HLS CONDUCTEURS AÉRIENS ET SOUTERRAINS

Le» inconvénients des fils conducteurs aériens sont faciles à énu-> mérer : 1* ils sont exposés à mille accid^ts ; la malveillance peut les briser sans peine : les locomotives qui sortent des rails renversent les poteaux, emportent les fils et interrompent les communications. 2* L'électricité atmosphérique et les décharges électriques produisent des perturbations fréquentes , et détruisent quelquefois les appareils. S*" Les orages et les vents impétueux rapprochent les fils , les amènent jusqu'au contact et le courant ne passe plus, b? Les pluies prolongées augmentent dans une grande proportion les déperditions de fluide électrique et ralentissent le jeu des machines , etc. 5"* On a été forcé de renoncer aux fils de cuivre, qui s'allongeaient démesurément, s'amincissaient presque à vue d'œil, et se cassaient très-rapidement : les fils de fer qu'on leur a substitués, exposés aux alternatives des saisons, des agents atmosphériques , des courants électriques , et mis sans cesse en vibration par les mouvements de Tair, deviennent aigres et cassants; il but assez souvent les renouveler : leur cassure grenue indique un nouvel arrangement moléculaire, une sorte de trempe ou de

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GrittaUiflatkm , etc.^ etc. La gaivanîBatioa de ces fibet la coacbe d*é~ tain ou de zinc dont on les recouvre diminuent quelque peu ces inconvénients ; mais ils sont toujours graves , et presque dès rorigioe de la télégraphie , on pensa à substituer aux ûls aériens des conducteurs souterrains. M. Jacobi de Saint-Pétersbourg a longtemps étudié ce problème « et i*a résolu le premier, en partie du moins , sur une petite ligne télégraphique. Je le laisserai exposer lui-même, dans une lettre écrite à M. Bréguct, les difficultés qu'il rencontra dans ces essais.

« Le placement des fils conducteurs dans Tair n'est ^ dit*il , qu'on pis aller; leur installation sous terre est le seul mode parfait; mais je considère comme une des fatalités de ma vie la nécessité où je me mil trouvé de m'occuper de cet épineux problème

à Les tubes dont je me sers ont environ neuf millimètres de dia* mètre intérieur, deux millimètres d'épaisseur de la paroi , et de deux •à trois mètres de longueur. Je les joins ensemble par des bandes de caoutchouc recouvertes d'une solution de la même substance ; j'eotour<} de ces bandes les bouts des tubes sur une longueur d'environ huit centimètres poar augmenter l'adhésion d» caoutchouc Lee tubes sont placés dans des rainures creusées dans des solivaux ou madriers, et recouvert» d'un couvercle en bois... I^ vide des rainures, qui oot 25 centimètres de côté , peut être rempli d'un mélange de trois parties de plâtre ou de poudre de brique aVec une partie de auif fondu*.. Je TOUB avertit de ne point essayer jde tirer ces ûls nus à travers les tubes ; j'ai fait nioi**même des expériences bien fâcheuses à cet égard : quoi? que le fil eût été parfaitement recuit , l'intérieur des tubes a été forte« ment éraillé où rayé , et il y en avait beaucoup de cassés par le Seal tirage des fils. Ayant plus tard fait recouvrir les conducteurs d'une couche peu épaisse de fil de coton , et les ayant graissés ensuite avec uA mélange de suif et de cire, ces fâcheux accidents ne se sontidoi reproduits..» »

JBIi Angleterre et en Amérique on avait eu recours, sur des tra{ets de peu d'étendue , à des conduits en fonte ou à deft tubes en phunb pour protéger contre l'humidité du sol l'enveloppe de fil de coton vernissé dont les fils étaient recouverts; mais, par ce procédé , l'isolentieilt do fil conducteur était par trop imparfait.

Heureusement qu'en 18Zi3 l'industrie entra en possession d'une matière première nouvelle, la gutta-pcrcha , importée de Chine, et qae le docteur Montgomery introduisit le premier en Europe. C'est une

