IV. — Éclairage domestique

L'éclairage, qui supplée dans les habitations à l'absence de la lumière naturelle, change la proportion des principes constituants de l'air, y ajoute des produits plus ou moins nuisibles et élève la température du milieu; c'est pourquoi il en est question ici, presque par anticipation, car il est devenu, grâce aux progrès de l'industrie dirigée par la science, une des grandes questions de l'hygiène publique (voy. t. II). Sa puissance de viciation atmosphérique est énorme : il suflit de brûler un kilogramme d'acide stéarique dans une capacité de 50 mètres cubes pour y élever la proportion d'acide carbonique à 4 pour 100 en volume, c'est-à-dire à peu près au même degré d'altération que l'air expiré par nos poumons.

Litres d'air.

1 kilogramme d'hydrogène carboné exige pour sa combustion. . . 13,620

— d'huile de colza épurée 11,219

— de suif 10,352

de cire 10,419

L'éclairage domestique ne comporte que l'usage d'un nombre restreint de corps dont la valeur se calcule d'après la quantité ou l'intensité de lumière

(1) Annales de physique et de chimie, 3e série, t. LXV1, 1862. — Voyez aussi le travail du même auteur, sur la Végétation dans Vobscurité, ibid., 4e série, t. XIII, 1868, p. 219,

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produite par des poids égaux de substance brûlée, la bougie stéarique étant prise pour unité de lumière = 100. Nous empruntons à un savant très-versé en ce sujet (1) les résultats de ses comparaisons :

Bougie stéarique, prise pour unité de la lumière 100

Chandelle 95

Bougie de paraffine 130

Huile de colza bien épurée (lampe Carcel ou à modérateur). . . 168

Gaz à la houille ;à 30 centimes le mètre cube). 70

— au bog-head 340

— à la graisse ou à l'huile 250

Huile de pétrole d'Amérique, bouillant à 210 279

— — de Schwabviller,— 140 261

En prenant pour mesure commune l'intensité lumineuse d'une lampe Carcel brûlant en une heure 42 grammes J'huile de colza épurée, Pa yen a établi comme il suit la dépense des divers éclairages comparés (2).

Une heure d'éclairage coûte, en employant :

Centimes.

Bougies stéariques de 10 au kilogr 63 gr. à 3 fr. le kilo. . 19,00

Chandelles (dont la lumière est toujours extrêmement variable 80 gr. à 80 cent, le kil 14,35

Huile de colza épurée. 42 gr. à 1 ,40 cent, le kilo 5,88

100 litres gaz de houille, becs usuels 50 gr. à 30 c. le mètre cube.... 3,00

85 litres — becs à air chaud. 42gr,5; 2,55

66 litres — + 2-^,80 de carbures volatils 36 gr. à 2,40

25 Titres gaz de bog-head, 25 gr. à 1 fr. le mètre cube 2,50

Les corps employés à l'éclairage sont solides, liquides ou gazeux; les premiers sont la chandelle et la bougie.

1° Les chandelles de six à la livre perdent 11 grammes de leur matière par une combustion d'une heure, et consomment dans le même espace de temps un tiers de l'oxygène de 0mc,322 d'air; la combustion de 1 gramme de suif élève 100-T ,35 d'eau de 0 degré à 100 degrés centigrades. Une chandelle de six à la livre, brûlant durant une heure, porte de 0 degré à 100 degrés centigrades la température de 3mr,560 d'air. La flamme de la chandelle, en forme de cône allongé, a 4 à 6 centimètres de hauteur sur 10 à 12 millimètres de largeur. L'intensité de sa lumière est de 10,66, celle de la lampe Carcel de29 millimètres de diamètre étant de 100; elle va diminuant à mesure que la mèche s'allonge et que la combustion se ralentit; d'où la nécessité de couper sans cesse la mèche sous peine de perdre les trois quarts de l'éclairage. La flamme des chandelles est sans cesse agitée en sens vertical et en sens horizontal, par les variations dans le courant des matières volatilisées et par la succession des couches d'air échauffées au contact de la mèche en ignition. La combustion

(1) L'abbé Moigno, Les éclairages modernes. Paris, 1867.

