POUR UN LITRE

Oxygène.

Mer haute à six heures du matin — à six heures du soir..

Mer basse à midi

Il faut encore noter que l'oxygénation de l'eau varie selon une foule de circonstances : la température atmosphérique, la pression thermométrique, le soleil ou la pluie, l'heure de la journée contribuent à augmenter ou à diminuer la quantité d'oxygène tenue en dissolution, tandis que l'azote s'échappe dans des proportions sensiblement moins fortes : voici d'ailleurs des chiffres fournis par Poggiale à la suite d'expériences faites sur l'eau de la Seine.

A la température de 1, 2, 3, et 5° au-dessus de zéro, un litre d'eau delà Seine tenait en dissolution 9, 10, H, 12 millilitres d'oxygène, et 22, 23, 24 millilitres d'azote : la température s'étant élevée à 19, 22, 25 et 26° au-dessus de zéro, la quantité d'oxygène avait notablement diminué, elle n'était plus que de 5 à 6 millilitres, celle de l'azote de 11, 16 et 18 millilitres

Dans les eaux qui ne sont point à la surface de la terre, comme celle des puits, les eaux de source ou les eaux minérales, l'oxygène libre y est encore dans de plus faibles proportions, il manque même quelquefois tout à fait ; c'est ce qu'on observe à Bourbonne et dans beaucoup d'autres eaux thermales.

Or la présence de l'oxygène dans l'eau joue un rôle important dans les manifestations électriques, et ce fait ne paraît pas avoir été pris en considération dans les explications théoriques données par Becquerel. Il existe cependant en physique une loi que Gavarret a formulée en ces termes :

« Deux corps qui se combinent prennent des états électriques contraires, et les conservent tant que dure la réac-

(l) J. Lefort, ouvr. cité, p. 190.

PHÉNOMÈNES ÈLECl' NIQUES. 137

tion chimique : celui qui joue le rôle de Yoxygène ou de Yacide prend la tension positive ; celui qui joue le rôle du inétal ou de la base prend la tension négative (1). »

En nous appuyant sur cette loi nous pouvons établir en principe que, en ce qui concerne les eaux, qu'elles soient minérales ou ordinaires, l'électricité positive sera toujours fournie par le corps où l'oxygène libre sera en plus grande proportion.

Dès lors on se rend facilement compte des phénomènes, contradictoires en apparence, présentés par les expériences de Becquerel.

Dans la première, on remplit une terrine de grès de terre végétale, dans laquelle on introduit un vase poreux en porcelaine contenant de l'eau ordinaire ; celle-ci fournit l'électricité négative, et la terre l'électricité positive.

Dans la seconde expérience, une électrode en platine est mise dans l'eau de la rivière, et l'autre est enfoncée dans la terre à une distance de 100 mètres et plus de la première : dans ce cas, l'eau de la rivière est positive, et la terre négative. Pourquoi ces résultats opposés ?

C'est que, dans la première expérience, en mettant dans un vase de la terre légère de jardin, on emprisonne beaucoup d'air, qui, par suite., contient proportionnellement plus d'oxygène qu'il ne s'en trouve dans l'eau; conséquemment c'est la terre, placée dans cette condition exceptionnelle, qui doit donner l'électricité positive, et l'eau l'électricité négative.

Dans la seconde expérience, l'eau de la rivière contient une notable quantité d'oxygène, la terre, qui a été tassée par les pluies, renferme peu d'air; par suite, les manifestations électriques sont en sens contraire de celles précédemment observées.

(I) i. Gavarret, Traité de l'électricité, 2 vol. in- 12, t. I, n. 401. Paris

En plongeant une électrode dans un puits, on y trouve une eau contenant peu ou point d'air en dissolution et l'électricité qu'elle fournit donne le signe négatif, tandis que l'électricité de la terre redevient positive.

La quantité de sels dissous dans une eau naturelle n'influe en rien sur la déviation de l'aiguille aimantée ; l'eau de mer, qui est la plus minéralisée de toutes les eaux connues, mais qui contient de l'oxygène en dissolution, donne, dans son contact avec la terre, la réaction positive, ainsi que le constate l'expérience.

Quant aux changements de direction de l'aiguille, lorsqu'on ajoute à l'eau de l'ammoniaque ou un acide, ils sont faciles à comprendre, puisque l'ammoniaque, qui est un alcali, prend le signe négatif et accentue la déviation de l'aiguille dans l'expérience indiquée, tandis que l'acide, agissant comme l'oxygène, détermine une direction contraire.

