MODES DIIIUIS DE COMMUNICATION DES POSTES
Pour satisfaire à tous les besoins du service télégraphique, les appareils doivent être disposés de manière à permettre de modifier à volonté le mode de communication des postes d'une même ligne. Après avoir exposé les procédés très simples et peu nombreux généralement adoptés, nous, nous occuperons de quelques modes de
228 GORRBSPONDANCB TBLÉGftAPHIQUil.
communication qui n'ont pas été appliqués en grand, mais dontrexamen présente un grand intérêt théorique.
ComininiieatioB direete. — Nous avonS VU (page i^k)
comment, avec Tappareil à cadran, la communication directe peut être établie entre deux postes quelconques à travers les postes intermédiaires auxquels la dépêche ne s'adresse pas. Nous montrerons plus bas (page 239) que Tappareil Morse se prête très facilement au même mode de transmission.
Translation. — Lorsque la correspondance doit s'établir entre deux postes très éloignés, la pile du poste qui expédie n'est plus assez puissante pour faire parvenir un courant efficace à une si grande distance ; le courant qui traverse le poste auquel la dépêche est destinée est tellement affaibli par la résistance et les pertes de la ligne, qu'il est incapable de faire marcher le récepteur. Dans ce cas, on dispose les fils de communication des postes Intermédiaires de manière que leurs piles deligne entrent dans le circuit et fassent l'office d'autant de relais de ligné. Avec cette disposition, appelée translation, chaque pile ne fonctionne en réalité qu'entre deux postes successifs, et la dépêche est transmise d'une manière certaine d'un poste extrême à l'autre, quelle que soit leur distance.
La figure 73 représente un poste intermédiaire avec les deux appareils Morse disposés de manière à satisfisiire à tous les modes de transmission.
Le fil V de la ligne de droite vient se fixer au commutateur K, et le fil \' de la ligne de gauche au commutateur K'. — N est le commutateur de la pile de Hgne de Tapparal de droite, et N' le commutateur de la pile de
MODES DIVERS DB COMMUNICATION DBS POSTBS. 239
ligne de Tappareil de gauche. Des lignes blanches indiquent les communications des appareils entre eux et avec les quatre commutateurs. D'ailleurs les lettres déjà employées dans la figure 59 (page 180) indiquent les mêmes organes dans les deux appareils.
Dans chacun des appareils, la borne M communique avec la masse métallique B du mouvement d'horlogerie, et par son intermédiaire, avec le levier D de l'appareil à signaux du récepteur ; la borne I communique avœ la vis supérieure de la colonne G, et la borne P avec la vis inférieure de cette même colonne. Nous savons d'ailleurs que, dans Tétat de repos, le levier D appuie contre la vis supérieure de la colonne G, et que, dans ses mouvements d'oscillation, il butte alternativement contre la vis inférieure et la vis supérieure de cette colonne.
Quand les ressorts des commutateurs K, K', appuient sur les contacts «, a', l'appareil de droite communique exclusivement avec la ligne de droite V, et l'appareil de gauche avec la ligne de gauche V. L'appareil de droite peut à volonté recevoir par la ligne V et transmettre sur cette ligne ; il en est de même de l'appareil de gauche par rapport à la ligne \',
Pour établir la communication directe, c'est-à-dire pour faire que le courant lancé sur l'une des deux lignes V, V passe sur l'autre sans agir sur les appareils du poste, il suffit évidemment de pousser les ressorts des commutateurs K, K' sur les contacts 6, b' reliés par un fil métallique.
Enfin la transmission en translation s'établit en poussant les deux ressorts des commutateurs K,K' sur les contacts métalliqù^es d, d'.
2k0 COUaESPONDANCE TÉLÉGRAPHiQUE.
Supposons, en effet, que le courant de la ligne arrive à droite par V; ce courant, dont le trajet est indiqué par des flèches empennées, passe du commutateur K à la borne H de Tappareil de gauche, à la masse métallique B^ au levier D, à la vis supérieure de la colonne G, à la borne I, et gagne la bQrne C du manipulateur de l'appareil de droite, d'où il se rend à la borne L du même appareil. De la borne L, ce courant part pour traverser la bobine de rélectro-aimant E' du relais de droite, se rend à la borne T et se perd dans le sol. Mais, en traversant la bobine de rélectro-aimant E', ce courant a fermé le circuit de la pile locale S. Le courant de cette pile locale, indiqué par des flèches non empennées, traverse la bobine de Télectroaimant E du récepteur de droite iTextrémité du levier D s'abaisse, et le signal transmis est imprimé.
L'extrémité de ce levier D de l'appareil de droite, en s'abaissaut, appuie sur la vis inférieure de la colonne G qui communique avec la borne P, et par son intermédiaire, avec le commutateur N de la pile de ligne de droite. Dès lors le courant de cette dernière pile part du commutateur N, gagne la borne P de l'appareil de droite, la vis inférieure de la colonne G, le levier D, passe dans la masse métallique B, se rend à la borne M, au contact d^ du commutateur K', et de là s'élance sur la ligne de gauche V^ pour transmettre la dépêche au poste suivant.
11 est facile de voir que, si le courant arrivait au poste par la ligne de gauche V^ le récepteur de gauche imprimerait la dépêche, et la pile de ligue de l'appareil de gauclie tburnû*ait un courant qui se rendrait du commutateur N'
ik
HH oommutateurK,, pour omitinu^r. la. transmission sur la ligne de droite, y. •
Lorsque, dans, un poste, les appa^^ls. sont disposés en translation, tout courant qui lui ari^iv^ se, pecd dans le sol, et pst remplacé pa^r un nouveau courant Cfyn^t)le de continuer ]a transmission. Le récepteur de Vun.^^s appareils se .q)n(luit comme un simple conducteur, tandis que le récepteur de l'autre appareil joue à la foi& l^rôle à* imprimeur et de relais de ligne^
11 est facile de voir qu'en disposant iesi appareils de postes intermédiaires en translation, on peut reproduire à la fois la dépêche dans tous les postes et la transmettre avec certitude d'une extrémité à l'autre de la ligne, quelle que soit sa longueur.
.,Çoi|iiBMiiiiicatioB simoitaBéc. — En général, chaque ligne télégraphique est desservie par une pile qui lui est spécialement affectée. Cependant, quand deux fils de longueur considérable, bien isolés et de résistance sensiblement égale, aboutissent à un même poste, on peut, sans inconvénient, correspondre à là fois sur les deux lignes avec la même pile, et, dans ce cas, il y a économie évidente. Soient, en effet :
E, la force électro-motrice d'un couple ;
R, la résistance de chaque couple ;
n, le nombre des couples employés ;
r, là résistance de chacun des fils de la ligne ;
r^, la résistance de chacun des récepteurs.
Quand la pile ne dessert qu'un fil, la résistance du
MODES DIVERS DE COMMUNICATION DBS POSTES. 2b3
circuit complet est nR + (r + rj), et Fintensité 1 du courant transmis est
fiE
„R + (r + rJ
Quand la pile dessert les deux lignes à la fois, la ré-
sistance du circuit complet devient n R + \ \ * ) > et rintensité totale 1' du courant transmis est
Ce courant ^o^«/ se partage en deux courants /jor/iWs égaux, et chacun des fils est traverse) par un courant d'intensité
nE
2nR + (r + r,)"
La comparaison des deux formules (1) et (2) montre que rintensité i est toujours plus faible que rintensité I, et que ces deux intensités n' ont la même valeur que lorsque la résistance nR delapile est négligeable en présence de la résistance (r + rjde la ligne; elle montre en même temps que ces deux intensités t\I, très différentes Tune de l'autre quand la ligne est courte, se rapprochent de régalité à mesure que la ligne s'allonge, et que sa résistance augmente.
