Lames de compensation. — L'horloger Martin, a eu l'idée

d'établir la compensation des pendules au moyen d'un système de deux lames

métalliques de nature différente, soudées dans toute leur longueur, et fixées

transversalement en c à la tige du pendule {fig. 617). Si la lame la plus

dilatable est en dessous, le système se courbera suivant

mfm, quand la température s'élèvera, de manière à soulever

les masses m, m qui sont aux extrémités de la double

lame. Si, au contraire, la température baisse, le système

se courbera suivant m'cm' . Les masses m, m penvonl se

déplacer en glissant le long de vis

qui les traversent ; de manière qu'on

peut les placer, par tâtonnement, ;'i

une distance telle que le pendule soit

exactement compensé.

Compensateur des chronomètres. — Cette association dr deux lames superposées était employée depuis longtemps pour compenser les balanciers des chro- "^ïïiétres. On sait que, dans ces machines si précises, le mouvement est ^^gularisé par une roue ou balancier, munie d'un ressort spiral (fig. 618), et ^^X la durée des oscillations dépend de la force du ressort, de la masse de la ^^^ï€ et de son rayon. Or, quand la température s'élève, ce rayon augmente ^^ U chronomètre retarde. Pour empêcher cet effet, il faudrait ramener vers '^Xe une partie de la masse du balancier. Pour cela, on fixe sur le contour, "^^ lames a, a, a, formées de deux métaux, dont le plus dilatable est en

jn.

Fig. 617.

Fig. 618.

dehors, et terminées par des vis qui portent de petites masses n, n, n. Qi la chaleur augmente le rayon de la roue, les masses n se rapprochent de I par l'effet de la courbure que prennent les lames. En déplaçant plus ou ■ les masses le long des vis qui les portent, on parvient & obtenir que la quai dont elles se rapprochent cx)mpense TefTet de la dilatation du balancier.

848. Thermomètres métalliques. — A. Breguet a appliqué les la

de compensation à la construction d'un thermomètre très sensible. Il se ensemble trois lames, de platine, A' or et d'argenty For étant entre les d autres. Ce système étant passé au laminoir, il découpe dans la feuille a obtenue un mince ruban qu'il enroule en hélice, de manière que Targent en dedans. Cette hélice s (fig. 619) est suspendue verticalement, et son exi mité inférieure soutient une aiguille horizontale qui parcourt les divisions i cadran. Quand la température s*élève, chaque spire de l'hélice diminue courbure, parce que l'argent se dilate plus que le platine, et l'aiguille dut de position. Pour obtenir la grandeur d'un degré sur le cadran divisé, porte l'instrument à deux températures différentes t et t\ données par thermomètre à mercure, et Ton divise la distance entre les deux positi successives de l'aiguille, en un nombre i' — t de parties égales ; cela sup| les déviations proportionnelles aux accroissements de température, ce qi lieu jusqu'à 100° (829). L'anneau a qui soutient l'hélice s peut tourner d son support, de manière . w, V qu'on peut placer l'ai-

/ ^' fi^^^X S^^^^^ sur le zéro de la / HT %\ division, avant de com-

mencer les expériences .

Une tige t est destinée à empêcher les oscillations de l'hélice quand on transporte l'instrument.

Le thermomètre de Breguet est d'une extrême sensibilité. Il est surtout utile quand on veut accuser des variations rapides de température; faible masse lui permet de se mettre en équilibre avec une grande rapidité. On donne aussi au thermomètre métallique une forme sous laquelle il est 1 portatif. La triple lame est courbée en forme d'U (fig. G20); une des cil mités est ïïxc, et l'autre s'appuie en o sur un levier du premier genre, don bras opposé prend la forme d'un secteur denté, s, ayant son centre au p< d'appui du levier. Ce secteur mène un pignon denté portant une aiguille parcourt les divisions d'un cadran. Un ressort en spirale, r, agit de mani que le levier presse toujours en o sur la lame en U. Cet instniment se gm comme le précédent.

^^^ïiniiicn

Fig. 619.

Fig. 620.

PYROMÊTRES. 183

Tkemomètre de Borda. — Dans la mesure d'une base entre Melun et ieursaint, iors de la grande opération de la méridienne en France, Borda entit la nécessité de se senrir d'une régie étalon dont les dilatations pussent tre évaluées exactement, afm de pouvoir en tenir compte. Il eut Vidée de aire indiquer par la règle elle-même la température moyenne de ses différentes )arties, qui pouvaient n'être pas toutes également échauffées, soit à cause de la proximité des opérateurs, soit à cause du contact de leurs mains. La régie

Fig. 621.

