LUMINEUSE

Ampères

Becs CarceL

Ampères

Becs Carcel

HO

En portant les nombres d'ampères en abscisses et les nombres de Carcel en ordonnées, on obtient le tracé graphique représenté par la figure 265. On voit que Tintensité lumineuse, nulle au début, croît d'abord presque uniformément jusqu'à environ 106 carcels, valeur correspondante à un courant de 125 ampères ; elle s'élève ensuite très rapidement jusqu'à environ 390 carcels, valeur qu'elle

îL

Fig. 265.

atteint avec un courant de 165 ampères ; elle reste ensuite sensiblement stationnaire en prenant la valeur maximum de 420 carcels. Les radiations calorifiques, d'abord complètement obscures, deviennent successivement lumineuses, depuis lé roiige jusqu^au blanc ;

il est probable qu'à partir d'une certaine élévation de température, les radiations nouvelles qui continuent à être créées dépassent la région violette du spectre et cessent ainsi de concourir à Taugmen talion de l'intensité lumineuse.

Il est difficile d'évaluer avec précision les températures correspondant aux diverses intensités lumineuses successivement observées ; on peut cependant obtenir à ce sujet des indications approxi* matives, en s'appuyant sur les bases empiriques suivantes.

1^ La résistance électrique p du mince anneau de charbon incandescent (résistance qui a pu être calculée, dans chaque expérience, au moyen de formules empiriques relatives au fonctionnement des alternateurs) est liée à l'intensité I du courant par la formule

dans laquelle po désigne la résistance à froid, soit O'*",lo, d'après une mesure directe.

2^ Cette même résistance électrique p est liée à la température 0 du charbon, exprimée en degrés centigrades par la formule

établie par des expériences directes faites entre 200 et 900 degrés centigrades, sur des baguettes de charbon, et étendue par extrapolation aux températures supérieures.

La comparaison des deux valeurs de p conduit à établir entre h et I la relation très simple

La température correspondant à l'intensité maximum de 200 ampères employée dans nos expériences serait donc d'environ 5 000 degrés centigrades. La température de 1 500 degrés, qui est celle de la fusion du platine, correspond à une intensité de -^, soit 60 ampères ; à celte abscisse de la figure 265 correspond une intensité lumineuse de 15 carcels seulement.

Le rapport de l'intensité lumineuse y à l'énergie électrique pP

LUMIÈRE ÉLECTRIQUE 52o

dépensée en chaleur par seconde par Tanneau incandescent atteint sa valeur maximum pour I = 160 ampères ; on a alors y = 394 carcels et pP = 640 watts, soit moins de 2 watts par carcel.

Les charbons à lumière employés dans ces difficiles expériences ont été fabriqués avec la plus grande habileté par M. Carré, auquel nous devons des remerciements sincères pour son concours dévoué et désintéressé. Le travail des ballons de verre et des parties métalliques de Tappareil a été fait avec beaucoup de soin dans les ateliers de MM. Lepaute.

La durée des charbons employés dans nos premières expériences n'était que de quelques secondes, ce qui rendait chacune des observations photométriques assez difficile à faire avec précision. Cette durée a successivement augmenté, grâce aux perfectionnements apportés par M. Carré dans la fabrication des charbons à lumière; elle était de plusieurs minutes dans nos dernières expériences, mais il fallait toujours prendre rapidement les mesures photomélriques dès le début du passage d'un courant très intense, parce que des dépôts de poussière de charbon se faisaient sur la surface intérieure du verre et altéraient bientôt sa transparence.

283. Lampes à incandescence. — Les lampes à incandescence actuellement en usage ont comme producteur de lumière un filament de charbon, placé dans une ampoule de verre à l'intérieur de laquelle on fait un vide aussi complet que possible. En principe, le procédé de fabrication de ces filaments consiste à carboniser en vase clos des fibres organiques. Edison emploie des filaments de bambou ; Swan constitue ses filaments au moyen de fils de coton tressés, parcheminés par une immersion prolongée dans Tacide sulfurique dilué ; Maxim Weston emploie une sorte do cellulose, appelée iamidine^ qu'il prépare au moyen du fulmicoton; etc. Plusieurs fabricants soumettent le filament au nourrissagCy en rimmergeant dans un hydrocarbure et le portant ensuite au rouge par le passage d'un courant ; l'hydrocarbure se décompose et son carbone se dépose sur la surface du filament : si la section droite en un point est au-dessous de la moyenne, la température en ce point se surélève et le dépôt de carbone augmente ; le nourrissage

526 TRAITÉ PRATIOUE D'ÉLECTRICITÉ

a, par conséquent, pour efTet d'égaliser partout la section droite

et de donner ainsi beaucoup d'homogénéité au filament.

Le filament est courbé en fer à cheval (fig. 366) ou en boucle (fîg. 261), tantôt avant la carbonisation, tantôt après. Des renflements aplatis ménagés à ses deux extrémités servent à opérer ses jonctions avec les fils de platine qui doivent amener le courant; ces jonctions peuvent se faire , soit au moyen de petits boulons (lampes Weston), soit au moyen de petites pinces de cuivre soudées aux fila de platine (lampes Edison) , soit au moyen d'un enroulement en spires de coton fait avant la carbonisation (lampes Swan), Les fils de platine sont placés dans un tube de verre fermé, au fond duquel ils sont soudés par écrasement un peu au-dessus de leur sortie ' ; ce tube est introduit dans une ampoule de verre avec laquelle il est soudé et qui forme l'enveloppe de la lampe. La lampe est tutée au plâtre dans un manchon de cuivre qui constitue son support^ l'un des fils de platine est relié à ce manchon, tandis que l'autre traverse le plâtre et vient se relier à une rondelle de cuivre, scellée au milieu de ce plâtre à la base de la lampe.

L'ampoule est toujours munie à sa partie supérieure d'un petit tube de verre à mince paroi qui présente un rétrécissement à peu de distance de cette ampoule. C'est par ce tube que la lampe est mise en communication avec l'appareil pneumatique, lequel est ordinairement une pompe à mercure de Sprengel. Il ne suffit pas de faire le vide k froid, parce que le charbon possède la pro-

FSg. 266.

Fig. 267.

priété d'emmagasiner dans ses pores un volume d'air, très supé-

■ U est à remirquer qie le coefflcient de dilaUtion du platine est senslblemepl égal ft celui du Terre, ce qui rend les soudures ëlancbea à toute lempëralure ' inlÉrleure A celle du rainoUisseinent du verre.-

rieur à son volume propre, qui ne se dégagerait pas entièrement sans rintervention de la chaleur ; après avoir obtenu à froid une grande raréfaction de Tair intérieur à la lampe, il faut continuer à faire le vide pendant environ deux heures, en faisant passer dans le filament un courant électrique dont on augmente successivement rintensité jusqu'à celle qu'il doit avoir en. régime normal. On ferme alors, par soudure, le rétrécissement du tube de verre, avant de rompre sa communication avec l'appareil pneumatique, puis on coupe au-dessus de cette soudure la partie devenue inutile. Pour obtenir un bon rendement lumineux, il faut que la pression intérieure de la lampe ne dépasse pas -^ de millimètre dé mercure. On peut réduire ainsi la dépense d*énergie à 4 watts par bopgie, ce qui correspond à 40 watts par carcel*: On peut juger du degré du vide en examinant s'il se produit une auréole bleue, de forme globulaire, autour de l'extrémité positive du filament ; ce phénomène ne se manifeste que si la pression de l'air

à l'intérieur de la lampe n'est pas supérieure à -r^ de millimètre.

