GALVANO-MAGNÉTISME. — GALVANOMÈTRE

GALVANO-MAGNËTISME. — Syn. d Électromagnétisme.

GALVANOMÈTRE. — Appareil servant à mesurer rintensité des courants par leur action sur une aiguille aimantée. Le galvanomètre est fondé sur l'expérience d'OErsted (Voy. Électromagnétisme). La déviation augmente avec rintensité du courant, mais elle ne lui est pas proportionnelle ; Texpérience montre qu'elle est indépendante du degré d'aimantation de l'aiguille, ce qui prouve que l'action de la terre et celle du courant varient toutes deux proportionnellement à la masse magnétique du pôle considéré.

De plus, la disposition d'OErsted ne pourrait servir que pour des courants très intenses ; on a donc dû chercher à augmenter la sensibilité.

Multiplicateur de Schweigger. — On place l'aiguille au centre d'un cadre rectangulaire, sur lequel on enroule un grand nombre de fois dans le même sens le fil bien isolé qui doit traverser le courant. Il est facile de voir que l'on augmente ainsi son action sur l'aiguille aimantée. Considérons en effet l'aiguille AB placée au centre du cadre, et l'un des tours du fil

Fig. 372. — Mulliplicaleur de Schweigger.

FGHIJ (fig. 372) : le sens du courant étant indiqué parles flèches, il a, dans les quatre parties du rectangle, sa gauche en arrière du dessin, et par conséquent les actions de ces quatre portions de fil s'accordent pour dévier le pôle nord A en arrière de la figure. Il en est de même évidemment pour les autres tours du fil. Remarquons cependant qu'il n'y aurait pas avantage à augmenter indéfiniment le nombre des tours de fil, parce que les spires successives, s'éloignant de plus en plus de l'aiguille, exercent sur elles une action de plus en plus faible, et aussi parce qu'en augmentant la longueur du fil, et par suite la résistance de l'instrument, on diminue l'intensité du courant qui le traverse.

Influence de la forme de la bobine, — Dans les galvanomètres ordinaires, les intensités des courants ne sont proportionnelles ni aux déviations, ni même aux tangentes des déviations, comme dans la boussole des tangentes (Voy. ce

mot). Les aiguilles des galvanomètres sont trop longues pour que la formule de ces boussoles soit applicable. On cherche donc seulement à augmenter la sensibilité.

Il faut pour cela augmenter le plus possible l'action du courant et diminuer l'action de la terre.

Pour augmenter l'action du courant, il faut, toutes choses égales d'ailleurs» donner à la bobine la forme la plus favorable. Cette bobine est souvent rectangulaire, comme dans le galvanomètre de Nobili ; dans d'autres instruments on a cherché une meilleure disposition.

La forme la plus avantageuse est donnée par la condition que l'action de l'unité de longueur du fil, ou action spéciflque, soit la même en tous les points de la surface extérieure, car, s'il n'en était pas ainsi, il y aurait avantage à transporter les parties dont l'action spécifique serait plus faible en des points où elle deviendrait plus grande.

On démontre que le contour le plus avantageux est représenté en coordonnées polaires par

p2 rs û2 sin e,

ou, en le rapportant aux axes XX' et YV par

La figure 373 montre la forme qui correspond à cette équation. On supprime les parties ponc-

Fig. 373. — Forme de la bobioe donnant le maximum d'effet.

tuées pour placer l'aiguille aimantée, qui est collée sur un petit miroir, comme dans le galvanomètre de Thomson, et placée en 0 perpendiculairement au plan du dessin.

Pour utiliser le mieux possible les positions les plus avantageuses, on forme souvent les

GALVANOMÈTRE

premières couches de fil très fin, puis on augmente progressivement le diamètre pour n'avoir pas une trop grande résistance.

La bobine est formée de fil recouvert de soie blanche, la matière colorante verte pouvant renfermer des substances magnétiques, et chaque courbe, aussitôt après son enroulement, est plongée dans la paraffine fondue ; la couche extérieure est recouverte de gomme laque pour éviter Thumidité.

Aimant compensateur ou correcteur, — Pour diminuer Faction de la terre, on peut faire usage d'un aimant compensateur ou d'un système d'aiguilles astatiques. Ces deux procédés peuvent être employés ensemble ou séparément. L'aimant compensateur est fïTé sur une tige verticale placée au-dessus de l'instrument et qui peut tourner sur elle-même ; une vis de serrage permet de le fixer à une hauteur variable. On peut ainsi le mettre dans une position telle qu'il produise un champ à peu près égal et de sens contraire au champ terrestre. L'aiguille se place suivant la résultante des deux champs, et, s'ils sont presque égaux, il suffit d'une action très faible pour la faire dévier. On donne ordinairement à, cet aimant la forme d'un arc de cercle, pour permettre au besoin de placer ses deux pôles suivant la direction même de l'aiguille (Voy. Galvanomètre de Thomson).

Aiguilles (istatiques. — On augmente souvent la sensibilité en remplaçant l'aiguille AB par un système astatiqu€y qui a le double avantage d'être

Fig. 374. -~ Aiguilles astatiques.

insensible à l'action de la terre et plus sensible à celle du courant. Ce système est formé de deux aiguilles semblables, parallèles et également aimantées, mais ayant leurs pôles dirigés en sens contraire. Les actions de la terre sur les deux aiguilles sont égales et opposées, de sorte que l'appareil est complètement soustrait à son influence. D'un autre .côté l'action du courant est augmentée. En effet les quatre parties du rectangle FGHU tendent à eovoyer le

pôle nord A en arrière (fig. 374). On voit que la partie GH tend de même à envoyer en arrière le pôle sud B', placé au-dessus de A, car, pour cette partie, la droite de l'observateur est en arrière lorsqu'il regarde A'B'.

