MOYENS DE SE GARANTIR DE LA FOUDRE

allumés à la surface du sol soit assez considérable pour modifierd'une manière sensiblerétatélectriquedes grandes nuées orageuses suspendues dans Tatmosphère, et amoindrir la violence des orages déjà formés ou en train de se développer. Quant à un feu unique^ quelque étendu qu'il soit, son influence est certainement nulle. — Dans la nuit du premier au deux juillet 1811, l'hôtel de Fambassade d'Autriche à Paris fut consumé par les flammes. Malgré la violence du feu que rien ne parvint à maîtriser, et qui dévora Thôtel tout entier, un orage épouvantable se forma sur Paris, les éclairs se succédaient avec une rapidité effrayante, le tonnerre grondait sans interruption ; les torrents de pluie qui suivirent cet orage purent seuls éteindre les derniers vestiges de ce terrible incendie. Les marins admettent généralement que le bruit de Tartillerie a la propriété de dissiper les nuées orageuses, et même les nuages ordinaires. Cette croyance est le point de départ de la pratique adoptée dans quelques localités de tirer le canon ou de faire éclater de nombreuses boîtes à poudre, au moment où un orage menace et se forme. On espère ainsi mettre les récoltes et les habitations à Tabri des dévastations de la grêle. Pour montrer confrf)ien cette manière de voir est peu fondée, Arago cite les faits suivants : — Le 12 septembre 1711 , l'escadre de Dugay-Trouin, composée de six vaisseaux de ligne et de quatre frégates, attaque la rade de Rio-Janeiro. Du 12 au 20 septembre le feu fut très vif et très soutenu de la part des assiégés et des assiégeants; le 20 septembre, jour deTassaut, la cannonade redouble, et cependant tout ce bruit n'empêche pas l'explosion d'un orage acoxnn-

pagoé, dit Dugay-Trouin, des éclats redoublés d*un tonnen^e affreux et d'éclairs qui se succédaient les uns aux autres sans laisser presque aucun intervalle. — Le 25 août 1806, jour de Tattaque deFîle et delà forteresse de Dannholm, près de Stralsund, le général Fririon, afin d'occuper et de fatiguer la garnison suédoise, la lit canonner toute la journée. Malgré ces vives et continuelles décharges d'artillerie, un violent orage éclata sur les neuf heures du soir. — Par une rencontre singulière, le Duke, vaisseau anglais de 90, fut frappé de la foudre en 1793, pendant qu'il se canonnait avec une batterie de la Martinique, — De 1816 à 18S5, il y a eti 662 Jours de tir m polygone do Vincennes. Les registres de TObservatoire de Paris ont prouvé à Arago que :

!• Parmi les 662 veilles de jours d* école ^ 128 jours ont été couverts.

2° Parmi les ^^2 jours d'école^ 158 jours ont été cowverts.

3" Parmi les 662 /cnrfematVw de jours d'école^ 146 jours ont été couverts.

Ces résultats démontrent évidemment que les détonations d'artillerie n'exercent aucune influence ni sur les nuées orageuses, ni sur les nuages ordinaires.

L'habitude de sonner les cloches pendant les temps d'orage a pris évidemment son origine dans une pensée toute religieuse. La science ne peut pas admettre que le bruit et l'agitation de l'air causés par les cloches soient suffisants pour dissiper les nuées orageuses et mettre une contrée entière à l'abri des dévastations de la grélo. Ilàtons-nous d'ajouter que l'observation ne démontre pas

non plus que les mêmes causes aient la puissance d'allirer et de concentrer les orages dans les localités situées au voisinage des églises dont les cloches sont mises en branle. Mais la foudre frapi^ les objets élevés et surtout les sommets des clochers ; la corde de chanvre qui sert à mettre les cloches en mouvement est un conducteur d'électricité : pour toutes ces raisons, le sonneur quiy pendant un orage, monte au clocher s'expose certainement à un très grand danger. Cette considération est plus que suffisante pour qu'on doive s'abstenir avec soin de mettre les cloches en branle dans les localités menacées par un orage.