On fabrique des lampes à incandescence de dimensions très diverses, de manière à obtenir depuis 1 bougie jusqu'à 1000 bougies ; les types les plus employés sont ceux de 10, 16 et 20 bougies. On alimente généralement ces lampes en les plaçant en dérivation sur deux conducteurs dont la différence de potentiel est maintenue constante.

Indiquons, comme renseignements approximatifs, que Ton peut employer, une tension de 100 volts pour une lampe de 10 bougies, dans laquelle passe un courant de 0"°'',50 et dont la résistance à chaud est de 200 ohms ; une tension de 60 volts pour une lampe de 16 bougies, ayant une résistance à chaud de 50 ohms et dans laquelle passe un courant de 1"°'',20 ; une tension de 20 volts pour une lampe de 4 bougies, ayant une résistance à chaud de 20 ohms et dans laquelle passe un courant de 1*^^,00, etc. Les tensions ordinaires de calibrage sont de 50 et de llO volts ; quel-

1 On voit combien ce résultat est éloigné de celui de 2 watts parcarcel que npus avons obtenu par l'incandescence à température excessive dans les, expériences décrites au paragiraphe précédent* ,

ques lampes sont calibrées pour loO voUs et exceptionnellement pour 200 volts. Il est très important d'assurer une grande régularité à la âifîérence de potentiel, pour ne pas accélérer l'usure de la lampe ni s'exposer à produire la rupture presque immédiate du filament; la tension ne doit pas éprouver des variations supérieures à 1,5 p. 100 de sa valeur normale.

La durée normale d'une lampe à incandescence est de 800 à 1000 heures. Le pouvoir lumineux va eu s'afîaiblissant à mesure qu'augmente la durée de la mise en service ; ies causes de cet affaiblissement sont l'amincissement du fllaraent, le noircissement de Tampoule et la rentrée de l'air. Des lampes Edison donnant 16 bougies au début n'en donneront plus que 10 après SOO heures de fonctionjiement.

Quelques électriciens ont préconisé l'attelage en série, au lieu de l'attelage en dérivation, pour les lampes à incandescence ; elles doivent alors être alimentées par un courant d'intensité constante et, pour ne pas imposer une tension Iji-op considérable aux bornes de la dynamo-génératrice, il faut employerdesûlaments de résistance relativement faible. M. Bernstein fabrique, dans ce but, des lampes à incandescence dont les filaments s'obtiennent en carbonisant des tubes de soie ou de carton ; le filament est rectiligne et supporté par deux fils métalliques (fig. 268). Les lampes Bernstein exigent un courant de 10 Fi^r. 26S. ampères, avec une tension de 7 ou

de 14 volts suivant qu'elles sont de 18 ou de 50 bougies; elles dépensent, dans le premier cas, 40 watts par carcel et, dans le second cas, 28 watts seulement '. Mentionnons également les lampes Siemens qui fonctionnent avec 11 ampères, sous une

■ A l'RipoBition de Vienne, en <SS3, on a obtenu, au moyen d'une lampe de ce Renre, 60 carcela avec une puissance de 600 watte (soit 10 watts par cartel), mais le niament s'est rompu.

tension de 10 ou de 20 volts, suivant qu'elles donnent 50 ou 100 bougies, et ne dépensent, par conséquent, que 22,5 watts par carcel ; la fabrication de leur filament est tenue sécrète.

On peut admettre que la plus haute température des filaments qui soit compatible avec la durée normale des lampes à incandescence est à peu près celle de 1 500 degrés, qui correspond à la fusion du platine. Dans les expériences relatées au paragraphe précédent, cette valeur de 6 donne I = 60 ampères et p = 0,03 ; l'énergie électrique correspondante p P est de 108 watts, Tintensité lumineuse obtenue est de 15 carcels; la dépense d'énei^ie n'est donc que de 7, 4 watts par carcel. Cette observation montre qu'il est certainement possible d'améliorer beaucoup le rendement utile actuel des lampes à incandescence. On pourrait arriver à des résultats bien meilleurs encore si l'on découvrait des filaments capables de supporter, sans se désagréger, des températures de 3 000 à 4 000 degrés.

Les courants alternatifs peuvent être employés aussi bien que les courants continus pour produire l'incandescence. Il est à noter que dans les lampes à courants continus^ c'est surtout au brin négatif que se produit la désagrégation du filament ; cette dissymétrie entre les deux pôles disparaît complètement avec les courants alternatifs.

284. Lampes à arc voltaîque. — L'arc voltaïque peut, de même que la lumière par incandescence, s'obtenir soit par un courant continu, soit par un courant alternatif. Dans le premier cas, la pointe positive se creuse, tandis que la pointe négative a une tendance à s'effiler (fîg. 269). Ce phénomène est surtout sensible lorsque l'on produit l'arc dans le vide ; il y a transport de matière du charbon positif au charbon négatif, en même temps que projection de poudre de charbon contre les parois du récepteur ; le charbon positif s'use deux fois plus vite que le charbon négatif. La température de l'arc est excessivement élevée ; M. Rosetti l'a évaluée à 4 800 degrés centigrades.

Lorsque les pointes de charbon sont trop rapprochées, la lumière devient vacillante et l'arc fait entendre un sifflement;

avec un écarlemenl normal la lamière deiient à peo près fixe

et le sifflement disparaît ; si l'écartemeal devient trop grand, le cooranl électhqae est rompa et l'on n'obtient plus de lunière. L'éclairage par arc exi;^ par conséquent l'emploi d'nn régviatevr automatique, qui maintienne fixe l'écartement des pointes de chaiimn malgié leur usure.

La somme des résistances des deax charbons est négligeable devant la résistance du vide od de l'air raréfié compris entre leurs pointes ; la différence de potentiel E nécessaire pour obtenir l'arc avec l'écarlement / des deux pointes peut être considérée comme une fonction linéaire de cet écartemenl, ^' *•• en sorte que l'on a

E = a -f bl,

a et é désignant deux paramètres qui dépendent de la nature et des diamètres des deux charbons, ainsi que de l'intensité I du courant qui les traverse. I^a lumière émise est une fonction de E et del.

On peut demander aux variations de l'intensité I de réagir contre les variations de l'écartement /; de là le principe des régulateurs à courant constant. La figure 270 représente le schéma d'un de ces appareils; nous supposons que les deux charbons soient placés verticalement, l'inférieur étant ûxe et le supérieur étant partiellement équilibré, avec le secours d'une poulie i denx diamètres, par un noyau de fer qui plonge k l'inténear d'an solénoide. Ce solénoide est attelé en série avec les deux crayons. Avant le passage du courant, le crayon supérieur descend jusqu'à ce que sa base vienne buter contre la pointe du crayon inférieur;

Fig. 270.

lorsque Ton envoie le courant, le solénoïde attire le contrepoids et produit Técartement convenable des deux pointes de charbon; pourvu que la course prévue du contrepoids n'ait qu'une très faible longueur, l'attraction du solénoïde ne dépend pas sensiblement du degré d'enfoncement du noyau et reste constamment proportionnelle à l'intensité du courant; on a, par conséquent, /= constante pour I = constante.

