Pyromètres de Le Châtelier. — Le

pyromètre Le Châtelier est basé sur la mesure de l’intensité d’un courant produit par réchauffement de la soudure d’un couple thermo-électrique, réuni par un conducteur double à un galvanomètre. Le couple est composé de platine rhodié.

Cet appareil permet de prendre des températures périodiquement aux différentes phases du travail d’un four avec des erreurs ne dépassant pas 25° centigrades. Ce sont là des indications précieuses que l’on obtiendra avec ce pyromètre.

Malheureusement cet instrument n’est pas assez robuste pour pouvoir être mis entre les mains d’un ouvrier, et en outre il ne peut servir à suivre d’une façon con-

tinue les variations de température. En raison des modifications que les températures élevées apportent dans la structure des métaux, la conductibilité varie assez rapidement et on doit procéder fréquemment à une graduation nouvelle.

Un seul intermédiaire peut transmettre à l’observateur l’état calorifique d’un foyer sans éprouver d’altération, c’est la matière vibrante : l’éther. Il faut donc absolument, dans la construction d’un pyromètre robuste, utiliser les radiations lumineuses des corps incandescents, c’est-à-dire chercher simplement à remplacer l’œil, comme appareil de mesure, par un appareil qui soit plus précis, tout en restant assez simple. C’est sur ce principe qu’est basée la lunette de MM. Mesuré et Nouël, dont nous donnons plus loin la description, laquelle peut servir seulement à constater soit l’invariabilité, soit le sens de variation de température sans qu’on puisse espérer obtenir une précision de plus de 50°.

Pyromètre optique. — Poursuivant ses recherches sur les hautes températures, M. Le Chàtelier a étudié un nouveau pyromètre basé sur la mesure de l’intensité absolue d’une radiation déterminée, émise par le corps incandescent. Il ne tient pas compte — après en avoir reconnu le peu d’influence — des différences de pouvoir émissif des divers corps pour une meme tempéralure; d’ailleurs, dans la pratique, les corps se comportent généralement comme s’ils avaient le même pouvoir émissif, puisqu’ils sont renfermés dans une enceinte sensiblement en équilibre de température avec eux.

Le photomètre (fig . 51) que M. Le Chàtelier a adopté pour la construction de son nouveau pyromètre est celui de M. Cornu, qui permet de comparer l’image réelle du

corps incandescent et celle de la flamme d’une petite lampe à pétrole.

Les intensités sont ra-

menées à l’égalité par l’interposition d’un certain nombre de verres, nuance fumée, et ensuite par l’ouverture variable d’un diaphragme, dit a œil-dechat », placé contre l’objectif.

Un verre rouge placé devant l’oculaire permet de n’examiner que des

radiations monochromatiques.

Le pouvoir absorbant de chacun des verres est mesuré au moyen du diaphragme « œil-de-chat » en visant une même source lumineuse, avec ou sans l’interposition du verre coloré. Les intensités lumineuses sont rapportées à celle de la partie brillante d’une lampe étalon à acétate d’amyle.

La graduation de l’instrument a été obtenue en mesurant l’intensité lumineuse d’une petite sphère de palladium fondue sur la soudure d’un couple thermo-électrique. On a fait deux graduations : l’une qui s’applique à tous les corps renfermés dans une enceinte de température uniforme, l’autre aux corps placés à l’air libre, pourvu que leur pouvoir émissif soit voisin de celui du palladium (platine, argile, etc.).

Il résulte d’expériences faites aux usines du Creusot qu’il est facile, avec ce pyromètre, d’obtenir des mesures de température concordant à 10° près, ce qui est suffisamment précis pour des essais industriels. Cet appareil

(auquel manque la sanction de la pratique) semble donc convenir parfaitement lorsqu’il s’agit de régler empiriquement la marche d’une opération métallurgique, céramique ou toute autre semblable. Ses indications restent absolument comparables entre elles.

Lunette jpyromètrique de MM. Mesuré et Nouël. — La détermination courante de la température des corps incandescents s’obtient, en général, par l’appréciation de leur nuance lumineuse, en appliquant l’échelle de Pouillet. Le procédé est rapide, mais il manque de précision ; l’observation obtenue est variable pour divers observateurs ou pour le même observateur, opérant à divers intervalles de temps ou dans des usines, différemment éclairées; cette méthode exige un œil fréquemment exercé.

Fig. 53.