Depuis que Tidentité de l'électricité et de la matière ruiminante a été démontrée, on a compris que le meilleur moyen de mettre les grands édifices, les magasins et les vaisseaux à l'abri des ravages de la foudre, est de fixer, sur les combles des bâtiments et sur le sommet des mâts, des appareils construits selon les indications données par FrankUn, et connus sous le nom de paratonnerres.

Un paratonnerre se compose (Fig. UUly UUS) de deux parties principales : — une tige métallique solidement encastrée par sa partie inférieure et dont la partie supérieure se termine en pointe aiguë ; — un conducteur métallique destinée mettre la base de la tige en communication avec le sol.

Tige méiauiqae. — La tige métallique elle-même (Fig. UUS) est composée d'une grosse barre de fer T, d'une baguette de cuivre rf, et d'une pointe de platine P. ir. 33.

586 ÉLECTRicrri atmosphérique.

La portion g de la barre de fer T, très variable dans sa longueur et dans sa forme, traverse la toiture et sert à fixer Tappareil aux grosses pièces delà charpente. L'embase r^o, placée à sept ou huit centimètres de la toiture^ est siHidép à la tige de fer et sert à rejeter les eaux pluviales.

Fig. 4i7.

Fig. 448.

La baguette de cuivre d est fixée à la partie supérieure (le la tige de fer T au moyen d'un gougeon /"qui s'engage à vis dans chacune d'elles ; deux goupilles placées à angle droit servent à consolider ce gougeon.

La pointe de platine P est soudée à l'argent à la baguette

de cuivre rf. Un manchon de cuivre e enveloppe la soudure, et rend plus stable Tunion de ces deux pièces.

De Tembase aa à Textrémité de la pointe de platine P, la longueur de l'appareil est de neuf à dix mètres. Les trois pièces superposées qui composent cette tige ont ordinairement les dimensions suivantes ;

Barre de Ter T, au-dessus de Tembase aa, . S'^ôO

Baguette de cuivre d 0°'»G0

Pointe de platioe P O^OS

La barre de fer T a cinq centimètres de diamètre au niveau de Tembase aa; les trois pièces superposées forment un cône dont la section'transversale s'amincit régu* lièrement jusqu'à l'extrémité de la pointe de platine P.

Cottdttctear. — Immédiatement au-dessus de l'embase aa, un collier métallique bb est fortement serré autour de la barre de fer. A ce collier on fixe solidement à l'aide d'un boulon une barre de fer carrée C, de 15 à 20 millimètres de côté, qui prend le nom de conducteur. Cette barre de fer est quelquefois remplacée par un gros câble de fil de fer ; les divers torons qui composent ce câble et le câble lui-même sont goudronnés avec soin à Vextérieur, pour empêcher l'eau de pénétrer et préserver les fils de fer contre l'action destructive de l'oxydation. Le conducteur, soutenu et fixé par des crampons métalliques, descend le long de la toiture, s'incurve pour embrasser la corniche, s'applique contre les murs du bâtiment, et est ainsi conduit jusqu'au sol, où il se termine en satisfaisant à des conditions particulières d'une grande importance.

588 ÉLECTRIClTé ATMOSPHÉRIQUE.

Pour que le paratonnerre exerce autour de lui une action protectrice efficace, il doit être relié métalliquement à toutes les grosses pièces métalliques qui entrent dans la construction des charpentes, des conduites d'eau, et des autres parties de Tédiiice.