(2) Payen, Chimie industrielle, Paris, 5e édit. 1868, t. II, p. 861,

§88 DES MODIFICATEURS. — CIRCUMFUSA. [hygiène

incomplète des chandelles produit de l'hydrogène carboné, de l'oxyde de carbone, de l'acide carbonique, des acides stéarique, margarique, oléique et sébacique, de l'oléone, de la stéarone et de la margarone, de l'acide acétique, de l'eau, une huile volatile légèrement odorante, de l'huile empyreumatique et du charbon. Les gaz hydrogénés et carbonés, portés par la respiration dans les divisions bronchiques, peuvent y être absorbés et modifier l'oxygénation du sang; les autres gaz, en raison de leurs qualités acres, irritent les surfaces muqueuses avec lesquelles ils sont mis en contact; enfin le charbon se mélange avec les mucosités dont elles sont tapissées, et donne lieu à des crachats noirs que l'on expectore si fréquemment le matin après avoir passé la nuit dans un lieu où des lumières ont complètement brûlé. Ce charbon, dit Briquet (1), fortement imprégné de matières pyrogénées, devient nécessairement un agent très-irritant; les mucosités dans lesquelles il existe en abondance ont une odeur et une saveur désagréables ; il est probablement la cause des picotements qu'on éprouve à la gorge après avoir respiré de la fumée. La combustion complète de la chandelle engendre de l'eau et de l'acide carbonique. Les lampions et les torches, fabriqués avec des résines et des graisses non purifiées, répandent une fumée noire qui provoque la toux et parfois de l'étouffement chez les sujets irritables ou porteurs de catarrhes bronchiques; ces corps en ignition réalisent au maximum les inconvénients de la combustion incomplète du suif.

2° Les bougies ont un immense avantage sur les chandelles : on les fabrique avec la cire, le blanc de baleine et l'acide stéarique. On est parvenu à Berlin à mouler la bougie de cire sans adhérence aux moules et sans boursouflures (2), ce qui était rare par les procédés ordinaires; néanmoins ce genre d'éclairage a reçu peu d'extension, et n'est guère usité que dans les églises. Parmi les substances propres à la fabrication des bougies, le spermaceti est en première ligne par sa blancheur et sa transparence, ainsi que par la pureté et l'éclat de sa lumière; raffiné et additionné de 3 pour 100 de belle cire, il donne de beaux produits, tandis que les bougies fabriquées avec une seconde sorte de spermaceti sont de qualité inférieure et grasses au toucher. Les bougies de blanc de baleine sont très-employées en Angleterre; mais le moyen d'éclairage le plus général aujourd'hui, c'est la bougie stéarique, due aux travaux de Gay-Lussac et de Chevreul (1825); elle est plus consistante que la chandelle, moins fusible, moins salissante, et sa mèche étant formée de trois fils de coton tressés ou tordus en sens opposé, la combustion, à mesure qu'elle avance, détruit cette torsion; par l'effet de la tension plus forte de l'un des brins, la mèche se courbe et atteint la partie extérieure ou le blanc de la flamme, où elle se brûle plus complètement et tombe en cendres, ce qui dispense de moucher la bougie. L'extrême fusibilité du suif entraînerait un coulage trop

(1) Briquet, Thèse sur V éclairage, 1837.

(2) Dictionnaire des arts et manufactures. Paris, 1854, 2e édit.

