[Histoire de l'eclairage]

Chandelles - Lampes à huile, à gaz et à pétrole - Lampes de mine - Eclairage public

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L'éclairage apparaît aux plus anciennes origines de l'homme, dès l'apparition du feu qui va chauffer, cuire et éclairer. Il sommeillera dans son foyer, alimenté sur place pour ne jamais s'éteindre, puis transporté pour donner ailleurs un autre feu. Jusqu'à ce qu'un jour un individu utilise l'un de ces morceaux de bois pour se déplacer avec, là où il ne pouvait voir auparavant. En domestiquant le feu, et peut être même bien avant de pouvoir l'allumer à sa guise, était né l'éclairage.

On sait aujourd'hui que l'homme du paléolithique utilisait la lumière naturelle pour s'aventurer dans les cavernes en prenant garde de ne pas trop s'en écarter. Lors de récentes fouilles archéologiques on a retrouvé des trace de puits de mines primitifs de faible profondeur, creusés à la même époque pour trouver du silex, débouchant vers de très courtes galeries horizontales, toujours éclairées par le soleil. Le silex permettait de faire naître le feu, mais pour brûler du bois, et faire durer la flamme, il a fallu y associer du combustible. De la paille, de la graisse animale, et tout ce qui pouvait donner une flamme continue, persistant le plus longtemps possible à l'écart du foyer principal. Ce simple assemblage constituant la torche allait prendre plusieurs milliers d'années encore. Il allait falloir attendre l'antiquité pour que cette torche primitive se perfectionne encore un peu grâce à des tissus imprégnés de souffre, de salpêtre et d'une résine noire et gluante appelée la poix. Grâce à cette résine, les torches durent bien plus longtemps mais leur combustion dégagent une telle fumée qu'on les réserve à des utilisations extérieures. Cette idée va faire son chemin; poix et graisses contenues dans des récipients, parfois constitués d'une simple pierre creusée, pourront fournir durablement de la lumière alimentée par cette petite réserve de combustible.

Fabrication du feu par la méthode de l'archet (néolithique)

Ces premières « lampes » utiliseront toutes sortes de graisses, d'abord animales, puis végétales, plus fines et plus liquides mais aussi plus rares. Les modes d'éclairage seront pendant une très vaste période s'étalant de l'antiquité au moyen âge uniquement pourvus par ces lampes à huile. Cette invention née d'une nécessité devenue vitale de s'éclairer, va progressivement passer de l'état "d'objets utilitaires", uniquement destinés à cet usage, à des lampes plus raffinées, façonnées, décoratives.

Lampe antique

Celles-ci vont différer par leur aspect, leurs contenants, leurs matières, leurs styles empruntés aux modes ou aux coutumes des pays. On utilise fréquemment les petites lampes en terre cuite, usuellement assimilées aux lampes antiques. Très simples à fabriquer et à utiliser, elles sont alimentées de graisse d'animaux (porcs, moutons et même sur les littoraux, de poissons, de phoques ou de baleines). Ce corps gras qu'on appelle communément le suif, fournit un combustible facilement disponible et peu onéreux, parfois commercialisé par des corporations de bouchers, parallèlement à la viande qu'ils produisent. L'origine des graisses et des huiles varie selon les régions et les pays, des ressources (mer, montagne), de l'élevage ou des huiles végétales (maïs, olive, colza...) qui varient selon les cultures locales. Les mèches sont tressées, filées, tissées, ou torsadées à partir de fibres végétales, lin, chanvre, laine ou coton qui alimentent la flamme par capillarité, plongées dans le récipient qui contient le combustible.

Lampe antique

On a retrouvé des traces d'éclairages romains grecs et étrusques constitués de vasques remplies d'huiles parfumées, améliorant un peu l'odeur âcre des combustibles et des fumées produites par ces modes d'éclairages rudimentaires. Les civilisations anciennes utilisaient également des lampes en bronze ou en fer, sur pieds, perchées sur de longues tiges de métal, suspendues en hauteur à des chaînes ou par des crochets en forme de harpon, pour mieux diffuser leur faible lumière. Certaines étaient extrêmement raffinées, gravées, moulées, sculptées à l'image de divinités ou d'animaux.

Lampes antiques

Toutes ce lampes antiques ont pour point commun d'éclairer peu et de produire beaucoup de fumées, résultant de la mauvaise qualité des huiles et graisses utilisées. Ne pouvant être entièrement consumées par leur minuscule flamme, elles s'échappent sous forme de suies contenant des résidus de carbone partiellement brûlés. Les combustibles, les formes des récipients et la qualité des mèches permettront d'obtenir des lampes de qualités variables, brûlant mieux, dégageant une « meilleure » odeur, un peu moins de fumée, ou brûlant plus longtemps selon la fortune de leur propriétaire.

Lampes antiques

Les lampes domestiques seront conçues ainsi pendant près de 40 siècles, peu efficace à moins d'être multipliées en grand nombre, et produisant généralement des odeurs nauséabondes et des fumées épaisses. Dès qu'on tente de le transporter, cet éclairage fixe devient... "portatif" et se révèle extrêmement peu pratique. Ces flammes s'éteignent facilement au vent, se consument beaucoup plus vite et diffusent un très faible rayon de lumière autour d'elles. En outre, on augmente considérablement le risque de les renverser ou de répandre ce combustible pouvant provoquer d'incontrôlables incendies.

La torche rudimentaire entourée de tissus imprégnés de poix offre sans nul doute un bien meilleur rendement pour tous les usages extérieurs ou nécessitant de se déplacer.

La vie restera donc longtemps réglée sur le soleil. Partout dans le monde on se lève à l'aube, à quatre ou cinq heures du matin. La journée s'achève avec le coucher du soleil, fort peu prolongée par les faibles moyens lumineux dont on dispose et qui constituent un luxe réservé à une élite possédant à la fois les lampes, et les serviteurs pour les alimenter régulièrement.

Lampe d'orient à 25 becs

Histoire de l'éclairage

- II -

L'éclairage au Moyen-Âge : De la chandelle à la lanterne

Enluminure (noter les petites chandelles suspendues)

Il faut donc attendre le moyen âge pour qu'apparaissent les chandelles dont on attribue la paternité aux «celtes» entre 100 et 500 ans ap. JC. Il ne s'agit là que d'un reconditionnement des lampes antiques, probablement conçu, au départ, par un celte excédé de voir sa lampe se renverser continuellement.

Le suif (la graisse animale) durci autour d'une mèche est plus ou moins roulé en boule pour obtenir "un mode d'éclairage autonome". Une avancée technique modeste qui permet cependant d'élaborer les premières "lanternes à bougies" qui apparaissent au bas moyen âge, et qui vont progressivement concurrencer les lampes à huiles utilisées jusqu'alors. Une simple enveloppe de métal percée de quelques petits orifices et pourvue d'une mince lame de corne protège la chandelle du vent des courants d'air. En 1067 c'est la corporation des bouchers, qui en France, fait fondre les graisses pour fabriquer les bougies. Les lanternes sont fabriquées chez les peigniers tabletiers qui ont le privilège de travailler la corne.

Chandelier médiéval en bois suspendu à une corde pour allumer et changer les chandelles

Chez les moins fortunés, on continue d'utiliser les modes d'éclairage les plus simples et les moins coûteux : le feu de la cheminée qui cuit le repas et éclaire la tablée, ou les "brûle joncs" s'apparentant à des torches antiques faites de joncs assemblées par un crochet et trempées dans de la graisse. On imagine seulement ce que ces différents procédés pouvaient produire en fumées dans les foyers de l'époque. Les plus riches bénéficient en revanche d'éclairages plus raffinés constitués de cierges en cire d'abeille produisant une lumière orangée bien plus agréable mais extrêmement onéreuse. La production de chandelles de toutes sortes, et particulièrement de suif fera l'objet d'une « industrie » très organisée pour alimenter tous ces foyers.