Mais, dans ce mode de communication, chacun des deux fils peut travailler seul, ou en même temps que son congénère ; l'intensité du courant transmis au poste cor-
2&/| GORRBSPONDAMCE TÉLÉGRAPHIQUE.
respondant est donnée dans le premier cas par la formule (i), et dans le second cas par la formule (2). Or, pour que la transmission télégraphique s'exécute régulièrement, il est nécessaire que l'intensité du courant reçu par un poste quelconque reste constante, ou du moins ne varie que dans des limites très rapprochées. Il résulte de ces considérations que, sur les courtes lignes, il y aurait désavantage à desservir deux fils à la fois avec la même pile, et que ce mode de communication doit être réservé pour les lignes dont la longueur s'élèVe au moins à 400 kilomètres.
Il est d'ailleurs évident qu'eii desservant ainsi deux fils avec une seule pile, on rend plus sensible l'influence des perturbations de toute nature qui peuvent se produire sur la ligne.
Dans les premiers temps où la télégraphie électrique fut employée, on essaya d'établir la communication simultanée entre tous les postes d'une même ligne. A cet effet, on fit entrer directement dans le circuit de la pile tous les récepteurs de la ligne. Les bobines d'un récepteur ordinaire de télégraphe à cadran ou d'un relais Morse représentant une résistance de 200 kilomètres, l'introduction de ces bobines dans le circuit de la pile créait, sur le passage des courants, des résistances passives très considérables qui^firent bientôt renoncer à ce mode de communication simultanée. Ce système avait un autre inconvénient : la transmission simultanée ne pouvait, dans tous les cas, s'étendre qu'aux postes de la ligne principale, sans pouvoir atteindre les divers em))ranchçmeQts,
MODES DIVERS DB COMMUNICATION DES POSTES. 2/!i5
Dans ces derniers tenops, M. Gaillard (1) a proposé un nouveau mode de communication simultanée fondé sur les lois des courants dérivés, et qui peut s'étendre d'une station centrale à tous les postes d'un réseau télégrapln* que de forme quelconque. A cet effet, un lil conducteur direct étant tendu entre la station centrale et le poste le plus éloigné, les récepteurs de tous les autres postes du réseau sont reliés à cette ligne principale par des fils qui formen^ autant d'embranchements ou de circuits de dérivation.
Fig. 71. «
Ainsi P (fig. n) étant la station centrale, et F, P". . . P^« les diverses stations du réseau, la pile du poste P communique avec le sd par son pôle négatif. Du pôle positif |A de cette pile part un fil conducteur ABCDP^^qui le relie directement au récepteur du poste P^" le plus éloigné ; ce fil est la ligne principale. Le récepteur de chacun des
(1) Annaiêt télégraphiques^ 1855, p. 52.
2A6 CORRESPONDANCR TÉLÉGRAPHIQUE.
autres postes est relié à cette ligne principale par un fil qui lui fournit un courant de dérivation.
Le courant principal, parti du pôle positif A de la pile du poste central P, se divise au point B; il fouriiit un courant dérivé au récepteur du poste P' et un courant partiel qui va de B en C. En C, le courant fournit un premier courant dérivé au récepteur du poste P", un second au récepteur du poste P'", et un courant partiel qui parcourt le fil CD. Enfin en D, le courant fournit un dernier courant partiel au récepteur du poste P" , et un courant dérivé à chacun des récepteurs des deux postes P'^, P^. De cette manière, la dépêche expédiée par le poste central P est simultanément reçue dans tous les postes du réseau télégraphique.
Avec la disposition telle que nous venons de la décrire, les courants qui traversent les récepteurs des divers postes du réseau n'auraient pas la même intensité, et les résultats seraient mauvais. Pour assurer la correspondance, il est nécessaire d'ajouter aux divers récepteurs d^ bobines supplémentaires dont les résistances varient d'un poste à l'autre, et soient calculées de manière que tous les récepteurs du réseau soient traversés par des courants de même intensité. L'expérience s'accorde avec la théorie pour démontrer qu'en procédant ainsi, il est toujours possible, sans employer un nombre trop considérable d'éléments, de mettre une station quelconque en communication simultanée avec tous les postes d'un même réseau télégraphique (1).
(1) Voyez la note D pour le développement de ce système de communication télégraphique.
MODKS DIVBRS DE COMMDtlIGATlON DIS POSTES. 247
ioB slnivllaiiée de devx dépéelies em sens
contraires par le même AL — Le problème de la transmission simultanée de deux dépêches en sens contraires par le môme fil a beaucoup préoccupé les constructeurs de télégraphes électriques ; il a été résolu d'une manière très él^ante par M. Siemens. Nous devons nous borner à reproduire ici les principes fondamentaux d'un appareil qui, malgré sa perfection, n'a pas été adopté dans la pratique.
M. Siemens emploie un relais de forme particulière, dont la marche est très régulière et dont nous devons exposer sommairement le mécanisme. — E, E' (fig. 75) sont deux électro-aimants droits et indépendants l'un de l'autre. Le fil de la bobine de l'électro-aîmant E aboutit en L au fil delà ligne, et en T au fil de terre. Le fil de la bobine de Télectro-aimant E' est enroulé dans le même sens et aboutit aux mêmes points L, T. Les noyaux métalliques de ces électro^aimants sont mobiles sur d^eux pivots fixés à leurs extrémités, et peuvent tourner autour de leurs axes. — A l'extrémité supérieure de Télectro-aimant E est fixée invariablement une armature de fer doux ad; une armature semblable est fixée à son extrémité inférieure. L'électro-aimant E' porte aussi deux armatures semblables, l'une, bc^ fixée invariablement à sa base supérieure, et l'autre à sa base inférieure. Les branches en regard (Zfb de ces armatures supérieures et inférieures sont séparées par un intervalle de deux ou trois millimètres. Quand l'armature ad est sollicitée parune force horizontale, elle tourne autour de l'axe de l'électro-aimant E en même temps que le noyau lui-même avec lequel elle fait
2&8 CORRESPONDANCE TÉLÉGRAPHIQDE.
corps ; il en est de même de Tarmature bc par rapport au noyau de Télectro- aimant E'.
L'extrémité c de larmature de Télectro-aimant E' est fortement pincée entre deux vis o, t , qui maintiennent Tarmaturede cet électro-aimant dans uneposition invariable. A rétat de repos, un ressort antagoniste r maintient Textrémité d de Farmature de Télectro-aimant E appli-
Fig. 75.
quée contre la pointe isolante d'une vis g. Une autre vis métallique f sert à limiter Tamplitude des oscillations de l'armature ad. La vis f et la branche d de l'armature ad communiquent avec les deux pôles d'une pile locale M dans le circuit de laquelle est placé un récepteur quelconque R. — Toutes les fois que la branche d touche la vis /*, le circuit de la pile M est fermé et le récepteur
MODBS DIYKRS DS COIIMDNICATION DES POSTES. 269
R est mis en mouvement. Quand, au contraire, la branche d s'éloigne de la vis /*, le circuit de la pile M est rompu et le courant cesse de traverser le récepteur R. Les vis ^9 h 9^ fi <itle ressort antagoniste r, servent à régler le jeu du relais.
