Régulateur Bürgin. — L’un des régulateurs les plus

simples parmi ceux qui emploient des électro-aimants agissant sur un contact placé à distance est le régulateur Bürgin (fig. 300). Ilcom-

Fig. 297, 298, 299. — Modèles divers du régulateur Cance.

prend deux tiges AA et A 'A' qui servent de supports aux crayons et qui sont reliés entre elles par l’intermédiaire des fils f et f' passant sur les poulies p et p' montées sur un même axe, solidaires, et dont

LES ACTIONS CALORIFIQUES ET LES COURANTS

les diamètres sont dans le rapport de 1 à 2, de telle sorte que le déplacements des charbons G et G' ont lieu en sens contraire et sont dans le rapport de 1 à 2, rapport nécessité par l’usure inégale de ces charbons. La tige AA est très pesante et tend, par sa descente, à produire le mouvement du système; mais ce mouvement peut être empêché par l’action d’un ressort F agissant comme frein en pressant par son extrémité sur la jante d’une roue R portée sur le même axe que les poulies p et p' dont elle est solidaire. L’axe commun n’est pas fixe, il est porté sur une tige LMN liée à un parallélogramme articulé MM'NN' dont les sommets M' et N' sont fixes.

Lorsque le parallélogramme s’abaisse, le frein cesse d’agir, la roue et les poulies peuvent tourner les charbons se rapprochent ; mais par suite de ce rapprochement, lorsque l’arc existe, le courant augmente d’intensité. Le courant passe dans un électro-aimant E, placé en face de la branche verticale MN du paraléllogramme, branche qui est en fer doux; lorsque le courant a atteint une intensité déterminée correspondant à la grandeur de l’arc que l’on veut maintenir, il attire la pièce MN malgré le poids des pièces qui y sont fixées ; cette pièce et le système des roues sont alors relevés et la roue R vient frotter entre le frein qui arrête le mouvement des roues et par suite celui des charbons. Si alors, par suite de l’usure du charbon,

le courant s’affaiblit, l’électro-aimant devient insuffisant, la tige MN s’abaisse, les roues tournent, les charbons se rapprochent.

Au repos, les charbons sont en contact ; lorsque l’on ferme le circuit, le courant passe avec une grande intensité, les roues se relèvent rapidement, par suite de ce mouvement les fils / et f sont détendus ce qui permet un léger déplacement des tiges A et A'; par suite l’écart des charbons et la formation de l’arc se produisent.

Fig. 301. — Lampe Bürgin (La Lumière électrique.)

Dans quelques modèles, la disposition est un peu simplifiée : un seul charbon est mobile, le charbon inférieur, ce qui entraîne la suppression d’un fil et des poulies correspondantes (fig. 301).

Cet appareil est d’un bon usage.

439. Régulateur Serrin. — L’appareil Serrin qui est d’un fonctionnement très régulier et qui est usité depuis longtemps en France dans les phares électriques est un peu plus compliqué.

LES ACTIONS CALORIFIQUES ET LES COURANTS. 91

Le porte-charbon G' (fig. 302) est constitué par une tige A'A' pesante munie d’une crémaillère qui engrène avec une roue dentée/)' qu’elle fait tourner lorsqu’elle descend sous l’action de son poids. Le mouvement de la roue p' produit deux effets : le premier est de faire tourner le rouage d’horlogerie comprenant les roues r, r' et leurs pignons ce qui provoque la rotation rapide d’un volant à ailettes v. Le second est le relèvement du charbon G ; à cet effet, sur une poulie/), solidaire de //, d’un diamètre moitié moindre et est fixé un fil f qui changeant de direction sur la poulie q vient s’attacher par son autre extrémité à la pièce a reliée à la tige AA qui porte le charbon G ; le mouvement de G' entraîne donc un déplacement en sens

inverse de C, déplacement qui serait toujours exactement la moitié decelui de C si l’axe de la poulie q était fixe, ce qui n’est pas, comme nous allons le dire.

La tige AA passe dans une pièce cylindrique creuse BB, fendue dans sa longueur pour livrer passage à la pièce a, et c’est sur B qu’est fixé le châssis qui porte l’axe de la poulie q. Il résulte de là que, lors même que la roue/)' ne tourne pas, que, par suite, le fil ne s’enroule pas sur /), la tige AA peut-être déplacée s’élevant en même temps que B et s’abaissant en même temps, puisque la poulie q monte et descend aussi avec B.

Voyons comment on a tiré parti de ces connexions pour produire la régulation de l’arc.

La tige creuse BB n’est pas indépendante, elle est reliée au cote

Fig. 303. — Régulateur Scrrin. (Suisse.)

vertical M'N' d’un parallélogramme articulé MM' NN' dont les sommets M et N sont fixes. Le côté vertical M'N' porte un doigt D qui lors de l’abaissement vient rencontrer le volant à ailette v, et arrête

LES ACTIONS CALORIFIQUES ET LES COURANTS. 93

son mouvement, empêchant ainsi le mouvement des roues r', r, p , et par suite la descente de la tige à crémaillère A'A'. Le parallélogramme est normalement soulevé par l’action du ressort R', alors le doigt D n’est pas en prise et le mouvement du rouage est libre. Mais à la partie inférieure, la tige M'N' porte une pièce de fer doux F qui se déplace devant un électro-aimant E traversé par le courant ; quand, le courant ayant atteint une certaine intensité, l’action de l’électro-aimant est devenue supérieure à celle du ressort R' l’attraction se produit et la tige M'N' s’abaisse entraînant avec elle RB et la poulie q jusqu’à venir mettre en prise le doigt D et le volant à ailettes v.

Ceci posé lorsque l’appareil est au repos, le ressort relève la tige NN', les roues tournent, la pièce A' descend, la tige A' monte, les charbons arrivent au contact. Si alors on lance le courant, l’électro-aimant agit, la tige M'N' s’abaisse et le doigt D s’oppose au mouvement du volant à ailettes v et, par celui-ci, à celui de toutes les roues et de la crémaillère, le charbon G' est donc immobilisé. Mais par suite de l’abaissement de M'N' la tige B est descendue et avec elle la poulie q et par suite aussi la tige AA et le charbon G ; les charbons s’écartent, l’arc se forme.

Par l’usuredes charbons, l’arc augmente de longueur, le courant diminue d’intensité, l’électro-aimant s’affaiblit, le parallélogramme remonte sous l’action du ressort R', le doigt D dégage le volant v, le rouage d’horlogerie commence à tourner, la tige A'A7 descend en même temps que le charbon G ; le charbon G' monte d’une part, par l’élévation de la poulie q entraînée avec B et avec M'N7, d’autre part par l’enroulement du fil; cette dernière action subsiste seule, d’ailleurs, car dès que le courant a atteint l’intensité correspondant à la grandeur de l’arc qui a été fixée, l’ électro-aimant entre en action, comme précédemment, abaissant F, la tige B et la poulie q , la tige M'N' et le doigt D qui vient arrêter le mouvement du rouage.

En remplaçant l’action du poids de la tige A'A' comme moteur par celle d’un ressort, M. Serrin a construit un appareil fonctionnant d’une manière tout à fait aussi satisfaisante dans une position quelconque. Cette condition est indispensable pour le cas où le régulateur doit être placé à bord d’un navire.

Nous passons sur divers détails de construction qui ne modifient pas le mode de fonctionnement de cet appareil et nous signalons seulement la manière particulière dont le porte-charbon G' est relié à la tige A'A' : le porte-charbon est articulé à la tige fixe par un genou sphérique, on peut faire varier sa direction soit en agissant

sur la vis qui allonge ou raccourcit la bielle, soit en tournant l’excentrique : il est alors toujours facile d’amener le charbon G' juste en face du charbon G.

440. Régulateur Foucault. — Le régulateur Foucault présente des dispositions toutes particulières et satisfait à une condition qui ne se retrouve pas dans tous les autres appareils; non seulement il produit le rapprochement des charbons qui sont trop éloignés, mais il produit l’éloignement de ceux-ci lorsqu’ils sont trop rapprochés.

Nous allons donner une idée générale du système en réduisant la partie mécanique autant qu’il est possible (fig. 304).