Ces faits et beaucoup d'autres que nous rapporterons bientôt nous conduisent à penser que ce n'est point à des courants électriques souterrains, comme le supposait Becquerel, qu'il faut attribuer la déviation négative de l'aiguille aimantée produite par le contact d'une eau souterraine avec la terre adjacente, mais bien à l'absence ou à la faible quantité d'oxygène tenue en dissolution. Toutes les anomalies apparentes s'expliquent par ce fait fondamental.

g 3< Des effets électriques produits au contact des eaux en général et des terres adjacentes.

Avant d'aborder la difficile question du dégagement d'électricité produit par les eaux minérales au contact des terres adjacentes, il fallait se munir des instruments indispensables aux expériences. Je fis choix d'un galvanomètre de Nobili, dont le fil de cuivre enroulé de soie faisait dix mille tours sur le châssis ; l'aiguille aimantée, parfaitement astatique, était d'une grande sensibilité.

PHÉNOMÈNES ÉLECTRIQUES. 13i)

Les électrodes étaient des lames de platine de 12 centimètres carrés de surface ; elles étaient attachées aux fils conducteurs en cuivre par des fils de platine de O^O de longueur.

Du charbon de sucre, bien préparé, servait à frotter et à nettoyer très-exactement les lames de platine après chaque expérience, quelquefois même à les envelopper totalement à l'aide d'un petit sachet de toile, afin de diminuer et même d'éviter les effets de la polarisation.

D'excellents thermomètres à mercure, sortant de la maison Deleuil, de Paris, servaient à indiquer, selon les circonstances, les températures de l'atmosphère et de l'eau.

Le choix de la station thermale n'était point indifférent pour le début des expériences ; il me sembla qu'il était utile d'en adopter une qui possédât des sources de températures diverses et d'une faible minéralisation, présumant que, si j'obtenais des résultats évidents, les phénomènes se produiraient avec plus de puissance en agissant sur d'autres eaux plus fortement minéralisées.

Je choisis Plombières qui possède neuf sources, en y comprenant celle qui est ferrugineuse, et dont les températures diffèrent depuis 8 jusqu'à 72 degrés centigrades, cette dernière étant celle de la source de Bassompierre à son point d'émergence. Quant à la minéralisation, elle est très-faible; elle varie, selon les sources, de 0gr,20 à 0gr,37 de principes fixes, chiffre inférieur à celui donné par l'eau de beaucoup de rivières.

J'arrivai à Plombières le 19 août 1862 : avant d'opérer sur les eaux minérales, je jugeai nécessaire de répéter les expériences de Becquerel sur les eaux douces , constatant

que P eau et la terre adjacente sont constamment clans deux états électriques contraires (1).

(I) Becquerel, ibtd., p. 405.

1 il) CHAP. If. — PHÉNOMÈNES ÉLECTRIQUES.

lre Expérience. — Température atmosphérique, à 2 heures après-midi, + 22° centigrades à l'ombre.

Un vase en terre cuite, de 4 litres de capacité, fut rempli de terre végétale prise dans un jardin ; nous plaçâmes mu milieu, en l'enfonçant profondément, un diaphragme poreux en porcelaine contenant de l'eau d'une fontaine voisine; deux lames de platine, préalablement frottées avec du charbon de sucre, furent mises, l'une dans la terre, l'autre dans le vase poreux contenant l'eau : dès que le circuit fut fermé, l'aiguille du galvanomètre se porta vivement à la droite du spectateur, indiquant ainsi le signe de l'électricité positive pour la terrre ; l'aiguille se fixa quelques instants au 50e degré du cadran, puis elle descendit en oscillant et atteignit le 40e, le 35% le 20e, et même le 10e degré où elle se maintint longtemps : décroissance progressive qui doit être attribuée à la polarisation, phénomène que nous expliquerons plus loin.

Celte expérience fut répétée en changeant les électrodes de position, c'est-à-dire en mettant dans la terre celle qui était dans l'eau, etc. ; l'aiguille marcha en sens contraire, atteignit le 55e degré, puis elle descendit, comme précédemment, par des oscillations successives.

Nous renouvelâmes celte expérience dans plusieurs localités, par conséquent avec des terres de nature différente, et les résultats furent identiquement les mêmes ; il est donc incontestable que l'eau de fontaine contenue dans un vase poreux, et placée dans les conditions indiquées, laisse dégager l'électricité négative, tandis que la terre légère contenue dans un vase donne l'électricité positive : ces résultats sont parfaitement conformes à ceux indiqués par Becquerel.

11 était utile de comparer les effets obtenus dans l'expérience précédente avec ceux produits par le contact de l'eau courante avec le sol adjacent ; cette recherche fut faite.