Le courant de la ligne, arrivé en L, se bifurque et fournit un courant à chacune des bobines des deux électroaimants E, £' ; ces deux courants se réunissent en T et se perdent dans le sol. Comme les courants sont de même sens dans les deux bobines, il en résulte que les deux armatures orf, bc, représentent des pôles de même nom. Si ces deux courants sont égaux, les intensités magnétiques des branches a, b sont nécessairement égales ; ces deux surfaces polaires se repoussent, et par conséquent, restent immobiles. — Mais supposons qu'on place une résistance additionnelle sur le trajet du fil d'une des deux bolnnes ; alors nécessairement le courant de cette bobine est plus faibla Dans ce cas, les armatures o, ô, représentent deux pôles magnétiques de même nom, mais d'intenèités différentes. Si cette différence d'intensité est suffisante, l'armature ad est attirée et se rapproche de bc\ la branche d appuie contre la vis/", et le circuit delà pile locale M reste fermé tant que le courant de la ligne continue à passer. Quand le courant de la ligne est interrompu, l'armature ad cède à la traction du ressort antagoniste r, vient butter contre la vis isolante g, et rompt le circuit de la pile locale. D'ailleurs les armatures de la partie inférieure des deux.électro-aimànts agissent dans le même sens que les armatures supérieures ad y bc.
Il serait facile de disposer les fils des bobiniçs de ma-
MODES ptVfiES ÙE COMMUNlGATtON DBS POSTES. 251
Hière à Qpmmuniquer des aimantations de noms .contraires aux armatures de fer doux ady bc. Le relais à quatre armatures de M. Siemens, au lieu de marcher sous Tinfluence de la différence d'intensité des deux courants partiels, obéirait à la somme de ces intensités. Dans ' la transmission simultanée, on l'emploie toujours comme appareil différentiel.
Soient V, V (fig. 76), deux postes télégraphiques réunis par un seul fil de ligne L, aboutissant d'une part à la bobine de Télectro-aimant E, et d'autre part à la bobine de l'électro-aimant F.
Dans le posté Y, S est le levier d'un manipulateurHorse. A l'état de repos^ le levier métallique S appuie sur le contact z ; en pressant sur la poignée de son extrémité opposée, on le sépare de la pièce z et on le met en contact avec In pièce x. z communique avec le fil de terre en T, et x avec le pôle positif de la pile de ligne N dont le pôle négatif communique en T avec le fil de terre. De l'axe y du levier S part un fil métallique auquel aboutissent, en 0, les fils des bobines des deux électro-aimants E, Ë' du relais. Le fil de la bobine E se continue avec la ligne L; le fil de la bobine E' aboutit à une bobine de résistance K, qui elle-même communique en T avec le fil de terre. La bobine K doit être réglée de telle manière que sa résistance soit égale à celle de la ligne télégraphique. La vis /et la branche d de l'armature de l'électro-aimant E communiquent avec les deux pôles d'une pile locale M, dans le circuit de laquelle est placé un récepteur télégraphique quelconque R.
La disposition des appareils est exactement la même
iyi œKllEdtH)NOANCfi rSLÊGRAPfllQUE.
dan» le second poste V. Les deux piles de ligne N, N' sont composées d'un môme nombre de couples égaux ; par conséquent elles fournissent des courants de même intensité, et ont même force électromotrice, La correspondance s'établit au moyen des deux manipulateurs S, S'. Supposons que le poste V expédie seul sur la ligne. — Au moment où le levier du manipulateur S touche le contact jr, le circuit de la pile N est fermé. Le courant arrive en et fournit deux courants partiels, Tun pour la bobine de Téleclro-aimant E qui parcourt la ligne L^ l'autre pour la bobine de l'électro-aimant £' qui traverse la bobine de résistance K et se perd dans le sol. Les résistances de ces deux circuits étant égales, ces deux courants sont de même intensité ; le relais du poste V reste à l'état de repos, le circuit de la pile locale M reste interrompu ^ et le récepteur R ne marche pas. Mais le courant de la bobine E s'engage sur la ligne L, arrive à la bobine de l'électro-aimant F et la traverse. En 0', ce courant fournit un courant dérivé très faible à la bobine de l'électro-airaant F' et se perd dans le sol à travers le levier S' et le contact /. L'armature a'd' de l'électroaimant F est attirée, la branche d' vient butter contre la vis f et ferme le circuit de la pile locale M'. Le récepteur R' du poste V entre en jeu et reproduit le signal expédié sur la ligne par le poste V. Quand les deux postes V, V^ expédient isolément ou alternativement, tout se passe donc comme dans un appareil télégraphique ordinaire. Le récepteur R' du poste V reproduit la dépêche envoyée par le poste V, et réciproquement, le récepteur R du poste V reproduit la dépêche partie du poste V.
MODES DiVERS DE COMMUNICATION DES POSTES. 253
Supposons maintenant que les deux postes V, V, expédient en même temps. Quand les deux leviers S, S', sont tous deux abaissés, les circuits des piles de même force électromotriceN, N', sont tous deux fermés. Les bobines des deux électro-aimants E, F, réunis par le fil de ligne L, reçoivent deux courants de même intensité et de sens contraires; rien ne passe sur le fil de ligne L, et les armatures ^ ady a'd\ restent nécessairement à Tétat neutre. Au con- ^ traire, les courants fournis aux bobines des deux électro- P aimants E', F', passent librement, se perdent dans le sol, > et aimantent les deux armatures bc, ô'c'. Les deux relais t fonctionnent en même temps, et ferment les circuits des i deux piles locales M, M'; les deux récepteurs R, R', sont donc traversés par les courants de ces piles locales et i entrent tous les deux en jeu.
i De fait, dans le cas où les leviers des deux manipulateurs
ï sont abaissés en même temps, le récepteur R marche sous ; l'influence du courant de la pile N, et le récepteur R' t: obéit au courant de la pile N'; mais, comme Taction de ces deux piles est en concordance parfaite, le récepteur R \ se conduit en réalité comme s'il était soumis à Tiniluence i de la pile N', et le récepteur R' comme s'il obéissait à î la pile N. Le récepteur R reproduit donc exactement tous ) les signaux expédiés parle poste V, et le récepteur R' la i dépêche du poste correspondant V.
25/l CORRESPONDANCE TÉLÉGRAPBIQfJE.
ARTICLK II.
Sur les longues lignes télégraphiques, la transmission de rélectricité est soumise à de nombreuses influences perturbatrices : les unes doivent être rapportées au mode d'installation des conducteurs ou à de simples dérangements accidentels; les autres dérivent de conditions météorologiques très variées, ou se rattachent à la manifestation de phénomènes dontrorigine n'est pas encore bien connue. Locales ou générales, ces causes de perturbation sont parfois assez intenses pour opposer momentanément un obstacle insurmontable à l'échange des signaux ; le plus souvent leur intervention s'accompagne seulement de troubles passagers qui gênent la correspondance et la rendent plus difficile.
DéperdlUons d*éiectricité« — Les lignes aériennes sont exposées à une double cause de perte. D'abord, quelque soin qu'on apporte à leur installation et à quelque surveillance qu'on les soumette, les fils ne sont jamais complètement isolés sur leurs points de suspension, une fraction variable du courant s'écoule dans le sol à travers les poteaux. En second lieu, une portion de l'électricité fournie par la pile se diffuse en pure perte dans les couches d'air en contact avec les conducteurs. Un fil métallique de U millimètres de diamètre et de 800 kilomètres (le longueur, étendu de Paris à Marseille, représente une surface de 10 053 mètres carrés. Quelque faible que soit
la tension latérale du courant, la déperdition d'électricité éprouvée par une surface métallique d'une telle étendue exposée au libre contact de Tatmosphère ne peut pas être négligeable, même par les temps secs. Dans les temps humides, et surtout pendant et à la suite des fortes pluies, Tair devient plus conducteur, des couches d*eau restent adhérentes aux poteaux et aux supports de porcelaine, et les pertes éprouvées par les fils télégraphiques doivent nécessairement devenir plus considérables. Sur une longue ligne, Tintensité du courant doit donc aller s'affaiblissant à mesure qu'on s'éloigne du point de départ, et cet affaiblissement doit être plus considérable par les temps humides que par les temps secs.
