François-Pierre Le Roux

“ Quant à l'électricité, elle ne devient manifeste ici qu'en se dépensant en chaleur, c'est ce qu'il s'agit maintenant de mettre en évidence. Quand vous voyez briller l'arc voltaïque entre deux charbons, vous ne doutez nullement que la température n'y soit très-élevée, et que, par conséquent, de ce petit foyer incandescent ne s'échappent des torrents de chaleur en même temps que de lumière; mais ce n'est pas seulement en ce point, c'est sur tout son parcours que le courant développe de la chaleur, dans les fils qui amènent le courant, de même que dans celui qui forme les bobines. ”

“ Maintenant, comment se fait-il qu'à intensité égale la lumière de l'huile perce plus facilement la brume que la lumière électrique ? Cela tient à la différence de leur composition, et à l'inégale absorption des rayons de diverses couleurs. Les couleurs empourprées de l'horizon, au lever et au coucher du soleil,
nous apprennent que les rayons rouges, de tous ceux qui composent la lumière blanche, traversent le plus facilément la vapeur d'eau contenue dans l'atmosphère sous ses différents états. ”

“ Admettons que la première difficulté puisse un jour être vaincue, la seconde reste, et il va nous être facile d'apprécier qu'elle devra bien longtemps encore subsister. La force ou travail mécanique est dans toutes nos machines un résultat de la transformation de la chaleur ; or, une quantité donnée de chaleur ne peut fournir, au plus, qu'une quantité déterminée de travail mécanique; suivant la perfection de la machine qui opère cette transformation, le rendement approchera plus ou moins du rendement théorique. ”

“ Le service des phares exige, par sa nature, que tout soit sacrifié à la sécurité; l'interruption de l'éclairage, même pendant quelques instants, n'y doit être qu'un événement de force majeure. De là la nécessité d'avoir en double tous les appareils nécessaires à la production de la lumière, tels que régulateurs, machines magnéto-électriques et moteurs à vapeur; le nombre d'hommes affectés au service est aussi double de celui strictement nécessaire. ”

“ L'éclairement d'une surface est mesuré par la quantité de lumière qu'elle reçoit. L'intensité d'une source lumineuse étant donnée, émettant des rayons dans toutes les directions, son effet d'éclairement, sur une même surface, dépend de la distance de cette surface à la source, et, en second lieu, de la nature du milieu interposé, ce milieu pouvant absorber une plus ou moins grande quantité de lumière. ”

“ En résumé, le charbon peut être considéré comme étant directement ou indirectement la source de toute action mécanique cherchée en dehors des moteurs naturels; son emploi le plus direct devra donc être, sauf de bien rares exceptions, le moins dispendieux, et, à moins de savoir produire de l'électricité avec des matériaux moins précieux que le zinc ou les métaux connus, il n'y a pas lieu d'espérer tirer un avantage économique des moteurs électro-magnétiques ; autrement dit encore, l'électricité coûte jusqu'ici trop cher. ”

“ Condenser la chaleur dans un espace restreint de manière à élever beaucoup la température des corps, tel est le problème de la production de la lumière.
Dans la combustion d'un corps, c'est-à-dire dans sa combinaison avec l'oxygène, pour une même quantité du corps brûlée, il se produit toujours la même
quantité de chaleur, que l'oxygène soit pris pur ou qu'il soit pris dans l'air atmosphérique, où il n'entre que pour 1/5 environ. ”

“ Si la science éclaire le chemin, c'est l'industrie qui le fraye, et dans l'industrie tous les progrès sont solidaires ; à un moment donné, les ressources les plus diverses créées çà et là viennent conspirer au résultat ; ce qui, tout à l'heure, était le superflu devient le nécessaire. N'est-ce pas le désir de se sentir plus mollement entraîné dans une voiture qui a développé l'industrie des ressorts, sans laquelle ces aimants reviendraient à un prix double et triple, peut-être, de ce qu'ils coûtent. ”

“ Dans une machine électro-magnétique, cette chaleur résulte d'autres actions chimiques, telles que la dissolution du zinc dans un acide, par exemple. En supposant les deux machines parfaites, toute la question économique se résume donc en celle-ci : combien coûte une unité de chaleur suivant qu'elle est produite soit par la combustion de la houille sous une chaudière à vapeur, soit par la dissolution du zinc ou par d'autres actions chimiques opérées dans une pile? ”

“ La machine magnéto-électrique tourne, mais son circuit n'est pas fermé; les courants d'induction tendent à se produire, ils ne se produisent cependant pas, car je tiens à la main les fils rhéophores en ayant soin qu'ils ne communiquent pas entre eux. Mais, voyez : j'établis le contact, le courant passe; pour vous le prouver, on a mis une lampe électrique dans le trajet, elle brille
d'un vif éclat. ”