La lunette pyrométrique de MM. Mesuré et Nouël écarte ces inconvénients, en ramenant la détermination

des nuances lumineuses à l’observation rapide et pratique d’un phénomène comparable à lui-même en toutes circonstances et susceptible d’être mesuré.

Cette lunette (fig. 52 et 53), basée sur les phénomènes de polarisation rotatoire, comprend essentiellement: un polarisateur et un analyseur dont le réglage à l’extinction donne le zéro de la graduation du cercle divisé. Ce cercle divisé en degrés est mobile devant un index fixe. Entre les deux niçois est situé un quartz d’une épaisseur convenable bien calibrée. Ce quartz est taillé perpendilairement à l’axe.

Une lampe vise l’ouverture garnie d’une glace parallèle ou, à volonté, d’un verre diffusant dépoli très doux.

Si l’on examine avec ce polarimètre spécial un corps incandescent, les proportions des divers rayons simples qu’il émet variant avec la température, il s’en suivra que, pour une rotation donnée de l’analyseur, la teinte composée obtenue sera différente suivant cette température et que le passage d’une teinte à une autre se fera pour un angle variable suivant la nuance lumineuse du corps incandescent.

11 suffit d’observer le corps incandescent à travers cette lunette et de faire tourner lentement Toculaire dans le sens de la graduation de son cercle. On trouve bientôt une position variant entre 20° et 90°, où la teinte perçue passe rapidement du vert au rouge ; cette transition s’opère vers un point de la graduation qui diffère suivant la nuance lumineuse (et par suite la température) du corps incandescent.

Le passage du vert au rouge se produit par une rotation angulaire assez faible de l’analyseur; entre ces deux couleurs franches, on observe aisément une autre teinte dite de passage, d’une nuance « citron sale ».

C’est cette teinte de passage qu’il faut observer; c’est à elle qu’on arrête la rotation de l’analyseur; au chiffre donné sur le cercle par l’observation de cette teinte sensible correspond la température du corps incandescent. Cette température a donc pour mesure le nombre de degrés dont on a fait tourner l’analyseur devant l’index fixe.

Dans les lunettes pyrométriques en service courant, depuis quelques années, aux usines Saint-Jacques, à Montluçon, et qui sont semblables à celles que M. Ducretet construit pour l’industrie, les degrés d’angle observés pour cette teinte de passage correspondent en degrés centigrades aux chiffres ci-dessous :

Degrés du cercle 40° donnant 900° C.

Il peut arriver, dans certains cas, que l’appareil reçoive quelques rayons de lumière blanche diffuse en même temps que les rayons du corps incandescent dont on veut apprécier la température, et les résultats sont alors légèrement faussés; on obvie à cet inconvénient en prolongeant la lunette par un tube noirci à l’intérieur et plus ou moins allongé. S’il y a dégagement de gaz chauds provenant du four qu’on étudie, il convient de fermer ce tube par un verre placé à l’extrémité.

Les températures inférieures à 900° sont généralement difficiles à apprécier à cause de la faible quantité de lumière perçue dans la lunette. Pour l’observation de ces températures, il convient d’adapter à l’objectif une lentille de grand diamètre qui concentre plus de lumière,

correspondant au rouge cerise \ = s = - — clair fil

— clair au blanc

comme dans la disposition représentée sur la figure ; mais, pour les températures plus élevées, on peut même supprimer cette lentille, comme on le fait dans les lunettes employées actuellement.

La monture de la lentille extrême est mobile pour permettre d’atteindre le diaphragme intérieur. La lunette est coupée en T, afin qu’on puisse enlever le quartz, vérifier et mettre la virole à l’extinction par rapport au zéro de la graduation. Les montures sont à vis et guides pour avoir un démontage parallèle et non concentrique afin d’éviter un déréglage.

La graduation gravée en E suivant la longueur de la lunette que découvre le mouvement de l’objectif, à la façon d’un palmer, est établie pour des distances de l’objet visé à l’objectif depuis l’origine jusqu’à 0ra,50 ; cette graduation est tracée d’après la formule connue :

4 JL J.

Nous ferons la remarque suivante concernant l’emploi de la lunette pyrométrique. Il est souvent nécessaire d’observer la température de divers métaux, qui pendant leur fusion donnent des vapeurs colorées, rouges, vertes, etc., qui viennent troubler l’observation de la teinte de passage. De même, dans un four chauffé directement par le contact des flammes avec les corps à chauffer, l’observation est souvent entravée par le passage, dans le champ de la lunette, de courants de gaz tantôt réducteurs, tantôt complètement brûlés et dont la nuance lumineuse est par conséquent très variable.

