Les Phares (Arago)

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LES PHARES

Chapitre 1

CHAPITRE PREMIER

utilité des phares

Les personnes étrangères à l’art nautique sont toujours saisies d’une sorte d’effroi lorsque le navire qui les porte, très-éloigné des continents et des îles, a pour uniques témoins de sa marche les astres et les flots de l’Océan. La vue de la côte la plus aride, la plus escarpée, la plus inhospitalière, dissipe comme par enchantement les craintes indéfinissables qu’un isolement absolu avait inspirées, tandis que, pour le navigateur expérimenté, c’est près de terre seulement que commencent les dangers.

Il est des ports dans lesquels on n’entre jamais sans pilote il en est peu dans lesquels, même avec ce secours, on se hasarde à pénétrer de nuit ; aussi de tout temps a-t-on senti le besoin d’avertir, par des signaux de feu

bien visibles, les navigateurs du voisinage de la terre. Il faut que chaque navire aperçoive le signal d’assez loin pour qu’il puisse trouver dans des évolutions praticables les moyens de se maintenir à quelque distance du rivage jusqu’au moment de l’apparition du jour. Il n’est pas moins désirable que les divers feux qu’on allume dans une certaine étendue des côtes ne puissent pas être confondus, et qu’à la première vue de ces signaux hospitaliers le navigateur qu’un ciel peu favorable a privé pendant plusieurs jours de tout moyen assuré de diriger sa route, sache quel est le port, quel est le fleuve qui va lui donner asile.

Pendant longtemps les signaux auxquels on a donné le nom de phares et de fanaux ont été de simples feux de paille, de bois ou de charbon ; mais tout le monde comprend que la faible lumière qui émane de ces feux doit s’affaiblir par voie de divergence avec une extrême rapidité ; cette lumière, à mille mètres de distance, est un million de fois plus faible qu’à la distance d’un mètre. Un jour on aura peine à croire que le phare d’Edystone, ce monument de l’habileté de Smeaton, n’a eu pendant longtemps à son sommet qu’un certain nombre de chandelles allumées.

Chapitre 2

CHAPITRE II

des phares chez les anciens

Les marins, les ingénieurs et les artistes se sont occupés, à différentes reprises, avec beaucoup de zèle, de l’importante question de l’éclairage des côtes ; mais mal-

heureusement on n’a donné que fort peu de publicité aux résultats de leurs travaux ; aussi serait-il très-difficile de tracer une histoire à la fois exacté et détaillée des améliorations successives par lesquelles les phares ont été amenés à l’état où nous les voyons aujourd’hui. Les renseignements qui nous sont parvenus sur les nombreux établissements de ce genre qui existaient chez les Grecs et chez les Romains, sont uniquement relatifs à la hauteur, à la forme et à la solidité des édifices, qui, le plus souvent, étaient construits en pierres blanches, afin qu’ils pussent servir de signal le jour. À Pouzzoles, à Ravenne, par exemple, les monuments étaient magnifiques, mais ils péchaient par l’appareil optique. Tout ce que l’on savait faire, c’était d’allumer au sommet de chaque tour des feux qui ne jouissaient pas d’une intensité constante, et qui souvent même s’éteignaient par la négligence des gardiens. Quelques historiens parlent, il est vrai, d’un grand miroir que Ptolémée Évergète fit placer sur la tour d’Alexandrie, et qui était destiné à observer les flottes ennemies ; mais les exagérations ridicules dont le récit de ces auteurs est accompagné, nous est un sûr garant qu’ils n’auraient pas négligé de parler des autres propriétés de ce miroir, si jamais on avait eu l’idée de s’en servir comme réflecteur.

