DES APPAREILS ÉLECTRO-MÉDICAUX FONDÉS SUR LTNDUCTION

32. — Les divers appareils mis en usage jusqu’à ce jour ne présentent pas dans leurs effets de différences bien tranchées, ou que du moins la pratique ait pu sûrement apprécier ; il n’y a donc pas lieu de fonder sur ces effets la classification des appareils. La plus naturelle est celle qui les groupe d’après la nature de la force primitive que l’on met en œuvre; nous sommes amenés ainsi à les partager en deux classes :

A. — Appareils dans lesquels on dépense de la force mécanique pour produire un courant induit, auquel on fait induire ensuite son propre circuit, ou un autre voisin ; ces appareils sont fondés sur le mouvement relatif d’un circuit et d’un aimant, on les appelle magnéto-électriqms.

B. — Appareils dans lesquels on demande à une action électro-chimique le courant qui doit induire son propre circuit ou un autre voisin ; je propose de les appeler rhéo-électriques.

Cette distinction n’a d’ailleurs d’autre raison d’être que de faciliter l’étude de ces appareils, en rapprochant les uns des autres ceux qui présentent des organes similaires.

Anpareils magnéto-électriques.

33. — Le premier appareil magnéto-électrique proprement dit fut construit en France, dès 1832, par un constructeur d’instruments de physique au nom duquel s’attache une certaine célébrité, Pixii. Cet appareil n’était pas destiné à des usages médicaux. Nous le décrirons cependant, au moins dans ses organes principaux, parce que le jeu de tous les autres appareils du même genre est à peu près le même.

L’appareil de Pixii est représenté par la figure 17 ; AB est un fer doux recourbé en forme de fer à cheval et sur lequel s’enroule un fil de cuivre isolé dont les extrémités sont en XY ; cet électro-aimant est fixe. En face de lui, est situé un aimant permanent dont les pôles se voient en G et D. Cet aimant est entraîné par un axe vertical MN, sur lequel est monté un pignon I auquel une roue K communique le mouvement; une manivelle L sert à mettre l’appareil en action.

Fig. 17.

Comme on le voit, les pôles C et D de l’aimant permanent s’approchent et s’éloignent alternativement des extrémités de l’électro-aimant; il s’induit donc dans le fil de celui-ci un courant qui change de sens à chaque demi-tour. Dans l’appareil original de Pixii, une sorte de came placée en G avait pour fonction de manœuvrer un commutateur, qu’en raison de sa complication nous n’avons pas représenté ici; il suffit de dire que cette partie de l’appareil avait pour fonction de diriger le courant induit toujours dans le même sens. La machine de Clarke nous donnera ci-après un exemple d’un organe plus simple et mieux approprié à ces fonctions.

On reproduisait à l’aide de l’appareil de Pixii tous les effets des courants, chaleur, lumière, décompositions chimiques, etc.

34. — Pour nous rendre compte de l'effet de la disposition qui vient d’être décrite, figurons (fig. 18) les projections A et B des bobines et des pôles N et S de l’aimant sur le plan que décrivent ceux-ci dans leur mouvement de rotation, celle-ci étant supposée s’effectuer dans le sens indiqué parles flèches.

Le pôle N s’éloigne de la bobine A; le pôle S s’en rapproche ; comme ces deux pôles sont de noms contraires, leurs actions sur la bobine A conspirent.

Elles conspirent de môme sur la bobine B, mais le courant engendré dans cette bobine est inverse de celui qui prend naissance dans la bobine A; pour que ces courants s’ajoutent, il n’y a qu’à faire communiquer, d’une manière convenable, les fils qui sont enroulés sur les bobines ; il suffit d’ailleurs pour cela que, si on suppose le fer à cheval redressé, le fil se trouve enroulé dans le môme sens sur les deux branches.