Quant au conducteur, il ne suffît pas qu'il touche le sol. La terre sèche ne conduit pas bien l'électricité; autant que possible, le conducteur doit, par son extrémité inférieure, plonger d*un à deux mètres dans un puits, dans un vaste étang, dans une rivière, ou dans une nappe d'eau naturelle. C'est à tort que quelquefois on s'est contenté d'immerger le conducteur dans l'eau de citernes dont les parois et le fond étaient rendus étanches par d'épaisses maçonneries. Ces réservoirs artificiels entourés de matières très faiblement conductrices ne donnent pas un écoulement facile à l'électricité. Les paratonnerres dont les conducteurs sont placés dans ces conditions vicieuses peuvent occasionner de très graves accidents pendant les orages violents. — Quand on ne peut pas faire communiquer le conducteur avec une nappe d'eau naturelle, il est indispensable de le faire pénétrer assez profondément dans le sol pour que son extrémité soit, dans une assez grande étendue, en contact avec des couches de terre constamment humides. On a soin, dans ce cas, d'entourer le conducteur avec de la braise de boulange?^; v^ charbon qui a été fortement j^ougi est un bon conducteur, et protège le métal contre l'actioii destructive de la rouille.

Fonction du paratonnerre. -— Toutes les fois qu'un nuage orageux passe dans le voisinage d^un édifice, le*

pièces métalliques qui entrent dans sa construction s*électrisent fortement par influence. Si le sommet de Tédiiice est muni d*un paratonnerre établi conformément aux règles précédentes, Télectricité de même nature que celle du nuage est refoulée dans le conducteur et dans le sol où elle se répand librement; Télectricité de nom contraire, attirée vers la pointe de l'appareil, s'écoule rapidement dans Taimosphère. Par ce moyen , malgré la puissante action inductrice du nuage orageux, si le paratonnerre est en communication avep les pièces métalliques de Téditice; si, depuis sa pointe jusqu'à l'extrémité inférieure du conducteur, toutes les pai*ties du paratonnerre sont réunies de manière à former un tout continu; si enfin la communication du conducteur avec le réservoir cx)mmun est bien établie, la tension électrique de l'édifice sera maintenue à un degré assez faible pour rendre très difQcile, sinon tout à fait impossible, une dédiarge foudroyant^ de la masse nuageuse.

11 est bien facile de démontrer que, pendant les temps d'orage, le conducteur et la tige des paratonnerres sont traversés par des masses considérables d'électricité. Ce fait a été établi d'une manière irrévocable par les expériences de Beccaria. En 1753, ce physicien avait établi un paratonnerre sur le toit de San-Giovanni di Dio^ à Turin. La tige était portée sur un support isolant ; en face de la base de la tige et à une faible distance était placée l'extrémité supérieure d'un conducteur dont la communication avec le sol était bien établie. Toutes les fois qu'un nuage orageux passait dans le voisinage de l'appareil, la

590 ÉLECTRicrrB atmosphérique.

solution de continuité était traversée par une série d*étinedles. Quand Tinteusité de Forage était considérable, les étincelles étaient très vives, se succédaient sans interruption, et s'accompagnaient d'un bruit continu.

Beccaria avait disposé son appareil de manière que la pointe terminale pût être à volonté dirigée vers la tet^re ou vers le ciel. Toutes choses égales d'ailleurs, les étincelles qui traversaient la solution de continuité étai^t beaucoup plus vives et beaucoup plus nombreuses quand la pointe était dirigée vers le del, que quand elle était tournée vers la terre. Cette expérience remarquable démontre, d'une manière irrévocable, la supériorité des paratonnerres à pointe conseillés par Franklin et universellement adoptés, sur les paratonnerres à boules que, dès l'origine, on avait essayé de leur substituer.

