COMPENSATEURS. — OBSERVATIONS

Dans une de ses horloges marines, il indiquait la proportion suivante du retard à corriger:

62^' de retard dû au balancier; 331^' idem au spiral.

Choix fl€0 mftaïuc. — OlMierimtiOB* flnale*.

1269. La première difficulté qu'offre la construction des compensateurs réside dans le choix des métaux qui possèdent rarement les qualités nécessaires à l'objet. Et quand on possède des métaux qui réunissent les qualités exigées, il peut arriver qu'ils les perdent et soient détériorés par un travail mal conduit. (Voir notre petit Manuel d'hor^ logerie pratique.)

Le verre n'est pas d'un bon emploi ; il se dilate inégalement.

Le zinc ne devient suffisamment homogène et dépouillé de cristallisations que par de grands soins dans la fonte et le travail préparatoire.

V acier est susceptible d'aimantation , et, en outre, c'est un métal cristallisable.

Le laiton du commerce est rarement homogène ; assez souvent il présente (ce qui résulte d'un effet de liquation) des différences dans la proportion des deux métaux alliés, d'un endroit à un autre. Après la fonte, et aussi à la suite d'un travail mené brutalement, il reste quelque temps dans une sorte d'état de fermentation ou d'arrangement moléculaire* C'est surtout sur des pièces exécutées avec le laiton dit fondu du commerce, qu'on a pu constater ce phénomène.

Un effet analogue a également été constaté sur des lames d'acier soumises, dans des conditions particulières, à des vibrations continuelles ou répétées.

Le fer et le cuivre rouge exigent moins de soins préparatoires; mais, en outre qu'ils ne sont pas exempts des inconvénients énumérés plus haut, ils sont plus mous et moins rigides, l'un que Tacier, l'autre que le laiton.

1266. Nous espérons que le lecteur a maintenant parfaitement compris à quelles conditions on peut espérer d'arriver à neutraliser les effets dus aux changements de dimension des corps, par les variations de température, dans les machines à mesurer le temps ; et, pour conclusion, nous répéterons ce que nous avons déjà dit dans la Revue chrono^ métrique: « En thèse générale, tout pendule ou balancier compensateur offrant dans sa structure des frottements dur^ et nombreux, des points de contact multipliés, de fortes pressions sur d'étroites surfaces, est

un mauvais compensateur, et si ce n'est pour le moment, ce sera pour Tavenir. Les frottements, les contacts multipliés sur le même organe, retardent ou gênent les effets de dilatation; les surfaces étroites fortement pressées s'écrasent, s'usent ou s'énervent à la longue, sans parler des effets d'adhérence, qui sont encore une cause de variations.

Iâ67. Citons comme exemple les compensateurs à leviers, où, à certains moments, par suite de l'excès de pression et de l'adhérence qui en résulte, la résistance de compression fait équilibre à la puissance de dilatation. Pour le constater, il suffit d'ébranler le système en le frappant d'un petit coup sec ; l'effet de dilatation se manifeste brusquement. Il parait d'ailleurs démontré aujourd'hui que la dilatation aux pomts de contact se fait, comme dans les métaux cristallisés, par d'imperceptibles mouvements, de petites saccades infinitésimales; il s'ensuit nécessairement que si l'effet naturel est retardé, il ne se produit qu'avec plus d'énergie et de violence. (Consulter le Deuxième Appendice.)

1268. Ce qui précède suffit à expliquer pourquoi la régularité des effets du balancier compensateur à bras bi-métalliques et à masses se déplaçant librement sous l'action de la température n'a été jusqu'à présent surpassée par aucune autre combinaison admettant des organes plus nombreux et des contacts ou des pressions. En effet, dans ces dispositifs il y aura toujours des temps perdus dans les mouvements à l'aller et au retour, et, en outre, les faibles différences du mouvement saccadé de dilatation, qui sont insensibles sur les grands pendules, où l'effet de pression est largement réparti, comme dans ceux dits à gril, par exemple, deviennent trèë-nuisibles dans les balanciers ai délicats et si in)pressîonnables des chronomètres.

DU PENDULE OU BALANCIER RECTiLIGNE

Notice hUtoriqae.

1269. On attribue à Galilée l'invention du pendule, comme moyen de mesurer des fractions d'une courte durée de temps. Après lui, les astronomes s'exercèrent à compter avec exactitude les oscillations accomplies dans un temps donné, et se servirent de cette connaissance acquise pour mesurer la durée des phénomènes célestes.

Quelques auteurs prétendent que les Arabes ont utilisé le pendule dans des opérations astronomiques, mais aucune preuve n'établit que Galilée en ait eu connaissance.