Nous n’avons donc aucune donnée exacte ni sur la nature ni sur la vivacité des feux que les anciens allumaient sur leurs phares, et qui, le soir, devaient avertir les navigateurs de l’approche des écueils, ou leur indiquer l’entrée des ports ; à plus forte raison ignorons-nous si l’on s’était occupé des moyens de diversifier les feux ; attention du reste peu importante dans les mers resserrées que parcouraient les navigateurs grecs, mais sans laquelle un phare est quelquefois plus nuisible qu'utile à ceux qui viennent d'exécuter un voyage de long cours aussi les modernes se sont-ils occupés de bonne heure de la solution de cette partie du problème. C'est dans la vue de diversifier les feux qu'on recommandait, par exemple, d'allumer du charbon de terre dans un phare, d'alimenter le feu du phare voisin avec du charbon de bois, et de n'employer que du bois sec dans le signal qui suivait ces deux-là ; mais ce moyen est très-imparfait des nuances de couleur ou d'éclat aussi fugitives que celles de ces divers feux, doivent disparaître à de grandes distances, ou être modifiées par une foule de circonstances atmosphériques. La lumière claire et blanche du bois sec, par exemple, peut acquérir, en traversant un brouillard même léger, une teinte rouge beaucoup plus foncée que celle dont jouit naturellement la flamme du charbon de terre.

Chapitre 3

CHAPITRE III

des phares modernes

Les phares ne sont sortis de l'état d'imperfection que je viens de décrire, qu'après 1784, après l'invention, faite par Argand, de la lampe à double courant d'air. À cette époque, Borda, qui a laissé dans la marine française une trace si glorieuse, imagina, non-seulement de substituer les lampes d'Argand aux chandelles, mais encore de les placer au foyer de réflecteurs paraboliques ;

par là on remplaçait par une lumière constante les feux ternes, vacillants et dispendieux du bois et du charbon ; par là on rendait parallèles des rayons qui, autrement, auraient été divergents ; par là on transformait en un véritable cylindre de lumière, des rayons qui n’auraient porté à l’horizon qu’une lumière insensible et inutile.

Ces innovations trouvèrent cependant, à l’origine, beaucoup de contradicteurs, et il faut convenir que ce ne fut pas sans motifs les premiers réflecteurs étaient sphériques et portaient à leur foyer des mèches plates, fort ternes, semblables à celles qu’on adapte aux réverbères de nos rues qui n’ont pas encore le privilège d’ être éclairées par la belle flamme que produit la combustion du gaz. La lumière déjà peu intense que le réflecteur renvoyait dans la direction de son axe, devenait extrêmement faible aussitôt qu’on s’éloignait de cette ligne ; en sorte qu’en supposant, ce dont il est cependant permis de douter, que l’intensité de la lumière, dans cet appareil, surpassât celle des feux ordinaires de bois ou de charbon, ce ne pouvait être que dans des points fort rapprochés de l’axe du réverbère, tandis que partout ailleurs les feux devaient avoir un avantage marqué sur le réflecteur, Les phares à réflecteur parabolique n’avaient pas les mêmes inconvénients, et ils ont pu être généralement appréciés et acquérir quelque crédit lorsque plusieurs artistes habites se sont occupés, avec un zèle très-louable, de leur construction, et lorsqu’ils sont parvenus à leur donner la forme de paraboloïdes de révolution, et un poli suffisamment vif et régulier.

L’invention des miroirs paraboliques, il faut le recon- naître, n'est pas néanmoins sans inconvénients ; le cylindre de lumière réfléchie n'a pins que la largeur du miroir ; la zone qu'il éclaire a précisément les mêmes dimension», et, à moins qu'on ne multiplie les miroirs outre mesure, il existe une foule de directions dans lesquelles le navigateur n'aperçoit rien. Borda vainquit cette difficulté en donnant, à t'aide d'un mécanisme d'horlogerie, un mouvement de rotation à l'ensemble des réflecteurs. Le cylindre de lumière se trouve ainsi successivement dirigé vers tous les points de l’horizon et en adoptant des mouvements da rotation d'inégale durée, on a le moyen d'individualiser chaque phare et d'empêcher que le navigateur ne prenne un phare pour un autre. La lumière des phares ne peut plus-jamais être confondue avec les feux accidentels de la côte, ou même avec des feux malicieusement allumés, pour occasionner des naufrages.