Les recherches entreprises en 1845 par M. Bréguet (i), sur la ligne de Paris à Rouen, ne laissent aucun doute sur la réalité de ces déperditions d'électricité, et en montrent toute l'importance. La communication était établie entre ces deux stations extrêmes par un fil de fer de 4 millimètres de diamètre et de 137 kilomètres de longueur; le circuit était complété par la terre. Le courant partait tantôt de Paris, tantôt de Rouen ; dans l'un et l'autre cas, il était mesuré au point de départ et au point d'anivée au moyen de deux boussoles des sinus bien comparées.
Pour le courant parti de Paris, le rapport moyen des intensités au point de départ et au point d'arrivée était :
1^ Pour les Jours de beau (emps. 3,487
2"* Poar les jours de pluie 4,1 19
(I) Comptes rendus de V Académie des sciences^ iSio, t. XXI, p. 760.
Pour le courant parti de Rouen, le rapport moyen des intensités au point de départ et au point d'arrivée était :
1° Pour les jours de beau temps 4,848
2° Pour les jours de pluie 5,093
À Tappui de ces résultats, les expériences de M. Bréguet montrent que le courant d'une pile placée à Paris n'était pas interrompu^ mais était seulement a/faibli y quand le fil était séparé de la terre à Rouen et isolé. La pile restant la même, les intensités du courant dans le fil en communication avec le sol et dans le fil isolé à l'autre extrémité de la ligne étaient dans le rapport de 2 à 1.
M. l'abbé Moigno (1) cite des recherches de M. Hatteucci sur les télégraphes électriques de la Toscane qui établissent nettement que les pertes d'électricité augmentent avec la longueur de la ligne.
Par un temps sec, le rapport des intensités du courant au point de départ et au point d'arrivée était :
1° De Pise à Livourne, distance de 17 kilomètres.. . 1,02 2° De Pise à Florence, distance de 76 kilomètres... 1,15 3° De Pise à Sienne, distance de 107 kilomètres.. . . 1,50
Dans ce même travail, M. Matteucci a prouvé aussi que les pertes d'électricité augmentent avec Thumidité de l'atmosphère.
Pour une même distance de 76 kilomètres, de Pise à Florence, le rapport des intensités du courant au point de départ et au point d'arrivée était :
(1) Traité de télégraphie électrique. Paris, 1852, p. 288.
1° Par un temps sec 1,15
2*» Par un temps très humide 1,74
3° Par une pluie forte et prolongée 2,45
A l'état normal, ces pertes d'électricité influent sur la distance à laquelle on peut correspondre avec une pile d'intensité donnée, mais n'entra venfjamais sérieusement la transmission. 11 est d'ailleurs impossible d'annuler complètement ces causes d'affaiblissement du courant ; mais en améliorant les appareils de suspension des fils, on peut diminuer considérablement les pertes opérées par la voie des poteaux.
Dans les premières années de l'établissement des lignes télégraphiques en France, la transmission directe des dépêches par les temps humides ne pouvait pas être exécutée au delà de 1 00 à 1 50 kilomètres. Aujourd'hui les conditions d'installation d'une bonne ligne ont été bien étudiées, les appareils de suspension des fils ont été perfectionnés, et la correspondance directe peut, même par une atmosphère humide, être établie entre des stations beaucoup plus éloignées. Cependant il arrive encore que, pendant des brouillards très prolongés, et surtout à la suite des grandes pluies, les poteaux de la ligne, les murs des édifices et les parois des tunnels employés comme points d'appui, acquièrent un certain degré de conductibilité, et établissent des communications fâcheuses enti*e la terre et les fils télégraphiques à travers les minces nappes d'eau déposées à la surface des cloches de suspension. Les dérivations accidentelles qui en résultent méritent d'être étudiées avec soin ; leur influence sur la
transmission des courants dépend du point de la ligne où elles sont établies.
Considérons d'abord le cas d'un seul point de dérivation établi sur la ligne entre deux stations en correspondance. Soient (fig. 77):
FIf . T7.
A, B, les points d'entrée du fil de ligne dans les deux
postes correspondants ; P, la pile de ligne du poste de départ, qui communique
en F avec la terre ; X, le récepteur du poste d'arrivée, qui communique
en D avec la terre ; C, le point de dérivation qui communique en G avec la
terre; i
E, la force électromotrice de la pile de la ligne P ; R, la résistance totale de la ligne de F en D ; r, la résistance de la ligne de F en A ; r', la résistance de la ligne de B en D ; r< , la résistance de la dérivation CG ; X, la résistance de la ligne de F en C ; R — ;r , sera nécessairement la résistance de la ligne
de C en D.
Avant l'établissement de la dérivation, l'intensité I du courant primitif élait
PBRTrjRBATIONS. 259
Après rétablissement de la dérivation, la résistance totale W de la ligne est
^1 +(ï^ — ^) r^ +(R — ic)
L'intensité V du courant principal est donc
En remplaçant R' par sa valeur, nous avons
ri R + (R — a;) a;
Ce qui, d'après la loi des courants dérivés, donne : Pour l'intensité / du courant partiel suivant CD,
r^ R + iR — x)x et pour l'intensité i' du courant rfmî;^ suivant CG,
riR + (R -x)x
Ces deux dernières équations conduisent aux conclusions suivantes :
1° L'effet de l'établissement d'une dérivation est d'augmenter le flux d'éle. tricité fourni par la pile, car le courant principal est toujours plus intense que le courant primitif. Nous avons, en effet :
1 r^ R + (R — rr) a;
Et comme R est nécessairement toujours plus grand
que X, le second membre de cette expression est luimême plus grand que l'unité.
2° L'expression du courant partiel qui aboutit seut au récepteur X peut se mettre sous la forme
Par conséquent, ce courant partiel est d'autant plus intense que la résistance i\ du circuit de dérivation CG est plus grande. — Quand ri est infini^ c'est-à-dire quand
il n'y a pas de dérivation, « = :^ , le courant partiel est
égal au courant primitif; c'est sa limite supérieure. — Quand i\ = 0, c'est-à-dire quand le point de dérivation G est directement en contact avec le sol humide, i = 0, le courant partiel est nui. Dans ce cas, qui correspond à la limite inférieure du courant partiel, aucune trace d'électricité n'est transmise jusqu'au récepteurX du poste correspondant. -
La résistance r^ du circuit de dérivation restant constante, on peut se demander quelle est la position qu'il faut donner au point G de dérivation pour que le courant partiel, qui seul arrive au réœpteur X, ait une intensité minimum. Dans l'expression
r^ R + (R — ic) a?
X est la seule quantité variable. Par constkjuent, la Valeur minimum de i correspond ^ la valeur maximum
du terme (R— «r) ar= R .r — a2. Or, pour donner h ce ternne sa valeur maximum, il faut faire
Pour une valeur déterminée delà résistance r^ du circuit de dérivation CG , le courant partiel a donc une intensité minimum quand le point de dérivation G est placé de manière que la résistance de FG soit égale à celle de GD. Dans ce cas, l'expression de Tintensilé du c/>urant partiel devient
Deux points de dérivation symétriquement placés par rapport à cette dernière position de G, de manière que pour
l'un ^ — f- + 'n,et pour Tautre x={ -5], fournissent des courants partiels égaux. En effet, si dans le seul
terme variable(R — x) x, nous remplaçons x par ( - +<5 j
/R \ ou pari -- — ^j, nous avons, dans Tun comme dans
l*aulre cas :
et pour chacun de ces deux points de dérivation, l'expression de l'intensité du courant partiel devient
■»+[(tT-]
262 CORRESPONDANCB TÉLÉGRAPHIQUE.
Cette dernière équation prouve que le courant partiel t est (Fautant plus intense, que $ est plus grand, c'est-àdire que le point de dérivation s'éloigne davantage de la
position pour laquelle .r = - , et qui correspond à la valeur
minimum de ce courant.