Cierges et chandelles développeront aussi la production de chandeliers plus ou moins élaborés, à une ou plusieurs branches, généralement plantés sur un clou fixé à une coupelle servant de réceptacle à la cire fondue. Certaines sont aussi introduites dans des tubes poussant la bougie vers le haut grâce à un ressort ou une molette. Les bougeoirs sont utilisés dans les lieux abrités par le vent à la différence des lanternes qu'on peut déplacer n'importe où et en particulier à l'extérieur. Quelques unes sont placées pendant la nuit à coté de statues de la vierge ou aux portes des couvents et des églises. Dans les villes qui se constituent peu à peu vers l'an 1200, les ruelles sont de véritables coupe gorges dès le crépuscule. Voleurs et détrousseurs sévissent sous couvert de l'obscurité, à l'abri des regards. Le soir venu, il ne fait pas bon s'attarder à l'extérieur sans escorte. Boileau composa à cet effet un petit poème illustrant parfaitement l'ambiance de l'époque:

"Le bois le plus funeste et le moins fréquenté,

est au prix de Paris un lieu de sûreté,

Malheureux donc à celui qu'une affaire imprévue,

Engage un peu trop au tard au détour d'une rue."

Non que Paris soit en ce temps plus mal fâmé que les autres villes d'Europe ou du monde, mais l'histoire de l'éclairage va y faire un détour pour deux simples raisons : la ville s'accroît rapidement et devient l'une des vaste et plus riche cité du monde. C'est là que se concentre le pouvoir seigneurial, puis royal, d'où partent les décisions importantes et donc là qu'on les met d'abord en application. Les autres agglomération Françaises profiteront de ces innovations progressivement. En 1315, le mot bougie apparaît pour la première fois dans une ordonnance de Philippe le bel. Ce simple changement de terminologie annonce en quelque sorte une ère nouvelle de l'éclairage non plus individuel, mais collectif.

De l'insécurité, à l'éclairage public médiéval

L'insécurité sera donc le moteur d'une idée nouvelle : l'éclairage public, qui s'installe laborieusement dans les ruelles à force de décrets, d'édits et d'ordonnances. En 1525, la bande des « mauvais garçons » sévit dans la capitale et détrousse aussi bien les passants que le guet, une brigade de soldats chargée de la sécurité des rues. A ces brigands s'ajoutent les bandes Italiennes, les Corses, les anciens militaires mal payés ou les déserteurs profitant de la nuit pour agir. Cette même année «l'édit des lanternes et du guet» ordonne la suspension devant chaque maison de lanternes. Mais ce décret est peu suivi. Il restera sans effet et les "detroussages" se poursuivront avec la même ampleur.

En 1558 un nouveau décret remplace le précédent et décide de remplacer les lanternes déposées devant les portes et fenêtres, par des foyers (des feux) alimentés par le guet aux coins de rue de dix heure du soir à quatre heures du matin. Ces foyers étant sans cesse éteints, on se décidera finalement à revenir aux lanternes... Tous ces règlements difficiles à mettre en œuvre se révèlent d'une parfaite inefficacité, mais font apparaître un véritable besoin de cet éclairage collectif tant attendu. Le siècle suivant, on finira par mettre en place un service public constitué de "portes flambeaux" (ou portes lanternes) chargés d'accompagner, de conduire et d'éclairer les personnes obligées de traverser les rues pendant la nuit.

Le premier réverbère était en quelque sorte constitué d'un serviteur tenant à la main l'éclairage "public" de la ville et se déplaçant avec les intrépides noctambules...

Histoire de l'éclairage

- III -

L'éclairage public de Paris du 16^ème au 18^ème siècle

Premier réverbère de Paris

Les portes Lanternes de Paris

Ce « service public » fut confié "par privilège de charge du roi" à un entrepreneur Privé Italien qui avait reçu là une concession perpétuelle et exclusive sur tous les flambeaux et lanternes de Paris... à condition d'employer « de la bonne cire jaune, de la faire estampiller aux armes de Paris et de s'alimenter auprès des commerçants et épiciers de la Capitale ». Les utilisateurs payaient alors à la tranche de bougie séparée en dix portions, chaque portion d'éclairage et d'accompagnement dans la ville nocturne leur coûtant la modique somme de cinq sols... une affaire ;-) Pour faire escorter un carrosse, l'éclairage était plus onéreux (cinq sous par quart d'heure), au lieu de trois à pied. Les "portes lanternes" se relayaient ainsi de station en station espacées de 100 lieues. En imaginant ce système, l'entrepreneur Italien, un certain abbé Laudati de Caraffa venait d'inventer le taxi, les stations de métro et l'éclairage urbain... La réussite incontestable de cette entreprise enrichit l'abbé, et prend tant d'ampleur que le roi va commencer à s'y intéresser.

C'est ainsi que va naître l'entreprise publique de l'éclairage de Paris que louis XIV délègue au Lieutenant de Police, faisant à l'époque office de préfet. Le 2 septembre 1667, cette institution de première importance instaure par ordonnance la mise en place de lanternes dans toutes les rues et sur toutes les places de Paris. Cette décision est accueillie comme une bénédiction par les citoyens qui en louent les mérites.

Installation des Lanternes à Paris

« Partout dans les cités, j'en excepte Avignon *,

où ne domine point la royale férule,

des verres lumineux perchés en rang d 'oignons,

y remplacent le jour quand la clarté recule ».

*Avignon, cité du Pape est en effet placée à cette époque en dehors de l'autorité du Roi.

L'ordonnance de Louis XIV

L'ordonnance royale prévoit la mise en place à Paris et dans l'ensemble du royaume, de lanternes à l'extrémité de chaque rue, et même "au milieu des plus longues d'entre-elles". Le service de l'entretien de l'éclairage public est confié... aux Bourgeois de la ville, qui, quartiers par quartiers sont chargés d'allumer les bougies aux heures, dates et périodes prévues par le règlement. Cette fonction n'est évidemment pas reçue comme un privilège par ces bourgeois qui vont tout tenter pour s'en défaire, y compris par les moyens les plus inattendus. L'histoire de l'éclairage n'étant pas faite que de techniques et d'innovations, on va s'attarder un instant sur ces savoureux stratagèmes...

Les idées lumineuses des bourgeois devenus lampistes.

Pour échapper à cette charge les bourgeois les plus anciens vont tout d'abord se liguer pour désigner d'emblée les "nouveaux parvenus" à cette tâche. Mais le règlement est modifié devant ces abus. Il est alors clairement spécifié que "certains des élus doivent être choisis parmi les plus anciens notables du quartier". On peut alors imaginer ces plus hauts personnages de Paris, huissiers, magistrats, présidents de la chambre des comptes remplir leurs taches de lampistes publics sur ordre du roi... Chacun va bien sûr essayer de se soustraire à sa tâche sans vergogne, et faute d'y arriver, va tenter d'en tirer profit.

Les économies de bouts de chandelles

Certains vont détourner des bougies et s'approprier les stocks alloués à l'éclairage public. On prendra ainsi sur le fait un bourgeois peu scrupuleux découpant la moitié de leur longueur pour mettre de coté la différence. Les chandelles devant êtres allumées vont aussi être manipulées de manière à s'éteindre d'elles mêmes en utilisant une tige de fer pour y faire glisser une goutte d'eau jusqu'à la mèche. Ce subterfuge invisible aux yeux des préposés chargés de la bonne application des textes royaux provoquait ainsi invariablement l'extinction de la mèche mouillée à cet endroit. - La consommation des bougies éteintes coûtait alors bien moins cher que celle des bougies consumées pour l'éclairage des rues. A ceci près, qu'elles n'éclairaient pas -

De 1720 à 1750, ces bourgeois prêts à toutes ces extrémités pour tirer jusqu'au plus petit profit, deviendront "l'archétype de la mesquinerie" en faisant entrer dans la langue Française une expression fort connue :

« faire des économies de bouts de chandelles ».