Les deux charbons G! et C2 sont montés sur des porte-charbons

Fig. 304. — Principe du régulateur Foucault.

munis de crémaillères cy et c2 engrenant avec deux roues dentées ry et r2 calées sur le même axe et dont les diamètres sont dans le rapport de 1 à 2, rapport égal à celui de l’usure des charbons lorsque l’arc est produit par un courant continu. Ces roues sont montées sur l’axe d’un barillet B dont le mouvement tend à rapprocher les charbons. Par l’intermédiaire des roues p et p le barillet B peut faire tourner la roue R qui joue un rôle capital dans le fonctionnement du mécanisme, elle fait partie d’un rouage satellite qui présente les connexions suivantes : la roue R porte excentriquement un axe qui tourne avec elle et sur lequel sont calées les roues 1 et 2; celles-ci engrènent avec les pignons 3 et 4 dont les axes ont même direction que celui de la roue R dont ils sont le

LES ACTIONS CALORIFIQUES ET LES COURANTS

prolongement, mais auquel ils ne sont pas reliés. Par l’intermédiaire des roues et des pignons 6 et 8 (il y en a un plus grand nombre en réalité), le mouvement de la roue 4 est solidaire de celui du volant à 4 ailettes v2. D’autre part, de même, le mouvement de laroue 3 est solidaire de celui du volant à 4 ailettes vx par l’intermédiaire du système des roues 5 et 7 et du barillet Bt. Entre les deux volants à ailettes se trouve une pièce oscillante D en forme de T qui est sous l’influence de l’électro-aimant régulateur dont nous expliquerons le fonctionnement plus loin; la branche horizontale du T peut toucher à la fois les deux volants et arrêter leur mouvement quand cette pièce est dans sa position moyenne, mais en se portant de l’un ou de l’autre côté elle dégage l’un ou l’autre volant qui peut dès lors entrer en mouvement.

Le régulateur est disposé de telle sorte que quand le courant a l’intensité pour laquelle il doit fonctionner, la pièce D est à sa position moyenne, tout mouvement est impossible, les charbons restent immobiles. Les charbons venant à s’user, le courant s’affaiblit et la pièce D est déplacée par l’action de l’électro-aimant régulateur de manière à se rapprocher de la roue vi9 ce qui immobilise le système 7, B', 5 et 3, mais rend libre l’autre système qui se met en mouvement sous l’influence du barillet B, et les charbons se rapprochent jusqu’à ce que, ceux-ci ayant la distance normale, la pièce D revienne à sa position moyenne et arrête le mouvement qui s’était produit.

Supposons au contraire que, par suite d’une circonstance quelconque, les charbons soient trop rapprochés, l’électro-aimant régulateur entraîne la pièce D vers le volant v2 qui sera arrêté ainsi que le système 8,6,4; mais l’autre système pourra se mettre en mouvement, ce qu’il fera sous l’influence du barillet Bt; par l’intermédiaire du rouage satellite ce mouvement se communique aux roues p' et Pi et par suite aux roues rt et r2 et aux crémaillères, le mouvement est inverse de celui que produirait directement le barillet B, les charbons s’écarteront donc jusqu’à ce que, Tare ayant repris sa longueur normale et l’intensité ayant atteint la valeur déterminée, la pièce D revienne à sa position moyenne et arrête tout mouvement.

Pour que les mouvements se produisent dans les conditions convenables, il faut que les roues du rouage satellite aient des dentures convenablement choisies; mais il est inutile d’entrer dans ces détails et il nous suffit d’avoir fait comprendre le principe.

Le système de régulation est également fort simple à concevoir en principe : la pièce D est soumise à deux actions simultanées et opposées, celle d’un électro-aimant qui est traversé par le courant

et celle d’un ressort antagoniste dont on a réglé la tension à volonté ; quand l’action de l’électro-aimant est égale à celle du ressort, la pièce D est à sa position moyenne; si le courant devient trop faible,

Fig. 305. — Régulateur Foucault.

(J. üuboseq.)

Fig. 300. — Coupe du régulateur Foucault. (La Lumière électrique.)

l’action du ressort est supérieure à celle de l’électro-aimant, la pièce D est entraînée du côté de la roue vi ; c’est l’inverse qui se produit si le courant devient trop fort.

441. — En réalité, Foucault a introduit une disposition particu-

LES ACTIQNS CALORIFIQUES ET LES COURANTS

lière dans le fonctionnement de l’électro-aimant en lui appliquant le répartiteur de Robert Houdin que celui-ci avait imaginé pour un système d’horloge électrique. Nous ne pouvons mieux expliquer l’importance de cette modification qu’en transcrivant les lignes suivantes de Foucault :

« Le défaut commun aux divers modèles de régulateur usités jusqu’ici est que l’armature disposée en regard de l’électro-aimant se trouve, à l’égard des forces qui la sollicitent (magnétisme développé dans l’électro-aimant par le passage du courant générateur de la lumière et ressort antagoniste dont la force mécanique doit établir l’équilibre), dans un état d’équilibre instable et, par suite, obligée de se précipiter sur l’un ou sur l’autre des arrêts qui limitent sa course sans jamais pouvoir séjourner entre eux deux. Cet inconvénient, déjà très grave dans les autres appareils, aurait encore davantage compromis la fonction de celui-ci, car il eût été soumis à une oscillation perpétueüe.

» Le ressort antagoniste n’agit plus directement sur l’armature,

mais il est appliqué à l’extrémité P (fig. 307) d’une pièce articulée en un point fixe X et dont le bord, façonné suivant une ligne courbe particulière, presse, en roulant, sur un prolongement qui représente ainsi un levier de longueur variable. L’armature doit donc toujours rester flottante entre les deux positions limites; car, à chaque instant, la force antagoniste opposée par l’action du ressort à la puissance attractive de l’électro-aimant est compensée par Yeffet de levier ainsi produit. La position de l’armature est, autrement dit, à chaque instant, l’expression de l’intensité du courant de la source électrique. »

Ce régulateur construit avec beaucoup de soin par M. Duboscq, fonctionne très bien; le point lumineux reste fixe à la position qu’on lui a donnée primitivement en faisant mouvoir directement au

GÀRIEL. II. — 7

début la position du charbon supérieur. Mais cet appareil est délicat et il ne peut guère être utilisé que dans les laboratoires ou dans quelques circonstances spéciales.

442. Régulateurs a dérivation. — Dans les régulateurs dits à dérivation, le courant qui produit l’arc n’est pas celui qui agit sur le système de régulation; celui-ci est sous la dépendance d’un courant dérivé passant dans un circuit spécial dont les extrémités rejoignent le circuit général de part et d’autre de l’arc voltaïque. Voici une disposition schématique qui fait comprendre le principe :

Soient O (fïg. 308) le point d’arrivée du courant, B son point de sortie; OA un levier conducteur mobile autour de O qui supporte à une extrémité le charbon G', ce levier présente en F une pièce de fer doux et en R un ressort qui tend à le relever : au-dessous de F se trouve un électro-aimant E qui reçoit le courant par un fil partant de O, par exemple, et l’amène en B au circuit général. Pour une différence de potentiel supposée constante entre O et B lorsque l’arc a une longueur convenable et par suite une résistance déterminée, l’action du ressort R est plus forte que celle de l’électro-aimant, le levier OA est immobile; mais si, par suite de l’usure des charbons, la résistance de l’arc augmente, l’intensité du courant croît dans l’électro-aimant, puisque dans les dérivations les intensités sont en raison inverse des résistances. Alors l’action de l’électro-aimant augmente, devient prépondérante, vainc l’action du ressort et le levier OA s’abaisse en même temps que le charbon C', ce qui diminue la grandeur de l’arc.

Pour ne pas perdre une fraction notable du courant, il faut que la résistance de la dérivation OEB soit grande par rapport à celle du circuit principal OGG'B contenant l’arc ; on emploiera donc du fil fin et pour que l’action de l’électro-aimant puisse alors être suffisante, il faudra employer des électro-aimants à spires très nombreuses.

On remarquera que dans ces appareils à dérivation l’électroaimant augmente de puissance lorsque l’arc s’allonge, c’est l’inverse pour les régulateurs basés sur les variations d’intensité du courant. Il résulte de là que, au repos, les charbons sont normalement écartés; l’arc ne pourrait donc pas s’établir, et il faut une disposition spéciale pour assurer le commencement de l’éclairage. 11 est bon également d’employer des procédés qui évitent les inconvénients qui pourraient se produire (fusion des fds, détérioration de la couche isolante) si, par suite de la rupture d’un charbon, par exemple, le courant venait tout entier à passer dans le fil de l’électro-aimant.

LES ACTIONS CALORIFIQUES ET LES COURANTS. 9J

448. Régulateur A. Gérard. Veilleur automatique. — Parmi les régulateurs à dérivation les plus simples, [on peut citer celui de M. Anatole Gérard. Voici la description schématique qui permet de comprendre aisément son fonctionnement (fig. 309) :

AA est une tige verticale qui porte le charbon C2 ou même c’est le charbon; il tend à descendre par son propre poids, dirigé dans son mouvement par des guides ou glissières. BB est un cadre qui porte le charbon Ci et qui est lié à un portant en fer doux HH, également guidé par des glissières GG mais qui ne peut dans aucun cas s’écarter beaucoup de l’électro-aimant E qui est placé en dérivation entre les points T et T' où aboutissent les fils de la machine, généralement à courants alternatifs.