On peut ainsi construire des régula-tetirs à potentiel constant ^ c'est-à-dire faire réagir les variations de la force électromotrice E contre celles de l'écartement/. La figur3271 indique le schéma de cette nouvelle disposition; le solénoïde dans lequel plonge le noyau de fer est attelé en dérivation sur les deux

crayons; l'intensité du courant qui le traverse est proportionnelle à E, en sorte que son attraction sur le noyau est elle-même proportionnelle à cette force électromotrice. Avant l'envoi du courant, le contrepoids descendrait en soulevant le charbon supérieur (contrairement à ce qui se passerait avec la disposition précédente), si un mécanisme spécial, que nous n'avons pas indiqué sur la figure, ne maintenait pas les charbons au contact ; lorsque le courant passe, l'action de ce mécanisme spécial est automatiquement supprimée et l'équilibre s'établit en faisant prendre à l'écartement des deux charbons la valeur convenable.

On peut enfin combiner les deux mécanismes précédents de manière à obtenir Fig. 271. un régulateur différentiel (fig. 272). Le double noyau, qui fait exactement équilibre au poids du crayon supérieur et de son sup-

port, pénètre dans deux solénoïdes dont l'un (lo supérieur} est en dérWalion el Tautre (l'inférieur) en série par rapport aux deux crayons. Au moment où l'on ferme le circuit, l'attraction du solénoïde inférieur est prédominante; il en résulte que le charbon supérieur se soulève jusqu'à ce que l'écartement prenne sa valeur normale, pour laquelle les actions des deux solénoïdes doivent s'équilibrer. Désignons par n et n' les nombres de spires des solénoïdes en dérivation et en série, et par r la résistance du premier de ces solénoïdes; l'intensité du courant passant dans le solénoïde supé- Fig. 272. rieur est

et celle du courant passant dans le solénoïde inférieur ne diffère pas de l'intensité I du courant arrivant aux bornes de la lampe; les attractions des deux solénoïdes sur le noyau peuvent être respectivement représentées par An i et A'n' I, & et i' désignant des constantes ; la condition d'équilibre est, par con séquent,

ibii = *- n' I, d'où

{kn—Kn')i=Kn'(l — ii et

Comme I — i est l'intensité du courant entre les deux pointes de charbon, le premier membre représente la résistance apparente de l'arc voltaïque; l'équation exprime que cette résistance est rendue constante par le régulateur différentiel ; de 14 le

nom de régulateur à résistance constante qui lui est donné quelquefois.

Indépendamment des nombreux régulateurs dont la construction repose sur Tun des trois principes que nous venons d'indiquer, il en existe beaucoup d'autres qui sont basés sur des principes différents. La description de ces appareils, qui se multiplient chaque jour, exigerait un trop grand nombre de pages pour trouver place ici. M. H. Fontaine , dans son ouvrage intitulé Eclairage à FElectricité, indique et décrit : comme régulateurs employés en France, ceux de Serrin, Lontin, Foucault-Duboscq, Gramme, Bréguet, Cance, Mersanne, Gérard, Mondos, Gravier;

comme régulateurs employés en Amérique, ceux de Brush, Weston, Thomson-Houston, Thomson-Rice ; comme régulateurs employés en Belgique, ceux de Jaspar, Pieper de Puydt;

comme régulateurs employés en Angleterre, ceux de Crampton Crampton et Crabb, Rogers, Lever, Burgin : comme régulateurs employés en Allemagne, ceux de Siemens, Fein, Hauck, Wenzel, Poege, Pilsen, Zipernowsky, Gui cher, Kremenestsky ;

comme régulateurs divers, ceux de Lacassagne et Thiers, Stocher- Sedlaczek, Leibold, Brockie, Rapieff, Hedges, Solignac, Tchikoleff, Gray, Bréguet (régulateur-dynamo), Edison, Asheroldt, Létang, Street et Maquaire, Schneider, Hawkes, Carré, Régnard, Girouard, Maxim, Dubos, Marcus, Dion, Berjot, Jungersen, Mornat, Abdank-Abakonowicz, Dornfeld,Fesquet et Ostrorog, Jamar- Ghabot, Lahmeyer.

Cette nomenclature, qui est certainement loin d'être complète, semble indiquer que tout électricien s'impose l'obligation d'inventer son régulateur. Depuis 1888, date de la publication de l'ouvrage de M. H. Fontaine, les éclosions ont continué; nous trouvons, parmi les plus récentes, celles des régulateurs Breeze, Nookham, Patin, Zweifel, Saundersen, etc.. L'avenir nous en réserve bien d'autres encore, mais il ne faut pas anticiper. Le programme des conditions à remplir est toujours le suivant : les charbons primitivement en contact doivent s'écarter.

SOUS le passage du courant, à une distance déterminée; à mesure que les crayons s*usent, ils doivent se rapprocher automatiquement, de manière à conserver leur écartement normal ; si Tare vient à se rompre, les deux charbons doivent revenir au contact pour le rétablir et reprendre ensuite leur écartement. Reprenons la formule

dans laquelle E désigne la différence de potentiel entre les deux extrémités de Tare voltaïque, / la longueur de cet arc et a, b deux paramètres qui dépendent de la nature et du diamètre des charbons ainsi que de l'intensité du courant qui les traverse. Cette formule est interprétée de deux manières par les physiciens. Suivant les uns, a représente une force contre-électromotrice dont le foyer lumineux serait le siège (ce que Tesprit a peine à saisir); suivant les autres, a et bl sont simplement deux parties dont se compose la chute de potentiel E, la partie constante a étant due aux résistances de passage des extrémités des crayons au milieu intermédiaire et la partie bl étant due à la résistance de ce milieu lui-même

Dans les phares électriques de France, la lumière dite simple^ que Fon produit pour les états ordinaires de l'atmosphère, jaillit entre deux crayons de O^^Olô de diamètre (ce qui correspond à une section droite de 200 millimètres carrés) ; l'intensité moyenne du courant alternatif employé est de 58 ampères pour un écartement d'environ 4 millimètres maintenu sensiblement constant par un régulateur Serrin; dans ces conditions, la résistance apparente totale de Tare voltaïque est d'environ -^ ohm ; et la force électromotrice totale est de 37 volts. L'extinction de l'arc se produit lorsque Técartementdes charbons atteints millimètres. L'intensité lumineuse obtenue est de 450 carcels; Ténergie électrique dépensée par seconde étant de 0,5 x 58* = 1682 walts, on trouve 3,7 watts par Carcel. Le charbon inférieur s'use un peu moins vite que le charbon supérieur, à cause du courant d*air ascensionnel qui augmente la combustion latérale de ce dernier.

28t. Bougies Jablochkoft- — La bougie JablochkolF permet d'obtenir un arc voltaïqueré^uliersaosle secours d'aucun mécanisme régulateur; elle exig;e l'emploi (l'un courant alternatif. Elle se compose {fig. 273) de deux crayons en charbon emboîtés dans deux douilles en cuivre ouvertes longitudinalement sur toute leur longueur et séparés entre eux par une matière isolante volatilisabie , appelée coiombin, de 3 millimètres d'épaisseur. Les deux douilles de cuivre sont séparées par une pâte dure, laquelle résulte d'un mélange de kaolin, de magnésie et de sulfate de chaux malaxé avec de l'eaugomméeet séché àl'air. Un enduit charbonneux réunissant les deux pointes des crayons sert à faciliter l'allumage.

Les crayons ont ordinairement 4 millimètres dediamètre et 30 centimètres de longueur.

