche est percée comme elle le serait par une balle en métal. Le gaz qui s'est formé instantanément par l'explosion , n'a pas eu le temps de réagir simplement par son élasticité^ et par le fait de son inertie moléculaire, il perce la planche comme le ferait un corps solide animé d une très-grande vitesse.

On doit donc admettre qu'au moment du tir d*nne arme à feu, le gaz comprimé qui s*en échappe est lancé d'abord comme un projectile, qui imprime, non-seulement une compression, mais aussi une translation aux couches d'air voisines. Ce dernier effet devient probablement insensible à une certaine distance, mais il doit troubler notablement la vitesse de propagation élastique dans le voisinage du départ. J'ai eu souvent occasion de reconnaître les elTets de cette translation dans mes expériences, surtout dans celles qui ont été faites dans des tuyaux de petite section. Ainsi supposons l'orifice d'une ligne de tuyaux fermé par une plaque percée d'un trou central, dans lequel on engage le canon d'un pistolet Supposons, en outre, qu'on ait tendu une membrane de caoutchouc sur une autre tubulure montée sur cette plaque, ou sur une tubulure latérale, très-rapprochée. Lorsque le coup part, la membrane est si vivement aspirée vers l'intérieur du tuyau , que souvent elle crève. Ce n'est qu'un instant après , que la membrane est poussée au dehors. Ainsi la colonne de gaz, lancée par l'arme à feu, fonctionne d'abord comme un piston aspirant en arrière; il est d'ailleurs évident que la dilatation ainsi produite à l'origine du tuyau doit donner naissance à une onde dilatée qui suit de près la première onde comprimée.

Un coup de pistolet ne produit pas une onde unique ; autrement le coup paraîtrait sec à l'oreille, tandis qu'un coup de pistolet donne réellement un son musical , dont . une oreille exercée peut apprécier le ton. Il y 9 donc une véritable succession de vibrations isochrones, dont le nombre est suffisant pour mettre le tympan de l'oreille en vibration harmonique. Cela n'aurait pas d'inconvénient pour la mesure

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de la vitesse de propagation si toutes les ondes avaient des intensités égales, ou si Tonde la plus intense était toujours en tête. Mais il n'en est pas de même si les ondes faibles sont les premières; celles-ci pourront faire marquer les membranes les plus rapprochées, tandis que les membranes plus éloignées ne marqueront que par les ondes plus fortes qui arrivent plus tard.

Quoi qu'il en soit, il est évident que le coup de pistolet ne produit pas celte onde unique, de même intensité dans toutes ses parties, que nous avons admise dans nos spéculations théoriques. li donne naissance à un système compliqué d'ondes, lesquelles prennent naissance, non dans un milieu tranquille, comme nous le supposons en théorie, mais dans un milieu qui a été fortement ébranlé par le coup. Il doit en résulter une complication dans le phénomène, surtout pour les premières distances parcourues.

J'ai employé trois pistolets de calibres différents.

i^ Un petit pistolet A, dit pistolet de salon; longueur du canon 5 centimètres, diamètre intérieurs millimètres. Charge variable de poudre de o^io à cl^bo.

7!" Un pistolet B, de plus grandes dimensions; longueur du canon 8 centimètres, diamètre la millimètres. La charge peut être poussée jusqu'à 2 grammes de poudre.

3** Un fort pistolet d'arçon C; longueur dii canon i6 centimètres, diamètre i8 millimètres. La charge a été portée jusqu'à 3 et 4 grammes.

J'ai décrit suffisamment (page i8) la manière dont le pistolet fonctionne dans mes expériences, pour que je n'aie pas besoin de revenir sur ce sujet.

Étoupille à canon avec poudre fuminante.

La poudre fulminante des ca[)sules à percussion donne une explosion beaucoup plus brève que celle de notre pou* dre ordinaire ; j'ai dû chercher à m'en servir pour obtenir les ondes courtes qui s'approchent de l'onde théorique que nous avons supposée. L'explosion d'une capsule ordinaire donne bien un coup sec, mais l'onde est trop faible pour se propager loin. J'ai £3iit faire des étoupilles analogues à celles que l'on emploie aujourd'hui pour le tir du canon, mais chargées d'une plus grande quantité de poudre fulminante, L'étoupille consiste en un tube, cU^cdy planche III, fig. la, en cuivre rouge, fermé à un bout par un petit tampon ab non conducteur de l'électricité, et chargé de fulminate de mercure , recouvert d'une petite couche de poudre ordinaire. Le tampon est traversé par deux fils de cuivre e/y gf^ isolés l'un de l'autre, et qui se rapprochent à { millimètre, à leur extrémité/. On met ces deux fils en communication avec les deux pôles d'une bobine d'induction de Ruhmkorf, quand on veut faire partir le coup. L'étoupille s'adapte à l'aide d'un bouchon AB dans l'ouverture du disque qui ferme la ligne des tuyaux, absolument comme nous l'avons dit pour le pistolet (page i8). Un fil métallique fin, dont l'une des extrémités h communique avec la terre^ et l'autre i avec la ligne télégraphique, est tendu à travers l'orifice cd^ mais après avoir fait plusieurs tours autour de l'étoupille dans la partie où elle est chargée de poudre fulminante. On fait partir le coup en faisant agir la bobine d'indue-