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considérable pour obtenir le même résultat avec les chandelles à mèches tressées. La fabrication des bougies stéariques repose sur un fait dont Braconnot a doté la science, à savoir, la présence d'une substance liquide (oléine) et de deux substances solides (stéarine et margarine) dans tous les corps gras, quelle qu'en soit la provenance. C'est Chevreul qui a fourni le moyen industriel, c'est-à-dire peu dispendieux, d'opérer la séparation de ces deux matières, en démontrant que la stéarine, l'oléine, la margarine, espèces de sels organiques, contiennent une base toujours la même, la glycérine, unie à un corps gras, et constituent un stéarate, un oléate, un margarate de glycérine. On obtient l'acide stéarique, qui est le principe solide du suif, par la saponification des corps gras. Ainsi, en saponifiant le suif à l'aide de la chaux, de la soude ou delà potasse, et en décomposant ensuite ce savon par un acide minéral, on met en liberté les acides stéarique et oléique, c'est-à-dire l'élément solide et l'élément liquide du suif. La première fabrication économique de la bougie stéarique a été instituée par de Milly (1831), et c'est à lui qu'on a dû d'acheter à 2 francs et aujourd'hui à 1 franc 40 centimes le kilogramme d'acide stéarique qui se vendait à cette époque au prix de 60 francs chez les marchands de produits chimiques. L'invention des mèches nattées et tressées, condition nécessaire de ce mode d'éclairage, est le résultat des essais d'un ancien ingénieur, Cambacérès. L'acide oléique a trouvé son utile emploi dans la fabrication du savon, et c'est ainsi qu'une industrie, née de nos jours, s'est étendue avec succès au monde entier; des fabriques de bougie existent maintenant à la Nouvelle-Hollande, en Sibérie, à Lima, etc., et les familles des classes moyennes, l'étudiant, l'ouvrier un peu aisé, bientôt peut-être les travailleurs de tous les degrés, posséderont à peu de frais un éclairage plus par et plus vif que les plus opulentes maisons du xvme siècle. L'industrie stéarique paraît appelée à de nouveaux progrès; l'emploi des acides gras, préparés à Liverpool et à Londres au moyen de la saponification par l'eau, promet beaucoup sous le rapport économique. Les bougies stéarique prêtent beaucoup plus que le suif à une combustion complète, parce que l'acide stéarique ne se décompose qu'au lieu même où il s'enflamme, et parce que la lumière de la bougie conserve toujours à peu près la même intensité. Ce genre d'éclairage produit peu de fumée. Celle des bougies de cire se compose d'acide margarique et d'acide oléique, de myricine et de cérine indécomposées, et d'huile empyreumatique; les bougies d'acide stéarique dégagent un peu d'hydrogène carboné, d'acide carbonique, une huile épaisse, une matière colorante et du charbon; la bougie de blanc de baleine laisse échapper de l'acide oléique, margarique, acétique, de l'huile empyreumatique et un peu de cérine. Ces fumées ont moins d'àcreté et irritent moins que le suif, car elles déposent peu de charbon, contiennent peu d'huile empyreumatique et point d'acide sébacique. Il n'y a plus lieu de parler de l'acide arsénieux que l'on faisait entrer naguère dans les bougies de cérine et d'acide stéarique; l'autorité a sagement interdit cette addition. Les diverses espèces de bougies perdent, après une

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heure de combustion, 8sr,91 à 9sr55, et consomment la même quantité d'oxygène que les chandelles. D'après Lavoisier et Laplace, 1 gramme de cire blanche élève de 0 degré à 100 degrés 105 grammes d'eau ; une bougie, en brûlant une heure, échauffe de 0 degré à 100 degrés centigrades 3mc,07 d'air. La flamme de la bougie est conique, moins volumineuse, plus blanche que celle de la chandelle ; elle atteint 4 à 5 centimètres en hauteur et 8 à 10 millimètres en largeur ; ses oscillations dans le sens vertical sont moins fréquentes et moins étendues.