Le mouvement de descente du charbon C2 est enrayé par l’action

Fig. 309. - Principe du régulateur Gérard. Fig. 310. - Principe du veilleur automatique.

d un frein b qui appuie sur lui : ce frein est porté à l’extrémité d’un levier coudé FDO, mobile autour du point O, dont la branche horizontale est dans le voisinage de la partie supérieure de l’électro-aimant et est soumise à l’action du ressort R qui tend à la relever et par suite à appuyer le frein sur la tige A et à arrêter sa descente. Au repos, les charbons sont écartés; quand le courant commence, il passe tout entier dans l’électro-aimant qui agit à la ibis sur OD et sur HH; le levier ODF étant attiré, le charbon C2 rendu libre descend, pendant que le charbon C, est soulevé par suite de l’attraction subie par HH. Les deux charbons se rencontrent et le courant s’établit à ti avers eux; par suite l’électro-aimant entre en dérivation, sa puissance diminue, il cesse d’attirer OD et le levier se relevant, le

frein F agit et arrête la descente du charbon; il cesse d’attirer HH, le charbon Gj descend brusquement, s’écartant ainsi de C2 et formant l’arc. Les choses resteront en cet état jusqu’à ce que, les charbons s’usant, la résistance de l’arc augmentant, le courant dérivé qui traverse l’électro-aimant devienne assez puissant pour attirer OD et laisser descendre le charbon C2, mais ce mouvement cesse rapidement parce que la résistance de l’arc diminue par suite de ce rapprochement même, que le courant dérivé devient moins intense, par conséquent.

On voit que dans le régulateur Gérard, sauf au début, le charbon inférieur ne se déplace pas, le charbon supérieur descend constamment, par conséquent le point lumineux se déplace, descendant aussi par l’usure des charbons

Le bon fonctionnement de cet appareil paraît facilité par l’alternance des courants qui donne atout l’appareil une sorte de frémissement qui rend moins brusque l’action du frein. Il faut reconnaître, par contre, que ce frémissement constitue un bruit qui n’est pas sans inconvénient.

444. — Si, par suite d’une brusque extinction de l’arc, par une cause quelconque, le courant venait à passer tout entier pendant un certain temps dans l’électro-aimant, celui-ci pourrait subir des détériorations. Pour les éviter, M. A. Gérard joint à chaque lampe un appareil, dit veilleur automatique , qui, lors d’une augmentation notable du courant, établit un shunt et réduit presque à rien le courant qui traverse le régulateur.

Le veilleur automatique comprend deux godets en fer Gt et G2 (fig. 310) pleins de mercure et communiquant aux bornes T[ et T, où aboutissent les fils de la machine. Au-dessus de ces godets est une pièce en fer assez lourde présentant deux extrémités recourbées verticalement correspondant aux deux godets dans lesquels elles pénètrent légèrement sans toucher ni les parois, ni le mercure. Cette pièce HH est maintenue soulevée parce que, dans un crochet M qu’elle présente à la partie supérieure, s’engage un crochet N qui fait partie d’un levier recourbé NOP mobile autour du point 0.

Des bornes Tj et T2 partent des conducteurs qui vont aboutir à la lampe représentée schématiquement par deux crayons C4 C2 et par l’électro-aimant E ; mais entre ces conducteurs, entre les points St et S2 on a établi une dérivation très résistante constitué par un fil très fin enroulé autour de f électro-aimant K qui est placé au-dessus du levier OP.

Tant que la lampe CjC2 fonctionne normalement, il ne passe dans

LES ACTIONS CALORIFIQUES ET LES COURANTS

l’ëlectro-aimant K qu’un courant très minime qui ne produit aucune action. Mais si le courant est interrompu entre Ct etC2 son intensité augmente à la fois dans l’électro-aimant E où il faut éviter les effets fâcheux qu’elle peut produire et dans l’électro-aimant K qui devenant assez puissant attire le levier OP, fait basculer le crochet N et dégage le crochet M ; la pièce HïI tombe, établissant ainsi par l’intermédiaire du mercure un court-circuit par lequel passera dès lors la presque totalité du courant, les courants circulant dans les électro-aimants sont alors trop faibles pour produire aucun effet appréciable.

Lorsque l’appareil est remis en état, on soulève la pièce IIH et on la maintient en engageant les crochets M et N.

Hans les modèles récents, les deux godets sont placés l’un audessus de l’autre (fig. 311), mais le fonctionnement est le même, d’une manière général.

445. Régulateur Gramme. — Le régulateur Gramme, basé sur le même principe, présente quelques dispositions spéciales.

Le charbon positif G' (fig. 312) est porté à la partie inférieure d’une lige pesante A'A' présentant latéralement une crémaillère qui engrène avec une roue dentée r communiquant, par l’intermédiaire de roues et de pignons, un rapide mouvement de rotation au volant à ailettes v. Celui-ci peut buter contre un doigt d qui l’empêche de tourner et arrête par là même le mouvement du rouage et la descente de la tige à crémaillère.

Le doigt d est placé à l’extrémité du levier dog, mobile autour du point o et dont l’autre extrémité g , relevée par l’action du ressort R' peut être attirée par l’action de l’électro-aimant E' lorsque le courant traverse celui-ci. Cet électro-aimant est placé en dérivation, les extrémités T' et t! du fil qui y aboutit se trouvant de part et d’autre de l’arc, mais il n’y a pas continuité dans ce circuit dérivé; le fil partant de T' aboutit à l’axe o du levier dog passe par la pointe i qui appuie sur la pièce à ressort h , cette pièce est reliée directement au fil de l’ électro-aimant : le courant passera donc dans l’électro-aimant E' quand le levier dog obéira à l’action du ressort R', ce qui établira le contact entre i et h , mais il cessera lorsque ce levier étant attiré par l’électro-aimant il y aura séparation des pièces ieth.

Comme nous le dirons tout à l’heure, ce mécanisme assure le réglage de l’appareil; une autre partie amène la production de l’arc.

Le charbon négatif C est porté par un cadre AA qui peut se mouvoir verticalement dans de petites limites, il est soulevé par un ressort

traité d’électricité.

Fig. 311. —Veilleur automatique (A. Gérard).

LES ACTIONS CALORIFIQUES ET LES COURANTS

R qui tend à l’éloigner de l’électro-aimant E situé au-dessous d’un morceau de fer doux qui constitue la partie supérieure du cadre. Cet électro-aimant à gros fil est placé dans le circuit principal, il est donc traversé par le courant entier.

Au repos les charbons se touchent, le charbon G et le cadre A étant soulevés par le ressort R, le rouage rr' et le mouvement du charbon sont arrêtés parce que le doigt d est en prise avec le volant à ailettes. Si l’on établit le courant, au début la presque totalité passe par les charbons, l’électro-aimant E' traversé par un très faible courant de dérivation ne peut vaincre le ressort R', la tige A' est donc immobilisée. Mais le courant principal traversant l’ électroaimant E, le fer doux A est attiré malgré le ressort, le cadre s’abaisse ainsi que le charbon G, l’arc se forme. Lorsque par l’usure des charbons, la distance des charbons aura augmenté, augmentant la résistance de cette partie, l’intensité du courant dérivé se sera accrue et l’électro-aimant qu’il anime deviendra à un certain moment assez puissant pour attirer le levier og malgré le ressort R' ; le volant à ailettes sera dégagé, le rouage tournera et le charbon G7 descendra, mais cette action sera de très courte durée, car le mouvement du levier aura rompu le courant entre i et r l’électroaimant deviendra donc inactif et le levier revenant à sa position primitive, le doigt d arrêtera de nouveau le mouvement ; mais si la distance des charbons est encore trop grande, le mouvement recommencera et ainsi de suite, autant de fois qu’il sera nécessaire pour amener la distance convenable.

Gomme dans la lampe Gérard, le charbon inférieur s’use sans se déplacer, le point lumineux ne reste donc pas fixe.

446. Régulateur de Mersanne. — Dans le régulateur de Mersanne qui fonctionne avec des courants alternatifs, on a cherché, en particulier, à pouvoir employer des crayons de grande longueur de manière à ce que la lampe puisse fonctionner pendantles longues nuits d’hiver sans qu’il soit nécessaire de s’en occuper.