La commission permanente des phares que le gouvernement nomma dès 1811 pour donner son avis sur toutes les questions que peut soulever l'exécution des phares, trouva le phare de Cordouan établi d'après les principes précédents la mèche de la lampe que Borda avait fait adapter à chacun des réflecteurs, n'avait pas moins de 8 centimètres de diamètre. La convenance de ces énormes dimensions parut douteuse, et, en effet, l'expérience montra bientôt qu'une mèche de 14 millimètres de diamètre seulement donnait beaucoup plus de lumière avec une dépense d'huile infiniment moindre. De la résulte dans nos phares une amélioration importante, et qui obtient l'entière approbation des navigateurs.

J’avais été chargé par mes collègues de présider aux expériences de la commission ; mais des occupations nombreuses ne me permettant pas de me livrer à ce travail avec toute la suite désirable, je demandai au commencement de 1819 qu’on voulût bien m’adjoindre un collaborateur. Je dois regarder, comme un des bonheurs de ma vie, d’avoir, dans cette circonstance, soupçonné qu’un ingénieur, alors presque inconnu, serait un des hommes dont les découvertes illustreraient le plus notre patrie ; d’avoir obtenu que Fresnel devint le secrétaire de la commission des phares.

Ce savant célèbre imagina d’abord d’appliquer de grandes lentilles à l’éclairage de nos côtes ; de les construire par petits fragments, de se rendre ainsi indépendant des imperfections de l’art du verrier qui ne sait pas encore produire de grandes masses de verre d’une certaine épaisseur, bien diaphanes et sans stries intérieures. Tout cela fut tout aussitôt exécuté que conçu : des expériences nombreuses et délicates amenèrent aussi à la construction d’une lampe à plusieurs mèches concentriques, dont l’éclat égalait plus de vingt fois celui des meilleures lampes ordinaires à double courant d’air. C’est en combinant les lentilles de Fresnel avec la lampe multiple, qu’on a obtenu d’aussi étonnants résultats. Chacun de nos grands phares envoie maintenant sur tous les points de l’horizon une lumière égale à celle qu’on obtiendrait en rassemblant le tiers de la quantité totale des lampes à gaz qui tous les soirs éclairent les rues, les théâtres et les magasins de Paris.

Chapitre 4

CHAPITRE IV

sur les phares à réflecteurs paraboliques

La lumière qui s’échappe d’un point rayonnant en divergeant dans toutes les directions, se trouve, à la distance d’un mètre, uniformément répandue sur la surface d’une sphère d’un mètre de rayon ; à une distance décuple, sur une surface semblable dont le rayon serait de 40 mètres, et ainsi de suite. Les étendues superficielles des surfaces sphériques étant entre elles comme les carrés des rayons, il est évident que l’intensité de la lumière décroîtra d’une sphère à l’autre dans le même rapport. À des distances exprimées par 1, 10, 100, etc., ces intensités seront 1, 1/100, 1/10000, etc. C’est pour cela que les lumières les plus vives que les hommes sachent produire, éclairent très-imparfaitement dès qu’on en est un peu éloigné.

Plaçons maintenant un point rayonnant au foyer d’un miroir parabolique. Tous les rayons émanés de ce point, qui tombent sur la surface polie du miroir, se réfléchissent en devenant parallèles à son axe ; leur divergence primitive est détruite ; ils forment désormais un faisceau cylindrique de lumière qui, sauf l’absorption occasionnée par l’atmosphère, se transmettra à toute distance avec le même éclat.

