C. — INTERPRÉTATION ÉLECTRIQUE DES RÉSULTATS

Nous venons de montrer que les effets de l’action de l’étincelle condensée sur le méthane s'expliquent assez bien en admettant que l’effet de l’étincelle soit surtout thermique. Or, l’étincelle a une origine électrique. Comment peut-on expliquer alors la transformation dans l’étincelle de l'énergie électrique en énergie thermique, et cette transformation est-elle complète ?

De nombreuses recherches (B. 39 d) ont montré que l'énergie thermique localisée dans l’étincelle est une faible fraction de la quantité totale d'énergie électrique mise en jeu par son passage. Cette fraction dépend évidemment de la pression du gaz, des différentes caractéristiques du circuit électrique, et de la nature oscillatoire plus ou moins amortie de l’étincelle; il est même possible que la nature des électrodes exerce une influence. La détermination expéri-

mentale de la fraction d'énergie électrique transformée en chaleur pose un problème très complexe, si l’on veut étudier l’action des différents facteurs dont nous avons fixé l'influence, et qui se complique encore des changements de composition chimique des gaz soumis à l’étincelle condensée.

Nous avons assimilé la décharge condensée à un arc de durée trés courte jaillissant dans le gaz. Cette décharge a-t-elle véritablement les caractères de l’arc électrique ? La caractéristique essentielle de l’arc, qui est d’avoir une cathode incandescente, se retrouve-t-elle dans nos étincelles ?

L'observation des électrodes des tubes à étincelles (vorr p. 66) nous montre que celles-ci ont subi des fusions locales même lorsque le métal qui les constitue est du tungstène. Le caractère incandescent de la cathode ne manque donc point; nos étincelles condensées sont de véritables arcs. Leur intensité peut même être considérable ; ainsi un condensateur de 10 microfarads, chargé à 4000 volts, se déchargeant en 1/100000° de seconde, donnerait une intensité théorique de 4000 ampères.

L'origine électrique de la chaleur de l’arc doit aussi laisser une certaine place aux effets purement électriques : l’ionisation intense des gaz est nécessaire pour que les ions positifs venant bombarder la cathode, l’échauffent de plus en plus, et d’autant plus vite que la différence de potentiel aux bornes du tube laboratoire s'élève davantage, jusqu’à ce que, sa température croissant toujours, elle finisse par émettre un flot d'électrons qui constitue le passage de l’étincelle. Il est donc nécessaire de supposer une certaine action des électrons; et l’ionisation des molécules de méthane conduit à la formation d'ions positifs soit purement hydrogénés, soit hydrocarbonés, ne différant que par l’existence d’une charge électrique des radicaux libres doût nous avons admis l’existence dans les produits de décomposition thermique du méthane. Étant donnée l'ionisation très intense, le nombre de ces ions positifs est énorme, et c'est au bombardement de la cathode qu'ils produisent que doit être attribuée la désagrégation lente et la volatilisation du métal qui la constitue.

La présence de vapeurs métalliques dans l’étincelle ne peut manquer d'exercer une certaine influence sur son action chimique, ou tout au moins sur son rendement énergétique. En particulier ne serait-ce pas dans la substitution des électrodes de tungstène des tubes du type J à celles de platine des tubes du type 1, qu'il faudrait attribuer en partie l’abaissement des rendements constatés dans les expérienees de décomposition du méthane maintenu à la température

de l’air liquide.

Dans le mouvement simultané des ions positifs vers la cathode et des électrons vers l'anode, tous animés de vitesses considérables, les chocs inévitables des uns contre les autres produisent un effet mécanique, qui se traduit par une élévation considérable de la température, et en même temps un effet chimique, manifesté par la dissociation des ions positifs CH;,, CH,, CH, libérant de l'hydrogène atomique neutre ou portant des charges électriques. Les ions les plus abondants seront alors ceux dont la destruction est la plus difficile, CH ét CH.

Dans le refroidissement des gaz qui suit le passage de l’étincelle, les phénomènes électriques ne jouent plus aucun rôle, puisque les condensateurs sont à peu près totalement déchargés et que la durée de la charge est infiniment plus longue que la durée propre de l’étincelle. Les recombinaisons de radicaux, neutres ou électrisés, sont uniquement régies par les considérations de stabilité et de vitesses de transformation que nous avons données dans notre étude thermique : les origines de l’acétylène, de l’éthylène, des carbures saturés supérieurs demeurent bien celles que nous avions indiquées.

L'interprétation électrique des phénomènes chimiques que nous avons constatés dans les gaz soumis à l’action de l’étincelle condensée, nous conduit donc bien aux mêmes hypothèses que l'explication thermique, c’est-à-dire : à l'existence transitoire de radicaux libres, dont la recombinaison donne naissance aux différents corps que nous avons isolés. Avec les radicaux, nous touchons aux bornes de l’expérimentation actuelle.

Ainsi, nous avons cherché à expliquer la production d’une température très élevée dans l’étincelle, mais cette tentative nous conduit aux mêmes hypothèses que l’explication purement thermique que nous avons déjà donnée (p. 35, 48, 111). Cette explication thermique présente même cet avantage de nous permettre le calcul du rendement de l’étincelle condensée; mais, telle est notre ignorance sur les équilibres à ces hautes températures, que nous ne pouvons qu’attribuer à ces rendements une limite supérieure, en deçà de laquelle nous nous tenons, bien au-dessous de cette limite que nous savons ne pouvoir atteindre, persuadés que nous sommes du caractère encore si imparfait de nos connaissances.