Pour arriver à ce résultat les charbons sont maintenus directement par des galets à gorge gg g’ g' (fig. 314) qui leur donnent une direction fixe dans l’espace. Ordinairement les crayons sont horizontaux. Les galets gg reçoivent d’un rouage d’horlogerie à ressort un mouvement de rotation qui a pour effet défaire avancer les charbons l’un vers l’autre ; c’est ce mouvement de rotation qu’il faut soumettre à l’action du régulateur pour que la longueur de l’arc reste constante Voici comment on obtient ce résultat :

Le ressort contenu dans le barillet B, lorsqu’il est bandé agit sur

deux systèmes différents : d’une part, par les roues d’angle il fait tourner l’axe horizontal XX ; d’autre part il communique son mouvement aux systèmes de roues et de pignons r t système qui se termine par un volant à ailettes v. L’axe XX est formé de deux parties métalliques séparées par une pièce isolante I; c’est cet axe qui par l’intermédiaire des roues d’angles Pip2p3p^ fait tourner les galets gg; les galets g'g' qui servent de support tournent également par suite de l’entraînement des charbons; la même disposition se retrouve identiquement pour le charbon G'G'. Il est utile de remarquer que l’on peut faire tourner les boîtes qui contiennent les galets et les roues p3 et pu autour du centre O de cette dernière sans que le

contact cesse entre p3 et />4, sans que le mouvement cesse d’être communiqué régulièrement aux galets.

Il est clair que les charbons seront entraînés, s’avançant l’un vers l’autre, si rien ne s’oppose au mouvement du barillet B; mais par contre ce mouvement d’approche sera arrêté, si à l’aide d’un doigt cl on vient arrêter le volant à ailettes, puisque, les roues t et r étant rendues immobiles par là même, le barillet B ne pourra plus tourner. Or ce doigt d est porté par un levier ac mobile autour du point c devant un électro-aimant E' qui est monté en dérivation sur le circuit de la lampe; un ressort R' éloigne le levier de l’électroaimant et met en prise le doigt d avec le volant à ailettes arrêtant ainsi tout mouvement; lorsque, au contraire, l’électro-aimant venant à vaincre l’action du ressort R' attirera le levier, le doigt d se reti-

rant, le volant v sera dégagé, le rouage pourra tourner et par suite les charbons se rapprocheront.

Le mécanisme qui produit l’allumage est distinct du précédent; il comprend un second électro-aimant E qui est dans la même dérivation que E' et devant lequel se trouve un fer doux porté par un levier qui est fixé en M à la boîte D' qui contient les galets ; un ressort R éloigne ce levier de l’électro-aimant, il est beaucoup plus puissant que le ressort R' et ne peut être vaincu par l’action de

Fig'. 315. — Régulateur de Mersanne. ( La Lumière électrique.)

l’électro-aimant que si oelui-ci est traversé par la presque totalité du courant.

Voyons maintenant comment fonctionne le régulateur au repos, les charbons étant écartés. Lorsqu’on fait passer le courant, il commence par traverser dans’ sa totalité les électro-aimants E et E'. Par suite de l’action de E' les roues peuvent tourner, les charbons se déplacent; par suite de l’action de E le levier MN basculant entraîne la boîte D et le charbon G; au bout d’un instant, il y a contact entre les deux charbons, le courant s’établitprineipalementpar cette voie

et devient très faible dans les électro-aimants qui constituent un circuit dérivé très résistant; ceux-ci cessent d’agir, le mouvement des roues et des charbons s’arrête, d’une part, tandis que, d’autre part, le ressort R ramène en place le levier MN et la boîte D écartant ainsi le charbon G du charbon G' et constituant l’arc. Lorsque par suite de l’usure des charbons, la résistance de l’arc augmentera, l’intensitédu courant dérivé croîtra, l’électro-aimant agira, permettant le rapprochementprogressif des charbons jusqu’à ce qu’ils aient repris leur distance normale, mais ce courant, qui n’est qu’une fraction totale, ne sera jamais assez puissant pour que l’électro-aimant E puisse vaincre l’action du ressort R et par suite pour qu’il y ait mouvement du levier MN et de la boîte D.

Pour éviter que les bobines ne soient détériorées dans les cas où

le courant viendrait à cesser de passer dans les charbons, on peut joindre à chaque lampe une boîte de sûreté dont voici la disposition générale (fig. 316).

Un levier MON tourne autour du point O devant deux bobines l’une à fil fin K, montée en dérivation entre les bobines TT' entre lesquelles est installée la lampe EE'CG', l’autre à gros fil K'. Celle-ci est reliée d’une part à la borne T, de l’autre à une résistance BS' égale à la résistance de l’arc : cette résistance communique d’autre part à un bloc de graphite G' en face duquel s’en trouve un autre G, monté sur le levier MON dont l’extrémité M est relié à la borne T'.

Lorsque la lampe s’éteint, le courant augmente d’intensité dans la

LES ACTIONS CALORIFIQUES ET LES COURANTS

bobine K, le levier est attiré, les blocs GG' entrent en contact et le courant traverse un circuit T'MNGG'B'BK'T équivalent à celui de la lampe même, ce qui évite la détérioration des bobines de dérivation. En même temps Faction de la bobine K' s’ajoute à celle de K pour maintenir les blocs de graphite au contact.

447. Régulateurs différentiels. — Les régulateurs différentiels sont pour ainsi dire une combinaison des deux systèmes précédents ils présentent deux bobines ou électro-aimants ; l’une des bobines est traversée par le courant principal qui forme l’arc, l’autre par un courant dérivé plus faible passant dans un circuit qui aboutit de part et d’autre de l’arc ; les deux bobines sont disposées de manière à agir en sens inverse sur le mécanisme du régulateur. Voici comment, schématiquement, on peut concevoir la disposition et le fonctionnement de ces appareils différentiels (fig. 317) :

G! et C2 sont des charbons, C2 étant fixe, par exemple, Ct est porté

Fig1. 317. — Principe des régulateurs différentiels.

sur une tige suspendue à un levier D O A mobile autour du point 0; son extrémité A est reliée à une tige de fer doux verticale dont les extrémités pénètrent à l’intérieur de deux bobines Bt et B2. La bobine Bt est une bobine à gros fil qui reçoit le courant principal par un fil partant de T1 et aboutissant à 0, le courant suivant ensuite le chemin ODC^T:, ; la bobine B2 est une bobine à fil fin qui constitue une dérivation dont les extrémités sont, par exemple enT! et T2. Lorsque l’appareil fonctionne avec la distance normale des charbons, Jes actions opposées des deux bobines sur le fer doux A sont égales, bien que le courant qui traverse B2 soit beaucoup plus faible que celui qui traverse Bt, parce que cette dernière contient un bien plus grand nombre de spires que B2.

On voit que si, par suite de l’usure, la distance entre les charbons Gj et C2 vient à augmenter, ce qui fait croître la résistance du circuit

principal et diminue par suite l’action de la bobine Bn le courant dérivé deviendra au contraire plus intense et l’action de la bobine B2 se trouvera accrue ; sous l’influence de ces deux variations opposées, le fer doux tendra à être soulevée et par suite les charbons se rapprocheront jusqu’à ce que l’équilibre soit rétabli.

Dans ce cas, l’effet ne dépend que du rapport entre le courant principal et le courant dérivé; il ne se manifestera donc rien si ce rapport restant le même, c’est-à-dire la grandeur de l’arc ne changeant pas, l’intensité du courant qui arrive en Tl vient à changer ; c’est-à-dire que le régulateur ne fonctionne pas, malgré les variations du courant extérieur, qu’il n’agira que s’il survient un changement dans la seule résistance variable, celle de l’arc. On pourra donc mettre plusieurs lampes en séries sans que les variations qui se produisent dans l’une puissent affecter les autres. Bien entendu, il faut éviler qu’une lampe ne s’éteigne parce que le courant ne pouvant passer dans cette lampe qu’à travers la dérivation qui est très résistante, sera très affaibli dans tout le circuit, de plus il pourrait détériorer la bobine B2, rompre le fil, le courant cesserait alors de passer et toutes les lampes s’éteindraient. 11 est convenable de prendre des précautions pour éviter cet accident.

448. Régulateur Siemens. — 11 existe un modèle de régulateur Siemens basé sur le principe du système différentiel; voici sommairement en quoi il consiste (fig. 318) :

Le charbon C2 par exemple étant fixe, le charbon Ct est suspendu à une tige verticale pesante AA munie d’une crémaillère; celle-ci engrène avec une roue dentée r, elle pourra descendre si cette roue est libre de tourner, les deux charbons se rapprocheront alors; si la roue est empêchée de tourner, la crémaillère suivra les mouvements de la roue qui, comme nous allons le dire, est portée par un cadre mobile; si donc la roue est entraînée de bas en haut, la tige AA montera et les charbons s’écarteront.