L’immense avantage que le miroir vient de nous procurer, n’est pas néanmoins sans inconvénient. Je n’indiquerai pas seulement la déperdition de lumière qui provient de l’imperfection du poli des miroirs et de ce que les miroirs d’argent se ternissent, surtout près de la mer ; on s’estime heureux quand les miroirs réfléchissent seulement le tiers de la lumière qui les frappe. Mais le cylindre de lumière qui sort d’un miroir a tout juste les dimensions de son ouverture ; si on le dirige horizontalement, l’espace qu’il éclairera aura précisément la même largeur à toute distance : ainsi nous perdons en étendue ce que nous avions gagné en intensité.

Pour lever cette difficulté, on n’a qu’à donner, comme nous l’avons dit plus haut, un mouvement de rotation au miroir réfléchissant : le cylindre de lumière se portera alors successivement vers tous les points de l’horizon, et ces divers points seront éclairés tour à tour. Tels sont les principes d’après lesquels on a généralement construit les phares à lumière intermittente destinés à avertir les navigateurs de l’approche des côtes.

Mais quelles sont les circonstances les plus favorables pour obtenir le maximum d’effet d’une lumière placée au foyer d’un miroir parabolique. On n’avait pas fait à cet égard des expériences exactes et décisives, lorsqu’une commission de l’Académie des sciences, dont je faisais partie avec le physicien Charles et l’amiral de Rossel, fut nommée pour examiner les miroirs paraboliques de . Les détails qui suivent sont tirés du rapport que je fus chargé de faire à cette occasion, et que je lus à l’Académie le 13 novembre 1815.

La commission ayant à se rendre compte de la valeur des grands et beaux réflecteurs que avait fait construire dans ses ateliers, a d’abord pensé qu’il serait convenable de profiter de cette occasion pour soumettre à des épreuves décisives la question délicate du diamètre qu’il convient de donner à la lumière focale. L’importance de cette recherche justifiera les détails dans lesquels nous allons entrer.

Les premières expériences avaient été faites le 1 octobre 1813 dans le jardin du dépôt de la marine, avec deux réverbères paraboliques parfaitement semblables de 0.81 d’ouverture et de 0.325 de profondeur, et qui portaient à leur foyer, l’un une mèche de 36 millimètres (46 lignes) de diamètre, et l’autre une mèche de 27 millimètres (12 lignes). Chacun de ces réverbères fut dirigé avec tout le soin possible sur une surface blanche éloignée d’environ 50 mètres. Un corps opaque très-délié, placé à peu de distance de l’écran, fournissait deux ombres dont les intensités comparatives servaient à apprécier celles des deux faisceaux cylindriques de lumière que les miroirs renvoyaient. La comparaison de ces deux ombres ne laissait aucun doute sur les avantages du petit bec, qui donnait constamment une lumière à la fois plus vive et plus blanche que le bec de 36 millimètres.

Cette expérience fut répétée le 8 octobre avec de très-légères modifications, et conduisit exactement aux mêmes résultats.

La commission se réunit une troisième fois, le 15 octobre, pour comparer les effets de deux mèches de 27 et de 20 millimètres de diamètre ; mais, afin de dissiper les craintes qu’on aurait pu avoir que, dans les premières épreuves, l’avantage de la petite mèche n’eût tenu à quelque supériorité dans la forme ou le poli du réverbère auquel elle était adaptée, le bec de 20 millimètres fut placé sur l’autre miroir, qui, par là, devint sensiblement plus lumineux que celui auquel il était inférieur dans les expériences du 1 et du 8 du même mois.

Le 22 octobre 1813, l’expérience fut faite avec trois réverbères à la fois ; savoir, avec les deux dont nous venons de parler, et avec un troisième miroir de même dimension, armé d’une mèche de 13.5 (6 lignes). La comparaison des ombres permit à tous les commissaires de s’assurer que cette dernière mèche avait en blancheur et en éclat un avantage marqué sur celle de 20 millimètres, et que celle-ci, à son tour, surpassait sous ces mêmes rapports la mèche de 27 millimètres.