3° Les matières liquides qui sont employées pour l'éclairage domestique sont les huiles grasses, très-rarement des huiles essentielles, les carbures d'hydrogène liquides, et dans des circonstances exceptionnelles seulement, l'alcool ou l'éther ; il s'agit ici des huiles les plus usitées, celles de colza, d'oeillette, de chènevis ou de noix. La fumée qu'elles donnent en brûlant, et dont la proportion est en rapport avec le genre de lampe employé, se compose surtout d'ydrogène carboné, d'acide carbonique et de charbon : les lampes imparfaites dont on se servait autrefois versaient beaucoup de fumée. Les lampes sont des appareils à combustion très-active, assujetties aux conditions de tout foyer, munies de cheminées de verre et à coude pour mélanger les gaz et activer la combustion, avec des entrées d'air qui facilitent le contact de ce gaz avec la flamme en la refroidissant (1). Une mèche plate, formée de fils de coton parallèles et plongeant dans le réservoir de l'huile qui est aspirée par la capillarité de la mèche, telle était la lampe en usage il y a soixante ans, avant la découverte du bec à double courant par un physicien de Genève, Argand. Lumière rougeàtre, de peu d'éclat, combustion incomplète, ces inconvénients ne l'empêchent pas d'être encore trèsrépandue. En inventant la cheminée de verre et les mèches circulaires, Argand a pour ainsi dire créé l'art de l'éclairage. Dans son système à deux cylindres concentriques et séparés par un anneau qui reçoit la mèche, la flamme est léchée par l'air intérieurement et extérieurement ; ce courant est activé par la cheminée cle verre, la combustion est parfaite, et la flamme est bien plus brillante et plus limpide que dans les appareils antérieurement usités. On a ensuite amélioré la lampe d'Argand en rétrécissant la cheminée immédiatement au-dessus du bec, de manière à rejeter l'air sur la flamme, et en remplaçant le levier doublement coudé et incommode qui fait descendre eï monter la mèche par un pignon qui engrène avec une crémaillère. Il restait deux progrès à réaliser : les réservoirs d'huile, supérieurs au bec, placés dans la sphère du rayonnement du foyer, projettent une ombre; les lampes qui en sont pourvues, au lieu de répandre une clarté uniforme, laissent un espace obscur qui correspond à la surface du réservoir. On a essayé de disposer le réservoir circulairement autour du bec, et pour en supprimer ou pour en amortir l'ombre, on a entouré le verre d'un globe dépoli : telle est la lampe

(1) Peclet, Traité de physique. Paris, 1847, t. II, p. 577 et 578.

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astrale, imaginée par Bordier-Marcet, le successeur d'Argand; on lui reproche avec raison un affaiblissement de la lumière. Pour éviter la projection de l'ombre du réservoir et maintenir à un niveau constant l'huile amenée au bec, il fallait établir le réservoir d'huile au pied de la lampe et en faire monter incessamment jusqu'au bec la quantité d'huile nécessaire à la combustion. Un système ancien, connu sous le nom de lampes à pompe, offrait un exemple très-imparfait de cette double condition; Gérard, en appliquant au réservoir inférieur le principe de la fontaine de Héron, est arrivé à un mécanisme compliqué et trop sujet aux variations thermométriques et barométriques par la grande quantité d'air qu'il contient. Dans la lampe dite hydrostatique de Thilorier, le niveau baisse pendant la combustion. C'est un horloger de Paris, Carcel, qui a résolu le problème d'une manière aussi heureuse que pratique en plaçant près du réservoir d'huile, à la partie inférieure de la lampe, des rouages d'horlogeries qui font mouvoir une pompe foulante dont le piston élève constamment l'huile jusqu'à la mèche; on tend le ressort au moyen d'une clef. Gagneau a substitué à la pompe unique de Carcel deux pompes foulantes qui régularisent le mouvement d'ascension de l'huile et en corrigent les saccades. La lampe Carcel a pour avantages l'intensité et la beauté del'éclairage; mais son prix élevé ne lui permettra jamais de se populariser; elle nécessite fréquemment des réparations entre les mains d'ouvriers spéciaux ; les causes de dérangement des pendules agissent sur elle avec plus de force, car le mécanisme, qui ailleurs ne met en mouvement que des aiguilles, s'applique ici à des pompes qui absorbent presque toute sa force; il suffît d'un épaississement de l'huile dans le réservoir pour que, la résistance devenant supérieure à la puissance, le mouvement s'arrête. Le système dit à modérateur, remarquable découverte de Franchot (1836), remplace les rouages d'horlogerie par un simple ressort à boudin faisant descendre un piston qui, par sa pression, élève l'huile dans l'intérieur d'un tube vertical immergé dans le réservoir. Nous ne pouvons entrer ici dans des détails sur la construction de cette lampe dont l'auteur, modeste et désintéressé comme Carcel, a été récompensé en 1854 par le grand prix de mécanique de l'Institut : son appareil est aujourd'hui d'un usage universel en Europe; il a une marche régulière, revient à bas prix, se fabrique et se répare aisément.