Lampe réverbère

Histoire de l'éclairage

- IV -

La "révolution" des lampes à huile du 18^ème siècle

En 1758, un nouveau décret renforça le dispositif et le plaça sous la charge de l'Etat, libérant ainsi les Bourgeois de Paris de leurs tracas de lampistes involontaires. Les éclairages deviennent des lampadaires recevant des grosses bougies placées dans des lanternes faisant briller sur leurs parois la forme d'un coq symbole de vigilance. Cet éclairage urbain améliore grandement la vie des citoyens de la Capitale mais demeure insuffisant. Les services de l'abbé Laudati de Caraffa vont donc rester en vigueur pour compléter ce dispositif. Ce faible éclairage trop laborieux à entretenir finira par être abandonné en 1765 à la suite d'un concours public auquel participera même le célèbre chimiste Lavoisier, dont le dossier de candidature bien trop volumineux ne sera pas retenu. On installera alors un réseau de lanternes à huile placées devant un réflecteur dans un dispositif devenu célèbre : le réverbère (qui "réverbère" la lumière de la lampe).

Argand de Genève

Le sieur Argand de Genève, entrepreneur.

La concession des réverbères est accordée à Tourtille Segrain, chargé de les mettre en place et de les entretenir à Paris, puis dans les grandes villes de France. Ce dispositif restera en place de 1769 jusqu'à l'invention du Gaz et sa généralisation. En 1783, un certain Argand né en Suisse, propose une lampe à huile à l'usage des réverbères utilisant 5 mèches. Sa combustion est sensée se faire sans dépôts de suies pour en conserver toute la luminosité. On entre à cette même époque dans une nouvelle ère de l'éclairage. En Angleterre, l'ingénieur Humphry Davy mène des travaux importants sur l'éclairage minier qui vont révolutionner les lampes à huiles utilisées jusqu'alors. Le Lieutenant de Police Lenoir n'accordera pas à Argand la possibilité d'expérimenter ses éclairages dans la Capitale. Ce dernier s'adressera donc à l'Angleterre où il obtiendra un accueil beaucoup plus favorable. Ayant obtenu cette concession, Argand va revenir à Paris pour tenter de nouveau de diffuser son invention.

Verre du bec Argand composé de deux tubes

Le dispositif d'Argand

La lampe à huile d'Argand est dite "lampe à double courrant d'air". Elle se compose de deux tubes emboîtés l'un dans l'autre alimentant la lampe en air vers un bec diffusant une flamme ronde et cylindrique, aérée à l'intérieur et à l'extérieur grâce à une mèche creuse. Plus dense, cette flamme est aussi plus vive. Sa lampe surmontée d'un verre droit constitue un véritable "prototype" pour les modèles qui seront plus tard améliorés.

La lampe Quinquet-Lange

Argand possède aussi des concurrents. On retrouve ainsi la trace d'Antoine Quinquet qui s'intéresse à ces découvertes et s'arrange pour devenir un proche de l'inventeur Suisse. Celui-ci ne lui dévoilera jamais ses secrets de fabrication mais en vivant suffisamment à ses cotés, Quinquet associé à un autre inventeur, Lange, réussira à mettre au point un modèle amélioré. Il raccourcit notamment la partie supérieure du verre pour augmenter la combustion de la flamme et fixe l'ensemble sur une rampe verticale coulissante. La lampe Quinquet connaîtra un bien plus grand succès que le modèle dont elle s'inspire, aux dépend de l'infortuné Suisse qui sera contraint de s'associer avec deux de ses anciens contrefacteurs pour obtenir enfin un brevet et les droits sur sa propre invention.

Principe du Vase de Mariotte

Procédé utilisé dans les réservoirs des lampes Argand-Quinquet-Lange

Le réservoir principal ne s'écoule que lorsque le niveau de l'autre atteint une certaine limite : il reste donc à niveau constant.

Ce dispositif donnera par la suite la forme particulière des lampes fonctionnant selon ce principe.

Les trois constructeurs vont installer des ateliers pour concevoir une nouvelle lampe connue sous le nom de lampe à tringle (ou "lampe de bureau") et dont l'amélioration majeure est apportée par le réservoir d'huile reversé dans un vase relié à la lampe. Celui-ci s'écoule régulièrement à mesure qu'une bulle d'air faisant office de régulateur s'introduit dans le dispositif pendant la combustion de la mèche. Ce procédé applique une loi physique connue sous le nom de vase de mariotte. Le succès immédiat de cette lampe à Paris et à Londres est tel, que le brevet accordé à Argand-Quinquet-Lange est immédiatement attaqué par tous les concurrents d'Europe, et particulièrement les "Ferblantiers"* désireux de s'offrir une part de ce fructueux commerce. Mais la justice tranchera en faveur des inventeurs, qui ne jouiront pourtant pas longtemps de cette exclusivité. En 1789 la révolution effacera tous les privilèges accordés aux personnes et aux industries. La lampe tombera dans le domaine public.

*fabricants d'objets manufacturés en fer de l'époque, dont les lampes et lanternes.

"Voyez vous cette lampe où, muni d'un cristal,

brille un cercle de feu qu'anime l'air vital ?

Tranquille avec éclat, ardente sans fumée,

Argand la mit au jour, et Quinquet l'a nommée."

Histoire de l'éclairage

- V -

Le siècle des lumières - Le perfectionnement des lampes à huile

Lampe quinquet Lampe de Proust

Lampe de Proust et Lampes à niveaux constants

Après la révolution, l'invention d'Argand ne cessera pas d'être améliorée. On cherche à modifier le système de réglage de la mèche, très ordinaire, et peu pratique, pour le remplacer par un autre ne nécessitant pas trop de manipulation de verre. Une tige manoeuvrée par une petite roue dentée accessible à l'extérieur de la lampe sert de réglage. A dire vrai, la seule amélioration apportée à l'invention de la lampe à double courrant d'air d'Argand et au système de rétrécissement de la flamme de Quinquet ne consiste qu'à un perfectionnement du réservoir et des arrivées d'huile et non aux procédés agissant directement sur la diffusion de la lumière. Pour obtenir une flamme régulière, on adopte un mécanisme à niveaux constants, constitué par un système régulant naturellement la pression entre l'huile arrivant à la mèche et le réservoir latéral de la lampe. De son coté, Argand continue à appliquer son savoir aux éclairages publics. Il conçoit des réverbères à huile, puis se diversifie en améliorant, grâce aux propositions de Quinquet, une lampe de salon appelée lampe à niveaux constants inventée par Proust. En y ajoutant un réservoir plat permettant l'accrochage en applique il diminue notablement l'ombre portée de la lampe. A partir de ce moment, ce problème d'ombre sera l'objet de toutes les attentions...

Lampe à niveau constant et coupe

La lampe Philipps

En 1820, un lampiste dénommé Philipps va concevoir la lampe sinombre (du latin, "sine ombra", sans ombre) comblant un des défaut notable de la fameuse lampe Argand. Après l'invention de la mèche plate qui améliore l'oxygénation de la flamme couverte par une plus grande surface, ce procédé augmente encore la luminosité de la lampe en supprimant ces ombres disgracieuses portées par les anciens modèles aux réservoirs encombrants. Un vase est placé autour de la mèche maintenue au centre d'un réservoir d'huile circulaire et plat. La lampe placée sur une colonne est alimentée par un système de vases communicants. A l'époque, ce modèle luxueux était destiné aux salons et aux salles à manger de ceux qui pouvaient se l'offrir. Pour faire suite à ce modèle, Argand innove à son tour et place sur ce réservoir disgracieux un dôme de verre dépoli. Ces modèles connaîtront en leur temps un grand succès, dont le plus connu, la lampe Bordier-Marcet qui sera baptisée par le nom pompeux de "lampe Astrale", diffusant certes une bonne lumière, mais restant relativement optimiste quand au réel pouvoir lumineux de son invention.

Lampe Sinombre Philipps Lampe Astrale Bordier Marcet

La lampe d'horlogerie Carcel.

Carcel

Tandis que les inventeurs se partagent les fruits de leurs brevets, un horloger du nom de Guillaume Carcel imagine un système tout à fait extraordinaire pour remédier aux problèmes de réservoirs ronds ou toriques (en forme de vases), projetant toujours des ombres involontaires, certes amoindries par la lampe Philipps, mais toujours récurant. Pour s'en soustraire définitivement, le seul moyen consiste à placer l'huile directement sous la mèche, dans le pied de la lampe qui ne projette ainsi plus aucune ombre, ni pas le bas, ni par le fond, aux emplacements jusqu'alors utilisés pour fixer les réservoirs. La physique interdisant à l'huile de remonter d'elle-même d'un point situé si bas, il modernise un ancien système de lampe à pompe utilisée dans le sud méridional. Cette lampe munie d'un piston présente l'avantage d'être très rectiligne et pratiquement sans ombre. Il suffit alors pour amener l'huile vers la mèche, de pomper périodiquement l'intérieur du réservoir à la main faisant ainsi remonter l'huile au fur et à mesure que le niveau descend et qu'elle se consume.

