CHRONOMÈTRES.

CHRONOMÈTRES. III

Nous suivrons pas à pas le travail de M. Lieussou,qui ne se trouve que dans un recueil de mémoires d’hy-drographie qui n’est pas très-aisé à rencontrer.

Des causes de variation des appareils c/ironomé/n'gues.— Dans les horloges, le moteur est un poids et le régu-lateur un pendule.

L’épaississement des huiles semblerait devoir dimi-nuer l’oscillation du pendule qui reçoit une moindreimpulsion ; mais sa masse étant très-grande et l’am-plitude des oscillations ne dépassant guère 2 de-grés, cet effet est en réalité insensible dans l’espaced’une année.

Quant aux variations de la durée des oscillationsen raison des variations de longueur, on y remédiepar les pendules compensateurs dont on peut à l’aisevarier la disposition ; les pendules à. grille de longueurconsidérable ou à mercure permettent d’obtenir desrésultats assez précis ; toutefois, dans la pratique, le butn’étant jamais atteint d’une manière absolue, dès lors,suivant que la compensation est trop forte ou trop fai-ble, la marche de l’horloge (les variations avec l’heurevraie ) croît ou décroît si la température augmente, etvice versa si elle diminue.

Dans les chronomètres, l’effort du ressort moteurdiminue à mesure qu’il se déroule; mais en mêmetemps, grâce à la fusée, il agit sur un bras de levierplus grand, de telle sorte que l’impulsion qu’il im-prime au rouage reste sensiblement constante.

Le moteur et le régulateur exercent leur actionl’un sur l’autre par l’intermédiaire de la roue d’échap-pement, disposée de telle sorte que le moteur restitueau balancier la quantité de mouvement qu’il a perdueà chaque oscillation par le frottement et la résistancede l’air. Les oscillations, conservant la meme ampli-tude, ont la même durée.

L’épaississement des huiles qui a lieu avec le temps,en augmentant la résistance pendant que l’impulsionreste constante, tend à diminuer l’amplitude des oscil-lations. La masse du balancier étant fort petite etl’amplitude des oscillations fort grande, cet effet estnaturellement considérable; ainsi, en moyenne, l’am-plitude étant de 415 degrés quand les huiles sont fraî-ches, n’est plus que de 33U lorsque les huiles sontâgées de trois ans.

Dans la pratique, un spiral ne peut rigoureusementassurer l’isochronisme des oscillations pour d’aussigrandes variations ; par suite la marche d’un chrono-mètre doit varier avec l’âge des huiles.

La chaleur, en altérant les dimensions du balan-cier et la constitution physique du ressort spiral, sousl’action duquel il oscille, change notablement la duréedes vibrations ; on cherche à annuler cet effet enfixant, aux deux extrémités d’un diamètre du balan-cier, deux lames demi-circulaires formées de deuxmétaux inégalement dilatables soudés ensemble et por-tant chacun une petite masse ; le centre de gravité dechaque arc se rapprochant ainsi du centre d’oscilla-tion à mesure que la température augmente, la duréede l’oscillation diminue.

On peut donc déterminer par tâtonnement la posi-tion des masses, de manière que les oscillations dubalancier aient la même durée à deux températurestrès-différentes; toutefois, comme le retard produitpar l’altération du ressort spiral, et l’avance résultantdu raccourcissement du balancier, varient avec la tem-pérature, d’après des lois inconnues, mais nécessaire-ment différentes, ces deux effets peuvent s’annulerlorsque la température varie de 0 à 30 degrés , parexemple, sans qu’on puisse conclure qu’ils s’annule-ront si elle s’élève de 0 à 5 degrés.

En effet, la position des masses compensatrices ayantété déterminée de manière que la marche du chrono-mètre soit exactement la même aux températures t t et

»

à la

l’observation constate que la marche est maxima

température moyenne T

; et que cetto

marche maxima diminue de quantités égales pour unmême écart de température, en plus ou en moins, àpartir de T ; il est dès lors naturel de dire que le com-pensateur e*t réglé à la température T, sans se préoc-cuper des températures Q et **, équidistantes de T,qui ont servi à ce réglage.

Il suit de ce qui précède que si on peut conce-voir théoriquement une pendule à marche invariable,on ne saurait même concevoir, d’après le mode actuelde construction, un chronomètre à marche constante ;et l’on peut établir :

1° Que la marche d’une pendule est sensiblementindépendante de l’age des huiles, mais qu’elle variequelque peu avec la température ;

2° Que la marche d’un chronomètre varie à la foisavec l’âge des huiles et avec la température.

Voyons maintenant par quelles formules empiri-ques on peut remplacer les lois inconnues qui lient lamarche de ces appareils à la variation des huiles etdes températures, seules quantités variables qui in-fluent sur elles, car s’il s’agissait d’absence de solidité,de déformation des pièces, les appareils devraient êtrenon corrigés, mais remplacés.

Disons d’abord comment M. Lieussou est arrivé auxformes do fonctions qu’il a adoptées, comment l’obser-vation les lui a indiquées; nous verrons plus loin com-ment les expériences les vérifient.

Chargé du service des chronomètres au Dépôt dela marine, il a d’abord cherché à reconnaître la loi desvariations qu’il reconnaissait.

En prenant les intervalles du temps pour abscisses etles températures diurnes observées à chaque époquepour ordonnées, on obtient la courbe des tempéra-tures diurnes. En prenant les mêmes abscisses et pourordonnées les marches diurnes, on obtient de mêmela courbe des marches diurnes.

La comparaison de la courbe des marches diurnesavec la courbe des températures diurnes a révélé deuxfaits remarquables :

1° Les points de la courbe des marches, dont lesordonnées représentent des marches diurnes observéesà une même température, sont sensiblement en lignedroite ;

2° Les diverses lignes droites, obtenues en joignantsur la courbe des marches les points correspondantaux températures égales, sont sensiblement parallèlesentre elles.

Par conséquent r 1° l’inclinaison b de ces parallèlessur l’axe des x représente la variation de marche àune température constante, sous l’action du tempsécoulé ; 2° la distance de ces parallèles, comptée surles ordonnées, représente les variations de marche, àune même date, sous l’action du changement de tem-pérature ; il suit de là, qu’en coupant la courbe desmarches par la série des parallèles isothermes corres-pondant aux divers degrés du thermomètre, l’accrois-sement de l’ordonnée, en passant d’une abscisse à l’au-tre sur la même parallèle, donnera le changement demarche dû au changement de date, tandis que l’ac-croissement de l’ordonnée, en passant d’une parallèleà l’autre sur la même abscisse, donnera le changementde marche dû au changement de température.

Les droites isothermes, tracées sur la courbe desmarches d’une pendule, sont parallèles à l’axe desabscisses ; leurs distances, comptées sur l’ordonnée ,sont sensiblement proportionnelles aux différences detempérature. Il en résulte que, a étant la marche dela pendule à zéro, la marche m a t° sera :

m» = a s + c* t°.