CONDUCTEURS SOUT£RRAlK6. 79h

mibtiaaee iœpeniiérii>le à l'eau et analogoe au caoBtchoQc. Elle se mnollU par la cbakor, mais durcit de nonvean en se refroidissant, et conserve la formeque le moulage à chaudlui avait donnée. Quoique j'aie 8008 la main tous ks documents oflBdels , il me serait impossible de dire à qui revient la première penséed^ela préparation des fils conduc. leurs avec hgutu-percba. Il parait du moins certain que la première application eo grand de ces fils sur une ligne utile a été faite à Berlin par M. Siemens. Il commença ses expériences en automne 1846, et dès le printemps de 1847 eUea furent assez avancées pour qu'il pût pro* poser à la commission de télégraphie électrique de Prusse d'adopter définitivement les nouveaux comfaicteurs souterrains. La commission le chargea d'abord de rexécution d'une ligne d'épreuve de 19 kilo* mètres de longueur» et ce premier essai ayant réussi, le gouvernement, au printemps de 1848 , adopta définitivement les fils recouverts de gutta-percha pour toutes les lignes télégraphiques à exécuter dans l'écendoe de la monarchie prussienne , à l'exception des trajets où n'eûsteraient encore ni grandes routes^ ni chemins de fer. Nous dirons dans la partie pratique de cet ouvrage comment M. Siemens prépare ses fils.

Quelques précautions que l'on prenne dans cette préparation, il arrive pourtant de temps à autre que sur certains points l'enduit présente des sdutions de continuité qui nuiraient h l'isolement. Avant d'enterrer les fils, il faut donc les essayer. Voici comment on s'y prend pour cela. L'ouvrier saisit de l'une de ses mains l'un des bouts d'une bobine à induction , dont l'autre bout communique à l'une des extrémités du fil : on fait passer successivement tous les points du fil dans un baquet rempli d'eau acidulée au sein de laquelle l'ouvrier plonge son antre main : un interrupteur à lame vibrante de Neff, que noos décrirons plus tard, rend les courants d'induction intermittents et par conséquent sensibles. Aussitôt que, dans la marche progressive du fil 9i travers le baquet, on arrive à une solution de continuité , le métal à nu, venant en contact avec l'eau acidulée, ferme le courant, et roovrier éprouve une série de commotions très-vives qui le rendent attentif malgré lui. Il regarde, constate le défaut et le répare. Quand on Ta ainsi essayé et réparé, le fil est soumis k une dernière épreuve qui consiste à l'immerger en même temps sur toute sa longueur, les deux bouts exceptés , dans un baquet d'eau acidulée , dans laquelle frionge aussi l'une des extrémités du fil long de 12000 tours

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d'uo galvaDomètre à aiguille asiatique , tandis que la seconde extrémité de ce fil communiqne à travers une pile de Daniel de 8 éléments avec l'un des bouts du fil. La moindre imperfection d'isolement qui existe encore dans le fil se traduit aussitôt par une déviation de Taî* guille du galvanomètre.

On couche les fils, sans autre lit artificiel, dans la tranchée ouverte sur la chaussée du chemin de fer, à une profondeur de 8 centimètres. Chaque fil partiel a 300 mètrçs de longueur ; on les soude bout ^ bout, et Ton enveloppe les soudures de gutta-percha fondue. Sur les ponts, lorsqu'on ne peut pas enterrer le fil à une certaine profondeur, et s'il s'agit de traverser une étendue d'eau, on insère le fil dans des tubes ou conduits de fer.

Pour explorer de nouveau la continuité et l'isolement du fil mis en place, avant qu'on ne le recouvre, on installe à la station de départ on petit mouvement d'horlogerie qui de deux en deux minutes fiait crommuniquer pendant quelques secondes l'extrémité du fil avec le sol : chaque fois que les ouvriers sont arrivés au bout d'un fil, ils établis» sent de leur cOté une communication entre ce bout libre, un galTSnoroètre, une pile et le sol : si le fil métallique est intact, il faut que toutes les deux minutes l'aiguille soit déviée; et si l'isolement est parfait, il faut que dans les intervalles elle revienne .à zéro.

Il peut se faire que , sur une ligne souterraine d'exécution irréprochable à l'origine , il arrive avec le temps que le circuit soit interrompu ou que l'isolement devienne imparfait. Ce seront, oa des solutions de continuité dans l'enduit, qui donnent peu à peu accès à l'humidité du sol, ou des ruptures du fil dues à la malveillance, à des accidents, etc. , etc. Gomment reconnature sans trop de peine et le plus promptement possible le lieu précis de la solution de continuité. On y parvient à l'aide d'une formule déduite des lois de Ohm,

Désignons par A et k' les stations télégraphiques entre lesquelles existe la lésion dans l'enveloppe du fil ; par R, R' les résistances des portions de fils comprises entre le point a de lésion et les extrémités A et A'; par A et Rf les résistances qu'éprouve le courant à passer du fil au sol par les plaques enfouies ou submergées en A et A'; par r enfin la résistance que ce même courant éprouve à passer du fil au sol au point de lésion a. Alors en faisant communiquer au sol l'extré^ mité A^ du fil directement , et l'extrémité A par l'intermédiaire de la pile, et appelant F, F^ les intensités du courant mesurées en A et A' à