Lampe à pompe du midi de la France (vue et coupe)

L'idée de Carcel est de refouler continuellement l'huile pour rendre ce mouvement continu grâce à un délicat mécanisme d'horlogerie faisant mouvoir une tige qui actionne de petits pistons. Elle sera baptisée la pompe foulante de Carcel. Le malheureux Carcel frappé par de graves infirmités verra ses travaux détournés et son brevet sera en partie repris par celui qui le financera. Il mettra également au point une amélioration de l'invention d'Argand, en fabriquant un verre coudé amovible très pratique. Mais les lampes Carcel se vendent très mal, réservées à un public fortuné, elles ne couvrent pas les frais engagés pour leur conception. L'inventeur finira par décéder dans la pauvreté en 1812, sans connaître le véritable succès de sa lampe qui n'aura lieu qu'en 1815 sous le règne de louis XVIII, alors que la noblesse re-florissante amoureuse du luxe s'arrache ses lampes d'un éclat inégalable.

Lampe Carcel

Les lampes Gagneau et Gotten

Le "brevet Carcel" expire en 1816, et tous les fabricants de lampes s'en donnent à coeur joie pour récupérer cette fabuleuse invention, la perfectionner et la décliner en nombreuses variantes. Deux inventeurs vont relever le défi et munir le mécanisme de deux pompes rendant le mouvement d'élévation de l'huile vers le bec plus fluide et plus régulier. Gagneau va mettre en place la technique, et Gotten se chargera de la simplifier en ajoutant deux petits sacs souples en caoutchouc contenant de l'huile et produisant le même effet que la pompe foulante de Carcel. Ces lampes sont cependant des mécaniques de précision fragiles qui nécessitent presque tous les ans un nettoyage pour continuer à fonctionner correctement. Quant elles sont produites à des prix plus bas, ce sont de fréquentes réparations qui s'imposent pour les maintenir en état.

Lampe hydrostatique de Heron

Lampes hydrauliques et hydrostatiques

D'autres inventeurs cherchèrent de nouveaux systèmes, ou l'amélioration de procédés plus anciens pour palier à ces problèmes. La lampe Hydraulique de Heron composée de deux vasques communicantes, recycle une lampe antique en y ajoutant un système hydraulique poussant l'huile grâce à la différence de densité des deux liquides. Ce principe repris dans les lampes Girard (en France) ou les lampes Keir (en Angleterre) associe un vase de Mariotte [voir plus haut] avec le système hydraulique de Gagneau. Ces lampes sont si complexes qu'il devient très difficile de les entretenir et plus encore de les réparer, obligeant parfois à dessouder l'ensemble pour en assurer la maintenance. Le physicien Thilorier arrivera toutefois à rendre ces différents systèmes plus pratiques. Cette lampe hydrostatique de Thilorier en utilisera des principes chimiques (à base de solution de sulfate de zinc) pour améliorer la remontée des huiles.

Lampe Hydraulique de Heron

La lampe à modérateur.

Les succès de la lampe hydrostatique s'achèveront dès l'apparition de la lampe à modérateur, conçue au départ pour remplacer le système mécanique de Carcel. L'idée assez ancienne se heurtait jusqu'à présent à la fabrication d'une telle lampe utilisant une fine aiguille ajustée dans le tuyau d'ascension pour gêner ou faciliter le passage de l'huile. Dans une lampe pleine, le niveau d'huile à son maximum pousse l'aiguille dans le piston et limite son débit. A mesure que ce niveau descend, l'aiguille se libère et s'abaisse de manière à faire remonter plus facilement l'huile jusqu'au bec. La lampe est dite à modérateur, puisque ce système lui permet de moduler l'arrivée d'huile. Deux clés généralement ornées de décorations et de ciselures permettent de régler les hauteurs du piston et de la mèche.

Lampe à modérateur, aiguille et coupe.

Bien qu'ingénieux, ce système souffre encore du grave problème d'encrassement et de maintenance, pratiquement inévitable en raison de l'utilisation du combustible gras qu'est l'huile, et de la présence de suies finissant irrémédiablement par engluer les mécanismes de ces différentes lampes. Ces modèles exigent en outre un entretien régulier : nettoyage, remplissage, changement des mèches et purges qui en font des objets relativement peu pratiques. Dans ce contexte de vive concurrence et d'effervescence d'inventions, il se révèle difficile d'attribuer la paternité de ce modèle à un auteur en particulier. A cette question, l'académie des sciences tranchera en 1824 en désignant M. Franchot, mécanicien de Paris comme détenteur de ce brevet; décision que même l'intéressé refusera d'accepter et qui justifiera l'appellation de ces lampes sous le terme générique de "Lampes à modérateur".

Lampe solaire et coupe

La bougie moderne, dite bougie stéarique

Tandis que cette bataille d'innovations fait rage entre les inventeurs, la diffusion de lampes à huiles "modernes", d'éclairage public et de luxueuses lampes de salons reste encore très marginale. La plupart des gens modestes utilisent encore les chandelles et lanternes d'autrefois par simple soucis d'économie. En 1831, le progrès de la chimie permet de dissocier dans la cire, l'acide oléique de l'acide stéarique. Privées de cette première composante qui constitue une source d'impuretés lors de sa combustion, la cire devient plus pure. La bougie stéarique (contenant comme les bougies d'aujourd'hui, de la stéarine) associée à une fine mèche de coton, maintient la flamme parfaitement verticale et produit une meilleure lumière qui remplace progressivement les vieilles chandelles charbonneuses du moyen âge.

La lampe "solaire"

Vers 1840 : la lampe solaire de M. Neuburger connaîtra un certain succès. Celle-ci n'utilise ni système d'horlogeries compliquées, ni système de relevage de l'huile. La lampe solaire fonctionne avec toutes sortes de combustible : graisses, huiles, ou corps gras sans valeur. Il s'agit d'un simple réservoir circulaire empli d'huile sur lequel on place le bec Algrand muni d'une cheminée de cuivre sans verre. Le terme de lampe "solaire" semble un peu ambitieux ; en l'occurrence, elle s'apparente plutôt à une lampe "thermique" qui produit donc de la chaleur - des vapeurs d'huiles - compressées ensuite dans un large réservoir puis poussées sous forme de gaz jusqu'à un bec très fin où elles s'enflamment. La lampe "solaire" produit ainsi une flamme lumineuse, bien plus concentrée et plus chaude qu'une flamme classique, qui en brûlant une grande partie des impuretés évite la production de fumées et d'odeurs.

Lampe du Pauvre de Jobard

La lampe du Pauvre (ou lampe de Jobard)

Pour conclure cet historique des lampes du 19^ème, voyons un peu le principe mis au point par le Dr Jobard. Cette ingénieux procédé n'avait d'autre ambition que de remplacer la chandelle. L'idée s'inspire une fois encore des lampes méridionales, utilisées dans le midi, en Espagne et en Italie utilisant un simple globe de verre rempli d'huile dans lequel sont placées plusieurs mèches. Cet ancien mode d'éclairage réservé dans cette région aux repas de familles et aux jours de fête, souffre d'un défaut quand le niveau de réservoir baisse. La mèche moins alimentée en huile se dessèche et se consume prématurément. On constatait en outre que ce phénomène était accompagné d'une apparition rapide de champignons finissant de détruire la mèche de coton.