était en platine et avait 12 pieds de longueur ; à l'une de ses extrémités était Siée une règle en cuivre un peu plus courte (fig. 621), qui lui était superposée, l'autre extrémité de la règle de cuivre portait un vernier pouvant glisser sur une division tracée sur la règle de platine, et dont les parties étaient des ■illièmes de la longueur de cette règle. Si la température s'élevait, le zéro du îernier s'avançait sur les divisions, puisque le cuivre se dilate plus que le phtine. Une loupe servait à distinguer plus facilement les coïncidences. En portant l'appareil dans la glace fondante, puis dans de l'eau très chaude, dont la température était donnée par des thermomètres, on avait les traits de divisions correspondant à ces deux températures, et il était facile dès lors de calculer le nombre de degrés centigrades correspondant à un nombre de divisions parcourues par le zéro du vernier (696). L'appareil constituait donc un ▼érilable thermomètre, qui donnait exactement sa propre température moyenne. Celle-ci une fois connue, il était facile de calculer la longueur exacte de la règle de platine, en se servant du coefficient de dilatation de cette substance. S44. Pyromètres métalliques. — Cette disposition, comme celle de la

Ih' 608, fournit un appareil propre à indiquer les très hautes températures,

c est-à-dire un véritable pyromètre ; mais

'^ fendrait donner aux règles une longueur

^nibarrassante, pour rendre leurs mouve-

'^cnts relatifs facilement observables.

-*' appareil ne peut donc constituer

'** pyromètre usuel.

Régnier a inventé un pyromètre disposé p^g q^î.

^Tùme son dynamomètre (1,52). Cet

"^sirument consiste en un arc de fer acb (fig. 622), dont les extrémités sont

^nies par une verge de cuivre ab. Quand la température s'élève, le cuivre

^ dilatant plus que le fer, le point c se rapproche de la ligne ab, et une

ij^maillère fixée en c fait tourner l'aiguille e en agissant sur un pignon.

^t instrument doit être entièrement plongé dans le fourneau dont on veut

évaluer la température, c^ qui fait qu'il est peu commode à observer.

' M. Brongniart a imaginé un autre pyrométre, dans lequel Taiguille iodieitrice est extérieure au fourneau, et qui sert principalement dans les fabriques de porcelaine et de peinture sur verre. Une barre de fer ff (fig. 623) est fixée dans une rainure d*une plaque PP' en porcelaine, substance qui se dilate ï peine, même pour de très hautes températures. L'extrémité /"s'appuie contre

Fig. 623.

le fond de la rainure. Une barre de porcelaine cf passe à travers le mur do fourneau, et presse Textrémitéc d'un levier dont les mouvements se transmettent à une aiguille e, qui peut parcourir les divisions d'un cadran. Un ressort agit sur cette aiguille, de manière que la barre cf soit toujours appuyée contre la barre /jT. Quand cette dernière barre se dilate, l'extrémité f pousse t barre fc, et l'aiguille se met en mouvement. Ce pyromètre, de môme que ceux que nous avons décrits précédemment, ne donne pas les températures en degrés comparables à ceux du thermomètre à mercure ; car nous avons mi que les dilatations des solidei vont en augmentant au-delà de 100°. Mais, dans les opérations industrielles, il suffît de pouvoir retrouver certaines températures qui conviennent aux opérations que l'on veut effectuer.

Pyromètre de Vi'edgviood. — Le célèbre potier anglais Wedgwood est l'inventeur du pyromètre le plus connu, qui est fondé sur la propriété qu'a l'argile dcssérhcc d'éprouver dans le feu une contraction permanente d'autant plus prononcée que la température est plus élevée (825). L'appareil (/î^. 024) consiste simplement on deux règles métalliques A, B, faisant entre elles un angle très petit, et fixées sur unelabk de cuivre. Pour donner moins de longueur à l'appareil, on place une troisième règle G formant avec B un angle égal à celui des deux autres, de manière que l'espaec compris entre G et B représente celui qui existerait entre les règles A et B prolongées. La longueur totale des deux espaces angulaires est de 305 millimètres et comprend 240 divisions égales. La plu* grande distance des règles est de 12"", 7, et la plus petite de 8"",5*-

Fig. 624.

* Annaka de chimie, 1 «"<» série, t. LXXIV, p. 21.

PYROMKTKES. 185

On prépare de petits cylindres d'argile pétrie avec soin, desséchés et usés à ia lime, de manière à entrer dans les régies jusqu'au zéro de la division ; on les calcine ensuite au rouge sombre pour les rendre moins fragiles. Pour obtenir la température d'un foyer, on y plonge un des cylindres d'argile, et quand il en a pris la température, on le laisse refroidir, puis on le fait glisser entre les règles, entre lesquelles il s'enfonce plus ou moins, à cause du retrait qu'il a éprouvé. S'il panient ainsi à la division 35, on dira que la température était de 35° du pyromélre. Il est évident que, pour que les résultats soieftt comparables, il faut que les cylindres d'argile soient tous de même nature. Ceux que Wedgwood employait contenaient 47,35 de silice, 44,29 d'alumine et 8,36 d'eau.