La quantité d'huile consommée par heure varie suivant les lampes : celles qui sont à mèche plate en brûlant 11 grammes par heure; une lampe astrale, 2ô8'r,71 ; une bonne lampe à réservoir supérieur, 45 grammes; la lampe Carcel, 60 grammes pour un bec de 15 lignes de diamètre. Mais si cette dernière lampe coûte le plus, elle produit la flamme la plus blanche et le minimum de fumée; elle peut, en une heure, élever 20m,;, 167 d'air de 0° à 100° c. Par une température ambiante de 13°, 9, le thermomètre placé à un pied de distance est monté à 45°; à 6 pouces, il a marqué 17°, 7. Un bon système d'éclairage à l'huile donne peu cle fumée ;mais les lampes anciennes dégagent, surtout en filant, une fumée épaisse, fétide, contenant du charbon, de l'hydrogène proto-bicar-

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boné, des carbures hydriques, de l'oxyde de carbone et de l'azote. Il se dépose alors du charbon sur la muqueuse des fosses nasales et des bronches, et il se manifeste une sensation d'âcreté à la gorge. Que si la fumée est très-abondante, il pourra survenir dans une nuance plus faible une partie des accidents qu'éprouvent les ouvriers employés à la cuisson des huiles; exposés à la fumée noire et à l'odeur rance qu'exhalent les chaudières, ils ressentent des douleurs de tête, des vertiges, de la toux, de l'oppression. Des personnes travaillant à la lueur d'une lampe alimentée par l'huile de noix ont éprouvé des maux de tète, des vertiges et une stupeur assez profonde. Ramazzini a vu quelques hommes auxquels cette fumée fut aussi nuisible que la vapeur de charbon ; il a connu entre autres « un homme de lettres qui, à cause de sa médiocre fortune, s'étant servi d'une pareille lampe pour travailler la nuit dans un lieu étroit, fut assoupi et engourdi pendant plusieurs jours (1). » Mais, dans ce cas, vu l'étroitesse du lieu , les accidents signalés par Ramazzini provenaient sans doute I du défaut d'air respirable. La combustion de l'alcool laisse échapper de l'acide I carbonique, et presque toujours à cause de la construction vicieuse des vases I où elle a lieu, une portion de ce liquide se volatilise et peut déterminer, si elle est absorbée, des phénomènes plus ou moins prononcés d'intoxication alcoolique.

3° L'emploi des huiles minérales dans l'éclairage domestique et collectif a beaucoup exercé l'industrie moderne; elle a mis en œuvre bon nombre de substances fluides composées, comme l'huile végétale et le gaz, de carbone et d'hydrogène, mais en proportions différentes et se vendant à bas prix, telles qne l'essence de térébenthine, les huiles de naphte et de pétrole, les huiles \ essentielles obtenues parla distillation de divers bitumes naturels, des schistes, des goudrons, etc. Ces produits exigent pour leur combustion des apparails spéciaux. En eftet, l'intensité de la flamme dépend de la nature des corps qui I se forment dans la combustion; elle est augmentée par la présence d'un corps I solide (fil de platine ou d'amiante) qui résiste à une haute température et de- I vient incandescent. Les becs à gaz, les lampes à huile, les bougies, doivent I l'éclat de leurs flammes au dépôt de charbon divisé qui y rougit jusqu'à son I arrivée au bord de la flamme où il brûle au contact de l'air : pour s'en assurer, I il suffit de plonger dans ces flammes un corps froid; le carbone le tapisse de I noir de fumée. Le gaz en ignition est-il trop peu carburé, il n'abandonne pas I assez de carbone pour que la flamme ait un grand éclat; est-il trop carburé, l'excès de carbone déposé dans la flamme la rend jaune ou rouge, terne et fumeuse : tel est le cas des huiles essentielles à bas prix, brûlées par les procédés ordinaires. Pour améliorer leur éclairage, il faut ou mélanger ces essences trop carburées à d'autres liquides combustibles très-peu carburés, ou I diriger sur la flamme une quantité d'air telle que l'activité de la combustion I