Lampe méridionale à bain d'huile

Jobard réemploya le système en couvrant le globe de verre d'un ingénieux capuchon percé de trous laissant passer l'air et d'une ouverture centrale pour le passage de la flamme et l'évacuation des fumées. La mèche portée par une tige élastique était réglée "par le haut". Cette invention de peu d'importance n'apporta pas la fortune de son modeste inventeur. Elle fut présentée à l'exposition universelle de 1855 où elle ne remporta qu'un succès d'estime, diffusant une faible lumière n'éclairant qu'un volume suffisant pour une unique personne, elle possédait l'avantage d'être particulièrement économe. Le nom de lampe de jobard n'étant pas des plus flatteurs pour son inventeur, on utilisa pour la décrire le nom de "lampe du pauvre". Pour conclure cette anecdote amusante, Jobard, s'il ne fut l'auteur d'aucune découverte majeure, contribua néanmoins à faire découvrir le phénomène d'apparition des champignons microscopiques que sa lampe du pauvre arrivait miraculeusement à faire disparaître.

Le célèbre docteur Jobard

Histoire de l'éclairage

- VI -

De l'éclairage au Gaz à l'éclairage public

ou, petite intro pour se mettre dans l'ambiance...

Tandis qu'au début du 19^ème siècle l'éclairage à l'huile domestique tendait doucement à la perfection, l'éclairage au gaz, que certains intrépides avaient commencé à mettre au point, connaissait ses premiers balbutiements. Dans le même temps, d'autres inventeurs s'employaient à perfectionner des lampes à huile dites "de sûreté", destinées aux mines pour prévenir un danger très particulier : l'explosion due au grisou. La concomitance des deux expérimentations est d'autant plus intéressante : pendant que certains chercheurs menaient des travaux pour éviter tout contact du gaz de charbon avec la flamme pour en faire des lampes, d'autres concentraient leurs efforts pour utiliser du gaz inflammable pour fournir de la lumière.

Feu sur la mer Caspienne

Lebon ou la découverte du Gaz civil

Le gaz apparaît donc grâce aux progrès de la chimie qui permet de découvrir les propriétés du Gaz Hydrogène Bicarboné, plus communément appelé "gaz", pour des raisons "pratiques". L'idée de Philippe Lebon, un ingénieur Français fut d'utiliser les gaz provenant d'émanations naturelles ou de la décomposition de matières organiques pour les concentrer, les épurer et les canaliser aux fins d'obtenir un produit industriel. Ayant pu observer que les effluves de produits pétroliers s'enflammaient spontanément dans les régions arabiques, il constata que les habitants des rives de la Mer Caspienne prélevaient ces huiles pour les reverser dans des nappes d'eau à l'époque de réjouissances. Ils créaient ainsi une "mer de feu" qui subjugua l'inventeur Français. Ces habitants utilisaient l'huile et ce "gaz d'huile" qui n'étaient rien d'autre que des vapeurs de pétrole pour alimenter des fours à chaux et pour de nombreux usages domestiques. Ils en faisaient même commerce avec la Perse, l'expédiant sous forme de tonneaux. En chine, en Europe et en Amérique, ces mêmes ressources étaient déjà utilisées, et Philippe Lebon entreprit de les "domestiquer" à son tour.

Philippe Lebon

Espionnage et complots mystérieux

Lebon lors de ses expériences va faire apparaître que la décomposition du bois en vase clos laisse s'échapper un gaz qui s'enflamme à l'approche d'une bougie. Cette découverte et ces expériences, impensables pour l'époque, dénotent de l'esprit très précoce de Lebon qui poursuit ses travaux pour déposer deux brevets en 1799 et 1801, à l'heure - à peine balbutiante - des éclairages à huile "modernes". Cet esprit vif va rapidement être promu dans l'administration napoléonienne. Responsable de service des ponts et chaussée, il devient ingénieur en chef du département des Vosges. Il persévère et met au point des petits systèmes de chauffages et d'éclairages expérimentaux à usage civil. Ses découvertes suscitent même l'intérêt de puissances étrangères. L'Empire de Russie lui promet des fortunes en échange de sa précieuse collaboration, mais Lebon déclinera l'offre.

On retrouvera son corps quelques jours plus tard dans des circonstances très confuses et toujours inexpliquées, Avenue des Champs Elysées, transpercé de 13 coups de couteaux.

Assassinat de Philippe Lebon

Le gaz et ses applications

Pendant que Lebon poursuivait des travaux en France, d'autres chercheurs avaient aussi compris l'intérêt que présentaient de telles recherches. En Angleterre, Murdoch met au point des systèmes de distillation de la houille. Il utilise des cornues qui lui permettent d'obtenir un gaz plus pur et de se lancer dans la commercialisation de ce produit, en particulier pour éclairer de grandes usines Anglaises. C'est finalement dans une filature de Lin construite sous sa direction dans la région de Manchester, qu'il mettra ses inventions en œuvre. En 1805, une fabrique entièrement équipée de cuves, de canalisations et de diffuseurs de gaz est pour la première fois éclairée grâce au gaz de Houille. Cette innovation technologique reste encore à perfectionner puisqu'elle génère, aux dires des témoins de l'époque "une odeur fétide, qui attaquait les métaux, donnait naissance en brûlant à de l'acide sulfureux, et pouvait occasionner des explosions imprévues au contact de gaz atmosphériques".

Installation des conduites de gaz à Paris

La découverte de l'éclairage public

Des fonds importants sont engagés pour expérimenter les moyens d'éviter ces "fâcheux désagréments" et en particulier l'épuration du gaz à l'origine de ces différents effets secondaires. En 1812 une autre fabrique utilise des gazomètres fabriqués par Clegg pour tenter de réguler la pression des gaz. Le procédé attire la curiosité du public, captivé par l'intense lumière fournie par ces dispositifs. L'inventeur de ce gazomètre dépose un brevet en 1815 pour la mise au point d'un compteur à gaz. Ce type d'éclairage va prendre un tel développement en Angleterre qu'en 1823, " il existe déjà à Londres plusieurs compagnie puissantes, et qu'une seule d'entre-elles, la compagnie Windsor, avait déjà déposé sous le pavé des rues un réseau de cinquante lieues de tuyaux".

Cet enthousiasme n'est pas forcément partagé par tous, et lorsque cette même compagnie s'implante en France en 1815 pour obtenir un brevet d'importation, c'est d'abord le collège des savants qui va s'élever contre ce gaz Anglais, emportant avec lui des foules de Parisiens. La pose des premières conduites de gaz dans les rues de Paris attirera autant la curiosité que l'inquiétude, on verra même des émeutes et des manifestations pour tenter de freiner l'arrivée de ces dangereuses inventions, soupçonnées par certains de faire partie d'un complot des Anglais pour faire sauter Paris. Le 1er Janvier 1819, la première application de l'éclairage au gaz dans la capitale éclaire quatre lanternes place du Carrousel (devant le Louvre). Quelques jours plus tard ce sont des réverbères qui s'allument Rue de Rivoli, puis Rue de la Paix, Place Vendôme, Place d'Odéon.

Gazomètre Télescopique

Développement et exploitation du gaz Parisien

Pour autant, l'exploitation n'est pas un succès commercial, et la compagnie Windsor se porte au plus mal. Ses investissements trop importants ne rapportent pas les bénéfices escomptés. Louis XVIII espérant marquer l'histoire de son nom par son soutien à ces grands travaux, injecte à son tour des fonds royaux, mais doit finalement se résoudre à accepter l'échec de son initiative. D'autres compagnies soutiennent aussi ces investissements, s'associent, et en 1821, finissent enfin par dégager un bénéfice et par devenir soudainement très lucratives. D'autres compagnies entrent en course et le fabuleux développement du gaz va ainsi rattraper son énorme retard. Le monopole de la "Compagnie Parisienne de Gaz" devient alors un véritable pactole. Les compagnies de production lui fournissent le gaz à 15 centimes le m³, revendu le double aux particuliers, qui du reste, s'en plaignent. A Londres, ce prix n'excède pas 20 cts. A partir de 1855, l'éclairage au gaz fera néanmoins de rapides progrès en France, s'étendant successivement aux grandes agglomérations. Les usines fleurissent en suivant ce rythme effréné, composant de nouveaux mélanges, raffinant huiles et résines pour obtenir d'autres produits combustibles. A travers le développement de l'éclairage, puis du chauffage, la France entre de plein pied dans l'âge industriel.