PHÉNOMÈNES ÉLlîCTKIQUES. 141

2me Expérience. — Température atmosphérique à 9 heures du matin, + 16° centigrades à l'ombre.

Le galvanomètre fut transporté près d'un cours d'eau, au bas du parc de Plombières ; lorsque l'instrument fut bien orienté au nord et l'aiguille en équilibre parfait, une des électrodes en platine fut enfoncée dans la terre à 50 mètres du ruisseau ; la seconde électrode suspendue, à l'aide du fil conducteur, à l'extrémité d'un bâton bien sec et dépouillé de son écorce, fut plongée dans l'eau courante à l'abri de tout contact avec des plantes ou avec le sol ; immédiatement l'aiguille dévia fortement à 70 degrés, donnant le signe positif pour l'eau ; la terre, dans ce cas, devenant négative. Ces électrodes ayant été changées de position, l'aiguille dévia en sens contraire, ce qui était prévu, et, en outre, conforme à ce principe énoncé par Becquerel, que la terre donne l'électricité négative au contact des cours d'eau adjacents.

Nous avons répété un très-grand nombre de fois cette expérience sur les rivières, notamment sur la Moselle, les ruisseaux et les nappes d'eau douce, les résultats furent constants et parfaitement identiques.

i\ous ne reviendrons plus sur ce fait désormais acquis, et nous aborderons immédiatement l'étude des eaux minérales.

§ 3. — Des effets électriques produits au contact des eaux minérales airec les terres adjacentes.

Les premières expériences furent faites à Plombières; je répétai d'abord celle qui consiste à mettre de la terre de jardin dans un vase en terre et de l'eau dans un diaphragme poreux, seulement, au lieu d'employer de l'eau de fontaine comme dans notre première expérience, ce fut de l'eau minérale provenant du Bain Romain, dont la température est de 50 degrés centigrades. Dès que le circuit fut fermé, l'eau thermale donna le signe négatif, et la terre resta positive.

L'expérience fut répétée avec l'eau de toutes les sources de Plombières, et le résultat fut identiquement le même : dans ce cas, l'eau minérale se comporte exactement comme l'eau ordinaire.

Il ne suffisait pas d'opérer dans ces conditions restreintes et exceptionnelles, il fallait se placer dans la situation vraie qui permet de constater les réactions des eaux minérales sur les terres adjacentes et adhérentes aux autres parties du globe : cette proposition devint le sujet de nombreuses observations faites sur des eaux de températures et de minéralisations différentes et dans des contrées éloignées les unes des autres.

lre Expérience. — Elle fut faite à Plombières le 1er septembre , à 3 heures après-midi ; température atmosphérique, + 18° centigrades ; l'eau minérale était celle de la source de Bassompierre, dont la température était de 70° centigrades au point où l'électrode en platine fut plongée; la seconde électrode fut enfoncée dans la terre de la colline qui borde la route de Luxeuil, à 50 mètres de distance horizontale et 20 mètres de hauteur verticale ; les fils conducteurs, bien recouverts de soie, avaient une longueur proportionnelle aux distances. Dès que le circuit fut fermé, l'aiguille du galvanomètre fut lancée vivement, contre l'arrêt du cadran, et, après plusieurs oscillations, elle se fixa au 80e degré : l'eau minérale donnait un excès à! électricité négative, et la terre restait positive.

La même expérience fut répétée avec l'eau du bain Romain, dont la température n'est que de 50° centigrades, plus tard avec celle du bain des Capucins; les résultats furent identiquement les mêmes, l'eau fut constamment négative et la terre positive.

La minéralisation des eaux de Plombières est très-faible, elle ne donne que quelques centigrammes de matières fixes ; nous avons déjà présenté (page 33) l'analyse de Tune d'elles,

nous ne la répéterons pas. Il était nécessaire de comparer l'eau minérale de cette station à l'une de celles dont la minéralisation est beaucoup plus forte ; je me transportai à Bourbonne-les-Bains.

Les eaux thermales de Bourbonne ont une forte minéralisation; elles contiennent 7gr,646 de matières fixes par litre d'eau ; celles de Plombières ne renferment que 0sr,30, celles de Bourbonne sont donc 25 fois plus fortes sous le rapport de la minéralisation. Voici d'ailleurs l'analyse des eaux de Bourbonne, faite en 1848 par Mialhe et Figuier, et répétée plus tard, en 1860, par Pressoir, pharmacien en chef de l'hôpital militaire; elles concordent parfaitement, quant à la composition chimique, elles ne varient que de quelques centigrammes qui constituent la différence entre le chiffre déjà indiqué et celui qui va être donné.