M. le professeur Henry Morton, du Stevens Institute of technology de Hoboken (N. J.), a fait, avec MM. A. M. Mayer et B. F. Thomas, une série d’expériences très précises et très concluantes sur la lampe d’Edison, et voici le résumé des résultats auxquels il est arrivé.
La lampe en fer à cheval d’Edison a une très grande résistance, variant de 114 ohms, lorsque la lampe est froide, à 75 ohms lorsqu’elle est chaude et éclairante. Pour traverser une aussi grande résistance, il va sans dire que le courant doit posséder une grande tension, soit de 75 à 90 volt, l’intensité du courant varie alors de 0,905 à 1,047 webers [1].
Pour parler un langage moins scientifique, la lampe Edison exige pour fonctionner une grande tension ou pression électrique, en même temps qu’un assez grand volume, une assez grande quantité d’électricité.
Cette dépense d’électricité peut se traduire en kilogrammètres ou en calories par la formule de Joule.
M. Morton a trouvé que le rendement lumineux, c’est-à-dire le nombre de bougies produites dans une lampe Edison augmente très vite avec l’intensité du courant ; il faut cependant s’arrêter à une certaine limite compatible avec la conservation du charbon de papier, dont la résistance à la chaleur n’est pas aussi illimitée que le prétendait Edison, puisque sur les deux cents lampes construites à Menlo-Park, il n’en restait plus, au bout de deux mois, que deux en état de fonctionner.
En prenant la lampe dans les conditions les plus favorables, voici les chiffres trouvés par M. Morton :
Le charbon avait une résistance de 74,5 ohms et était traversé par un courant de 1,079 webers, ce qui correspond à une puissance de 0,116 chevaux dépensés en électricité par chaque lampe. La puissance lumineuse maximum était, dans ces conditions, de 20,6 candles (il faut 9,5 candles pour un bec Carcel). Le diagramme ci-contre montre comment varie l’intensité lumineuse en tournant autour de la lampe.
Si l’on est placé en face du petit fer à cheval, la puissance lumineuse est 20,6, à 40° elle n’est plus que de 14,3, et si l’on se place de champ, elle tombe à 6,7 candies. En faisant la moyenne de dix mesures faites de 10 en 10 degrés, M. Morton a trouvé que la puissance lumineuse était de 14,26 candles, soit 69 % du maximum.
Il résulte de ces quelques chiffres qu’un cheval de force transformé intégralement en électricité et utilisé entièrement dans les lampes Edison, sans aucune perte par les conducteurs, la résistance de la machine, les frottements, etc., pourrait produire 120 candles, mais, si l’on suppose une perte de 40 %, perte que les meilleures machines n’ont pu éviter jusqu’ici, on trouve qu’un cheval-vapeur dépensé sur l’arbre de la machine permet d’alimenter cinq lampes donnant chacune 14,26 candles, soit, en mesures françaises, huit becs Carcel par cheval-vapeur, répartis en cinq foyers.
Malgré les avantages évidents de la division de la lumière, ces chiffres condamnent la lampe Edison, car le moindre régulateur donne vingt fois plus de lumière à puissance égale, et les lampes Reynier ou Werdermann fournissent, dans les plus mauvaises conditions, six à huit fois plus de lumière que la lampe Edison dans les conditions les plus favorables.
Il faut attribuer ce faible rendement à une erreur capitale de principe qui indiquait à l’avance des chiffres analogues à ceux que nous venons de citer.
Quel que soit le système d’éclairage électrique employé, arc voltaïque, bougie ou incandescence, on s’attache à concentrer en un point le plus petit possible la plus grande quantité de chaleur possible ; pour élever très haut la température en ce point, puisque la lumière émise par un corps chaud augmente très vite avec la température. M. Edison a fait tout le contraire ; il a donné un grand développement à la partie incandescente, donnant ainsi plus de surface de rayonnement lumineux, mais en même temps une plus grande surface de refroidissement.
Cela explique pourquoi le rendement lumineux est si faible, puisque la température ne peut s’élever à un certain degré qu’à la condition de compenser le refroidissement du charbon par une grande quantité d’électricité, et pourquoi, d’autre part, le charbon de M. Edison a pu durer quelque temps sans se détériorer, sa température étant relativement peu élevée.
Les expériences de M. Morton justifient pleinement les réserves que nous avions faites en décrivant la lampe électrique d’Edison.