- L'ère moderne a commencé -

Usine à Gaz de La villette et réservoirs de coke

Histoire de l'éclairage

- VII -

Les évolutions du bec à gaz

Bec simple à gaz et flamme "papillon"

Les lampes portatives et les progrès des systèmes d'éclairage

Ce gaz obtenu par distillation de la houille permet de fournir une flamme très éclairante en la concentrant par la fine ouverture d'un "bec". Les différentes fabrications de cette pièce permettent d'obtenir des résultats variés qui tenteront d'être améliorés pour obtenir une flamme toujours plus vive et donc plus éclairante. Ces becs se différencient en deux types : les becs à simple courrant d'air, dans lequel le gaz s'échappe par une ouverture pour produire des flammes de formes différentes : papillon, à crête de coq, à aile de chauve-souris ou en cône allongé (dites flamme bougie ou flamme en tube). Le second procédé consiste en des becs multiples à double courrant d'air successeurs directs des becs d'Argand, utilisant non plus de l'huile, mais du gaz comme combustible.

Bec Manchester

Les becs simples - Les becs Manchester

Le premier de ces becs "à simple courrant d'air" est le plus répandu : c'est le bec à flamme papillon. Il fournit une flamme plate, le plus largement possible en contact avec l'air, pour offrir une meilleure combustion, et donc plus de lumière. Ce bec "papillon" est obtenu en concentrant le gaz à travers une fente transversale, comme pour les becs utilisés dans les réverbères. Le Bec Manchester fait aussi partie de cette catégorie et associe deux becs dirigés l'un vers l'autre pour obtenir une flamme couvrant un éventail encore plus large. Il était notamment utilisé pour les diffuseurs de très grande taille qu'on disposait sur les places des villes, autour des fontaines ou des monuments. On pouvait faire varier l'aspect des flammes en modifiant le débit de ces becs, la forme ou la taille de la tête du bec... etc.

Pour se représenter cette variété de becs et leurs formes respectives, il suffit d'imaginer un simple tuyau d'arrosage de jardin. Ses différents débits modifient la forme du jet d'eau : plus long, plus concentré ou en pluie et même en éventail.. en papillon donc. Pour les becs, c'est pareil.

Bec Argand

Becs d'Argand à double courant d'air

Les becs "Argand" à double courrant d'air, également appelés becs sinombres (voir chapitre consacré aux lampes Argand et lampes sinombres) beaucoup moins employés, se composent de deux cylindres emboîtés l'un dans l'autre et laissent s'échapper le gaz grâce à des trous percés sur sa partie supérieure. On s'arrangeait pour les rapprocher de manière à ce qu'ils forment une couronne circulaire composée de 8 à 25 orifices placés sur le même anneau. Obtenant ainsi un débit plus important que pour les becs simples, la flamme était alors moins concentrée et surtout moins vive.

Bec à gaz Sinombre

Elle avait donc le défaut de pouvoir s'éteindre assez facilement ce qui obligeait de l'accompagner d'une cheminée de verre pour la protéger et mieux diffuser sa lumière. Ces becs sans ombre, parce que le corps du bec très petit ne projetait pratiquement aucune ombre, étaient plus adaptés à des débits importants.

Bec Dumas de face et coupe du bec Dumas

Bec Dumas et becs économiques

Les becs Dumas ou Becs "économiques" très répandus en France font circuler les gaz à travers un petit système de tuyauterie. En passant dans le bec, ils sont tout d'abord divisés dans deux tubes plus fins pour se rejoindre et être canalisés dans une couronne qui va les expulser. En suivant cette route à travers le bec, l'ensemble s'échauffe et sort avec une flamme avivée et peu gourmande. Plus la taille de la flamme est importante, plus elle perd en fait de son intensité lumineuse, ce qui lui vaut ce surnom d'économique".

J.B. Dumas

1880 - 1900

La coexistence des modes d'éclairage.

La concurrence des différents moyens d'éclairages entraine une intensification des recherches pour en améliorer les performances. - On appelle ça, "une saine émulation" :-) La fin du 19^ème siècle sera à ce titre très florissante en innovations. Dans les foyers, les partisans du gaz vantent ses bienfaits : la simplicité de son utilisation, l'absence d'entretien, et l'intensité de sa flamme. Pour les détracteurs, c'est tout le contraire. Méfiants, parfois même à juste titre, ils dénoncent les dangers des émanations gazeuses. Leurs réticences freineront la diffusion de ce moyen d'éclairage au profit des traditionnelles bougies ou des "lampes à huile de salon" devenues très évoluées, mais nécessitant toujours un entretien régulier. L'invention et le développement rapide de l'électricité vont amener un nouvel essor à la lampe, généralisant un mode d'éclairage plus simple et économique.

Lanternes à gaz à Paris (Modèle circulaire et modèle carré)

Pour survivre à l'apparition fulgurante de nouvelles sources d'énergies, les compagnies de gaz n'ont plus d'autre choix que faire évoluer les becs de leurs lampes. C'est ainsi que verront le jour les becs à gaz intensifs réunissant plusieurs becs de gaz simultanément. Ces derniers, testés à Paris en 1878 dans "la rue du 4 septembre" prennent le nom familier de becs ... "de la rue du quatre Septembre" (ou becs du 4 septembre) réunissant six becs papillons brûlant au milieu d'une coupe de cristal surmontée d'un réflecteur poli réfléchissant cette lumière vers le bas. Les becs intensifs placés à environ 3m20 hauteur fournissent une lumière très nettement supérieure aux becs Carcel, mais restent encore bien en dessous de l'effet lumineux de "l'arc électrique". La rue de la Paix sera ainsi bordée de rangées de becs intensifs dont on disait à l'époque qu'il lui donnait chaque soir l'aspect d'un salon. Ces combinaisons de becs ne constituent pas, en soi, une grande innovation technologique, mais les recherches sur leur agencement permettent l'élaboration des becs dits " réchauffeurs à gaz".

Bec à gaz intensif

Les becs à gaz Réchauffé.

Bec à gaz Siemens

Cette voie déjà explorée dans les recherches sur les lampes à huile avait permis de découvrir qu'une flamme était d'autant plus vive que l'air qui l'alimentait était chaud. On voit donc apparaître un certain nombre de becs utilisant ce système. Le "Bec Siemens" recycle les émanations gazeuses, les réchauffe et les réinjecte dans le circuit d'alimentation de la flamme en les conduisant par un tube latéral. On constate ainsi qu'un bec Siemens donne plus de lumière qu'un bec intensif de 1400 litres et n'en consomme que 500. Ce système économique sera notamment repris dans des villes de Russie et d'Allemagne.

Bec Delmas-Azéma

Le bec Delmas-Azéma et le bec Multiplex

Le "Bec Delmas-Azéma" fait partie de la même famille. Il se compose d'un brûleur en stéatite enfermé dans un globe surmonté d'une cheminée. L'appareil est ensuite entouré de différents tubes qui multiplient les surfaces d'échauffement. Ce rendement est encore amélioré grâce à l'invention de M.A. Bandsept et de son bec Multiplex. Cette disposition tout à fait originale renvoie la lumière du bas vers le haut, contrairement aux autres dispositifs. La flamme est canalisée par une cheminée de récupération qui renvoit une combinaison de gaz chauds (de haut en bas vers le centre de la flamme) et d'air froid (entourant l'extérieur de la flamme) créant ainsi un volume de basse pression. Sous l'action combinée de ces courants d'air, la flamme prend une forme de tulipe d'une fixité et d'une luminosité remarquable pour la plus faible consommation possible. Cette invention vaudra à Bandsept une médaille d'or à l'exposition universelle de paris de 1889 ; l'une des plus hautes distinctions scientifiques de l'époque.

Bec Multiplex

L'albo-carbon et le Bec Auer

Bec Albo-carbon

Pour améliorer ces performances optimales obtenues par le bec multiplex, il faudra toute l'ingéniosité de M. Roosevelt qui combine au gaz, des vapeurs de naphtaline et de dérivés de gaz ou d'essence. Ce procédé nécessite un additif contenu dans un réservoir supplémentaire. Dans le même temps, ces lampes destinées à être fixées en plafonniers ou en appliques peuvent être couplées à des tuyaux souples acheminant le gaz jusqu'au brûleur pour obtenir un "éclairage mobile". En fait de mobilité, il se contente juste d'être un peu moins statique que les anciens dispositifs, qui, dans le meilleur des cas permettaient d'avancer la lumière grâce à des systèmes compliqués et peu pratiques de bras articulés (appelés les "Grenouillères").

