Communication présentée au Bureau des Longitudes le 12 juillet 1899

Séance du 12 Juillet 99

Communication présentée au Bureau des Longitudes le 12 juillet 1899

M. Ch-Ed Guillaume présente la suite de ses travaux sur les aciers au nickel. Il commence par grouper les phénomènes décrits dans sa précédente communication, et en tire une théorie générale de la constitution de ces aciers.

On remarque d'abord que, dans les irréversibles, le passage graduel de l'état non magnétique à l'état magnétique est accompagné d'une augmentation du volume spécifique de l'alliage. Dans les réversibles, l'apparition du magnétisme est accompagnée d'une diminution de la contraction à température descendante. Ces deux phénomènes parallèles sont analogues, mais l'un est beaucoup plus accentué que l'autre.

Le sens des variations résiduelles indique, de plus, que, lorsqu'un alliage réversible se refroidit, la très faible contraction qu'on observe se compose <de> deux parties : Une contraction de même ordre que celle des autres métaux ou alliages, et une dilatation interne au refroidissement, dont la portion la plus importante se produit en même temps que s'établit la température, tandis qu'une très faible portion de cette dilatation ne suit que très lentement le phénomène principal.

On remarquera enfin que les aciers nickel irréversibles ont une dilatabilité anormale à l'état non-magnétique et normale à l'état magnétique.

On sait, d'autre part, que les métaux qui sont magnétiques à l'état pur perdent leur magnétisme dans la plupart de leurs combinaisons. Le magnétisme est donc une propriété moléculaire ou de groupement, et non atomique ou inhérente à la substance. On pourra en conclure que les aciers au nickel, à l'état non magnétique, sont des combinaisons de fer et de nickel, tandis que dans le passage à l'état magnétique les propriétés du métal isolé reparaissent, et la combinaison se dissocie. Un certain degré de dissociation une fois établi dans les irréversibles se conserve jusqu'à ce qu'on reproduise la combinaison à température élevée.

Dans les réversibles, la combinaison tend à se produire ou à se détruire à toute température suivant le sens de sa variaion [variation], et, à chaque température un équilibre spécial tend à s'établir. En d'autres termes, les aciers au nickel réversibles sont des corps en équilibre chimique variable avec la température.

La même théorie s'applique aux variations résiduelles élastiques ou thermiques des verres, et rend compte des moindres détails des phénomènes observés, comme le parallélisme entre les deux ordres de résidus, élastiques ou thermiques, la relation entre la grandeur de ces résidus et la composition chimique, etc. Il suffit, pour tout expliquer, d'admettre que les affinités de combinaison ou de dissolution des corps composant le verre sont des fonctions bien définies de la température et de la pression ; l'état solide suffit à produire le retard dans l'établissement de l'équilibre.

M. Guillaume aborde ensuite la question de l'élasticité des aciers au nickel, et de leurs applications à l'horlogerie.

On sait que les variations des chronomètres aux températures sont dues, en majeure partie, aux changements d'élasticité du spiral ; on compense ces changements par des variations correspondantes du moment d'inertie du balancier dont le pourtour, bimétallique, se recourbe vers l'intérieur lorsque la température s'élève.

On n'a pas réussi jusqu'ici, à obtenir une compensation en plus de deux températures par une construction simple. Les aciers au nickel, parmi lesquels on trouve des combinaisons très variées des deux coefficients de la formule de dilatation, et même un deuxième terme négatif dans une catégorie d'entre eux, permettront de réaliser des balanciers donnant la compensation complète. Des balanciers, combinés pour obtenir ce résultat, sont actuellement à l'essai.

Pour l'étude de l'élasticité, M. Guillaume a eu comme collaborateur M. Paul Perret, à qui on doit d'avoir découvert que le module d'élasticité des aciers au nickel à 35% augmente avec la température. Il résulte de cette constatation la possibilité d'obtenir au moins deux alliages à variation nulle, si le phénomène est continu, alliages obtenus respectivement par l'addition de fer ou de nickel ou d'autres métaux à l'alliage à 35% de nickel. MM. Guillaume et Perret ont trouvé ces deux alliages à 28 et à 44% de nickel ; malheureusement, le premier comporte un deuxième terme important, et une erreur secondaire de marche aux températures considérable le second fournit des spiraux trop mous. Les auteurs se sont efforcés de remédier à ces inconvénients, et ils y sont parvenus récemment. Les dernières expériences ont montré que, par des additions de métaux étrangers et par un traitement convenable de l'alliage, on arrive à supprimer l'erreur secondaire dans les aciers au nickel plus complètement que dans l'acier. Les spiraux à 44%, tout en étant trop mous pour la pratique courante, donnent cependant, aux mains d'un régleur habile, des résultats remarquables. M. Guillaume présente au Bureau une montre réglée par M. Perret, avec un de ces spiraux et un balancier en alliage non-dilatable, qui a obtenu, en février et avril 1898, deux bulletins de marche de l'observatoire de Neuchâtel, avec une compensation rentrant dans les limites imposées aux meilleurs chronomètres de poche.

Une troisième solution du problème pouvait être prévue, par l'emploi des aciers nickel irréversibles. On arrive, effectivement, par un durcissage progressif de l'alliage, à diminuer sa variation élastique, de façon à faire passer le couefficient [coefficient] de cette variation de -1/3000 à -1/18 000 environ. Les spiraux fabriqués sur cette donnée exigent trois à quatre fois moins de compensation que les spiraux d'acier ; ils permettent d'employer des balancier compensateurs coupés au plus loin du bras, et qui sont beaucoup plus robustes, plus stables et plus faciles à établir que les balanciers ordinaires coupés près du bras. Ces spiraux sont déjà dans la pratique courante, et sont très appréciés des horlogers.