L'arc qui jaillit entre les deux pointes volatilise le coiombin, au fur et à mesure de l'usure égale des deux crayons, et conserve une longueur constante. ^' L'intensité lumineuse obtenue '^' ' ' est d'environ 40 carcels; elle subit une perte de 20 p. 100 lorsque l'on emploie des globes opalins. La durée moyenne de ces bougies est de deux heures.

On emploie quelquefois des bougies de 6 millimètres de diamètre qui donnent une lumière dé 7S carcels.

Le rendement lumineux des bougies Jablochkod est inférieur à celui des lampes à régulateurs. Les charbons spéciaux, généralement cuivrés, dont elles exigent l'emploi, coûtent relativement

cher. La lumière obtenue est toujours un peu vacillante et sa coloration varie accidentellement.

On dispose généralement quatre bougies sur un même chandelier et Fon a recours à l'emploi d'un mécanisme automatique pour que l'extinction d'une bougie soit immédiatement suivie de l'allumage d'une autre.

286. Lampes à incandescence dans l'air. — Plusieurs inventeurs ont cherché à accentuer le phénomène d'incandescence à l'air libre qui ne se manifeste, dans les lampes à régulateur et dans les bougies électriques, qu'aux pointes des crayons de charbon.

MH. Clerc et Bureau ont, par exemple, imaginé la lampe-soleil dont voici la description sommaire. On creuse dans un bloc de calcaire une sorte de cuvette, dont l'ouverture est tournée par en bas ; les deux charbons pénètrent dans ce bloc par des trous horizontaux et leurs pointes viennent buter, en regard et à petite distance l'une de l'autre, sur les parois de rétrécissements ménagés à l'arrivée des trous sur la surface de la cuvette. L'un de ces charbons est creux, de manière que Ton puisse le faire traverser par une petite baguette de charbon que Ton pousse au moment de l'allumage jusqu'à la rencontre de la pointe de l'autre charbon, sauf à la retirer ensuite. La chaleur dégagée par l'arc vol laïque décompose le calcaire à sa surface et le transforme en chaux vive qui se trouve portée à l'incandescence. On obtient ainsi une lumière vive et assez régulière. Des ressorts qui poussent les deux charbons l'un vers l'autre maintiennent constantes les positions de leurs pointes malgré l'usure de ces charbons.

MM. Reynier et Werdermann font buter la pointe d'une baguette de charbon contre un bloc métallique ; un courant électrique de grande intensité, allant du charbon au métal par le point de contact, produit l'incandescence du charbon sans arc voltaïque appréciable.

M. Pieper obtient un résultat analogue en faisant buter les deux extrémités de la baguette de charbon contre deux disques de cuivre par lesquels entre et sort le courant.

287. Qualités spéciales de la lumière électrique. — Comparati-

yement à la lumière du gaz, la lumière électrique présente une supériorité hygiénique considérable. On constate, en effet, que, pendant une heure et pour une carcel d'intensité lumineuse, la lumière du gaz dégage 600 grandes calories ' et produit 75 litres d'acide carbonique; Tare voltaïque ne dégage que 6 calories et produit à peine y de litre d'acide carbonique ; la lampe à incandescence dans le vide dégage 30 calories et ne vicie aucunement Tair ambiant.

L'arc voltaïque, dont la lumière présente la même composition spectrale que celle du soleil, conserve aux couleurs leurs tonalités naturelles, sans produire la confusion du bleu ou du vert, comme le fait la lumière du gaz ; il se prête admirablement à l'éclairage des grands espaces libres ou couverts. Les lampes à incandescence, qui permettent de diviser et par suite de diffuser la lumière, conviennent surtout pour les éclairages intérieurs.

288. Projecteur Mangin. — L'arc voltaïque, qui donne une intensité lumineuse considérable avec un foyer de faible dimension, est particulièrement précieux pour Téclairage des phares ainsi que pour la création de puissantes projections lumineuses dans une direction déterminée ; il n'oblige pas, comme les grandes lampes à huile minérale, à employer des appareils réflecteurs, dioptriques ou catadiop triques, de dimensions considérables. Nous avons déjà parlé de l'éclairage électrique des phares de France; nous parlerons aussi des projecteurs Mangin^ que la maison Sautter et Lcmonnier construit pour les services de la marine et de la guerre, et que Ton a pu voir fonctionner au somniet de la tour Eiffel pendant l'Exposition universelle de 1889.

On sait que la grande difficulté de la construction des réflecteurs sphériques consiste dans la suppression de l'aberration de sphéricité, aberration qui a pour effet d'augmenter la divergence des rayons lumineux inévitablement produite par les dimensions du foyer. Le colonel Mangin a imaginé un miroir aplanétique formé par un bloc de crown concave- convexe dont les deux

1 La grande calorie est la quantité de chaleur nécessaire pour élever de un degré centigrade la température de un litre d'eau à zéro degré ; elle est 1000 fois plus grande que la calorie CGS.

surfaces ont des rayons de courbure différents ; la face convexe, qui forme le fond du miroir, est argentée et constitue la surface réfléchissante. Un rayon lumineux émané du foyer F (fig. 274) traverse deux fois la surface concave AB, une première fois avant la réflexion sur le miroir convexe A'R' et une seconde fois après cette réflexion ; la distance focale et les deux rayons de courbure sont calculés de manière que les effets de la réfraction à rentrée et à la sortie de la surface concave compensent presque exactement les effets de Taberration de sphéricité ; les rayons lumineux sont renvoyés parallèlement à Taxe du miroir, comme

Fig. 274.

Fig. 275,

ils le seraient par un miroir parabolique au foyer duquel serait placé un point lumineux.

Pour augmenter Tamplitude du cône lumineux utilisé, on intercale entre le foyer lumineux <p et le miroir (fig. 275) un ménisque convergent ab\ on utilise ainsi une amplitude de 100 degrés, au lieu de celle de 68 degrés seulement que donnerait le foyer F employé sans lentille; ces chiffres correspondent à un projecteur de 90 centimètres de diamètre. Le projecteur forme le fond d'une boite cylindrique fermée en avant par une glace de verre plane; les charbons et les porte-charbons sont seuls placés à Tin térieur de la boite cylindrique et présentent une inclinaison de 20 degrés environ sur la verticale; le reste du mécanisme de la lampe électrique fait saillie en dehors du cylindre; Técartement des charbons et la position de Tare au foyer du miroir sont maintenus fixes par un mécanisme

automatique. Un courant électrique de 100 ampères sous 60 volts arrive par le socle de l'appareil ; il est transmis par un cercle de bronze horizontal sur lequel roulent des galets qui permettent de diriger le jet lumineux dans les divers azimuts ; la boite cylindrique peut en outre tourner autour d*un axe horizontal, ce qui permet de régler à volonté Tangle du jet lumineux avec Thorizon. Avec ce projecteur de 90 centimètres de diamètre, Tintensité lumineuse d'un foyer électrique de 2 centimètres est multipliée par 20000; un arc lumineux de 1 000 carcels peut donner par conséquent un faisceau lumineux de 2 000 000 de carcels.

289. Eclairage des villes. — L'éclairage électrique des villes comprend l'éclairage public des rues et des places ainsi que l'éclairage privé des habitations.

L'éclairage public se fait généralement par des arcs voltaïques. L'éclairage des habitations particulières se fait surtout par des lampes à incandescence. Les grands magasins, les théâtres, les usines, les gares de chemins de fer, exigent un éclairage mixte ; mais, comme il s'agit dans ce cas d'installations importantes^ ces établissements se munissent eux-mêmes du matériel et des machines nécessaires pour leur éclairage, alors même qu'il existe dans les villes des usines centrales d'électricité.