D’autre part, on a les deux bobines B et B' comme dans la figure schématique; à l’intérieur de ces bobines se meut une tige de fer doux DD dont la position d’équilibre et le mouvement dépendent des attractions exercées par B et B', attractions qui elles-mêmes sont déterminées par la résistance de l’arc C^. Cette tige entraîne le levier FG, qui oscille autour du point H et fait partie d’un parallélogramme articulé GHG7H7 dont H et H' sont les points fixes'. La tige verticale GG7 supporte d’une part une traverse I sur laquelle repose l’axe de la roue r, et d’autre part le levier mn mobile autour du point m.

LES ACTIONS CALORIFIQUES ET LES COURANTS

Sur l’axe de la roue dentée et reliée à celle-ci se trouve une roue à dents, analogue aux roues d’échappement des horloges à ancre; comme dans ces horloges cette roue est sous la dépendance d’une ancre portée par un petit pendule p/ mobile autour du point o ; la rotation de la roue ne peut avoir lieu que si le pendule est suscep-

tible d’osciller, elle ne peut se produire si les oscillations du pendule sont empêchées. La tige du pendule se prolonge au-dessus du point de suspension o par une partie q dont l’extrémité vient se placer dans une entaille qui existe au-dessus du levier mn et dont nous expliquons le rôle plus loin.

La marche du courant se comprend aisément; arrivé en Tt il se divise en deux; d’un côté il passe dans la bobine à fil fin B et de là se rend directement à la borne de sortie T2; de l’autre, il passe dans une bobine à gros fil B', se rend au charbon C,, produit l’arc

Fig. 320. — Régulateur Siemens. {La Lumière électrique.)

et va se terminer en T2. Ajoutons que la borne T4 est reliée à Taxe de rotation H'; à une petite distance au-dessous de la tige G'H', se trouve un contact K qui est relié directement à la borne T2.

Il est facile alors de se rendre compte de faction de ce régula-

LES ACTIONS CALORIFIQUES ET LES COURANTS. 111

teur : au début les deux charbons sont en contact ; lorsque l’on ferme le circuit le courant qui passe par B' et parles charbons au contact a une grande intensité et la tige DD est vivement attirée vers le bas entraînant le levier FG et la tige verticale GG' qui s’élève. Dans ce mouvement l’extrémité q du pendule vient se loger dans l’entaille n, le pendule ne peut osciller. L’immobilité qui en résulte pour la roue r rend solidaires la tige AA et la tige GG'; la tige AA est donc soulevée et avec elle le charbon Cn l’arc est formé.

Lorsque par l’usure des charbons, la résistance de l’arc augmentant, le courant qui traverse B' s’affaiblit, la tige DD va être attirée vers le haut par B; la tige GG' descendra donc; dans ce mouvement est entraînée la traverse mn qui pour une certaine position rencontre par son extrémité libre un index fixe s; elle s’incline, dégage le pendule et rend possible son mouvement qui se produit sous l’influence de la crémaillère qui descend par son propre poids; les charbons se rapprochent donc; mais alors la tige DD, plus attirée par B', revient à sa position d’équilibre; la tige AA remonte, la traverse mn cesse de reposer sur l’index s et vient arrêter le mouvement du pendule, ce qui suspend la descente du charbon Ct.

Si l’un des charbons vient à casser ou si l’un d’eux est usé complètement, il est à craindre que le courant augmentant d’intensité dans B ne puisse détériorer cette bobine. Voici comment ce danger est évité : le courant, dans ces conditions, augmente rapidement en B ce qui a pour effet d’incliner beaucoup le levier FG et amène un abaissement notable du point G' et de la traverse inférieure G'H' qui vient alors buter contre le contact métallique K, ce qui établit un court circuit TiH'KTa. La lampe est supprimée du circuit; pendant ce temps, la tige AA descend et le contact des charbons peut se rétablir, l’appareil recommence à fonctionner comme au début; si le charbon est usé, la tige AA est arrivée à fond de course et le court-circuit subsiste jusqu’à ce qu’on ait remplacé les charbons.

M9. Régulateur Brush. — Dans le régulateur Brush on retrouve une forme spéciale du système différentiel dont nous indiquerons le principe.

La pièce principale est une double bobine HH' (fig. 321), sur laquelle sont enroulés en sens contraire deux fils : un fil gros et faisant un petit nombre de spires et dans lequel passe le courant qui se rend aux charbons pour former l’arc, et un fil fin faisant un grand nombre de spires et monté en dérivation sur l’arc. Deux tige.s de fer doux N, S pénètrent dans les bobines et s’y enfoncent plus ou moins suivant

l’action des courants; une bague W est placée autour du charbon supérieur sur lequel elle glisse librement, elle entre, en un point de sa périphérie dans une entaille horizontale G existant sur une pièce reliée plus ou moins directement aux tiges de fer doux.

Au début, les charbons sont au contact; quand le courant passe, il présente une grande intensité dans le gros fil qui fait partie d’un circuit de peu de résistance et dont l’action l’emporte sur celle du courant qui passe dans le fil de dérivation (non représenté sur la figure) dont la résistance est au moins cent fois plus grande. Sous l’influence de l’action exercée par le gros fil, le fer doux est attiré dans la bobine et soulève la pièce qui entraîne la bague; mais celleci, saisie en un point seulement se place obliquement, et coinçant

Fig. 321. — Principe du régulateur Brush. (La Lumière électrique-)

contre le charbon, l’entraîne dans son mouvement ascendant : l’arc est formé.

Lorsque par l’usure du charbon la résistance de l’arc s’accroît, l’intensité du courant diminue dans le gros fil et par contre nécessairement s’accroît dans le fil fin; l’effet d’attraction sur le fer doux diminue donc et celui-ci descend, la bague moins inclinée laisse glisser le charbon; les variations de courant se produisent alors en sens inverse, la tige de fer doux remonte un peu, la bague s’incline, le coincement se produit et le charbon s’arrête. On a donc, on le voit, un moyen de régulation très simple.

L’appareil présente quelques dispositions de détail qui le rendent d’un emploi commode; c’est ainsi que l’extrémité supérieure du porte-charbon mobile porte un petit piston se déplaçant dans un

LES ACTIONS CALORIFIQUES ET LES COURANTS. 113

tube rempli de glycérine pour adoucir les mouvements en évitant les à-coup.

D’autre part chaque lampe présente un appareil de sûreté pour mettre l’appareil hors circuit quand les charbons, étant cassés, l’arc ne peut se rétablir; ce résultat est atteint par l’action d’un électro-aimant T (fig. 321) sur lequel passe un fil de dérivation; l’intensité y devient très grande quand le courant cesse de passer dans le fil principal; cet électro-aimant attire alors un levier B malgré l’action d’un ressort antagoniste et ce levier établit la communication qui forme le court-circuit.

Enfin disons que, en général, les lampes présentent deux paires

Fig. 322. — Bobine du régulateur Brusli. (La Lumière électrique.)

de charbon qui, par une ingénieuse disposition, entrent en jeu successivement, de telle sorte que l’appareil peut fonctionner pendant un assez long temps. Les deux charbons R,R2 (fig. 323) sont placés parallèlement et la tige mobile entraîne une traverse horizontale aux deux extrémités de laquelle se trouvent les mâchoires dans lesquelles passent les bagues WjW2; mais ces mâchoires ne sont pas au même niveau; l’une des bagues est donc saisie avant l’autre et entraîne plus tôt le charbon correspondant, de telle sorte que c’est l’autre charbon qui donne naissance à l’arc jusqu’à ce qu’il soit usé; à ce moment, l’arc s’allonge, la résistance augmente, le régulateur entre enjeu; le second charbon descend alors, rétablit la distance normale et l’arc se produit.

GARTEL.

450. — Les lampes à arc peuvent présenter les intensités lumineuses les plus variables depuis 40 carcels environ jusqu’à 5000 carcels et même plus; ces différences sont obtenues en faisant varier la section des charbons et l’intensité du courant. La différence de potentiel à l’arc ne varie pas beaucoup et est de 40 à 50 volts. Le nombre de carcels correspondant à un travail mécanique donné dépend, bien entendu, non seulement de la lampe, mais aussi de la machine productrice des courants. On peut cependant admettre comme moyenne 50 à 60 carcels par cheval mécanique.

Le prix de l’éclairage par arc voltaïque dépend naturellement des conditions d’installation et, d’une manière générale, est d’autant moindre que la quantité de lumière fournie doit être plus grande.

Les intensités considérables que fournissent les lampes à arc montrent que ces appareils sont surtout destinés à l’éclairage de

Fig. 323. — Disposition pour les lampes à deux charbons. (La Lumière électrique.)

grands espaces, vastes salles, jardins, rues, places ; ils sont particulièrement utiles pour certains cas où une très vive lumière est nécessaire dans une direction déterminée, comme il arrive pour les projecteurs employés par l’armée et par la marine, pour les phares. Malgré une certaine opposition qui s’est manifestée, il semble que les phares électriques doivent être adoptés pour tous les feux de premier ordre et des expériences récentes faites en Angleterre ont montré leur supériorité sur les autres systèmes.