L'albo-carbon permet aussi la mise au point des lampes Dery construites pour l'éclairage des "voitures" de chemin de fer, utilisant aussi des ajouts de naphtaline pour accroître leur luminosité et leur autonomie. Il faudra pour surpasser ces systèmes très évolués l'apparition d'un bec mis au point par un certain Auer de Welsbach, dits "bec Auer" qui va utiliser le principe des becs Bunsen bien connus pour orner toutes les paillasses de salles de classes de chimie.

Monsieur Auer, va avoir l'idée géniale d'apporter au dessus de la flamme un élément supplémentaire qui, amené à très forte température, augmente la luminosité de l'ensemble. Ce n'est encore qu'un cône de 6 à 7 cm de long en forme de capuchon, mais il sera le précurseur d'une série d'inventions présentant, avec beaucoup d'avance, d'indéniables similitudes avec une invention bien plus moderne : "le filament à incandescence". Cette petite idée va faire son chemin...

Distillation de la Houille dans les usines de la Villette

Lampes oxy-hydriques à gaz

L'éclairage au gaz connaît vers 1880 une transformation sous la forme de becs à jets multiples devant lesquels on place "un crayon réfléchissant" qui augmente la puissance lumineuse du dispositif. La synthèse de ces deux techniques permet de confectionner des lampes élégantes et élancées qui souffrent de ne projeter la lumière que de manière très concentrée pendant une durée limitée à la combustion de la pièce consumée pour accentuer la luminosité (crayon, pastille...). M. Bourbouze propose une variante bien plus économiques utilisant un tamis (comme sur les lampes de sûretés mises au point par Davy en Angleterre) ou des " peignes de magnésie" , pour diviser le gaz en minces filets oxygénés. On utilisera ce procédé pour la fabrication de projecteurs puissants ou pour équiper les chemins de fer pour lesquels cette technique semblait particulièrement adaptée.

Histoire de l'éclairage

- VIII -

La découverte de l'éclairage électrique

L'arc électrique d'Humphry Davy

Expérience de l'arc électrique par Humphry Davy

Dès 1813, le chimiste Anglais Humphry Davy réussissait le prodige de faire naître au cours d'une expérience un arc électrique éblouissant en utilisant la décharge électrique d'une pile très puissante placée entre deux fils conducteurs terminés par deux crayons de charbons de bois. Le phénomène se produisit dans un flacon de cristal dans lequel il avait fait le vide. Le chimiste se consacrera également par la suite à la recherche expérimentale des lampes de mines. Un domaine dans lequel il deviendra également éminemment célèbre en réalisant les tout premiers modèles de lampes de sûreté protégeant leur flamme du tristement célèbre grisou qui faisait de si nombreuses victimes dans les mines de charbon. Il faudra attendre 1844 pour que Léon Foucault adopte cette découverte et songe à l'employer pour fournir de la lumière en remplaçant le vide du cristal de Davy par un gaz conducteur de courrant.

Régulateurs : Foucault-Dubosc, Serrin et 3 modèles de régulateurs Gramme

Le problème technique résidait dans l'adaptation des charbons consumés par cet arc électrique et qui devaient être progressivement raccourcis pour continuer à assurer la continuité de l'arc lumineux. Cette prouesse donnera naissance au premier "régulateur" réalisé par Foucault et Dubosc. Une fois adapté pour une utilisation industrielle, le régulateur Serrin (du chercheur du même nom) permettra d'éclairer de grands espaces d'une lumière bleutée. Ces "chantiers nocturnes" apparaissent dès 1870.

L'âge éblouissant de la fée électricité.

Modèles de bougies Jablochkoff et "chandelier" Jablochkoff (au centre)

Un jeune ingénieur Russe du nom de Jablochkoff imprime à cette industrie une impulsion inattendue en remplaçant ces régulateurs mécaniques, par un procédé appelé "la bougie électrique". Les deux mèches de charbons placées côte à côte, exactement comme une mèche de bougie vont se consumer à la même vitesse en continuant à fournir l'arc électrique. Pour assurer une autonomie d'éclairage plus longue, plusieurs mèches de charbons sont placées sur un disque actionné par une petite clé, remplaçant manuellement les mèches au fur et à mesure de leur combustion.

Lampe Werdermann

La troisième étape décisive de ces évolutions sera amenée par le système Werdermann. Celui-ci remplace les éléments de charbons en contact continu par un seul brin positionné dans un tube réglé au moyen de poulies à contrepoids pour faire buter l'extrémité du charbon contre un disque de cuivre.

C'est à ce point précis que se produit "le jaillissement de l'arc électrique" annonçant le début de l'incandescence.

On peut ainsi diminuer l'intensité de la lumière des dispositifs jusqu'alors réservés à de grands volumes et envisager un éclairage plus diffus et maîtrisé, dans un plus faible espace. En 1881, M. de Changy remplace ce dispositif par un fil métallique de très faible diamètre. Surchargé par l'électricité d'une pile voltaïque, il rougit le métal et le porte à incandescence. On renouvelle l'expérience avec un fil de platine obtenant ainsi exactement ce que l'on recherchait : une illumination de faible puissance, parfaitement adaptée à l'éclairage des maisons.

Changy Edison Jablochkoff

La Lampe d'Edison, la lampe Swann et leurs successeurs.

Lampe Swann Lampe Edison

En 1879, un physicien Américain utilise le principe de l'incandescence et enferme son système dans "une ampoule de verre" remplie de gaz impropre à la combustion, à base d'azote ou d'oxyde de carbone. L'ampoule de forme ovoïde de M. Edison empêche ainsi la combustion du filament de charbon. En fixant les extrémités de ce fil avec deux attaches de platine, il obtient "une lampe" quasiment moderne. La réduction de cette ampoule permet non seulement de constituer des lustres de grandes dimensions, mais aussi de durer pendant près de mille heures avant d'être remplacée et ce, pour un prix de fabrication très modique (25 frs de l'époque).

Ampoule Swann Lampe A. Gérard Lampe Weston Lampe Edison

Dans le même temps son concurrent M. Swann confectionne des filaments de coton plongés dans l'acide sulfurique puis recouverts de poussières de charbon acquerrant ainsi une très grande résistance mécanique. Les deux systèmes de Swann et d'Edison coexistent en 1881 mais nécessitent un équipement supplémentaire encore peu répandu : la fourniture d'électricité. En attendant sa généralisation, le système de Swann sera développé par la lampe Lane Fox (en Angleterre) et la lampe d'Anatole Gérard utilisant elles aussi de la poudre de charbon pour former le filament relié à des bornes émaillées situées à la base de la "Lampe". Cette petite "Lampe" de verre traversée par un filament est mieux connue aujourd'hui sous le nom "d'ampoule électrique".

De nouvelles expérimentations sont réalisées pour tester les composants produisant le meilleur rendement et la plus grande autonomie. C'est ainsi que la lampe Weston, fonctionnant selon le procédé inventé par Edison, et amélioré par Swann va éclairer les principales avenues de New York.

Lampe Maxim Lampe Lane Fox Ampoule Edison

Piles, batteries et alimentation générale.

Dynamo Edison

L'énergie indispensable au fonctionnement des lampes (ou plutôt, des ampoules) à incandescence est le courrant électrique. Celui-ci est fourni à l'époque par des machines dynamo électriques, (rebaptisées "dynamos"), par des accumulateurs ou par des piles voltaïques. Sans entrer dans le détail des procédés électriques, ces dynamos fournissent le courrant principal, généré par de très grosses machines mécaniques. On utilise ainsi des moteurs fonctionnant au gaz ou des machines à vapeur et à air comprimé prenant de plus en plus d'ampleur pour répondre aux besoins des grandes villes. Les moyens hydro-électriques sont très vite découverts ; en plaçant simplement une turbine dans un fort courrant, elles permettent de fournir une énergie à moindre coût.