“ Mais, quand on sait que les courants employés ne jouissent pas d'une tension suffisante pour que dans les circonstances ordinaires l'étincelle jaillisse à distance, quand nous voyons qu'il suffit d'un souffle pour interrompre l'arc voltaïque et qu'alors celui-ci reste éteint (à moins que, par l'action de la main ou d'un mécanisme convenable, on ne vienne à ramener les charbons au contact pour les écarter de nouveau) , on s'étonne tout d'abord que les cessations du courant, qui se reproduisent ainsi un si grand nombre de fois par seconde, n'amènent pas l'extinction de la lumière. ”

“ Il semble au premier abord que, si on plaçait les charbons dans le vide ou dans un milieu incapable d'agir chimiquement sur eux, leur usure devrait être nulle, et que tout se bornerait à une déformation de ces charbons par suite du transport qu'effectue l'électricité. Ce n'est cependant pas ce qui arrive : dans le vide, ou plus simplement dans l'air confiné qui devient bientôt impropre à la combustion, les charbons s'usent beaucoup moins rapidement que dans l'air libre, mais ils s'usent cependant, et on trouve l'enceinte parsemée d'une sorte de poussière grisâtre excessivement ténue. ”

“ C'est que sans dépense de force mécanique nous ne pouvons produire de courant électrique ; la machine magnéto-électrique consomme du travail pour produire de l'électricité, de même que la machine à vapeur consomme de la chaleur pour produire du travail. ”

“ Depuis la création du premier régulateur de lumière électrique, il a été construit un grand nombre de ces appareils, présentant des dispositions diverses plus ou moins avantageuses, satisfaisant à un plus ou moins grand nombre de conditions utiles, mais tous possédant un organe commun, qui est l'âme de ces appareils : c'est l'electro-aimant régulateur employé pour la première fois
par M. Foucault. Quel but se propose-t-on par les mécanismes régulateurs? ”

“ Ainsi, si la résistance de l'arc voltaïque restait constante, la quantité de chaleur qui y est produite dans l'unité de temps croîtrait comme le carré de l'intensité du courant, c'est-à-dire qu'elle deviendrait, par exemple, quadruple quand l'intensité du courant devient double : on commence déjà à voir quel intérêt il peut y avoir à augmenter l'intensité du courant.
On ne peut pas dire que la résistance de l'arc reste constante, lorsque l'intensité augmente, car évidemment cet arc s'élargit par suite de l'incandescence d'une plus grande surface des charbons ”

“ La production mécanique de l'électricité à haute tension, dont les machines à frottement nous offrent l'exemple, a été jusques à présent une transformation fort peu économique du travail en électricité. Depuis peu de temps on a réussi à faire plusieurs machines à haute tension, telles que celle de M. Holtz, dans lesquelles la cause du développement d'électricité n'étant plus le frottement, il y a une beaucoup moins grande perte de force mécanique. Dans ses appareils d'induction, M. Ruhmkorff a réussi à perfectionner considérablement la production chimique de l'électricité à haute tension. ”

“ Ainsi, Messieurs, il n'est pas économique de transformer l'électricité en travail mécanique ; mais, alors, il devra l'être de transformer le travail mécanique en électricité. C'est précisément ce que l'expérience est venue démontrer, et ce sont les circonstances de cette transformation que nous allons étudier, ses résultats industriels que nous allons chercher à apprécier. ”

“ Le passage d'une bobine d'un pôle à l'autre produit, dans cette bobine, un certain effet d'induction ; il est donc naturel de supposer que, dans un temps donné, le courant sera d'autant plus intense que la bobine passera un plus grand nombre de fois entre deux pôles contraires, c'est-à-dire que la vitesse de rotation sera plus grande; l'expérience prouve qu'en effet l'intensité moyenne du courant augmente bien avec la vitesse de rotation de la machine, mais elle croît moins rapidement que celle-ci. ”

“ La vitesse de la rotation règle l'intensité des courants. L'intensité des courants détermine la quantité de chaleur dégagée dans l'unité de temps par leur passage entre les deux charbons; et enfin cette quantité de chaleur détermine la température et, par suite, l'éclat de la lumière. ”

“ Mais, quand le corps brûle dans l'air, l'azote, qui forme les 4/5 du mélange, d'une part absorbe une certaine quantité de chaleur, de l'autre empêche qu'il ne vienne au contact du corps, pendant un temps donné, une aussi grande quantité d'oxygène que si cet oxygène était pur; dans le gaz mélangé la combustion est moins rapide que dans le gaz pur, il se produit moins de chaleur dans le même temps, la température s'élève moins. ”

“ Là où il existe des machines à vapeur de quelque puissance employées à d'autres services, la lumière coûterait à peine plus que l'amortissement du prix de la machine magnétoélectrique et du régulateur. ”