L’action inductrice est minimum lorsque les pôles sont à égale distance des deux bobines, mais elle n’est pas nulle. Au moment où les pôles sont très-près des bobines, l’action est beaucoup plus grande, elle atteint son maximum lorsque les pôles se trouvent en face des bobines ; mais à ce moment l’induction change de sens, parce que le mouvement qui rapprochait chacun des pôles de la bobine devant laquelle il passe l’en éloigne alors.

Fig. 19.

La courbe des intensités du courant peut donc être représentée comme dans la figure 19 où la distance AoBo représente le temps qu’un même pôle met à passer de la bobine A à la bobine B, et ainsi de suite.

En réalité, le passage d’un arc positif a m 6 à l’arc négatif a' m' b’ qui le suit ne s’opère pas aussi brusquement que cela est indiqué ici ; cela tient à ce que les extrémités des aimants et des bobines ne sont pas des points mathématiques, et possèdent

même des dimensions transversales relativement considérables. Nous reviendrons ciaprès sur cette question.

35. — Remarquons immédiatement, quoique ceci soit étranger à l’appareil de Pixii que, si on faisait agir sur un deuxième circuit le courant engendré on obtiendrait un induit, lequel serait un induit du second ordre par rapport à l’induction magnétique, et dont la distribution serait celle indiquée par la figure 20.

Fig. 20.

Nous ferons remarquer que la courbe supérieure est une représentation idéale de l’intensité du courant induit par les variations de distance des bobines et des aimants, et telle qu’on l’obtiendrait en ne tenant compte que de l’influence de cette circonstance ; cette courbe offre une forme parfaitement symétrique. Mais ce courant variable pouvant induire un second circuit induira le sien propre, de telle sorte qu’on aurait très-approximativement la vraie courbe des intensités du courant des bobines en ajoutant algébriquement les ordonnées de la courbe supérieure et celles de la seconde réduites dans un certain rapport. Le résultat final serait de détruire la symétrie et de déplacer les minima comme s’il y avait un retard.

3e. — Appareil de Saxton. — On reconnut bien vite qu’il n’était pas utile, et qu’il était peut-être même nuisible, de rendre l’électro-airaant aussi massif que le faisait Pixii, tandis qu’il fallait augmenter, le plus possible, la puissance de l’aimant permanent. Il devenait alors plus commode de laisser le second fixe et de rendre le premier mobile. C’est ce que fit Saxton, qui rendit l’appareil de Pixii plus près d’être portatif, en plaçant l’aimant horizontal, le laissant fixe et faisant mouvoir l’électroaimant ou bobine induite autour d’un axe parallèle au |)lan de l’aimant.

C’est encore le principe de Pixii que nous retrouverons dans l’appareil suivant, qui tout en offrant une disposition moins heureuse au point de vue théorique n’en a pas moins commencé le succès des appareils d’induction dans les applications médicales.

37. Appareil de Clarke. — Il y avait un moyen de rendre l’appareil encore

moins encombrant, sans lui faire perdre notablement de sa puissance : c’était de placer l’aimant vertical et de faire mouvoir l’électro-aimant autour d’un axe horizontal XX' (fig. 21), de façon que ses extrémités effectuassent leur révolution dans un plan parallèle aux branches de l’aimant permanent.

Telle est la disposition réalisée par Clarke et rer présentée dans la fig. 22. L’aimant permanent est

en E ; l’axe autour duquel se meut l’électro-aimant

.est représenté en oo". Cet axe porte un pignon sur

lequel passe une chaîne à la Vaucanson, entraînée par une grande roue G, que l’on met en mouvement au moyen d’une manivelle M.

L’éiectro-aimant n’est plus, comme dans l’appareil de Pixii, un même morceau de fer doux recourbé en fer à cheval : ce sont deux bobines distinctes B et B' (fig. 23), dont les noyaux de fer doux sont réunis^ d’un cêté, par une traverse de même matière V, et de l’autre par une seconde traverse d’une

Fig. 2î.

matière non magnétique. Cette disposition est équivalente à celle d’un électro-aimant formé d’une seule masse, mais elle est plus facile à réaliser et moins encombrante.