Cette action concorde donc avec les premières. Il n'en est pas de même des actions des trois côtés FG, HI et IJ sur l'aiguille A'B' ; mais, comme ces parties sont beaucoup plus éloignées de cette aiguille que la première, c'est l'action de celle-ci qui l'emporte, et l'effet total est augmenté par la présence de l'aiguille A'B'.

Pour ces deux raisons la sensibilité du galvanomètre est augmentée. Il faut observer que les aiguilles ne sont jamais complètement astatiques; elles subissent toujours de la part de la terre une faible action, qui suffit pour les ramener à leur position d'équilibre lorsque le courant ne passe plus. Une astaticité parfaite serait d'ailleurs très nuisible, car le système serait dévié à 90<* par tous les courants, quelle que soit leur intensité, et l'on ne pourrait faire aucune mesure. De plus, ce système ne reviendrait jamais au zéro.

Les aiguilles astatiques augmentent donc la sensibilité ; elles ont cependant un grave inconvénient : le degré d'aimantation des deux aiguilles varie généralement d'une manière inégale et l'instrument ne reste pas comparable à lui-même.

On augmente encore davantage l'action du courant en plaçant chacune des deux aiguilles dans une bobine distincte, comme on peut le voir sur le galvanomètre de Thomson décrit plus loin. Si les deux bobines sont parcourues en sens contraires par le courant, les actions sur les deux aiguilles sont complètement concordantes.

Galvanomètre lUfférentieL — Pour comparer l'intensité de deux courants, on emploie quelquefois des galvanomètres formés de deux bobines parfaitement égales de fil de cuivre, dans lesquelles on fait passer les deux courants en sens opposés. On amène l'aiguille au zéro en introduisant dans l'un des circuits des résistances convenables. Les deux courants ont alors même intensité. Ces appareils peuvent servir également pour un seul courant : on le fait passer dans une seule bobine ou dans les deux réunies en tension.

Galvanomètre de Nobili. — Le galvanomètre de Nobili, employé par Melloni et Nobili dans l'étude de la chaleur rayonnante, convient surtout à la mesure des courants faibles; il est muni d'aiguilles astatiques. Le multiplicateur

GALVANOMÈTRE

(fig. 375) entoure seulement Taiguille inférieure, dont on aperçoit Tun des pôles ; l'ai-

Fig. 375. — Galvanomètre de Nobili (Carpeuticr).^

puille supérieure tourne sur un cadran de cuivre divisé, qui sert en outre à amortir les

oscillations. Les aiguilles sont portées par un fil de cocon, qui n'oppose aucune résistance à la rotation. Après avoir réglé l'horizontalité du support au moyen des vis calantes, on fait tourner, à Taide d'une vis sans fin, le plateau qui porte tout l'appareil, jusqu'à c% que le multiplicateur et par suite le zéro du cercle se trouvent à la position d'équilibre de l'aiguille, position qui n'est pas nécessairement dans le méridien ; on fixe alors l'appareil et l'on attache aux deux bornes les fils qui amènent le courant.

A cause de la longueur des aiguilles, les déviations ne sont proportionnelles aux intensités que jusqu'à 20^ environ ; si l'on doit dépasser cette limite, il faut graduer l'instrument.

Le fil de suspension porte souvent, au-dessus de l'aiguille supérieure, un petit miroir servant à la lecture des déviations. (Voy. Méthode du

MlROm.)

Galvanomètre à projection, — On peut montrer à un grand nombre de personnes à la fois les déviations du galvanomètre en employant un modèle dont le cadran et le fond sont en vene (fig. 376); on le place sur un appareil pour la projection des corps horizontaux, et l'on voit les divisions se peindre sur l'écran. Le mul-

Fig. 370. — Galvanomètre à projection.

tiplicateur, qui est seul opaque, forme au centre une ombre rectangulaire, qui n'empêche en rien de suivre les mouvements de l'aiguille.

Galvanomètres verticaux. — On peut employer dans le même but des galvanomètres verticaux tels que celui de M. Bourbouze (fig. 377). L'ai-

GALVANOMÈTRE

quille est un barreau aimanté mobile dans un plan vertical et supporté par un couteau d*acier, à la manière des iléaux de balance.

Fig. 377. — Galvanomèlre Bourbouzc.

Ce barreau est au centre d'une bobine plate ; il porte un index en aluminium dont la pointe se meut devant un cadran divisé. Trois écrous mobiles permettent de rendre le barreau horizontal pour toutes les orientations de l'appareil et de faire varier sa sensibilité. Cet instrument porte une double bobine pour servir de galvanomètre différentiel.

Galvanomètres à réflexion de Thomson. — Sir W. Thomson a imaginé des galvanomètres qui sont extrêmement répandus aujourd'hui. Le modèle le plus simple n'est pas astatique (fig. 378). Sa bobine présente la forme indiquée plus haut (Ûg. 374). L'aiguille est formée généralement de plusieui-s petites lames d'acier, d'environ 8 millimètres de longueur, collées derrière un petit miroir qui sert à observer les déviations (Voy. Méthode du miroir) ; ces aiguilles multiples donnent, à poids égal, un plus grand moment magnétique, et l'aiguille revient plus vite au repos.

L'appareil est muni d'un aimant correcteur et placé dans une cage de métal fermée par deux glaces à faces parallèles.