Les villes dont l'étendue et Timportance sont très considérables exigent pour le service de leur éclairage la création de plusieurs usines centrales, desservant chacune une partie seulement de la ville. C'est ainsi que Paris a été divisé en plusieurs secteurs, donnant lieu à des concessions distinctes. Nous avons parlé précédemment des travaux de canalisation et de distribution exécutés par la Compagnie Popp, par la Compagnie continentale Edison, par la Société de Transmission de la Force par l'électricité, ainsi que par l'Usine Municipale des Halles ; il faut ajouter à cette liste la Société du Secteur de la place Clichy.

L'usine centrale de ce secteur, inaugurée le 28 avril 1891, est située rue des Dames, dans le voisinage du théâtre des Batignolles ; elle est aménagée en vue d'assurer le service de 45 000 lampes à incandescence de 10 bougies, en employant une force motrice de 3 000 chevaux-vapeur, mais la moitié seulement (soit 1 500 che-

vaux-vapeur) est actuellement mise en œuvre. On a installé trois dynamos shunt à courants continus, débitant chacune 200 ampères sous une tension de 450 à 500 volts, et trois autres dynamos beaucoup plus puissantes, débitant chacune 700 ampères, sous une tension également comprise entre 450 et 500 volts. Chacune des dynamos de 200 ampères est actionnée par une machine à vapeur Armington de 150 chevaux effectifs, qui Tentraine à Taide de courroies et la fait tourner à 380 tours par minute. Les grandes dynamos de 700 ampères sont à huit pôles, avec un induit annulaire de 3"',30 de diamètre sur 0",50 de largeur, pesant environ 10 tonnes; cet induit est monté directement sur Tarbre moteur d'une machine à vapeur Gorliss de 500 chevaux, tournant à la vitesse de 64 tours par minute; on a évité l'emploi de collecteurs proprement dits en faisant frotter les balais, formant huit groupes, sur les fils de cuivre dénudés qui constituent les parties extérieures des enroulements de Tinduit.

Les grandes dynamos fonctionnent pendant les heures pour lesquelles la consommation de lumière prend son plus grand développement; pendant le reste de la journée, on arrête ces grandes machines pour leur substituer les machines à 200 ampères. On a prévu Tarrét complet de toutes les machines depuis minuit jusqu'à 8 heures du matin ; pendant cette période, le service doit être assuré par deux puissantes batteries d'accumulateurs, comprenant chacune 250 éléments.

Les dynamos shunt, c'est-à-dire excitées en dérivation, peuvent être employées pour charger les accumulateurs ; on n'a jamais à craindre, comme cela aurait lieu si l'excitation était faite en série, que le sens du courant excitateur soit renversé, alors même que la force électroraotrice de la batterie deviendrait supérieure à celle de la dynamo. La seule précaution qu'il soit nécessaire de prendre consiste à éviter qu'en cas d'arrêt accidentel de la machine l'accumulateur ne se décharge dans le circuit de la dynamo; on y réussit en insérant dans le circuit de charge, entre la machine et la batterie, un disjoncteur automatique. Le principe de cet appareil consiste à faire commander un interrupteur par un électro-aimant excité par le courant de charge ; tant que l'intensité de ce courant reste supérieure à une limite déterminée, Télectro-aimant maintient la

LUMIÈRE ÉLECTRIQUE 5il

fermeture du circuit; si cette intensité tombe au-dessous de la limite fixée, rélectro-aimaut cesse de retenir Tinterrupteur, et le circuit de charge est rompu. La ligure 276 représente un modèle de disjoncteur automatique construit par la maison Bréguet.

On a fait au secteur de Clichy la première application à grande échelle du système de distribution à cinq fils de Siemens. Les deux c&bles extrêmes, sur lesquels arrivent les feeders destinés à

Fig. na.

l'alimentation du réseau, sont maintenus sur tout leur parcours à la tension de 4i0 volts; les trois câbles intermédiaires servent à diviser cette chute en quatre parties égales, de 110 volts chacune, tension normale adoptée daus tous tes secteurs électriques de Paris ; des moteurs compensateurs analogues à celui de M. Elihu Thomson (n" 271) servent à maintenir constantes les chutes de potentiel.

Ce système de distribution par cinq fils permet de disposer en série sur les deux conducteurs extrêmes, qui donnent une tension

542 TRAITÉ PHATIQUE U'ÉLECTniCITÉ

de 540 volts, les arcs voltsïques ou les grandes lampes à incandescence servant, soit à l'éclairage public, soit à l'éclairage de quelques grands établissements.

Les cftbles employés sont bien isolés, avec gaine de plomb et arm&tuie d'acier (n° 239) ; chaque feeder est muni d'un fil-pilote, qui vient aboutir à un des voltmëires du tableau de distribution

dans l'usine centrale. Grâceàleur isolation, lescàbles peuvent être posés directement en terre, sous les trottoirs, sans l'intermédiaire d'aucun support en porcelaine. Les assemblages bout à bout des

conducteurs principaux et leurs branchements avec lesfeeders se font dans des boites de jonction en deux pièces (iig. 277 et 278} présentant des collets cloisonnés par lesquels les câbles sont serrés assez fortement pour éviter les infiltrations humides ; les bouts des câbles à réunir, préalablement dénudés et étamés, sont amenés au contact et serrés fortement, au moyen de quatre boulons, entre deux manchons de cuivre élamé; quand le montage est terminé, on coule une matière isolante par un orifice taraadé,

ménagé dans le couvercle de la boîte, orifice que l'on ferme ensuite par un bouchon à vis. Des trous d'homme correspondant aux raccordements principaux sont intercalés de distance en distance dans la canalisation.

Un système d'alimentation d'un réseau primaire par des feeders rayonnant à partir de l'usine doit toujours être établi de manière que les divers districts desservir senferment des nombres de lampes à incandescence à peu près égaux. Pour chaque bâtiment à éclairer on établit un branchement partant de deux fils consécutifs du réseau primaire^ de manière à obtenir la tension de 110 volts ; la distribution en boucle au moyen de ce branchement est la meilleure à adopter pour obtenir une chute de tension uniforme lorsque toutes les lampes sont alFumées (n^ 250) ; on affecte soit à chaque étage, soit à chaque appartement, un tableau distributeur, se raccordant par un coupe-circuit avec le branchement de la prise du courant sur rue et duquel partent les faisceaux de conducteurs, généralement en boucle, qui doivent respectivement alimenter en dérivation et sous tension constante un groupe de 5 à 10 lampes de 10 bougies. Nous avons indiqué au n^ 244 les règles à suivre pour les canalisations à l'intérieur des maisons ainsi que les diamètres à adopter pour les conducteurs ; on adopte souvent les densités de courant suivantes :

Pour les fils de 1 à 5 mm. q. de section, 4,0 ampères par mm. q.

— de 5 à 45 3,0 —

— de 15 à 100 2,5 —

— de plus de 100 2,0 —

La chute de tension tolérée pour les installations intérieures ne dépasse pas 2 p. 100 de la tension totale lorsqu'il s'agit d'un éclairage par incandescence.