Quelque décisives que ces expériences pussent paraître, il était important de les répéter à de grands éloignements. En effet, dans tout ce que nous venons de rapporter, il n’a été question que de l’intensité de la lumière ; mais la divergence que les rayons éprouvent, soit à cause des défauts de forme ou de poli du réflecteur, soit à cause de l’excentricité de la mèche, ne pouvait être appréciée à des distances aussi petites que celles où nous avions d’abord opéré. Cependant la connaissance de cet élément est absolument nécessaire, soit qu’on veuille établir des phares fixes ou des feux à éclipses. Il paraissait d’ailleurs indispensable, avant d’adopter les petites mèches, de rechercher, par des expériences rigoureuses, si l’avantage qu’elles présentent dans l’axe du paraboloïde, subsisterait encore dans d’autres directions. Telles sont les questions qu’on s’était proposé de résoudre dans les expériences dont nous allons rendre compte maintenant.

Les trois réflecteurs, armés des mèches de 27, de 20 et de 13.5 de diamètre, dont on s’était servi le 22 octobre 1813, furent transportés à côté de là tour de Montlhéry, et dirigés sur Montmartre, qui en est éloigné de plus de 28,000 mètres. Le moyen photométrique que nous avions employé dans les autres épreuves, ne pouvant pas servir à cette distance, on se contenta, afin de faciliter la comparaison des lumières, de placer les réverbères assez près les uns des autres pour qu’avec une lunette on pût les apercevoir tous d’un même coup d’œil.

La première de ces nouvelles expériences eut lieu le 15 novembre 1814, et montra que, de loin comme de prés, la petite mèche envoie plus de lumière que la grande dans la direction de l’axe du paraboloïde. On fit aussi, dans la même soirée, des observations dont l’objet était d’évaluer, pour chaque réverbère, la divergence de la lumière et son intensité à différentes distances angulaires de l’axe ; mais il nous a paru convenable de n’en pas tenir compte, puisqu’il a été prouvé, par la comparaison des résultats de Montmartre, avec ceux que , conservateur de la Bibliothèque Sainte-Geneviève, et , opticien, avaient obtenus sur le Panthéon, que les changements de direction ne s’étaient pas faits avec toute l’exactitude nécessaire ; aussi on s’empressa d’apporter à la monture et aux supports des miroirs quelques modifications qui non-seulement rendaient de semblables erreurs impossibles, mais qui, de plus, permettaient d’évaluer avec précision le mouvement angulaire de l’axe de chaque réflecteur. C’est après ces changements qu’eut lieu l’expérience définitive du 22 novembre 1814, dont il nous reste à parler. Pour plus de clarté, nous rapprocherons les résultats des observations qui furent faites à Montmartre, du programme qu’on avait remis d’avance à fils, qui s’était transporté à Montlhéry, pour y exécuter tous les mouvements dont nous étions convenus.

À 7 3/4 on est revenu au point zéro ou de départ, et on l’a ensuite successivement dépassé vers l’occident de 2° et de 3°. Ces nouvelles épreuves ont pleinement confirmé le résultat des premières. Il ne restait plus, pour compléter cette recherche, qu’à comparer les quantités d’huile que les deux mèches consomment dans le même intervalle de temps ; or, voici les résultats qui nous ont été communiqués par fils, et qu’il a obtenus par des expériences faites à Paris, dans ses ateliers.

La lampe à grande mèche (27 millimètres de diamètre) consomme, en 2 heures et demie, 245 grammes d’huile ; la lampe à petite mèche, celle qui, adaptée au réflecteur parabolique, a donné constamment une lumière plus intense, ne brûle que 122 grammes dans le même intervalle de temps, c’est-à-dire moitié moins que la grande.