“ Mais ce n'est pas seulement la dissémination des particules qui use les charbons, c'est aussi la combustion par l'air, et, à ce point de vue, les deux charbons ne sont pas identiquement dans les mêmes conditions : le charbon inférieur est baigné par un courant d'air froid et le supérieur par un courant d'air chaud, en partie vicié, il est vrai, par la combustion du charbon inférieur; aussi trouve-t-on que le
charbon supérieur s'use plus que l'autre dans le rapport de 108 à 100. ”

“ Dans l'éclairage par la lumière électrique, le diamètre de la partie lumineuse des charbons est certainement inférieur à 1 centimètre ; en faisant égale à 15 centimètres la distance focale de l'appareil lenticulaire, on est donc dans de meilleures conditions que dans les grands appareils, au point de vue du parallélisme des rayons. Voilà comment il se fait que les
phares les plus puissants n'exigent plus qu'un appareil lenticulaire de dimensions très-restreintes. ”

“ Quand au lieu de rendre le courant très-faible, comme dans la méthode d'opposition que nous venons d'employer, on laisse prendre à son intensité des valeurs assez considérables, on trouve que cette intensité croît encore moins rapidement avec la vitesse que les courbes ci-dessus ne l'indiquent. ”

“ C'est que, dans la pratique, il faut tenir compte d'une foule de circonstances dont la théorie n'a pas à se préoccuper. D'ailleurs la question n'est pas de savoir si nous employons bien tout ce que pourrait produire de chaleur la houille que nous brûlons sous le générateur de vapeur, mais si par quelque autre moyen nous pourrions arriver à condenser une aussi grande quantité de lumière dans un espace aussi restreint, et à ce point de vue l'arc voltaïque laisse bien loin derrière lui tous les autres modes de production. ”

“ Mais les charbons continuant à brûler, leur écartement augmente ; l'arc voltaïque devient plus grand et la résistance augmente; par suite, l'intensité du courant diminue, et, avec elle, la force attractive de l'électro-aimant; or il arrive un moment où elle n'est plus assez forte pour retenir l'armature et vaincre l'action des ressorts antagonistes : c'est alors que le système oscillant remonte, et aussitôt le moulinet d'encliquetage se trouvant dégagé, les rouages fonctionnent et les deux charbons se rapprochent d'une fraction de millimètre. ”

“ Mais on conçoit que, à moins que l'appareil n'ait été disposé d'une manière toute spéciale, cet affaiblissement puisse atteindre une certaine limite qu'on ne saurait dépasser sans inconvénient, car la force motrice de l'organe que nous étudions est la différence en plus ou en moins qui existe entre la force du ressort et l'attraction de l'électro-aimant, et, pour que tout marche régulièrement, il faut que cette force motrice soit très-notablement supérieure aux résistances passives. ”

“ De petits globules g, gt bouillonnent çà et là à la surface des charbons, ce sont des globules de silice fondue; vous remarquerez que ces globules n'apparaissent pas aux points des charbons où la température est la plus élevée, ils sont volatilisés avant que l'usure des charbons les ait atteints. Nous voici dans une veine très-impure, une quantité trop considérable de ces globules de silice se montre; l'éclat de l'arc faiblit, et, si on souffle légèrement en travers des charbons, le courant d'air incline la flamme et nous montre son développement. ”

“ La balle qui déchire l'air s'échauffe par son frottement contre ce gaz; elle s'échauffe bien plus encore en frappant le but. Autrefois on se donnait la peine d'adapter, aux projectiles creux destinés à éclater a l'intérieur des ouvrages ennemis, des mèches, des fusées et autres dispositions propres à enflammer la charge de poudre contenue dans ces projectiles; aujourd'hui les choses se simplifient de ce côté : quand il s'agit de disloquer des blindages de fer, la résistance sérieuse qu'éprouve alors le projectile l'échauffé assez pour enflammer la composition explosive qui y est renfermée. ”

“ Pour arriver plus économiquement à une grande uniformité d'épaisseur à l'endroit des pôles, on garnit souvent ceux-ci d'une armature en fer doux ; la présence de cette armature ne modifie pas sensiblement les propriétés des aimants.
Chaque lame est aimantée isolément par les moyens connus ; le faisceau doit porter environ le triple de son poids. Au reste, l'expérience a fait reconnaître qu'au bout d'un certain temps de fonctionnement de la machine les aimants gagnaient en aimantation, en ce sens qu'ils arrivent à porter des poids plus lourds qu'auparavant. ”

“ Pour évaluer des quantités de travail mécanique on est dans l'habitude de prendre pour unité le kilogrammètre, c'est-à-dire le travail nécessaire pour déplacer de 1 mètre un point matériel quelconque à l'encontre d'une force résistante de 1 kilogramme; c'est, si vous voulez, le travail nécessaire pour élever de 1 mètre un poids de 1 kilogramme. Quand un tourneur de roue entraîne la manivelle de sa roue, il est obligé d'exercer un effort plus ou moins considérable sur cette manivelle ”