Le modèle le plus employé est astatique : les deux systèmes d'aiguilles sont placés dans deux

DlCnOHNAlRB 0*ÉLBCTRiaTÉ.

bobines distinctes et suspendus par un Ûl de cocon (ûg. 379). L'un des systèmes d'aiguilles, celui du haut, est collé sur le petit miroir. Les deux bobines peuvent s'enlever facilement et se remplacer par d'autres, de résistance différente. L'appareil est muni aussi d'un aimant correcteur, porté par une tige verticale, que l'on fait

Fig. 378. — Galvanomètre Thomsoii.

tourner au moyen d'une vis langente, placée sur le couvercle ; il est renfermé dans une cage de verre ou de métal, à base carrée ou circulaire, munie de vis calantes. On adapte quelquefois à l'aiguille inférieure, qui ne porte pas le miroir, un disque de mica ou d'aluminium pour amortir les oscillations. L'instrument est alors suffisamment apériodique; d'où le nom de galvanomètre deadbeat (battements amortis), qui lui a été donné par sir W. Thomson.

On peut transformer cet appareil en galvanomètre différentiel en faisant passer les courants séparément et dans le même sens dans les deux bobines.

Galvanomètre apériodique Deprez et d'Arsonval. — Dans cet appareil l'aimant est fixe et c'est le cadre du multiplicateur qui est mobile. Entre les branches d'un aimant en fer à cheval (fig. 380) est ûxé un cylindre de fer doux qui s'aimante par influence. Autour de ce cylindre peut tourner un cadre, suspendu par deux fils qui servent en outre à amener le courant. Ce cadre est formé d'une lame en cuivre rouge pour les instruments à faible résistance, et d'un certain nombre de tours de fil fin pour les autres. Le fil supérieur porte un miroir pour la lecture des déviations. Le cadre mobile est placé dans un champ très puissant et soustrait par suite à toute action magnétique. L'instrument peut être placé dans une cage de verre, ou renfermé dans une boite de bois qu'on suspend au mur. Une lentille convergente sert à augmenter la netteté des images.

GALVANOMÈTRE

(fig. 373) entoure seulement Taiguille inférieure, dont on aperçoit Tun des pôles ; Tai-

Fig. 375. — GalvaDOmètre de Nobili (Carpenticr)/

guille supérieure tourne sur un cadran de cuivre divisé, qui sert en outre à amortir les

oscillations. Les aiguilles sont portées par un fil de cocon, qui n'oppose aucune résistance à la rotation. Après avoir réglé rhorizontalité du support au moyen des vis calantes, on fait tourner, à Taide d'une vis sans fin, le plateau qui porte tout Tappareil, jusqu'à c% que le multiplicateur et par suite le zéro du cercle se trouvent à la position d'équilibre de Faiguille, position qui n'est pas nécessairement dans le méridien ; on fixe alors l'appareil et Ton attache aux deux bornes les fils qui amènent le courant.

A cause de la longueur des aiguilles, les déviations ne sont proportionnelles aux intensités que jusqu'à 20<> environ ; si l'on doit dépasser cette limite, il faut graduer l'instrument.

Le fil de suspension porte souvent, au-dessus de l'aiguille supérieure, un petit miroir servant à la lecture des déviations. (Voy. Méthode du

MIROm.)

Galvanomètre à projection. — On peut montrer à un grand nombre de personnes à la fois les déviations du galvanomètre en employant un modèle dont le cadran et le fond sont en verre (fig. 376); on le place sur un appareil pour la projection des corps horizontaux, et l'on voit les divisions se peindre sur l'écran. Le mul-

Pig. 376. — Galvanomètre à projection.

tiplicateur, qui est seul opaque, forme au centre une ombre rectangulaire, qui n'empêche en rien de suivre les mouvements de l'aiguille.

Galvanomètres verticaux. — On peut employer dans le même but des galvanomètres verticaux tels que celui de M. Bourbouze (fig. 377). L'ai-

GALVANOMÈTRE

feuille est un barreau aimanté mobile dans un plan vertical et supporté par un couteau d'acier, à la manière des fléaux de balance.

Fig. 377. — Galvanomètre BourlK>uzc.

Galvanomètres à réflexion de Thomson, — Sir W. Thomson a imaginé des galvanomètres qui sont extrêmement répandus aujourd'hui. Le modèle le plus simple n'est pas astatique (flg. 378). Sa bobine présente la forme indiquée plus haut (fig. 374). L'aiguille est formée généralement de plusieui-s petites lames d'acier, d'environ 8 millimètres de longueur, collées derrière un petit miroir qui sert à observer les déviations (Voy. Méthode du miroir) ; ces aiguilles multiples donnent, à poids égal, un plus grand moment magnétique, et l'aiguille revient plus vite au repos.

L'appareil est muni d'un aimant correcteur et placé dans une cage de métal fermée par deux glaces à faces parallèles.

Le modèle le plus employé est asiatique : les deux systèmes d'aiguilles sont placés dans deux

DiCnOHflAIRB o'iLECTRiCnÉ.

bobines distinctes et suspendus par un fil de cocon (ûg. 379). L'un des systèmes d'aiguilles, celui du haut, est collé sur le petit miroir. Les deux bobines peuvent s'enlever facilement et se remplacer par d'autres, de résistance différente. L'appareil est muni aussi d'un aimant correcteur, porté par une tige verticale, que l'on fait

Fig. 378. — GalTanomèlrc Thomson.

tourner au moyen d'une vis tangente, placée sur le couvercle ; il est renfermé dans une cage de verre ou de métal, à base carrée ou circulaire, munie de vis calantes. On adapte quelquefois à l'aiguille inférieure, qui ne porte pas le miroir, un disque de mica ou d'aluminium pour amortir les oscillations. L'instrument est alors suffisamment apériodique; d'où le nom de galvanomètre deadbeat (battements amortis), qui lui a été donné par sir W. Thomson.