Il nous semble permis de conclure de tout ceci, en résumant, qu’un seul réverbère, à la distance de 7 lieues (28,000 mètres), est au moins aussi vif à l’œil nu qu’une étoile de première grandeur, lorsque l’observateur est situé sur le prolongement de son axe ;

Qu’à 3 degrés de cette direction, la lumière du réflecteur a déjà perdu tout son éclat et se voit à peine sans le secours d’une lunette

Qu’au lieu d’augmenter le diamètre de la lumière focale, comme les artistes avaient coutume de le faire, proportionnellement aux dimensions du réverbère auquel elle devait être appliquée, il est convenable de la resserrer le plus possible, et autant que peut le permettre la libre circulation qu’il convient de conserver à l’air dans le canal intérieur de la mèche ;

Que par là, en même temps qu’on diminue considérablement la dépense du combustible, on ajoute d’une manière sensible à l’intensité de la lumière que le réverbère réfléchit, soit dans la direction de l’axe, soit dans des directions obliques ;

Enfin, que lorsqu’un phare est destiné à éclairer un secteur d’une certaine étendue, il faut ou rendre les réverbères mobiles, afin qu’ils soient successivement dirigés vers différents points de l’horizon, ou les multiplier assez pour que leurs axes ne comprennent pas des angles plus grands que 6 degrés.

Les expériences dont nous venons de présenter les résultats ont été faites par les commissaires de l’Académie, de concert avec , inspecteur général des ponts et chaussées, directeur des travaux maritimes, etc., en présence de plusieurs membres de l’Institut et d’un grand nombre d’ingénieurs distingués. Elles nous semblent propres à montrer ce qu’il est permis d’attendre d’un phare à réflecteurs paraboliques, et elles ont autorisé les commissaires à proposer a l’Académie d’accorder des éloges à , qui, dans cette nouvelle branches d’industrie, se sont montrés très-dignes de la réputation qu’ils avaient acquise depuis longues années par une foule de travaux importants.

Chapitre 5

CHAPITRE V

sur les becs à plusieurs mèches appliqués aux lampes d’argand ou à double courant d’air

Chargés par le directeur général des ponts et chaussées des expériences relatives au perfectionnement de l’éclairage des phares, Fresnel et moi nous nous sommes, particulièrement occupés des becs à plusieurs mèches, dont de Rumford avait annoncé depuis longtemps les avantages, mais qui présentaient encore de graves inconvénients par la difficulté de modérer les flammes.

Nous sommes parvenus à lever complètement cette difficulté en appliquant à ces becs l’idée heureuse au moyen de laquelle Carcel a porté à un si haut degré de perfection les lampes ordinaires à double courant d’air, et qui consiste à abreuver la mèche d’une quantité d’huile plus grande que celle qu’elle peut consumer. De cette manière l’huile, sans cesse renouvelée, ne peut plus entrer en ébullition dans le bec, et la flamme s’éloigne de ses bords, continuellement recouverts par l’huile surabondante qui s’écoule. Dans les lampes que nous avons fait construire pour nos expériences, ce n’est pas un mouvement d’horlogerie qui amène l’huile, comme dans celle de Carcel : le réservoir, plus élevé que le bec, reçoit l’air par un tuyau glissant dans une boîte à cuir, qu’on peut hausser ou baisser à volonté, et qui sert ainsi à régler le niveau d’écoulement. L’huile surabondante tombe dans un récipient placé sous le bec, puis est reversée dans le réservoir lorsqu’on éteint la lampe.

Cet appareil, très-convenable pour les expériences auxquelles il était destiné, et qui peut être adopté sans inconvénient dans l’éclairage des phares, serait sans doute très-incommode pour les usages domestiques, et en général pour l’éclairage des salles, à cause du grand volume qu’il oblige de donner au réservoir et au récipient : il vaudrait beaucoup mieux alors adapter à la lampe l’ingénieux mécanisme de Carcel.