HISTORIQUB DU PRNDDLE. 687

£n donnant un mouvement angulaire d'une faible amplitude au pendule libre, ses oscillations s'accomplissent, tout en diminuant d'étendue, dans des temps qu'à première vue Galilée affirmait être égaux. Il se trompait ; la différence, pour être peu considérable dans les courtes oscillations, n'est pas moins réelle, et c'est Huyghens qui découvrit et démontra que les oscillations d'un pendule ne sont isochrones que lorsque son centre d'oscillation décrit une cycloïde.

On doit également à Huyghens la première application du pendule aux horloges (1657); mais il est juste de reconnaître que Galilée avait conçu l'idée de cette application, et avait môme composé un échappement particulier dans ce but. Son fils, Vincent Galilée, soit qu'il n'ait pas saisi la valeur de cette découverte, soit que des préoccupations d'un autre ordre l'en aient détourné, ne lui donna ni publicité ni suite.

1370. Les pendules compensateurs, c'est-à-dire ayant pour objet d'annuler les effets de contraction et de dilatation produits par les changements de température, sont de plusieurs genres.

Celui dit à mercure fut inventé par Graham. 11 proposa celui dit à tringles ou à giil^ réalisé par Harisson *. Regnault imagina le pendule à contre-verge compensatrice, et Ellicott et Deparcieux composèrent les premières compensations à\i^^ à leviers, et dont on possède aujourd'hui une grande variété, beaucoup d'horlogers s' étant exercés en ce genre. Plus tard Varinge et Rivaz imaginèrent le pendule compensateur, qui est le plus communément appelé pendule à canon de Rivaz, et qui consiste en un tube de fer ou de cuivre dans lequel on introduit un autre tube de matière plus dilatable, et qui est arrêté à la base du premier. L'intérieur de ce second tube est occupé par une tige de fer fixée à son sommet, et dont le bas porte la lentille. Elle remonte quand la température s'élève, par l'effet de la plus grande dilatabilité du tube intérieur. Le système de Varinge a été décrit par P. Le Roy, et celui de Rivaz par Berthoud.

IfOTlOIf 0 THMoKI^IIBS MJR ma rBllDllUB.

1271. Le pendule théorique ou idéal se composerait d'une molécule pesante oscillant dans le vide à l'extrémité d'un fil de suspension,

i Très-habile horloger anglais, né en 1993, mort en 1776, inventa le compensateur bis-métallique, et construisit une horloge marine qui lui fit obtenir une récompen^tt de 500,000 francs. Son système, reproduit une seule fois par Larcum Kendal, a été abandonné, les Anglais lui ayant préféré la disposition créée par J. Arnold, et basée sui une heureuse application des principes et des découtertes de P. Le ^oj.

688 DU PENBULE.

n'ayant lui-même aucun poids^ et libre de ses mouvements dans toutes ses parties,

Ce pendule idéal ne saurait exister, mais on le réalise pratiquement, autant du moins qu'il est possible, à Taide d'un fil de pite auquel est suspendue une petite boule de platine ; c'est le pendule simple. Sous la latitude de Paris, le pendule simple, oscillant dans le vide, c'est-à-dire écarté de la verticale et abandonné à lui-même, fait une oscillation par seconde^ lorsque sa longueur, mesurée du point de suspension au centre de la petite boule pesante, est de 0*,993,8&&,8. (La longueur réduite au niveau de la mer serait 0",993,866,7.) Soit 994 millimètres, lorsque Ton n'a pas besoin d'une précision absolue, ce qui est le cas général en horlogerie.

liols 4m momTemesto ta peatale simple.

1979. Les nombres d^oscxllalions, dans le même temps ^ sont en raison inverse des racines carrées des longueurs.

La boule écartée de la verticale redescend et remonte d'une égale quantité de l'autre côté, en vertu de sa pesanteur. La vitesse de cette descente du pendule est réglée par la loi de la chute des graves, puisque le mouvement du pendule n'est autre chose que la chute d'un corps. Si nous supposons le pendule écarté latéralement jusqu'au point où sa tige occuperait une position horizontale, nous voyons îque la hauteur de sa descente est précisément égale à la longueur virtuelle du pendule (N et ti, fig. 72, page 69/i). Il en résulte que la descente d'un petit pendule s'accomplit, en vertu des lois citées, beaucoup plus rapidement que celle d'un grand. Soit un petit pendule ayant de longueur (n) le quart de la longueur (N) du grand, ce petit pendule marchera deux fois plus vite. Ou, en d'autres termes, il fera deux oscillations quand le grand n'en fera qu'une. Les longueurs sont 1 et &, et les racines carrées de ces nombres sont 1 et 2 ; or 2 est le nombre d'oscillationsde n (long. 1) et 1 est le nombre d'oscillations de N (long. 4).

1973. Les temps de la descente (la durée d'une oscillation) sont proportionnels aux racines carrées des longueurs.

Si le grand pendule N tombe en 2 secondes, puisque le petit va doublement vite , il arrivera h la verticale en 1 seconde ; or, 2* et 1* sont précisément les racines carrées des longueurs 4 et 1.