L’analyse des courants produits par ce dernier appareil est la même que pour l’appareil de Pixii ; les courants changent de sens à chaque demi-révolution des bobines. Quand on veut avoir un courant qui soit toujours de môme sens, il faut interposer entre la bobine et le lieu où l’on veut utiliser l’électricité un appareil auquel on donne le nom de redresseur des courants, et aussi de commutateur.

Voici la description de cette pièce dans l’appareil de Clarke (fig. 23) : un manchon J formé d’une matière isolante est monté sur l’une des extrémités de l’axe autour duquel

sont entraînées les bobines ; deux demi - cylindres métalliques, o eto', laissant entre eux deux légers intervalles diamétralement opposés, sont Appliqués sur ce manchon. Chacun d’eux communique d’une manière permanente avec une des extrémités du fil des bobines ; deux ressorts A et c sont constamment appliqués sur ces demi-cylindres. On voit que par la rotation du sys-.

Fig. 23. tème, chacun d’eux vient

successivement se mettre

en contact avec chacun des deux ressorts. Cela posé, si en ce moment le sens du courant est tel que l’indique la flèche placée en é, et si, à l’instant où ce sens changera à l’intérieur des bobines, c’est la lame o qui vient en contact avec le ressort h, on voit que le courant conservera la même direction dans ce ressort, et par conséquent dans le circuit extérieur mpn.

38. — Quand on veut manifester des effets physiologiques, on peut recueillir les courants sans les redresser, mais les effets sont encore peu énergiques. On augmente l’énergie de la secousse en mettant à profit l’intensité d’un extra-courant finissant que l’on fait naître par l’artifice que voici.

Les plaques métalliques m et ra (fig. 23) communiquant, je suppose, avec les conducteurs que l’on voit représentés dans la fig. 22, et le circuit étant fermé par une portion quelconque du corps humain, si on vient à faire communiquer entre eux par un arc métallique les deux demi-cylindres o et o', le circuit se fermera de préférence par ce chemin dont la résistance est extrêmement plus faible que celle d’une partie quelconque de notre corps, et celui-ci ne recevra presque rien; de plus, lè courant dans les bobines aura l’intensité maximum qu’il puisse acquérir pour la vitesse donnée

— ai¬

de la machine, puisque la résistance extérieure sera à peu près nulle. Si on vient alors à interrompre la communication métallique entre les deux demi-cylindres o et o', l’intensité du courant sera réduite presque à zéro en raison de la grande résistance du trajet offert par le corps humain, et il s’induira dans la bobine un courant de rupture dont l’intensité, comme on le sait, est très-grande, parce que sa force électromotrice est considérable ; il emprunte d’ailleurs à sa faible durée une qualité physiologique nouvelle.

Cet extra-courant sera d’autant plus fort que le courant dont la rupture sert à l’engendrer sera lui-même plus puissant ; c’est donc vers l’instant de la coïncidence des pôles et des bobines que cette interruption devra se produire.

Toutes ces conditions se réalisent évidemment en adaptant à la plaque m un second ressort analogue au ressort b et qui vient porter sur le segment cylindrique i, lequel communique lui-même avec le demi-cylindre o.

39 .—Appareil de Page. — Quand on approche ou qu’on éloigne un contact de fer doux des extrémités polaires d’un aimant permanent on détermine dans ses branches des variations de magnétisme : on peut s’en servir pour induire un circuit, c’est ce qu’a fait le physicien américain qui a donné son nom à l’appareil que nous allons décrire.

A cet effet, il a entouré de bobines d’un fü long et fin les extrémités des branches d’un aimant permanent ; au moyen d’une vis de rappel mue par une manivelle D (fig. 24), on peut avancer cet aimant plus ou moins près d’un contact de fer doux E P’ monté perpendiculairement sur le même axe qu’un pignon auquel une roue dentée

Fig. 24.

communique un mouvement assez rapide* C’est un moyen de graduer l’intensité des

courants produits. Ceux-ci se recueillent comme dans la machine de Clarke, par un commutateur monté sur le môme axe que le contact; on lui adjoint un interrupteur K du môme genre que celui qui vient d’ôtre décrit et qui est disposé pour la production d’un extra-courant destiné aux actions physiologiques.