Il ne suffisait pas, pour maîtriser la combustion, d’amener l’huile en quantité surabondante ; car il aurait fallu, dans certains cas, rendre son écoulement si rapide que les plus grands réservoirs auraient été vides en peu de temps. Il était nécessaire encore de donner à la cheminée une hauteur convenable. On conçoit, en effet, que plus la cheminée est haute, plus le courant d’air devient rapide et rafraîchit les bords du bec. Quand la cheminée est trop basse, le bec s’échauffe, la flamme s’allonge et rougit : quand elle est trop haute, la flamme est blanche, mais ne peut pas acquérir le développement nécessaire, et éprouve une agitation continuelle occasionnée par la trop grande vitesse du courant d’air. L’expérience peut seule déterminer la hauteur de cheminée la plus avantageuse. Comme elle doit varier avec l’état de l’air, et surtout avec la température de l’atmosphère, on a adapté à la cheminée une rallonge en tôle composée de deux pièces qui s’emboîtent l’une dans l’autre, dont l’une est fixe et dont l’autre peut s’élever ou s’abaisser à l’aide d’une crémaillère. De cette manière, on fait varier à volonté la hauteur de la cheminée lorsque la lampe est allumée. On la tient basse dans les premiers instants pour faciliter le développement des flammes, et on élève ensuite la partie mobile de la rallonge pour modérer la combustion.

La robe qui porte la cheminée peut aussi s’élever ou s’abaisser, comme dans les lampes de Carcet, afin de placer le coude de la cheminée à la hauteur la plus favorable à la combustion ; car la position du coude exerce, comme on sait, une influence très-notable sur la blancheur de la flamme.

Enfin, chacune des mèches concentriques s’élève ou s’abaisse séparément à l’aide d’une crémaillère dont la tige, qui porte l’anneau, passe dans l’intérieur même du bec. L’anneau sur lequel la mèche est fixée s’assemble à baïonnette sur celui-ci ; en sorte qu’on peut l’enlever et le replacer à volonté. De cette manière, on a supprimé les petits tuyaux qu’on adapte ordinairement aux becs pour contenir la tige qui porte l’anneau. Dans les becs à mèches concentriques, où la température est toujours très-élevée, ces petits tuyaux remplis d’huile avaient l’inconvénient de laisser dégager une trop grande quantité de gaz, et de diminuer en outre le passage de l’air au même endroit : deux causes qui produisaient, en ce point, un jet de flamme plus élevé que sur le reste du bec.

Enfin, la chose la plus importante peut-être de la construction du bec, et qui ne pouvait être détermi- née que par l’expérience, c’était de régler l’intervalle entre les mèches concentriques de façon à produire le plus bel effet possible. Si on les tient trop éloignées les unes des autres, les flammes ne s’échauffent pas assez, mutuellement et sont rouges. Si on les rapproche trop, le passage de l’air devenant très-étroit, il n’arrive plus en quantité suffisante pour la combustion, d’où résulte un grand allongement des flammes : elles rougissent aussi dans la partie supérieure et donnent de la fumée. On remédierait à cet inconvénient, en exhaussant suffisamment la cheminée ; mais le courant d’air deviendrait si rapide, qu’il y aurait une perte-notable de vapeur d’huile entraînée qui échapperait à la combustion.

Nous n’avons pas eu besoin de tâtonnements nombreux pour arriver à la solution du problème. Dès nos premiers essais, nous avons été assez heureux pour rencontrer l’espacement convenable des mèches. Le premier bec que nous avons fait construire, portant seulement deux mèches concentriques, a très-bien réussi. , membre de la Société royale de Londres, qui a assisté (en octobre 1819) à cette première expérience, a pu juger de l’éclat et de la blancheur de sa lumière. Il produit l’effet de cinq lampes de Carcel, et ne fait guère que la dépense de quatre et demie. Ce résultat s’accordait assez avec ce que de Rumford avait annoncé sur les avantages économiques des becs à mèches multiples, sans confirmer entièrement cependant les grandes différences qu’il faisait espérer. Mais les becs à trois mèches et à quatre mèches concentriques que nous avons fait construire plus tard, et qui donnent autant de lumière que dix et vingt lampes de Carcel, n’ont pas présenté d’économie constante et bien notable dans la dépense d’huile. En prenant des moyennes entre un grand nombre d’expériences, on a trouvé que la quantité d’huile consommée était à peu près proportionnelle à la quantité de lumière produite.