Nous n’avons pas à insister sur ces appareils qui peuvent, à divers points de vue, avoir des dispositions très variables, mais pour lesquels nous n’avons rien à ajouter.

Les avantages hygiéniques des lampes à arc sur l’éclairage au gaz sont incontestables et sont analogues à ceux que nous avons indiqués pour les lampes à incandescence, de telle sorte que leur emploi peut être recommandé pour l’éclairage des salles, afin

LES ACTIONS CALORIFIQUES ET LES COURANTS

d’éviter la production d’acide carbonique et de vapeur d’eau, et le dégagement de chaleur. Mais il faut reconnaître que la lumière a souvent une teinte qui est peu agréable et que son éclat est fatigant pour la vue; aussi dans ce cas convient-il de ne jamais laisser l’arc à nu, mais d’entourer la lampe d’un globe dépoli qui augmente l’étendue de la partie éclairante et diminue l’intensité intrinsèque de la lumière; ce qui rend l’effet sur l’œil moins déplaisant et donne des ombres moins dures.

Une bonne disposition dans le cas de salles de moyenne dimension consiste à masquer la lampe par un réflecteur qui envoie la lumière sur un plafond diffusif; on obtient ainsi un éclairement doux, fort agréable.

415. Comparaison des systèmes de régulateurs, — Il n’est pas sans intérêt de rechercher approximativement au moins quelles sont les forces qui agissent dans les divers systèmes de régulation et de quoi dépendent leurs variations; nous admettrons que, dans tous les cas, les bobines ou électro-aimants sont employés de la même façon et nous admettrons comme suffisamment exact que la force émanée d’un électro-aimant dans les conditions de l’expérience est proportionnelle au nombre de tours de spires n et à l’intensité I du courant.

Appelons ^ la résistance de l’arc que l’on veut maintenir ; soient r la résistance de la bobine, R la résistance de tout le reste du circuit en dehors de la lampe considérée et enfin E la force électromotrice du générateur de courant.

1° Dans le système à variation d’intensité, la force émanée de l’électro-aimant / est donnée par la relation

dans laquelle on a :

ce qui donne :

Dans ce cas, r est petit, car il faut éviter d’affaiblir le courant par des résistances inutiles.

On voit immédiatement que la valeur de /dépend de la même façon de R et de a. Pour que / ait une valeur constante (correspondante à la tension du ressort antagoniste) il faut et il suffit que

/ = Knl

R + a reste constant, quelles que soient les variations individuelles de R et de a.

Étudions les variations de la force, pour des variations Aa et aR que nous supposerons très petites, on a en appelant respectivement A f et Sf les variations correspondantes de la force

Af — — K

rcEAa

nEAR

les variations de l’arc et celles du circuit extérieur modifient la force de la même façon.

Considérons en particulier le cas où il y a p lampes dans le circuit; négligeons les conducteurs intermédiaires, on aura alors

et les formules précédentes deviendront :

nEArt

~(pa + r)2

of = — Iv

wEAR {pa + rf

a a représente la variation de la résistance de la lampe considérée; aR celle d’une autre lampe du circuit ; on voit que leur influence est la même.

2° Considérons le système à dérivation et soient les mêmes notations; soit de plus i l’intensité du courant qui circule dans la bobine de dérivation dont la résistance est grande.

On a toujours :

f = K ni

Il faut déterminer i; on a rapidement, d’après les formules connues (121, note) :

R a q- Rr -4- ar

LUS ACTIONS CALORIFIQUES ET LES COURANTS

11 vient donc :

^ K Ra + Rr + ar

Étudions comme précédemment et dans les mêmes conditions les variations de la force; nous aurons :

A f = KnE

RrAa

(R a + R r + ar)2

a (a -'t r) AR (Ra + Rr + ar)2

On voit d’abord que quand a varie la variation de la force est de signe contraire à ce qu’elle était dans le cas précèdent; c’est -ce que nous avons déjà indiqué*. Supposons comme précédemment que R = (p— \)a en négligeant les conducteurs et dérivations accessoires. Il vient alors toutes réductions faites :

A f = KnE

f p — 1) ?'Aa

ôf = — IvnE

a [ pr + ( p — 1) a]2 (a + r) AR

[pr + Cp-1) a]2 valeurs que nous pouvons écrire :

A f = IvnE

of = — KnE

On voit que §f sera plus petit que a/1 c’est-à-dire que les variations des lampes extérieures auront moins d’influence sur un régulateur

que celles de sa lampe même lorsque l’on aura : p — \ > 1 -f- — ; comme y est une fraction, ce cas se présentera lorsque p sera égal ou supérieur à 3. On voit même que y étant petit et r très grand,

la valeur de <5/* sera toujours très petite c’est-à-dire que l’action des variations d’une lampe extérieure sera absolument très faible; elle sera même d’autant plus faible qu’il y aura un plus grand nombre de lampes dans le circuit; la valeur de Af décroîtra également quand p augmentera, mais bien moins rapidement.

3° Enfin, considérons le cas des lampes différentielles. Dans ce cas outre les données précédentes, il y a à tenir compte de l’électroaimant placé sur le circuit de l’arc : soit ri le nombre de spires qu’il présente et soit i' l’intensité du courant qui le traverse. Les deux électro-aimants agissant en sens contraire la force qui résulte de leur action simultanée est de la forme

f = K (ni — n'ï )

et l’on a pour les valeurs de i, et de i' :

On aura donc :

R a 4- ra + R/'

Er ■

Ra + ar + R r

f : KE

na — n'r Ra + ra + R r

Pour qu’il y ait équilibre, il faut et il suffit que l’on ait :

condition facile à réaliser dans la construction des électro-aimants, quand elle est remplie, l’équilibre existe quel que soit R, quelles que soient par conséquent les variations du reste du circuit. Le réglage de la lampe considéré est absolument indépendant des autres lampes.

Étudions la variation de la force /‘quand a variera, on en a général :

Af =

f {na — n'r) (R + r) — n (Ra + ra -f R r)] A a ( R cl -f- va -j“ K /y-

LES ACTIONS CALORIFIQUES ET LES COURANTS

Il est surtout intéressant de connaître cette variation à partir de la position d’équilibre; comme pour celle-ci on a

na = n’r

la valeur de A f simplifie et se réduit à :

Af = — KE

nAa

R (a + ra + Rr)

et en supposant qu’il y ait p lampes en circuit, on a :

Af = — KE

nAa

a (pr + (p — 1) a)

Cette valeur est plus grande que celle que l’on a trouvée pour les lampes en dérivation et qui peut s’écrire :

^ ^ nAa

a [Pr + (P - 1) «] (-p f i + -f)

Le facteur -f -pétant toujours plus grand que 1, on voit

que cette dernière valeur de a f est plus petite que la précédente; les régulateurs différentiels sont donc plus sensibles que les régulateurs à dérivation.

452. Bougies électriques Jablochkoff. — Nous avons dit l’influence qu’avait exercée sur le développement de la lumière électrique la découverte de la bougie Jablochkoff, bougie donnant la lumière à arc sans régulateur; l’idée parut féconde et plusieurs solutions furent données de ce problème : nous allons indiquer les principales en commençant par la bougie Jablochkoff.

L’usure des charbons fait varier la longueur de l’arc dans les lampes que nous avons précédemment décrites parce que les charbons sont placés sur le prolongement l’un de l’autre; il n’en est plus ainsi, si) comme l’a fait M. Jablochkoff, on place ces charbons parallèlement, si l’usure se fait également, et si l’on a soin d’assurer la situation de l’arc au sommet des charbons. Pour satisfaire à cette dernière condition, M. Jablochkoff constitue la bougie qui porte son nom par deux charbons aussi semblables que possible qu’il place parallèlement et entre lesquels il coule une couche de manière isolante, le colombin , qui est maintenant un mélange de plâtre et de sulfate de baryte. Les charbons sont amincis à une

extrémité et on recouvre cette extrémité par une pâte chabonneuse qui se solidifie.

Pour se servir de la bougie on met les autres extrémité, des charbons en communication avec les fils aboutissant à une machine à courants alternatifs; le courant s’établit, brûle l’amorce charbonneuse et l’arc se produit entre les pointes des charbons qu'il ne peut quitter par suite de la présence du colombin. Les pointes s’usent par la combustion, mais le colombin se désagrège peu à peu par l’action de la haute température et disparaît en même temps que les charbons. Le colombin présente un autre avantage; si le courant cesse de passer, l’extrémité de la masse isolante reste rouge

pendant quelques instanls’et si le courant reprend après un temps qui n’excède pas 2 secondes, l’arc se rétablit de nouveau.