On peut transformer cet appareil en galvanomètre différentiel en faisant passer les courants séparément et dans le même sens dans les deux bobines.

Galvanomètre apériodique Deprez et d'Arsonval, — Dans cet appareil l'aimant est Vixe et c'est le cadre du multiplicateur qui est mobile. Entre les branches d'un aimant en fer à cheval (fig. 380) est (ixé un cylindre de fer doux qui s'aimante par inQuence. Autour de ce cylindre peut tourner un cadre, suspendu par deux fils qui servent en outre à amener le courant. Ce cadre est formé d'une lame en cuivre rouge pour les instruments à faible résistance, et d'un certain nombre de tours de fil fin pour les autres. Le lil supérieur porte un miroir pour la lecture des déviations. Le cadre mobile est placé dans un champ très puissant et soustrait par suite à toute action magnétique. L'instrument peut être placé dans une cage de verre, ou renfermé dans une boîte de bois qu'on suspend au mur. Une lentille convergente sert à augmenter la netteté des images.

GALVANOMÈTRE

Ce galvanomètre peut être construit différenliel; il est sensible et complètement apério- «lique-ICes qualités le font employer de préfé-

rence pour toutes les mesures courantes des laboratoires et des ateliers.

Galvanomètres industriels, — Pour les besoins

Fig. 379. — Galvanomètre asiatique de sir W. Thomson.

industriels, on construit des galvanomètres moins sensibles, mais plus faciles à transporter. I.e modèle représenté (fig. 381) possède deux

bobines, Tune très résistante, l'autre à gros (iï. Pour substituer l'une à l'autre, il suffit d'enlever la glace et le cadran, et d'introduire la bobine

GALVANOMÈTRE

<!ans la boîte, où les communications s'élablisseat automaliqueraent* Ses petites dimensions le rendent très facile à transporter,

Le galvanomètre de torsujii de MM. Siemens et Halske (%- 382) sert à la lois d^ampèremètre

et de voltmètre. Il est formé de deux bobines entri^ lesquelles peut osciller un aimant, qui a la forme d'un long dé à coudre fendu longitudinalement. Cet aimant est suspendu à un 01 de soie, ùné lui-même à Tune des extrémités d'un petit ressort à boudin. Le ressort peut être tordu au moyen du bouton moleté qu'on voit à la pnrtie supérieure de Tappareil; ce bouton portr une aiguille qui se déplace au-dessous du cadran de verre divisé qui forme le couvercle di7 r:ippareil; Taimant porte un index qui tcmine devant le même limbe divisé. Un amortisseur, composé de deux palettes de mica flxiM?s sur Taxe de rotation de Tainiant, arrête rapidement les oscillations.

r^^tiH- se servir de Tinstrument, on amène au mTo raiguille du ressort, puis Ton tourne toute

Fig. 380. — Omlvanomëtre apériodique Deprcz et d'Arsonval.

Pig. 381. — Galvanomôlre asiatique.

ia cage jusqu'à ce que l'index de l'aimant s'arrête aussi au zéro. Si l'on fait passer un couant, l'aimant est dévié ; on le ramène à sa f)remière position en tordant le ressort. L'angle de torsion est, d'après les auteurs, proportionnel à l'intensité.

La résistance de l'appareil étant exactement A ohm, et chaque degré du ressort correspondant à une intensité de 0,01 ampère, on voit que la différence de potentiel aux bornes est de 0,0i volt par degré de torsion. A l'appareil est joint une boite contenant trois bobines de résistances de 9,99 et 999 ohms, qui permettent de modifier la sensibilité. On monte cette caisse en tension avec le galvanomètre; si l'on place la fiche sur la bobine de 9 ohms, la résistance totale de l'appareil devient 10 ohms, et, pour une même différence de potentiel aux bornes, la déviation est 10 fois plus faible. On peut donc rendre la sensibilité 10, 100, 1000 fois plus faible.

Galvanomètre marin. — A bord des navires, notamment pour l'immersion des câbles télégraphiques, on se sert d'un galvanomètre (flg. 383)

dont l'aiguille est supportée par un fil fixé en haut et en bas, comme le cadre de l'appareil Deprez. Un grand aimant permanent, fixé dans la cage, donne à l'aiguille une position d'équilibre sensiblement constante. On achève le réglage à l'aide de deux aimants mobiles, représentés à part, qui tournent vers l'aiguille leurs pôles opposés et sont munis de deux crémaillères qui engrènent avec les deux côtés d'une roue dentée. Quand les pôles contraires sont équidistants de l'aiguille, ils ne produisent aucun effet : en tournant dans un sens ou dans l'autre, on fait prédominer l'action de l'un d*eux. Ces aimants sont placés dans le tube qu'on voit sur la figure. La cage est en fer, pour garantir l'appareil des influences magnétiques extérieures; elle est percée d'une petite fenêtre pour observer l'aiguille.

Galvanomètre balistique. — Si l'on fait passer dans un galvanomètre un courant instantané, c'est-à-dire de très courte durée, l'aiguille n'a pas le temps de prendre une position d'équiUbre fixe, et l'on est forcé de déduire l'intensité de la

GALVANOMÈTRE

première impulsion. On démontre que la quan- I portionnelle au sinus de la moitié de rimpulsioii. tité d'électricité qui traverse l'appareil est pro- i

Si les courants à comparer ont sensiblement même durée, ce rapport est égal à celui des intensités.