Pour la densité de courant à adopter dans les conducteurs primaires, essayons de la calculer d'après la formule économique de Thomson

que nous avons établie au n"" 243. On peut prendre pour la résistance spécifique du cuivre p =1, 7 x 10~* ohm; pour le

taux d'intérêt et d'amortissement r = 0, 1 ; pour le nombre annuel de secondes pendant lequel le courant doit passer, t = 700 x 3600 (environ 700 heures par année) ; et pour le prix d'un watt-seconde

Af 00012

supplémentaire produit à l'usine p = '^^^ ; quant au paramètre b qui, dans le prix de la canalisation, correspond à la partie proportionnelle à la section du fil, il diffère ordinairement peu de 0,05 pour les câbles isolés ; on trouve ainsi

ce qui conduirait à faire passer environ 2 ampères par millimètre carré de section dans un câble isolé. Mais il faut remarquer que l'intensité t qui entre dans la formule de Thomson est l'intensité moyenne du courant qui circule pendant les / secondes annuelles; or, cette intensité moyenne n'est en général que le tiers environ de l'intensité maximum; il en résulte qu'en donnant au câble une section de 1 millimètre carré par 2 ampères de courant moyen, on ne lui donnerait qu'un millimètre carré par 6 ampères de courant maximum, ce qui exposerait à un échauffement dangereux pour le revêtement. On voit ainsi qu'il faut renoncer à l'emploi de la formule de Thomson et admettre la densité de courant maximum compatible avec la nature du revêtement, soit environ 2 ampères par millimètre carré. Les variations de tension tolérées dans le circuit primaire distributeur sont de 1,5 p. 100.

Pour les feeders allant de l'usine au circuit primaire, on tolère des variations de tension de 5 à 20 p. 100 ; on calculera par conséquent la résistance électrique de chacun d'eux par la formule

R = 0,05 y- ou R = o;20 -y,

en désignant par E la tension de distribution et par I l'intensité du courant nécessaire pour alimenter le district correspondant au feeder considéré. La densité de courant qui résulte de ce calcul est inversement proportionnelle à la longueur du feeder, si l'on suppose que les nombres de lampes des divers districts soient à peu près égaux entre eux ; il faudra s'assurer que cette densité

LUMIÈRE ÉLECTRIQUE o45

de courant ne dépasse pas, par exemple, 3 ampères par millimètre carré pour les feeders les plus courts ; s'il en était autrement, il faudrait augmenter leur section droite et leur ajouter une résistance additionnelle pour rétablir les valeurs calculées de R.

Gomme le rendement des lampes à incandescence est cinq ou six fois plus faible que celui des lampes à arc, c'est surtout à ces dernières que Ton demande Téclairage des grands espaces, en corrigeant par des globes opalins la crudité de la lumière de Tare.

Les distributions par courants alternatifs permettent d'employer des bougies JablochkofT. La Compagnie Westinghouse, qui possède les brevets Gaulard et Gibbs pour les Etats-Unis, a fait d'importantes applications des courants alternatifs à hauts potentiels, pour réclairage public et pour l'éclairage privé. Lorsque les conducteurs sont aériens, on fixe les transformateurs au sommet de candélabres en fonte ; les fils du circuit primaire, à haute tension, restent de cette manière inaccessibles pour le public, tandis que les fils du circuit secondaire, qui ne sont pas portés à des tensions dangereuses , peuvent être mis au service des immeubles voisins. La Compagnie Westinghouse alimente ordinairement ses transformateurs en dérivation sous une tension de i 000 volts et réduit la tension à 50 volts dans les circuits secondaires. Elle a, plus récemment, utilisé la distribution par transformateurs en série pour l'éclairage des rues par l'arc voltaïque.

Pour établir le devis des dépenses d'installation lorsque l'on a dressé le projet définitif d'une distribution pour éclairage électrique, il faut évidemment connaître les prix des diverses parties du matériel. Ce n'est qu'en s' adressant aux constructeurs et aux marchands qu'il est possible de recueillir à ce sujet des données précises et actuelles, aussi n'est-ce qu'à titre de simple aperçu que nous donnons les renseignements suivants.

Le prix d'une dynamo est d'environ 2 francs par kilogramme de poids total de la machine, mais c'est là une indication médiocrement utile ; il vaut mieux indiquer un prix moyen par kilowatt de puissance électrique, soit

250 francs pour une machine de 8 à 20 kilowatts ;

200 francs pour une machine de 20 à 60 kilowatts ;

I et 160 francs pour une machine de puissance supérieure à 60 ki-

lowatts*.

En admettant que la durée normale de la décharge d'un accumulateur au plomb soit de sept heures, il faut environ 350 kilogrammes d'électrodes pour obtenir un kilowatt par seconde pendant ce laps de temps ; le prix- d'un accumulateur, par kilowatt, varie de 0 fr. 60 à 1 fr. 20, soit 0 fr. 90 en moyenne.

Le prix d'un régulateur pour arc voltaîque varie de 100 à 500 francs.

Les lampes à incandescence de 10 à 16 bougies coûtent environ 3 et 4 francs Tune.

La densité du cuivre est à peu près égale à 9. Les conducteurs en cuivre nu coûtent environ 2 fr. 75 par kilogramme ; ce prix est à peu près doublé lorsque le conducteur est muni d une bonne gaine isolante.

290. Prix de revient de réclairage électrique. — MM. Sartiaux et Wissembru.ck ont indiqué en 1889, dans un rapport dressé pour le Congrès des Chemins de fer, les résultats obtenus pour Téclairage de diverses gares, au moyen d'installations comprenant de 34 à 70 lampes à arc et de 30 à 940 lampes à incandescence. La dépense est rapportée au kilowatt-heure ^ pris comme unité de puissance électrique produite par les machines génératrices ; elle comprend tous frais généraux d'installation et d'entretien ; cette dépense diminue à mesure que le nombre des heures d'éclairage par année augmente, ainsi que l'indiquent les chiffres suivants :

1 fr. 20 pour 500 heures d'éclairage par an,

Les rapporteurs ont calculé que le prix de revient de la lumière par incandesdence devient équivalent à celui de la lumière au

1 La puissance électrique d'un kilowatt vaut ■ -«x de cheval • vapeur, soit

7oO

1,36 cheval- vapeur.

gaz, compté à 0 fr. 18 par mètre cube, lorsque la durée annuelle de Téclairage devient de 3 250 heures ; dans ces conditions, le prix de revient par bec de carcel et par heure serait de 0 fr. 018, en supposant que Téclairage au gaz exige 100 litres par carcel et par heure. L'éclairage par arc devient équivalent à celui du gaz, compté à 0 fr. 07 seulement par mètre cube, lorsque la durée de Féclairage atteint 2000 heures par an ; le prix de revient de cet éclairage serait, dans ces conditions, de 0 fr. 007 par bec de carcel et par heure.

On peut en déduire que pour un éclairage de 3 000 heures par an, la lumière par incandescence, dans les gares de chemin de fer,

coûterait -^ 0%018, soit Ofr. 021, par carcel et par heure, tandis

que la lumière par arc coûterait seulement -^ 0^^,007, soit

Ofr. 005.

Il est à remarquer que le prix du cheval-heure de puissance mécanique est toujours plus faible dans les usines où Ton dispose d*un excédent de force motrice, que dans les installations privées dans lesquelles on consacre à Féclairage un moteur spécial. Le prix delà puissance mécanique, et, par conséquent, celui de l'énergie électrique varie avec le prix de la houille; c'est ainsi qu'à Newcastle on vend le kilowatt-heure 0 fr. 46 seulement, tandis que ce prix est de 0 fr. 80 à Londres et de 1 franc au moins sur le continent européen.