On conçoit aisément que l’emploi des courants alternatifs a pour effet de provoquer l’usure égale des deux charbons.

450. — Il n’est pas difficile de concevoir une pince destinée à recevoir la bougie et à la mettre en communication avec la machine ; mais en réalité, il faut employer une disposition spéciale. On ne peut, en effet, donner une grande longueur aux bougies : elles ne dépassent pas 25 centimètres et leur combustion peut durer deux heures. Gomme on ne peut songer à les remplacer lorsqu’elles sont usées, on les dispose par groupes sur un même support de manière qu’elles brûlent successivement. Chaque bougie est pincée à sa base entre deux pièces métalliques, une fixe et une à ressort communiquant aux fils de la machine (fig. 325 et 326) ; lorsque dans une bougie, la

Fig. 324. — Bougie Jabloclikoff.

LE'S ACTIONS CALORIFIQUES ET LES COURANTS

combustion a usé la totalité des charbons, on fait passer le courant dans une bougie voisine à l’aide d’un commutateur mû à la main. On a proposé l’emploi d’appareils automatiques mis en action par des

pièces métalliques placées dans le voisinage de la base delà bougie et qui se dilatent lorsque l’arc parvient à leur hauteur. M. Gadot a imaginé un commutateur automatique mû par l’action d’un éleetro-

aimant placé en dérivation, et qui devient assez puissant, lorsque la bougie arrive à sa fin et que l’arc va s’éteindre, pour agir sur un arbre portant des palettes métalliques isolées placées en hélice et pouvant plonger dans un godet rempli de mercure ; chaque ailette correspond à une bougie et la rotation de l’arbre par l’action de l’électro-aimant substitue une palette à une autre. On a pu, grâce à cet appareil, faire un service de dix-huit heures sans toucher aux appareils.

Une autre disposition plus simple est représentée ligure 327 : le plateau^ qui sert de support au chandelier est isolant; les branches extérieures e des pinces sont montées sur un cercle métallique m relié

Fig. 327. — Chandelier à commutation automatique pour bougies Jablochkoff.

à la borne B; les branches intérieures i sont isolées. Au centre est un cercle métallique c relié à la borne B' et portant des ressorts r en nombre égal à celui des pinces. Quand on met les bougies en place on fixe les extrémités de ces ressorts aux branches intérieures à l’aide d’un petit anneau de plomb a . Quand le circuit est fermé, le courant s’établit à travers la bougie dont l’amorce a la moindre résistance, l’arc se prpduit; lorsque cette bougie est presque entièrement consumée, l’anneau a correspondant fond, le circuit est rompu, le courant passe à une autre bougie, et ainsi de suite.

Les bougies sont placées généralement dans un globe de verre

dépoli qui substitue une large surface lumineuse au point lumineux formé par l’arc (fig. 328).

Une bougie Jablochkoff exige pour fonctionner normalement un courant de 8 à 9 ampères et une différence de potentiel de 40 volts; les charbons rougissent dans toute longueur si l’intensité atteint 11 ampères, l’arc s’éteint si elle descend à 5 ampères.

On peut évaluer à 30 carcels environ l’intensité lumineuse de la lumière fournie par la bougie Jablochkoff (les globes enlèvent 30 à 40 p. 100 de celte lumière) et il faut 1 cheval-vapeur environ pour une bougie.

La bougie Jablochkoff n’est pas sans inconvénient, l’extinction est

rare, mais elle se produit quelquefois et il n’v a pas de rallumage automatique; ce qui lui manque le plus, c’est la fixité, elle varie brusquement d’intensité et de coloration; ajoutons enfin qu’elle produit un bruit peu agréable, sifflement ou ronflement dû .à l’emploi des courants alternatifs.

Mais on ne saurait méconnaître que ses avantages sont réels et que, outre le mérite d’avoir lancé la question de l’éclairage électrique, elle donne une solution satisfaisante toutes les fois qu’il s’agit d’éclairer de grands espaces.

454. Bougies électriques Wilde. — Divers systèmes ont été imaginés qui ont mis en application l’idée que M. Jablochkoff avait eue

TRAITÉ D’ÉLECTBICITÉ. %

de placer parallèlement les deux charbons. Nous citerons seulement la bougie Wilde dans laquelle le colombin a disparu et dans laquelle le rallumage se fait automatiquement lorsqu’il y a eu extinction.

Fig. 329. — Bougie électrique Wilde. (La Lumière électrique.)

Les charbons sont placés dans des pinces (fig. 329) dont l’une est fixe etjdont l’autre peut tourner légèrement sous faction d’un ressort. A l’état de repos, l’action de ce ressort fait basculer la pince mobile et l’incline jusqu’à ce que le charbon qu’elle porte vienne toucher le

LES ACTIONS CALORIFIQUES ET LES COURANTS. 125

charbon fixe par son extrémité supérieure. La pince mobile est liée à une pièce de fer doux qui est située au-dessus d’un électro-aimant E traversé par le courant qui se rend au charbon. Dès que le circuit est fermé et que le courant s’est établi à travers les charbons en contact, l’ électro-aimant agit, fait basculer la pince qui entraîne le charbon mobile et l’écarte du charbon fixe, produisant l’arc; l’écart subsiste d’ailleurs puisque F électro-aimant reste en action pendant le passage du courant ; si, par une cause quelconque, il y a extinction, l’électro-aimant cesse d’agir, le ressort produit le mouvement de bascule inverse, les charbons se rapprochent et l’appareil est prêt à se rallumer de nouveau lorsque le courant passera.

Malgré l’absence de colombin l’arc se maintient au sommet des charbons pour diverses raisons, notamment parce que les charbons ne sont pas ramenés absolument au parallélisme et que c’est à la partie supérieure que la distance et, par conséquent, la résistance sont le plus faibles.

4 j 5. — Lampes a écart invariable. Systèmes Rapieff et Gérard. — M. Rapieff a imaginé une disposition ingénieuse pour obtenir par un liaison matérielle un écart invariable des pointes entre lesquelles jaillit l’arc.

Étant données deux tiges de charbon butant obliquement l’une contre l’autre à leurs extrémités et soumises à des forces qui tendent à les rapprocher, leur point de rencontre restera invariable dans l’espace, soit que ces charbons ne subissent aucune modification, soit qu’ils viennent à s’user. Si donc on a deux systèmes analogues placés à une petite distance et mis en communication avec les bornes d’une machine, lorsque l’arc aura été établi, il subsistera sans changement malgré l’usure provenant de la combustion des charbons.

Dans la lampe de M. Rapieff les deux systèmes angulaires portés chacun par un support spécial qui amène le courant sont l’un et l’autre dans des plans verticaux, ces plans étant perpendiculaires l’un à l’autre. Les charbons sont soumis à des forces qui tendent à les rapprocher respectivement du sommet de l’angle auquel ils appartiennent par l’action de fils fixés aux porte-charbons et qui, passant sur des poulies convenablement disposées, sont tendus par des poids.

A l’état de repos, comme lors de leur fonctionnements, les charbons sont écartés à la distance normale : il faut donc avoir recours à une disposition spéciale pour provoquer l’allumage. A cet effet, un électro-aimant très résistant est placé dans le socle en dériva-

Lion sur le circuit de Parc; par l’intermédiaire d’une pièce en fer doux située au-devant il peut agir sur un des supports des charbons, de manière à le faire basculer légèrement. Au début, le cou-

rant passe tout entier dans Pélectro-aimant, puisque les charbons no se touchent pas; celui-ci agit donc et faisant basculer le support rapproche les charbons mobiles des charbons fixes : le courant

LES ACTIONS GALO RIFIQUES ET LES COURANTS. 127

s’établit alors entre les charbons, le courant dérivé s’affaiblit, et l’électro-aimanl cessant d’être assez puissant, le support sous l’action d’un ressort revient à sa position normale produisant ainsi l’écart nécessaire pour la formation de l’arc. Ce système produit évidemment aussi le rallumage si l’extinction avait lieu.

456. — Le brûleur Gérard (fîg. 330) est basé sur un principe analogue, seulement les deux systèmes de couples de charbon sont placés dans des plans inclinés symétriquement disposés par rapport à l’axe de l’appareil ; de cette manière l’arc qui constitue comme le sommet d’une sorte de pyramide est dirigé vers la partie inférieure et aucune pièce ne porte ombre sur le sol. Une disposition caractéristique de ce système consiste dans l’adjonction d’un électro-aimant dont les pôles voisins de l’arc, agissant sur lui comme sur un conducteur mobile, le repoussent au point le plus bas possible; cette

Fig. 331. — Principe de la lampe soleil. (La Lumière électrique.)

disposition augmente l’éclairement produit par la lampe, mais produit un bruit désagréable.