Mais on suppose dans cette formule la ré-

Fig. 38i. -- Galvanomôlra de torsion (Siemens et Halske, Berlin).

sistancc de l'air négligeable. On a donc cherché à construire des instruments dans lesquels cette résistance soit très petite. MM. Ayrton et

VIPVIIVUUUUUI

arnoc

Pig. 383. — Galvanomètre marin.

Perry remplacent l'équipage astatique d'un galvanomètre Thomson par deux sphères aimantées, formées chacune d'une vingtaine de petites aiguilles, aimantées à saturation, disposées

dans le même sens et entourées de plomb on de cire de manière à constituer une masse sphérique ; les deux sphères sont réunies par un fil rigide, leurs pôles tournés en sens inverse. Avec cette disposition la résistance de l'air est très faible.

Galvanomètres étalonnés, — Certains galvanomètres sont disposés pour donner des mesure» absolues ; on nomme ampèremètres ceux qui servent à la mesure des intensités et voltmètres ceux qui donnent les forces électromotrices. (Voy. ces mots.)

Emploi du galvanomètre en clénvation. — Un galvanomètre sensible peut être employé à la mesure de courants intenses, à condition de ne faire passer dans l'instrument qu'une fraction connue du courant. Il suffit de le placer en dérivation avec une bobine de résistance connue r; soit g celle de l'instrument. D'après les lois des courants dérivés, les intensités t et t" dans le galvanomètre et dans la bobine sont en raison inverse de leurs résistances f^ = i'r.

GALVANOMÉTRIQUE. — GALVANOPLASTIE.

De plus, si I est Tintensité totale,

I=:i-fl'.

On tire de là

On peat donc, en diminuant r, faire décroître à volonté Fintensité de la portion du courant qni traverse FappareiL

On se sert généralement pour cela d*un shunt

(Yoy, ce mot), contenant trois bobines dont les

1 i i résistances sont -, — c^âât; ^^ ^^^'^ ^^ galva-

nomëtre, ce qui permet de faire passer dans cet

instrument — i

C?Knx d'un galvanomètre. — L'emploi du galvanomètre donne lieu à quelques remarques importantes. Si Tappareil présente une résistance notable et qu'on l'introduise dans le cir- •cuit seulement pour mesurer Tintensité, sa présence changera la valeur du résultat. En effet, Vintensité cherchée est

«n appelant E Ja force électromotrice totale ot R la résistance de tout le reste du circuit; or rinstrument donne

Si Ton veut avoir I exactement, on peut faire une nouvelle lecture en introduisant une autre résistance r, ce qui donne

En éliminant E et R, on obtient

Au lieu d'ajouter une résistance r, on pourrait shunter le galvanomètre à Taide d'une dérivation de résistance r. L'équation (3) serait alors remplacée par

'ïi{r-\-g)'hrg

D'où

Il importe aussi de choisir dans chaque cas le galvanomètre qui donnera la plus grande

sensibilité. On démontre qu'il y a avantage à employer un galvanomètre dont la résistance soit, autant que possible, égale à celle du circuit extérieur. On prendra donc un galvanomètre à gros fil pour les circuits peu résistants, et à fil fin pour les circuits très résistants.

GALVANOMÉTRIQUE. — Qui se rapporte an galvanomètre.

GALVANOPLASTIE. — On donne quelquefois ce nom à l'ensemble des arts qui ont pour but de produire des dépôts métalliques par Télectrolyse.

Il est préférable de diviser la galvanoplastie en deux parties : V électro-chimie , qui est la formation à la surface d'un objet métallique d'un dépôt adhérent d'un autre métal, destiné à lui donner un aspect plus agréable à l'œil ou à le rendre inaltérable, et la galvanoplastie proprement dite^ qui a pour but la reproduction des objets d'art par le dépôt dans un moule d'uno couche de cuivre non adhérente.

Nous indiquons à l'article Électro-Chimie les notions générales relatives à cette opération, et aux mots Aqérage, Argenture, Dorure, etc., ce qui a trait à chacune de ces industries en particulier. Il nous reste donc seulement à décrire ici les procédés relatifs à la galvanoplastie proprement dite.

Après quelques essais de Daniell, de De la Rive et de Delarue, Jacobi (février 1837) et Spencer (septembre 1837) découvrirent à peu près simultanément le moyen d'obtenir un dépôt galvanoplastique. Jacobi imagina en 1849 l'emploi d'une électrode soluble.

Moulage, — Le dépôt de cuivre doit être uniforme, très cohérent, absolument exempt de lacunes, et capable de se détacher facilement du moule. La fabrication de ce moule est la première opération à effectuer : un grand nombre de substances peuvent servir à cet usage, mais il est préférable de choisir dans chaque cas celle qui convient le mieux. Les moules en métal se prêtent surtout à la reproduction des médailles, car ils sont d'une extrême finesse ; mais ils exigent un outillage spécial et une grande habileté. On obtient de très bons moules avec l'alliage fusible de Darcet (bismuth 250 gr., plomb 160 gr., étain 125 gr., antimoine 30 gr.). On le fond à consistance pâteuse et l'on y applique l'objet à reproduire, que l'on frappe d'un coup léger et bien d'aplomb.

Le plâtre convient bien au surmoulage du plâtre, du stuc, du marbre, de l'albâtre, du bois et des métaux; la cire blanche et la stéarine servent à la reproduction des médailles et des

IVit

GALVANOPLASTIE.

tlichés; la gélatine sert k mouler les objets fragiles et les pièces de difficile dépouille; son élasticité lui permet d'abandonner les parties rentrantes des modèles et de reprendre ensuite la forme voulue.