Wedgwood a cherché à rendre les degrés de son pyrométre comparables à ceux du thermomètre à mercure. Pour cela, il se servait, pour terme intermédiaire, d'un cylindre d'argent qui s'enfonçait plus ou moins dans une jauge en terre de pipe, qui était la reproduction d'une partie du pyromètre, pendant qu'elle était portée à la température de l'eau bouillante, puis à celle du mercure bouillant. La terre de pipe avait été rendue poreuse par du charbon, de manière que sa dilatation était extrêmement petite, môme dans les hautes températures. H trouva ainsi que le cylindre d'argent parcourait 23,4 divisions, en passant de 100° à 360°, c'est-à-dire pour 260° d'augmentation de température ; ce lui fait 11°,H centigrades environ, pour un déplacement du cylindre d'argent, d'une seule division du pyromètre. Ayant ensuite porté la jauge dans un moufle, avec un cylindre d'argile, il trouva que le cylindre d'argent devait être retiré de 66 divisions, tandis que le cylindre d'argile s'enfonçait de 2,25 divisions. Or, les 60 divisions parcourues par le cylindre d'argent correspondent i 66x 1 1 °,i 1 =73^° centigrades, auxquels il faut ajouter 10° que possédait k cylindre d'argent au moment où il avait été placé dans la jauge. 743° C. <^rrespondent donc à 2,25 divisions du pyrométre. Dans une seconde opération, k cylindre d'argent recula de 92 divisions, et le cylindre d'argile s'enfonça de 6,25. Les 92 divisions parcourues par l'argent, équivalent à 1032° C, lïiand on y ajoute les 10° de la température initiale. On conclut de là que la différence'i032° — 743° =289° C. équivaut à 6,25 — 2,25 = 4 divisions du pyrométre; ce qui fait une division de ce dernier pour 72° C. environ.

Si l'on veut avoir le nombre de degrés centigrades qui correspondent au zéro do pyrométre, il suffit de retrancher de 743° C. qui correspondent à 2,25 divisions du pyromètre, le nombre 72x2,25 = 162, ce qui donne 581° C. Il est Wdent que ces nombres dépendent de la qualité de 1 argile dont on se sert ; 3ussi Wedgwood avait-il eu le soin de préparer un très grand nombre de cylindres identiques, et d'en envoyer à la plupart des savants et des manufacturiers. Du reste, la méthode de graduation pourrait toujours s'appliquer à des cylindres de nature quelconque. Cette méthode est très ingénieuse, mais les l'ésultats qu elle donne ne sont exacts que dans la supposition que la dilatation ^^ l'urgent est constante dans les hautes températures; ce qui n'a pas lieu

comme nous l'avons vu. Le pyroraétre de Wedgwood ne donne donc pu fhs que les autres des degrés comparables à ceux du thermomètre imeroire; mais il est précieux et d*un usage fréquent, à cause des petites dimensions di corps que Ton plonge dans le foyer, ce qui permet d'apprécier la tempéntare d'un point déterminé.

Le princijpe du pyrométre de Wedgwood lui a servi à reconnaître à qndle température ont été cuites les poteries antiques. Pour cela, il en a porté des fragments à des températures croissantes, et a observé, dans des essais successifs au pyroraétre, à quelle température le fragment commençait à se contracter, (^ette température est celle à laquelle la poterie a été soumise dans la cui&soo. C'est ainsi que Wedgwood a reconnu que les vases étrusques ont été coits à S^"" au plus de son pyromètre.

845. Réifuiatears da feu. — On se sert souvent des dilatations des corps solides pour régler la température dans les fourneaux, les étuves, ete. Une barre métallique, disposée dans le fourneau, en prend la température et, en s'allongeant, pousse un levier qui fait tourner plus ou moins une plaque. Cette plaque ferme alors en partie le tuyau de la cheminée et diminue le tirage. D'autres fois, le levier fait fermer plus ou moins l'ouverture par laquelle l'air arrive sur le combustible, de manière, dans les deux cas, à déterminer un ralentissement dans la combustion et, par suite, un abaissement de température. Le thermostat du D*" Ure est fondé sur l'emploi des lames de compensation (842); la double lame est fixée par une extrémité, et l'autre, en se déplaçant parles variations de courbure que produisent les changements de température, agit sur un levier qui ferme plus ou moins des registres. Ces régulateurs sont employés dans différentes industries, par exemple pour maintenir une température constante dans les couvoirs artificiels.

La dilatation des gaz nous fournira d'autres régulateurs de la chaleur, et un pyromètre plus parfait que ceux qui dépendent de la dilatation des solides.