Ajoutons sans insister que, dans ces conditions, l’arc agit comme un chalumeau à très haute température et peut être utilisé pour la chaleur considérable qu’il dégage.

457. — Lampe-soleil. — La lampe-soleil, due à MM. Clerc et Bureau, présente l’application, sous une forme qui semble absolument pratique, de faits qui ont été signalés par M. Le Roux en 1868 et dont M. de Baillehache avait tenté une application.

Elle met à profit la haute température développée par l’arc pour échauffer une matière réfractaire, la chaux, qui devient incandescente et par suite éclairante. Comme on l’a dit, c’est la lumière Drummond, produite par l’arc voltaïque.

Elle se compose essentiellement d’un bloc de marbre (fig. 331

et 332) taillé en tronc de pyramide et assujetti entre des fragments de pierre qui le dépassent légèrement du côté de la petite base, de manière à présenter de ce côté une légère cavité. Une boîte de fonte F maintient ces diverses pièces et en fait un bloc compact. Les charbons A, B qui ont la forme d’un cylindre à section semi-circulaire, passent dans des rainures de même forme glissant entre le bloc de marbre et les pierres qui s’y appliquent latéralement; par leur extrémité ces charbons viennent buter contre les pierres en face d’une ouverture qui débouche dans la cavité que nous avons signalée. Si la lampe est placée verticalement, les charbons descendent à fond

par leur propre poids, pour d’autres positions on arrive à obtenir ce résultat par l’action de ressorts ou de contrepoids agissant sur ces charbons. Enfin, au début, un petit charbon de plombagine réunit les pointes des deux charbons de manière à ce que le courant pourra passer lorsque la lampe sera placée dans un circuit.

Lorsque le courant passe, il brûle promptement le crayon de plombagine et dès lors l’arc se forme, la lampe est allumée. Sous l’influence de la chaleur dégagée, le marbre est d’abord transformé en chaux, puis celle-ci devient incandescente et c’est principalement à son action que l’éclairage est dû. Il importe de remarquer en effet que les pointes des charbons ne sont pas visibles.

LES ACTIONS CALORIFIQUES ET LES COURANTS

La nature de la source lumineuse donne à la lumière de la lampe-soleil une coloration jaune, coloration chaude qui la distingue de la lumière fournie par les lampes à arc; elle contient moins de rayons très réfrangibles que celle-ci, ce qui est un avantage à divers égards; elle se rapproche comme coloration des

Fig. 333. — Lampe soleil. (La Lumière électrique.)

lumières que nous sommes habitués à voir, lumière du soleil, du gaz et des lampes, bien plus que la lumière de Tare.

La lampe-soleil ne se rallume pas automatiquement si une extinction de quelque durée se produit; si au contraire l’extinction a été courte, de moins d’une minute, par exemple, l’arc se reforme. Gela tient à ce que la masse de chaux étant assez notable ne se refroidit que lentement et qu’il faut plus d’une minute pour que sa tempé-

rature se soit abaissée au-dessous du point où l’arc peut se former. Cette propriété du bloc de chaux d’être comme un réservoir de chaleur a de plus l’avantage d’atténuer les irrégularités du courant; la température de la chaux ne varie pas instantanément comme l’intensité de celui-ci, elle est le résultat de l’intensité moyenne. Si le courant s’affaiblit, la température s’abaisse lentement et est très peu diminuée au moment où le courant reprend son intensité primitive, et inversement.

Ce fait, d’une part, et d’autre part le fait que l’on ne voit pas les pointes de charbon incandescentes expliquent qu’il n’est pas nécessaire que les charbons présentent une aussi grande homogénéité que dans les lampes où ce sont ces pointes incandescentes qui sont la vraie source de lumière.

458. Présent et avenir de l’éclairage électrique. — Nous avons indiqué les avantages de l’éclairage électrique et nous avons dit que les appareils permettent d’obtenir toutes les intensités lumineuses qui peuvent être nécessaires, depuis les plus minimes jusqu’aux plus considérables. Quelles sont actuellement les conditions dans lesquelles on peut employer la lumière électrique comme éclairage courant et que peut-on penser qu’il adviendra de ce système?

Si l’on veut un éclairage minime, quelques lampes à incandescence que l’on allume successivement dans diverses chambres, on peut employer une pile de quelques éléments, pile au bichromate de potasse que l’on dispose de manière à renouveler aisément tout ou partie du liquide et qui fonctionnant constamment est employée à charger des accumulateurs; ce sont ces accumulateurs qui, introduits le soir dans le circuit des lampes, serviront de source du courant.

Ce système est simple, il demande peu d’entretien; mais il paraît difficile d’évaluer, quant à présent, la dépense, et, par suite, de déterminer le prix de l’unité d’éclairement. C’est là une application qui semble avoir peu d’intérêt pratique.

La question à ce point de vue est déjà plus intéressante s’il s’agit d’éclairer un vaste appartement, un hôtel avec des salles de réception; dans ce cas et avec l’insuffisance générale de dispositions prises pour la ventilation, l’éclairage par incandescence est particulièrement indiqué, on peut dire qu’il s’impose. Il conviendra d’avoir dans ce cas une machine à gaz actionnant une machine d’induction qui fournira le courant; comme les machines seront, en général, surveillées d'une manière insuffisante et que, par suite, il pourrait survenir quelque arrêt provenant du moteur ou du gé-

nérateur de courant, il serait prudent d’avoir une batterie d’accumulateurs qui serait chargée dans la journée et qui resterait en réserve pour les cas d’accidents, ou qui, au besoin, ajouterait son effet à celui de la machine dans le cas où l’on voudrait un éclairage exceptionnel, supérieur comme intensité à l’éclairage courant. Les accumulateurs paraissent nécessaires, car on ne peut s’astreindre à avoir des machines de rechange ; outre la dépense de premier établissement qui serait doublée, la place manque souvent.

Dans ces conditions, il est possible que l’éclairage par l’électricité ne soit pas d’un prix plus élevé que l’éclairage au gaz, en tout cas la différence n’est pas considérable; mais les avantages sont tels que nous nous étonnons que ce mode d’installation ne soit pas plus répandu.

Enfin, il arrive que l’on a de vastes établissements dans lesquels le service de l’éclairage a une importance très grande et dans lesquels on peut et on doit prendre toutes les dispositions nécessaires pour l’assurer de la manière la plus complète et la plus satisfaisante. Dans ces cas, il ne paraît, pas douteux que l’éclairage électrique, plus satisfaisant à tous égards, est moins coûteux que l’éclairage au gaz. Il faut, bien entendu, une installation complète et un service spécial d’entretien : le moteur est, suivant les cas, une puissante machine à gaz ou mieux une ou plusieurs machines à vapeur; il y a un certain nombre de machines génératrices du courant, nombre réglé par la puissance exigée, par la disposition des circuits divers sur lesquels sont réparties les lampes; il est indispensable d’avoir une machine de rechange toujours prête à fonctionner pour parer aux accidents qui pourraient survenir. Il faut, dans certains cas, avoir dans le circuit un ou plusieurs rhéostats de manière à pouvoir faire varier au moment opportun l’intensité du courant et par suite l’intensité de l’éclairement, soit d’une manière absolument générale, soit dans certains circuits, comme cela est nécessaire dans les théâtres pour produire les effets de lumière.

Il existe dès à présent un certain nombre de grands établissements éclairés à la lumière électrique parmi lesquels on peut citer l’Opéra de Paris.

Nous ne pouvons entrer dans le détail de ces installations; outre que la description serait fort longue, ces installations varient absolument suivant les conditions et nous n’en pourrions rien déduire de général.

Mais nous pensons que ce n’est point encore dans ces installations même considérables que réside l’avenir de l’éclairage électrique et

que c’est seulement lorsque sera résolue et appliquée la distribution de l’électricité que l’éclairage électrique se développera, d’autant plus rapidement que, outre les facilités que l’on trouvera pour l’installer, le prix sera notablement abaissé. Cette distribution est appliquée sur un réseau plus ou moins vaste dans diverses villes, à New-York, à Londres par exemple; quand le système aura la sanction du temps, qu’il sera mieux connu parce qu’il aura été étudié pendant son fonctionnement, il se développera, nous n’en doutons pas.

Nous n’insistons pas sur ce côté de la question parce que nous aurons à reprendre ultérieurement, et d’une manière générale, cette question de la distribution de l’électricité \

1. Pendant l’impression, des installations générales de distribution d’électricité pour l’éclairage ont commencé à fonctionner à Tours et à Dijon; nous n’avons pas encore de données suffisantes pour apprécier les résultats qui paraissent satisfaisants d’ailleurs.