Enfin la gutta-percha est la substance la plus (îmployée; elle sert surtout pour les objets qui peuvent supporter la pression sans inconvénient. Elle a l'avantage de pouvoir se transformer en lames minces ou en plaques épaisses, de se prêter à toules les exigences du modelage, en un mot de se laisser travailler de toutes les façons. Très résistante à la température ordinaire, elle se ramollit par une immersion de quelques instants dans Teau chaude, et devient

Fig. 3S4. — Moule on gulla-percha.

susceptible de prendre les empreintes les plus délicates. Enfin elle est inattaquable par les alcools, les acides et les dissolutions salines.

La gutta est ramollie dans Teau bouillante et pétrie avec soin, de façon à la réunir en une boule bien homogène qu'on applique sur le modèle, préalablement frotté de savon; puis on soumet le tout à la presse, jusqu'à ce que la température se soit notablement abaissée. On doit cependant démouler avant le refroidissement complet. On lave ensuite le moule (fig. 384), oîi le sèche et on le métallisé.

Procédé Pellecat. — M. Pellecat a imaginé en 1884 de chaufl'er la gutta-percha jusqu'à complète fusion, et de la couler ensuite sur le modèh\ sans aucune pression. On obtient ainsi

une très grande finesse de détails, sans risquer de briser ni de déformer le modèle, même ie plus fragile. Ce procédé se prête très bien aussi à la reproduction en terre perdue qui ne diffère du procédé dit en cire perdue que par la substitution de la terre glaise à la cire. On fait disparaître ensuite le modèle en terre par l'eau froide, qui délaye la terre rapidement, sans altérer la gutta-percha. Le procédé Pellecat donne d'excellents résultats, ainsi que le montre la figure 385.

Métallisation des moules, — Les moules faits d'une substance isolante doivent être enduits, en tous les points oh l'on veut obtenir un dépôt, d'une couche conductrice continue, mais assez mince pour ne pas altérer les plus petits détails.

On fait quelquefois un enduit de sulfure d'argent en enduisant le moule, au pinceau, d'unt^ solution de 9 parties de nitrate d'argent dans iOO parties d'alcool. On préfère ordinairement déposer à la surface d'un moule une couche mince de plombagine bien pure. On humecttî d'abord légèrement avec un peu d'eau et l'on frotte rapidement avec un pinceau trempé dans la plombagine jusqu'à ce que la surface présente un aspect brillant et uniforme.

Quand le moule est en métal, il convient encore de l'enduire de plombagine pour pouvoir enlever plus facilement le dépôt; on recouvre de cire les parties où le cuivre ne doit pas se déposer.

Enfin les moules en plâtre doivent être rendus imperméables en les plongeant dans la stéarine fondue jusqu'à ce qu'il ne s'en dégage pluî> de bulles d'air ni de vapeur d'eau. On saupoudre ensuite de plombagine, on laisse refroidir, et l'on frotte vivement avec une brosse enduite de cette substance.

Disposition des bains. — Le moule est ensuite introduit dans le bain, qui est ordinairement une dissolution de sulfate de cui\Te. Le plus souvent, ce bain est disposé dans une cuve de verre, de porcelaine, ou de bois enduit intérieurement de gutta-percha ou de glu marine (fig. 386). Deux liges métalliques TT', reliées aux deux pôles de la source, supportent l'une les moules ?«, l'autre une ou plusieurs plaques de cuivre G, servant d'anode soluble (voy. cemot). On peut se dispenser d'employer une anode soluble, et remplacer les plaques de cuivre C par une électrode de plomb ou de platine ; on entretient alors la saturation en ajoutant des cristaux de sulfate de cuivre. Ce procédé est moins avantageux, et n'est guère employé que pour les rondes-bosses.

GALVANOPLASTIE.

On peut aussi placer le bain dans un appareil simple (iig. 387), qui constitue une grande pile de Daniell. Le sulfate de cuivre est dans une cuve de bois doublée de gutta-percha, au centre de laquelle on place un ou plusieurs vases poreax, contenant de Teau acidulée et des zincs amalgamés Z,Z,Z. Tous les zincs communiquent avec une tringle isolée AA; d'autres

tringles isolées BB, B'B' supportent les moules PP, qui représentent ainsi le pôle positif de la pile. Enfin, pour fermer le circuit, des tiges métalliques réunissent la tringle AA aux tringles BB et B'B\ Gomme cette disposition ne permet pas l'emploi d'une anode soluble, il faut maintenir le degré de concentration par Taddition de cristaux de sulfate de cuivre.

Fig. 385. — Objets reproduits par le procédé Pellecal.

On ajoute souvent aux bains de sulfate de cuivre un peu d'acide sulfurique, qui rend le dépôt moins cristallin et moins cassant, surtout avec des courants très faibles et de grandes surfaces polaires. Lorsqu'on doit faire usage d'une électrode soluble, on verse 8 à 9 parties d'acide sulfurique dans 100 parties d'eau, et l'on ajoute alors 8 à 9 parties de sulfate de cuivre cristallisé, ce qui donne une dissolution à peu près saturée.

Lorsqu'on ne doit pas se servir d'une anode soluble, on réduit la proportion d'acide sulfurique à 1 ou 2 p. 100, la décomposition électrolytique tendant à rendre le bain de plus en plus acide. M. H. Bouilhet a montré que le dépôt est plus tenace et plus dur si l'on ajoute au bain des traces de gélatine.

Pour les médailles, les bas-reliefs et en général tous les objets à dépouille, on les retire

GALVANOPLASTIE.

facilement du moule. On peut ensuite les recuire, pour enlever les impuretés ou les débris du moule qui adhèrent à la surface; si Ton craint d'altérer les détails par le recuit, on lave avec de Talcool, de Tessence de térébenthine ou mieux de la benzine.