Dans l’appareil représenté ci-contre (1), la position de ce comniutateur peut se régler relativement à celle du contact, de manière à permettre d’obtenir le maximum d’olfet, et à étudier quelques circonstances de la production des courants induits.

Il faut remarquer que dans l’appareil de Page, pour une révolution complète du contact, on a quatre courants Induits changeant alternativement de sens, tandis que dans les appareils précédents, qui se rapportent au type Pixii, il n’y en avait que deux. Appareil de Dujardin. — Construit sur les mômes principes que le précédent.,

^•■0. — Appareil de MM. Breton frères.—'&on principe est aussi le môme que celui de l’appareil de Page, mais ce fut l’un des-premiers appareils facilement transportables qui aient été mis au service de la pratique médicale (fig. 25).

Fig. 25.

Les moyens de graduation sont les mômes que dans l’appareil de Page.

MM. Breton, à l’exemple de M. Duchenne, enroulent deux hélices autour des branches de l’aimant permanent ; la plus extérieure est formée d’un fd plus fin et plus long que la première, et on peut à volonté utiliser les courants induits qui se développent dans l’une ou l’autre de ces deux hélices, et dans les effets desquels on peut constater certaines différences. Nous examinerons de plus près cette question à propos de l’appareil de M. Duchenne.

(1) Construit par M. Rulimkorff pour le cabinet de l’École Polytechnique ; la figure en est empruntée au Cours de physique Ae M. Jamin, ainsi que celle de l’appareil de Clarke et de l’inducteur différentiel de Dove.

41. — Appareil deM. Gaiffe .— C’est à la fois une machine de Saxton et de Page; ou encore si l’on veut, un appareil de Page dans lequel on a remplacé le contact par l’électro-aimant de Clarke (fig. 26).

Le principal mérite du constructeur de cet appareil a été de comprendre que les aimants ayant une force relative d’autant plus grande que leur poids était moindre, tandis que les forces inductrices croissent rapidement à mesure que les distances diminuent, il y avait tout avantage à diminuer les dimensions des appareils quand on recherche plutôt la tension que la quantité.

Ainsi l’aimant de l’appareil représenté ci-contre ne pèse que 1/2 kilogramme, et porte environ 5 kilogrammes. Les hélices de l’armature sont formées d’un fd de de millimètre de diamètre, et d’une longueur de 170 mètres environ. Celles de l’aimant sont formées par 280 mètres du même fd.

M. Gaiffe estime que les hélices de l’armature fournissent environ les deux tiers de l’effet et celles de l’aimant un tiers seulement.

Les courants de l’armature changent deux fois de sens pendant une révolution de l’axe qui la porte, tandis que ceux des bobines enroulées sur l’aimant en changent quatre fois ; les maxima des deux premiers peuvent d’ailleurs être considérés comme concordant avec deux des maxima des seconds ; et on fait en sorte, par une disposition des fds, que les sens des courants concordent. Comme les courants changent de sens dans les bobines de l’aimant avant de changer dans celles de l’armature, leurs effets vont s’entre-détruire en partie à un certain moment, à moins d’un commutateur chargé de les redresser isolément en temps utile ; mais ce serait introduire une complication extrême et complètement inutile, caries courants produits sont utilisés par un interrupteur du genre de celui que nous avons décrit à propos de la machine de Clarke. Cet interrupteur ne fonctionne qu’au moment du maximum des courants de l’arma-

ture, parce que c’est à ce moment qu’on a établi la superposition aclditive des deuxcourants.

L’appareil possède d’ailleurs un redresseur du courant analogue à celui de Clarbe, mais qui n’a d’autre usage que donner la môme direction aux deux décharges qui s’opèrent h chacjue tour : cette direction est indiquée par des signes placés sur les bornes qui servent d’attache aux conducteurs ; c’est d’ailleurs un soin qu’on ne saurait trop recommander aux constructeurs, car il peut se faire que le sens des décharges ne soit pas indifférent, et on doit prendre à tâche de fournir aux praticiens toutes les facilités possibles pour tenir compte de cette distinction.