CODltUCURS SOITERRAINS. 197

faide degalranomètres comparables, on par an antre moyen, on aura

Maiotenant renversons cette disposition de telle sorte que ce soit le poÎAl à qui oommoniqae directement atec le sol, et Pexiréniiié A' par la pile ; faisons circuler le courant dans le fil en sens contraire, pour que la rénstanoer ait la même valeur qu'auparavant, et nommons F, F' les nouyelles intensités du courant en  et B : on aura cette fois :

R-4-R F'^F R4/t (F — r)F = — s — » fit par suite - — --=7 ==t r-^*

Cette dernière équation donnera la valeur du rapport R/R^ égal au rapport des distances Aa, Aa' du lieu de lésion a aux points extrêmes A, A^ On connaîtra donc approximativement la position de ce point. Je dis approximativement, car on a négligé la résistance de la pile, comme on aurait pu aussi négliger à la rigueur les résistances /?, A' dont la somme est ce que Ton pourrait appeler la résistance de la terre.

L'expérience montre que par cette méthode on détermine la position du point de lésion è un centième près de la distance entre les stations extréàes A et A', pourvu toutefois que le reste du circuit soit bien isolé. Pour approcher de plus en plus de ce point, on procède de la noanière suivante : les extrémités A et A' du filjêiant bien isolées, oa se^transporte à égale distance de ces deux stations, l'on y coupe le ûl , et l'on réunit successivement au sol les deux bouts du fil coupé par rintermédiaire d'une pQe et d'un galvanomètre convenablement sensible. La lésion évidemment doit se trouver du côté du bout où TaignUle est déviée : la longueur du fil qui renferme la lésion est alors réduite de moitié. Après avoir rétabli le fil , on va répéter la même opération au milieu de la distance comprise entre les deux nouvelles limites , et ainsi de suite. Douze bissections entre deux stations distantes de 20 kilomètres suffisent pour préciser le lieu de la lésion à quelques mètres près. Il n'y a plus alors qu'à déterrer ces quelques mètres de fil et li réparer la lésion par le procédé ordinaire.

S'il s'agit d'une rupture, on établit à l'une des stations téiégraphiqties nue pile en communication d'une part avec le fil, de l'autre avec le sol ; puis, marchant le long du circuit, on plonge de temps eu temps dans l'enduit isolant jusqu'au contact du fil métallique un stylet très-

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poiatu, en appliquant la langue à ton autre extrémité; h préience du courant se manifeste par une ilaveur ou sensation particulière , et son absence par l'absence de toute saveur ou sensalioQ. Ce moyen suffit, mais on peut aussi se servir du gahanomèlre.

Si Ton a eu soin, dans rétablissement de k iigne^ déménager de distance en distance des points d'accès facile au fil aouterrain* et n dans le cours de l'opération on accélère le tranaport des ouvriers à l'aide d'une draisine, il suiBt d'une couple d'heures pour réfiarer le fil sur une distance de vingt kilomètres»

Nous verrons que les fils souterrains coûtent deux ou trois fois plus cher que les fils aériens; et de plus l'addition d'un nouveau fil à la ligne télégraphique exige qu'on ouvré une tranchée de la longueur de cette ligne, tandis que dans le système des fils aériens les mèoies poteaux sont tout prêts à recevoir un nouveau fil. Mais ces deux inooavénients sont largement compensés suivant Al. Siemens par des avantages incontestables. Sur une ligne avec fils enduits de gutca-percba, la surveillance est presque inutile, les réparations annuelles sont inel* gnifiantes, etc., etc. ^'isolement des fils souterrains n'est peut-dire pas aussi parfait que celui des fils aériens suspendus à l'aide de cloches, mais en revanche cet isolement n'est plus si souvent con^Hnomis par les circonstances atmosphériques, par les pluies abondantes en été, par la neige en hiver. Les fils souterrains fonctioiinent par tons les temps avec cette régularité qu'on attendait de la tél^apbie électrique, et que les fils aériens n'ont pas pu donner. Mais l'avantage incomparable, c'est que ni l'électricité atmosphérique développée par nn ciel serein , ni les courants directs produits par le passage des noages orageux , ni les décharges brusques , ni les éclats de la foudre pendant les orages, ne peuvent influencer les fils souierrainsi à cause de la couche conductrice du sol qui les recouvre. On n'a plus à redouter ea fait de perturbations de ce genre que des courants produits par des chocs en retour au moment d'une forte décbaiige électrique.