A Paris, la consommation d'un bec de gaz ordinaire, dont l'intensité est équivalente à celle d'un bec carcel, est de 130 litres par heure, et le mètre cube de gaz est vendu 0 fr. 30 aux abonnés de la Compagnie Parisienne ; le prix de revient de l'éclairage au gaz est donc par carcel et par heure de 0 fr. 039. La lampe à incandescence de 10 bougies, soit un bec carcel, qui exige une

énergie de 35 watts, coûte, à raison du tarif moyen de 0 fr. 15 pour 100 watts-heure, 0 fr. 0525 par heure; par conséquent, J 'éclairage par incandescence est sensiblement plus coûteux que l'éclairage au gaz et constitue actuellement un éclairage de luxe. Ce prix de 0 fr. 0525 par carcel et par heure correspond à l'hypothèse d'une durée d'éclairage de 700 heures par an. Si Ton calcule, d'après les indications de MM. Sartiaux etWissembruck, le

prix de Téclairage par incandescence, parcarcel et par heure, dans les gares de chemins de fer, en supposant la durée annuelle de 700 heures, on trouve précisément

0 fr. 018 X ^ = 0 fr. 0525.

Comme exemple de l'éclairage électrique d'une petite ville, nous indiquerons celui de Ghâteaulin (Morbihan) qui a été installé dès Tannée 1886. Une turbine en fonte de 45 chevaux est actionnée par la chute d*eau de Goutigrac'h^ sur la rivière d'Aulne canalisée; elle tourne à la vitesse de 14 tours par minute et commande par engrenages et courroie une dynamo Thury à six pôles, avec induit à tambour, qui tourne à 400 tours par minute. La distance du moteur au centre de la ville est d'environ 2500 mètres; la canalisation est aérienne, par fils de cuivre nu posés sur isolateurs. La dynamo donne, en marche normale, 135 ampères sur 100 volts; toutes les lampes électriques aussi bien pour l'éclairage des rues que pour celui des maisons sont à incandescence, du système Woodhouse et Ranson^ ; on a installé 130 lampes de 10 bougies pour les abonnés, 99 lampes de 20 bougies et 1 lampe de 50 bougies pour les rues, les quais, les églises, les halles, etc.. Les abonnés payent 42 francs par an pour chaque lampe de 10 bougies; en admettant la durée annuelle de 700 heures pour l'éclairage, le prix par carcel et par heure est de

48 fr. 00 rt f^ rtft 700 - ^ *^- ^^•

La dépense totale d'installation a été de 70 000 francs ; on a malheureusement négligé de doter d'une régulation automatique cette distribution électrique.

Relativement à la comparaison de l'éclairage au gaz et de l'éclairage électrique, on peut faire une observation intéressante. Un moteur à gaz de la puissance d'un cheval-vapeur brûle 2 500 litres de gaz par heure ; si cette puissance mécanique était

* Les filaments de ces lampes sont en forme de ruban ; leur mode de fabrication est tenu secret; ils paraissent constitués avec du coton et nourris au moyen d'un hydrocarbure.

intégralement transformée en puissance électrique, elle donnerait 736 watts par seconde. Cette énergie électrique employée à desservir directement une lampe à incandescence donnerait (à raison de 30 watts par carcel), une intensité lumineuse de 24,5 carcels ; employée à desservir directement un arc voltaïque, elle donnerait (à raison de 4 watts par carcel), une intensité lumineuse de 184 carcels. Or, en brûlant les 2500 litres de gaz au moyen de becs ordinaires, on obtiendrait (à raison de 130 litres par carcel), une intensité lumineuse de 19 carcels seulement.

La chaleur a bien un équivalent mécanique, mais il ne faut pas attribuera la lumière un équivalent calorifique. L'incandescence lumineuse résulte, en effet, comme nous Tavons vu plus haut^ d'une élévation de température et non d'une dépense de calories. Les rayons calorifiques ne sont lumineux qu'autant que leur

période de vibration reste comprise entre 400 x iO" ^* 800 x 10^» '

les périodes de vibrations plus longues que Tqq — tqîï correspondant aux radiations obscures infra-rouges et les périodes de vibrais tiens plus courtes que ^ .Q^^ correspondant aux radiations

obscures ultra- violettes.

Il n'est pas absolument nécessaire, pour obtenir des radiations lumineuses, de recourir à la création de radiations calorifiques à haute température; les phénomènes de phosphorescence des lampyres, des lucioles, des cucujos, des fulgores, etc., qui se produisent sans aucune élévation sensible de la température du corps de ces insectes, le prouvent surabondamment. Peut-être le jour n'est-il pas éloigné où l'on pourra obtenir directement des ondes lumineuses, sans passer par l'intermédiaire de la chaleur, en rendant suffisamment courte ia période de ces oscillations électriques qui, d'après les expériences de M. Hertz (n^* 104) se propagent analoguement à la lumière ; c'est là un des secrets de l'avenir.

291. Eclairage des voitures de chemins de fer. — L'éclairage au pétrole et l'éclairage au gaz portatif actuellement adoptés pour les Toitures de chemin de fer ont l'inconvénient grave d'exposer au danger d'incendie par les récipients de ces matières très inflammables, alors surtout qu'une collision vient à se produire. La

nécessité de recourir à l'éclairage électrique s'impose, alors surtout qu'il ne reste que bien peu de progrès à faire pour le rendre tout à fait pratique.

Un des premiers essais faits remonte à 1883, date à laquelle la Compagnie d'Orléans a employé des accumulateurs pour alimenter des lampes Swan de 0""',7o sous 35 volts placées dans une voiture d'un train de Paris à Bordeaux. On a tiré de ces expériences les conclusions suivantes : le poids mort, dont chaque wagon se trouverait surchargé par les accumulateurs, serait de 500 kilogrammes ; il faudrait faire constamment intervenir le personnel en cours de route pour assurer la fixité de Téclairage ; toutes les lampes d'un wagon seraient solidaires, en sorte qu'une avarie arrivant à une seule dentre elles suffirait pour éteindre les autres. Les batteries d'accumulateurs étaient chargées en gare avant le départ du train.

En 1887, des résultats beaucoup plus satisfaisants ont été obtenus en Prusse sur une ligne wurtembergeoise. La charge des accumulateurs est faite en cours de route par une dynamo placée dans le fourgon du train et mise en mouvement par un des essieux. Chaque voiture contient deux batteries d'accumulateurs pesant 180 kilogrammes, dont l'une est mise en charge, tandis que Pautre fournit le courant exigé par les lampes à incandescence. Un disjoncteur automatique coupe la communication entre la dynamo et les accumulateurs, lorsque la vitesse du train. devient trop faible pour que la différence de potentiels aux bornes de la dynamo reste supérieure à la force électromotrice de la batterie ; un régulateur automatique maintient constante l'intensité du courant de charge, quelle que soit la vitesse de la dynamo. Chaque batterie peut alimenter pendant cinq heures des lampes à incandescence de 3 à 16 bougies. Ce système d'éclairage, qui exige l'emploi d'un mécanisme assez délicat, coûte de 8 à 10 centimes par carcel et par heure.

Aux Etats-Unis on charge les accumulateurs au moyen d'une

dynamo commandée par un moteur qui reçoit la vapeur de la

chaudière de la locomotive ; ce moteur est placé dans le fourgon

de tète du train.