Eclairage urbain au 19^ème siècle (à Minneapolis) Usine électrique à Paris au 19^ème siècle

Plutôt que d'utiliser directement l'électricité, on va la stocker, la répartir et obtenir ainsi une ressource continue. Cette "réserve" est placée dans des installations permettant de conserver l'énergie : les accumulateurs, qu'on multiplie ensuite pour obtenir "une usine électrique". Ces accumulateurs fonctionnent comme des batteries. Ils fournissent un courrant auxiliaire ou de secours, accumulant l'énergie et la restituant de manière plus limitée en absence de production des machines dynamo-électriques. Les piles voltaïques ne produisent que très peu d'énergie à l'époque et leur rôle est quasi-nul en comparaison des deux sources précédentes. Ces trois systèmes sont en quelque sorte les ancêtres de nos alimentations modernes : le courrant électrique domestique, les batteries ou les générateurs, et les piles, utilisant certes d'autres technologies mais correspondant déjà aux différents besoins de la société.

Régulateur des éclairages de scène de l'Opéra de Paris

Les lampes électriques dans les mines.

Lampes de Mine Davy et lampe des combes

Les progrès réalisés sur les lampes à huile puis à essence dans le domaine minier vont naturellement amener les exploitants à s'intéresser aux bienfaits de l'électricité pour fournir leur éclairage souterrain. Le problème de ces prototypes est lié à la fragilité des ampoules qui, en se cassant, exposent leur filament à l'air libre. Celui-ci encore chaud conserve pendant cinq à six secondes (d'après les calculs des ingénieurs de l'époque) une température évaluée à 500°. A cette température le grisou mêlé à l'air détonne. Pour cette raison, les propriétaires de mines de France, d'Allemagne, d'Amérique et de Belgique vont longtemps hésiter à mettre en place ces types d'éclairage. Tous ces exploitants miniers ont déjà beaucoup souffert du siècle et demi d'expérimentations pour mettre au point des lampes de sûreté relativement efficaces qui, en arrivant à la fin du 19^ème siècle, n'apparaissent pas du tout comme obsolètes face à la généralisation de l'électricité. On conservera donc ces "anciens" systèmes en attendant d'éprouver des lampes électriques sécurisées puis certifiées anti-déflagration et qui servent toujours dans les nombreuses mines encore en activité à travers le monde.

Un dossier Thématique complet sur les lampes de mine vous est proposé sur Geopedia

détaillant l'histoire, les évolution et le fonctionnement

des Lampes de sûreté à huile, à essence ou à acétylène.

Lampes de mine & lampes de sûreté

Histoire de l'éclairage

- XIX -

Lampes à Pétrole et à essence minérale.

Lampes à pétrole Marmet, Lampes et bec Boital, lampes à pétrole (modèle inconnu)

Tandis que les progrès de l'électricité et du gaz suivent leur cours, l'utilisation régulière de lampes traditionnelles dans les foyers participe à la mise au point de lampes toujours appréciées fournissant une lumière chaude et conviviale. On aurait pu imaginer leur soudaine disparition, mais au contraire, cette diversification de l'éclairage insuffle une impulsion nouvelle dans l'évolution des lampes communément désignées sous le nom de "lampes à pétrole". Celles-ci utilisent en fait du parole lampant ou du kérosène. A partir de 1853 la découverte de champs pétroliers et les recherches permettant la distillation du pétrole permettent de produire un dérivé : le kérosène. Un produit très prisé par les constructeurs puisqu'il offre l'énorme avantage de monter de lui même par "capillarité" dans les mèches. On en revient à des lampes d'une parfaite simplicité devenues de simples ornementations réduites à trois pièces : le réservoir, la mèche, et le bec.

Lampe pétrole allemande Elévateur de lampe à pétrole

On utilise aussi un mélange d'alcool et d'essence de térébenthine (aussi appelé gazogène) très volatile, fournissant une flamme particulièrement fuligineuse (droite et régulière). Ce système désigné sous le nom de lampes Robert est terriblement efficace, mais il engage les utilisateurs à une certaine témérité. Instable et très inflammable, le gazogène est bien plus dangereux que le gaz de houille ou que les autres lampes utilisées jusqu'alors. On le remplace par "l'huile de schiste" , du pétrole distillé proche du kérosène ou "l'huile essentielle" désigné aujourd'hui sous le nom de "pétrole lampant". Ce nouvel élan sera facilité par la découverte des gisements pétroliers dans les années 1850-1860 qu'on va poétiquement baptiser les "sources d'huile jaillissantes". D'après les observateurs Français, Il suffisait aux Américains de l'époque de creuser un trou pour faire sortir leur pétrole de terre...

Sondage de Pétrole artisanal par levier et contrepoids Puits de pétrole à Oil Creek

Les lampes de pétrole très évoluées auront tout le temps de se diffuser en France profitant de l'implantation progressive du gaz, puis de l'électricité réservée aux agglomérations importantes. Sur le territoire, nombreux sont les foyers isolé, les petites communes, les campagnes, utilisant encore les lampes à pétrole (et même à huile ou à carbure) pour seule source d'éclairage, et ce, jusque dans les années 40 où la généralisation des implantations électriques couvrira la plus grande partie du territoire.

Lampes à pétrole et lampe à bascule

En dépit des progrès réalisés sur les autres types d'éclairage, le marché toujours florissant des lampes traditionnelles permet aux fabricants de continuer leurs recherches. La lampe Hinks, composée d'un magnifique porte bec ouvragé, est pourvue d'un mécanisme élévateur permettant de remonter le verre pour permettre un allumage plus aisé. Un système composé de deux mèches plates placées face à face, assurent une grande régularité de la flamme et un bon pouvoir éclairant. La lampe provoque un tel intérêt en Angleterre, qu'à peine diffusée, elle est immédiatement copiée et réapparaît en France sous les noms de lampes Messenger, lampes Evered... etc.

A la même époque on produit aussi la lampe Rochester plus ou moins située dans la même lignée mais dotée d'un bec à mèches circulaire qu'on dit même trop lumineuse pour les besoins domestiques. On lui reproche également de dégager une forte chaleur qui la relègue à certains usages spécifiques. Les inventeurs se succèdent et proposent des modèles toujours plus étudiés ou plus farfelus. Celui de M. Sepulchre réunit en effet tous les systèmes connus sur la même lampe, garnie de rouages mécaniques, de mèches, de réservoirs complexes. Elle est dotée comme sur les lampes Hinks d'un élévateur et fournit une lumière d'une forte intensité, qui contre toute attente, connaît un certain succès.

Histoire de l'éclairage

- X -

Les lampes à carbure et lampes acétylène

Lampes à carbure (aussi appelées lampes à acétylène)

Le gaz acétylène est découvert par le chimiste britannique Edmund Davy en 1836. Son application directe pour l'éclairage n'interviendra que plus tard après la mise au point du procédé de fabrication du carbure dans un four à arc électrique en 1892 par un chimiste Français H. Moissan. Cet éclairage à l'acétylène offre un très grand espoir d'amélioration technique. Son éclairage puissant permet d'enrayer une maladie du mineur, le "nystagmus du houilleur", infection des yeux due à un éclairage inadéquat prolongé. A partir de 1910, les fabricants vont développer de nombreux modèles, notamment en France (Arras) et en Allemagne (Wolf) mais leur utilisation se limitera aux mines non-grisouteuses. Dans le monde entier, on utilisera alors la lampe à carbure, déclinée dans d'innombrables modèles, pour l'exploitation des gisements métallifères mais également pour l'extractions de la pierre en carrière souterraine (de craie, de gypse, de calcaire...) et la culture champignonnière (Champignons de Paris).

Le fonctionnement de la lampe à carbure est très simple. Un réservoir d'eau placé dans la lampe permet un écoulement au goutte à goutte dans une cuve remplie da carbure de calcium. Ces deux éléments produisent, lorsqu'ils sont en contact, un gaz inflammable, appelé acétylène. Celui-ci ressort par un tuyau placé dans la lampe qui s'achève par un bec fournissant une flamme très lumineuse. (voir schéma descriptif sur cette page : lampes de mine à carbure à carbure ou animation ici)

ces différents modèles sont détaillées sur ce site qui leur est entièrement consacré:

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