Reproduction des pièces rondes-bosses. — La reproduction de ces pièces offre des difficultés particulières. On emploie ordinairement le procédé indiqué par M. Lenoir. On fait le moule de gutta-percha en plu-

sieurs morceaux qu'on enduit soigneusemtL de plombagine à l'intérieur et qu'on réonil^ enfermant dans l'intérieur une carcasse mél> lique, reproduisant grossièrement la fonn? : l'objet. Cette carcasse était primitivemenl i fils de platine ; G. Planté a remplacé ce loti

Fig. 38C. — Appareil composé pour la galvaiiopIasUe.

Fig. 387. — Appareil simple pour la galvaooplasUe

par du plomb. On suspend ensuite ce moule dans le bain (fig. 388), la carcasse métallique étant reliée au p61e positif de la source, et le

Fig. 388. — Reproduction d'une voude-bossc.

moule au p61e négatif. On ménage une ou deux ouvertures au bas du moule pour que le liquide se renouvelle plus facilement dans l'intérieur, et l'on suspend dans le bain des sacs de crin remplis de cristaux.

Quand l'opération est terminée, on enlève le moule en gutta en le ramollissant par la chaleur, et l'on fait sortir l'anode de plomb de la ronde-bosse en la tirant fortement par l'oriQce supérieur.

Galvanoplastie massive, — Si Ton veut donner

au dépôt galvanique une épaisseur sufe^ pour lui assurer la résistance nécessaire, il '^ le laisser très longtemps dans le bain, ce f augmente beaucoup le prix de revient. Os tourné cette difficulté en coulant à ï'iniém de la couche galvanique de l'étain ou un alii.fusible qui lui donne la solidité nécessaire. 1^la maison Ghristofle, on garnit d'abord Tfï rieur du galvano d'une épaisse couche de pK^'f^ qu'on fait sécher à Tétuve et qui l'empMie ' se déformer; puis on chaufTe au rouge et ! introduit ensuite dans l'intérieur des fragm^de laiton aussi fusibles que possible, avec apeu de borax en poudre, et l'on fond ce^ fr^-ments à l'aide d'un chalumeau.

Applications de la galvanoplastie. — L^^^ productions galvanoplastiques offrent les a mes avantages que présentent, dans les ar du dessin, les reproductions photographiqu : Elles rendent l'œuvre du sculpteur avec iaii'i'^ lité la plus parfaite, avec ses plus petits déUi * On sait que les objets obtenus par fusion?^" coulés dans un moule en sable plus ou nieiûrugueux : leur surface présente donc une f'^alde défauts et d'aspérités, qui nécessitent, avan de les livrer au commerce, un travail de ci>^ lure souvent fort long et qui en augmente con sidérablement le prix de revient; ce travail en outre le défaut de ne pas traduire toujoiif^ avec exactitude la pensée de l'artiste. On r.^ pas à craindre cet inconvénient avec lesrepf^' ductions galvanoplastiques, qui n'exigent à F'^ près aucune retouche.

GALVANOPLASTIQUE. — GEISSLEH (Tube de).

ussi la statuaire et Tarchitecture utilisents fréquemment les procédés galvanoplaslis pour la reproduction d'un grand nombre uvres d'art importantes. Nous citerons noiment les portes de Téglise Saint-Augustin, aris (flg. 389}, les statues colossales de 5 à iiètres de' hauteur qui ornent la façade de

Kig. 389. — Porle de l'église Saiul-AugusUn à Paris.

'Opéra, et qui représentent la Musique, la Poésie, Apollon et les Muses (flg. 390), deux grands Pégases, enfin les bustes des gi'ands maîtres et de nombreux chapiteaux destinés au même monument.

Grâce à la parfaite fidélité de ses reproductions, la galvanoplastie se prèle admirablement à la vulgarisation des chefs-d'œuvre de toutes les époques, qui, sans son secours, resteraient

cachés dans quelques musées. Cest dans ce but que le musée gallo-romain de Saint-Germain en Laye a fait reproduire les bas-reliefs de Tare de triomphe de Constantin et ceux de la colonne Trajane : ces derniers sont au nombre de six cents et présentent chacun une surface moyenne de \ mètre carré.

C'est encore pour le même motif que TAdministration du musée de Kensington, à Londres, a fait mouler, en 1855, les objets les plus remarquables du musée de Cluny et du musée d'artillerie. Cette remarquable collection s'est enrichie, depuis cette époque, de nombreux moulages galvaniques faits dans les principales collections d'Europe. Le musée artistique et industriel de Vienne a suivi cet exemple. La maison Christofle a reproduit également cinquante-deux vases ou ustensiles en argent, d'origine romaine, trouvés en 1868 près de Hildesheim (ftg. 391).

La bijouterie emprunte aussi le secours de la galvanoplastie pour produire facilement sur l'acier les nielles et les damasquinures les plus compliquées. Enfin, outre l'électro-chimie, que nous avons déjà signalée, la galvanoplastie présente de nombreuses applications, parmi lesquelles nous citerons en première ligne V Electrotypie (Voy. ce mot); en facilitant la reproduction des clichés typographiques sur bois et des planches en taille-douce sur métal, elle a puissamment contribué au développement des livres et des journaux illustrés.

GALVANOPLASTIQUE. — Qui se rapporte h la galvanoplastie.

GALVANOPUNGTURE. — Syn. d'électropuncture. (Voy. Gavalnocaustique chimique.)