La figure 54 montre le dispositif à employer ; il suffit de plonger dans le bain ou le foyer à observer un tube

de fer ou de poterie T, fermé à un bout, et de regarder, par le bout ouvert, le fond de ce tube avec la lunette pyrométrique.

On a tout le temps d’opérer, et les colorations du foyer ne peuvent gêner l’observation.

Le but que l’on doit se proposer dans l’emploi de la lunette pyrométrique est moins de mesurer les températures que de pouvoir suivre, par des observations comparables entre elles, les variations de température d’un corps ou d’un foyer, ou encore de déterminer un point de repère pour la température qui convient à une opération industrielle et de pouvoir toujours retrouver ce point et le reproduire lors d’une nouvelle opération.

A ce point de vue, cet appareil, d’un emploi facile, peut rendre de grands services.

Pyrosco'pes . — Un procédé pyrométrique beaucoup plus simple que tous ceux dont nous venons de parler consiste à disposer en différents points du four à étudier des substances susceptibles de fondre, et à observer le moment où elles entrent en fusion. Si on connaît le point de fusion de ces substances, on sera renseigné exactement sur la température atteinte à cet instant; si on ne la connaît pas, on utilisera ces « montres fusibles », non plus pour constater la température absolue atteinte, mais pour servir de régulateur de cuisson et, ultérieurement, d’indicateur pour l’arrêt du four, lorsqu’on aura par expérience établi que cet arrêt doit coïncider avec la fusion de telle ou telle substance.

Naturellement ce procédé ne peut donner d’indications que sur la marche ascendante ou stationnaire de la température ; si elle décroît, les montres fusibles n’indiquent plus rien.

On a d’abord employé comme « montres fusibles » des alliages de différents métaux: argent et or, platine et or, ce dernier alliage étant employé pour la détermination des températures très élevées. Quand cet alliage renferme plus de 15 0/0 de platine (ce qui correspond à 1 160° centigrades), les indications sont douteuses, par suite d’une séparation des métaux par liquation. Aussi a-t-on dû faire usage d’argiles mélangées (suivant le point de fusion qu’on veut leur communiquer) à des substances augmentant ou diminuant leur fusibilité, telles que pegmatite, feldspath, borax, sable, craie, etc.

On emploie assez fréquemment des montres fusibles ou pyroscopes,, dont le point de fusion a été déterminé par comparaison avec les meilleurs appareils pyrométriques; on en forme des séries dont le point de fusion de chacun des termes est inférieur de 25° à 30° à celui du terme qui le suit immédiatement.

Avec ces pyroscopes, il est facile de reproduire une opération dont on connaît la température limite. Il suffit de placer dans le four deux montres consécutives de la série, la première présentant la température qu’il faut atteindre, la seconde indiquant la température qu'il ne faut pas dépasser.

Si l’on tient compte, d’autre part, du temps qui s’écoule entre la fusion de ces deux montres fusibles, et qu’on fasse en sorte que ce facteur très important reste toujours constant, on peut tirer de l’emploi des pyroscopes des indications très utiles, sur la marche des fours.

Il n’y a qu’un inconvénient à reprocher à ces pyros-

<iopes, c’est qu’ils ne peuvent donner aucun renseignement sur les à-coups si fréquents qui se produisent pendant le chauffage. Ces variations de température ne peuvent d’ailleurs être indiquées que par des appareils qui seraient placés à demeure dans le four, et malheureusement aucun de ceux dont nous venons de parler ne remplit les conditions voulues pour répondre à ce desideratum. Ils se faussent tous plus ou moins après un séjour prolongé, au contact des gaz dont la température très élevée et la composition excessivement variable agissent énergiquementsur les propriétés des substances dont sont composés les pyromètres.

Aussi pensons-nous qu’il est préférable de faire la détermination, non des conditions dans lesquelles fonctionne le four lui-même, mais des causes diverses qui peuvent modifier son allure : tirage, température des gaz combustibles et des produits de la combustion, vitesse d’évacuation de ces gaz, etc. 11 devient alors possible d’employer pour ces déterminations — faites à des températures relativement basses — des manomètres, pyromètres, etc., enregistreurs, tels que ceux qui sont fournis par la maison Richard, appareils dont le bon fonctionnement nous est assuré par la longue expérience que personnellement nous en avons faite.