Le genre de dérivation dont nous nous occupons devant toujours s'établir en dehors des postes, il y a deux positions du point de dérivation C qui correspondent à deux maxima de l'intensité du courant partiel « .
Pour l'une, le point de dérivation s^établit en A ; alors X est égal à r, ou à la résistance de la ligne dans l'intérieur du poste de départ. Dans ce cas,
Pour l'autre, la^dérivation s'établit en B ; alors x est égal à (R- r'), à la résistance de toute la ligne diminuée de la résistance du récepteur X. Dans ce cas,
Ainsi donc, à partir de la position pour laquelle x =— ,
rintensité du courant partiel t suit une marche croissante, quand le point de dérivation E se déplace lui-même ver le point A pour lequel a: = r, ou vers le point B pou lequel j: = R — r'.
L'établissement d'une dérivation diminue donctoujour s l'intensité du courant qui arrive au poste correspondant;
mais Teffet de cette dérivation dépend beaucoup de la position du point de la ligne sur lequel elle est établie, et surtout de la résistance du circuit de dérivation. Il est facile de voir, d'ailleurs, que, pour une position donnée du point de dérivation, Teffet d'affaiblissement du courant dépend du sens dans lequel s'opère la transmission : ainsi une dérivation qui gêne à peine la correspondance du poste A au poste B peut la rendre très difficile en sens inverse.
Des dérivations dont les effets sont les mêmes que ceux dont nous venons de nous occuper peuvent être établies par diverses causes. Ainsi, un til décroché, sans être rompu, peut toucher un mur humide ou traîner sur le sol ; dans une ligne souterraine, un fil recouvert de guttapercha peut se dénuder en un point ^ et se mettre en communication avec le sol ; dans un cable sous-marln, une fissure peut faire communiquer un des conducteurs intérieurs avec l'armature externe; des stalactites se forment parfois dans les tunnels autour des supports isolants et facilitent la communication des fils avec le sol.
Entre deux postes correspondants, il s'établit quelquefois plusieurs points de dérivation. Si les résistances correspondantes à ces dérivations ne sont pas très considérables, la correspondance devient très difficile et même tout à fait impossible ; dans ce cas, il est absolument nécessaire de réparer la ligne.
Dans le paragraphe 2 de l'article b' de la note A , nous étudierons la distribution de l'électricité dans un conducteur sur lequel des dérivations nombreuses sont établies. 11 nous a paru utile de donner ici l'expression
2G4 CORRESPONDANCE TÉLÉGRAPHIODE.
générale du courant partiel qui pénètre dans le poste d'arrivée quand deux dérivations existent sur la ligne.
Les appareils étant disposés comnie dans Texemple précédent, soient (fig. 78) :
fi
i?S?!L^5^'9ïi<^i}5^i!Ss^^^^
~ <>N;ï^^'s^,^î;5<^;ss^*^Sî4^^:s.<^«c^.<«KS^
Fig. 78.
C, un premier point de dérivation qui comnaunique en
G avec la terre; C, un second point de dérivation qui communique
en G' avec la terre ; E, la force électro- motrice de la pile de ligne ; R, la résistance ^oif«/edela ligne avant l'établissement
des dérivations ; X, la résistance de la portion FC de la ligne; y, la résistance de la portion CC' de la ligne; 5, la résistance de la portion C'D de la ligne ; r^, la résistance de la première dérivati n CG ; rj, la résistance de la seconde dérivation C'G'. Avant l'établissement des dérivations, Tintensité du courant jDnweïe/ était :
Après l'établissement des dérivations, la résistance totale K' de la ligne sera
^, ^ a;r-a (t/ 4- ^) + zr^ (a; -L y) -f- xyz +nr^r^ (yr^ + ar, + y 2) + 3r^ + r^/,
PERTURBATIONS. 26f>
Ce qui donne, pour rintensité I' du courant jormc//)^//, après rétablissement des dérivations :
a»*î (î^ -f «) + 2r^ {x + y) + xyz + Rr^r,
Ce courant principal V, qui règne tout le long du fil AC, se partage en C ; il fournit un premier courant dérivé au circuit CG,et au fil CC un premier courant jo^r/2>/ dont rintensité i est
xr^ {y + z) + zr^ (x+y) + xyz + Rrjr,
Ce premier courant partiel i se partage à son tour en C ; il fournit un second courant dérivé au circuit G'G', et au conducteur CD un second courant partiel dont l'intensité i' est
^r^ {y + ^)+ ^r^ {X + y) + xyz + Rr^r^
Ce dernier couv^luï partiel d'intensité i' est le seul (|ui pénètre dans le poste d'arrivée ; c'est donc le seul qui soit efficace pour faire marcher le récepteur X et reproduire la dépêche expédiée au poste de départ. I/expression de /' montre que l'intensité de ce courant dépend à la fois de ri , rj el de x, y, z, c'est-à-dire des résistances des circuits de dérivation CG, G'G', et de la position des points de dérivation C, C, sur la ligne.
Prêtions un cas particulier. Supposons que les résistances des deux circuits de dérivation soient égales, et
266 CORRESPONDANCB TÉLÉGRAPHIQlE.
qu'en même temps les portions do ligne FC, CC, CD, soient cl*égale résistance, nous aurons :
et
Remplaçant dans les expressions du courant principal r et du courant partiel efficace i\ nous aurons :
Aa:^r^ -f a3 -f Rr^^ ' -' K.
Et comme, dans ce cas, x = -, cela donne pour Tinten-
site du courant principal :
3r4(4R2|-9Rr4) + U3 '*
et pour rintensité du courant partiel qui pénètre dans le poste d'arrivée :
"" 3r4(4R2+9Rr4) + R8 ^'
Enfin, si nous supposons que ri soit une fonction déterminée de la résistance R de la ligne, telle que rt = <?R, nous aurons, pour l'intensité du courant principal V :
et pour rintensité du courant partiel «', qui seul pénètre dans le poste d'arrivée :
Étant connu le rapport a de la résistance commune des circuits de dérivation à la résistance totale R de la ligne, réquation précédente donne l'intensité t' du courant sous l'influence duquel s'opère la reproduction de la dépêche. Il est facile de voir que l'intensité i' de ce courant efticace varie dans le même sens que a, ce qui indique que, plus les résistances des circuits de dérivation sont fortes, plus est longue la distance à laquelle on peut communiquer avec une pile d'intensité donnée,
Uérangcments. — En dehors des pertes, il se produit quelquefois sur la ligne des dérangements accidentels qui, suivant leur nature et leur gravité, peuvent interrompre complètement la communication entre deux postes ou simplement gêner la transmission.
Quand un fil télégraphique est rompu en un point quelconque de son parcours, les deux bouts traînent à terre. Les piles des postes auxquels aboutit ce fil rompu continuent â fonctionner, et l'intensité des courants varie avec la nature tlu sol sur lequel reposent les bouts flottants. Quand la communication avec la terre est parfaite, l'intensité des courants est plus grande qu'avant la rupture; elle est au contraire plus faible quand la communication est mal établie. Tant que le dégât n'est pas réparé,
268 CORRESPONDA^CE TÉLÉGRAPHIQUE.
toute correspondance est évidemment impossible entre les postes séparés par le point de rupture.