GALVANOSGOPE. — Appareil servant à reconnaître la production d'un courant. On emploie généralement pour cela un galvanomètre peu sensible. Le téléphone peut servir aussi de galvanoscope, pourvu qu'on produise des interruptions dans le circuit.

GALVANOSGOPIQUE. — Qui se rapporte aux galvanoscopes.

GALVANOTHÉRAPIE. — Syn. d'ÉLECTROTHÉ-

RAPIE.

GALVANOTROPISME. — Phénomène présenté par la racine des plantes plongées dans Teau, qui s'incline d'un côté ou de l'autre lorsqu'on fait passer dans cette eau un courant électrique.

GAST£R0SG0PE. — Accessoire du polyscope servant à l'examen de l'estomac.

GEISSLER (Tube de). — Tube contenant un gaz raréfié qui s'illumine par le passage de l'étincelle électrique (tig. 392). Us ont été imaginés

Fig. 390. — Groupe de couronnemont de l'un des pavillons de la façade de l'Opéra (5 mètres de haulrar

Fig. .101. - Tasse à feuilles d'acanthe du trésor de Hildeslieim.

GÉNÉRATEUR PYROMAGxNÉTIQUE.

Geissler, mécanicien et physicien allemand, sque la pression de Tair devient inférieure S centimètres de mercure, Taspect de la déirge change beaucoup. Tout le gaz devient :iineux et Ton peut voir au spectroscope le ctre caractéristique de ce gaz. Si Ton fait ride jusqu'à ce que la pression ne soit plus uno faibJe fraction de millimètre^ le tube se nplit d'une lumière brillante dont la couleur *ie avec la nature du gaz qui se trouve dans tube. Ainsi la lumière est violacée dans Vair, m beau roug^* dans l'hydrogène, etc. Si Il entoure le gaz d'un ï^olide ou d'un liquide

fluorescent, verre d'urane, solution d'azotatt? d'urane, de sulfate de quinine, etc., cette substance s'illumine et présente des couleurs caractéristiques.

Aux deux bouts du tube sont scellées des électrodes d'aluminium ou de platine ; ce der-

Fig. 392. — Tubes de Geissler.

Fijf. 393. — Tube de Geissler tournant.

ier métal convient mieux, parce que, sa dilaation étant la même que celle du verre, il ne en détache pas en se refroidissent. On fait le ide dans le tube à Taide d'une trompe de iprengel, par un petit tube capillaire qu'on erme ensuite au chalumeau.

En général le courant induit direct traverse >eul le tube vide, et l'on constate que les pôes n'offrent pas le même aspect. La boule qui -ontient l'électrode négative est tout entière illuminée; l'autre est obscure et présente seulement un point brillant à l'extrémité du fll positif.

En disposant un tube de Geissler sur un moteur qui le fait tourner, pendant qu'on l'illumine au moyen d'une bobine de RuhmkorfT, fiFcice à la persistance des impressions sur la

rétine, chaque point du tube parait transfornuV en un cercle lumineux et l'œil croit voir unir série de cercles concentriques de couleurs variées. Le modèle représenté figure 393 renferme sous un petit volume le moteur et la bobine nécessaires à l'expérience. C'est le fer doux de la bobine qui, en s'aimantant et se désaimantant, fait tourner le moteur à paletlesv placé à la partie supérieure.

GÉNÉRATEUR PTROMAGNÉTIQUE. — Appareil imaginé par M. Edison en 1887, et dan>v lequel les variations du champ magnétique destinées à produire les courants d'induction sont dues à des changements de température.

Ce générateur est fondé sur le même principe que le moteur pyromagnétique (Voy. ce mot)

GÉNÉRATEUR PYROMAGNÉTIQUE.

du même inventeur. Il est composé de huit éléments identiques entre eux et formés chacun ^'un électro-aimant à branches horizontales, •devant les pôles duquel est disposé un cylindre <le tôle ondulée entouré par une bobine de fil. Les huit bobines sont reliées en série et forment un circuit fermé, comme celui de Panneau de Gramme ; les huit tubes ondulés qui leur servent de noyaux traversent à leurs extrémités deux disques de fer horizontaux formant les pièces polaires communes des huit électroaimants.

Au centre de ces disques fixes passe un arbre creux vertical, entraînant dans sa rotation une plaque semi-circulaire en argile réfractaire, qui masque à chaque instant quatre

des huit tubes verticaux. L'appareil est pk sur un fourneau muni d'une soufflerie, et i produits de la combustion, s'échappant pi tubes qui ne sont pas obturés, les port>L rouge.

Il y a donc à chaque instant quatre de> i. creux qui s'échauffent et quatre qui se r^ dissent ; les quatre premiers sont le sie^v.

Fig. 394. — DétailR ol vue d'ensemble du gt^iiérateur pyroinagaéUque.

courant d'un certain sens, et les autres d'un courant de sens opposé, la ligne de commutation étant parallèle au bord rectiligne de Tobturateur. Pour recueillir ce courant, l'arbre porte un disque isolant, entouré par deux segments métalliques opposés, dont la ligne de séparation est également parallèle au bord de l'obturateur. Sur ces segments frottent huit ressorts fixés sur le circuit fermé de l'induit, h égale distance entre deux bobines consécu-

tives. Chacun de ces segmenU cominan donc toujours avec les quatre bobine?*^ courant est de même sens, et ils repré»^"' en quelque sorte les deux pôles de l'i^^ dont les deux moitiés sont pour ainsi dir? semblées en batterie. Les deux segmenta |j talliques communiquent respectivement' deux colliers de laiton, isolés de '^^'■'^.. lesquels deux balais viennent recueillir '"^l^;^ rant. On voit que la disposition de iW"'''"