(1) Traité des maladies des artisans, d'après Ramazzini, par Ph. Pâtissier. Paris, 1822, p. 219.

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ne permette pas la formation d'un excédant de carbone, et par conséquent de noir de fumée. On a mélangé les huiles de naphte, de térébenthine, de goudron, de gaz, etc., avec l'alcool, le méthylène (esprit de bois), l'éther (gaz liquide, hydrogène liquide, gazogène). Des divers appareils inventés pour brûler ces mélanges, la lampe Robert (1) a le mieux réussi; mais ces liquides sont si volatils, si inflammables, que le danger d'incendie accompagne leur emploi ; si l'on renverse la lampe, l'appartement est infecté pour vingt-quatre heures par l'odeur de l'huile essentielle. La vraie solution du problème consistait non à opérer ces mélanges, mais à faire brûler seules et sans fumée les essences de houille, de schiste, de térébenthine, au moyen d'une disposition convenable de lampes; ce résultat est aujourd'hui obtenu. Sous des formes variées, les appareils de cette catégorie ont un principe commun : dans l'intérieur du bec où s'effectue la combustion, un courant d'air convenablement réglé procure au liquide éclairant la proportion d'oxygène nécessaire pour le brûler complètement avec le maximum d'éclat. Qu'une petite quantité de cette huile échappe à la combustion, elles se volatilise en répandant une odeur désagréable ; d'un autre côté, combustible par elle-même, elle s'enflamme par l'approche d'un corps en ignition, et n'offre pas autant de sécurité que les liquides éclairants qui brûlent par l'interposition d'une mèche.

Sur l'avis du conseil d'hygiène de Paris, le préfet de police (ordonnance du 2 janvier 1868) a partagé en deux catégories le pétrole et ses dérivés, les huiles de schistes et de goudrons, les essences et autres hydrocarbures ; la première comprend celles qui émettent à une température inférieure à -j- 35 degrés centigrades des vapeurs susceptibles de prendre feu au contact de la flamme d'une allumette; la deuxième celles qui n'émettent ces vapeurs qu'à une température supérieure à -j- 35 degrés centigrades ; ces dernières huiles, plus denses, doivent seules être appliquées à la production économique de la lumière au moyen de lampes spéciales. Henri Sainte-Claire Deville a signalé l'extrême dilatabilité des huiles minérales sous l'influence de la chaleur, propriété due sans doute à deux corps qui les accompagnent, la naphtaline et la paraffine, que Fizeau avait déjà notées comme les deux corps solides les plus dilatables. Cette circonstance ajoute encore au danger du transport et de la manutention de ces produits; mais telle est aujourd'hui la multiplicité et l'importance de leurs usages domestiques et industriels, telle est l'extension de leur application à l'éclairage par le perfectionnement récent des appareils de combustion, qu'à peine connues en 1858, leur production en 1860 avait atteint 2 025 000 000 de litres et leur exportation 1 105 343 841, et il y avait en cours de forage 255 nouveaux puits (2). Cette consommation s'accroîtra dans des proportions énormes, grâce à l'ingénieux appareil de P. Audouin, qui procure la combustion complète des huiles minérales et si, comme il est

(1) Robert, voyez Dictionnaire des arts et manufactures, 2e édition.

(2) Daubrée, Rapport sur V Exposition universelle de 18G7. m. lévy. Hygiène, 6e édit.