Ces becs à trois et à quatre mèches ne présenteraient donc point d’économie sensible dans l’usage domestique ; mais si l’on voulait réunir beaucoup de lumière en un seul foyer, ils rempliraient parfaitement cet objet, et ils trouveraient peut-être une application avantageuse dans l’éclairage des grandes salles, telles que les salles de spectacle, en leur adaptant, bien entendu, le mécanisme de Carcel. Il faudrait les placer au haut du plafond, sous un grand miroir concave à facettes, composé de petites glaces étamées, disposées en calotte sphérique, qui renverraient la lumière réfléchie sur tous les points de la salle. On pourrait alors supprimer le lustre, qui masque une partie de la scène aux spectateurs placés dans les loges élevées.

J’ai pensé à appliquer le bec qui porte seulement deux mèches concentriques, à l’éclairage des phares où l’on emploie de grands réflecteurs paraboliques, pour en augmenter l’effet sans multiplier le nombre de ces réflecteurs. En le plaçant au foyer d’un beau miroir parabolique de Lenoir, de 0.839 d’ouverture, j’ai trouvé que l’intensité de la lumière dans l’axe était une fois et demie aussi grande que celle que donnait le même réflecteur armé d’un petit bec, et que l’effet total (c’est-à-dire la somme des rayons divergents réfléchis horizontalement) était augmentée dans le rapport de 2. 7 à 1. Ainsi, l’on voit que, dans les appareils d’éclairage composés de réflecteurs semblables, on pourrait presque tripler leur effet actuel par la simple substitution de becs doubles à la place de ceux dont ils sont garnis, si l’importance du phare faisait passer par-dessus la considération d’une augmentation de dépense plus grande que l’accroissement de lumière.

Quant aux becs à trois mèches et surtout à quatre mèches concentriques, ils consomment une trop grande quantité d’huile pour être adaptés aux miroirs paraboliques. Leur application à l’éclairage des phares ne devient avantageuse qu’en les plaçant au centre du système lenticulaire proposé par Fresnel, et dont le directeur général des ponts et chaussées a ordonné l’exécution. Dans ce cas, il s’agit de réunir en un foyer commun et sous un petit volume toutes les lumières destinées à l’éclairage du phare, et c’est uniquement pour atteindre ce but que ces becs à trois et à quatre mèches ont été exécutés. Ils satisfont très-bien aux conditions du problème, par la blancheur et l’intensité de la lumière qu’ils donnent, et ils simplifient en même temps le service du phare. Ils ont même l’avantage, comme l’expérience l’a démontré, de ne pas éprouver une diminution aussi sensible de lumière que les becs ordinaires par la carbonisation des mèches ; car, après douze et treize heures de combustion, l’effet produit par le bec quadruple placé au foyer d’une grande lentille n’était diminué que d’un cinquième. Cela tient sans doute à ce que l’élévation de la température facilite l’ascension de l’huile dans les mèches.

Pour mieux faire comprendre les avantages de nos becs de lampes à mèches concentriques, nous en avons

Fig. 1. - Plan d’un bec à deux mèches concentriques, de .

Fig. 2. - Plan d’un bec à trois mèches concentriques, de .

fait faire à l’échelle des dessins détaillés. La figure 1 représente le plan d’un bec à deux mèches concentriques produisant l’effet d’environ cinq lampes de Carcel, avec une légère économie dans la dépense d’huile. Dans la figure 2, on voit le plan d’un bec à trois mèches qui équivaut à dix lampes de Carcel pour l’effet et la dépense.