L’appareil de M. Gaiffe a été favorablement apprécié par tous les auteurs qui ont écrit sur la matière, et notamment par M. A. Becquerel (1).

â.2. — Appareil de M. Duchenne. — Cet appareil est sans contredit le plus complet de tous les appareils de ce genre ; les ressources qu’il offre pour la graduation des effets et les moyens de les varier sont nombreuses, quelques-uns ont pu môme paraître superflus ; cependant on ne saurait prononcer, sans trop de circonspection, sur l’identité de l’économie intime de ces phénomènes compliqués que nous n’apprécions que dans leur ensemble. D’ailleurs, il faut bien reconnaître que les efforts de cet auteur n’ont pas été sans influence sur le perfectionnement des petits

■ Fig, 27.

appareils que la pratique médicale peut aujourd’hui mettre â l’étude, et qui s’offrent à elle en foule dans des conditions à peu près égales.

Cet appareil que l’auteur appelle magnéto-faradique est représenté par la figure 27 ;

(I) A. Becquerel, Traité chs afpUcaliom de l’électricité à la. thérapeutique, èâiVm, Paris, Germer Baillière, 18e0.

nous n’entrerons pas dans le détail de toutes les pièces qui le composent, nous renverrons pour ce sujet, à la description qu’en donne M. Duclienne dans son ouvrage (1). Nous en esquisserons seulement la description théorique.

C’est un appareil de Page dont l’aimant est fixe, l’armature mobile, les hélices multiples, l’interrupteur simple, double ou quadruple, et oii l’intensité des courants peut, toutes choses égales d’ailleurs, être graduée par deux chemises de cuivre.

L’aimant est formé de deux branches cylindriques parallèles, reliées entre elles au moyen d’une traverse de fer doux par celle de leurs extrémités qui est opposée à l’armature ; il est complètement fixe.

L’armature est une mas.se de fer doux pouvant faire, au maximum, 16 tours par seconde, ce.qui produit 32 intermittences d’aimantation, et par conséquent 64 courants induits pendant le même temps.

Cette armature peut être rapprochée ou éloignée des pôles de l’aimant au moyen d’une vis de réglage N portant un indicateur qui se meut devant un cadran divisé. Quand l’appareil n’est pas en fonction, on peut, au moyen d’un levier agissant sur la tête de cette vis, exercer sur l’armature une traction qui est mesurée par des poids dont on charge un petit vase C. Cette complication me paraît inutile et d’un effet bien incertain.

Sur chacune des branches de l’aimant est enroulée une première hélice formée do 24 mètres d’un fil de cuivre d’un demi-millimètre de diamètre puis une seconde formée de 600 mètres d’un fil de g de millimètre. Les deux gros fils forment un système que nous appellerons avec Ymiampremière hélice, les fils fins un autre système que nous appellerons deuxième hélice. Les extrémités du fil de la première hélice aboutissent aux ressorts s et s' du rhéotome B ; celles du fil de la deuxième hélice à certaines.bornes et au commutateur des hélices U, qui permet de lancer à volonté dans un même conducteur les courants de l’une ou de l’autre des hélices.

En D se trouve une vis que l’auteur appelle le régulateur des intermittences ; elle a pour effet de faire basculer un ressort I, de manière à le mettre on contact, tantôt avec deux goupilles a portées par la grande roue, tantôt avec la plaque G; enfin par un ehserhble de communications dans le détail desquelles nous ne saurions entrer, on peut produire à volonté, une, deux ou quatre interruptions par tour de l’armature.

Les solutions de continuité qui se font sur le rhéotome n’ont lieu que dans le gros fil enroulé immédiatement sur l’aimant fixe. Le long fil fin (fil de la deuxième hélice) n’a aucune communication avec ce rhéotome.