A la suite d'un coup de vent, deux fils voisins peuvent se mêler ; un point de contact permanent s'établit alors entre les deux conducteurs. Un courant lancé sur un de ces deux fils se partage nécessairement au point de contact en trois portions ; Tune continue sa route comme à Tordinaire, les deux autres parcourent le second fil en sens inverses. Dans ce cas, une portion du courant est ramenée par le second fil au poste d'où il est parti, et a une intensité suffisante pour faire marcher les appareils. Celte circonstance révèle à la fois l'existence et la nature de Taccident survenu sur la ligne.
Des corps lé^gersflottantsdansratmosplièreetdéposésaur les conducteurs de la ligne, des poteaux trop liuraides, etc., peuvent établir des communications entre deux fils voisins ; dans les cfibles souterrains ou sous-marins à plusieurs fils, des fissures peuvent aussi établir des communications du même genre. Dans tous ces cas, on dit encore que les fils sont mêlés, et Télectricité passe évidemment d'un fil à l'autre. Ces sortes de dérivations gênent toujours la correspondance et peuvent la rendre très difficile ; il est rare cependant qu'elles affaiblissent assez le courant pour arrêter la communication. Ces mélanges des fils voisins doivent être prévenus avec beaucoup de soin, et détruits toutes les tbis qu'ils se produisent.
Dans l'intérieur des postes télégraphiques, il se produit aussi quelquefois des dérangements capables de gênerou
PEHTUIIDATIONS. 269
d*aiTéter la correspondance. Un contact mal établi entre deux couples de la pile ou entre une borne et un conducteur, une rupture du fd de la bobine de Télectro-aimant ou de l'un des nombreux fils qui aboutissent au poste suffisent pour rendre la transmission impossible ; une communication anormale établie entre deux conducteurs voisins, ou entre un conducteur et le sol, crée une dérivation qui, si elle n'interrompt pas la correspondance, la rend du moins plus difficile en entraînant une perte d'électricité et un affaiblissement du courant transmis.
En télégraphie électrique, la recherche méthodique du point précis de la ligne où il s*est produit accidentellement une dérivation, ou tout autre dérangement, constitue une opération d'une grande importance, et à laquelle les employés ne sauraient s'exercer avec trop de soin. Il n'est pas de notre sujet d'aborder cette question qui, pour être traitée avec tous les détails qu'elle comporte, exigerait de tix)p longs développements. Nous nous contenterons de dire ici qu'une application judicieuse des lois des courants électriques peut rendre de très grands services dans une recherche de ce genre. La résistance normale de la ligne et la force de la pile étant connues à l'avance, une série d'observations d'intensité du courant émis dans un seul sens ou successivement dans les deux sens, permet de mesurer la résistance de la portion de la ligne comprise entre le lieu du dérangement et chacun des postes où la pile fonctionne. Et comme les lignes télégraphicjues sont composées, dans toute leur étendue, de fils de nature et de diamètre connus, on déduit facilement la longueur d'une portion quelconque du circuit de la oonnaissanco
270 CORRESPONDANCE TÊLÉGRAPHIQCTE.
de sa résistance. Les indications fournies par ces calculs ne sont jamais d'une rigueur absolue; mais, quoique simplement approximatives, elles facilitent et abrègent beaucoup les recherches nécessaires à la détermination du siège précis du dérangement.
Courante de retour* -— Indaction dan* Ie« bohlnea des électro-aimante. — Induction réciproi|ne des fils de la même ligue. — MauYaiee communication avec la terre. — Considérons deux postes correspondants X,X' et supposons le fil télégraphique isolé à une extrémité de la ligne, en X' par exemple. Mettons, en X, le manipulateur en positioji d'émission; nous savons que, dans ce cas, le pôle positif de la pile du poste X communique avec la ligne par l'intermédiaire du manipulateur. Un flux d'électricité s'élance sur le fil télégraphique. Si la ligne était parfaitement isolée, tout se bornerait à communiquer au fil une charge statique qui le mettrait en équilibre de tension avec le pôle positif de la pile; mais nous savons qu'en raison des pertes éprouvées par les supports et par l'air, la tigne est en réalité traversée par un faible courant ; le fil n'en conserve pas moins une charge positive tant que la position d'émission est maintenue.
Les choses étant en cet élat, ramenons le manipulateur du poste X à la position de réception, c'est-à-dire séparons le fil de la pile, et mettons-le en communication avec le récepteur du poste X par l'intermédiaire du manipulateur. Dans cette nouvelle disposition, la ligne, toujours isolée en X', communique librement avec la terre en X, à travers lés organes du récepteur; la charge du fil télégraphique, n'étant plus sollicitée par aucune force électro-
motrice, s'écoule nécessairement dans le sol à travers le poste X, dont le récepteur est traversé par un courant de décharge. Si la ligne a peu d'étendue, la quantité d'électricité accumulée sur le fil est faible, et ce courant de décharge n'a ni assez d'intensité, ni assez de durée pour faire marcher le récepteur, à moins qu'on n'ait eu le soin de le rendre très sensible par la détente du ressort antagoniste et par le rapprochement de l'armature de rélectro-aimant. Mais l'intensité et la durée du courant de décharge augmentent avec l'étendue de la ligne ; il en résulte que, sur une ligne d'une certaine longueur, le flux qui traverse le poste au moment où le manipulateur passe de la position d'émission à la position de réception, est capable de faire marcher un manipulateur ordinaire.
Sur les lignes très longues, ces flux de décharge appelés courants de retour peuvent se manifester dans les conditions normales delà transmission, bien que le fil télégraphique ne soit pas isolé au poste correspondant X' et communique librement avec la terre. Au moment où le manipulateur du poste X est ramené de la position d'émission à la position de réception, la charge du fil de ligne s'écoule dans le sol à travers le récepteur du poste X', et si le passage d'une position à l'nutrene s'exécute pas trop vite, le fil est déjà retombé à l'état neutre au moment où le manipulateur du poste X atteint le bouton de réception. Mais, si le changement de position s'opère très vite, la ligne est encore fortement électrisée au moment où le manipulateur atteint le bouton de réception ; sa charge s'écoule par les deux extrémités du lil en communication avec le sol, et
le poste de départ est traversé par un courant de retour assez intense pour mettre son récepteur en mouvement. On comprend facilement pourquoi ces courants de retour ne se montrent jamais sur les lignes aériennes de faible étendue.
Dans les lignes souterraines et sous-marines, le fil télégi^aphique représente en réalité Tarmature intérieure d'un condensateur ; la charge qu'il reçoit pendant la trfinsmission est beaucoup plus forte en quantité que celle d'un fil aérien de même longueur, et la décharge s'opère beaucoup plus lentement. Pour cette double raison, on comprend que Xe&courants de retour ^xquI beaucoup plus intenses et beaucoup plus faciles à produire sur les lignes souterraines et sous-marines que sur les lignes aériennes.
Quand les courants de retour acquièrent une grande intensité, ils peuvent être confondus avec des courants envoyés par le poste correspondant. Sous ce rapport, ils sont assez gênants, parce qu'ils induisent les employés en erreur, mais en réalité ils n'empêchent jamais la transmission. On n'en a pas moins essayé de les détourner du récepteur du poste qui expédie. — On a ajouté au manipulateur Morse un quatrième bouton en communication avec la terre que le levier doit toucher un inétant quand il passe de la position d'émission à la position de réception. Ce contact momentané facilite la décharge du fil de ligne. — Quelquefois, entre le manipulateur et la ligne, on a placé un til de dérivation de trois à quatre cents kilomètres de lésistance, communiquant à la terre, et destiné à opérer la décharge de la ligne pendant que le manipulateur passe de la position d'émission a la position de ré^
PERTIIKBATIONS. 273
ception. Du reste, cette dérivation, par cela même qu'elle est très rapprochée de la pile et qu'elle oppose une grande résistance, n'atTaiblit pas beaucoup le courant de la ligne et lui laisse une intensité suffisante.