La Compagnie du Nord, dans ses récents essais entre Paris et

Calais, a fait la charge des accumulateurs dans la gare de départ, sans transbordement des appareils. Elle a adopté des lampes à incandescence, de 0*"p,75 sous 25 volts, ayant une intensité d'environ 6 bougies ; elle a employé 21 lampes pour éclairer un v^agonsalon. Pour alimenter ces 21 lampes, la Compagnie a employé une batterie de 16 accumulateurs à 7 plaques, pesant avec son coffre 580 kilogrammes ^ installée sous la voiture. Afin d éviter l'emploi d'accumulateurs de réserve, on a introduit dans le circuit un rhéostat à main, dont la résistance, totalement utilisée au début, était successivement retirée, au fur et à mesure que la batterie d'accumulateurs s'affaiblissait. Le prix de revient de cet éclairage a été de 0^',0253 par lampe et par heure, soit 0^',042 par heure et par carcel.

Dans sa session de 1889, le Congrès International des Chemins de fer a adopté la conclusion suivante de MM. Sartiaux et Weissenbruck, rapporteurs :

« Le Congrès, constatant les progrès sérieux et considérables « réalisés depuis peu d'années dans l'éclairage électrique des « trains, tant au point de vue technique qu'au point de vue éco* a mique, pense qu'il est désirable que les administrations de < chemins de fer continuent les essais entrepris. »

292. Eclairage des mines. — Le bon marché de la houille dans la plupart des contrées minières y favorise le développement de l'éclairage électrique dans toutes les installations de surface, telles que rivages, halles de criblage et de triage, ateliers de lavage, etc.. ; aucune observation particulière n'est à faire au sujet de ces éclairages extérieurs.

L'éclairage du fond d'une mine peut se faire à poste fixe pour les accrochages et les galeries principales. Les grandes carrières souterraines d'ardoises, à Angers, sont éclairées par la lumière électrique ; aux mines de houille de Blangy, la recette du fond du puits de Magny (à 331 mètres de* profondeur) a été éclairée électriquement dès 1883, et des installations analogues ont été faites

Ce poids n^est pas plus considérable que celui des appareils Pintsch, qui de 500 à 600 kilogrammes par wagon-salon.

varie

ensuite aux recettes des puits Jules Ghagot, Saint-François, etc.^ En Angleterre et en Ecosse, la lumière électrique est installée aujourd'hui dans un assez grand nombre de mines. Lorsqu'une mine est grisouteuse, il faut avoir soin de rendre les lampes inoffensives en cas de rupture de leurs ampoules en les plaçant dans des lanternes hermétiquement fermées et pourvues de globes épais. Dans tous les cas, les fils conducteurs qui, vu la faible hauteur des galeries, se trouvent placés à hauteur d'homme, doivent être entourés de gaines bien isolantes.

L'éclairage mobile, au moyen de lampes portées par les mineurs, exige que les lampes à incandescence contiennent leurs générateurs électriques (piles primaires ou accumulateurs), que ces lampes soient protégées contre les chocs par des verres bien résistants, et qu'elles puissent fonctionner régulièrement pendant dix ou douze heures. La difficulté consiste à satisfaire à ces conditions au moyen de lampes qui ne soient pas trop lourdes et dont le prix ne soit pas trop élevé ; il reste beaucoup de progrès à faire dans cette voie.

En Angleterre, on emploie la lampe Schenschieff, à pile primaire, qui coûte environ 37 fr. 50, pèse 2kilogr. Set donne, pendant neuf heures, une intensité de 2 à 3 bougies; on emploie aussi la lampe Swan à pile secondaire, qui coûte 33 fr. 75, pèse 3 kilogr. 2 et donne, pendant dix heures, une intensité d'un peu plus d'une bougie. En juin 1887, M. Burrows a présenté à la Société Géologique de Manchester une lampe qui pèse 3 kilogrammes, donne une intensité de 2 à 3 bougies pendant quinze heures et coûte 50 francs.

En Fraoce, on a expérimenté à la Compagnie des Mines d'Anzin la lampe Stella, à pile secondaire, qui pèse 1 kilogr. 6 et donne pendant douze heures une intensité lumineuse d'une bougie. M. Pollack a présenté à l'Académie des sciences une lampe à pile secondaire qui pèse 1 kilogr. 8 et donne, pendant douze heures, une intensité lumineuse d'un peu moins d'une bougie. M. Trouvé, construit une lampe portative très ingénieuse, à pile primaire, qui donne, pendant trois heures, une intensité de quatre à cinq bougies; cette lampe s'allume elle-même soit lorsqu'on la pose à terre, soit lorsqu'on l'accroche à la ceinture, soit lorsqu'on la

porte en bandoulière ; elle s*éieint lorsqu'on la prend par la poignée.

293. Compteurs électriques. — Indépendamment des abonnements à forfait j les sociétés d'éclairage électrique font aussi des abonnements au compteur; les taxes des abonnés se règlent alors d'après le nombre des kilowatts - heure d'énergie électrique qu'ils consomment. Souvent la distribution est faite sous tension constante, en sorte que Ténergie électrique est proportionnelle à la quantité d'électricité fournie évaluée, par exemple, en ampèresheure. Les compteurs électriques se divisent, par conséquent, en watt-mètres ou compteurs d'énergie et en coulomb-mètres ou compteurs de quantité.

Edison emploie pour les distributions à courant continu un compteur qui mesure la quantité d'électricité au moyen du dépôt électrolytique produit dans un voltamètre à sulfate de zinc et à électrodes de zinc; le courant qui alimente les récepteurs traverse une bande de maillechort sur laquelle on établit, pour le service du voltamètre, une dérivation de l'intensité du courant ; on met toujours deux voltamètres dans chaque compteur; à la fin du mois, un contrôleur emporte un de ces voltamètres à l'usine pour mesurer l'accroissement du poids de la cathode.

Les compteurs font, de même que les régulateurs pour lampes à arcs, l'objet des recherches d'un grand nombre d'inventeurs ; beaucoup de systèmes ingénieux, dont la description sortirait de notre cadre, ont déjà vu le jour. En 1889, un concours de compteurs d'énergie électrique a été ouvert à Paris par arrêté préfectoral du 2 mars ; 28 concurrents ont répondu à cet appel en temps opportun ; d'autres ont présenté tardivement leurs appareils et n'ont pas pu participer à ce concours dont la date limite était fixée au 25 mai 1889. La commission instituée pour juger les résultats du concours et décerner, s'il y avait lieu, une prime de 10 000 francs réservée à un compteur qui donnerait toute satisfaction, a trouvé qu'aucun appareil ne méritait cette prime; elle a seulement déclaré dignes d'encouragements sérieux les compteurs Cauderay, Aron, Brillié, Brondelotet Jacquemier,en allouant 2 000 francs à chacun des deux premiers et 1 000 francs à chacun

des trois autres ; elle a proposé ensuite de proroger le concours, en renonçant à la clause qui autorisait la ville de Paris à employer les compteurs primés sans payer de redevance.

Parmi les compteurs inventés à l'étranger, nous mentionnerons les compteurs de Ferranti, E. Thomson, Blalhy, Shallemberger, Frager, sir Gh. Forbes, Siemens et Halske, etc.. Quelques-uns de ces compteurs, notamment celui de M. Blathy, sont pour courants alternatifs.