Les conducteurs souterrains donnent lieu à quelques phénomènes remarquables que. nous analyserons rapidement : i"" Supposons que l'extrémité B du fil soit isolée et qu'on Aisse communiquer rantre extrémité Â au pôle d'une pile dont l'autre pôle communique avec le sol : à l'instant où la communication a Heu, on observe dans les portions du fil voisines de la pile un courant dans la même direction que le courant qui s'établirait si on fermait le. circuit en réunissant l'extrémiléB

COJSDtCTJililiJ SOtT£KliÀLNS. )9»

an 8qL Si ïou substitue tout à coup à la pile , par on mowrement de bascule, ua cooducteur inerte, on obtient un second courant en sens inverse du premier, et d'intensité à peu près égale. On observerait un courant de même sens que le premier en isolant l'extrémité A et faisant communiquer B avec le sol. Ces courants sont d'autant plus sensibles que le ûl est mieux isolé; leur durée est tout à fait courte, ils disparaissent presque iostaotanément si le ûl souterrain est parfaitement isolé; leur intensité est proportionnelle à la force de la pile et à la longueur du ùU Pour expliquer l'apparition de ces courants, il sufiBt de recourir à l'expérience par laquelle Yolta mit en évidence l'identité du galvanisme et de l'électricité. II montra qu'en faisant communiquer l'un des pôles de sa pile avec le sol, et l'autre avec l'armature intérieure d'une bouteille de Leyde non isolée, on obtient, dans un ei^ce de temps presque insensible , une charge de la bou^ teiOe proportionnelle à la force de la pile ; en même temps qu'on observe entre la pile et l'armature interne un véritable courant presque ioalantanél Or, ;yonte M. Siemens, le CI souterrain, avec son enduit iaohnt» peut être assimilé à une immense batterie électrique.: le verre des jarres, c'est l'enduit de gulta-percba; l'armature interne, c'est la surface dû fil de cuivre; l'armaturerexterne, c'est le sol bumide, etc.: la surface du fil équivaut k environ 7 mètres carrés par kilomètre. Quand on foit communiquer le fil par l'une de ses extrémités à une |nle dont l'autre extrémité communique au aoI , tout en maintenant isolée l'autre exlfémité du fil, il faut absolument que le fd prenne une charge de m^me signe et de même tension que le pôle de la pile avec lequel il est en contact. M. Siemens ne dit pas sur quelles longueurs de fil il a opéré : si le fil avait été irès-loog, ce courant, analogue à ceux observés par M. Hagrini , aurait peut-être persisté. Il ne dit pas non pliis que des phénomènes semblables à ceux de la bouteille de Leyde avaient été observés par M* Jacobi sur ses fils renfermés dans des tubes de verre ; ils étaient quelquefois si intenses qu'ils s'opposaient entièrement au passage du courant primitif direct et à la transmission 4es dépêches.

30 Quand, par suite de son isolement défectueux, le fil donnait lien à des circuits dérivateurs, les courants dérivés semblaient toujours plus intenses lorsque le fil prenait à la pile l'électricité positive ; il diminuait sensiblement quand on établissait la communication en sens contraire.

300 TÉLÉGRAPHIE ÉLKCTRlQt£.

3"* Enfin M. Siemens crort avoir constaté anssi l'influence des aurores boréales sur les lignes souterraines. Le fait le plus saillant de ce genre qbservé par lui se montra le 18 octobre 18^8 sur la ligne de Berlin à Coethen, longue d'environ 150 kilomètres, et dirigée à peu près de Test- nord-est à Touest-sud-ouest, perpendiculairement par conséquent au méridien magnétique. Yers la nuit tombante, une magnifique aurore boréale se déclara à Thorizon; le télégraphe fonctionna irrégulièrement, et M. Siemens apprit plus tard par les journaux que tous les tél<!^graphes de l'Angleterre refusèrent le service dans cette même soirée.

Les fils souterrains ont été soumis dans la Thuringe à une rode épreuve : la ligne télégraphique était à peine établie lorsque la révo^ lution éclata. Une des premières pensées des insurgés fut d'intercepter les communications ; ils coupèrent donc les fils ou endommagèrent sur plusieurs ponts, avec des pelles, l'enveloppe en gotta-percba. Mais la lésion venait à peine d'être faite qu'elle était déjà réparée; de telle sorte que les insurgés , dît M. Steinheil, las de leur insuccès, renoncèrent à leur projet. Sur une longueur de hU lieues, il y eut à la fois vingt-six ruptures; un seul ouvrier répara cette longue ligne en trois semaines.