Mais la décharge d'un fil télégraphique n'est jamais instantanée : l'électricité, dont la tension va s'affaiblissant, s'écoule lentement, et ne passe pas tout entière par les voies collatérales qui lui sont offertes. Aussi les dispositions précédentes sont généralement insuffisantes, même sur les longues lignes aériennes, pour annuler l'action des courants de retour sur le récepteur du poste qui expédie. Le seul moyen de se mettre complètement à l'abri de leurs effets , est de proportionner la rapidité de la transmission à l'étendue et à la nature de la ligne télégraphique. Nous renvoyons à Tarticle suivant l'examen de cette dernière et importante question.
Nous avons supposé que, quand, le manipulateur duposte de départ X passe de la position d'émission à la position de réception, aucune force électro-motrice n'agit plus sur le fil de ligne ; les choses ne se passent pas réellement ainsi. Au moment où l'émission est interrompue au poste X, le courant qui traverse les bobines de l'électro-aimant du récepteur du poste d'arrivée X' s'affaiblit très rapidement ; il se développe donc dans ces bobines un extra-courant direct dont la force électro-motrice agit dans le même sens que celle de la pile, prolonge ses effets après la rupture du circuit et pousse l'électricité de X en X'. Il en résulte qu'au moment où le manipulateur du poste X atteint le bouton de réception, le mouvement électrique qui s'éta-
blit sur la ligne est un phénomène complexe dépendant de la tendance de la charge positive du fil à s'écouler dans le sol à travers le récepteur du poste X, et de Faction de Textra-courant direct qui pousse en sens inverse. Sur les lignes aériennes très longues, et surtout sur les lignes sous-marines, en raison de la grande résistance du circuit extérieur aux bobines et de la lenteur avec laquelle varie rintensité du flux d'électricité de décharge dans ces bobines, Textra-courant est faible, et le récepteur du poste de départ X est traversé par un véritable courant de retour. Mais, sur les lignes aériennes très courtes, Textra- Gourant direct prend assez d'intensité pour s'opposer au changement de sens du mouvement électrique ; quand le changement de position du manipulateur s'exécute avec beaucoup de rapidité, le récepteur du poste X est traversé par un courant instantané dirigé de X en X' , comme le courant primitif de la pile. Dans ce cas, ce n'est plus par un courant de retour dû à la décharge de la ligne, mais par un véritable courant induit direct que le récepteur du poste de départ X est mis en mouvement.
Les recherches de MM. Guillemin et Burnouf (1) démontrent que les fils d'une même ligne agissent par induction les uns sur les autres. Il en résulte qu'au moment de l'émission et de l'interruption du courant, les fils voisins sont traversés par des courants induits alternatifs, qui, dans certaines circonstances favorables,
(J) Comptes rendus de l'Acad» des sciences, 1854,1. XXXIX, p* 330 et 536.
peuvent acquérir assez d'intensité pour agir sur les récepteurs, et faire croire à un mélange des fils de la ligne.
Quand plusieurs fils de ligne aboutissent à un même poste, un seul conducteur sert ordinairement à mettre le pôle négatif de la pile de ligne et tous les récepteurs du poste en communication avec la terre. Dans ces conditions, une mauvaise communication avec le sol peut produire des perturbations très gênantes pour la correspondance.
Si le poste reçoit, et si tous les manipulateurs sont en position de réception, le courant qui arrive traverse comme à l'ordinaire le récepteur correspondant au fil en communication avec le manipulateur qui expédie ; mais, au lieu de se perdre tout entier dans le sol, il rétrograde, du moins en partie, à travers tous les autres récepteurs et les autres fils de ligne qui aboutissent à ce poste. Il en résulte que tous les récepteurs de ce poste marchent à la fois, et que même, si la communication avec la terre est très mauvaise, les courants rétrogrades conservent assez d'intensité pour mettre en mouvement les récepteurs du poste qui expédie.
Dans le cas où le poste dans lequel existe une mauvaise communication avec la terre expédie lui-même, le flux d'électricité négative de la pile, rencontrant une trop grande résistance du côté du sol, traverse les récepteurs de ce poste, se propage le long des divers fils de ligne, et gagne les récepteurs du poste correspondant. Avec une communication très mauvaise, il peut arriver que tous les
276 COURESPON TÉLÉGRAPHIQUE.
récepteurs des deux iM)stes correspondants entrent à la fois en mouvement.
Ces quelques lignes suffisent pour faire comprendre la nature et l'importance des perturbations qui peuvent survenir sur les lignes télégraphiques, par suite d'une a au valse communication des appareils avec b sol. On ne saurait veiller avec trop de soin à l'établissement et à l'entretien des fils de terre.
Électricité atmosphérique. — Aurores boréales. — Courants naturels. — Dans quelques circonstances météorologiques qu'on rétudie, l'atmosphère est dans un état de tension électrique qui, par influence, maintient à la surface de la terre et sur les fils télégraphiques en contact avec elle une charge de nom contraire. Si la distribution de l'électricité dans l'atmosphère restait constamment la même, la tension des lignes télégraphiques serait aussi constante et ne contrarierait en rien la propagation des c>ourants; mais les choses ne se passent pas ainsi. A chaque instant et par des causes très diverses, l'état électrique de l'atmosphère se modifie, et chacune de ces variations s'accompagne nécessairement d'un changement correspondant dans la charge du globe et d'un mouvement d'électricité dans les circuits télégraphiques.
Nous n'avons pas à parler ici de saccidents qui, pendant les violents orages, peuvent compromettre la vie des employés et mettre les appareils hors de service. Nous avons traité ce sujet à la page 82 et suivantes, et nous avons indiqué les moyens de mettre les postes à l'abri de ces dangereuses atteintes.
Lorsqu'un nuage fortement électrisé, poussé par le
vent, se rapproche d'un poste télégraphique, la tension électrique des fils qui aboutissent à ce poste augmente graduellement^ et ces lils sont traversés par un véritable courant électrique jusqu'à ce que le nuage soit parvenu au zénith du poste. Le même effet se prononce avec la même intensité, mais en sens inverse, lorsque, par suite de l'éloignement du nuage, la tension des fils diminue. Il est évident, d'ailleurs, que le sens de ces courants dépend du signe électrique du nuage. Sans acquérir assez d'intensité pour détériorer les appareils, ces flux d'électricité développés par influence créent des obstacles au passage des courants des piles de hgne, gênent la transmission, et peuvent même rendre momentanément la correspondance impossible. 11 arrive quelquefois que ces mouvements accidentels d'électricité acquièrent assez de force pour faire marcher les sonneries des postes et mettre les récepteurs en mouvement.
En dehors des temps d'orage, par un ciel serein comme par un ciel couvert, la distribution de l'électricité dans l'atmosphère éprouve aussi des variations continuelles. La tension des lignes télégraphiques passe ainsi par des intermittences continuelles d'exaltation et de dépression, d'où résultent des courants de sens incessamment variable, trop faibles pour agir sur les appareils et porter obstacle à la transmission, mais qui sont accusés par les boussoles intercalées dans le circuit des fils conducteurs.