Dans les temps d'orage, les paratonnerres fonctionnent silencieusement d'une manière continue, et déversent dans l'atmospj^ière des masses considérables d'électricité. La nuit on est averti de ce phénomène par les vives aigrettes qui se montrent aux extrémités des paratonnerres. Nous sommes ainsi conduits à admettre que les paratonnerres peuvent exercer une influence sur l'état électrique des nuages eux-mêmes, diminuer leur tension, et affaiblir la violence des orages. Cette manière de voir se trouve confirmée par de nombreuses observations. — Toaldo assure avoir vu deux fois à iSymphenbourg^ en Allemagne, des nuées orageuses d'où partaient incessamment les plus vifs éclairs, s'avancer vers le château et n'être plus, après avoir dépassé les paratonnerres^ que des nuées ordinaires, que des nuées où n'apparaissait aucun

jet lumineux ) que des charbons éteints suivant l'expression de Toaldo. — En 1785, M. Cosson, curé de Rochefort, après avoir signalé, dans une lettre à l'abbé Bertliolon, les vives aigrettes qui surmontaient le paratonnerre de réglise pendant l'orage du U décemlH'e, ajoute : a Un D nuage qui jetait beaucoup d'éclairs, et dans lequel gron- » dait le tonnerre , devint tranquille et ne donna plus » que quelques lueurs assez faibles, aussitôt après que le D vent d'ouest l'eut fait passer au^essus du paratonnerre » de l'église. » — C'est ici le lieu de rappeler les résultats obtenus par de Romas avec des cerfs-volants lancés dans les airs, à des hauteurs de 130 à 160 mètres, pendant les temps d'orage. La corde de son appareil fournissait spontanément de très nombreuses étincelles dont quelquesunes, détruis mètres de longueur et de 27 millimètres de grosseur, étaient accompagnées de détonations pareilles à des coups de pistolet. Le physicien de Nérac observa quelquefois que, pendant la durée de ses expériences, les éclairs et le tonnerre cessaient totalement.

Ces observations montrent que l'électricité déversée dans l'atmosphère par les paratonnerres est en quantité assez considérable pour modifier profondément la tension de nuées orageuses isolées ou occupant un espace restreint. Il ne saurait en être de même de ces nuages denses, serrés, fortement électrisés et tous solidaires les uns des autres qui, pendant un violent orage, recouvrent entièrement des régions de plusieurs lieues d'étendue. Évidemment, en pareil cas, l'effet produit par quelques paratonnerres est insignifiant par rapport à l'énorme masse d'électricité répandue à la surface des nuées.

592 ÉLECTEiaTÉ ATMOSPUÉaiQUE.

Pendant un orage très violent, un paratonnerre peut être frappé de la foudre. Mais, si la construction de lappareil est bonne, Tédifice n'en est pas moins à Tabri de tout dégât ; rélectricité s'écoule dans le sol à travers le conducteur. Dans ce cas, les diverses parties et surtout les pointes des paratonnerres peuvent être sérieusement endommagées. Â la suite de ces accidents, les appareils doivent être visités et soigneusement réparés.

Ce que nous venons de dire des paratonnerres nous permet de signala les inconvénients graves qui résulteraient d'une installation vicieuse, et de mieux préciser cm*taines conditions auxquelles doivent satisfaire les diverses parties de ces appareils.

1" Quand la pointe est émoussée, Técoulement deTélectricité n'est pas assez rapide, la tension électrique de la barre peut devenir assez considérable pour déterminer l'explosion d'un coup fulminant. Ajoutons que, si le reste de l'appareil est en bon état, l'électricité s'écoule en entier par le conducteur, et l'édifice est garanti.

2° Si le conducteur présente quelque solution de continuité, ou si sa communication avec le sol n'est pas bien établie au moyen d'une couche de terre humide ou d'une nappe d'eau naturelle, le danger est plus grand. Si, en effet, le paratonnerre était foudroyé, l'électricité, ne trouvant pas un écoulement facile dans le sol, se déchargerait sur quelque partie du bâtiment lui-même et déterminerait sur son passage les d^âts ordinaires d'un coup de foudre. — Dans ce cas, même en l'absence du coup de foudre, le paratonnerre peut devenir dangereux par lui-même. La tension électrique communiquée par in-

DU PABATOiNN£RRE. 593

(lucnœ k la tige et au conducteur devient quelquefois assez considérable pour déterminer une décharge latérale qui foudroie, détruit ou enfl^anune les objets voisins.