Malgré cette longue expérience et l'évidence des faits, l'administration française des télégraphes ne croit pas aux avantages des condocleurs souterrains; elle persiste à affirmer que l'on n'obtient pas par ce moyen l'isolement et l'intensité de courant nécessaires à un bon service télégraphique; cet excès d'incrédulité ne me semble ni assez raisonné, ni assez raisonnable, et on s'en repentira bien certainement Je ne comprends pas que ce qui a si bien réussi en Angleterre et en Allemagne puisse ne pas réussir en France. M. Walker dit dans son Manuel qu'il a pu réaliser avec les fils recouverts de gutta-percha des transmissions qui étaient impossibles avec les fils aériens ; ces fils ont parfaitement résisté à toutes les épreuves , et il ne doute pas qu'on en fasse usage h l'avenir comme fils conducteurs sous le pavé des rues. Que l'administration française au moins fasse disparaître cette trop longue suite de supports mesquins et de fils superposés qui couronnent si désagréablement les murs de la cité, quelques-uns de nos ponts et de nos somptueux édifices, qui dans les jours d'émeute semblent dressés exprès pour appeler l'attention et provoquer la main qui peut si facilement les détruire.

THÉORIE D'AMPÈR£. SOI

Terminoos ce trop long chapitre $ar les fils condacteur» en rappelait une curieuse expérience de M. Bréguet.

« De concert, dit-il, avec M. Gounelle, nous essayâmes de transmetu*e dans le même moment, sur la ligne de Paris à Rouen, des signaux en sens inverses. Les signaux se reproduisirent de part et d*aQCre avec la plus parfaite exactitude. Cette expérience fut répétée plusieurs fois , le 7 avril ISip entre autres, devant une commission de la chambre des députés, et la réussite fut toujours complète. » Faut-il conclure de h que Ton puisse habituellement correspondre ainsi à la fuis des deux stations extrêmes à travers un même fil? Telle n'a pas été sans doute la pensée de Mi\l. Gounelle et Bréguet , et trèsprobablement, si on l'essayait, on éprouyerait beaucoup de mécomptes : Cependant le fait du passage simultané de courants en sens contraire peut être assimilé à celui d'une multitude de rayons lumineux partant ensemble de tous les points d'un vaste horizon, et traversant le même petit trou percé dans une carte sans que la vision cesse d'être distincte.

MiVL Bréguet et Gounelle réussirent aussi à transmettre des signaux de Rouen à Paris, sur une distance de 137 kilomètres, avec an seul élément, et ils en conclurent avec raison que leur fil conducteur était biea isolé, que leur appareil est suflisamment sensible.

On vient de voir que la théorie d'Ampère conduisait à une explication facile et complète de ce fait éclatant , que l'intensité du courant électrique se trouve doublée quand la moitié du fil conducteur est remplacée par la terre. Une bonne fortune nous a mis en posses* sîou, depuis plus de vingt-cinq ans, do mémoire dans lequel Ampère avait exposé l'ensemble de ses idées sur le mode de transmission des courants électriques et la théorie électro-chimique. Nous croyons que ce mémoire n'a jamais été imprimé; et il nous a semblé qu'il formerait un appendice curieux à nos recherches sur la télégraphie électrique; nous le donnons donc ici à nos lecteurs, tel qu'il fut écrit sous la dictée de l'immortel physicien.

Quelques hommes éminents, dans ces dernières années , ont été fatalement amenés à révoquer en doute les principes incontestables de l'électro-chimie. Les motifs de cette lutte acharnée sont peu dignes » avouons-le, d'un e^rit philosophique : ce fut une sorte de découragement produit par la difficulté d'expliquer quelques phénomènes délicats de substitution. Nous comprenons qu'en présence de faits nouveaux et imprévus , on se soit cru obligé d'énoncer on principe

305 TÉLÉGHAPHÎE ÊLECTWQUE.

additionnel, d*aceorder & la forme des molécnles une part importante dans leurs groupements, de ne pas faire dépendre oniquenient les combinaisons de Tétat électrique des molécules qui s'uniasenl; mais que par nne exagération inconsidérée on Tienne à renverser brutalement la doctrine la plus certaine et la plus féconde quMl ait ^é donné à l'esprit humain de formuler, nous ne le comprendrons jamais. On a pu trop étendre la théorie électro-chimique, on a pu en faire de roalhenreuses applications, mais elle est certainement vraie ay fond, et elle ne peut être remplacée par rien, et elle survivra aux attaques téméraires dont elle a été Tobjet. Nous somnfes heureux de pouvoir reproduire les pages profondes qu'Ampère consacra à l'exposition de ces grandes lois, mieux conçues et mieux énoncées par lui que par tons les savants contemporains.