Dans la soirée du 17 novembre 1868, une aurore boréale fut observée à la fois en France, en Espagne, en Italie, en Angleterre et en Amérique. Pendant son appâte
278 CORRESPONDANCB TÉLÉGRAPHIQUE.
rition, M. Malteucci (1) fit au poste télégraphique de Pise des observations d'une grande importance. Tant que Faurore boréale fut visible, la correspondance fut impossible : les appareils ne marchaient plus que d'une manière irrégulière; les fils des lignes étaient traversés par des courants accidentels, comme dans les temps d'orage. Quoique le ciel fût parfaitement serein, un électromètre atmosphérique donna pendant tout ce temps des signes très forts d'électricité positive. Ce fait, constaté par M. Matteucci, prouve que, malgré son éloignement considérable, l'aurore boréale développe des phénomènes d'influence d'une très grande intensité. Les télégraphes d'Amérique et d'Angleterre éprouvèrent les mêmes perturbations que celui de Pise. M. Walker a eu de fréquentes occasions de constater l'action des aurores boréales sur les aiguilles des télégraphes anglais.
Les aurores boréales de la fin d'août et du commencement de septembre 1859 ont causé de graves perturbations sur les lignes télégraphiques. M. Blavier a réuni dans deux articles intéressants (2) les observations importantes de M. Bergon, et les nombreux faits de détail constatés en France et à l'étranger.
Pendant toute la durée de ces aurores bor&iles, les fils télégraphiques étaient traversés par des courants de sens et d'intensité très variables; la transmission était constamment difficile, et, par intervalles^ la correspondance
(i) Comp!es rendus de VAcai. des sciences, I8i8, t. XXVII, j
(2) Annales de i'éleclrivHé, 1859, t. Il, p 519 et 605.
devenait tout à fait impossible. — Sur certaines lignes, la tension électrique accidentelle a été assez forte pour que des étincelles aient éclaté et des aigrettes se soient montrées sur les pointes des paratonnerres. Dans quelques postes, les fils fins des paratonnerres ont été fondus. — Tous les observateurs s'accordent pour attester que l'intensité des courants était d'autant plus considérable que la ligne avait plus de longueur, et que les phénomènes ont été surtout prononcés sur les fils dirigés du sud au nord, — M. Malteucci a observé sur les lignes de Toscane à fils multiples, que les courants, très intenses sur les fils supérieurs, sont beaucoup plus faibles et même quel<quefois nuls jsur les fils inférieurs. Le contraire parait avoir été constaté à Saint-Quentin. — Enfin, à Tulle, à Poitiers et à Toulon, on a fait une expérience importante. On s'est assuré qu'il suffisait d'isoler un fil par l'une de ses extrémités, en laissant l'autre en communication avec la terre, pour arrêter complètement ces courants accidentels. Lorsque la communication avec le sol était rétablie par les deux bouts, les courants recommençaient immédiatement.
Ces dernières observations, qui tendent à faire penser que les courants déterminés par l'aurore boréale ne sont pas dus k un phénomène d'intluence, sont en désaccord avec les résultats obtenus par M, Guillemin dans les bureaux du ministère de l'intérieur. Cet habile physicien agissait sur un fil télégraphique de 600 kilomètres de longueur, allant de Paris au Mans, du Mans à Alençon, d'Alençon à Lizieux, et revenant de Lizieux à Paris. Ce fil était isolé du sol dans tout son trajet, et ses extrémités étaient réu-
nies à Paris par le fil d'un galvanomètre. Pendant toute laduréedeFaurore boréale, 1 aiguille du galvanomètre fut déviée; les courants développés dans le fil changeaient de sens tous les quarts d'heure environ. — Il est permis de se demander si les cessations de courant annoncées par les employés de Tulle, de Poitiers et de Toulon, n'étaient pas de simples affaiblissements, et si le retour de l'aiguille des boussoles au zéro, quand on isolait les fils par l'une de leurs extrémités, n'était pas un effet du peu de sensibilité des appareils plutôt que de la suppression réelle de tout flux électrique. — Quoi qu'il en soit, en dehors de ces faits exceptionnels qui auraient besoin d'être étudiés de plus près, tout porte à penser que les courants développés par les aurores boréales doivent être rapportés à des phénomènes d'influence. Espérons que des observations ultérieures, dirigées plus méthodiquement, dissiperont toutes les obscurités dont cette question est encore enveloppée, et permettront de découvrir la nature de l'action des aurores boréales.
Indépendamment des flux d'électricité dont nous avons parlé jusqu'ici, les lignes télégraphiques sont continuellement traversées par des courants généralement trop faibles pour gêner la transmission, produits par des influences très diverses, qui changent de sens à chaque instant, et qu'on connaît sous la dénomination vague et commune de courants naturels. Pour constater leur existence, il suffit de faire communiquer une ligne quelconque avec la terre par les deux extrémités, et d'intercaler un galvanomètre sensible dans le circuit: il est
bien rare que Taiguîlle aimantée n'éprouve pas de faibles déviations de sens et d'intensité incessamment variables. — Parmi les causes de ces courants irréguliers, nous signalerons les polarisations des masses métalliques qui établissent les communications des fils télégraphiques avec le sol ; ces variations de la distribution de Télectricité atmosphérique, indépendantes des orages, dont nous avons parlé page 276 ; et ces aurores boréales, trop faibles pour être visibles dans nos contrées, qui se montrent fous les jours dans les régions polaires. — Aux extrémités des longues lignes, les plaques de terre sont soumises à des actions chimiques qui varient en raison deThumidité et de la composition du sol; des forces électromotrices d'intensités différentes se développent ainsi aux extrémités d'un même fil, et produisent de véritables courants. — Lorsque la transmission se fait seulement sur quelques-uns des fils d'une même ligne, des courants se montrent d'une manière certaine sur les conducteurs inoccupés. Dans ce cas, les flux accidentels d'électricité sont produits tantôt par de simples phénomènes d'induction, tantôt par de véritables dérivations dont l'origine doit être rapportée à une installation vicieuse des fils de terre, ou à des communications établies en un point quelconque de la ligne entre les conducteurs télégraphiques.
Les courants naturels se font sentir d'une manière toute spéciale sur les lignes sous-marines; ils acquièrent quelquefois dans les câbles assez d'intensité pour entraver momentanément la correspondance. Ces perturbations ont surtout été observées sur la ligne de Douvres à
Calais. Dans une boussole à vingt tours de fil recouvert Taiguille est quelquefois déviée de 80 degi'és, revient lentement à zéro, passe du côté opposé, atteint la même déviation, et regagne lentement le zéro de la graduation. Ces oscillations alternatives d'un quart d'heure de durée se montrent pendant deux heures, diminuent graduellement, et Unissent par devenir insensibles. Il serait difficile d'indiquer les véritables causes de ces flux accidentels, dont la périodicité est loin d'être bien établie.
Les lignes aériennes de l'Auvergne, et celles qui, en Afrique, traversent l'Atlas, sont aussi soumises à des perturbations fréquentes du même genre. On se demande si, dans ces régions montagneuses, ces courants accidentels ne doivent pas être rapportés à un phénomène de thermo-électricité. En effet, un même conducteur passe successivement par de profondes vallées et des sommets irès élevés. A un moment donné, les points de jonction (les diverses portions du fil télégraphique étant à des températures très différentes, des forces électromotrices peuvent se développer, et la ligne peut être momentanément transformée en circuit thermo-électrique.
Il résulte de certaines observations que les courants naturels acquièrent une grande intensité dans les pays volcaniques. Les conditions qui favorisent leur développement n'ont pas encore été bien étudiées.
LOfS m PROPAGATION DE LÉLCCTRIGITÉ. 283