3" Nous savons que tout conducteur oppose au passage de rélectricité une résistance qui varie en raison directe de sa longueur et en raison inverse de S2i section transversale. Pendant les temps d'orage, lorsque les diverses parties du paratonnerre sont traversées par des quantités très considérables d'électricité, le conducteur est nécessairement dans un état de tension électrique dont l'intensité augmente proportionnellement à la résistance qu'il oppose à récoulement du fluide. Quand cette tension devient trop forte, le conducteur agit par influence sur les objets voisins, et fournit quelquefois une décharge latérale qui équivaut à un véritable coup de foudre. Pour éviter les accidents de ce genre, il feut, dans l'établissement des paratonnerres, satisfaire aux conditions suivantes :

a, — Le conducteur doit avoir le moins de longueur possible, et aboutir par le plus court chemin au lieu où il s'enfonce dans le sol.

A. — Le conducteur doit avoir assez de grosseur pour donner un facile écoulement à l'électricité fourme par un coup de foudre. L'expérience prouve qu'il suffit d'employer des barres ou des câbles métalliques de 20 à 25 millimètres de diamètre.

c. — Les angles favorisent l'écoulement de l'électricité et les décharges latérales ; on doit donc soigneusement éviter d'infléchir trop brusquement le conducteur sur luimême dans les parties de son trajet oii forcément il change de direction.

594 ÉLECTRiaTK ATMOSPUSillQnK.

^e la sphère 4'aetlMi des p«r«toBBerree« — - Userait

fort important de connaître avec exactitude la distance à laquelle l'action préservatrice d'un paratonnerre s'étend horizontalement autour de sa base. Malgré le puissant intérêt qui s'y rattache, cette question est encore loin d'être suffisamment élucidée. Cependant, depuis 1823, époque à laquelle Gay-Lussac communiqua à l'Académie des sciences sa belle instruction sur les paratonnerres, les physiciens admettent généralement que cette action préservatrice s'étend horizontalement, dans tous les sens, à une distance double de la hauteur de la tige du paratonnerre. Arago a réuni dans sa notice des faits nombreux et bien observés qui justifient l'adoption de cette limite proposée par Gay-Lussac.

Pour mettre un vaste édifice à l'abri des dévastations de la foudre, il est donc nécessaire de l'armer de plusieurs paratonnerres. D'ailleurs ces appareils doivent être d'autant plus nombreux et d'autant plus rapprochés, qu'ils ont moins de liauteur. Somme toute, le nombre et l'espacement des paratonnerres employés sont déterminés par cette règle générale que nous empruntons à Arago :

« Il ne doit y avoir sur un comble, sur une terrasse, etc., » aucun point dont la distance horizontale à la tige la » plus voisine soit plus grande que le double de la hau- » teur de cette tige au-dessus de sa base. »

Généralement la foudre frappe les parties les plus élevées des édifices ; cependant il suffit de la présence d'une masse métallique placée sur les angles ou sur les parois d'un bâtiment pour que le coup fulminant soit dévié. D'ailleurs, pendant les temps d'orage, il n'est pas

DU PARATONNERKE. 595

rare que des lambeaux de nuages fortement olectrisés soient séparés par le vent de la source commune, et rejelés dans le voisinage dé la terre. Ces circonstances expliquent comment, malgré la présence de paratonnerres placés sur le faîtage, les coups de foudre s'attaquent quelquefois directement et de préférence aux parties latérales et môme inférieures des grands bâtiments. 11 résulte de ces considérations qu'il ne suffit pas de placer des paratonneiTes verticaux sur les parties les plus élevées de la toiture ; il est utile d'en implanter quelques-uns horizontalement ou dans des positions très inclinées sur l'entablement des édifices. Ces derniers paratonnerres peuvent seuls agir efficacement sur les nuages très bas poussés par le vent, et mettre les parois latérales de ces édifices à l'abri des coups de foudre.